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Extrusão com dupla rosca
- correspondem a 10% dos processos de extrusão
- materiais de difícil processamento
- preparação de composto (compostagem):
→ termoplástico com FV
→ termoplástico com carga
→ concentrados ou “masterbaches”
Excelente poder de mistura X produtividade
Co-rotacional
Contra-rotacional
Extrusão com dupla rosca
Extrusão com dupla rosca
A) Extrusoras Co-rotantes (co-rotacional)
- Maior ação de mistura – alternância de fluxo- Maior quantidade de material é exposta as paredes
aquecidas do barril em função do fundido polimérico contornar todo o canal.
- Maior produtividade (1200 rpm)- Maior controle de temperatura- Auto-limpante- Articulada
Alta eficiência de mistura
+ Aq. térmico rápido e uniforme
+ Auto-limpante
Extrusão com dupla rosca
CO-ROTANTE & INTERMESHING (ENGRENAMENTO)
OS CANAIS DA ROSCA SÃO:
• ABERTOS NO SENTIDO LONGITUDINAL• ABERTOS NO SENTIDO DE CRUZAMENTO• HÁ TROCA DE MATERIAL ENTRE OS CANAIS• CONTRA FLUXO AO LONGO DA ROSCA
-
um lóbulo
Cl
D d
dois lóbulos
CL
H
D d
três lóbulos
H
D d
Cl
Fonte: Maris e BY Engenharia
Extrusão com dupla rosca
Vs
D
d
cl D/d = 1.55 D/d = 1.65 D/d = 1.78
Quanto maior a relação entre os diâmetros maior o volume livre e maior a profundidade de canal.
Roscas com canais profundos tendem a reduzir a taxa de cisalhamento bem como diminuem a tensão dos materiais
Extrusão com dupla rosca
Vs
Série HT
Vs
Série HS
Vs
Série MW
4646Torque por volume livre
1310,58,7Torque específico
1,651,551,55D/d
HSHTMW
VELOCIDADE MAIORREDUZ TEMPO DE RESIDÊNCIA MEDIAREDUÇAO DA TENSÃOMAIOR VAZÃO
VELOCIDADE IGUALAUMENTO DO TEMPO DE RESIDÊNCIAREDUÇÃO DA TENSÃOMAIOR VAZÃOMENOR TEMPERATURA
γπ
c =
× ×D N
Hf
TAXA DE CISALHAMENTO VERSUS VELOCIDADE DE ROSCA
0
200
400
600
800
1000
1200
0 200 400 600 800 1000 1200
VELOCIDADE DE ROSCA rpm
TA
XA
DE
CIS
ALH
AM
EN
TO
s
ec-1
2 lóbulos3 lóbulos
Extrusão com dupla rosca
ÁREA DE RESFRIAMENTO
BANDA DE AQUECIMENTO
SAÍDA DE ÁGUA
ENTRADA DE ÁGUA
Extrusão com dupla rosca
B) Contra-rotante ou contra-rotacionais:
- Material é conduzido para a junção (região de intercalação)
- Baixa ação de mistura, baixo γ e alto bombeamento.
- Baixa temperatura do fundido → extrusão de polímeros sensíveis a T (Ex: PVC).
Extrusão com dupla rosca
OS CANAIS DA ROSCA SÃO:
• FECHADOS NO SENTIDO LONGITUDINAL• FECHADOS NO SENTIDO DE CRUZAMENTO• NÃO HÁ TROCA DE MATERIAL ENTRE OS CANAIS• NÃO HÁ CONTRA FLUXO AO LONGO DA ROSCA• EFEITO CALANDRA, O MATERIAL TEM FLUXO ENTRE AS DUAS ROSCAS
CONTRA-ROTANTE & INTERMESHING (ENGRENAMENTO)
- Baixa produção (60 rpm)- Difícil controle de T- Desgaste não-uniforme do barril- Não articulada
Extrusão com dupla rosca
Mono-rosca Dupla-rosca
- Transporte do tipo fluxo induzido (arraste) – algumas vezes acarreta em dificuldade de alimentação.
- perfil de vel. mais simples –movimento zig-zag dentro do canal de dosagem em direção a saída da rosca.
-Transporte facilitado devido a intercalação das rosca.
-Perfil de vel. mais complexa:
• ↑ na mistura
• ↑ transferência de calor
• > capacidade de fusão
• controle de T dentro da extrusora
-Desvantagens: difícil descrição do fluxo – análise de simulação.
- roscas são moduladas → grau de flexibilidade na otimização de perfis de rosca e barril.
Sistema de Peletização: macarrão e corte cabeça
1) Macarrão
-Matriz com vários furos
-Formação de um espaguete
-Banheira com água
-Geração de longos (palitos) ou finos (pós)
2) Corte na Cabeça
- Evita o manuseio de vários espaguetes e a formação de longos e finos
- Sistema complexo
- Altas vazões e matriz com várias aberturas
- Grânulos cortados na face da matriz
Sistema de Peletização: macarrão e corte cabeça
ar
ar e água (water ring)
água (underwater)
Sistema de Peletização: macarrão e corte cabeça
Componentes:1 e 2- Funil de Alimentação3- Alimentadores/Dosadores4- Alimentador5- Entrada de alimentação na extrusora6- Motor e mancal de apoio7- Degasagem
8- Bomba de engrenagem (opcional)9- Cabeçote de CC (fixo)10- Cabeçote de CC (móvel)11- Centrifuga12- Peneiras classificatórias13- Soprador de ar14- Reservatório de água15- Filtro e bomba
Sistema de Peletização: macarrão e corte cabeça
Placa matriz
Fonte: Maris e BY Engenharia
Sistema de Peletização: macarrão e corte cabeça
Vantagens:
- Redução do tempo de cuidados do operador- Aumento do tempo de produção- Menos perda de material – não há quebra de continuidadecordão- Menor necessidade de manutenção- Possibilidade de corte de um maior número de materiais. -Flexibilidade no tamanho do granulado (0,5 mm a 6,5 mm)- Materiais sensíveis a T são resfriados bruscamente
Sistema de Peletização: macarrão e corte cabeça
Matrizes de Extrusão