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1

Resultados de Experimentos em Escala Industrial sobre a Reciclagem de Goma a base

Misturas Amido/PVA

Dr.-Ing. Thomas Stegmaier, Dr.-Ing. Joachim Trauter, Instituto de Tecnologia Txtil e de

Processos (ITV), Denkendorf/ Alemanha

Eng. MSc. Srgio Mauro C. da Rosa, Instituto Euvaldo Lodi S.C.

Comunicao no 13 Simpsio Internacional sobre a Engomagem, Denkendorf

1 Introduo

A goma pode representar at 70 % da carga dos efluentes lquidos de uma indstria txtil

completa. Medidas que levem reduo do uso de goma contribuem, portanto, direta e claramente

para diminuir a carga dos efluentes lquidos. Por meio da reciclagem da goma possvel eliminar a

goma dos efluentes quase que completamente. Sob o ponto de vista ecolgico, a recuperao das

gomas atravs de ultrafiltrao , por isso, indiscutivelmente uma tcnica de altssima prioridade e

nesse meio tempo pode ser demonstrado em numerosos experimentos em escala industrial que,

tambm do ponto de vista econmico, a reciclagem indicada. Resultados atuais de tais

experimentos sero apresentados na seqncia.

O princpio da reciclagem de goma evidenciado na Fig. 1.1. Na ultrafiltrao, o licor de lavagem

resultante da desengomagem quase que totalmente reprocessado; todos os componentes so

reutilizados:

o regenerado em at 100% para a engomagem de urdumes e

o permeado pode ser reconduzido para a mquina de lavar, sendo que a taxa de reciclo para

produtos de algodo, varia entre 50 e 100% do permeado.

A recuperao de goma recebeu novos impulsos desde que foram obtidos no ITV em Denkendorf

os requisitos tcnicos para a recuperao de misturas de goma a partir de PVA/CMC e PVA/PAC

[1]. Em dois projetos financiados pelo Ministrio Alemo de Educao, Cincia, Pesquisa e

Tecnologia (BMBF) foram desenvolvidos os fundamentos para a recuperao em

escala industrial de misturas de amidos de carboximetila (tipos CMS) solveis em gua e gomas

sintticas, assim como galaktomannan (GMN) e PVA. Um dos problemas principais no

processamento de tais misturas o desacordo entre

2

a necessidade de um produto reciclvel e durvel e

a facilidade de biodegradao dos produtos de amido ou galaktomannans e seus derivados.

O sucesso da reciclagem se baseia por isso na combinao de tipos compatveis de amidos ou

galaktomannans e PVA, e na observao de condies de processamento especficas para cada

goma em todas as etapas dos processos de engomagem, desengomagem e filtrao.

Uma condio inicial para a reciclagem so tipos de goma solveis em gua. Estes tipos, em ambos

os projetos, foram modificados por fabricantes alemes e brasileiros, de modo que fosse alcanada

a estabilidade necessria com respeito a exigncias mecnicas e trmicas na reciclagem. Depois

disso, ocorreram vrios experimentos de reciclagem sob condies prticas com numerosas

combinaes de diferentes receitas. A possibilidade tcnica de converso para escala de produo

industrial foi demonstrada e comprovada at o momento em 5 empresas em at 4 ciclos de

reciclagem.

2 Condies experimentais e dados dos equipamentos de produo

2.1 Receitas de goma, artigos experimentais e teares

Os experimentos foram realizados com misturas de tipos de CMS introduzidos e

desenvolvidos, assim como uma goma de Galaktomannan (Tab. 2.I). Para satisfazer as exigncias

de teares modernos do ponto de vista da elasticidade e fora de adeso do filme de goma, os

derivados de amido foram misturados com tipos de PVA de alta viscosidade. Nesse aspecto, os

tipos de PVA totalmente saponificados mostraram ser melhor estabilizantes do que os parcialmente

saponificados. Como aditivo de cera no licor de goma, um produto base de sebo bovino

apresentou bom resultado.

Tab. 2.I: Misturas de goma investigadas

Produtonativo

Base doamido

Misturadocom

Razo de misturaAmido/PVA1)

Emprego emindstriastxteis

Nmeromximo deciclos

CMS 1 Batata PVA 26-88

PVA 26-98

50/5075/2580/20

113

114

CMS 2 Mandioca PVA 26-98 80/2020/80100/0

211

444

3

CMS 3 Milho PVA 26-98 80/20 2 3GMN Guar PVA 65/35 1 1

1) Dados sem considerar a adio de cerca de 3-4% de cera.

Para a obteno de valores de referncia, os experimentos de reciclagem de misturas de goma em

grande escala foram completados por experimentos com gomas sintticas dos tipos PVA 26-88 e

26-98 puros com a adio respectivamente de cerca de 4-6% de sebo.

Os urdumes foram tecidos em teares-projtil de dupla largura e em teares com jato de ar.

As perdas de goma no circuito de reciclagem foram compensadas - como usualmente na prtica -

atravs da adio de goma original

2.2 Mquinas de lavar

Foram utilizados equipamentos de vrios fabricantes (Morrison, Kleinewefers, Goller,

Texima e Ksters) contemplando vrias princpios de lavao, encontrados em 2 empresas alems

e 3 brasileiras.

As mquinas de lavar foram operadas com as seguintes condies:

emprego de gua quente sem emprego de aditivos (como tensoativos, antiespumantes, etc.).

os lavadores verticais e o horizontal trabalharam em regime contracorrente puro.

nas mquinas de lavar com suco a vcuo, as sees foram combinadas em regime de contra e

cocorrente.

sempre que possvel temperaturas de licor de cerca de 90-95C.

A lavagem de misturas de amidos e gomas sintticas do tecido possvel, em princpio, com as mais

diversas combinaes e tcnicas de processo disponveis no mercado.

2.3 Equipamento de ultrafiltrao

Para a reciclagem de goma nas empresas participantes, foram empregados equipamentos de

concentrao semi-industrial da Firma GTV de Bodelshausen:

4

1) um equipamento piloto de operao em batelada, constitudo por um estgio com membranas

tubulares (rea da membrana 14,4 m2).

2) um equipamento piloto de operao contnua, constitudo por 3 estgios :

1o estgio: ultrafiltrao com um mdulo espiral (rea da membrana 10,4 m2, ou 14 m2).

2o estgio: ultrafiltrao com 6 mdulos de membranas tubulares (rea total 31,2 m2).

3o estgio: evaporador a vcuo para obteno da concentrao final.

3 Testes na tecelagem com goma original

Os resultados na tecelagem com aplicao de gomas originais e as misturas foram muito

positivos: em comparao com as receitas convencionais com amido de mandioca puro e cera o

grau de engomagem do urdume BK pode ser reduzido

em 33-36% com PVA puro,

em 15% (em uma indstria em at 33%) com a mistura amido/PVA (80/20),

sem influenciar o comportamento da tecelagem. A mudana de receita tem um efeito positivo sobre

a carga dos efluentes lquidos: apesar do alto valor de DQO do PVA obtm-se, atravs da

otimizao da receita, uma reduo da DQO nos efluentes de at 39%.

4 Desengomagem

4.1 Solubilizao dos componentes individuais da mistura de Goma

Os componentes das misturas de goma investigadas tem um comportamento distinto quanto

a solubilizao. Este comportamento pode ser determinado em laboratrio atravs dos tempos de

solubilizao e surgimento de filmes de goma e na prtica na taxas de lavagem ou na quantidade de

cada componentes nas sees individuais [2]. A Tab. 4.I mostra o aumento da taxa de lavagem

pela diminuio da quantidade de PVA na mistura.

Tab. 4.I: Taxas de lavagem com variao na proporo da mistura

CMS 1 em mistura com PVA 26-88Grau de engomagem do tecido BG = 8,5-9,5%Equipamento de lavagem vertical com espremedores no finalTemperatura do licor T = 95C, velocidade de carga v = 40 m/min,

5

Concentrao do licor de lavagem cF = 1,5%Quantidade de PVA % Taxa de lavagem AWQ %

50 91,2

25 94,0

A Tab. 4.II apresenta a distinta capacidade de remoo do PVA parcial e completamente

saponificado: a lavabilidade 4 - 6% maior para o tipo completamente saponificado, tanto com

gua limpa quanto no processo normal, em relao ao PVA parcialmente saponificado. Isso se

correlaciona com a melhor solubilidade do tipo completamente saponificado, obtida em laboratrio,

para temperaturas altas acima de 85C [2].

Tab. 4.II: Taxas de lavagem com PVA parcial e completamente saponificado

CMS 1 em mistura com PVA de alta viscosidade (80/20)BG = 5-6%; Roupa proficional com ligao 2/1; FG = 207 g/m2; IG = 81,4%Equipamento de lavagem vertical com espremedores intemedirios e finalT = 90/96/95/75/49C, v = 70 m/min,

Taxa de lavagem AWQ %Tipo de PVA Incio (gua limpa)

CF = 0%Processo normalCF = 1,5%

Totalmente saponificado 92,8 89,0

Parcialmente saponificado 99,0 93,0-93,5

A distinta solubilidade dos componentes individuais pode ser vista tambm atravs de sua

distribuio quantitativa nas sees individuais. Analisamos esta distribuio por meio de

Cromatografia de Permeao por Gel (GPC) em amostras de tecido. As amostras foram retiradas

em diferentes comprimentos do tecido nas sees individuais e desengomadas em laboratrio. A

partir das curvas medidas nos extratos pode ser determinada a relao dos componentes individuais

e com isso concluir sobre o seu comportamento de solubilizao.

Na Fig. 4.4 est representada esquematicamente a distribuio dos componentes individuais sobre

o trajeto de lavagem para a goma original CMS 1/PVA 26-98 (80/20); pode-se ver que:

6

os picos dos componentes individuais da goma aparecem nos seguintes tempos

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