Capacidade de Carga de Misturadores Abertos

Para um misturador de determinadas dimensões existe um volume de carga que corresponde a um rendimento de mistura óptimo e que é proporcional à superfície lateral dos rolos ou cilindros (fórmula 3):

Fórmula 3

Sendo:

V_t = Volume óptimo de carga (em dm3 ou litros) para um determinado misturador, com rolos de dimensões L (comprimento dos rolos) e D (diâmetro dos rolos);
D = Diâmetro dos rolos, em metros;
L = Comprimento dos rolos, em metros;

A determinação desta fórmula foi objecto de uma recente publicação na revista Rubber World em Março de 2010 (Vol. 241, N.º 6) (pág. 30-32). Uma cópia em língua portuguesa, em formato pdf, pode ser obtida aqui.

No Quadro 2 mostram-se as capacidades de carga (litros ou dm³) calculadas com a fórmula 3 (acima), para misturadores abertos com as dimensões mais usuais.

O peso da carga é obtido multiplicando o volume em litros (ou dm³) pela densidade da borracha, atendendo à conhecida relação:  P = V x d.

As capacidades indicadas por diversos fabricantes deste tipo de misturadores são, por regra, mais elevadas que as calculadas pela fórmula 3. Haverá que distinguir se o misturador vai processar ou composto de borracha já misturado previamente ou se vai proceder, realmente a uma operação de mistura.

Quando o equipamento básico de mistura é um misturador interno, este possui quase sempre associado um misturador aberto, para proceder à homogeneização e laminagem do composto de borracha; nestas condições – e porque não se trata de uma operação pura de mistura, a capacidade do misturador aberto pode considerar-se ampliada entre 60 a 80%, o que depende também do tipo de composto de borracha a processar.

Para um misturador aberto de laboratório, com as dimensões 150x150x330 mm (6”x6”x13”), pela expressão (3) obtém-se um volume de 0,73 litros de capacidade; para um composto com 1,5 de densidade (e trata-se de um composto muito denso!) teríamos uma carga de 1,095 kg. Ora muito fabricantes indicam como capacidade dos seus misturadores com estas dimensões 3 a 6 kg, isto é, 3 a 6 x mais o valor calculado pela expressão (3). Experimentem misturar, num misturador aberto com as dimensões referidas, já nem digo os 6 kg, mas tão-somente 3 kg de borracha! E isto aplica-se, também, aos misturadores de maiores dimensões.

Ora, muitas vezes o volume das cargas difere dos volumes aconselhados, por razões variadas. No caso do volume utilizado ser inferior, isso pode corresponder a uma subutilização da capacidade do misturador. Podem existir razões para justificar esta subutilização, como seja, por exemplo, a necessidade de fabricar, apenas, uma pequena quantidade de composto. A utilização de volumes de carga superiores poderá traduzir-se, na prática, num prolongamento dos tempos de mistura, com a inerente redução da taxa de eficiência de utilização do misturador e em aumentos significativos da energia consumida. Estes aspectos são particularmente críticos em operações de mistura conduzidas neste tipo de misturadores.

Muitas vezes, a adição de agentes de vulcanização e/ou de aceleradores, inibidores ou retardadores de vulcanização ou mesmo pigmentos corantes é efectuada no que poderá chamar-se, uma segunda etapa de mistura, no misturador aberto (double mixing). Pode acontecer que a capacidade do misturador aberto não esteja devidamente ajustada à capacidade do misturador interno. Para um misturador interno de 35-45 litros, um misturador aberto com 1200×450 mm é recomendado e suficiente. Um misturador aberto com 1500×550 mm não será o mais adequado, e menos o será se for utilizado um stockblender; nestas condições, será difícil dispor de uma quantidade de composto para formar uma manta que possa garantir o percurso misturador aberto – stockblender, como veremos a seguir.