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UNIVERSIDADE DE VASSOURAS PRÓ-REITORIA DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS E EXATAS ENGENHARIA QUÍMICA INDÚSTRIA DE TINTA Leandra Lopes P Espindola Fiama Reis Professora: Cristiane Siqueira Vassouras 2022 Sumário 1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................................................... 4 2. ATINTA ...................................................................................................................................................... 5 3. COMPONENTES BÁSICOS E SUAS FUNÇÕES ............................................................................................. 5 3.1 RESINAS ................................................................................................................................................ 5 3.2 PIGMENTOS .......................................................................................................................................... 6 3.3 CARGAS ................................................................................................................................................. 6 3.4 SOLVENTES ........................................................................................................................................... 7 3.5 ADITIVOS ............................................................................................................................................... 7 4. PROCESSO DE FABRICAÇÃO TINTA LÍQUIDA ............................................................................................ 7 4.1 Pré mistura ........................................................................................................................................... 8 4.2 Dispersão (Moagem) ............................................................................................................................ 8 4.3 Diluição e secagem ............................................................................................................................... 9 4.4 Completagem ....................................................................................................................................... 9 4.5 Teste de cor e controle da qualidade ................................................................................................. 10 4.6 Filtração .............................................................................................................................................. 10 4.7 Envase ................................................................................................................................................. 11 5. FLUXOGRAMA – PRODUÇÃO DE TINTA A BASE DE SOLVENTE............................................................... 11 6. FLUXOGRAMA – PRODUÇÃO DE TINTA A BASE DE ÁGUA ...................................................................... 12 7. INDÚSTRIA DE TINTA A PÓ – SHERWIN-WILLIAMS ................................................................................ 12 8. HISTÓRIA ................................................................................................................................................. 12 9. PLANTAS NO BRASIL ............................................................................................................................... 13 10. FABRICAÇÃO TINTA PÓ ....................................................................................................................... 14 10.1 FLUXOGRAMA TINTA PÓ .................................................................................................................... 14 10.2 Misturador .......................................................................................................................................... 15 10.3 Extrusão .............................................................................................................................................. 15 10.4 Moinho ............................................................................................................................................... 16 11. DISTRIBUIÇÃO E TAMANHO DA PARTÍCULA ....................................................................................... 17 12. ASPECTOS E IMPACTOS AMBIENTAIS ................................................................................................. 17 12.1 Energia ................................................................................................................................................ 17 12.2 Água .................................................................................................................................................... 18 12.3 Matérias primas e produtos auxiliares ............................................................................................... 18 12.4 Emissões atmosféricas – Compostos orgânicos voláteis (VOC) ......................................................... 19 12.5 Efluentes líquidos ............................................................................................................................... 19 12.6 Efluentes sólidos ................................................................................................................................. 20 13. Resíduos .............................................................................................................................................. 20 13.1 Resíduos da fabricação de tinta ......................................................................................................... 20 14. CONCLUSÃO ........................................................................................................................................ 22 15. REFERÊNCIAS ...................................................................................................................................... 23 1. INTRODUÇÃO A tinta tem origem nos tempos pré-históricos quando os habitantes da terra registravam suas tarefas nas paredes das cavernas. Com isso, a indústria de recobrimentos superficiais é considerada uma das mais antigas. Tinta é uma mistura mecânica estabilizada de pigmentos e cargas em uma resina, formando uma película sólida, fosca ou brilhante, com finalidade de embelezar e proteger uma dada superfície. Além disso, aplica-se a vários objetos. A indústria de tintas está ligada tanto à arte como em outras indústrias, equipamentos, produtos eletrodomésticos; como proteção anticorrosivo e na construção civil. O século XX, após Revolução Industrial, teve um papel muito importante no processo de fabricação de tinta através do surgimento de equipamento mecânicos. Com isso, a produção que era um processo manual passou a ser automatizado, permitindo a produção em larga escala. Ainda nesse século, a pesquisa teve um grande progresso, o que contribuiu para que a tinta chegasse a excelência qualitativa que atualmente se encontra. Figura 1 – Origem da tinta nos tempos pré-históricos. Fonte: http://www.invivo.fiocruz.br/cgi/cgilua.exe/sys/start.htm?infoid=974&sid=9 2. ATINTA A tinta é uma composição, ou seja, uma mistura de vários insumos na sua produção. A combinação desses insumos define as propriedades de resistência e aspecto, como também a aplicação e o valor do produto final. Figura 2 – Componentes da tinta líquida Sherwin-Williams. Fonte: Foto disponibilizada pela Sherwin-Williams 3. COMPONENTES BÁSICOS E SUAS FUNÇÕES 3.1 RESINAS A parte não volátil da tinta, que server para aglomerar as partículas de pigmentos e responsável pela transformação do estado líquido para o sólido, convertendo-o em película. Também, é responsável pelas propriedadesfísico-químicas da tinta, determinando, inclusive, o uso do produto e sua secagem. Atualmente, as resinas utilizadas nas industrias são sintéticas e possuem um alto peso molecular. As resinas mais usadas são alquídicas, epóxi, poliuretânicas, acrílicas, poliéster, vinílicas e nitrocelulósicas. Figura 3 – Resina líquida e sólida Fonte: Foto disponibilizada pela Sherwin-Williams 3.2 PIGMENTOS Material sólido, orgânicos ou inorgânicos e insolúvel no meio em que são utilizados. Além disso, tem a finalidade de dar cor ou cobertura às tintas. Figura 4 – Pigmentos Fonte: Foto disponibilizada pela Sherwin-Williams 3.3 CARGAS As cargas são minerais industriais com características adequadas de brancura e granulometria, sendo as propriedades físicas e químicas também importantes. Além de baratearem uma tinta, contribuem para a melhoria da cobertura, resistências, etc. Figura 5 – Cargas Fonte: Foto disponibilizada pela Sherwin-Williams 3.4 SOLVENTES São compostos orgânicos (ou água) responsáveis pelo aspecto líquido da tinta com determinada viscosidade. Após a aplicação da tinta, o solvente evapora deixando uma camada de filme seco sobre o substrato. A escolha do solvente em uma tinta é de acordo com a solubilidade da resina respectiva da tinta, viscosidade e da forma de aplicação. Figura 6 – Solvente Fonte: Foto disponibilizada pela Sherwin-Williams 3.5 ADITIVOS São produtos químicos que envolve uma gama de componentes que são empregados em baixas concentrações (<5%) e que têm funções específicas como conferir importantes propriedades às tintas, tais como: aumento de proteção anticorrosiva, bloqueadores dos raios UV, catalisadores de reações etc. 4. PROCESSO DE FABRICAÇÃO TINTA LÍQUIDA Na fabricação de tinta predominam as operações físicas (mistura, dispersão, completagem, filtração e envase), já que as conversões químicas acontecem na produção das matérias primas e na secagem do filme após aplicação. 2. Avaliação do controle e qualidade das matérias primas; 3. Pesagem das matérias primas obedecendo à formulação; Figura 7 - Etapa de pesagem dos materiais líquidos. Fonte:http://www.arq.ufsc.br/labcon/arq5661/trabalhos_20021/Pinturas/aspectos_tecnicos.htm 4.1 Pré mistura É colocado uma pequena quantidade de veículo em um grande misturador mecânico. Logo após, é adicionado o pigmento pulverizado. As pás do misturador irão girar lentamente e transformarão os dois ingredientes em uma pasta de pigmento e veículo. Figura 8 – Etapa de pré mistura Fonte: http://www.arq.ufsc.br/labcon/arq5661/trabalhos_20021/Pinturas/aspectos_tecnicos.htm 4.2 Dispersão (Moagem) É transferido a massa para um moinho para dispersar as partículas de pigmento e distribuí-las uniformemente pelo veículo. Moinhos de bola ou de seixo são grandes cilindros revestidos de aço que quando giram as bolas se chocam umas contra as outras, triturando a tinta. Figura 9 – Etapa de dispersão Fonte: http://www.arq.ufsc.br/labcon/arq5661/trabalhos_20021/Pinturas/aspectos_tecnicos.htm 4.3 Diluição e secagem Depois da trituração, a pasta moída é transferida a um tanque, onde é misturada mecanicamente com mais veículo (solventes e secantes). Nessa fase a tinta é misturada até que esteja quase pronta para ser usada. Figura 10 – Etapa de diluição Fonte: http://www.arq.ufsc.br/labcon/arq5661/trabalhos_20021/Pinturas/aspectos_tecnicos.htm 4.4 Completagem É quando o tingidor acerta a cor da tinta adicionando uma pequena quantidade de pigmento, para conferir-lhe a cor exata e o brilho desejado conforme padrão estabelecido. Figura 11 – Etapa de Completagem Fonte; http://www.arq.ufsc.br/labcon/arq5661/trabalhos_20021/Pinturas/aspectos_tecnicos.htm 4.5 Teste de cor e controle da qualidade O tingidor envia uma amostra ao laboratório e analisa a viscosidade, brilho, cobertura, cor e secagem. Após aprovação, são liberados para enchimento nas embalagens. Figura 12 – Etapa de teste de cor e controle da qualidade Fonte: http://www.arq.ufsc.br/labcon/arq5661/trabalhos_20021/Pinturas/aspectos_tecnicos.htm 4.6 Filtração Após ser aprovada, a tinta é filtrada através de um sacode feltro, ou de outro tipo de filtro, para remover partículas sólidas de poeira ou sujeira. Figura 13 – Etapa de filtração Fonte: http://www.arq.ufsc.br/labcon/arq5661/trabalhos_20021/Pinturas/aspectos_tecnicos.htm 4.7 Envase Esta é a última etapa do processo. A tinta é despejada em um tanque (máquina de alimentação) que irá encher as latas com a quantidade exata. Esteiras rolantes transportam as latas, que serão embarcadas em caminhões e trens para transporte final. Figura 14- Etapa de envase Fonte: http://www.arq.ufsc.br/labcon/arq5661/trabalhos_20021/Pinturas/aspectos_tecnicos.htm 5. FLUXOGRAMA – PRODUÇÃO DE TINTA A BASE DE SOLVENTE Figura 15 – Fluxograma – Produção tinta à base de solvente Fonte: https://www.abrafati.com.br/wp-content/uploads/2013/08/guia-produo--limpa.pdf 6. FLUXOGRAMA – PRODUÇÃO DE TINTA A BASE DE ÁGUA Figura 16- Fluxograma – Produção tinta à base d’água Fonte: https://www.abrafati.com.br/wp-content/uploads/2013/08/guia-produo--limpa.pdf 7. INDÚSTRIA DE TINTA A PÓ – SHERWIN-WILLIAMS Figura 17 – Logo da empresa Sherwin-Williams Fonte: https://mundodasmarcas.blogspot.com/2006/07/sherwin-willians-cover-earth.html 8. HISTÓRIA Tudo começou em 1866 quando o jovem Henry A. Sherwin montou um pequeno negócio de revenda de tintas na cidade de Cleveland no estado de Ohio. Com uma grande visão empreendedora ele confiou no futuro potencial de um novo empreendimento do refinamento do petróleo, mas seu primeiro sócio, Truman Dunhan, não o acompanhou e saiu do negócio. Após isso, em 1870 Edward P. Williams entra para o negócio. A nova parceria levou o nome comercial de Sherwin- Williams & Co. A Sherwin-Williams está presente no Brasil há mais de 70 anos e tem como objetivo trazer ao mercado as melhores opções em revestimento e proteção. A empresa atua no segmento imobiliário e industrial e hoje é considerada a maior empresa de tinta do mundo. Figura 18 – Fundadores da empresa Sherwin-Williams Figura 19- Primeira Industria da Sherwin-Williams Fonte: Foto disponibilizada pela Sherwin-Williams Fonte: Foto disponibilizada pela Sherwin-Williams 9. PLANTAS NO BRASIL Figura 20 – Plantas da Sherwin-Williams no Brasil Fonte: Foto disponibilizada pela Sherwin-Williams 10. FABRICAÇÃO TINTA PÓ A tinta pó é um produto composto por componentes 100% sólidos. Sendo assim, isentos de solventes, o significa que o teor de VOCs é quase 0%. Com isso, o produto se torna ecológico e com baixíssimo nível de risco ao ambiente. Figura 21 – Composição da tinta pó Fonte: Foto disponibilizada pela Sherwin-Williams. 10.1 FLUXOGRAMA TINTA PÓ Figura 22 – Fluxograma tinta pó Fonte: Foto disponibilizada pela Sherwin-Williams. Pesagem das Matérias-Primas De acordo com a fórmula do produto, pesam as matérias primas em um container. Figura 23 – Pesagem das matérias-primas Fonte: Foto disponibilizada pela Sherwin-Williams. 10.2 Misturador A matéria prima é homogeneizada em um misturador industrial (seco). Figura 24- Misturador Fonte: Foto disponibilizada pela Sherwin-Williams. 10.3 Extrusão A matéria prima homogeneizada é alimentada em uma extrusora que derrete o material e o mistura com mais eficiência. A massa uma vez fria e laminadachama-se: esteira. Figura 25 – Extrusora Fonte: Fotos disponibilizadas pela Sherwin-Williams. 10.4 Moinho A esteira alimenta um moinho e em um classificador subsequente, no qual o tamanho das partículas é reduzido. O produto final é embalado em caixas de 20-25 kg. Figura 26- Moinho Fonte: Foto disponibilizada pela Sherwin-Williams. Figura 27 – Processo do Moinho Fonte: Foto disponibilizada pela Sherwin-Williams. 11. DISTRIBUIÇÃO E TAMANHO DA PARTÍCULA Figura 28- Distribuição e tamanho da partícula Fonte: Foto disponibilizada pela Sherwin-Williams. 12. ASPECTOS E IMPACTOS AMBIENTAIS Relação de causa e efeito entre os processos produtivos e o meio ambiente. 12.1 Energia No segmento de tintas utiliza-se energia elétrica em instalações e maquinários para dispersão, mistura e entalhamento. Algumas instalações podem usar óleo combustível, óleo diesel ou gás natural para geração de calor. Nestes casos, o controle de eficiência de queima deve ser feito de modo a minimizar as emissões de monóxido de carbono, óxidos de enxofre e materiais particulados para a atmosfera. Figura 29- Energia Fonte: https://valorinveste.globo.com/mercados/brasil-e-politica/noticia/2021/10/15/consumo-de-energia-gerada- por-gas-natural-no-brasil-contribui-para-crise-global-diz-iea.ghtml 12.2 Água A água é o recurso natural mais empregado no setor e se dá em larga escala para diversos fins. Parte é empregada nas operações de limpeza e lavagem de máquinas. O uso descontrolado pode levar à crescente degradação das reservas, apontando para a necessidade urgente de adoção de política racional de consumo. Figura 30- Água Fonte: https://sagresonline.com.br/a-agua-no-brasil-da-abundancia-a-escassez/ 12.3 Matérias primas e produtos auxiliares Várias das matérias primas possuem propriedades tóxicas, irritantes e corrosivas, o que torna essencial o conhecimento de seus efeitos potenciais sobre a saúde humana e meio ambiente. Tais informações são obtidas nas Fichas de Informação de Segurança do Produto Químico (FISPQ) e são essenciais para determinar quais equipamentos de proteção individual (EPI) ou coletivo (EPC) deverão ser adotados em todos os procedimentos. Figura 31 – Produtos perigosos Fonte: https://inovarambiental.com.br/2017/11/06/qual-diferenca-entre-fispq-e-fdsr/ 12.4 Emissões atmosféricas – Compostos orgânicos voláteis (VOC) A emissão de compostos orgânicos voláteis é resultado de diversos processos, como: 1. Combustão incompleta; 2. Emissões durante as etapas de fabricação, principalmente quando realizados em equipamentos abertos; 3. Emissões fugitivas de silos de matéria-prima; 4. Limpeza de equipamentos; 5. Vazamentos. O uso de equipamentos fechados durante o processo minimiza a emissão de VOCs, sendo recomendável também para reduzir perdas de matérias-primas. 12.5 Efluentes líquidos A maior fonte de geração de efluentes está nas operações de lavagem entre lotes de cores diferentes. Uma vez descarregados os equipamentos, estes são lavados (água, solvente, solução de NaOH). São efluentes com altas concentrações de solventes e sólidos suspensos. A Legislação ambiental estabelece que os despejos industriais devem ser tratados, de modo que as características físico-químicas dos efluentes estejam e acordo com os padrões estabelecidos pela Resolução CONAMA nº 357, de 17/03/2005. Link da Resolução CONAMA: https://www.icmbio.gov.br/cepsul/images/stories/legislacao/Resolucao/2005/res_co nama_357_2005_classificacao_corpos_agua_rtfcda_altrd_res_393_2007_397_200 8_410_2009_430_2011.pdf Esquema geral de tratamento de efluentes industriais Figura 32- Esquema de tratamento de efluentes industriais Fonte: https://www.abrafati.com.br/wp-content/uploads/2013/08/guia-produo--limpa.pdf 12.6 Efluentes sólidos Ao contrário da fabricação de tinta líquida, a produção de tinta pó possui muito pouco efluente. Única geração que há é na limpeza dos equipamentos e mesmo assim é bem pouca. Esse efluente é retirado com ar comprimido e descartado como resíduo classe I. 13. Resíduos A Organização Mundial de Saúde (OMS) define o resíduo como qualquer coisa que seu proprietário não quer mais e que não possui valor comercial. A norma técnica da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) NBR 10004:2004 define os resíduos sólidos como: resíduos nos estados sólidos e semissólidos, que resultam de atividades de origem industrial, doméstica, hospitalar, comercial, agrícola, de serviços e de varrição. Ficam incluídos nesta definição os lodos provenientes de sistemas de tratamento de água, aqueles gerados em equipamentos e instalações de controle de poluição, bem como, determinados líquidos cujas particularidades tornem inviável o seu lançamento na rede pública de esgotos ou corpos de água, ou exijam para isso, soluções técnicas e economicamente inviáveis em face à melhor tecnologia disponível. De acordo com essa norma os resíduos são classificados como: Classe I – Resíduo Perigoso Aqueles que apresentam periculosidade em função das suas propriedades físicas, químicas ou infectocontagiosas. Sendo assim, podendo apresentar riscos à saúde pública e ao meio ambiente. Classe II o II A – Não Inertes Apresentam propriedades de biodegradabilidade, combustibilidade ou solubilidade em água. o II B – Inertes Resíduo com nenhum dos seus constituintes solubilizados a concentrações superiores aos padrões de portabilidade da água. 13.1 Resíduos da fabricação de tinta Embalagens de insumos Papel/Plástico: compactar e encaminhar para a reciclagem. Metálicas: encaminhar para unidades de siderurgia para reciclagem de sucata de aço. Solvente Solvente de limpeza deverá ser aproveitado através da destilação em empresas credenciadas de recuperação de solventes. Material Contaminado Encaminhar como resíduo classe I para a incineração. 14. CONCLUSÃO Assim sendo, concluímos que as indústrias de tinta possuem diversas possibilidades de atuação. Não só pela aplicação específica de cada tinta, mas pela variedade na faixa de preço referente a cada tipo de material de sua composição. Outro lado, um ponto importante na fabricação de tintas é a questão do meio ambiente. Diante dos dados citados nesse trabalho, é notório a diferença não só nos processos de fabricação da tinta líquida e pó, mas sim nos resíduos gerados. Dessa forma, a fabricação da tinta a pó pode ser considerada com pouquíssimas quantidades de efluente, ou seja, redução do risco de incêndios e com menor impactos ambientais. 15. REFERÊNCIAS https://www.abrafati.com.br/wp-content/uploads/2013/08/guia-produo-- limpa.pdf http://sohelices.com.br/o-que-e-tinta-e-qual-sua-composicao/ https://arq.ufsc.br/labcon/arq5661/trabalhos_20021/Pinturas/aspectos_tecnic os DSIJADADS