BR112012026537B1

BR112012026537B1 - processo para o tratamento e limpeza de um material polimérico e dispositivo para realizar o processo

Info

Publication number: BR112012026537B1
Application number: BR112012026537A
Authority: BR
Inventors: Wendelin Gerhard; Feichtinger Klaus; Hackl Manfred
Original assignee: Erema Eng Recycling Maschinen Und Anlagen Gesellschaf M B H
Priority date: 2010-04-16
Filing date: 2011-04-13
Publication date: 2020-04-07
Also published as: KR20130060193A; AU2011241453B2; ZA201206766B; AU2011241453A1; EP2558262A1; SI2558262T1; US20130092768A1; RU2559443C2; CA2796380A1; DK2558262T3; JP2013528510A; RU2012148728A; PL2558262T3; BR112012026537A2; TWI499455B; CN102821923B; UA106129C2; KR101576022B1; CN102821923A; EP2558262B1

Abstract

lança. a invenção refere-se a um método de preparação e purificação de um material polímero, em que o material polímero fragmentado e não derretido é movido e aquecido em um recipiente (1) por, pelo menos, uma ferramenta de mistura e/ou de fragmentação (12, 21), e em que, para remover as substâncias interferentes indesejadas que afectam a preparação ou o processamento adicional do material, é introduzido um meio de lavagem no recipiente (1), em uma área abaixo do nível do material no recipiente (1). durante a operação ou abaixo do nível do material do vórtice de mistura que se forma, em que o meio de lavagem é conduzido através de, pelo meno, uma área parcial do material para formar um fluxo forçado e em que o meio de lavagem, então enriquecido ou saturado com substâncias interferentes, é subsequentemente descarregado do recipiente (1), em uma área acima do nível do material no recipiente (1), durante a operação ou acima do nível do material do vórtice de mistura. a invenção é caracterizada pelo facto de o meio de lavagem ser introduzido no recipiente (1) através de, pelo menos, um meio de entrada (50) que está disposto, pelo menos, em uma lança (70) que sobressai de uma parede lateral (2) do recipiente (1), para o interior do recipiente (1).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para PROCESSO PARA O TRATAMENTO E LIMPEZA DE UM MATERIAL POLIMÉRICO E DISPOSITIVO PARA REALIZAR O PROCESSO.

DESCRIÇÃO [0001] A invenção refere-se a um processo bem como a um mecanismo.

[0002] Inúmeras aplicações de reciclagem de plástico sofrem de influências de alimentação problemáticas, tais como elevada humidade residual, grandes flutuações de densidade, quantidades de alimentação demasiado grandes etc. Isto afeta negativamente o desempenho da extrusora que está ligada a seguir ou a rentabilidade do processo. A extrusora é prejudicada por essas influências de alimentação, o que leva a um rendimento reduzido e variável, fusão irregular, qualidade reduzida do produto, eventualmente um maior desgaste e, no conjunto, a uma produtividade reduzida.

[0003] Particularmente inconveniente é quando as substâncias voláteis são retiradas do recipiente juntamente com o material processado e entram na extrusora que está ligada direta ou indiretamente ao recipiente, visto que assim existe o perigo de inclusões de gás de diversos tipos no material extrudado, o que reduz significativamente a qualidade do material obtido à saída da extrusora. Este perigo também não pode ser totalmente eliminado através de um dispositivo de desgasificação, na maioria dos casos colocado na extrusora. Para além disso, essas substâncias voláteis ou substâncias interferentes geralmente não podem ser evitadas desde o início, visto que se trata de vapor de água, produtos de separação do material a processar, partes de refrigerante gasosas ou evaporadas, etc. Esses teores de substâncias voláteis podem ser significativos especialmente no caso de material de base húmido.

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2/20 [0004] Fundamentalmente, são consideradas substâncias interferentes todas as substâncias expelidas do material a ser tratado, que se soltam do material introduzido ou que eventualmente são introduzidas juntamente com o material e que posteriormente podem afetar o processamento. As substâncias interferentes podem aderir à parte exterior das superfícies do material a ser tratado, como se verifica especialmente com a água da lavagem, nos revestimentos das superfícies etc., e depois evaporar, sublimar, soltar-se da superfície ou coisa semelhante. As substâncias interferentes também podem estar presentes na matriz do material ou no interior do material e, posteriormente, difundir-se para fora durante o processamento, e depois evaporar, sublimar ou coisa semelhante. Isto deve ser tido em atenção sobretudo nos aditivos orgânicos, como por exemplo nos agentes plastificantes, mas a matriz também pode conter água, monómeros, gases ou ceras. Desta forma, as substâncias interferentes a eliminar também podem ser matérias sólidas que se sublimam ou poeiras.

[0005] Do estado da arte, por exemplo, a partir do WO 00/74912

A1, são conhecidos mecanismos com duas ferramentas de mistura dispostas uma sobre a outra no compactador de corte, que reduzem esses problemas. Os mecanismos desse tipo deram provas da sua eficácia no tratamento de materiais de plástico, especialmente termoplásticos. Apesar disso, os mecanismos desse tipo geralmente não são capazes de eliminar por completo todas as substâncias interferentes, afetando, por conseguinte, o tratamento ou o processamento. Existem problemas especialmente nos materiais de plástico com elevada humidade externa, como por exemplo partículas de poliolefinas etc. Os materiais com elevada humidade interna, por exemplo fibras de PA, também são problemáticos. Nesse caso, por exemplo devido ao ar saturado de humidade, pode ocorrer

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3/20 condensação ou evaporação entre os pratos ou as ferramentas de mistura, o que, por sua vez, leva a um aumento do consumo de energia do sistema, para além das desvantagens já mencionadas. [0006] Para reduzir ainda mais este problema, é conhecido um mecanismo a partir da EP 2 117 796 A1, no qual o gás é introduzido no interior do compactador de corte abaixo do nível do material do vórtice de mistura que se forma, e o gás enriquecido com substâncias interferentes é novamente retirado acima do nível do material do vórtice de mistura. Neste mecanismo, o gás é introduzido através do fundo, através das paredes laterais ou através das ferramentas de mistura. Desta forma, a umidade ou as substâncias interferentes existentes no material são eliminadas eficazmente.

[0007] O objetivo da presente invenção é criar um processo vantajoso, econômico e eficaz para a eliminação a mais completa possível de substâncias interferentes indesejadas, que afetam o tratamento ou o processamento adicional do material.

[0008] Para além disso, o objetivo da invenção é criar um mecanismo simples e estável do ponto de vista construtivo, com o qual o meio de lavagem possa ser introduzido de forma eficiente.

[0009] Neste caso, está previsto, de acordo com a invenção, que o meio de lavagem é introduzido no recipiente através de, pelo menos, um meio de entrada 30 disposto pelo menos em uma lança que sobressai de uma parede lateral do recipiente para o interior do recipiente.

[00010] Nas experiências, verificou-se surpreendentemente, que a disposição, de acordo com a invenção, dos meios de entrada nas lanças 35 projetadas para o interior tem uma influência extremamente positiva sobre a passagem do meio de lavagem através do material e, por conseguinte, eliminação das substâncias interferentes. Assim, o meio de lavagem não é introduzido apenas na borda exterior do

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4/20 recipiente ou do vórtice de mistura (como é o caso quando o meio de lavagem é introduzido através de aberturas no fundo ou na parede lateral), mas mais para o interior do recipiente, podendo assim ser distribuído melhor e mais uniformemente. Para além disso, o meio de lavagem é introduzido através de elementos fixos ou imóveis, ao contrário da introdução do meio de lavagem através de ferramentas de mistura rotativas. Desta forma, o doseamento do meio de lavagem é solucionado de uma forma muito simples, do ponto de vista construtivo, e o meio de lavagem também pode ser introduzido em zonas que se encontrem no interior do recipiente. Enquanto na introdução do meio de lavagem através das ferramentas de mistura se fica limitado às posições das ferramentas de mistura, as lanças, de acordo com a invenção, podem ser colocadas no recipiente a qualquer altura e em uma quantidade opcional. Desta forma, é possível tomar em consideração as particularidades do vórtice de mistura ou das trajetórias do movimento das partículas, e escolher o ponto de doseamento mais favorável. Para além disso, uma lança projetada para o interior tem a vantagem de obrigar o material a passar pela lança com pressão e os flocos serem atingidos por todos os lados e diretamente com meio de lavagem, enquanto que em uma introdução através da parede lateral, apenas a camada exterior do fluxo dos flocos é atingida diretamente com meio de lavagem.

[00011] Deste modo, o processo, de acordo com a invenção, leva a uma eliminação de substâncias interferentes muito eficaz e solucionada de forma simples do ponto de vista construtivo, utilizando pouco meio de lavagem.

[00012] É essencial que o meio de lavagem seja introduzido sempre a uma altura abaixo do nível do material, sendo adicionalmente vantajoso se o meio de lavagem for introduzido no recipiente na área do terço inferior da altura do recipiente. Para além disso, a introdução

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5/20 de um meio de lavagem por baixo solta o depósito, garantindo um tratamento ainda melhor do material. Nessa área, ocorre assim uma mistura intensiva e uma boa distribuição do meio de lavagem no material.

[00013] Neste contexto, é vantajoso que o meio de lavagem seja introduzido no recipiente na área abaixo da ferramenta de mistura mais próxima do fundo. Precisamente nessa área, com relativamente pouca mistura, as substâncias interferentes acumulam-se muitas vezes de forma persistente e são, deste modo, retiradas eficazmente também dessa área sensível.

[00014] Vantajosamente, os meios de entrada não desembocam na área das arestas dos pratos de suporte ou das ferramentas de mistura, mas, em vez disso, está previsto que o meio de lavagem, caso existam duas ou mais ferramentas de mistura sobrepostas, é introduzido no recipiente entre as ferramentas de mistura, fazendo com que ocorra uma purificação eficaz também nessa área.

[00015] Uma forma de aplicação vantajosa prevê que o meio de lavagem é introduzido no recipiente na área em que as partículas do material em movimento ou em rotação no recipiente exercem a maior pressão sobre a parede lateral do recipiente.

[00016] Neste contexto, é vantajoso se o meio de lavagem for um meio gasoso, especialmente ar ou um gás inerte.

[00017] Vantajosamente, antes de entrar no recipiente, o meio de lavagem é aquecido e/ou previamente seco através de um equipamento de aquecimento ou de um equipamento de secagem de gás ligado a montante. Deste modo, é possível influenciar e controlar eficazmente a eliminação das substâncias interferentes ou a forma de realização do processo.

[00018] O material polimérico está permanentemente grumoso ou em partículas no recipiente e encontra-se em um estado amolecido ou

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6/20 ligeiramente pastoso, no qual as partículas individuais estão viscosas, mas não derretidas. Através do movimento das ferramentas de mistura, as partículas viscosas são, contudo, mantidas em um estado fluido e grumoso.

[00019] Após um tempo de permanência adequado, está previsto que o material polimérico é retirado através de um parafuso sem-fim, cujo invólucro está ligado com uma abertura de entrada a uma abertura de descarga do recipiente, preferencialmente através de uma extrusora, sendo que a abertura de descarga está disposta na parede lateral perto da superfície inferior do recipiente.

[00020] Para além disso, o objetivo mencionado anteriormente é atingido através de um mecanismo do tipo mencionado de início, no qual está previsto, de acordo com a invenção, que, em uma parede lateral do recipiente, está disposta pelo menos uma lança que sobressai da parede lateral para o interior e que o meio de entrada está disposto na lança.

[00021] Desta forma, é possível introduzir o gás ou o meio de lavagem no recipiente de forma muito simples e descomplicada do ponto de vista construtivo. Para além disso, o meio de lavagem não pode ser introduzido apenas na parte exterior, mas também em áreas mais no interior do recipiente e ali ser bem distribuído, acelerando e melhorando os efeitos de purificação.

[00022] Segundo uma forma de aplicação simples e estável do ponto de vista construtivo, está previsto que a lança está disposta paralelamente à ferramenta de mistura ou dirigida normalmente para o eixo e/ou que a lança está orientada para dentro essencialmente de forma radial ou ligeiramente deslocada ou inclinada para a radial.

[00023] Uma forma de aplicação estável e favorável em termos fluidodinâmicos prevê que a lança tem essencialmente uma forma de placa com uma espessura relativamente reduzida, com uma superfície

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7/20 superior orientada para cima, eventualmente paralela à superfície do fundo, e uma superfície inferior oposta dirigida para baixo, preferencialmente paralela à superfície superior. Desta forma, os flocos passam pela lança de ambos os lados.

[00024] Neste contexto, é especialmente vantajoso do ponto de vista friccional e fluidodinâmico, se estiver previsto que a lança ou a superfície superior tem a forma de uma barbatana de tubarão, com um bordo de ataque torcido orientado no sentido do movimento ou da rotação da ferramenta de mistura, e preferencialmente arredondado, e um bordo de fuga direito ou torcido virado para jusante, em que, preferencialmente, o bordo de ataque e o bordo de fuga convergem para uma ponta.

[00025] Uma forma de aplicação simples do ponto de vista construtivo prevê que os meios de entrada são formados como aberturas singulares individuais ou como bocais com um diâmetro entre 10 e 30 mm, preferencialmente de cerca de 20 mm.

[00026] Para evitar a colagem dos meios de entrada, é vantajoso se os meios de entrada estiverem nivelados com a superfície exterior da lança.

[00027] Para aproveitar o facto de os flocos passarem pela lança de ambos os lados, é favorável se os meios de entrada estiverem formados ou dispostos tanto na superfície superior como na superfície inferior. Desta forma, é possível aumentar ou duplicar a eficiência da purificação.

[00028] Para alguns materiais pode ser vantajoso se os meios de entrada estiverem formados ou dispostos, eventualmente até exclusivamente, dentro ou sobre o bordo de fuga, onde existe pouca ou nenhuma pressão dinâmica provocada pelos materiais que vêm de frente.

[00029] Para aumentar a eficiência da purificação, é vantajoso se

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8/20 estiverem formados ou dispostos vários meios de entrada sobre a lança, preferencialmente em filas paralelas ao bordo de ataque ou ao bordo de fuga. Desta forma simples do ponto de vista construtivo, é possível introduzir mais gás no interior do recipiente.

[00030] Vantajosamente estão previstas entre 3 e 8 aberturas em cada lança, sendo vantajoso se a área total de todas as aberturas existentes em uma ou em todas as lanças fôr de entre 380 mm² e 6000 mm².

[00031] Especialmente na área por baixo da ferramenta de mistura mais próxima do fundo, acumulam-se muitas vezes substâncias interferentes. Por isso, é vantajoso dispor uma lança precisamente nesse local.

[00032] Se a lança estiver disposta na área do terço inferior da altura do recipiente, o depósito também é levantado de forma eficiente e a eficiência de purificação é aumentada.

[00033] Uma outra forma de aplicação vantajosa prevê que existem pelo menos duas ferramentas de mistura no recipiente, dispostas uma sobre a outra e que a lança está disposta na área entre as ferramentas de mistura, preferencialmente ao centro.

[00034] Para além disso, pode ser vantajoso, se a lança estiver disposta na parede lateral do recipiente, na área em que as partículas do material em movimento ou em rotação no recipiente exercem a maior pressão sobre a parede lateral do recipiente.

[00035] Para aumentar ainda mais o efeito de purificação, é vantajoso se estiverem previstas várias lanças, dispostas à mesma altura ao longo do perímetro da parede lateral do recipiente, de preferência distribuídas uniformemente.

[00036] Os meios de entrada podem estar dispostos do lado de fora na superfície superior da lança e ser abastecidos com meio de lavagem através de canais externos.

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9/20 [00037] Uma forma de aplicação especialmente vantajosa prevê, de facto, que a lança é oca ou que existe um canal ou uma cavidade na lança, que tem uma ligação de fluidos com uma área fora do recipiente, através da qual o meio de lavagem pode ser introduzido e fluir para o meio de entrada. Esta solução simples do ponto de vista construtivo garante uma introdução segura do gás.

[00038] Alternativamente, também é possível utilizar uma lança em forma de vara, por exemplo um tubinho oco.

[00039] Para introduzir o meio de lavagem tanto quanto possível para o interior do recipiente, é vantajoso se a lança se estender por um comprimento de, pelo menos, cerca de 10%, preferencialmente 20%, do raio do recipiente.

[00040] Neste contexto, é especialmente vantajoso se o meio de entrada mais interior de cada lança tiver uma distância radial, para a parede lateral, superior ou igual a 10%, preferencialmente 20%, do raio do recipiente. Desta forma, o meio de lavagem é distribuído uniformemente nos flocos de polímeros.

[00041] Visto que a forma do vórtice de mistura e os trajetos das partículas de polímeros no recipiente, causados pelas ferramentas de mistura, dependem dos materiais e do número de rotações e, por isso, não são sempre idênticos, é vantajoso se a lança estiver fixada na parede lateral de forma rotativa ou se o ângulo de inclinação ou de incidência da lança, relativamente à superfície do fundo ou o ângulo da superfície superior, em relação à superfície do fundo, fôr ajustável. A capacidade de ajuste deve verificar-se, pelo menos em uma área de ± 45° da posição central horizontal. Desta forma, é possível regular a posição mais favorável em termos fluidodinâmicos, ou a posição na qual o impacto do meio de lavagem nas partículas é mais eficiente.

[00042] Para evitar arrastar também partículas do material devido a uma aspiração demasiado forte, é vantajoso dispor os meios de saída

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10/20 o mais afastados possível do nível do material. Neste caso, é especialmente vantajoso se estiver previsto no recipiente, acima do nível do material que se encontra no recipiente em funcionamento ou acima do nível do material do vórtice de mistura, pelo menos um meio de saída para a descarga do meio de lavagem enriquecido ou saturado com substâncias interferentes do recipiente, por exemplo uma abertura na tampa ou na parede do recipiente.

[00043] Uma forma de aplicação estável e vantajosa do ponto de vista construtivo prevê que o recipiente é essencialmente cilíndrico com uma superfície do fundo plana e uma parede lateral em forma de corpo de cilindro orientada verticalmente em relação a essa superfície., e/ou que o eixo de rotação coincide com o eixo central do recipiente e/ou que o eixo central está orientado vertical ou normalmente em relação à superfície do fundo.

[00044] Para retirar o material do recipiente após um determinado tempo de permanência, está previsto que o mecanismo tem pelo menos um parafuso sem-fim, preferencialmente uma extrusora, para a retirada do material do recipiente, cujo invólucro está ligado com uma abertura de entrada a uma abertura de descarga do recipiente, por exemplo de forma radial ou tangencial, em que a abertura de descarga está disposta na parede lateral perto da superfície do fundo do recipiente.

[00045] Os meios de entrada podem ser meios de entrada passivos, por exemplo aberturas de passagem simples, através das quais o meio de lavagem é aspirado de forma passiva para o interior do compactador de corte, por exemplo através de uma subpressão no interior do compactador de corte. Mas os meios de alimentação também podem ser formados como meios de entrada ativos, por exemplo como bocais ou similar, através dos quais o meio de lavagem pode ser soprado, injetado ou bombeado ativamente para o interior do

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11/20 compactador de corte com sobrepressão, por exemplo com bombas, compressores etc.

[00046] Os meios de descarga também podem ser formados como meios de saída passivos, através dos quais o meio de lavagem passa forçadamente apenas devido à sobrepressão no recipiente ou como meios de saída ativos pressurizados, por exemplo, através de bombas de sucção.

[00047] Para regular a entrada ou a saída do meio de lavagem, os meios de entrada e/ou saída podem ser fechados ou controlados, pelo menos parcialmente.

[00048] A invenção é descrita em seguida através de exemplos de realização particularmente vantajosos, mas não restritivos, representados esquematicamente nos desenhos.

[00049] A figura 1 mostra um corte vertical de um mecanismo, de acordo com a invenção, segundo um primeiro exemplo de realização.

[00050] A figura 2 mostra uma outra forma de aplicação vista de cima.

[00051] A figura 3 mostra um detalhe de uma outra forma de aplicação em vista ampliada.

[00052] A figura 4 mostra outro exemplo de realização em corte vertical.

[00053] Na forma de aplicação exemplar segundo a figura 1, o mecanismo tem um recipiente ou um compactador de corte, adiante designado de recipiente 1, para o material de plástico, especialmente termoplástico, a ser processado, que é introduzido nesse recipiente 1, a partir de cima, através de um dispositivo de transporte não representado, p.ex. um tapete de transporte. O material de plástico introduzido pode ser previamente triturado e/ou secado.

[00054] O recipiente 1 é cilíndrico em forma de pote, com paredes laterais verticais 2 uma superfície do fundo plana horizontal 3 com uma

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12/20 secção transversal circular. O recipiente 1 pode ser fechado em cima de forma estanque e ser evacuável ou pode ser aberto. Uma árvore 4, posicionada de forma vedada, passa através da superfície do fundo 3 e tem um eixo vertical 8 que coincide com o eixo do recipiente. A árvore 4 é colocada em movimento de rotação através de um motor 5 com engrenagem 6, disposto por baixo da superfície do fundo 3.

[00055] No recipiente 1, estão ligados rotativamente à árvore 4 um rotor 7 e um prato de suporte 9, disposto por cima deste. O rotor 7 é formado por um bloco cilíndrico circular, cuja extensão axial h é substancialmente superior à do prato de suporte plano 9, mas cuja extensão radial d é substancialmente inferior à do prato de suporte 9. Desta forma, é criado um espaço livre 10, por baixo do prato de suporte 9, que tem uma ligação de fluxo livre com o espaço 26, por cima do prato de suporte 9 do recipiente 1, através de uma ranhura anelar 11 para o material processado, que existe entre o perímetro do prato suporte 9 e a parede lateral 2, do recipiente 1. O material de plástico tratado pode passar sem impedimento do espaço de cima 26 para o espaço anelar que se encontra por baixo 10, através dessa ranhura anelar livre 11.

[00056] O prato de suporte superior 9 tem ferramentas de mistura superiores 21 dispostas fixamente no seu lado superior, que misturam e/ou trituram e/ou aquecem o material que se encontra no espaço 26 do recipiente 1. Para uma trituração eficaz, as ferramentas 21 podem ter arestas cortantes 22, que podem estar curvadas ou inclinadas contra o sentido de rotação do prato de suporte 9 (seta 23), como é por exemplo o caso na forma de realização da figura 2 ou 3, para obter um corte por tração.

[00057] Durante o funcionamento, a rotação do prato de suporte 9 coloca a massa de plástico introduzida no recipiente 1 em rotação devido à influência das ferramentas 21, sendo que o material

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13/20 processado sobe ao longo da parede lateral 2 do recipiente 1, no espaço 26 (setas 24), e cai novamente para baixo na área do eixo do recipiente (setas 25). O vórtice de mistura criado desta forma mistura o material introduzido, permitindo obter um bom efeito de mistura.

[00058] O material introduzido no recipiente 1, onde é triturado caso seja necessário, entra gradualmente no espaço 10 por baixo do prato de suporte 9, através da ranhura anelar 11, e é processado nesse espaço por outras ferramentas de mistura 12 inferiores próximas da superfície do fundo 3, que estão fixadas de forma giratória no rotor 7 através de pernos verticais 13 em ranhuras anelares 14 do rotor 7, de modo que essas ferramentas 12 possam oscilar livremente em torno dos eixos dos pernos 13. As extremidades livres das ferramentas inferiores 12 estão afastadas da parede lateral 2 do recipiente 1. Essas ferramentas inferiores 12 produzem mistura e/ou trituração e/ou aquecimento adicional do material que se encontra no espaço 10 através do seu efeito de impacto.

[00059] A força centrífuga exercida por essas ferramentas mais baixas ao nível do chão 12 sobre o material transporta o material para dentro de uma abertura de descarga 15 do recipiente 1, que está aproximadamente à mesma altura das ferramentas inferiores adicionais 12 e que liga o espaço 10 do recipiente 1 a uma abertura de entrada 27 de um invólucro do parafuso sem-fim 16, no qual está posicionado, de forma rotativa, um parafuso sem-fim 17 que é colocado em movimento de rotação através de um motor 18 com engrenagem 19 em uma nas suas extremidades e que espreme o material de plástico introduzido para fora na outra extremidade, p.ex. através de uma cabeça de extrusão 20. Pode tratar-se de um parafuso sem-fim simples, de um parafuso sem-fim duplo ou de um parafuso sem-fim múltiplo. Como é visível, a caixa do parafuso sem-fim 16 está ligada quase tangencialmente ao recipiente, de modo a evitar desvios

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14/20 do material de plástico plastificado através do parafuso sem-fim 16 no local da sua saída da caixa 16. Em vez disso, o parafuso sem-fim 17 também pode ser um mero transportador de parafuso sem-fim, que transporta o material tratado no recipiente 1 para utilização posterior, por exemplo, uma extrusora.

[00060] Durante o funcionamento, é estabelecido um estado de equilíbrio entre o material retirado do parafuso sem-fim e o material introduzido a partir de cima no espaço 10, através da ranhura anelar 11, após um curto período de estabilização. Como consequência, é muito improvável que uma partícula de plástico introduzida no recipiente 1 entre na caixa do parafuso sem-fim 16, sem ter estado primeiro um tempo de permanência suficiente no recipiente 1. Assim, é assegurado um processamento suficiente de todas as partículas de plástico pelas ferramentas de mistura 12, 21, de modo que o material retirado do parafuso sem-fim 17 apresente uma constituição pelo menos aproximadamente uniforme, especialmente em relação à temperatura e ao tamanho das partículas de plástico. Isto significa que o trabalho de plastificação realizado pelo parafuso sem-fim 17 ou pelo parafuso sem-fim da extrusora ligada é comparativamente reduzido, dispensando assim cargas térmicas máximas elevadas sobre o material de plástico, durante o trabalho de plastificação. Deste modo, é possível proteger o material de plástico e poupar muita energia motriz para o parafuso sem-fim 17 ou o parafuso sem-fim da extrusora.

[00061] Tal como já foi mencionado de início, geralmente o material introduzido no recipiente 1 não está totalmente seco e/ou apresenta contaminações que libertam substâncias voláteis durante o processamento no recipiente, p.ex. vapor de água, produtos de separação do material processado, refrigerante evaporado, substâncias voláteis de material de tingimento e/ou impressão etc. Para eliminar eficazmente essas substâncias interferentes ou para

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15/20 evitar que essas substâncias voláteis se acumulem, por exemplo, no espaço 10 por baixo do prato de suporte superior 9, impedindo assim a passagem do material processado do espaço 26 para o espaço 10, e/ou passem para o interior do invólucro do parafuso sem-fim 16, está disposta, na área inferior da parede lateral 2 do recipiente 1, uma lança 70 que sobressai para o interior do recipiente 1. Nessa lança 70 estão dispostos vários meios de entrada 50 sob a forma de aberturas ou bocais, através dos quais é possível introduzir um meio de lavagem, p.ex. um gás, de uma área fora do recipiente 1 com pressão para o interior do recipiente 1. Os meios de entrada 50 são formados como aberturas singulares na superfície superior 83 da lança 70 e têm cada um diâmetro de cerca de 20 mm. Na figura 3 são descritos mais detalhes acerca da lança 70.

[00062] A lança 70 está disposta de forma fixa na parede lateral 2, na área abaixo das ferramentas de mistura superiores 21 ou do prato de suporte superior 9, e desemboca assim na parte interior de baixo 10.

[00063] A lança 70 está disposta, a uma determinada altura ou a uma distância da superfície do fundo 3, de modo que esteja constantemente abaixo do nível de enchimento, especificado de acordo com o processo, das partículas do material que se encontram ou que estão em rotação no compactador de corte 1 ou abaixo do nível do vórtice de mistura que se forma com o movimento ou a rotação das partículas do material. Para além disso, a lança 70 encontra-se na área do terço inferior da altura total do compactador de corte 1.

[00064] Na forma de aplicação da figura 1, a lança 70 estende-se desde a parede lateral 2 quase até às extremidades livres exteriores das ferramentas de mistura 12.

[00065] Também podem estar formadas adicionalmente outras

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16/20 lanças 70 à mesma altura, especialmente se estiverem distribuídas uniformemente ao longo do perímetro.

[00066] Na área acima do nível do material está previsto um meio de saída 51, sob a forma de um dispositivo de aspiração ativa de gás ou uma bomba de sucção 53. Alternativamente, o meio de saída 51 também pode ser formado como meio de saída passivo.

[00067] Deste modo, é soprado ar seco aquecido com pressão para dentro do recipiente 1 através dos meios de entrada 50. Devido ao fluxo forçado criado, este ar é conduzido para cima, através do material em movimento, e absorve a humidade existente ou arrasta consigo as substâncias interferentes. O ar enriquecido com substâncias interferentes sai do recipiente 1 através do dispositivo de aspiração 51. Para trás fica um material residual quase isento de substâncias interferentes. Desta forma, é possível libertar o material quase totalmente de substâncias interferentes através da interação sinergética vantajosa dos meios de entrada e saída de gás 50, 51, das duas ferramentas de mistura 12, 21 e, eventualmente, de uma abertura 36.

[00068] A figura 2 mostra um mecanismo muito semelhante ao mecanismo da figura 1. No entanto, as ferramentas de misturas mais baixas ao nível do chão 12 não estão tão apertadas e próximas umas sobre as outras e a lança 70 pode assim estar disposta parcialmente entre duas superfícies sobrepostas de ferramentas de mistura 12 ou projetar-se para dentro progressivamente. Na vista de cima da figura 2, a secção dianteira da lança 70, representada a tracejado, está parcialmente coberta pelo prato de suporte superior 9. Deste modo, a lança 70 também se pode estender mais para dentro. Neste caso, a lança tem um comprimento de cerca de 20% do raio. A lança 70 estende-se assim para além do círculo de rotação exterior das ferramentas de mistura 12, permitindo introduzir o meio de lavagem

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17/20 ainda mais para dentro do que na figura 1.

[00069] A figura 3 mostra um detalhe de uma outra forma de aplicação vantajosa, em vista ampliada. Uma lança 70, tal como é representada aqui, pode ser utilizada em todos os mecanismos das figuras 1,2 ou 4.

[00070] A lança exemplar 70 mostrada na figura 3 tem essencialmente uma forma de placa com uma espessura relativamente reduzida. A lança 70 tem uma superfície superior 83, orientada para cima, e uma superfície inferior 84 orientada para baixo, em direção à superfície do fundo 3. A superfície superior 83 está disposta paralelamente à superfície inferior 84 e à superfície do fundo

3. Visto de cima, a lança 70 tem a forma de base de uma barbatana de tubarão. O bordo de ataque 80, voltado para o material, flui na sua direção é curvado. O bordo de fuga 81 voltado para jusante na figura 3 é reto, mas também pode ser curvado analogamente, tal como em uma barbatana de tubarão. O bordo de ataque 80 e o bordo de fuga 81 convergem para uma ponta 82.

[00071] O bordo de ataque 80 não é rombo nem recto, mas tem uma forma arredondada, para oferecer menos resistência ao fluxo contra as partículas que se deslocam contra o sentido da seta 23.

[00072] A lança 70 estende-se, medindo o comprimento desde a parede lateral 2 até à ponta 82, cerca de 30 a 35% para o interior do recipiente 1. O meio de entrada 50 que se encontra mais no interior ou mais afastado da parede lateral, na figura 3 o mais à direita, está afastado da parede lateral 2 a uma distância radial de cerca de 20 a 25% do raio do recipiente. Desta forma, o meio de lavagem ou o gás pode ser introduzido muito para dentro.

[00073] Neste caso, a lança 70 pode estar fixada de forma rotativa na parede lateral 2, para regular o ângulo de inclinação e ajustá-lo de forma ideal a condições de fluxo especiais.

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18/20 [00074] A lança 70 não está orientada de forma totalmente radial para dentro ou dirigida de modo que um prolongamento pensado para dentro passe pelo eixo de rotação 8 do lado de saída.

[00075] A lança 70 encontra-se por baixo de um prato de suporte 9, no qual estão dispostas as ferramentas de mistura 21. Por esse motivo, a parte dianteira da lança está coberta pelo prato de suporte 9 e desenhada a tracejado.

[00076] Na superfície superior 83 da lança 70 estão formados três meios de entrada 50, que estão dispostos em uma fila essencialmente paralela ao bordo de ataque 80. Trata-se de aberturas ou bocais afastados uns dos outros, que estão nivelados com a superfície superior 83. Na superfície inferior 84 do lado oposto também estão formados meios de entrada 50. O interior da lança 70 é oco ou tem um canal ou uma cavidade, que tem uma ligação com uma área fora do recipiente 1. O meio de lavagem é introduzido dentro da lança através desse canal ou dessa cavidade e chega aos meios de entrada 50 e, em seguida, ao interior do recipiente 1.

[00077] Uma forma de realização alternativa, segundo a figura 4, distingue-se da forma de realização das figuras 1 e 2, sobretudo pelo fato de as ferramentas de mistura inferiores ao nível do chão 12 não estarem penduradas de forma oscilante, mas estarem fixas noutro prato de suporte inferior 29, disposto coaxialmente em relação ao prato de suporte 9 e que pode ser colocado em movimento de rotação através da mesma árvore 4. Deste modo, o rotor 7 pode ter uma formação mais estreita ou, como prolongamento da árvore 4, não ser aplicado de todo. Tal como nas formas de aplicação segundo as figuras 1 e 2, as ferramentas de mistura inferiores 12 estão dispostas à altura da abertura de descarga 15 do recipiente 1, para que consigam transportar o material de plástico processado que se encontra no espaço 10 eficazmente para a abertura de entrada 27 do invólucro do

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19/20 parafuso sem-fim 16. A área por baixo do prato de suporte inferior 29 é muito pequena.

[00078] Tal como lá foi mostrado nas figuras 1 e 2, a lança 70 está disposta entre os pratos de suporte 9, 29 ou entre as ferramentas de mistura superiores e inferiores 21,12 e desemboca no espaço livre 10, agora maior. A lança 70 estende-se para dentro até a uma profundidade de cerca de 20% do raio.

[00079] É apropriado controlar a temperatura do material processado no recipiente 1. Para isso, tal como mostra a figura 4, estão previstos uma unidade de medição de temperatura 30 e um dispositivo de arrefecimento 33, na zona de corte superior 26 por cima do prato de suporte 9. A saída das substâncias voláteis que entram na zona de corte superior 26 pode ser auxiliada por um dispositivo de aspiração 51. Na via do gás que sai do recipiente 1, está disposto um dispositivo de medição 56, através do qual é possível verificar a temperatura do gás de saída e/ou a sua humidade e/ou o teor de substâncias interferentes nesse gás. Através de um dispositivo de controlo 58 representado esquematicamente, é possível controlar ou regular o mecanismo ou os seus elementos individuais. Neste caso, o dispositivo de controlo 58 está ligado aos meios de saída 51 e aos meios de entrada 50. Na via do gás introduzido, encontram-se um equipamento de aquecimento 54, bem como um equipamento de secagem de gás 55, e um dispositivo de bombeamento ou de ventilação 52. Com estas unidades, é possível regular a quantidade ou a temperatura ou a pressão do gás introduzido, sob ação do dispositivo de controlo 58. Também é possível utilizar a temperatura ou a humidade do gás de saída para regular a temperatura e/ou a quantidade e/ou a pressão do gás introduzido.

[00080] Na figura 4, o prato de suporte 9 tem também pelo menos uma, mas preferencialmente várias aberturas 36, que ligam o espaço

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20/20 por cima do prato de suporte 9 ao espaço 10 que está por baixo. Através destas aberturas 36, as substâncias voláteis presas no espaço 10 conseguem escapar para cima através do prato de suporte 9, podendo assim ser retiradas do recipiente 10, por exemplo através de um dispositivo de aspiração 51. As aberturas 36 são opcionais e proporcionam um auxílio adicional para a purificação, mas também podem não ser utilizadas. As aberturas 36 podem ser formadas por perfurações de secção transversal circular ou ranhurada. Pelo menos algumas dessas aberturas 36 estão dispostas perto do eixo 8 do recipiente 1, imediatamente atrás das ferramentas 21, de modo que as aberturas 36, observando o sentido de rotação (seta 23) do prato de suporte 9, são adjacentes às bordas ou às arestas das ferramentas 21 que andam atrás. O efeito de aspiração causado pelas ferramentas 21 durante a sua rotação na aresta que anda atrás auxilia a aspiração das substâncias voláteis através das aberturas 36 para cima.

[00081] Outra forma de realização vantajosa, mas não representada, tem um recipiente 1, no qual está previsto apenas um único prato de suporte 9, 29 com ferramentas de mistura 12, 21 na área inferior um pouco acima da superfície do fundo 3 à mesma altura da abertura de descarga 15. As ferramentas de mistura 12, 21 produzem um movimento das partículas do material ou um vórtice de mistura 25. Na parede lateral 2 do recipiente 1, nomeadamente à altura em que as partículas de material em movimento exercem a maior pressão sobre a parede lateral 2, está disposta uma lança 70, através da qual é introduzido gás de purga no recipiente 1.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Processo para o tratamento e limpeza de um material polimérico, sendo que o material polimérico existente grumoso e não fundido é movido e aquecido em um recipiente (1), por meio de pelo menos uma ferramenta de mistura ou de fragmentação (12,21), e sendo que, para eliminação de substâncias interferentes indesejáveis, que afetam o tratamento ou o processamento adicional do material, se introduz no interior do recipiente (1) um meio de lavagem em uma área abaixo do nível do material que se encontra no recipiente (1), durante o funcionamento ou abaixo do nível de material do vórtice de mistura que se forma no interior do recipiente (1), sendo que o meio de lavagem, mediante a formação de um fluxo forçado, é passado através de pelo menos uma área parcial do material, e sendo que, em seguida, o meio de lavagem agora enriquecido e/ou saturado com substâncias interferentes é retirado do recipiente (1), em uma área acima no nível do material que se encontra no recipiente (1), durante o funcionamento ou acima do nível de material do vórtice de mistura, em que o meio de lavagem é introduzido no recipiente (1) através de pelo menos um meio de entrada (50) que está disposto em pelo menos uma lança (70) que sobressai de uma parede lateral (2) do recipiente (1) para o interior do recipiente (1), caracterizado por a lança (70) ter uma forma de placa com uma espessura relativamente reduzida, com uma superfície (83) virada para cima, paralela à superfície do fundo (3), e uma superfície inferior (84) oposta virada para baixo.
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a superfície inferior (84) ser oposta virada para baixo e paralela à superfície (83).
3. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o meio de lavagem ser introduzido no recipiente (1) na zona do terço inferior da altura do recipiente (1) e/ou o meio de lavagem ser

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2/6 introduzido no recipiente (1), na zona por baixo da ferramenta de mistura (12, 21) mais próxima do fundo e/ou o meio de lavagem, no caso de existirem duas ou mais ferramentas de mistura (12, 21) dispostas umas por cima das outras, ser introduzido no recipiente (1) na zona entre as ferramentas de mistura (12,21).
4. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por o meio de lavagem ser introduzido no recipiente (1) na zona em que as partículas do material em movimento ou em rotação no recipiente (1) exercem a maior pressão sobre a parede lateral (2) do recipiente (1).
5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por o meio de lavagem ser um meio gasoso, em particular ar ou um gás inerte e/ou ser aquecido e/ou seco antes da introdução, e/ou o material polimérico no recipiente (1) se encontrar sob a forma de partículas ou flocos de polímero termoplástico, e o material polimérico grumoso ou em forma de partículas ser permanentemente amolecido, mas não fundido.
6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por o material polimérico ser retirado por meio de um parafuso sem-fim (17), cujo invólucro (16) está ligado a uma abertura de descarga (15) do recipiente (1) por uma abertura de entrada (27), sendo que a abertura de descarga (15) está disposta na parede lateral (2), perto da superfície inferior (3) do recipiente (1).
7. Processo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o parafuso sem-fim (17) é uma extrusora.
8. Dispositivo para realizar o processo, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, com pelo menos um recipiente (1), no qual está disposta pelo menos uma ferramenta de mistura (12, 21), que roda em torno de um eixo (8), com a qual, durante o funcionamento, o material polimérico que se encontra no interior do recipien

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3/6 te (1) é mexido, misturado, aquecido e triturado, em que no recipiente (1), abaixo do nível do material que se encontra no recipiente (1) durante o funcionamento ou abaixo do nível de material de um vórtice de mistura que se forma durante o funcionamento, está previsto pelo menos um meio de entrada (50) para entrada de um meio de lavagem no interior do recipiente (1), em que em uma parede lateral (2) do recipiente (1) está disposta pelo menos uma lança (70) que sobressai da parede lateral (2) para o interior e que o meio de entrada (50) está disposto na lança (70), caracterizado por a lança (70) ter uma forma de placa com uma espessura relativamente reduzida, com uma superfície (83) virada para cima, paralela à superfície do fundo (3), e uma superfície inferior (84) oposta virada para baixo.
9. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por a superfície inferior (84) ser oposta virada para baixo e paralela à superfície (83).
10. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por a lança (70) ser paralela à ferramenta de mistura (12,21) ou normal ao eixo (8) e/ou por a lança (70) estar orientada de forma radial para dentro.
11. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizado por a lança (70) e/ou a superfície (83) ter a forma de uma barbatana de tubarão, com um bordo de ataque (80) torcido, orientado no sentido do movimento ou da rotação da ferramenta de mistura (12,21), e um bordo de fuga (81) direito ou torcido virado para jusante, em que preferencialmente o bordo de ataque (80) e o bordo de fuga (81) convergem em uma ponta (82).
12. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o bordo de ataque (80) é torcido e arredondado.
13. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindi

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4/6 cações 8 a 12, caracterizado por os meios de entrada (50) serem formados como aberturas singulares ou bocais individuais com um diâmetro entre 10 e 30 mm, e/ou por os meios de entrada (50,50a,50b) estarem nivelados com a superfície exterior da lança (70) e/ou os meios de entrada (50) estarem formados ou dispostos quer na superfície superior (83) quer na superfície inferior (84).
14. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 13, caracterizado por os meios de entrada (50) estarem formados ou dispostos, exclusivamente, no ou sobre o bordo de fuga (81) e/ou estarem formados ou dispostos vários meios de entrada (50), em particular 3 a 8 aberturas, em que a superfície conjunta de abertura de todas as aberturas formadas sobre uma ou sobre todas as lanças (70) está entre 380 mm² e 6000 mm².
15. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por os meios de entrada estão dispostos ou formados em filas paralelas ao bordo de ataque (80) ou ao bordo de fuga (81).
16. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 15, caracterizado por a lança (70) estar disposta por baixo da ferramenta de mistura (12) mais próxima do chão e/ou a lança (70) estar disposta na zona do terço inferior da altura do recipiente (1) e/ou no recipiente (1), estarem previstas pelo menos duas ferramentas de mistura (12, 21), dispostas uma por cima da outra, e onde a lança (70) está disposta na região entre as ferramentas de mistura (12, 21) e/ou a lança (70) estar disposta na zona da parede lateral (2) do recipiente (1) na qual as partículas do material em movimento ou em rotação no recipiente (1) exercem a maior pressão sobre a parede lateral (2) do recipiente (1).
17. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por a lança (70) estar disposta no meio da região entre as ferramentas de mistura (12, 21).

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18. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 17, caracterizado por estarem previstas várias lanças (70) dispostas à mesma altura à volta do perímetro da parede lateral (2) do recipiente (1).
19. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por as várias lanças (70) estarem distribuídas de forma regular.
20. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 19, caracterizado por a lança (70) ser oca ou por existir na lança (70) um canal ou uma cavidade que tem uma ligação de fluidos com uma zona fora do recipiente (1), através da qual o meio de lavagem pode ser introduzido e fluir para o meio de entrada (50).
21. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 20, caracterizado por a lança (70) se estender pelo menos por um comprimento igual ou maior que 10%, do raio do recipiente (1) e/ou o meio de entrada (50) mais interior de cada lança (70) apresentar uma distância radial à parede lateral (2) superior ou igual a 10%, do raio do recipiente (1).
22. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 21, caracterizado por a lança (70) se estender pelo menos por um comprimento igual ou maior que 20%, do raio do recipiente (1) e/ou o meio de entrada (50) mais interior de cada lança (70) apresentar uma distância radial à parede lateral (2) superior ou igual a 20%, do raio do recipiente (1).
23. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 22, caracterizado por a lança (70) estar fixada na parede lateral (2), de forma a poder ser rodada, ou o ângulo de inclinação ou de incidência da lança (70) ou o ângulo da superfície superior (83), em relação à superfície do fundo (3), ser ajustável.
24. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 23, caracterizado por estar previsto, no recipiente (1), aci

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6/6 ma do nível do material que se encontra no recipiente (1), durante o funcionamento ou acima do nível de material do vórtice de mistura, pelo menos um meio de saída (51) para a descarga do meio de lavagem enriquecido ou saturado com substâncias interferentes do recipiente (1).
25. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o meio de saída (51) é uma abertura na tampa ou na parede do recipiente.
26. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 25, caracterizado por o recipiente (1) ser cilíndrico com uma superfície de fundo (3) plana, e uma parede lateral (2) orientada verticalmente em relação a esta, formando o corpo de cilindro e/ou o eixo de rotação (8) coincidir com o eixo central do recipiente (1) e/ou o eixo central estar orientado na vertical ou segundo a normal da superfície do fundo (3).
27. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 26, caracterizado por estar previsto pelo menos um parafuso sem-fim (17), para a retirada do material do recipiente (1), cujo invólucro (16) está ligado a uma abertura de descarga (15) do recipiente (1), através de uma abertura de entrada (27), em que a abertura de descarga (15) está disposta na parede lateral (2) perto da superfície inferior (3) do recipiente (1).
28. Dispositivo de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que o parafuso sem-fim é uma extrusora.
29. Dispositivo de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que a abertura de entrada (27) está em posição radial ou tangencial.