PT1793187E - Processo e máquina destinados à sinterização e/ou secagem de materiais em pó utilizando uma radiação infravermelha - Google Patents

Description

ΕΡ1793187Β1

DESCRIÇÃO

PROCESSO E MÁQUINA DESTINADOS À SINTERIZAÇÃO E/OU SECAGEM DE

MATERIAIS EM PÓ UTILIZANDO UMA RADIAÇÃO INFRAVERMELHA

Especificamente, o invento refere-se a um equipamento que é especialmente concebido para a aglomeração e/ou secagem de materiais em pó, através da aplicação de radiação infravermelha por meio de um processo que será descrito adiante com mais pormenor. Existem outros processos no mercado que são usados para conseguir os mesmos resultados, tais como a compactação húmida e seca, a peletização, a secagem por pulverização, e a extrusão húmida e granulação húmida, que são consideradas como Estado da Arte. A peletização é um processo que se baseia em forçar o pó a atravessar um orifício, obtendo-se assim um grânulo simétrico na forma de um cilindro. Este processo pode ser executado num formato húmido ou seco, e está restringido a grânulos com um diâmetro de cilindro de pelo menos alguns milímetros. À versão seca falta-lhe versatilidade, dado que cada produto exigirá uma matriz diferente. A secagem por pulverização é um processo que exige que o sólido seja disperso e/ou dissolvido num liquido para posteriormente ser pulverizado e exposto a uma corrente de ar seco para remover a água. Os grânulos obtidos têm uma dimensão de partícula particularmente pequena, de 20 a 300 micrómetros, e o custo de energia para este tipo de processo é elevado. A extrusão é um procedimento que evolve a passagem de um material com uma consistência pastosa (podia ser uma fusão ou 1 ΕΡ1793187Β1 uma mistura sólido/líquido) através de orifícios usando um parafuso. Segue então para ser cortado, refrigerado e/ou seco, obtendo-se os grânulos a partir daqui. A pulverização húmida é outro procedimento conhecido, que envolve a pulverização de um sólido em pó com um líquido em movimento para proporcionar grânulos que mais tarde serão secos.

Outra literatura anterior inclui a patente alemã DE-3446424A1 e a patente US n° 5.560.122. aplicação de radiação emissores de IV estão rotativo com paredes sólidos através de um A patente DE-3446424A1 descreve uma IV a materiais sólidos secos, em que os localizados no interior de um tambor refrigeradas, o que permite a secagem de processo descontínuo.

Este invento apresenta determinadas desvantagens que são resolvidas usando esta nova técnica. A nova técnica abaixo descrita apresenta as seguintes vantagens comparativas: - é aplicável em processos de secagem descontínuos e contínuos, não apenas descontínuos; - as paredes da cuba não aquecem devido ao facto de a radiação IV ser aplicada selectivamente ao produto. No sistema anterior, quer as paredes quer o produto que se agarrava às paredes atingiam temperaturas superiores à do granel principal do produto a ser seco. Isto deve-se ao 2 ΕΡ1793187Β1 facto de as paredes estarem expostas directamente a radiação IV e poderem pôr em risco a qualidade do produto, o que acontece habitualmente devido a excesso de temperatura; — o presente invento tem um sistema para partir os aglomerados que se formam muitas vezes, e que a patente anterior não tem; - o presente invento evita os depósitos à superfície do produto dentro do secador, o que pode levar à deterioração do produto devido à excessiva e prolongada exposição ao calor; — a dinâmica do movimento do leito seco i minimiza a criação de nuvens de pó, ao contrário da patente anteriormente mencionada, em que a poeira gerada tende a cobrir a fonte de radiação IV. isto também pode levar à deterioração do produto. A patente US n° 5.560.122 refere-se também a um aparelho de processo descontínuo que é usado para a mistura, granulação húmida e pós-secagem de produtos farmacêuticos através de quatro processos diferentes. Os métodos de secagem incluem contacto, radiação IV através duma janela externa, a injecção de ar quente e vácuo. Este segundo invento também apresenta algumas desvantagens que são resolvidas com esta nova técnica. As vantagens comparativas da nova técnica são a seguinte: 3 ΕΡ1793187Β1 - é aplicável, quer em processos de secagem descontínuos, quer contínuos, não apenas descontínuos; - é usada apenas uma única fonte de energia (radiação IV), em vez de quatro fontes: contacto, radiação IV através de uma janela externa, a injecção de ar quente e vácuo. - sendo, a transmissão de IV directa, a sua eficácia é muito superior e atinge uma área de superfície muito maior, ao contrário da patente previamente mencionada, em que a imposição de uma janela em vidro limita a exposição da superfície. Esta janela não só provoca uma perda de intensidade de radiação como também exige que a janela seja refrigerada devido à radiação absorvida pelo vidro e ao produto sobreaquecido que se agarra ao lado interior da janela. Este produto agarrado pode deteriorar-se e, assim, contaminar o material aglomerado, se este se soltar. A patente inglesa GB-A1 222 033 revela um dispositivo para a secagem de amostras de produto húmido usando resistências de aquecimento e emissores eléctricos de infravermelho em dois passos: o primeiro passo consiste num forno de pré-secagem onde o produto húmido é parcialmente seco por paredes aquecidas e por radiação IV enquanto é transportado por dois sem-fins com raspadeiras rodando em sentido oposto e o passo final de secagem é feito apenas por radiação enquanto o produto se desloca para baixo num bico inclinado em vibração. 4 ΕΡ1793187Β1 A patente PCT n° WO-9737184 revela um dispositivo para tratamento térmico de materiais a granel usando radiação IV gerada por emissores de infravermelho em forma de haste localizados dentro de uma caixa oca tubular. 0 tratamento dos materiais a granel é executado enquanto o material a granel é transportado pela rotação da caixa tubular com a correia do sem fim fixa na sua superfície interior.

As vantagens deste novo procedimento, quando comparado com as técnicas actuais, tais como a compactação húmida e seca, consistem no facto de não exigirem pós-tratamentos tais como a granulação (redução de dimensão) das folhas de produto compactado, nem secagem. As partículas obtidas por esta nova técnica podem ser muito menores, com uma forma esferóide, e um teor de poeira menor e maior resistência ao atrito, tudo isto fazendo com que o material flua mais livremente.

Além disso, deveriam ser tomadas em consideração, outras vantagens, tais como as poupanças energéticas resultantes de não ter de se evaporar tanta água e pelo facto de o volume do equipamento exigido ser muito menor. Em relação à extrusão, onde os produtos são fundidos, a nova técnica oferece vantagens significativas: passos críticos, tais como a passagem através do orifício e o corte do produto podem ser evitados, a dimensão de partícula é menor, e a forma da partícula é esférica. Estas melhorias são basicamente na aplicação, armazenamento e transporte final do produto final. A eficácia energética do novo procedimento não é influenciada significativamente pela tensão de corte do sem fim 5 ΕΡ1793187Β1 de extrusão. Assim, dado que opera com uma tensão de corte muito menor, a deterioração do produto é muito baixa. A facilidade de processamento de produtos com uma densidade aparente baixa não reduz a produção. A presença de voláteis não é problemática, dado que os gases não acabam retidos dentro do tambor, como acontece, por exemplo, com a extrusão. Assim não é necessária a desgaseificação. Além disso, a temperatura, que tem de ser atingida pelo produto para ficar granulado, é menor. Isto não só aumenta a eficiência energética, como também provoca menos danos nos produtos termicamente instáveis. A nova técnica leva a um maior controlo do processo e a custos de energia muito menores.

Por outro lado, a tecnologia descrita apresenta uma vantagem assinalável, comparada com o processo de granulação húmido, quando estão presentes componentes fundidos, uma vez que podem actuar como agente de aglomeração, tornando desta forma os passos posteriores de pulverização e secagem desnecessários. No caso do procedimento de pulverização de líquido, que também é aqui descrito, o sistema tem a vantagem de combinar, tanto a granulação húmida, como a secagem no mesmo equipamento.

Os sectores técnicos aos quais o novo invento se dirige incluem, entre outros, o químico, farmacêutico, agro-químico, alimentar, ferro/aço, plástico, de cerâmica, de borracha, dos fertilizantes, dos detergente, dos revestimentos em pó, dos pigmentos e de indústrias de tratamento de desperdício. 6 ΕΡ1793187Β1 0 objectivo deste invento consiste em melhorar o manuseamento de material e o fluxo de produto, evitar o risco da formação de aglomerados, facilitar a dosagem, reduzir o risco de explosões por nuvem de pó, preparar o produto para compressão directa, reduzir a exposição do utilizador e quaisquer outros riscos associados do produto.

Com o novo processo, podem ser executadas várias funções apenas numa única unidade, enquanto que até agora estas funções exigiam máquinas diferentes. Isto pode ser explicado através de três campos de aplicação, cada um identificado por meio do exemplo abaixo: — o primeiro campo destina-se a produtos que têm de ser secos com recuperação de solvente. A nova técnica permite a produção de produto seco, em pó ou granular com a máquina acima mencionada; enquanto convencionalmente seriam necessárias várias máquinas dispostas em série: um secador com recuperação de solvente, um refrigerador do produto seco em pó, um silo intermédio para o produto em pó, e um peneiro para a recuperação de partículas finas. - o segundo campo consiste em obter um produto granular constituído por vários componentes em forma de pó, com fusão total ou parcial do produto. A nova técnica permite a produção de material granular constituído por vários componentes em pó num único equipamento; isto considerando que aquilo que é normalmente exigido é uma máquina de mistura e fusão (extrusor) e um cortante com calor refrigerado com água colocada depois desta, seguido de um 7 ΕΡ1793187Β1 secador a ar para remover a água e, finalmente, um peneiro para separar as partículas finas das mais grossas. - o terceiro campo lida com a obtenção de um produto granulado a ser comprimido directamente em placas, começando num bolo do filtro-prensa. Usando uma única unidade, a nova técnica permite a produção de um produto granular, que é conhecido na indústria farmacêutica como qualidade de "Compressão Directa" (DC) . Isto exigiria, normalmente, várias máquinas em série, tal como um secador com recuperação de solvente, um refrigerador do produto em pó, um silo intermédio para o produto em pó, um compactador, um granulador (diminuição de dimensão da partícula) e um conjunto de peneiração. 0 procedimento do invento baseia-se na aplicação de radiação infravermelha em material em forma de pó em movimento, com o objectivo de produzir partículas de material aglomerado. Dependendo da composição do material, a absorção de radiação produz efeitos diferentes; se a mistura incluir compostos com baixos pontos de fusão, ocorre uma fusão parcial; e se a mistura incluir componentes voláteis, o material é seco. Em geral, ambos os fenómenos podem ocorrer. Cada um dos efeitos é usado para criar partículas de aglomerado com uma dimensão controlada. 0 material a ser processado pode estar húmido, como no caso do bolo de filtro de prensa, ou seco com baixo ou nenhum teor de substâncias voláteis. 0 material pode também ser constituído por um único composto, ou vários. No caso de vários 8 ΕΡ1793187Β1 compostos, o processo executa, simultaneamente, uma mistura homogénea.

Se o meio solvente for um liquido, este pode ser facilmente recuperado, por condensação, dos vapores gerados, em primeiro lugar tendo uma máquina adequadamente estanque. Se, por outro lado, os produtos forem secos, a aglomeração com a máquina acima mencionada pode seguir dois caminhos diferentes: - o primeiro envolve a fusão parcial de alguns dos componentes de material de arranque, que actuarão, por seu lado, como um aglutinante. - a segunda forma consiste em pulverizar o material com um liquido que dissolve um ou mais componentes do material inicial, ou que contém componentes que actuam eles próprios como aglutinantes. Se o liquido for volátil, é evaporado através de uma outra aplicação de radiação IV. 0 procedimento pode também ser adaptado a processos descontínuos, ou contínuos. Em ambos os casos, o fluxo de material no interior do equipamento pode seguir um modelo de reactor com escoamento pistão (PFR) ou um modelo de reactor perfeitamente agitado (CSTR) ou qualquer fluxo de material intermédio entre estes dois modelos ideais. A fonte de radiação IV deve ser idealmente uma superfície cerâmica ou metálica, que emita radiação através do efeito de Planck com temperaturas superfícies que oscilam entre 200°C e 3000°C. A fonte desta energia de radiação é normalmente 9 ΕΡ1793187Β1 eléctrica, embora nestes processos em que se exigem fontes de energia mais baratas possam ser aplicadas outras alternativas, tais como a combustão directa de combustíveis líquidos ou gasosos.

Outros pormenores e características do processo e máquina para a aglomeração e/ou secagem de materiais em pó usando radiação infravermelha serão mais claros a partir da descrição pormenorizada de formas de realização preferidas, que serão dadas abaixo como exemplos não limitativos, com referência aos desenhos acompanhantes, nos quais: A figura 1 é um alçado frontal esquemático da máquina de acordo com o invento numa versão não estanque, na qual é visível cada uma das diferentes partes. A máquina é concebida para trabalhar em contínuo, com pulverização proporcionada com um eixo triturador. A figura 2 é um alçado esquemático em corte da máquina de acordo com o invento, numa versão não estanque, a ser operado numa forma contínua com apenas dois veios de mistura e sem um veio triturador. A figura 3 é um alçado frontal da máquina de acordo com o invento numa versão estanque, na qual pode ver-se cada uma das diferentes partes. Como tal, pode operar numa forma contínua, mas sem um veio triturador.

Segue-se um índice detalhado e numerado para definir as diferentes partes nas formas de realização do invento, tal como 10 ΕΡ1793187Β1 está ilustrado nas figuras anexas: (2) conjunto de válvulas, (10) cuba, (11) veios, (12) pás, (13) ecrã de focagem, (14) fonte de IV, (15, 16) elementos de mistura, (17) pulverização, (18) produto, (19) sem-fim, (20) granulador, (22, 23, 24) sensores, (25) ventilador, (26) válvula rotativa, (28) tampa, e (29) saída de vácuo. O modo de operação em contínuo é uma opção preferida da patente.

Operação em modo contínua A: A máquina é alimentada em contínuo com os diferentes componentes da fórmula a serem secos e/ou granulados 18, sendo isto feito de forma a controlar o seu fluxo mássico de entrada para a cuba 10. A massa será agitada com um veio rotativo (11), com pás (12) . É proporcionado com múltiplos veios de agitação (11) , mas pelo menos 2. Estes dois veios de agitação estão identificados nos desenhos com as referências (15) e (16).

Um ecrã de focagem (13) contendo a fonte de IV (14) está localizado por cima da cuba 10. A potência desta fonte de radiação infravermelha (14) é regulada por medição da temperatura da fonte ou , no caso de combustão directa, por controlo dos fluxos de combustível e ar.

Os elementos de agitação (15) e (16), que são constituídos por veios rotativos (11) com pás (12), garantem uma renovação rápida do produto exposto à superfície da cuba, o que contribui 11 ΕΡ1793187Β1 para uma maior homogeneidade da secagem e/ou processo de granulação.

Existem dois tipos diferentes de elementos de agitação (15) e (16), com velocidades de rotação que podem ser reguladas independentemente. 0 elemento superior de agitação (15) roda a uma velocidade mais baixa, e a sua utilidade básica consiste em renovar o produto localizado na superfície superior da massa e misturá-lo mais homogeneamente com o produto localizado mais abaixo na massa. 0 objectivo principal do elemento inferior de agitação (16), cuja presença é opcional, consiste em partir os aglomerados que excedem uma determinada dimensão, utilizando a sua maior velocidade de rotação.

Os veios de elementos de agitação (15) e (16) podem ser retirados para facilitar as tarefas de limpeza e mudanças de produto. Estes veios (11) são concebidos para permitir lâminas (12) com diferentes comprimento, largura, espessura e inclinação (do ângulo em relação ao eixo de rotação) para se adaptar às propriedades desejadas do produto final. Estas características determinam as dinâmicas de fluxo do produto dentro da máquina.

Estas variações no comprimento, largura, espessura e inclinação das pás (12) são conseguidas, quer por substituição por outras pás com uma dimensão/forma diferentes, quer, de 12 ΕΡ1793187Β1 facto, usando lâminas concebidas especificamente para permitir um determinado grau de regulação dos parâmetros acima mencionados. 0 comprimento e dimensões das pás (12) permite um efeito de auto-limpeza, dado que as pás (12) de um veio (11) intersectam as pás (12) dos veios adjacentes (11). A tolerância (espaço) entre pás transversais adjacentes pode ser ajustada por meio de alteração e/ou modificação das pás (12). Os depósitos potenciais de produto na superfície exterior dos veios (11) são removidos continuamente pelo ponto final das pás do veio adjacente; ver figura 2.

As pás (12) são normalmente inclinadas em relação ao avanço do sentido de rotação, para que também produzem um efeito de auto-limpeza. A inclinação da pá (12) em relação ao veio de rotação (11) para um determinado sentido de rotação controla a direcção axial na qual o produto avança. Esta circunstância é usada para regular a forma como o produto avança e pode também ser usada para melhorar a mistura axial do produto combinando diferentes propriedades de avanço/espera de pás adjacentes (12) do mesmo veio (11), melhorando assim o efeito de mistura na direcção axial. Desta forma pode conseguir-se uma distribuição homogénea do produto à superfície, quer lateralmente quer axialmente; a referida homogeneidade é recomendável quando se opta por um processo descontínuo. Os dois veios (11) deveriam rodar, de preferência, em sentidos opostos para maximizar a mistura. 13 ΕΡ1793187Β1

Para evitar os depósitos do produto na superfície interior e/ou zonas mortas, a tolerância (espaço) entre os pontos exteriores das pás (12) e a superfície interior da cuba (10) é mínima. Este espaço pode ser regulado alterando o comprimento da pá (12). 0 valor do comprimento máximo baseia-se nos critérios de aproximação da dimensão do espaço à dimensão média pretendida da partícula. Se este valor for inferior ao que a concepção mecânica Standard permite, o valor irá ajustar-se ao que é recomendado neste modelo.

Se for escolhida a adição de um líquido através de um pulverizador (17), o fluxo é ajustável de acordo com as quantidades pretendidas. Esta função pode ser aplicada antes, durante ou depois da radiação IV. A pulverização pode ser assistida por ar e deveria funcionar, de preferência, com goticulas com baixa dimensão média (1 - 200 micrómetros) . A quantidade de líquido adicionado pode variar entre 3 e 40% do peso do produto granulado/seco final. O material aglutinante pode ser um líquido ou um sólido fundido. O líquido pode conter sólidos dissolvidos, sólidos dispersos ou outros líquidos dispersos não miscíveis. A extracção contínua do produto final é conseguida por extravasamento quando este excede o nível no ponto de descarga 9, que está localizado tão longe quanto possível do ponto de alimentação. A altura do referido nível de descarga é ajustável. No caso de grumos pesados, o produto pode ser extraído à força com um sem-fim (19) com velocidade ajustável. 14 ΕΡ1793187Β1

Logo que o produto seja descarregado, a dimensão de partícula máxima do produto pode ser garantida instalando um granulador (20), que esmigalhará continuamente as partículas mais grossas; forçará o produto através de uma rede metálica, cuja dimensão de abertura iguala a dimensão de partícula máxima pretendida. A instalação do granulador (20) é opcional, dado que na maior parte das aplicações a qualidade do grânulo obtida pela máquina, independentemente da dimensão da partícula, já é satisfatória.

Se o produto final não contiver partículas abaixo de uma determina dimensão (finos) um peneiro (não incluído nas figuras) pode ser colocado seguidamente, e os finos aqui recuperados podem ser reciclados continuamente de volta para a alimentação do processo. O produto exige normalmente refrigeração antes de ser embalado, e o ar à temperatura ambiente é aplicado, de preferência, enquanto o produto está a ser transportado por vibração, por sem fim ou por leito fluidizado. A fase de refrigeração pode ser executada imediatamente após a descarga e/ou antes do passo de granulação/peneiração, dependendo da natureza do produto.

Quer a cuba (10) quer o ecrã (13) estão cobertos exteriormente com material isolante térmico para minimizar a perda de energia, e também para evitar queimaduras acidentais do pessoal que opera com a máquina. 15 ΕΡ1793187Β1 0 ecrã de focagem (13) é concebido para ter uma altura ajustável em relação à superfície superior da cuba (10) . Isto permite variar a distância entre os elementos emissores e a superfície do produto entre 3 cm mínimo e 40 cm máximo.

Para se conseguir uma boa uniformidade final do produto, é importante que não haja sobreaquecimento local acima da temperatura de trabalho em qualquer parte da cuba (10) . Isto obtém-se graças à combinação dos seguintes elementos: a) a superfície interna da cuba (10) é altamente reflectora da radiação IV e tem um acabamento em metal polido. O revestimento inclui alumínio, níquel, prata, zinco, etc. Este acabamento também reduz a aderência do produto e facilita a limpeza; b) a área irradiada não cobre toda a superfície superior do produto exposto ao ar, pelo que a radiação acidental que provém da fonte é praticamente negligenciável na área em forma de tira que envolve o perímetro interno da cuba, ver figura 2; c) a utilização de folhas reflectoras finas descartáveis de metal (8) colocadas no bordo do ecrã de focagem (13) para minimizar a radiação que possa chegar à parede da cuba (10), ver figura 2; d) a refrigeração da fracção da parede (7) da cuba directamente exposta a radiação, ver figura 2. 16 ΕΡ1793187Β1 A utilização de um ou mais destes elementos dependerá das exigências inerentes do produto pretendido.

Os parâmetros correctos para se conseguir uma granulação e/ou secagem adequadas são determinadas por testes prévios, que permitem a definição da temperatura operacional, da intensidade de radiação, do fluxo de produto e das velocidades de agitação requeridas para se conseguir um produto desejado (distribuição de dimensão de partícula, teor de voláteis, etc.).

Existem vários sensores (22, 23 e 24) localizados no interior da cuba (10). Estão submersos no produto e medem a sua temperatura, o que permite controlar o processo durante o arranque e durante o estado estacionário contínuo. Ao mesmo tempo, dão uma boa indicação da condição de fluxo de produto ao longo do comprimento e largura da cuba (10). O processo descrito também se aplica quando a produção exige uma temperatura controlada. Esta atmosfera controlada pode ser em termos de pressão, acima ou abaixo da pressão atmosférica, ou pode ser em termos de composição (N2, CO2, etc.) . Em ambos os casos, a máquina de granular/secar tem de ser estanque, tal como está descrito. A composição da atmosfera que envolve o produto pode ser controlada ajustando o fluxo de gás inerte (25), ver figura número 3.

Para processos em contínuo, são necessários elementos estanques ou semiestanques, que podem permitir a alimentação contínua ou semi-contínua e a extracção contínua do material. Para este efeito, são utilizadas válvulas rotativas com oito 17 ΕΡ1793187Β1 pás (26) , ou sistemas de duas válvulas com uma câmara intermédia em que uma das duas válvulas (2) está sempre fechada. A saída de vácuo e/ou saída para vapores voláteis são instaladas na tampa (28) para (29) . No que diz respeito à estanqueidade ao ar da fonte de IV e da cuba, é usada uma tampa (28) , que cobre os perímetros de ambos estes elementos com vedante elástico. Se a pressão interior for inferior à atmosférica, não há necessidade de quaisquer engates adicionais, uma vez que o próprio efeito de vácuo manterá a vedação dos elementos. Se for necessária pressão acima da atmosférica, é essencial fixar parafusos de pressão para garantir que a tampa e a cuba permanecem unidas entre si. Os veios (11) têm uma vedação estanque adequada com uma junta ou vedante.

No caso em que é necessária a recuperação de solvente, o equipamento será selado e os vapores gerados recuperados através de condensação por meio de uma unidade de refrigeração colocada entre a tampa e o gerador de vácuo. No caso de funcionamento sem vácuo, os vapores serão condensados antes de serem libertados para a atmosfera.

Operação em modo descontinuo B: 0 modo de funcionamento deste sistema difere do anterior sistema em contínuo A pelo facto das quantidades de diferentes 18 ΕΡ1793187Β1 componentes sólidos a serem granulados/secos serem adicionados à cuba (10) no inicio do processo. São então misturados.

Se só for exigida secagem, basta ligar a fonte de IV.

Se for necessária a granulagem através da adição de uma pulverização de liquido, isto é feito no inicio, adicionando gradualmente a quantidade exigida.

Logo que a massa tenha sido homogeneamente misturada e/ou totalmente aglomerada em grânulos, a secagem, se necessária, inicia-se ligando a fonte de IV.

Se a aglomeração ocorrer através de um componente fundido, a IV pode ser aplicada durante o processo de mistura.

Logo que o produto tenha sido granulado e/ou seco, o que se pode avaliar pelo seu aspecto físico e pela temperatura atingida, é descarregado. 0 equipamento de carga tem uma porta de descarga na sua parte inferior, para poder ser completamente esvaziada.

Quer as rotações dos veios (11), quer a potência emitida pelo ecrã de focagem (13) podem ser ajustados ao longo do processo descontínuo para melhorar homogeneidade da mistura, para reduzir a formação de nuvens de pó e para aumentar a eficiência e consistência do processo. A forma e dimensão do equipamento de carga pode diferir substancialmente das imagens ilustradas nas figuras 1 2 e 3. 19 ΕΡ1793187Β1

Isto deve-se ao facto da capacidade exigida da máquina tender a ser maior para produzir grandes lotes. No processo descontinuo, a quantidade por unidade de superfície irradiada seria muito superior à do processo contínuo. 0 modelo dos elementos de agitação e a colocação de uma porta permitem o esvaziamento completo do produto logo que o processo descontínuo esteja completo.

Os elementos de vedação para um equipamento de carga são muito mais simples, uma vez que só têm de isolar a cuba e fonte de IV da envolvente.

Tendo este invento sido suficientemente descrito de acordo com os desenhos anexos, deverá entender-se que qualquer modificação de detalhe pode ser aplicado no equipamento de acordo com o adequado, a menos que as modificações possam alterar a essência do invento tal como está resumido nas reivindicações anexas.

Lisboa, 22 de Fevereiro de 2012 20

Claims (7)

1. ΕΡ1793187Β1 REIVINDICAÇÕES 1. Processo para a aglomeração de materiais originalmente na forma de pó seco ou de bolo húmido para a obtenção de grânulos sólidos, através da utilização de uma radiação infravermelha, caracterizado por o processo ser executado numa única unidade e compreender as etapas seguintes: — alimentação continua dos materiais do componente para uma cuba (10); — agitação pelo menos com dois veios de contra-agitação (11) tendo respectivamente elementos misturadores (15, 16) com pás respectivas fixas (12), sendo os veios concebidos para usarem pás de vários comprimentos, larguras, espessuras e inclinações (do ângulo em relação ao eixo de rotação), quer por substituição, quer por regulação, permitindo o comprimento e as dimensões das pás um efeito de auto-limpeza e sendo concebidas para evitar os depósitos de produto na superfície interior e/ou nas zonas mortas e para permitir um modelo de reactor com escoamento pistão (PFR) ou um modelo de reactor perfeitamente agitado (CSTR) dado que as pás de um veio (11) intersectam as pás do veio ou veios adjacentes, e também para permitir uma mistura homogénea, e os veios com os elementos de agitação (15, 16) que são concebidos para serem retirados; — adição opcional de material aglutinante líquido por pulverização; 1 ΕΡ1793187Β1 - aplicação de radiação IV numa superfície do produto exposto ao ar, que é fornecido em continuo com um pó renovado, por meio de uma fonte infravermelha (14) colocada no interior de um ecrã de focagem (13), sendo as folhas finas reflectoras descartáveis de metal (8) colocadas no bordo do ecrã de focagem (13) para minimizar a radiação que pode chegar à parede da cuba (10), em que a área irradiada não cobre toda a superfície superior do produto exposto ao ar, de forma que a radiação acidental proveniente da referida fonte infravermelha é praticamente negligenciável numa zona com forma de tira bordejando o perímetro interior da cuba, sendo a referida cuba e o ecrã cobertos externamente com um material isolante térmico para minimizar a perda de energia; - a extracção de vapores voláteis gerados pela referida radiação IV, sendo os vapores voláteis cobertos através de condensação por meio de uma unidade de refrigeração se a recuperação do solvente for necessária; - a descarga contínua do produto aglomerado por meio de um sistema de descarga com uma altura regulável (9) na extremidade oposta da cuba (10) no ponto de entrada do produto na cuba (10).
2. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a fonte da referida energia de radiação IV ser eléctrica, mas poder compreender outras alternativas, tais como uma combustão directa de combustíveis líquidos ou gasosos quando são necessárias fontes de energia mais económicas. 2 ΕΡ1793187Β1
3. 3. Processo de acordo com as reivindicações 1 e 2 utilizado para a secagem de materiais húmidos a granel, para que os materiais secos ou os materiais húmidos aglomerados sejam obtidos pelo referido processo.
4. 4. Máquina para realizar o processo de acordo com as reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizada por o equipamento compreender: - uma cuba (10) coberta no exterior por um material isolante e que é alimentada com um produto (18), sendo a superfície interior da cuba (10) altamente reflectora das radiações IV utilizando materiais como alumínio, níquel, prata, zinco e tendo um acabamento polido; - sensores (22, 23, 24) para o controlo da temperatura situados no interior da cuba (10) e submersos no produto para medir a sua temperatura; - pelo menos dois elementos de contra-agitação (15, 16) com respectivos veios extraíveis (11) no interior da cuba (10) colocados horizontalmente com pás fixas (12), garantindo os referidos veios de contra-agitação (11) uma renovação rápida do produto exposto à superfície, tendo as pás (12) a possibilidade de variar em termos de comprimento, largura, espessura e inclinação (ângulo em relação ao veio), permitindo esta inclinação das pás (12) em relação aos referidos veios (11) o controlo do débito do produto dentro da cuba e o grau de homogeneização do produto, nas direcções lateral e axial, e na composição e 3 ΕΡ1793187Β1 dimensão de partícula, pelo que a composição e a dimensão da partícula, em que a tolerância (espaço) entre pás transversais adjacentes pode ser regulada, alterando e/ou modificando as pás (12), e em que o ponto final das pás do veio ou veios adjacentes está adaptado para retirar os eventuais depósitos de produto na superfície exterior dos veios (11); - um ecrã de focagem (13) na parte superior do equipamento, colocado horizontalmente, sendo o referido ecrã de focagem (13) coberto no exterior por um material isolante e tendo folhas finas descartáveis reflectoras em metal (8) colocadas no bordo do ecrã de focagem; - uma fonte de radiação infravermelha (14) no interior do ecrã de focagem (13), sendo a referida fonte de radiação infravermelha (14) uma superfície quente em cerâmica ou metálica com uma temperatura compreendida entre 200°C mínimo e 3000°C máximo que é aquecida por uma alimentação de energia eléctrica ou por uma combustão directa de combustíveis gasosos ou líquidos; - uma tampa (28) que cobre os perímetros da referida fonte de radiação infravermelha e uma cuba com a junta elástica.
5. 5. Máquina de acordo com a reivindicação 4, caracterizada por compreender dois tipos de elementos de agitação (15 e 16) tendo velocidades de rotação que podem ser reguladas independentemente, permitindo que um elemento agitador superior 4 ΕΡ1793187Β1 (15) rode a uma velocidade inferior à do elemento de agitação inferior (16), pelo que o referido elemento de agitação inferior (16) quebra os aglomerados que excedem uma determinada dimensão.
6. 6. Máquina de acordo com qualquer das reivindicações 4 ou 5, caracterizada por estar equipada com elementos suplementares para realizar processos herméticos em continuo permitindo uma alimentação contínua ou semi-contínua e uma extracção contínua do material, sendo a máquina proporcionada com válvulas rotativas de oito pás (26) ou com um conjunto de duas válvulas com uma câmara intermédia em que uma das duas válvulas (2) está sempre fechada, tendo os veios (11) uma vedação estanque adequada com uma junta ou vedante, permitindo ao equipamento trabalhar acima ou abaixo da pressão atmosférica, e trabalhar numa composição de atmosfera controlada adicionando um fluxo de gás inerte (25).
7. 7. Máquina de acordo com qualquer das reivindicações 4, 5 ou 6, caracterizada por uma saída de vácuo (29) ser instalada na tampa (28) e ligada a uma unidade de refrigeração onde o vapor é condensado e o conteúdo líquido original é recuperado. Lisboa, 22 de Fevereiro de 2012 5