Definição de layout de protótipo industrial para separação gravítica de embalagens Tetra Pak®

Abstract

Na presente proposta de dissertação, e em colaboração com o CVR - Centro de Valorização de Resíduos estudou-se a valorização das embalagens da Tetra Pak®, também conhecidas por embalagens multicamada. O objetivo primordial desta foi analisar as particularidades mais relevantes de algumas embalagens, estudar a separação das frações constituintes usando a tecnologia por via húmida e a de valorização energética e desenvolver, o layout de um equipamento otimizado capaz de realizar a sua reciclagem. Posteriormente, os materiais provenientes do processo de separação podem ser reincorporados na constituição de futuras embalagens, ou novos produtos, nomeadamente para recuperação de fibras de papel, que se encontram em maioria na sua composição, e também para a produção de alumínio e de parafina. Numa primeira etapa, foram selecionadas embalagens com diferentes tipos de envase - Matinal, Agros e Compal Tetra Pak®. Foi realizada a separação do material por fragmentação dos resíduos de cada tipologia, para serem estudadas em separado, à escala laboratorial. De seguida realizou-se a separação por via húmida, modificando alguns parâmetros como a temperatura, velocidade de rotação e tempo de separação. Após a reciclagem mecânica, já com os resíduos secos, procedeu-se a pesagem das frações separadas, determinando as frações em separado obtidas e o respetivo rendimento. Numa segunda etapa, foi dimensionado um protótipo à escala real de um “Hidrapulper”, para acolher as quatro embalagens multicamadas, de cada tipo de envase (Compal, Agros e Matinal), por forma a futuramente viabilizar os testes realizados em laboratório. Tendo como objetivo abordar o ciclo de reciclagem/valorização destas embalagens, permitindo a recuperação de todas as suas frações constituintes: papel, polietileno e alumínio. Foi igualmente efetuado o estudo das propriedades físicas e mecânicas das fibras de papel, após trituração e separação das diferentes frações remanescentes, realizadas a partir da experiencia laboratorial. Numa terceira etapa, foram comparados os resultados da valorização das embalagens por via húmida com os de direta (pirólise) registando as propriedades dos produtos gerados durante o processo, onde se inclui a identificação dos constituintes do gás de síntese e se analisou a composição do resíduo carbonoso. A viabilidade económica dos dois processos foi igualmente avaliada. Os resultados obtidos nesta tese permitirão escolher com base no tipo de produtos ou fração que se pretende obter nos equipamentos quais instalações, possuem, qual o método com mais potencial.

In this dissertation proposal , and in collaboration with the CVR - Centre for Waste Recovery studied the recovery of packaging from Tetra Pak ® , also known as multilayer packaging . The primary objective of this was to analyze the most relevant characteristics of some packages, study the separation of the constituent fractions using technology wet and energy recovery and develop the optimized layout of equipment capable of performing their recycling. Thereafter, the material from the separation process can be reintroduced in the formation of future packages or new products, in particular for recovery of paper fibers, which are mostly in their composition, and also for the production of aluminum and paraffin. Matinal, Agros and Compal Tetra Pak ® - a first step, packages with different types of packaging have been selected. Separating waste from the fragmentation equipment of each type was performed to be studied separately on a laboratory scale. Then the separation is carried out by wet modifying some parameters such as temperature, speed and time separation. After mechanical recycling because with dry waste, proceeded to weigh the separated fractions, determining the separate fractions obtained and the respective yield. In a second step, a prototype has been designed will a full scale " Hidrapulper " , to welcome the four multilayer packaging of each type of filling (Compal , Agros and Matinal) in order to facilitate future tests performed in the laboratory . Aiming to address the cycle of recycling/recovery of these packages, allowing the recovery of all its constituent fractions: paper, polyethylene and aluminum. It was also done to study the physical and mechanical properties of paper fibers, after grinding and separation of various fractions remaining, performed from the laboratory experiment. In a third step , the results of the recovery of packaging were compared with wet direct (pyrolysis) noting the properties of the products generated during the process , which includes the identification of the constituents of syngas and analyzed the composition of the carbonaceous residue. The economic viability of the two processes was also assessed. The results obtained in this thesis will choose based on the type of product or fraction to be obtained in the equipment which facilities have which method with more potential.