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