reciclagem de pet

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i UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA CAMPUS DE JOAÇABA ÁREA DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO MECÂNICA RECICLAGEM DE PET Daniel Maffi Maicon Perin Maurício Keitel Pereira Patric Schürhaus JOAÇABA – SC Julho de 2004

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UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA CAMPUS DE JOAÇABA

ÁREA DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA

CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO MECÂNICA

RECICLAGEM DE PET

Daniel Maffi

Maicon Perin

Maurício Keitel Pereira

Patric Schürhaus

JOAÇABA – SC

Julho de 2004

ii

SUMÁRIO

Sumário ............................................................................................................................................................ ii

Lista de Acrônimos e Abreviaturas ...............................................................................................................iv

Lista de Figuras ................................................................................................................................................v

Lista de Tabelas................................................................................................................................................v

1 Introdução ................................................................................................................................................1

1.1 Generalidades....................................................................................................................................1

1.2 Objetivos...........................................................................................................................................2 1.2.1 Objetivo geral ...............................................................................................................................2

1.2.2 Objetivos específicos ....................................................................................................................2

2 Definição do Produto...............................................................................................................................3

2.1 Revalorização....................................................................................................................................5

3 Demanda...................................................................................................................................................7

4 Projeto do Produto ..................................................................................................................................9

5 Projeto do Processo ...............................................................................................................................11

5.1 Descritivo dos principais processos de revalorização.....................................................................11

5.2 Linha de revalorização de PET .......................................................................................................12 5.2.1 Recuperação................................................................................................................................13

5.2.1.1 Recepção ..........................................................................................................................................................13 5.2.1.2 Classificação 01................................................................................................................................................13 5.2.1.3 Moagem 01.......................................................................................................................................................13 5.2.1.4 Classificação 02................................................................................................................................................13 5.2.1.5 Moagem 02.......................................................................................................................................................13 5.2.1.6 Limpeza............................................................................................................................................................14 5.2.1.7 Armazenamento EX .........................................................................................................................................14

5.2.2 Transformação ............................................................................................................................14 5.2.2.1 Extrusão............................................................................................................................................................14 5.2.2.2 Ensacamento.....................................................................................................................................................14 5.2.2.3 Expedição.........................................................................................................................................................14

6 Definição de equipamentos e maquinário............................................................................................15 6.1.1 Silos de armazenamento de pellets para ensaque........................................................................16

6.1.2 Extrusora.....................................................................................................................................16 6.1.2.1 Características da Challenger 100 ....................................................................................................................19

6.1.3 Silo de armazenamento de flakes para ensaque ..........................................................................20

6.1.4 Secadoras ....................................................................................................................................20

6.1.5 Lavadoras....................................................................................................................................20

6.1.6 Moinho (segunda moagem) ........................................................................................................21

iii

6.1.7 Tanques de Separação.................................................................................................................22

6.1.8 Moinho (primeira moagem) ........................................................................................................23

6.1.9 Esteiras........................................................................................................................................25

6.1.10 Peneira Rotativa..........................................................................................................................28

7 Definição das utilidades dos equipamentos .........................................................................................29

7.1 Hidro-alimentação...........................................................................................................................30

7.2 Ventilação Industrial .......................................................................................................................31 7.2.1 Cálculo da dimensão do volume de ar (Vi).................................................................................31

7.2.2 Cálculo do volume com cobertura com tesoura (Vt) ..................................................................32

7.2.3 Cálculo do volume total: .............................................................................................................32

7.2.4 Cálculo da vazão de ar / hora (Qv/h) ..........................................................................................32

7.2.5 Cálculo da quantidade de aparelhos a ser instalados:..................................................................32

7.3 Energia Elétrica...............................................................................................................................33 7.3.1 Nível de Iluminância Adequado: ................................................................................................34

7.3.2 Fator de depreciação: ..................................................................................................................35

7.3.3 Reprodução de cores: ..................................................................................................................35

8 Lay-Out / Arranjo Físico .......................................................................................................................39

8.1 Organização e distribuição física dos setores e da produção ..........................................................39

9 Planta Baixa ...........................................................................................................................................40

10 Conclusão ...............................................................................................................................................41

11 Referências Bibliográficas.....................................................................................................................42

Anexos .............................................................................................................................................................44

iv

LISTA DE ACRÔNIMOS E ABREVIATURAS

01 ABIPET Associação Brasileira dos Fabricantes de Embalagens de PET

02 ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas

03 ABREMPLAST Associação Brasileira de Recicladores de Plástico

04 ANVISA Agência Nacional de Vigilância Sanitária

05 CCMR Cooperativa de Catadores de Materiais Recicláveis

06 CEMPRE Compromisso Empresarial para a Reciclagem

07 PA Poliamida

08 PBR Programa Brasileiro de Reciclagem

09 PE Polietileno

10 PEAD Polietileno de Alta Densidade

11 PEBD Polietileno de Baixa Densidade

12 PET Polietileno Tereftalato

13 PP Polipropileno

14 PS Poliestireno

15 PSAI Poliestireno de Alto Impacto

16 PU Poliuretano

17 PVC Policloreto de Vinila

v

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Exemplo de uma embalagem produzida em PET...............................................................................................3 Figura 2 - Uma ilustração bem humorada da utilização do PET (Fonte: SINO, 200).........................................................3 Figura 3 – Atividades da revalorização no ciclo do plástico reciclado (Adaptado de: AMBIENTE BRASIL, 2004)........5 Figura 4 - Relação entre preço e investimentos para PET transparente (Fonte: CCMR, 2004. p.22) .................................7 Figura 5 - Aspecto do pellet de PET ...................................................................................................................................9 Figura 6 - Aspecto do flake de PET ....................................................................................................................................9 Figura 7 - Aspecto do flake de PET para exportação (Fonte: FUTURE INTERNATIONAL, 2004)...............................10 Figura 8 - Linha de transformação ....................................................................................................................................15 Figura 9 – Silo de armazenamento para ensaque ..............................................................................................................16 Figura 10 – Extrusora Wortex Challenger 100 (Fonte: FERRO, 2002b) ..........................................................................18 Figura 11 – Lavadora ........................................................................................................................................................21 Figura 12 – Triturador TPL-400 (Fonte: GARCIA DE PAULA, 2004) ...........................................................................22 Figura 13 - Esquema ilustrativo dos tanques de separação ...............................................................................................22 Figura 14 - Destroçador de Garrafas PET VR-45 (Fonte: GARCIA DE PAULA, 2004).................................................24 Figura 15 – Moinho MAK 600 (Fonte: KIE, 2004b) ........................................................................................................24 Figura 16 - Esquema ilustrativo da linha de separação e primeira moagem .....................................................................25 Figura 17 - Esteira de separação (Adaptado de: LEDA RECYCLING, 2004) .................................................................26 Figura 18 – Esteira FS (Fonte: FLEXOVEYOR, 2004) ...................................................................................................26 Figura 19 – Esteira (Fonte: REM, 2004)...........................................................................................................................27 Figura 20 – Peneira Rotativa (Fonte: LEDA RECYCLING, 2004)..................................................................................28 Figura 21 - Peneira rotativa (Fonte: KROWN, 2004) .......................................................................................................28 Figura 22 – Exaustor eólico (Fonte: JET-WIND, 2004) ..................................................................................................33 Figura 23 – Exaustores eólicos instalados (Fonte: JET – WIND, 2004)...........................................................................33 Figura 24 – Ventilador Axial (Fonte: MULTICLIMA, 2004) ..........................................................................................33 Figura 25 - Localização da empresa no terreno ................................................................................................................40

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 – Densidades dos materiais das garrafas de PET em diferentes estados ..............................................................6 Tabela 2 - Demanda ............................................................................................................................................................8 Tabela 3 – Processos realizados na empresa .....................................................................................................................12 Tabela 4 - Especificações técnicas das lavadoras Kie (Fonte: KIE, 2004) .......................................................................21 Tabela 5 - Características técnicas da linha MAK (Fonte: KIE, 2004b) ...........................................................................25 Tabela 6 - Especificações da esteira FS (Adaptado de: FLEXOVEYOR, 2004) ..............................................................27 Tabela 7 - Definição das utilidades dos equipamentos .....................................................................................................29 Tabela 8 - Número de trabalhadores por setor ..................................................................................................................30 Tabela 9 - Consumos de energia dos equipamentos..........................................................................................................38 Tabela 10 – Densidade de alguns materiais. (Adaptado de: DYNAMICAIR, 2004)........................................................45

1

1 INTRODUÇÃO

O presente relatório tem por finalidade o relato das atividades desenvolvidas na disciplina de

Projeto de Fábrica do curso de Engenharia de Produção Mecânica da UNOESC de Joaçaba, pelos

acadêmicos Daniel Maffi, Maicon Perin, Mauricio Pereira e Patric Schürhaus, tendo como

orientador o professor João Carlos Linhares.

1.1 Generalidades

Desde que o conceito de reciclagem surgiu, décadas atrás, a preservação do meio ambiente é

seu principal mote. Entretanto, o progresso das técnicas viabilizou muitas atividades industriais,

tornando a reciclagem também uma alternativa de investimento e geração de trabalho e renda.

Tendo percebido isto, os autores deste trabalho já haviam abordado o tema na disciplina de

Planejamento Industrial, porém com um trabalho de planejamento de uma cooperativa de catadores

de aparas de papel para separação e triagem deste material. Desta vez, a disciplina de Projeto de

Fábrica nos oportunizou desenvolver o presente projeto, que trata do desenvolvimento de uma

fábrica para revalorização de PET.

Do ponto de vista da disciplina de Projeto de Fábrica, a escolha por uma planta de

processamento de PET representa o estudo de uma atividade industrial completa, com uma série de

processos interessantes para análise. Mas, além disto, há um mercado emergente deste produto

atualmente e o conhecimento das tecnologias e processos empregados na sua fabricação despertam

especial interesse, por esta razão.

Segundo Sino (200) a reciclagem do PET pós-consumo cresce muito. Dentre todas as

resinas, é a que mais se expande, a despeito de toda dificuldade para obtenção de matéria-prima de

qualidade, ou seja, sucata com baixo índice de contaminação. De acordo com Sette apud Sino (200),

este mercado cresce cerca de 30 % ao ano e deve prosseguir nesse patamar nos próximos três anos.

O mercado revalorizou cerca de 120.000 ton de embalagens de PET no ano passado, contra 89.000

ton em 2001 e 67.000 ton em 2000.

2

1.2 Objetivos

A composição dos objetivos deste trabalho será subdividida em objetivo geral e objetivos

específicos.

1.2.1 Objetivo geral

Desenvolver o projeto de uma fábrica de revalorização de PET.

1.2.2 Objetivos específicos

� Familiarizar os acadêmicos com a terminologia e conceitos associados a projeto de fábrica;

� Confecção de lay out representativo da fábrica com todo o maquinário, além do arranjo

físico, linhas de água, luz e hidrante;

� Descrição da função que cada equipamento cumpre no processo com um breve descritivo do

funcionamento;

� Cálculo do consumo estimado de água e luz.

3

2 DEFINIÇÃO DO PRODUTO

A fábrica objeto de estudo deste trabalho é uma unidade fabril de pequeno porte para

“recuperação de plásticos”. A expressão “recuperação de plásticos” significa “reaver, de modo

econômico, embora parcialmente, o valor intrínseco dos materiais plásticos descartados após sua

fabricação e/ou consumo” (Mano e Bonelli, 1995, p.19 apud Rolim 2000, p. 26). Este será o

significado de “reciclagem de plásticos” empregado aqui, embora as autoras afirmem que as duas

expressões têm significados distintos. Para elas, reciclar significa reutilizar o plástico na confecção

de artefatos; enquanto isso, a recuperação visa à reciclagem, fazendo com que as duas expressões,

na prática, se confundam.

Embora a expressão “recuperação de plásticos” seja utilizada genericamente para designar a

atividade de recuperação de qualquer tipo de plástico, na fábrica em questão neste trabalho, a

atividade de recuperação será concentrada exclusivamente num plástico conhecido por PET, usado

principalmente em garrafas de refrigerantes.

Figura 1 - Exemplo de uma embalagem produzida em PET

O PET é transparente, inquebrável, impermeável e leve. Suas aplicações são frascos e

garrafas para uso alimentício/hospitalar (principalmente garrafas de refrigerante), cosméticos,

bandejas para microondas, filmes de áudio e vídeo, fibras têxteis (Gonçalves et al., 1997 apud

Rolim, 2000. p.28). No exterior já se dá uma utilização mais nobre às fibras obtidas de PET

reciclado, fabricam-se calça jeans e agasalhos com esse material. (PACHECO et al. 1999. p.4)

Figura 2 - Uma ilustração bem humorada da utilização do PET (Fonte: SINO, 200)

4

Segundo a ABIPET ( 2004) o PET pode ser reciclado de três maneiras diferentes:

1. Reciclagem química. Utilizada também para outros plásticos, separa os componentes do PET,

fornecendo matéria-prima para solventes e resinas, entre outros produtos.

2. Reciclagem energética. O calor gerado com a queima do produto pode ser aproveitado na

geração de energia elétrica (usinas termelétricas), alimentação de caldeiras e altos-fornos. O

PET tem alto poder calorífico e não exala substâncias tóxicas quando queimado. Outros

materiais combustíveis também podem ser utilizados.

3. Reciclagem mecânica. Praticamente todo o PET reciclado no Brasil passa pelo processo

mecânico, que pode ser dividido em:

� Recuperação: Nesta fase, as embalagens que seriam atiradas no lixo comum ganham o

status de matéria-prima, o que, de fato, são. As embalagens recuperadas serão separadas

por cor e prensadas. A separação por cor é necessária para que os produtos que

resultarão do processo tenham uniformidade de cor, facilitando, assim sua aplicação no

mercado. A prensagem, por outro lado, é importante para que o transporte das

embalagens seja viabilizado. Como já sabemos, o PET é muito leve.

� Revalorização: As garrafas são moídas, ganhando valor no mercado. O produto que

resulta desta fase é o floco da garrafa. Pode ser produzido de maneiras diferentes e, os

flocos mais refinados, podem ser utilizados diretamente como matéria-prima para a

fabricação dos diversos produtos que o PET reciclado dá origem na etapa de

transformação. No entanto, há possibilidade de valorizar ainda mais o produto,

produzindo os grãos de PET reciclado. Desta forma o produto fica muito mais

condensado, otimizando o transporte e o desempenho na transformação.

� Transformação: Fase em que os flocos, ou o granulado serão transformados num novo

produto, fechando o ciclo. Os transformadores utilizam PET reciclado para fabricação de

diversos produtos, inclusive novas garrafas para produtos não alimentícios.

Em virtude do caráter acadêmico deste trabalho, acredita-se que o projeto de unidade fabril

para trabalhar com reciclagem mecânica e, especificamente, revalorização, concerne uma

sequência de operações e envolve uma quantidade de equipamentos, que caracterizam-no como um

processo completo de transformação com excelentes atributos para um exemplo acadêmico. Desta

forma, fica estabelecida a atividade fabril da fábrica que está sendo desenvolvida neste trabalho:

Revalorização de PET. Definida a atividade fabril, esta será brevemente descrita a seguir para que

se possa definir, enfim, o produto que será resultado da atividade industrial simulada neste projeto.

5

2.1 Revalorização

A Figura 3 apresenta o ciclo formado pelos sucessivos processos de transformação do

plástico, na forma de uma resina, em produtos acabados e o conseqüente processo de reciclagem

deste produto quando findada sua vida útil, transformando-o novamente em matéria prima. Na

mesma figura estão definidas as atividades concernentes à revalorização.

Dentro deste ciclo ficam definidas as atividades de responsabilidade de uma fábrica de

revalorização de PET.

Figura 3 – Atividades da revalorização no ciclo do plástico reciclado (Adaptado de: AMBIENTE BRASIL, 2004)

Segundo a Ambiente Brasil (2004) a revalorização consiste na conversão dos descartes

plásticos pós-industriais1 ou pós-consumo2 em grânulos que podem ser reutilizados na produção de

outros produtos. As etapas envolvidas no processo de revalorização serão descritas no tópico 0. No

que concerne a este capítulo basta definir que o produto a ser produzido na fábrica proposta neste

trabalho é, portanto, grãos plásticos, também conhecidos por pellets3.

Conforme já citado a matéria prima empregada na produção dos pellets será exclusivamente

formada por “garrafas PET”. Estas garrafas são constituídas de partes confeccionadas em

diferentes materiais. Rossini (2003) definiu a constituição das “garrafas PET” como:

Garrafa → PET

Tampa → PP

Rótulo → PE

Outros → Selo ( EVA (compatibilizante) ou PVC (não compatível) ), tinta, cola etc.

1 PET pós-industrial: Segundo a ANVISA (1998) é o material PET obtido de pré-formas ou embalagens não utilizadas. E segundo AMBIENTEBRASIL (2004) é o PET que provêm de refugos de processos de produção e transformação, aparas, rebarbas, etc. 2 PET pós-consumo: Segundo a ANVISA (1998) é o material de PET proveniente de embalagens para alimentos: retornáveis e não retornáveis pós-consumo. E segundo AMBIENTEBRASIL (2004) é o material descartado pelos consumidores, sendo a maioria provenientes de embalagens. 3 Pellets: São pequenos flocos de PET que posteriormente serão reutilizados na cadeia de transformação.

6

Este composto de vários constituintes é chamado de blenda polimérica4. Rossini (2003)

especificou a composição de cada componente (PET/PP/PE) na blenda polimérica pela estimativa

da constituição média de cada um destes materiais, em diferentes tipos de “garrafas PET”, em

diferentes segmentos como: refrigerantes, isotônicos, sucos, águas minerais entre outros:

PET → 86%

PP → 11%

PE → 3%

E, ainda, segundo LEDA RECYCLING (2004) cada simples garrafa tem cerca de 1,5 g de

cola para prender o rótulo.

Então, para que seja definida a quantidade de matéria prima necessária ao atendimento da

Demanda estabelecida no Capítulo 3 serão apresentadas na Tabela 1 algumas densidades.

Tabela 1 – Densidades dos materiais das garrafas de PET em diferentes estados

Densidade Estado PP PE PET Fardo ± 0,20 g/cm³ Flakes ± 0,16 g/cm³ Pellets ± 0,60 g/cm³

Maciço5 0,905 g/cm³ 1,37 g/cm³

4 Blenda polimérica: é constituída por uma mistura de dois ou mais polímeros. 5 Densidade: Para o estado maciço a densidade dos plásticos é definida pela Norma DIN 53479

7

3 DEMANDA

Conforme definido no Capítulo 2, resultam dois produtos da atividade industrial proposta

neste trabalho: flakes e pellets de PET. A matéria prima para produção dos flakes são garrafas de

refrigerantes. Mas a matéria prima para produção dos pellets são os flakes, de modo que se todos os

flakes produzidos forem vendidos não haverá produção de pellets, que é o produto com maior valor

agregado. Esta situação antagônica exige do sistema de produção da empresa uma certa

versatilidade para atender pedidos dos dois tipos de produto.

Outra situação antagônica apresenta-se na obtenção da matéria prima inicial do processo,

que são as garrafas de refrigerante. Segundo reciclaveis.com.br (2004) o grande problema da

reciclagem do PET ainda reside na coleta incipiente do material, ainda que, segundo a ABIPET

(2004b) a reciclagem tenha alcançado índices muito satisfatórios dada às dificuldades apresentadas.

Ocorre que a coleta de garrafas fica resumida à garrafas de refrigerante, já que outras embalagens

produzidas com PET, como detergentes, possuem maior grau de contaminantes que oneram e

dificultam a recuperação. Também, esta coleta depende de cooperativas de catadores que, por sua

vez, estão alienadas a uma série de fatores, como condições climáticas, fatores trabalistas e,

sobretudo, a quase total falta de conscientização da população quanto à coleta seletiva. De tudo isto

resulta uma reconhecida carência de matéria prima, tanto em qualidade como em quantidade.

Períodos de escassez de matéria prima não são raros e a qualidade, que neste caso é função direta da

separação que o material coletado sofre nos centros de triagem das cooperativas de catadores, varia

muito, resultando num material heterogêneo, cujo processamento é dificultado, sobremaneira na

linha de separação.

Figura 4 - Relação entre preço e investimentos para PET transparente (Fonte: CCMR, 2004. p.22)

Outra característica deste negócio é que trabalha com um produto de baixo valor monetário.

Os lucros são originados a partir do processamento de grandes quantidades. Segundo Filippis apud

Ferro (2002b), uma linha de reciclagem começa a ser vantajosa para indústrias com volume de

resíduos acima de 200 kg/h. E isso, ainda, se tratando de pellet que pode ser comercializado por um

8

valor cerca de 30 a 40 % superior ao do flake. Além disso, os pellets são garantia de um material de

qualidade, que não vai causar problemas na transformação por já estar filtrado e extrudado.

(ROLIM, 2000. p.81)

Mas a instalação de uma planta para pellets requer investimentos mais ousados, como

mostra a Figura 4. De acordo com reciclaveis.com.br (2004) o investimento inicial ainda é

considerado alto, haja vista o alto grau exigido nos processos. O custo de montagem deste processo,

incluindo a infra estrutura adequada, como galpão, área de estoque, equipamentos auxiliares,

veículos, capital de giro, etc; esteja por volta de US$ 300.000,00. Mesmo com um custo inicial

elevado, o negócio se apresenta como uma grande oportunidade.

Uma grande alternativa para este negócio é a exportação. Segundo Castro (2002) em alguns

países da Europa o reciclador vende o produto na base de US$ 700,00 a tonelada, enquanto no

Brasil a tonelada do PET reaproveitado não ultrapassa os R$ 700,00.

A fim de atualizar estes dados, encontrou-se na Future International, Inc. (2004), uma trade

company americana, uma oferta de PET a partir do Porto de Santos com a especificação “PET

bottle grade 100% clear, regrind, washed” a US$ 540 /mt.

A demanda maior para exportação é de flakes, já que sua produção exige bastante trabalho

manual e manuseio, que custam pouco no Brasil comparativamente à estes países. Aos pellets resta,

basicamente, o mercado interno, onde o produto tem boa aceitação já que, segundo Rossini (2003),

o pellet reciclado é 40 % mais barato que o virgem.

Segundo Schorr (2004) são produzidas no Brasil 210 mil ton de plástico por ano, e 15 % são

reciclados. A reciclagem do PET usado nas garrafas de refrigerantes é de 21 % do que se produz de

garrafas novas, o que equivale a 22 mil ton/ano. No Brasil reciclam-se, desta forma, mais de 70

milhões de garrafas de refrigerantes por ano.

Os dados supracitados fornecem uma dimensão do mercado em que os produtos desta

fabricados estarão inseridos. Com estes referenciais pode-se propor uma demanda, de acordo com a

Tabela 2, para a fábrica projetada neste trabalho.

Tabela 2 - Demanda

Demanda Regime Diário Produção Mensal [ kg/h ] [ h ] [ ton ]

flakes 500 8 pellets 250 16

80

9

4 PROJETO DO PRODUTO

Conforme descrito no Capítulo 3, a fábrica contempla duas linhas: linha de recuperação e

linha de transformação. A linha de recuperação produz os flakes de PET que podem ser

comercializados bastando, para isto, serem ensacados em big bag’s, ou podem ser processados na

linha de tranformação que os transformará em pellets de PET, um material granulado utilizado

diretamente na fabricação de novos produtos. Como os pellets possuem maior valor agregado,

deseja-se maximizar a produção deste produto, direcionando toda a produção de flakes para a linha

de transformação. Entretanto, os flakes têm maior aceitação no mercado, sobretudo de exportação, o

que obriga o projeto da linha a ter flexibilidade para produzir os dois tipos de produtos: flakes e

pellets, com o intuito de versatilizar as alternativas comerciais da empresa.

Figura 5 - Aspecto do pellet de PET

Figura 6 - Aspecto do flake de PET

10

Figura 7 - Aspecto do flake de PET para exportação (Fonte: FUTURE INTERNATIONAL, 2004)

As especificações quanto à granulometria dos pellets ou o tamanho dos flakes depende

muito da aplicação. A utilização na fabricação de embalagens alimentícias, evidentemente, é o setor

que exige maior índice de descontaminação do produto. O Anexo I apresenta as especificações dos

pellets de PET para aplicações em garrafas, chapas e resinas industriais.

11

5 PROJETO DO PROCESSO

5.1 Descritivo dos principais processos de revalorização

Conforme a Figura 3 a revalorização é composta por uma seqüência de processos, dentre os

quais, os principais serão descritos a seguir:

� Moagem: Após separados os diferentes tipos de plásticos, estes são moídos e

fragmentados em pequenas partes.

� Lavagem: Wiebeck (1997) apud Rolim (2000. p.32) apresenta como desvantagens da

reciclagem pós-consumo problemas de contaminação e seleção de materiais. Para ele,

deve haver uma lavagem cuidadosa dos resíduos após a etapa de moagem para prevenir

danos à extrusora. Então, após triturado, o plástico passa por uma etapa de lavagem com

água para a retirada dos contaminantes. É necessário que a água de lavagem receba um

tratamento para a sua reutilização ou emissão como efluente

� Aglutinação: Além de completar a secagem, o material é compactado, reduzindo-se

assim o volume que será enviado à extrusora. O atrito dos fragmentos contra a parede do

equipamento rotativo provoca elevação da temperatura, levando à formação de uma

massa plástica. O aglutinador também é utilizado para incorporação de aditivos, como

cargas, pigmentos e lubrificantes.

� Extrusão: Segundo Toledo de Lima (2004) a extrusora funde e torna a massa plástica

homogênea. Na saída da extrusora, encontra-se o cabeçote, do qual sai um “espaguete”

contínuo, que é resfriado com água. Em seguida, o “espaguete” é picotado em um

granulador e transformado em pellet (grãos plásticos).

Este breve descritivo teve por intento apenas apresentar os processos pelos quais o material

deve passar a fim de ser revalorizado. A partir desta apresentação superficial pode-se partir para a

definição de uma seqüência de equipamentos, a qual será feita na Tabela 3.

12

5.2 Linha de revalorização de PET

Tabela 3 – Processos realizados na empresa

Processo Simbologia Equipamentos

∇∇∇∇ Área de recepção e armazenamento Recepção

���� Empilhadeira de transporte dos fardos

���� Mesa de abertura dos fardos

���� Peneira rotativa

���� Esteira de separação

���� Detector de metais

Classificação 01

���� Esteira de alimentação do moinho

Moagem 01 O Triturador 01

O Primeiro tanque de separação de PET, PP e PE

���� Rosca transportadora do tanque de separação

O Segundo tanque de separação e limpeza do PET, PP, e PE Classificação 02

���� Rosca transportadora do segundo tanque

O Triturador 02 Moagem 02

���� Rosca transportadora

O Lavadora número 1

O Lavadora número 2

O Secadora número 1

O Secadora número 2

Limpeza

���� Rosca transportadora

∇∇∇∇ Silo reservatório da extrusora

Rec

uper

ação

Armazenamento EX ���� Roscas de alimentação da extrusora

O Extrusora

���� Rosca de transporte de pellet para silo de ensaque Extrusão

∇∇∇∇ Silo de armazenamento de pellets

O Válvula rotativa para ensaque Ensacamento

���� Empilhadeira 02 Tra

nsfo

rmaç

ão

Expedição ∇∇∇∇ Área de expedição

13

5.2.1 Recuperação

5.2.1.1 Recepção

• Área de recepção e armazenamento: onde são recebidas os fardos de matéria prima e armazenados em colunas de três fardos.

• Empilhadeira de transporte de fardos: Esta transporta os fardos do estoque para a mesa de abertura dos mesmos.

5.2.1.2 Classificação 01

• Mesa de abertura dos fardos: esta é confeccionada com abas laterais para evitar o espalhamento dos fardos após a sua abertura.

• Peneira rotativa: como na abertura dos fardos as garrafas não ficam inteiramente soltas, esta peneira tem a função de desprender ao máximo as garrafas e ainda retirar algum dejeto entre as garrafas comprimidas.

• Esteira de separação: conduz as garrafas para que sejam separados o PET, PP e PE. Também são retidos objetos não desejáveis como pedras metais vidros e outros.

• Detector de metais: este detecta possíveis metais que estejam entre as garrafas comprimidas.

• Esteira de alimentação do moinho: esta esteira fica na posição inclinada e alimenta o moinho de trituração primária.

5.2.1.3 Moagem 01

• Triturador 01: destroça as garrafas de PET ou qualquer outro tipo de plástico.

5.2.1.4 Classificação 02

• Primeiro tanque de separação de PET, PP e PE: este tanque tem a função de separar os tipos de plásticos por meio das densidades.

• Rosca transportadora do tanque de separação: esta transporta o PET do fundo do tanque para o segundo tanque de separação.

• Segundo tanque de separação e limpeza de PET, PP e PE: este tanque separa o restante do plástico que não havia sido separado no primeiro tanque.

• Rosca transportadora do segundo tanque de separação: transporta o PET para o segundo moinho de trituração de PET.

5.2.1.5 Moagem 02

• Triturador 02: este tritura em uma gramatura menor os pedaços de plásticos. Onde após esta trituração passam a ser chamados de flakes.

• Rosca transportadora: esta transporta o flake para primeira lavadora.

14

5.2.1.6 Limpeza

• Lavadora numero 01: esta lava o flake através de centrifugação e jatos de água.

• Lavadora numero 02: esta lava o flake pelo mesmo processo apenas para garantir que não haverá duvidas em relação a higiene do produto.

• Secadora 01: esta seca por centrifugação.

• Secadora 02: esta seca por centrifugação e um jato de ar quente produzido por uma resistência elétrica e um ventilador.

• Rosca transportadora: esta transporta o flake para os reservatórios da extrusora, sendo articulado para que cada tipo de flake seja colocado em seu devido reservatório.

5.2.1.7 Armazenamento EX

• Silo reservatório: este armazena o flake para atender a demanda da extrusora.

• Rosca de alimentação da extrusora: esta tem a função de alimentar a extrusora.

5.2.2 Transformação

• Extrusão;

• Ensacamento;

• Expedição.

5.2.2.1 Extrusão

• Extrusora: funde o flake através de uma resistência elétrica e após comprime-o deixando o flake derretido em forma de cilindro onde é resfriado e após cortado em pedaços que variam de acordo com a configuração desejada. Após este processo o produto é chamado de PELLET.

• Rosca transportadora de pellet para o silo de ensaque: esta tem a função de transportar o silo da extrusora ate o silo de ensaque. Pela articulação nele constante pode ser utilizado para os dois tipos de pellet´s.

5.2.2.2 Ensacamento

• Válvula rotativa: esta tem a função de dosar a quantidade correta de pellet em cada Big-Bag.

• Empilhadeira 02: tem a função de segurar os Big-Bag´s embaixo da válvula rotativa e transporta-los para o estoque.

5.2.2.3 Expedição

• Área de expedição: esta área é destinada ao acumulo produto acabado e após carregamento dos caminhões.

15

6 DEFINIÇÃO DE EQUIPAMENTOS E MAQUINÁRIO

No capítulo anterior definiu-se as utilidades dos equipamentos, ou seja, a função que cada

equipamento cumpre no processo com um breve descritivo do funcionamento. Neste capítulo

trataremos de dimensionar estes equipamentos e especificá-los de acordo com descrições e

especificações técnicas úteis à aquisição dos equipamentos ou fabricação, para os casos em que não

existam equipamentos comerciais compatíveis com as especificações determinadas neste

dimensionamento.

Para tanto, convém lembrar que a planta que está sendo dimensionada neste trabalho possui

capacidade para processar 80 ton/mês, conforme foi descrito no capítulo 3 que trata da Demanda.

Este volume será processado em um regime de trabalho de 8 h por dia para a linha de recuperação

e 16 h por dia para a linha de transformação durante 20 dias por mês. Considerando que é na linha

de transformação onde são produzidos os pellets, a quantidade diária de material processado ao

final da linha de transformação deve ser de 250 kg/h de pellets.

Então, para o dimensionamento dos equipamentos que compõe um linha de reciclagem de

PET com capacidade para 250 kg/h de pellets serão dimensionados os equipamentos em ordem

inversa ao sentido de fluxo do processo, iniciando pela determinação do último equipamento

envolvido, que é o silo de armazenamento para ensaque.

Figura 8 - Linha de transformação

A Figura 8 apresenta um esquema representativo que ilustra o final da linha de

recuperação e a linha de transformação completa, com seus respectivos silos de armazenamento.

Pode-se perceber que existem 2 silos para cada produto, já que a fábrica irá processar garrafas de

duas cores. As linhas só tem capacidade para processar garrafas de uma cor por vez, mas o produto

final deve ser armazenado separadamente para evitar contaminação. Isto é feito através de um

sistema de alimentação por uma rosca transportadora articulada que pode ser posicionada em dois

silos.

16

6.1.1 Silos de armazenamento de pellets para ensaque

Os silos de armazenamento para ensaque ficam logo após a extrusora e têm a finalidade de

armazenar os pellets para o ensaque. Considerando que o produto só tem valor comercial ensacado,

não é conveniente mantê-lo nestes silos por muito tempo. Por esta razão, este equipamento será

dimensionado com uma capacidade limitada, porém não inferior a 1 m³, já que, segundo a ABIPET

(2004b) os pellets são ensacados em big-bag’s (sacolas) de aproximadamente 1m³.

Figura 9 – Silo de armazenamento para ensaque

Um silo como o proposto pela Figura 9 tem um volume aproximado de:

VSAE

170 170 126,7 3.661.630cm³ [ 6.1]

A Tabela 10 fornece a densidade de alguns pellets de plástico. Embora esta tabela não

forneça a densidade do pellet de PET especificamente, pode-se estimar, por analogia aos outros

pellets tabelados, sua densidade seja da ordem de 0,6 g/cm³. Desta forma, um silo com o volume

determinado pela equação [ 6.1] tem capacidade para armazenar:

mpAS

0,6 3.661.6302.196.978

1000g 2.200 kg

[ 6.2]

Considerando que a extrusora (que será descrita no tópico 6.1.2) tem capacidade de produzir

250 kg/h de pellets, cada silo terá capacidade para armazenar a produção de cerca de 9 horas.

De acordo com Ferro (2002b) o silo deve possuir dois níveis de controle: máximo e mínimo.

6.1.2 Extrusora

Segundo STRAPASSON (2004. p. 30) a extrusora é formada pelos seguintes componentes:

a) Funil de alimentação: Contém uma grande quantidade de matéria prima na forma de pó

ou pellets, que é alimentado por ação da gravidade sobre a superfície superior do

parafuso exposto que continuamente força o material no cilindro entre os passos da

rosca;

17

b) Cilindro: Normalmente aquecido para fundir o polímero e de diâmetro interno

constante, com paredes grossas para suportar altas pressões. Um ou mais elementos de

aquecimento são colocados em torno do lado externo do cilindro. O cilindro cobre o

comprimento inteiro do parafuso a partir do funil, onde seu lado superior é ajustado ao

funil, à outra extremidade onde ele afina, com a única abertura sendo pela matriz. O

diâmetro interno do cilindro varia de ¾ a 24 polegadas.

c) Rosca extrusora: A rosca é o veículo onde a matéria prima viaja. A forma da rosca

juntamente com a sua rotação determinam a velocidade que a matéria prima se move e a

pressão aplicada no cilindro. A rosca é chamada assim porque geralmente sua forma é a

da espiral de um parafuso. O diâmetro do centro do parafuso é determinante da pressão

no cilindro. A razão L/D é a característica utilizada para descrever o tamanho da rosca.

O L é o comprimento total do parafuso, enquanto D é o diâmetro interno do cilindro. As

extrusoras mais curtas têm uma razão de 12 e as mais longas 42. O equipamento

convencional (rosca de estágio único) tem 3 regiões básicas; as seções de alimentação,

de transição e de medição. A zona de alimentação transporta a matéria prima para o

cilindro, que ainda está em um estado de pó sólido ou de grãos e por isto o parafuso tem

roscas profundas nesta região. A zona de transição é onde a compressão ocorre pelo

aumento contínuo do diâmetro do centro do parafuso, com fusão devido à fricção e ao

calor do cilindro. A zona de medição é a última sessão antes da matriz, contando com

polímero fundido e altura da rosca constante.

d) A matriz da extrusora: A matriz tem uma abertura na forma da seção transversal do

produto final que se pretende alcançar. A matriz tem que ser capaz de suportar altas

temperaturas e pressões exercidas sobre ela pelo polímero que está sendo forçado a

passar através dela. O polímero adota a forma do canal de fluxo da matriz. A pressão

exercida na cabeça da matriz depende das propriedades do polímero, da sua temperatura,

da forma da matriz e da taxa de fluxo através da matriz. A maioria dos polímeros

experimenta alguma forma de inchamento na saída da matriz, que precisa ser

contabilizado.

Em virtude da complexidade deste equipamento apresentada acima, deve-se prever que seja

o equipamento mais oneroso de toda a linha. Por esta razão sua “especificação” merece especial

atenção. Utiliza-se o termo “especificação” porque este não é o tipo de equipamento que se

dimensiona, o que se faz é adequar a produção desejada de acordo com algum modelo comercial.

Assim, trataremos de “especificar” uma máquina com capacidade e características compatíveis com

o projeto em questão, embora seja perfeitamente compreensível que (hipoteticamente pensando na

18

construção real desta fábrica) o valor de aquisição poderia interferir diretamente na escolha por

alguma outra máquina, que não necessariamente a especificada aqui, desde que seja tecnicamente

compatível.

Considerando a capacidade da linha de produção, então, sugerimos a utilização da extrusora

ilustrada pela Figura 10.

Figura 10 – Extrusora Wortex Challenger 100 (Fonte: FERRO, 2002b)

A série Challenger foi projetada para indústrias de transformação, em especial às dedicadas

ao mercado de extrusão. Indicada para a reciclagem pós-industrial, embora adapte-se também aos

resíduos pós-consumo, gera, no final do processo, pellets com propriedades similares às da resina

virgem, de acordo com os testes realizados no laboratório da Wortex.

Permite ainda reprocessar ou compor grande variedade de resinas, tais como polietilenos

(PE), polipropileno (PP), polipropileno biorientado (BOPP), poliestireno (PS), acrilonitrila

butadieno estireno (ABS), polietileno tereftalato (PET) e não-tecido, além de materiais compostos

com fibra de vidro e carga mineral e tingidos, em forma de refile embalado ou solto, peças avulsas,

tiras, fibras, garrafas e sacos plásticos, entre outros.

Projetada para reciclar 250 kg/h de filmes, nos testes realizados pela empresa a capacidade

produtiva alcançou 600 kg/h no reprocessamento de sacos e recortes com 0,04 mm a 0,10 mm de

espessura, confeccionados com 30% de PEAD, 40% de PEBD e 30% de PELBD. Nos filmes com

espessura entre 0,002 mm a 0,0025 mm, a produção ficou em 360 kg/h. Resultados considerados

bastante satisfatórios, na avaliação do fabricante, principalmente por se tratar de extrusão com

sistema de degasagem6, o que, em geral, limita a capacidade produtiva. As máquinas podem ainda

ser dotadas de acionamento automático ou manual. (FERRO, 2002b)

6 Degasagem: processo efetuado por bomba de vácuo que retira todos os gases eliminados no processo de extrusão, inclusive vapor.

19

A Challenger 100 custa entre 150 mil e 190 mil dólares.

6.1.2.1 Características da Challenger 100

A Challenger 100 ocupa 17 m de comprimento (com esteira transportadora e caixa de

deposição de materiais), podendo ser instalada em linha reta, em L ou U, controle de velocidade por

inversor de freqüência e limitador na entrada para evitar a sobrecarga do moinho. Também possui

detector de metais ferrosos e não-ferrosos que acusa a presença de partículas a partir de 7 mm de

diâmetro, impedindo a contaminação do resíduo.

Montado sobre o cilindro da extrusora, o crammer impede a aglutinação do material, além

de aumentar a produtividade e a qualidade do pellet gerado no processo. Tem acionamento por

motorredutor de corrente alternada com controle de velocidade por inversor de freqüência, funil em

chapa de aço soldado, rosca dosadora em aço DIN 1.8550 com acabamento polido nitretado a gás,

adaptador com câmara de resfriamento e sensores elétrico e mecânico para segurança contra

sobrecarga.

A extrusora, com rosca de 100 mm de diâmetro e L/D 34, fabricada pela Wortex, tem boca

de alimentação com bucha de sacrifício para aumentar a vida útil da rosca e cilindro bimetálico,

painel de comando e controle de processo com dez zonas e sete zonas de controle de temperatura no

sistema de aquecimento do cilindro, além de zonas de controle para troca-tela, cabeçote e tanque

d’água. Está equipada ainda com motor de 150 cv com controle de velocidade por inversor de

freqüência, transdutor e indicadores de temperatura e pressão de massa, sistema de degasagem por

meio de bomba a vácuo com controle de processo e ventiladores com alta vazão, entre outros

recursos.

O sistema de “peletização” imerso em água (corte na cabeça) elimina a banheira d’água. As

facas, de duas faces auto afiáveis, podem ser instaladas rapidamente, reduzindo as paradas na

produção e melhorando a relação custo/benefício. O processo mantém os pellets imersos desde a

placa matriz até a secadora centrífuga, eliminado a ocorrência de rabichos e garantindo maior

flexibilidade ao processar grande variedade de materiais.

Rápida e fácil instalação do sistema troca-tela, uma operação simples e de manutenção,

mínima. Construído em aço, possui uma zona de controle de temperatura, fixação por meio de

flange, sistema de proteção externa com travamento elétrico que evita o acionamento com a tela

aberta, e unidade hidráulica de baixa potência com acumulador hidráulico, dimensionado para

trocar por freqüência máxima de 5 min ou 12 trocas/h. O sistema tipo gaveta, com dois filtros porta-

telas de fácil desmontagem, proporciona maior velocidade na troca da tela.

Segundo o fabricante, a Challenger 100 consome 190 ampères para 700 kg/h de resina

processada, com custo operacional de 15 R$/h. (FERRO, 2002b)

20

6.1.3 Silo de armazenamento de flakes para ensaque

Os silos utilizados no final da linha de recuperação devem armazenar os flakes de PET

temporariamente, até que sejam ensacados em big bag’s para comercialização ou transportados para

a extrusora para transformação em pellets de PET. Para determinar as dimensões deste silo

necessita-se da capacidade de armazenamento desejada e da densidade do material.

Quanto à capacidade, conforme descrito no Capítulo 3, que trata da Demanda, deseja-se que

a extrusora possa trabalhar até 2 dias somente com os flakes armazenados nos silos. Então, como ela

produz 250 kg/h e trabalha 16 h por dia, a quantidade de flakes armazenados deve ser de capacidade

do silo deve ser de 8.000 kg. Como temos 2 silos, cada um deles deve ter capacidade para 4.000 kg

de flakes.

Quanto à densidade do flake de PET, este é um dado difícil de ser obtido, pois depende

muito do processo. Mas de acordo com market.tradeholding.com (2004) pode-se trabalhar com um

valor da ordem de 10 lb/foot³.

flake10

lb

foot3

10453,60 g

30,483cm

30,16

g

cm3

[ 6.3]

Assim, cada silo de armazenamento de flakes deve ter o seguinte volume:

VSAF

4.000.000 g

0,16g

cm3

25m3

[ 6.4]

6.1.4 Secadoras

• Pré-Secagem: Segundo a ABIPET (2004c) poder ser feita por um pré-secador composto

de centrífuga vertical contínua com cesta de diâmetro de 600 mm, comprimento de 500

mm e potência de 25 HP.

• Secagem e eliminaçâo de pó: Segundo a ABIPET (2004c) poder ser feita por um

secador contínuo elétrico a ar quente com 30 KW de aquecimento, com ventilador de 5

HP de movimentação e sistema para exaustão do pó.

6.1.5 Lavadoras

De acordo com a Kie (2004) este é um equipamento indispensável na reciclagem de plásticos

provenientes de lixo urbano. Funciona com o princípio de centrifugação contínua, o que permite

uma produção otimizada, reduzindo os custos operacionais e de energia elétrica. Pode operar

sozinhas (no PET) ou em conjunto com tanques de decantação (PE, PP) retirando todas as

impurezas presas ao material como terra, papel e outros.

A Tabela 4 apresenta as especificações técnicas de uma linha de lavadoras de um fabricante

nacional, com capacidade para até 2.000 kg/h, cuja ilustração é apresentada na Figura 11.

21

Tabela 4 - Especificações técnicas das lavadoras Kie (Fonte: KIE, 2004)

Lavadoras Secadoras Modelos LK - 2000 LIK - 2000 SK – 2000 SIK - 2000

Potência [cv] 15 Material do Tubo Aço Carbono Inox 304 Aço Carbono Inox 304 Malha do Tubo 3mm Rotação do Eixo [rpm] 1200 1600 Dimensões do Tubo [mm] Ø 500 x 2000 Produção [kg/h] até 2000

Figura 11 – Lavadora

6.1.6 Moinho (segunda moagem)

Segundo a Plasmaq (2004) é onde se define o tamanho do flake. Para esta função se utiliza

uma peneira de aproximadamente 8 a 12 mm e não se aconselha o uso de água já que nesta fase o

PET já foi lavado e seco. Com isto é possível se prolongar a vida útil das navalhas, adiando sua

afiação e possibilitando uma coleta maior do pó do PET.

O tamanho do flake é bastante variável, dependendo de sua aplicação. Ávila (2004), por

exemplo, utilizou em seu trabalho pedaços com menos de 7,5 mm.

Segundo ABIPET (2004c) a moagem pode ser feita com moinho específico para PET de dois

motores de 40 HP e painel com chave compensadora, eixos verticais e com duas peneiras de saídas

laterais. É muito importante ter certeza de que nesta etapa, nenhum outro tipo de plástico seja moído

juntamente com o PET.

A Garcia de Paula (2004) produz o Triturador para Plástico modelo TPL-400 todo fabricado

com chapas, vigas e cantoneiras de aço, com três facas móveis e duas fixas, próprio para trituração

de garrafas plásticas e pet, equipado com motor de 20 CV, com boca de alimentação de 400 x 350

mm e capacidade de triturar 300 kg/h aproximadamente, que é ilustrado na Figura 12.

22

Figura 12 – Triturador TPL-400 (Fonte: GARCIA DE PAULA, 2004)

A rotação do triturador TPL-400 não foi especificada pelo fabricante, mas um modelo

empregado pela Wortex Máquinas, de alta rotação, trabalha com 112 rpm e opera com facas

múltiplas, para garantir baixo nível de ruído. (FERRO, 2002b)

6.1.7 Tanques de Separação

Nos tanques de separação é realizada a separação dos três componentes principais das

garrafas (PET, PP e PE) por diferença de densidade.

Figura 13 - Esquema ilustrativo dos tanques de separação

23

Segundo a ABIPET (2004b) nos tanques de descontaminação, além de ser feita a separação

dos rótulos e tampas poderá ser feita a adição de produtos químicos para beneficiamento do

processo.

A Figura 13 apresenta um esquema ilustrativo do processo que está sendo proposto neste

trabalho. Como pode-se verificar, existem dois Tanques de Separação. De acordo com a Plasmaq

(2004) no 1º Tanque de Separação é feita a pré separação do flake de PET dos rótulos e tampas.

Neste processo, os plásticos serão separados por densidade, ficando sobre a superfície os rótulos e

as tampas, o PET por ser mais denso, se deposita no fundo e é retirado por uma rosca

transportadora. No 2º Tanque de Separação é feita a separação definitiva dos materiais. Neste

estágio se encontram o PET em forma de flake e em forma de pó.

A ABIPET (2004c) sugere um conjunto de tanques de separação e descontaminação em aço

com 1,4 m / 2,8 m de comprimento, com 1 HP de potência, duas roscas sem fim para drenagem de

água com L = 2,5 m, diâmetro de 280 mm e 2 HP de potência cada uma. O material pode ser

retirado por meio de duas roscas sem fim com L = 2,5 m, diâmetro de 280 mm, potência de 2 HP e 4

entradas de água em ¾”.

Mas um conjunto comercial encontrado é o Tanque para Lavagem de Plástico TQ-5000

produzido pela Garcia de Paula (2004b). Este tanque é metálico, cônico de 5000 x 1000 x 1000 mm,

com sistema de circulação de água e palhetas para movimentação dos materiais triturados. Dispõe

de duas roscas sem fim, sendo uma colocada no fundo do tanque para tracionamento dos reciclados

decantados e outra rosca sem fim para retirar os materiais decantados do fundo do tanque. Próprio

para lavagem de materiais plásticos. Carga elétrica nominal 3 KVA.

6.1.8 Moinho (primeira moagem)

Segundo a Plasmac (2004) neste moinho se faz a primeira moagem e se utiliza uma peneira

de aproximadamente 30 mm. Sua função é diminuir de tamanho do PET e manter os vedantes e os

rótulos em um tamanho apropriado para que possam ser separados nos tanques de maneira mais

eficiente.

De acordo com Leda Recycling (2004) adição de água no moinho (primeira moagem) é uma

forma de fazer uma pré lavagem no produto e prolongar a vida útil das navalhas. Porém, utilizando-

se um moinho a seco, a vida das navalhas será um pouco encurtada, sem dúvida, mas pode-se

aumentar a produção deste moinho (em comparação à produção com água) equipando-o com um

aspirador. Com isto, a principal vantagem fica no fato de que todos os rótulos, papel e plástico

podem ser removidos com um simples separador de ar, tornando a vida do resto da linha de

lavagem mais fácil.

O desenho esquemático da Figura 14 apresenta um modelo produzido pela Garcia de Paula

(2004a). Trata-se do Destroçador de Garrafas PET VR-45, construído em chapas, vigas e

24

cantoneiras de aço carbono com dois roletes agulhados de 6” de diâmetro acionado por moto

redutor de 3 CV.

Figura 14 - Destroçador de Garrafas PET VR-45 (Fonte: GARCIA DE PAULA, 2004)

Outro equipamento adequado à esta utilização é o moinho da linha MAK, representado na

Figura 15, produzido pela Kie (2004b), que é próprio para a moagem de peças, aparas, filmes e

outros e possui as seguintes características: sistema de corte em ângulo diminuindo o consumo de

energia e formação de pó, aumentando a produção; mancais totalmente externos, permitindo a

moagem com água sem afetar retentores ou rolamentos; fácil acesso as peneiras, independente das

facas ou abertura do funil, possibilitando uma rápida mudança na granulometria do material ou

limpeza do equipamento; volantes de inércia; é totalmente construído em aço laminado, inclusive os

mancais. Apresenta como opcionais: sistema de exaustão, refrigeração à água, funil de parede

dupla, sistema de segurança que impede o funcionamento do equipamento com o funil aberto.

Figura 15 – Moinho MAK 600 (Fonte: KIE, 2004b)

Na Tabela 5 são apresentadas as características técnicas deste equipamento ilustrado na

Figura 15, com especial atenção ao modelo MAK 400 que pode processar 500 kg/h, capacidade

desejada pela fábrica proposta neste trabalho.

25

Tabela 5 - Características técnicas da linha MAK (Fonte: KIE, 2004b)

Motor Boca de

Alimentação Facas

Rotativas Facas Fixas

Rotação do Rotor

Ø Rotor Tipo de Rotor7

Produção8

[ CV ] [ mm ] [ rpm ] [ mm ] [ kg/h ]

MAK 250 05 250 x 150 03 02 1000 150 N até 150

MAK 250BX 04 250 x 150 06 02 300 700 BX até 100

MAK 300 10 300 x 280 03 02 700 280 N ou P até 300

MAK 400 15 400 x 280 03 02 700 280 N ou P até 500 MAK 500 20 500 x 300 03 02 700 300 N ou P até 700

MAK 600 30 600 x 450 03 02 700 450 N ou P até 1.200

MAK 800 50 800 x 450 03 02 700 450 N ou P até 1.600

MAK 800C 60 800 x 550 03 02 700 550 N ou P até 2.000

Mod

elo

MAK 1000 100 1000 x 550 06 02 600 550 N ou P até 3.000

Neste moinho serão trituradas as garrafas inteiras de PET que acabam de vir da linha de

separação. A Figura 16 apresenta um esquema da linha de separação proposta neste trabalho, para

que se possa ter uma idéia dos processos que as garrafas passam até chegar à primeira moagem.

Esta figura também será útil para definição das esteiras, assunto a ser tratado em 6.1.9.

Figura 16 - Esquema ilustrativo da linha de separação e primeira moagem

6.1.9 Esteiras

Como pode-se verificar na Figura 16 existem duas esteira na linha de separação: Esteira de

Separação e Esteira do Moinho.

Esteira de Separação: de acordo com reciclaveis.com.br (2004) é monitorada a presença de

outros materiais (ex.: PVC, PP, PE ), inclusive os metais que são acusados pelo detector de metais

ferrosos. Isto é feito manualmente como mostra a Figura 17.

A ABIPET (2004c) sugere que a classificação pode ser feita por esteira transportadora com

largura de 600 mm, motor de 2 HP e redutor 1:60.

7 Rotor N: Moagem de peças pesadas, remoagem; Rotor P: Moagem de peças leves, garrafas PET, filmes; Rotor BX: Moagem de galhos de injeção, pequenas peças em baixa rotação. 8 Produção: Depende de uma série de fatores como densidade do material, tamanho da peça, granulometria e outros.

26

De acordo com Leda Recycling (2004) num sistema de uma esteira, como ilustrado na

Figura 17, chamado negative sorting (classificação negativa), cada pessoa pode manusear 150 kg/h

de garrafas.

Figura 17 - Esteira de separação (Adaptado de: LEDA RECYCLING, 2004)

Um modelo de esteira comercial que pode ser empregado na separação é fornecido pela

Garcia de Paula (2004) que produz a Esteira de Seleção ER-12 para seleção de materiais recicláveis,

com 12 metros de comprimento, fabricada em aço carbono, com passadeira de 25” de largura,

acionada por motoredutor de 2 CV acoplado a um redutor de velocidade.

Outro modelo disponível no mercado é oferecido pela Flexoveyor (2004). trata-se do modelo

FS ou Esteira de Poliéster de Superfície Áspera de 22” de largura, como ilustra a Figura 18,

equipada por um motor de engrenagem de ângulo direito de 1 CV. Revestidas com uma base e uma

camada de acabamento de tinta esmaltada. Fornece no comprimento em que o cliente deseja.

Figura 18 – Esteira FS (Fonte: FLEXOVEYOR, 2004)

27

A Tabela 6 apresenta as características técnicas da esteira ilustrada na Figura 18.

Tabela 6 - Especificações da esteira FS (Adaptado de: FLEXOVEYOR, 2004)

Tipo de Esteira Esteira FS ou Esteira de Poliéster de Superfície Áspera de 22" de largura, 2 Dobras, 150 lb/pol, 1/32”

Tensor da Esteira na Extremidade (comprimento máx. 15’ ) / Tensor Central (comprimento máx. 30’)

Suporte da Esteira Cilindros de 2-1/2" O.D. x 11 GA com Bastões Hexadecimais de 11/16" em Centros de 12"

Mancais Cilindro Hexagonal 11/16" - Selado Permanentemente

Polia Tubo Coroado sem Emenda 6" O.D. com bastão CRS de 1-1/4"

Estrutura Canal Estrutural de 6" x 8,2 lb.

Largura da Estrutura B.F. 27-3/8”

Suportes Canal Estrutural de 6" x 8,2 lb. com calços de chão

Motor Motor de Engrenagem de Ângulo Direito de 1 HP T.E.F.C.

Velocidade 100 Pés Por Minuto

Comando Elétrico NEMA 12 460 Volts - 3 Fases - 60 Hertz

Esteira do Moinho: tem a função de alimentar o moinho continuamente. Esta esteira possui

um reservatório que tem a função de receber as garrafas que vêm com certa descontinuidade da

esteira de separação. Este reservatório, então, acumula certa quantidade de garrafas que são

conduzidas para o moinho através da esteira inclinada.

Figura 19 – Esteira (Fonte: REM, 2004)

Um equipamento comercial destinado a esta função é oferecido pela REM (2004) e ilustrado

na Figura 19. É a esteira de transferência com funil. Funis estão disponíveis em designs quadrados

ou retangulares, com configurações de entrada no chão ou em cima. A grande capacidade do funil,

permite que seja enchido com carregadores frontais, garfos rotativos, elevadores, ou outro

equipamento de descarga. Disponível com embreagem a ar para inícios leves. Um variador de

velocidade opcional é disponível para ajuste de velocidades de alimentação para compensar

diferentes tipos de materiais. É construído com design de cama inteira, reforçando a área de

carregamento para deflexão mínima da esteira. São oferecidas cintas padrão de 16” até 60” (com 6”

de incremento), comprimentos padrões e customizados, inclinação, e altura de descarga disponível

em muitas configurações.

28

6.1.10 Peneira Rotativa

De acordo com a ABIPET (2004b) na peneira rotativa são retirados os contaminantes

maiores (pedras, tampas soltas, etc.).

E segundo Leda Recycling (2004) a peneira rotativa, ilustrada na Figura 20, é usada para

livrar partes pequenas que podem ser quebradas como os frascos de vidro, os frascos quebrados do

PVC que foram armazenados fora sob o sol (por causa dos raios UV), pedras, poucas tampas

frouxas, e o outro material que não é PET de qualquer maneira. Este equipamento tem a função de

soltar frascos que estão unidos, pela razão da peneira estar equipada com pás que levantam frascos

acima e os deixam cair abaixo diversas vezes antes de sair. Um outro trabalho muito importante

realizado por este dispositivo, é o fato que normaliza o fluxo de material que vem da prensagem

(material que esta sendo solto) e este é muito importante para o equipamento que segue.

Figura 20 – Peneira Rotativa (Fonte: LEDA RECYCLING, 2004)

Leda Recycling (2004) sugere a utilização de uma peneira equipada com um motor de 2 CV,

volume no tambor de 3,9 m3, e capacidade de processamento de 500 a 600 Kg/h.

A Figura 21 apresenta uma ilustração de uma peneira rotativa fabricada pela Krown (2004)

cujas especificações técnicas não foram fornecidas por este fabricante.

Figura 21 - Peneira rotativa (Fonte: KROWN, 2004)

29

7 DEFINIÇÃO DAS UTILIDADES DOS EQUIPAMENTOS

Tabela 7 - Definição das utilidades dos equipamentos

Processo Equipamentos Pessoas Necessidades Insumos

Área de recepção e armazenamento 2 Balança Recepção

Empilhadeira de transporte dos fardos 1 Gas GLP Óleos lubrificantes

Mesa de abertura dos fardos 1 Pessoas Tesouras e facas

Peneira rotativa - Pás rotativas

Esteira de separação 6 Luvas

Detector de metais 1

Classificação 01

Esteira de alimentação do moinho -

Moagem 01 Triturador 01 - Água, Laminas afiadas e peneiras de 30mm

Primeiro tanque de separação de PET, PP e PE

- Água (temp ambiente)

Rosca transportadora do tanque de separação - Peneiras na saida de agua com 6mm

Segundo tanque de separação e limpeza do PET, PP, e PE

- Água (temp ambiente) Glycol

Classificação 02

Rosca transportadora do segundo tanque - Peneiras na saída de água com 6mm

Triturador 02 - Laminas afiadas e peneiras de 8 a 12mm

Moagem 02

Rosca transportadora -

Lavadora número 1 - Água

Lavadora número 2 - Água

Secadora número 1 - Ar e calor

Secadora número 2 - Ar e calor

Limpeza

Rosca transportadora -

Silo reservatório da extrusora - Desumidificador

Rec

uper

ação

Armazenamento EX Roscas de alimentação da extrusora -

Extrusora 2 Água, calor, pressão, matriz de extrusão e flakes

Rosca de transporte de pellet para silo de ensaque

Extrusão

Silo de armazenamento de pellets - Desumidificador

Válvula rotativa para ensaque 2 Big bag´s, balança9 Ensacamento

Empilhadeira 02 1 Gás GLP Óleos Lubrificantes T

rans

form

ação

Expedição Área de expedição Pallets de armazenamento para os sacos de pellets

16

9 Balança: Recomenda-se a utilização de balança para pesagem dos big bag´s modelo Toledo - Sistema Eletrônico de Enchimento Tolbag de 500kg à 200kg.

30

7.1 Hidro-alimentação

O abastecimento de água para consumo de utilidades de fábrica, consumo humano e de

prevenção de incêndio é de vital importância para um bom desempenho produtivo.

Deve-se garantir o fornecimento de água em forma contínua, em quantidade suficiente com

pressões e velocidades adequadas ao perfeito funcionamento das peças de utilização, sistema e

tubulações e armazenamento.

A responsabilidade do fornecimento de água potável será do fornecedor, também será de sua

responsabilidade o abastecimento com pressões suficientes para garantir o abastecimento e

armazenamento na caixa de água. Desta será enviado através de tubulações estruturadas ao acesso

das necessidades fisiológicas de consumo por intermédio de chuveiros, bebedouros, vasos sanitários

e utilidades fabris como limpeza de área industrial tanto interna como externa e prevenção de

combate a incêndios por intermédio de hidrantes localizados em via pública.

A tarifa de cobrança de consumo de água utilizado pela industria é registrado através de

hidrômetro, o qual é o aparelho que mede o gasto de água dos consumidores.

Para que a água seja considerada potável deve possuir as seguintes características:

• Incolor, inodora e insípida;

• Turbidez máxima: 5 mg/l de SiO2;

• Dureza total: 200mg/l de CaCO3;

• pH e alcalinidade máxima: pH = 6 e isenção de alcalinidade;

• Sólidos totais: máximo de 1000 mg/L.

O cálculo do consumo de água terá por finalidade fazer uma aproximação muito próxima da

capacidade do reservatório da empresa para o atendimento das necessidades de fábrica e escritórios.

A Tabela 8 demonstra o número de trabalhadores por setor de divisão da empresa.

Tabela 8 - Número de trabalhadores por setor

Setor Nº de pessoas Escritório 6 Fábrica 16 Total 22

Conhecido o número de pessoas no ambiente de trabalho pode-se calcular o consumo.

Consumo = (Número de pessoas fábrica) x (Consumo individual das pessoas fábrica) +

(Número de pessoas escritórios) x (Consumo individual pessoas escritório)

Consumo = (16 X 70 l/ pessoa dia ) + ( 6 X 50 l/ pessoa dia )

Consumo = 1420 litros/dia

31

Por precaução deve ser deixada uma reserva de 20% para possível utilização de incêndio

sobre o consumo das pessoas.

Consumo total = 1420 + 20%

Consumo Total = 1700 litros de água consumidos por dia

o consumo total de água da fábrica, sobretudo no que diz respeito ao consumo dos

equipamentos não pode ser determinado matematicamente pela grande carência de informações a

respeito, fornecida pelos fabricantes dos equipamentos. Assim, estimou-se, um consumo de 4 m³/h

citado por reciclaveis.com.br (2004) para uma planta com capacidade para 100 a 1500 kg/h.

7.2 Ventilação Industrial

O processo de ventilação da empresa é de extrema importância devido ao mau cheiro dos

blocos de garrafas comprimidas.

Junto com a matéria prima extraída na sua grande maioria de aterros sanitários e riachos

encontram-se vários poluentes junto com as garrafas, que causam mau cheiro. Ainda após as

mesmas serem classificadas não há como retirar completamente as impurezas sem uma completa

lavagem.

Quando o operário trabalha em ambientes quentes, pouco ventilados e com mau cheiro

causa um desconforto muito grande, onde as pessoas podem sentir náuseas, enjôos e até desmaiar.

Sintomas estes indicam a necessidade de suspender o trabalho e adequá-lo a situações melhores. Em

alguns casos estes sintomas não podem ser tão óbvios e os indivíduos podem não perceber o stress a

que estão sendo submetido, aumentando muito o risco de acidentes.

A ventilação tem também a função de restabelecer os níveis de oxigênio do ambiente de

trabalho, permitindo que o trabalhador não tenha reduzido sua capacidade de atenção, sua destreza

manual e seu alerta mental.

Determinaremos o número de exaustores eólicos a ser aplicado no ambiente de fábrica para

a renovação de ar de acordo com as dimensões de utilização.

Dados:

C = 15,2 m (Largura)

L = 40,2 m (Comprimento)

A = 5 m (Altura)

AT = 2 (altura da tesoura)

N = 60 (troca de ar para ventilação em ambientes industriais)

7.2.1 Cálculo da dimensão do volume de ar (Vi)

Vi = L x C x A

32

Vi = 40,2 x 15,2 x 5

Vi = 3055,2 m3

7.2.2 Cálculo do volume com cobertura com tesoura (Vt)

Vt = AT x L x C x 0,5

Vt = 2 x 40,2 x 15,2 x 0,5

Vt = 611,05 m3

7.2.3 Cálculo do volume total:

VT = Vi + Vt

VT = 3055,2 + 611,05

VT = 3666,25 m3

7.2.4 Cálculo da vazão de ar / hora (Qv/h)

Qv/h = VT x N

Qv/h = 3666,25 x 60

Qv/h = 219975 m3/h

7.2.5 Cálculo da quantidade de aparelhos a ser instalados:

Nº de aparelhos = Qv/h / 4100 (exaustão média com vento de 10 Km/h)

Nº de aparelhos = 219975 / 4100

Nº de aparelhos = 53,65 exaustores.

Equipamentos Quantidade Exaustores 54

Portanto serão instalados no telhado 54 exaustores como nos mostra a Figura 22 e a Figura

23, onde farão a troca de ar do ambiente em tempo integral no piso superior e ainda nas áreas de

mais concentração de matéria prima no estado de compactação, ou seja , antes de qualquer tipo de

limpeza onde o mau cheiro é constante serão instalados mais quatro ventiladores axiais com a

capacidade de movimentar 90 m3/h, onde o mesmo possui uma potencia de ¾ CV e uma rotação de

1140RPM.

33

Figura 22 – Exaustor eólico (Fonte: JET-WIND, 2004)

Figura 23 – Exaustores eólicos instalados (Fonte: JET – WIND, 2004)

No piso inferior quando o mau cheiro já esta bastante disperso, serão instalados mais 8

ventiladores axiais, como nos ilustra a Figura 24, com uma potencia de ¾ CV e uma rotação de

1140RPM. Somente para a movimentação do ar, sem o intuito de amenizar o mau cheiro.

Figura 24 – Ventilador Axial (Fonte: MULTICLIMA, 2004)

7.3 Energia Elétrica

Quanto ao consumo de energia elétrica existente no ambiente industrial é incluído as

lâmpadas constituídas na fábrica e dos serviços auxiliares e de escritórios. O consumo de energia

com os motores com os motores das máquinas para o processamento da manufatura e dos

equipamentos de escritórios.

Segue abaixo os cálculos do consumo de energia e da quantidade das lâmpadas existentes no

processo conforme a descrição das máquinas e equipamentos selecionados.

Segundo Osram (2000), para o cálculo da Iluminação geral (Método das Eficiências), temos:

nEm A F

d

L R [ 7.1]

Onde:

34

Aplicando a fórmula descrita acima calcularemos a quantidade necessária de lâmpadas para

a fábrica de Pellet.

Para isso temos de observar alguns dados para o pré cálculo, a seguir:

• Local;

• Dimensões físicas do recinto;

• Materiais de construção.

Logo observado estes dados, partimos para uma análise dos fatores de influência na

qualidade da iluminação.

7.3.1 Nível de Iluminância Adequado:

35

7.3.2 Fator de depreciação:

• Ambiente com manutenção crítica. Fd = 1,67

• Ambiente boas condições Fd=1,25

7.3.3 Reprodução de cores:

Com os dados acima, já podemos desenvolver uma tabela a qual nos ajudará no calculo

propriamente dito.

Faremos isto dividindo a fábrica em dois andares: Térreo e andar superior.

Para o andar térreo temos:

Comprimento m 40 Largura m 16,25 Área m² 650 Pé Direito m 3 Índice do Recinto K= a*b/h(a+b) 3,85 Fator de Depreciação Fd 1,25 Coeficiente de Reflexão Teto p1 0,3 Coeficiente de Reflexão Paredes p2 0,15 Coeficiente de Reflexão Piso p3 0,15 Iluminância Planejada lx 500 Tonalidade ou Temperatura da Cor K 5200 Índice de reprodução de Cores Ra 1A

Para o andar superior:

36

Comprimento M 40 Largura M 20 Área M² 800 Pé Direito M 3,5 Índice do Recinto K= a*b/h(a+b) 3,8 Fator de Depreciação Fd 1,25 Coeficiente de Reflexão Teto P1 0,3 Coeficiente de Reflexão Paredes P2 0,15 Coeficiente de Reflexão Piso P3 0,15 Iluminância Planejada Lx 500 Tonalidade ou Temperatura da Cor K 5200 Índice de reprodução de Cores Ra 1A

Devido ao fato de que a intenção é termos padrões, ambos os andares possuirão as mesmas

características luminosas.

Podemos concluir através das tabelas acima que a lâmpada ideal seria: Multivapores

Metálicos HQI, fabricante Osram.

Os dados da lâmpada são:

• Lâmpada: Multivapores Metálicos HQI

• Potência: 250 W

• Temperatura da cor: 5200K

• Índice de reprodução de cor 1A

Através dos catálogos dos fabricantes obtemos os dados finais para, assim termos as

condições finais de definirmos a quantidade de lâmpadas, bem como a potência consumida.

Para o andar térreo:

Tipo de Lâmpada Multivapor Metálico Fluxo luminoso de cada lâmpada lm 19000 Lâmpadas por Luminária Z 1 Tipo de Luminária 8001 Fator de Utilização Fu 0,79 Quantidade de Lâmpadas n 28 Quantidade de Luminárias N 28 Quantidade de Luminárias na Instalação Ni 28 Iluminânica Alcançada lx 517,27 Potência Instalada kW 140

Para o andar superior:

37

Tipo de Lâmpada Multivapor Metálico Fluxo luminoso de cada lâmpada lm 19000 Lâmpadas por Luminária Z 1 Tipo de Luminária 8001 Fator de Utilização Fu 0,79 Quantidade de Lâmpadas n 34 Quantidade de Luminárias N 34 Quantidade de Luminárias na Instalação Ni 34 Iluminânica Alcançada lx 510,34 Potência Instalada kW 170

Além da fábrica temos ainda os escritórios, também nos 2 andares, onde temos os seguintes

dados. Como as áreas dos escritórios são as mesmas temos:

Comprimento M 10 Largura M 10 Área M² 100 Pé Direito M 3,0 Índice do Recinto K= a*b/h(a+b) 1,43 Fator de Depreciação Fd 1,25 Coeficiente de Reflexão Teto P1 0,7 Coeficiente de Reflexão Paredes P2 0,3 Coeficiente de Reflexão Piso P3 0,3 Iluminância Planejada Lx 500 Tonalidade ou Temperatura da Cor K 4000 Índice de reprodução de Cores Ra 1B

Com os dados acima já obtidos, concluímos que a lâmpada a ser utilizada é Osram FH28

de 21 W. Dos dados do fabricante temos:

Tipo de Lâmpada FH28/21 Fluxo luminoso de cada lâmpada lm 2900 Lâmpadas por Luminária Z 2 Tipo de Luminária 267 Fator de Utilização Fu 0,52 Quantidade de Lâmpadas n 42 Quantidade de Luminárias N 21 Quantidade de Luminárias na Instalação Ni 21 Iluminânica Alcançada lx 506,69 Potência Instalada kW 46,5

Com os cálculos acima podemos concluir que para a iluminação teremos um consumo de:

Consumo = 403 W

A capacidade das linhas de processamento de PET, podem variar de 100 a 1500 kg/h, isso

varia de acordo com a demanda e a localização geográfica. Nos grandes centros onde o consumo é

maior as empresas de reciclagem tem uma maior facilidade de encontrar a matéria prima, portanto

podem processar mais.

O consumo de energia da empresa varia de acordo com a produção, no entanto é

apresentado na Erro! Fonte de referência não encontrada., os valores do consumo dos

38

equipamentos utilizados na empresa supondo uma produção de cerca de 500 kg/h e carga horária

diária de 8 horas.

Tabela 9 - Consumos de energia dos equipamentos

Modelo Potência Qtd Potência Consumo Operação Consumo

Total Valor

Nome do equipamento [ KW ] [ % ] [ h ] [ KW ] [ R$ ]

Peneira Rotativa PRL-100 2 cv 1 1,472 0,518% 8 11,78 4,50

Esteira de Seleção ER - 12 2 cv 1 1,472 0,518% 8 11,78 4,50

Detector de Metais DMI - B 0,0408 cv 1 0,030 0,011% 8 0,24 0,0918

Esteira de Alimentação do Moinho

REM - 600 1 cv 1 0,736 0,259% 8 5,89 2,25

Moinho 01 VR - 45 3 cv 1 2,208 0,778% 8 17,66 6,75

Rosca do Tanque 01 TQ - 5000 2 HP 1 1,492 0,525% 8 11,94 4,56

Rosca do Tanque 02 TQ - 5000 2 HP 1 1,492 0,525% 8 11,94 4,56

Rosca de alimentação do Silo de Rejeitos

RS - 300 2 cv 1 1,472 0,518% 8 11,78 4,50

Válvula Rotativa do Tanque de Rejeitos

VRO - 100 1 cv 1 0,736 0,259% 8 5,89 2,25

Moinho 02 TPL - 400 40 cv 1 29,440 10,368% 8 235,52 89,97

Rosca Interna da lavadora 01 LB - 100 25 cv 1 18,400 6,480% 8 147,20 56,23

Rosca Interna da lavadora 02 LB - 100 25 cv 1 18,400 6,480% 8 147,20 56,23

Rosca Interna da Secadora 01 SB - 100 30 cv 1 22,080 7,776% 8 176,64 67,48

Rosca Interna da Secadora 02 com ar quente

SB - 120 70 cv 1 51,520 18,144% 8 412,16 157,45

Rosca Transportadora dos Silos de Alimentação da Extrusora

RS - 300 2 cv 1 1,472 0,518% 8 11,78 4,50

Rosca de Alimentação da Extrusora

RS - 300 2 cv 2 2,944 1,037% 8 23,55 9,00

Extrusora Challenger

100 150 cv 1 110,4 38,879% 8 883,20 337,38

Rosca Transportadora dos Silos de Armazenamento de Pellet´s

RS - 300 2 cv 1 1,472 0,518% 8 11,78 4,50

Válvula Rotativa dos Silos de Armazenamento

VRO - 100 1 cv 1 0,736 0,259% 8 5,89 2,25

Elevador 12 cv 1 8,832 3,110% 8 70,66 26,99

Ventiladores Axiais 47 - VANE 0,75 cv 12 6,624 2,333% 8 52,99 20,24

Lampadas OSRAN 2,77 Watts 146 0,404 0,142% 8 3,24 1,24

Equipamentos de Escritório Diversos 20 Watts 6 0,120 0,042% 8 0,96 0,37

Somas 397,5608 283,954 100% 2271,64 867,76

Dias de

consumo 20 17355,2

39

8 LAY-OUT / ARRANJO FÍSICO

8.1 Organização e distribuição física dos setores e da produção

A Reciplast fica localizada na cidade de Joaçaba, Rua Chapecó 100. A unidade fabril da

Reciplast é um prédio com 2 pavimentos, situado no pé do morro. A disposição da fábrica em dois

andares possibilitou a divisão do sistema produtivo em dois ambientes bastante distintos. No

pavimento superior, que possui acesso por uma estrada no morro com espaço abundante e livre do

tráfego das vias públicas, é feita a recepção e armazenamento da matéria prima. Neste piso é

realizada toda a movimentação deste material, que já vem classificado mas ainda contém muitas

impurezas, tornando o ambiente mais inóspito. É neste piso que a matéria prima chega a mesa para

abertura dos fardos, passa por uma peneira giratória, e por uma esteira que possui seleção manual e

um detector de metais. Por fim, a matéria prima é triturada e enviada para a próxima etapa, por

gravidade, no piso inferior.

No piso inferior o material que entra em processo já está picado e cai direto dentro de um

tanque de lavagem, o que significa que neste piso há inclusão de água no processo e o ambiente é

bem menos hostil, já que é mais limpo. Inicialmente, a matéria prima picada cai em um tanque de

lavagem, onde o PET afunda, enquanto e o PP e o PE bóiam e são guiados a um tanque de rejeitos.

O PET que afundou dá continuidade ao processo, sendo novamente triturado, lavado em outros dois

lavadores e por fim, secado em dois secadores. O PET picado pode ser armazenado em dois

diferentes silos, possibilitando uma pequena estocagem intermediária do processo, antes da

extrussora. Esses silos tem capacidade para alimentar a extrussora por dois dias. Uma vez extrudado

o pellet é armazenado em outros dois silos, antes de embalado.

Ainda no primeiro piso ficam o escritório e a expedição, já que o acesso é mais rápido

devido à menor distância em relação à rua principal de acesso. O escritório possui uma área de

aproximadamente 100 m² e conta ainda com dois banheiros. Um terceiro banheiro encontra-se

localizado na fábrica. Os três banheiros foram construídos entre o escritório e a fábrica, juntamente

com a escada, auxiliando no isolamento acústico do escritório. A escada, por sua vez, possui 2,0 m

de largura, permitindo o transito de três pessoas lado a lado, alem de área suficiente para transporte

de materiais, quando necessário, pois quaisquer outros volumes maiores podem entrar pelo portão

da entrada da matéria prima.

No segundo andar ficam o refeitório, almoxarifado, a entrada da matéria prima, alem da

fábrica. O refeitório, construído em cima do escritório, conta com uma área de aproximadamente

100 m², quando somada com a área dos banheiros e vestiários. O almoxarifado, localizado no lado

oposto ao refeitório, parte frontal da empresa, conta com um pequeno estoque de insumos

necessários alem de ferramentas para a manutenção. Próximo ao almoxarifado encontra-se instalado

um elevador de carga para transporte de materiais e pessoas.

40

9 PLANTA BAIXA

A planta baixa desta fábrica será apresentada nos desenhos do Anexo 2. A Figura 25

apresenta um esquema da localização do prédio no terreno.

Figura 25 - Localização da empresa no terreno

41

10 CONCLUSÃO

De acordo com reciclaveis.com.br (2004), uma linha de lavagem de PET com capacidade de

100 a 1500 kg/h pode consumir

• Consumo médio de água ± 4 m³ / h.

• Consumo médio de energia ± 120 kW.

• Área para instalação da linha:

• Um galpão com uma área de 1000 m²

• Área mínima de estoque 1000 m²

Os resultados a que se chegou neste trabalho diferem dos dados apresentados acima,

sobretudo porque estes dados são bastante genéricos, inclusive com a definição do range da

capacidade de produção bastante amplo.

Isto não significa que o modelo proposto por este trabalho não tenha atingido seu objetivo.

Na verdade, o dimensionamento dos equipamentos e seus consumos pode apresentar discrepâncias,

em função de informações insuficientes ou contraditórias fornecidas, principalmente, pelos

fabricantes de equipamentos. Entretanto, o desenvolvimento deste modelo apresenta soluções

bastante plausíveis que podem, sem sombra de dúvida, orientar qualquer um interessado em

planejar e projetar uma fábrica para revalorização de PET bastando, para isto, que algumas

inserções sejam feitas a este trabalho.

42

11 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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. 21 2004 MARKET.TRADEHOLDING.COM. View Trade Lead: PET Flakes. Disponível em: http://market.tradeholding.com/default.cgi/action/viewtradeleads/tradeleadid/16766/subject/IRON_ORE_PET_FLAKES_FROM_EU_RABBIT_FURS_MAPLE_LOGS/. Acesso em: 29 de julho de 2004

. 22 2004a KIE Máquina e Plásticos. Lavadoras. Disponível em: www.kie.com.br/lavadora.htm. Acesso em 29 de julho de 2004a

. 23 2004b KIE Máquina e Plásticos. Moinho. Disponível em: www.kie.com.br/moinho.htm. Acesso em 29 de julho de 2004b

. 24 2004 PLASMAQ MÁQUINAS. Descritivo de uma linha de reciclagem de pet. Disponível em: http://planeta.terra.com.br/negocios/plasmaqmaquinas/descritivo.htm. Acesso em: 29 de julho de 2004

. 25 2004a Garcia de Paula Ind. Com.. Trituradores para plásticos. Disponível em: www.garciadepaula.com.br/reciclagem/trit_plast.asp. Acesso em: 29 de julho de 2004a

. 26 2004b Garcia de Paula Ind. Com.. Tanque para lavagem de plásticos. Disponível em: http://www.garciadepaula.com.br/reciclagem/tanque_p.asp. Acesso em: 29 de julho de 2004b

. 27 1998 ANVISA. Legislação em Vigilância Sanitária: Portaria nº 987, de 08 de dezembro de 1998. Disponível em: http://e-legis.bvs.br/leisref/public/showAct.php?id=94. Acesso em: 29 de julho de 2004

. 28 2004 ÁVILA, Antonio Ferreira. Matéria-prima que vem do lixo: plástico reciclado dá origem a material resistente e barato. Disponível em: http://revista.fapemig.br/18/reciclagem.html. Acesso em: 29 de julho de 2004

. 29 2004 FLEXOVEYOR. Esteira transportadora elétrica de borracha. Disponível em: http://flexoveyor.com/portuguese/products/C109/. Avesso em: 30 de julho de 2004

. 30 2004 REM, Inc. REM®'s TCH series transfer conveyor with receiving hopper. Disponível em: www.remfg.com/tc.htm. Acesso em: 30 de julho de 2004

. 31 2004 COOPERATIVA DE CATADORES DE MATERIAIS RECICLÁVEIS. Guia para implantação. Disponível em: www.sebraesp.com.br/novo/tecno/ docs/Livro%20catadores%20cap01%20web.pdf Acesso em: 30 de julho de 2004

. 32 2004 FUTURE INTERNATIONAL, Inc.. Miscellaneous pet material: Offer Nº 9025S. Disponível em: www.futint.com/9025s.htm. Acesso em: 29 de julho de 2004

44

ANEXOS

ANEXOS

45

Tabela 10 – Densidade de alguns materiais. (Adaptado de: DYNAMICAIR, 2004)

Densidade Tamanho da Partícula Nome do Material

kg / ft³ g / cm³ polegadas milímetros Placebo Pellets 52 0.833 0.03937 1.0000 Plastic Celcon Pellets 51 0.817 0.12500 3.1750 Plastic Powder 27 0.433 0.03280 0.8331 Plastic, Pellets 30 0.481 0.12500 3.1750 Plastic, Pellets 32 0.513 0.18750 4.7625 Plastic, Pellets 38 0.610 0.11790 2.9947

Plastic, Pellets 42 0.673 0.18750 4.7625 Plastic, Pellets 46 0.737 0.12500 3.1750 Plastic Resin Blend, Pellet 35 0.561 0.12500 3.1750 Polycarbonate Pellets 42 0.673 0.12500 3.1750 Polyester Pellets 31 0.497 2.00000 50.8000 Polyester Pellets 47 0.753 0.16000 4.0640 Polyester Pellets 48 0.769 0.12500 3.1750 Polyester Pellets 52 0.833 0.12500 3.1750 Polyethylene Pellets - H.D 30 0.481 0.12500 3.1750 Polyethylene Pellets 32 0.513 0.12500 3.1750 Polyethylene Pellets - L.D 34 0.545 0.12500 3.1750 Polyethylene Pellets 40 0.641 0.12500 3.1750 Polyethylene Pellets Regrind 45 0.721 0.22200 5.6388 Polyethylene Terephthalate 48 0.769 0.01000 0.2540 Polypropylene Pellets 32 0.513 0.15700 3.9878 Polypropylene Pellets 33 0.529 0.12500 3.1750 Polypropylene Pellets 33 0.529 0.15700 3.9878 Polypropylene Pellets 64 1.026 0.13300 3.3782 Polystyrene Pellets 23 0.369 0.12500 3.1750 Polystyrene Pellets 39 0.625 0.15700 3.9878 Polystyrene Pellets 40 0.641 0.12500 3.1750 Polyvinyl Chloride Pellets 40 0.641 0.18700 4.7498 PVC Pellets 45 0.721 0.12500 3.1750 PVC Pellets 46 0.737 0.12500 3.1750

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Anexo 1: Especificações dos pellets de PET para aplicações em garrafas, chapas e resinas industriais

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Clear PET Pellet Specifications for

Bottles, Sheet, and Engineered Resins

Issue: Successful conversion of recycled PET into end products requires a high quality resinthat meets demanding product specifications and strict processing requirements, consistent andcost-effective manufacturing. Suppliers of post-consumer clean PET can sell into major PETapplications only if the product meets customer specifications.

Background: The goal of this effort is to establish a level of industry consensus on post-consumer, clean regrind specifications. While this set of target quality specifications may beacceptable to most PET end-users, it is incumbent upon suppliers to determine unique ordifferent specifications that their customers require.

To develop this set of quality specifications, a list of proposed specifications for post-consumerPET was sent to end-users who manufacture a variety of industrial and consumer products andapplications, including: Bottles, Sheet and Film, and Engineered Resins. Each end-usermodified the proposed specifications to reflect quality standards that suppliers must meet.Quality test methods are shown as "internal" when this information was not provided.

Best Practices: These post-consumer clean PET pellet specifications are not intended tomeet any one company's individual specifications. They do, however, represent a standard thatwill be acceptable to most PET purchasers and a quality target that can reduce the cost of thePET recycling process. End-product manufacturers may identify specific variations that arerequired by their process or end-product.

As a general rule, higher valued applications have more stringent specifications for post-consumer clean PET pellet. This is particularly true for Intrinsic Viscosity, particulatecontaminants, and PVC. The contaminants listed in the specifications are the only impuritiespermitted. By their omission, other contaminants are deemed unacceptable at any level. Rangesof contaminants are provided to allow for requirements of different end-product manufacturers inthe same industry.

Benefits: These specifications are compiled by cooperation from industrial purchasers ofrecycled PET. Production of clear recycled PET regrind that meets the above standardspecifications will increase the marketability of clean regrind.

Contact: For more information, contact CWC at (206) 443-7746 or e-mail [email protected].

Issue Date / Update: January 1998

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CLEAR PET PELLETS – BOTTLE SPECIFICATIONS

Property Specification Test Method

Intrinsic Viscosity (dL/gm) 0.70 - 0.72 min ASTM D4603

Particle Size (inch) 0.1 cube Internal

Bulk Density (lbs/ft3) 50 - 55 ASTM D1895

Moisture Content (%) < 0.5 Internal

Color L > 73b < 3.0

Hunter Scale

Maximum Contaminant Levels (ppm):

Aluminum 0 Internal

Acetaldehyde 3 Internal

Labels 0 Internal

Low Melts 5 Internal

PVC 0-10 Internal

EVOH 10 Internal

PP/HDPE 0 Internal

Residual Glue 20-100 Internal

Green 100 Internal

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CLEAR PET PELLET – SHEET SPECIFICATIONS

Property Specification Test Method

Intrinsic Viscosity (dL/gm) 0.66 - 0.67min

ASTM D4603

Particle Size (inch)1/8 cylinderor 0.1 cube

ASTM E11 orinternal

Bulk Density (lbs/ft3) 50 - 55 ASTM D1895 orinternal

Moisture Content (%) < 0.5 Internal

Color L > 70b < 3.0

Hunter

Maximum Contaminant Levels (ppm):

Aluminum 0 Internal

Labels 0 Internal

Low Melts 5 Internal

PVC 10 Internal

EVOH 10 Internal

PP/HDPE Nil Internal

Residual Glue 100 Internal

Green 50 - 250 Internal

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NAPCOR American Plastics Council

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CLEAR PET PELLETENGINEERED RESINS SPECIFICATIONS

Property Specification Test Method

Intrinsic Viscosity, dL/gm 0.65 – 0.80 ASTM D4603

Particle Size, inch1/8 cylinder or

0.1 cubeASTM E11 orinternal

Bulk Density, lbs/ft3 50 - 55ASTM D1895 orinternal

Moisture Content, % < 0.5 Internal

ColorYI = 4 - 16L = 75 – 80

a = -1.2 to -2.4b = 1.4 - 6.6

Hunter

Maximum Contaminant Levels (ppm):

Aluminum 0 Internal

Labels 0 Internal

Low Melts 0-5 Internal

PVC 0-100 Internal

EVOH 0-10 Internal

PP/HDPE 0 Internal

Residual Glue 100 Internal

Green 50-500 Internal

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Anexo 2: Planta baixa e desenhos da fábrica

1

1

2

2

3

3

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5

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6

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7

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A A

B B

C C

D D

E E

F F

UNOESC

EscalaEngenheiro

Data Folha

Pesquisador

Nome

Reciplast

������������� �

Patric \ MaiconJoão C. Linhares

31/7/2004

C:\temp\Project_1\Workgroup\equipamentos_01.iam

Linha de Produção Superior

1 Elevador de Carga 111 Caixa d´agua 102 Triturador de Garrafas 92 Esteira Inclinada 81 Detector de Metais 79 Operário 61 Esteira de Seleção 51 Peneira Rotativa 41 Mesa de Abertura dos Frados 32 Empilhadeira 2

155 Fardo de Matéria Prima 1

Parts ListQuant. Descrição Peça Material Folha

10986 75

43211

1

1

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2

2

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A A

B B

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UNOESC

EscalaEngenheiro

Data Folha

Pesquisador

Nome

Reciplast

������������� �

Patric \ MaiconJoão C. Linhares

31/7/2004

C:\temp\Project_1\Workgroup\equipamentos_inferior.iam

S/ELinha de Produção Inferior

1 Poço do Elevador de Cargas 241 Empilhadeira 233 Valvula Rotaitva 221 Extrusora 214 Silos de Armazenamento 203 Rosca Transportadora dos Silos 192 Secadoras 182 Lavadoras 171 Triturador 164 Rosca Extração Tanques de Separação 152 Tanques de separação e Limpeza 14

Parts ListQuant. Descrição Peça Material Folha

1415

161719

1922

23

22 21

24

20 19 171818

14 15

2220

20

20

30

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A A

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EscalaEngenheiro

Data Folha

Pesquisador

Nome

Reciplast

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Patric \ MaiconJoão C. Linhares

31/7/2004

C:\temp\Project_1\Workgroup\equipamentos_01.iam

Linha de Produção Superior

1 Elevador de Carga 111 Caixa d´agua 102 Triturador de Garrafas 92 Esteira Inclinada 81 Detector de Metais 79 Operário 61 Esteira de Seleção 51 Peneira Rotativa 41 Mesa de Abertura dos Frados 32 Empilhadeira 2

155 Fardo de Matéria Prima 1

Parts ListQuant. Descrição Peça Material Folha

10986 75

43211

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EscalaEngenheiro

Data Folha

Pesquisador

Nome

Reciplast

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Patric \ MaiconJoão C. Linhares

31/7/2004

C:\temp\Project_1\Workgroup\equipamentos_inferior.iam

S/ELinha de Produção Inferior

1 Poço do Elevador de Cargas 241 Empilhadeira 233 Valvula Rotaitva 221 Extrusora 214 Silos de Armazenamento 203 Rosca Transportadora dos Silos 192 Secadoras 182 Lavadoras 171 Triturador 164 Rosca Extração Tanques de Separação 152 Tanques de separação e Limpeza 14

Parts ListQuant. Descrição Peça Material Folha

1415

161719

1922

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22 21

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20 19 171818

14 15

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