Mistura

Introdução

As primeiras operações de mistura foram realizadas em equipamentos projectados, inicialmente, para a mastigação da borracha natural. Tal deve-se ao cidadão inglês Thomas Hancock, no ano de 1820. Inventor da máquina de mastigação da borracha natural (masticator machine) e de um tipo de misturador, que ele designou por Pickling Machine (equipamento que patenteou em 1837) (Figura 1A). Thomas Hancock pode também considerar-se o fundador da indústria inglesa da borracha.

Figura 1A – Pickling Machine (Thomas Hancock, 1820)

Em 1835 o americano Edwin Chaffee inventa o misturador aberto (misturador de rolos ou de cilindros); é também o inventor da calandra e da máquina de endução, equipamentos que analisaremos noutras páginas deste sítio. Edwin Chaffee foi também o fundador da primeira fábrica americana de borracha, em 1833, em Roxburgh, Massachusetts, com a designação Roxburgh Rubber Company. As máquinas inventadas por Edwin Chaffee são utilizadas actualmente, embora tenham recebido, naturalmente, vários tipos de aperfeiçoamentos. No entanto, devem ser referidos dois melhoramentos que tiveram muita importância em todo o seu posterior desenvolvimento:

• Em 1844, a utilização dos rolos aquecidos a vapor, que se deve a Henry Goodyear (irmão de Charles Goodyear);
• Em 1891, depois deste tipo de misturadores ser definitivamente aceite para a mistura de compostos de borracha, Edward F. Bragg, americano, concebeu um sistema de correia transportadora sem fim, que passava sob os rolos do misturador, para fazer o retorno dos ingredientes não incorporados para a zona do banco de borracha, de forma a serem dispersos na massa de borracha.

Os misturadores abertos de maior dimensão, possuíam rolos com 84x22x24 polegadas, ou seja 2,100x550x600 milímetros; na época eram designados por Jumbo mill (os maiores misturadores actuais, deste tipo, possuem as dimensões muito semelhantes, de 84x26x26 polegadas (2100x660x660 mm) ou, 84x28x28 polegadas (2100x710x710 mm). Na época, um Jumbo mill produzia 300 libras (cerca de 136 kg) de composto de borracha por hora.

No entanto, a necessidade de aumentar a capacidade de produção e a produtividade na produção de compostos de borracha conduziu à invenção do misturador interno. Pode dizer-se que o seu desenvolvimento partiu de máquinas desenvolvidas e patenteadas para outros tipos de operações (moagem de quartzo – patente de 1861, de Nathaniel Goodwin, e a batedeira rotativa para produtos alimentares – patente de 1875, de James Barden e Samuel Crudden, todos americanos).

Mas foi na Europa, em Estugarda, na Alemanha, em 1876, que se deu o primeiro grande passo para a sua concretização. Deve-se a uma invenção patenteada de Paul Freyburger. A sua patente foi vendida a um cidadão também alemão, mas a residir em Londres, Paul Pfleiderer, o qual, associado a Hermann Werner fabricaram em 1879 uma espécie de amassador (kneader), que consistia em dois rotores que giravam numa câmara fechada. Um grande número de máquinas deste tipo foram comercializadas para a indústria da panificação.

Os negócios de Werner e Pfleiderer estenderam-se depois à Alemanha, com a empresa Werner & Pfleiderer, GmbH, em Estugarda e aos Estados Unidos da América do Norte, em Petersborough, com a empresa Werner, Pfleiderer & Perkins, LTD., em associação com o americano A. M. Perkins (uma descrição pormenorizada dos empreendimentos de Hermann Werner, de Paul Pfleiderer e de A. M. Perkins podem ser encontrados no livro Rubber Processing, de James L. White, publicado pela editora Hanserem 1995, e disponível em “Baker Perkins Historical Society – History of Werner & Pfleiderer (London) Ltd“ e “Baker Perkins Historical Society – History of Werner, Pfleiderer & Perkins Ltd“.

Nas primeiras décadas do Séc. XX, o desenvolvimento do fabrico de pneus para a indústria automóvel e a necessidade de maiores quantidades de compostos de borracha mostrou que o processo de mistura realizado nos misturadores abertos era manifestamente insuficiente para as exigências de então.

A primeira patente relativa a um misturador para borracha deve-se ao cidadão inglês Fernley H. Banbury (que emigrou para os Estados Unidos da América do Norte em 1904) equipamento que patenteou em 1916 (Patente US 1.200.070) e que reformulou em 1923 (Patente US 1.449.930) (Figura 1). Pode realmente considerar-se Fernley H. Banbury o inventor do actual misturador interno, que muitas vezes vulgarmente designamos por Banbury.

Fig. 1 – Misturadores concebidos por Fernley H. Banbury
(clique na imagem para a ampliar)

Outros bons contributos surgiram com os inventos dos alemães Fritz Kempter, patenteado em 1926 (Patente US 1.685.637) (Figura 2), e Albert Lasch/Ernst Stromer, patenteado, primeiro em 1928 e, depois de aperfeiçoado, em 1933 (Patente US 1.936.248) (Figura 3).

Fig. 2 – Misturador concebido por Fritz Kempter

Fig. 3 – Misturador concebido por Albert Lasch e Ernst Stromer

Os equipamentos concebidos por KemptereLasch/Stromer possuíam já dois rotores a trabalhar em sentido inverso, tal como o primeiro equipamento patenteado por F. H. Banbury e já dispunham também de uma câmara de mistura passível de ser aquecida ou arrefecida, tal como o equipamento patenteado por Fernley H. Banbury em 1923.

Hermann Werner e Paul Pfleiderer utilizaram estas patentes no fabrico de misturadores para borracha. As patentes de Fritz Kempter e de Albert Lasch/Ernst Stromer deram origem à família de misturadores designados por GK (Gummi Kneaders).

Mas foi sem sombra de dúvidas o equipamento concebido em 1923 por F.H Banbury que deu o mote aos aperfeiçoamentos que se seguiram, nomeadamente:

• Na concepção do tipo de rotores (inicialmente do tipo tangencial), no número de pás e sua configuração (wings);
• Na variação das velocidades dos rotores (rotores assíncronos);
• Na concepção de rotores síncronos, com diferentes orientações;
• Na concepção de rotores intermesh, também de velocidade variável;
• Na possibilidade de variar a distância entre os rotores (VIC – Variable Internal Clearance).

Na página Misturadores Internos descreveremos com maior detalhe estes aspectos.