Artigo Técnico: Agentes de purga de última geração aumentam a produtividade e reduzem refugos na indústria de embalagens na extrusão por sopro

Resumo

O processo de transformação de plásticos por sopro atualmente ocupa uma posição estratégica no segmento de embalagens para produtos das mais diversas áreas de consumo. Alguns exemplos são o setor alimentício, de limpeza, de derivados de petróleo e o de cosméticos. Os produtos soprados carregam consigo vantagens em relação às embalagens convencionais, tais como aumento da resistência a quedas, aliado ao baixo custo que pode proporcionar ao produto final. Porém, as frequentes trocas de cores, intrínsicas ao negócio, geram perda de produtividade e alto índice de refugo nas indústrias do setor.

Introdução aos agentes de purga

Purgar é o método utilizado para remover resíduos de máquinas extrusoras, injetoras ou sopradoras. Consiste na remoção de material velho ou contaminado do equipamento, podendo ser pigmentos, contaminantes, impurezas como óleos resultantes da manutenção da máquina e do molde, material diferente de produções anteriores ou material degradado. O processo ocorre normalmente quando há troca de cor, troca de matéria-prima, partida de máquina ou preparação para manutenções que envolvam a unidade de injeção.

Nos equipamentos de transformação de plásticos, o processo de purga ou limpeza de resíduos termoplásticos pode ser feito com materiais virgens. No entanto, uma quantidade elevada de material e longos períodos de tempo são necessários para concluir a transição com eficácia.

O foco específico dos agentes de purga é remover o acúmulo de material nas superfícies metálicas dos componentes para reduzir o tempo de parada de máquina e da mão-de-obra ao fazer uma troca de cor ou de material. Sua função também inclue minimizar o refugo, o acúmulo de carbono e os defeitos da superfície permitindo a produção de peças perfeitas, independentemente do tipo de polímero.

Para empresas que trabalham com grande variedade de cores e resinas, o agente de purga é um excelente aliado para aumentar a eficiência da produção. Com seu uso constante, reduzem significativamente o refugo decorrente das trocas tanto de cor quanto de material o que, por sua vez, gera importante redução de custos.

Limpeza de máquinas extrusoras de sopro com acumulador

Agentes de purga de última geração possuem o melhor custo benefício e solução eficiente para limpeza de máquinas de processamento de termoplásticos. Os contaminantes são ejetados com segurança sem danificar a rosca, o canhão ou câmaras quentes. Os agentes expansores, presentes no agente de purga, permitem limpar até as áreas de difícil acesso das máquinas. A solução é efetiva para troca de cores e de materiais, e remoção de pontos pretos.

Para este estudo de caso, foi utilizado um produto específico, comprovando a economia, redução de tempo e refugo na troca de PEAD preto para PEAD branco na produção de bombonas plásticas.

O PEAD industrial possui MFI de 0,7g/10s (230°C / 2,16 kg) e a máquina injetora utilizada nos testes  possui diâmetro de rosca de 75 mm e capacidade do acumulador de 3 Kg. O molde com uma cavidade e o peso de cada peça de 1,8 Kg. A produtividade da máquina é de 60 peças/hora.

Com a solução de purga usada, foi possível reduzir o tempo da transição da cor preta para branca de 270 minutos no método convencional para 85 minutos. Além disso, na purga convencional, são necessários aproximadamente 460 Kg de material virgem para a limpeza e, nesse caso, apenas 20 Kg para a completa transição de cor. Ou seja, os objetivos de redução de custo na limpeza e aumento de produtividade foram amplamente atingidos conforme apresentado na Figura 1.

Observamos no gráfico que os gastos com perda de produtividade, material e refugo superam os R$ 3.200,00 na limpeza convencional e com a solução de purga, o gasto total considerando todos os parâmetros é de R$ 1.584,66, proporcionando uma economia de R$ 1.672,34.  Se considerarmos duas trocas de cor por mês, a economia gerada é de R$ 3.344,68 em apenas uma máquina.

Figura 1 – Gráfico representativo do ganho de custo na troca de cor utilizando o agente de purga Ultra Purge™ 3050 em relação a purga utilizando resina virgem.

Boas práticas e diferenciais de valor

É importante garantir a eficiente limpeza do sistema de alimentação, incluindo o sistema de alimentação aéreo, a fim de não gerar impurezas que possam contaminar o material posterior.

O agente de purga químico possui aditivos para limpeza química, sua ação é potencializada pela temperatura e tempo de residência.

Uma das ações do agente de purga de alta tecnologia é a geração de um gás no sistema, que auxilia a liquefação dos contaminantes a serem retirados. Este gás deve estar confinado para que não seja eliminado pela matriz ou retornado pelo funil, o chamado ‘efeito sanduíche’.

Normalmente, utilizando polímero virgem (baixo custo), 95% da cor pode ser limpa. Já com o de última geração, a limpeza pesada remove 100 % dos resíduos de cor/material/carbonização. A eficácia do agente de purga pode ser demonstrada na prática em comparação a resina virgem à medida em que mais cores e/ou resíduos antigos aparecem.

Figura 2 – Gráfico comparativo entre a transição de PEAD preto para branco utilizando polímero virgem e agente de purga.

A importância da manutenção preventiva

Essa solução de limpeza específica define novos padrões em termos de desenvolvimento de produtos. O conceito de limpeza química preventiva de máquinas injetoras e extrusoras é uma das grandes vantagens a longo prazo ao utilizarmos os agentes de purga corretos. A figura 3 mostra que à medida em que as limpezas preventivas são realizadas, os resíduos dentro da máquina diminuem, proporcionando trocas de cores mais rápidas e efetivas. O efeito inverso ocorre quando se utiliza o polímero virgem, pois uma vez que a limpeza não é tão efetiva, a longo prazo percebe-se um acúmulo pronunciado de pigmentos/carbonização/material dentro do sistema, sendo necessário, em muitas vezes, a desmontagem da rosca para limpeza pesada.

Figura 3 – Gráfico representando a manutenção preventiva utilizando agente de purga em relação ao polímero virgem.

Conclusão

O agente de purga, tecnologia inovadora, especialmente desenvolvida para oferecer ganhos de produtividade, é a melhor escolha para uma limpeza preventiva nos processos de transformação de plásticos de alto rendimento. O estudo de caso apresentado comprova que é possível economizar mais de 50% na transição de PEAD preto para PEAD branco em relação a purga convencional utilizando o agente de purga químico.

 

Artigo desenvolvido e escrito por:

Rogério S. Nonô – Químico de desenvolvimento Sr. da Chem-Trend Brasil.

Artigo Técnico publicado na revista Plástico Moderno. Confira no site clicando aqui.