Tintas e Revestimentos

2 de março de 2004

Tintas: Os velhos moinhos trocam as bolas pelos contínuos

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Publicado por: Marcio Azevedo
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    Após cem anos de evolução, eles se tornam menores, mais eficientes e mudam os rumos da moagem.

    Química e Derivados: Tintas: tintas_abre. ©QDA infinidade de tipos de tintas disponíveis no mercado, entre imobiliárias, automotivas, industriais, gráficas e tantas outras, guarda entre si algumas semelhanças. Esses produtos são sempre constituídos por misturas complexas de resinas não-voláteis, pigmentos finamente divididos, solventes para as resinas e aditivos especiais. Algumas operações unitárias que compõem sua fabricação também se repetem: após uma pré-mistura dos componentes, normalmente é necessário moer o produto, antes da fase de completagem.

    Química e Derivados: Tintas: tintas_01. ©QDA moagem, na fabricação de tintas, tem a finalidade de desaglomerar os grumos de pigmentos, diminuir o tamanho das partículas e provocar sua dispersão na resina dissolvida. Os moinhos pioneiros utilizados para isso foram os de rolos, muito parecidos com os empregados em moendas, mas há muito preteridos na produção industrial. Já os primeiros a ganhar largo emprego e ainda hoje presentes em algumas linhas de produção foram os de bolas, de início desenvolvidos para o processamento de cargas minerais e produtos cerâmicos.

    Um moinho de bolas é constituído por um cilindro horizontal rotativo parcialmente preenchido com esferas cujo diâmetro varia entre uma e três polegadas. Ao girar, esse cilindro provoca o cascateamento das esferas, e as ações combinadas de choque e cisalhamento provocam a dispersão dos pigmentos. Esses equipamentos são indicados para os pigmentos de difícil dispersão (os mais duros), mas apresentam o inconveniente de serem ruidosos e operarem em bateladas, portanto sem grande flexibilidade no volume de produção.

    Química e Derivados: Tintas: tintas_02. ©QDO tempo de operação também é muito longo e pode se estender por dias. Além disso, a potência transmitida ao elemento de moagem, influente na eficiência de dispersão, deriva apenas da força da gravidade. O aumento do efeito de dispersão poderia ser obtido com o uso de esferas de maior volume ou peso específico, ou com maiores velocidades de rotação no cilindro, mas o manejo dessas variáveis é restrito. Velocidades de rotação muito altas provocam a centrifugação das esferas (elas passam a descrever uma trajetória circular de raio próximo ao do cilindro) ou seu lançamento em direção às paredes da câmara, em uma região onde não há material a moer.

    Níveis de desempenho maior exigiam alguma mudança conceitual. A saída foi criar um meio pelo qual a potência transmitida fosse aumentada. Para isso, foram desenvolvidos os moinhos do tipo atrito, com uma diferença essencial: possuíam sistemas agitadores de braços, pelos quais transmitiam maior energia as esferas. Esses moinhos são compostos por um cilindro vertical estacionário, um eixo giratório montado com braços e uma carga de esferas. A base de moagem é alimentada no topo da câmara e uma tela em sua base separa esferas de tinta. O movimento desse eixo, com velocidades ao redor de 5 m/s, provoca o movimento circular das esferas em diferentes planos horizontais. Como a potência transmitida é maior, o elemento de moagem utilizado nesse tipo de máquina em geral é menor que o empregado em moinhos de bolas. Isso também aumenta a eficiência de dispersão, pois esferas menores oferecem mais pontos de contato com a base de moagem – o volume das esferas é inversa e exponencialmente proporcional ao número de pontos de contato. O atrito maior no interior da câmara, entretanto, tornou necessário o resfriamento dos moinhos, que passaram a ser encamisados.

    Areia na moagem – Uma variante de muito sucesso desse novo modelo foram os moinhos de areia, desenvolvidos pela DuPont de Nemours, no final da década de 40. Eram moinhos contínuos, carregados com um tipo de areia do Canadá, denominada sílica de Ottawa, e equipados com um eixo giratório com discos anulares montados eqüidistantemente, com velocidade periférica em torno de 10 m/s. Nessa situação, a força atuante nos elementos de moagem pode ser até 100 vezes maior que a gravidade. A grande novidade, no entanto, foi o uso de elementos de moagem com diâmetro bem menor que os predecessores, entre 0,75 mm e 1 mm. Mas os moinhos de areia demandam alimentação com material homogêneo, seu uso requer a pré-dispersão da base de moagem e havia outros inconvenientes.

    O moinho de areia possui fundo fechado, com válvula de alimentação, e o topo aberto, com uma tela que retém os elementos de moagem mas deixa passar a tinta. Eventualmente, operações com bombas em alta vazão provocam a passagem de ambos, elementos e base de moagem. Por ser aberto, o moinho limita o grau de enchimento da carga de elementos de moagem a 50% a 70% do volume total, favorece a incorporação de ar ao produto e a evaporação do solvente. Além disso, a disposição vertical da câmara cria um perfil decrescente de energia de moagem, da entrada à saída do moinho.

    O passo seguinte, então, foi o desenvolvimento de moinhos fechados, cujo advento propiciou o surgimento dos moinhos horizontais. Ao contrário dos verticais, eles proporcionaram distribuição de energia mais homogênea e possibilitaram graus de enchimento de até 85% do volume da câmara. Além disso, a energia cinética das esferas pôde ser duplicada e até triplicada, com o inconveniente do aumento de temperatura da câmara.


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      3 Comentários


      1. edes dal col

        tenho interesi de orcamento do moinho de grande prodocaõ espero resposta


      2. osmar chiaradia

        adorei a reportagem, tinha diversas duvidas, foram sanadas, sou recem falido no setor de produçao de pigmentos, resinas e correlatos.



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