Misturadores Internos

Constituição

Como já se referiu, os misturadores internos são máquinas em que a mistura se processa dentro de uma câmara, dentro da qual estão dois rotores que rodam em sentidos opostos. Na Figura 13 mostra-se o aspecto geral de um misturador interno.

Fig. 13 – Misturador interno Carter CB 2 Wings S 270
(cortesia da empresa Carter International, LTD. – Inglaterra)

Rotores
Pode afirmar-se que os rotores são o coração de um misturador interno. Os rotores possuem uma espécie de pás, de configuração helicoidal, que promovem a incorporação dos vários ingredientes na borracha. Basicamente, existem dois tipos de rotores (Figura 14), que correspondem a dois tipos de misturadores internos:

• Misturadores internos com rotores tangenciais (tangential rotors);
• Misturadores internos com rotores penetrantes (intermesh rotors).

Fig. 14 – Tipos de rotores
(cortesia da empresa Carter International, LTD. – Inglaterra)

Nos misturadores internos com rotores tangenciais, durante a sua rotação as pás dos rotores ficam quase tangentes ao corpo do rotor vizinho. Nestas condições os rotores podem possuir velocidades diferentes (rotores assíncronos), com uma relação típica de 1:1,15. Nalguns tipos de misturadores, com rotores tangenciais assíncronos, as velocidades dos rotores podem ser variáveis, introduzindo-se assim a possibilidade de variar também a relação de fricção entre os rotores, o que aumenta as tensões de corte e a eficácia de incorporação dos ingredientes.

Os rotores do tipo tangencial podem também possuir velocidades iguais (rotores síncronos). Neste caso, a disposição relativa dos rotores (orientação) pode ser defasada de vários ângulos, por exemplo, 0º, 90º e 180º, como se mostra na Figura 15. Estudos efectuados mostraram que a orientação que proporciona uma maior eficiência de mistura é a de 180º.

Fig. 15 – Rotores tangenciais síncronos: tipos de orientação

Nos misturadores internos com rotores penetrantes, as pás dos rotores penetram, de forma bem sincronizada (as velocidades dos rotores têm de ser iguais, ainda que possam ser variáveis), no campo de acção do rotor vizinho, aumentando de forma significativa as acções de corte e a eficácia de incorporação dos diversos ingredientes. O aumento da velocidade dos rotores aumenta a eficiência da mistura, por intensificação das acções de corte, o que aumenta a velocidade de incorporação dos ingredientes, permitindo assim uma apreciável redução do tempo nos ciclos de mistura. Num processo de mistura bem concebido, a velocidade dos rotores é variável durante o ciclo de mistura, obviamente se o tipo de misturador o permitir.

Os veios de suporte dos rotores são perfurados e os rotores são ocos; pode-se, assim, fazer circular no seu interior um fluido de arrefecimento (em geral água), de forma a controlar a temperatura na câmara de mistura (Figura 16).

Fig. 16 – Sistema de arrefecimento dos rotores

Outros órgãos constituintes do misturador interno
Vamos descrever os outros órgãos que constituem um misturador interno. Para o efeito vamos reportar à Figura 17, que mostra um corte transversal de um misturador interno com rotores do tipo penetrante (intermeshing).

Fig. 17 – Misturador Interno Carter de rotores penetrantes
(cortesia da empresa Carter International, LTD. – Inglaterra)

Temos então uma câmara de mistura (1) que possui uma abertura na parte superior (2), por onde são carregados os vários ingredientes (Figura 18, de pormenor), através da tremonha de carga (3); esta abertura é fechada por um pistão (4) accionado pneumaticamente (5) (Figura 19, de pormenor). Quando na posição de descido (câmara de mistura com as portas de carga e de descarga fechadas), este pistão exerce uma certa pressão nos ingredientes contra os rotores (6) e contra as paredes da câmara de mistura (7), aumentando as tensões de corte e a eficiência da operação de mistura.

Fig. 18 – Pormenor da câmara de mistura
(cortesia da empresa Carter International, LTD. – Inglaterra)

Fig. 19 – Pormenor do pistão
(cortesia da empresa Carter
International, LTD. – Inglaterra)

Este pistão é subido no início da operação de mistura e durante o ciclo de mistura, para carregar os diversos ingredientes ou para operações de limpeza – operações em que se varrem, com o auxílio de um espanador,para a câmara de mistura, ingredientes depositados na parte superior do pistão e agarrados às paredes do misturador na zona de carga.

Na parte superior da zona de carga existe um sistema de exaustão (8), que capta as poeiras e os gases evolvidos da câmara de mistura.

A câmara de mistura é perfurada (9), de forma a ser possível fazer circular na sua parede um fluido de arrefecimento (em geral água), de forma a controlar a sua temperatura. A temperatura da mistura é medida por um termopar (10), colocado normalmente numa das paredes laterais (Figura 20, de pormenor).

Fig. 20 – Pormenor de instalação do termopar
(cortesia da empresa Carter International, LTD. – Inglaterra)

Para evitar a fuga de ingredientes entre os eixos dos rotores e a câmara de mistura existem dois sistemas: um sistema de vedantes e um sistema de lubrificação, que devem manter-se sempre em perfeitas condições de manutenção, já que constituem um dos pontos críticos dos misturadores internos (Figura 21, de pormenor).

Fig. 21 – Pormenor dos sistemas de vedação rotores/câmara de mistura, FH e SSA
(cortesia da empresa Carter International, LTD. – Inglaterra)

Na parte inferior da câmara de mistura, sob os rotores, existe uma porta de descarga, que pode ser de tipo basculante (11) (Figura 22, de pormenor) ou de tipo deslizante. No termo do ciclo de mistura a porta de descarga abre e a carga de borracha misturada é descarregada pela acção da gravidade.

Fig. 22 – Pormenor da porta de descarga (sistema basculante)
(cortesia da empresa Carter International, LTD. – Inglaterra)