Desenvolvimento de soluções para a redução de partículas no produto TopSeries®

Abstract

A presente dissertação, realizada em âmbito empresarial na unidade de negócios TopSeries®, teve como principais objetivos: o estudo do comportamento de rolhas microaglomeradas com diferentes características e tratamentos quando colocadas em contacto com soluções de alto teor alcoólico por um longo período de tempo; o desenvolvimento e validação de novos corpos técnicos com baixa libertação de pó, usando uma nova metodologia de quantificação de pó em garrafa; por último, o anteprojeto de um novo sistema para o despoeiramento de rolhas na linha de produção. Também foram feitos testes de forma a validar um novo método de quantificação de pó - teor de pó em dois passos - que permitisse separar a fração de partículas de tratamento de superfície do pó de cortiça. No que diz respeito ao primeiro objetivo, os testes de envelhecimento, feitos através de maceração de rolhas microaglomeradas em contacto com uma solução alcoólica por períodos de uma semana a quatro meses, verificou-se que as rolhas com tratamento de superfície à base de parafina, apresentam uma maior degradação no aspeto visual e uma maior libertação de pó (0,227 mg/rolha). Este valor é muito elevado quando comparado com o melhor resultado obtido com um novo tratamento de superfície testado (0,013 mg/rolha). Relativamente ao segundo objetivo desta dissertação, foi desenvolvido um método de quantificação de pó no qual uma rolha é inserida numa garrafa contendo água ou uma solução etanólica a 50 % e que é, posteriormente, colocada na posição horizontal e em permanente agitação (de forma a reproduzir condições de transporte). Obtiveram-se valores de 0,108 mg de partículas/rolha e 0,224 mg/rolha, para o tipo de rolha com menor libertação de partículas e maior libertação de partículas, respetivamente. Este novo método em garrafa permitiu testar e validar uma nova gama de rolhas - rolhas de disco – que mostraram ter um elevado desempenho, ou seja, apresentaram baixos valores de libertação de pó, entre os 0,025 mg/rolha e os 0,115 mg/rolha, para os topos de melhor classe e pior, respetivamente. Finalmente, foi projetada uma coluna de despoeiramento em linha para rolhas de cortiça. O sistema é composto por um sistema de aspiração forte e um tecido de microfibras. Os valores obtidos indicam uma redução entre 25 %-80 % consoante o tempo de despoeiramento. No desenvolvimento desta tecnologia, foi ainda realizado um levantamento dos potenciais pontos de formação de pó no processo, sendo um dos mais críticos a zona antes da lavação das rolhas. Em relação ao teste de teor de pó em dois passos, verificou-se que este seria uma boa opção para ser futuramente testada como alternativa ao teste de quantificação de pó atual. Com este trabalho foi possível criar e otimizar um novo método de quantificação de pó mais representativo das condições reais de utilização do produto e com este estudar o comportamento de rolhas de disco e perceber até que ponto estas seriam um boa solução para a diminuição do pó no produto final; selecionar dois novos tratamentos para reduzir o problema da libertação de partículas e degradação do aspeto visual das rolhas microaglomeradas; e, por último, o desenvolvimento de uma nova tecnologia para o despoeiramento de rolhas em linha a instalar antes ou após o tratamento de superfície. Foi ainda realizado um estudo de viabilidade económica da coluna de despoeiramento projetada.

The present dissertation, made in the company TopSeries®, had as major goals: the study of the behavior of microaglomerate stoppers with different technical features and treatments when placed in contact with solutions with high alcohol content for a long period of time; the development and validation of new technical bodies with low dust release, using a new dust quantification methodology in a bottle; lastly, the development and outline of a new system for stopper dusting in the production line. Another test, named dust quantification using two steps, that had as goal the separation of dust and treatment released when treated stoppers were used, was also made. Regarding the first goal, the aging tests, made using microaglomerate stoppers that were placed in contact with solutions with high alcohol content for periods of time of one week up to four months, it was verified that stoppers with surface treatment made with paraffin show a major degradation in terms of visual aspect and a bigger dust release (0,227 mg/stopper). This value is very high if compared with the best result obtained in this test with a new surface treatment (0,013 mg/stopper). In the second goal of this dissertation it was developed a new dust quantification method where the stopper is inserted in a bottle, that already has water or a solution with 50 % of alcohol, that is placed in the horizontal and submitted to stirring (as a way to reproduce the real transportation conditions). The values obtained were 0,108 mg/stopper and 0,224 mg/stopper, for the stopper with least and most particles release, respectively. With this new method, it was possible to test and validate a new kind of stoppers – disk stoppers – that shown a high performance related to low dust release values. Those values were between 0,025 and 0,115 mg/stopper, for the best and worst class tops, respectively. Finally, it was projected a dusting column of cork stoppers. The system has a strong suction system and microfibers fabric. Values obtained indicate a reduction between 25 % and 80 % depending on the dusting time. For this technology development, it was made a study of the biggest points, in the process, of dust formation. One that had the biggest amount of dust was the section before the stopper wash. Regarding the dust quantification using two steps test, it was verified that this could be a good option as an alternative for the standard dust quantification test. With this work, it was possible to create and optimize a new dust quantification method, more representative of the real use of the product and, with this method, study the behavior of disk stoppers and realise if those were a good solution for dust reduction in the final product; select two new treatments that could minimize the particles release and the visual aspect degradation; and the development of a new stopper dusting technology that could be installed before or after the surface treatment zone. Finally, it was made an economic feasibility study for the dusting column designed.