Otimizando Processos de Adesivos Hotmelt (HMA) com Controle Avançado de Viscosidade
A viscosidade do adesivo hotmelt é uma propriedade crítica, pois afeta diretamente sua capacidade de ser…

Para engenheiros de processo, é essencial desenvolver um método eficiente e confiável para monitorar e controlar o leite de pasta de cal na produção do produto alvo. A chave para este processo é encontrar um método que mantenha a qualidade da pasta, obtenha um controle rígido e reaja prontamente a quaisquer alterações nas matérias-primas ou na concentração desejada da pasta de cal. Este documento discutirá o estado atual da produção de leite de limão, diferentes técnicas disponíveis para controle, seus benefícios e desvantagens, e descreverá a melhor abordagem para o processo de produção, considerando fatores como concentração, tamanho do sistema, pureza da matéria-prima e produto final desejado. , enfatizando os benefícios Rheonics Medidor de densidade e viscosidade SRD.
A produção de leite de cal envolve a mistura de óxido de cálcio, CaO, com água em uma reação de liberação de calor chamada hidratação de cal. Esta reação produz inicialmente uma solução em pó fino de hidróxido de cálcio conhecida como cal hidratada ou cal apagada. A adição adicional de água forma a solução líquida chamada leite de cal. A pasta é normalmente misturada até uma concentração onde ainda flui facilmente, mas carrega uma alta fração sólida de hidróxido de cálcio.
Para lidar com segurança com o calor gerado durante a reação de hidratação, é necessário um equipamento especializado denominado apagador de cal. Manter a temperatura de reação adequada mantém a qualidade do hidrato produzido consistente e garante uma boa reatividade que ajuda a minimizar o impacto ambiental e, em última análise, a melhorar o rendimento do produto final. Os usuários de leite de cal têm a opção de apagar a cal virgem no local ou obter hidróxido de cálcio seco pré-apagado. Este último pode ser facilmente misturado com água sem a necessidade de apagador. Alternativamente, leite de limão pronto pode ser obtido nos fornecedores.
As suspensões aquosas resultantes são caracterizadas pela concentração da massa da matéria sólida (% de sólidos), pela reatividade química da pasta para neutralizar um ácido e pela distribuição dos tamanhos das partículas em suspensão (controlando em parte a viscosidade). Estas características determinam as propriedades da pasta, principalmente a sua viscosidade e a sua reatividade.
O armazenamento adequado do leite de cal é crucial, pois sua qualidade se deteriora com o tempo. As partículas de hidróxido de cálcio reagem com o dióxido de carbono (CO2) na atmosfera, resultando na formação de cal carbonática de cálcio (CaCO3). Isto afeta negativamente a eficácia da pasta em vários processos e aplicações.
Figura 2: Esquema do processo de pasta de leite de cal [2].
A principal matéria-prima para o leite de pasta de cal, a cal viva, é proveniente do calcário, uma rocha sedimentar composta principalmente de carbonato de cálcio (CaCO₃). O calcário é abundante em todo o mundo e é extraído comercialmente em países com depósitos significativos de calcário, incluindo EUA, China e Índia.
Existem diversas alternativas à pasta de leite de cal, principalmente em aplicações onde seu uso é para controle de pH ou tratamento de água. Essas alternativas incluem carbonato de sódio (carbonato de sódio), soda cáustica (hidróxido de sódio) e hidróxido de magnésio. No entanto, cada uma destas alternativas apresenta o seu próprio conjunto de vantagens e desvantagens, e a seleção depende frequentemente da aplicação específica e de considerações económicas locais.
Conforme explicado anteriormente, quimicamente, uma pasta de cal é uma suspensão de óxido de cálcio CaO em água, chamada cal virgem. A cal hidratada Ca(OH)2 é uma suspensão de partículas sólidas (pó) de hidróxido de cálcio Ca(OH)2 – concentração entre 18% e 40% – em água, conhecida como cal hidratada, obtida a partir da hidratação da cal viva.
O próximo gráfico mostra que a densidade de uma pasta de leite de cal aumenta com a concentração. Isso ocorre porque as partículas de cálcio na lama deslocam a água, que é menos densa.
Figura 3: Tabela de densidade da pasta de leite de limão.
O gráfico também mostra que a densidade do leite da pasta de cal varia com a temperatura. Isto ocorre porque as partículas de hidróxido de cálcio são mais solúveis em água quente, o que reduz a densidade da pasta.
A tabela a seguir mostra a densidade do leite da pasta de cal em diferentes porcentagens de CaOH2 em água. A densidade aumenta linearmente com o aumento da percentagem mássica de cal na lama. É importante observar que estes são valores aproximados e a densidade real pode variar dependendo de fatores como temperatura e pressão.
Em percentagens acima de 30%, algumas pastas de cal tornam-se bastante rígidas. A 35% são usados aditivos para tornar a pasta bombeável. Geralmente, a 40%, as polpas não podem mais ser bombeadas.
Tabela 1: Densidade de referência da pasta de cal [3].

Existem três tipos de suspensões de cal:
Uma vez estabilizada, a pasta de cal é uma suspensão estável e não corrosiva. A estabilização ocorre quando toda a água reagiu totalmente com o hidróxido de cálcio.
- Tratamento de água: A cal tem vários usos em processos de tratamento de água, incluindo amolecimento, aglomeração, floculação e ajuste de pH. É comumente adicionado à água potável para controlar a deposição de carbonato e prolongar a vida útil dos sistemas de distribuição.
No tratamento de águas residuais, a cal atua como coagulante, neutralizando a carga das partículas coloidais, permitindo que sejam facilmente removidas. Promove também a floculação das impurezas em suspensão, tornando a decantação mais eficiente. A cal pode ser usada em combinação com sais metálicos ou polímeros como agente floculante.
Além disso, a cal pode aumentar os níveis de pH da água, causando a precipitação de metais pesados como hidróxidos. Isso torna mais fácil coletá-los e removê-los. A cal também auxilia na precipitação de fosfatos e sulfatos, bem como de metais pesados, como sais insolúveis, aumentando sua eficiência de remoção.
Figura 4: Processo de tratamento de água e medidor de densidade e viscosidade SRD
– Refino de Açúcar: O processo de purificação do caldo de beterraba ou de cana envolve a adição de leite de cal e gás de carbonatação. O monitoramento da qualidade do leite de cal em várias etapas é crucial para obter melhores resultados de purificação e otimizar o processo.
Figura 5: Processo de refino de açúcar e medidor de densidade e viscosidade SRD
– Dessulfurização de gases de combustão: Utilizado extensivamente em usinas de energia e indústrias com grandes caldeiras, a pasta de leite de cal ajuda a reduzir as emissões de dióxido de enxofre ao reagir e neutralizar esses gases nocivos.
– Fabricação de Papel: Na indústria de papel, a pasta de leite de cal é utilizada para digerir madeira no processo sulfato ou kraft. Ele decompõe a lignina presente na madeira, tornando a produção de papel mais eficiente.
Figura 6: Processo de fabricação de papel e medidor de densidade e viscosidade SRD
– Produção de Aço: A indústria siderúrgica utiliza pasta de leite de cal para fundente, dessulfurização e no processo básico de fabricação de aço com oxigênio. Auxilia na remoção de impurezas, melhorando a qualidade do aço produzido.
– Mineração de metais não ferrosos: Remoção de metais não ferrosos do minério em processos de flotação onde o leite de cal é utilizado como modificador de pH para melhor eficácia de espumantes e coletores ou em reações de metátese onde é utilizado para precipitar o sal do metal não ferroso. A pasta de cal é usada para controlar o valor do pH na neutralização de ácidos e no processo de lixiviação de cianeto no refino de ouro.
– Fabricação química: LA pasta de tempo é usada como ajustador de pH, dessecante ou para reação de metátese.
- Construção: O leite de cal é utilizado para estabilização de solos na construção e como componente de materiais de construção.
– Branqueamento: A pasta de cal é usada para branquear materiais como linho, vidro e pasta de papel.
Esta técnica envolve a realização de medições periódicas da densidade da pasta de leite de cal usando um medidor de densidade off-line. Este medidor de densidade é separado do fluxo do processo e requer intervenção manual. Este método pode ser rentável e relativamente simples de implementar; no entanto, pode ser bastante lento e pouco confiável em resposta a mudanças de concentração.
Aqui, um medidor de densidade em linha como o Rheonics O medidor de processo SRD é utilizado para medir continuamente a densidade da pasta de leite de cal. Este medidor permite o monitoramento em tempo real do fluxo do processo, tornando-o mais rápido e preciso do que as medições offline. No entanto, os ajustes da taxa de alimentação ainda são feitos manualmente, o que pode resultar em tempos de reação mais lentos e em potenciais erros humanos, como diluição excessiva ou insuficiente da solução.
Este método emprega um medidor de densidade de processo em linha como o Rheonics medidor de processo SRD para monitorar a densidade da pasta de leite ou cal em tempo real, combinado com um controlador simples para ajustar as taxas de alimentação automaticamente. Esta configuração fornece medições de densidade precisas e permite que o controlador faça ajustes rápidos em resposta a alterações de concentração, mantendo a qualidade da pasta e alcançando um controle rígido. Embora esse método tenha um custo inicial de instalação mais alto, os benefícios de qualidade consistente, desempenho e envolvimento reduzido de mão de obra tornam-no a escolha recomendada.
Figura 7: Medidor de densidade de processo em linha SRD para controle de massa de concentração de lama de cal
O Rheonics Medidor de densidade de processo em linha O SRD é um medidor de densidade em linha ideal para controlar a densidade do leite de cal em um apagador de cal. O SRD é preciso e confiável e pode operar em uma ampla faixa de temperaturas e pressões.
Figura 8: Rheonics Medidor de densidade e viscosidade em linha SRD
O Rheonics O medidor de densidade de processo em linha SRD é adequado para controle de extinção de cal pelos seguintes motivos:
Tabela 2: Comparação de várias pastas de cal em tanques e suas propriedades de envelhecimento. [1]

O medidor de densidade de processo em linha, Rheonics SRD é uma ferramenta versátil que pode ser usada para monitorar não apenas a lama de leite de cal, mas também suas alternativas, como carbonato de sódio, soda cáustica e hidróxido de magnésio. Dadas as diferentes densidades e características de fluxo dessas substâncias, Rheonics A precisão e a capacidade de ajuste do SRD o tornam uma excelente escolha para monitorar suas concentrações em tempo real. Isso garante que as quantidades corretas sejam utilizadas, mantendo o nível ideal de pH ou a eficiência do tratamento. Além disso, a integração do Rheonics O SRD com sistemas de controle permite ajustes automáticos, proporcionando uma operação perfeita, independente do material utilizado.
Figura 9: Instalação do medidor de densidade SRD no tanque e linha de recirculação
Tabela 3: Comparação de vários medidores de densidade baseados em diferentes tecnologias.
| Particularidades | Tecnologias de Medição | |||||
| Ressonador torcional balanceado | Garfo giratório | Tubos Vibratórios | Ultrassônico | Micro Ondas | Radiação | |
| Faixa de densidade | 0-4g/cc | 0-3g/cc | 0-3g/cc | Mede a velocidade do som no fluido 0-4g/cc | Mede sólidos totais 1%-50%TS 0-2g/cc | 0-1g/cc |
| Precisão de densidade | 0.001 g / cc | 0.001 g/cc ou melhor sob condições definidas | 0.001 g/cc ou melhor nas melhores condições | 0.005 g / cc | 0.005 g / cc | 0.01 g / cc |
| Classificação e influência da viscosidade | Até 10,000 cP Mede simultaneamente a viscosidade dinâmica dos fluidos | Até 50 cP O erro aumenta (0.004 g/cc) em fluidos de alta viscosidade (200 cP) | Precisa de calibração para cada fluido de viscosidade | Não medido | Não medido | Não medido |
| Classificação de pressão e influência | 0 a 15,000 psi (1000 bar) Totalmente compensado Não há necessidade de calibração | 0 a 3000 psi (200 bar) Efeito significativo, não compensado | 0 a 750 psi (50 bar) | 0 a 1500 psi (100 bar) | 0 a 1500 psi (100 bar) | 0 a 3000 psi (200 bar) |
| Classificação e influência da temperatura | -40 a 300 ° C Estabilidade de 0.1°C Pequena massa do sensor Condições isotérmicas permitem excelente precisão de densidade Nenhuma diferença nas condições de fábrica versus condições de campo. | -50 a 200 ° C Nenhum sensor de temperatura embutido Estabilidade inferior a 1°C Grande massa do sensor Precisa de medição de temperatura externa | Máx. 150 ° C Estabilidade de 0.1°C Tubos sensores envoltos em isolamento com aquecedores controlados Mudanças rápidas de temperatura levam a grandes erros de medição | 0 para 150 ° C | 0 para 150 ° C | 0 para 400 ° C |
| Condições de fluxo | Estática ou fluida. Nenhuma influência da vazão na operação do sensor. | Necessita de regime de fluxo bem definido. Necessita de um adaptador grande para cada diâmetro de tubo. | Estática ou fluida. Necessita de compensação de taxa de fluxo. | Fluidos monofásicos. Afetado pela presença de bolhas, sólidos ou outras impurezas. | Estático ou fluindo. Sem influência da taxa de fluxo. Tolerante a impurezas no fluido | Fluxos monofásicos ou multifásicos. Não afetado por impurezas. |
| Instalação | O menor sensor de densidade de processo em linha do mercado (1” x 2.5”) Múltiplas conexões de processo oferecidas | Precisa de um adaptador grande para cada diâmetro de tubo Sensor grande (2” x 10”) | Não é adequado para tubos de grandes diâmetros Sistema de sensor grande (10”x20”) | Variantes externas e intrusivas Sensor grande e pesado Requer alojamento exclusivo para linhas pequenas | Externo Sensor e carcaça grandes e pesados Para tubos de 2” ou superiores | Externo Para tubos pequenos, o emissor e o transmissor precisam ser colocados mais distantes Calibração necessária |
| Instalação do tanque | Compatível | Compatível | Não compatível | Estilos compatíveis, mas sofrem de problemas de depósitos | Não compatível | Não compatível |
| Variantes | Personalizável em comprimento (nivelado, curto e longo) e design (corpo padrão de ∅30 mm e variante de ∅19 mm) | Personalizável em comprimento | nenhum | nenhum | nenhum | Adapta-se a tubos retos e curvas |
| Custos unitários | $ | $$ Precisa de limpeza frequente devido a entupimento e recalibração | $$$ | $$ Calibração com fluidos para definir a linha de base | $$ Calibrações de linha de base necessárias | $$$ Calibração de linha de base Regulamentos de controle de fontes de radiação |
| Esforço de instalação | 0 a Baixo Zero manutenção Sem calibração de campo Projeto de autolimpeza | Alto Frequentemente conectado, precisa de limpeza Precisa de recalibração em intervalos periódicos | Suporte: Precisa de calibração de comissionamento | Suporte: Precisa de calibração de comissionamento | Suporte: Precisa de calibração de comissionamento | Alto |
| Manutenção | Nenhum se não houver deposição no elemento sensor | Falha no revestimento e depósitos no sensor | Calibração frequente | Calibração frequente | Calibração frequente | Calibração frequente |
| Custo vitalício para o cliente | $ | $$$ | $ $ $ $ $ | $$ | $ | $$ |
| Fraqueza | nenhum | Enorme efeito de parede, requer adaptadores especiais para cada condição de fluxo | Instalação volumosa Recalibração necessária | Muito sensível às condições de fluxo | Baixa precisão | Último em precisão |
A implementação do sistema automático de monitoramento e controle em linha pode ser dividida nas seguintes etapas:
A seleção de um medidor de densidade em linha apropriado como o Rheonics SRD é o primeiro passo. Certifique-se de escolher um modelo que atenda aos requisitos específicos do seu processo, como as características da pasta e o nível desejado de precisão de controle. Descubra todas as variantes do SRD aqui.
O medidor de densidade em linha pode ser instalado diretamente na tubulação do processo ou em um tanque, dependendo dos requisitos específicos da aplicação. Análise Rheonics Requisitos de instalação do SRD.
Para instalação de linha de processo:
Rheonics O medidor de densidade SRD pode ser facilmente integrado a uma tubulação existente, devido às conexões de processo personalizáveis e às variantes de sonda do sensor.
Os principais tipos de instalação são perpendiculares e horizontais ao tubo. A decisão é tomada com base nas restrições de instalação de espaço, funcionalidade, tipo de fluido e outras. Veja a próxima tabela com uma comparação dos dois para Leite de Lima Slurry.
Tabela 4: Instalação de tubulação em linha – Comparação paralela e perpendicular
| Perpendicular | Paralelo | |
|---|---|---|
| Descrição | A sonda do sensor é instalada a 90° do tubo. Recomenda-se que a ponta da sonda do SRD esteja alinhada com o fluxo, veja mais aqui. | A sonda do sensor é instalada ao longo ou axialmente ao tubo. Geralmente requer um tubo curvo. Recomenda-se que o fluido fique contra o eixo da sonda do SRD. O elemento sensor é concêntrico e está no meio da linha. |
| Vantagens | Instalação mais fácil - Normalmente requer apenas um weldolet. | Ter o fluido ao longo do eixo da sonda do sensor é a instalação ideal para o SRD. Menos probabilidade de haver depósitos afetando o elemento sensor. Rheonics ofertas acessórios para células de fluxo para uma instalação paralela |
| Desvantagens | Para fluidos de alta viscosidade, existe o risco de sedimentação e depósitos ao redor da base e da ponta do elemento sensor. Principalmente, requer um tamanho mínimo de tubo de 2.5” (2” para ANSI - DE 60.3 mm). Tubos de tamanho menor correm o risco de formar depósitos e não dar folga suficiente ao elemento sensor. | Se usado para sondas curtas, a instalação requer uma curvatura curta ou personalizada. Rheonics oferece o FET-15T e curva de varredura para conexão com NPT 1.25” e Tri-Clamp. Para instalação paralela, algumas aplicações requerem uma sonda de inserção longa. Possível redução na seção transversal. Na maioria das vezes, requer uma curvatura ou ângulo de 90° na tubulação. |
| Ao instalar em um tubo onde existe potencial de sedimentação (devido frequentemente à mistura inadequada de CacO3), a sonda do sensor deve ser instalada para evitar a formação de depósitos ao redor do elemento sensor. | ||
Para instalação em tanque:
Para instalações em tanques, vasos ou reatores, não apenas o elemento sensor SRD precisa estar livre de obstruções, mas a sonda do sensor deve estar longe de objetos em movimento que possam atingir a unidade durante a operação.
Rheonics as soluções mais comuns para instalação em tanques são o uso do Tank Mount Adapter – TMA-34N, e o uso de sondas de inserção longas como o SRD-X5. Ambos permitem uma instalação segura e confiável sem a necessidade de esvaziar o tanque. A próxima tabela compara as duas opções.
Tabela 5: Instalação do tanque em linha – Comparação entre adaptador de montagem em tanque e sonda de inserção longa
| Acessório TMA-34N | Sonda de inserção longa | |
|---|---|---|
| Descrição | Ele usa o curto SRD-X1-34N, enroscado em uma gaiola protetora. A montagem é prolongada por um tubo com comprimento personalizado. A sonda do sensor está imersa em fluido e a outra extremidade é fixada para uma instalação segura. | Sonda sensora de peça única personalizada em comprimento e conexão ao processo. Refere-se a SRD-X5 (padrão longo), -X6 (Slimline) e -X7 (sonda do reator). |
| Vantagens | Fácil alteração do comprimento de inserção pelo usuário. A gaiola protege a sonda contra ataques. | Pode ser usado para tanques abertos e fechados. Flexibilidade no design (diâmetro do corpo). Gaiolas protetoras estão disponíveis |
| Desvantagens | Principalmente comum em tanques abertos. | Solução mais cara comparada ao TMA. |
Para uma análise mais aprofundada, visite o artigo em um comparação entre instalação em linha em tanque e tubulação.
Uma vez instalado, o medidor de densidade deve ser testado para garantir medições precisas. Esta etapa inclui verificar se as leituras do medidor correspondem à densidade conhecida da pasta e ajustar o medidor conforme necessário.
O medidor de densidade deve ser integrado aos sistemas de controle. Isto permite ajustes automáticos da taxa de alimentação em resposta a alterações na densidade da pasta.
Seguindo esta estratégia de implementação, você pode garantir a instalação e a operação bem-sucedidas de um sistema automático de monitoramento e controle em linha para a polpa de leite de cal. Isso levará a um melhor controle do processo, qualidade consistente da polpa e melhor desempenho do produto final.
Ao utilizar um método automático de monitoramento e controle em linha, os operadores podem manter e controlar com confiança a qualidade do leite da pasta de cal para atingir o desempenho e a segurança desejados do produto final.
O monitoramento e o controle da lama de leite de cal são aspectos críticos de muitos processos industriais. A escolha da técnica deve considerar fatores como precisão, tamanho do sistema e frequência das alterações de concentração. No entanto, para um desempenho ideal e qualidade consistente, recomendamos o uso de um método automático de monitoramento e controle em linha. A manutenção adequada e o cumprimento dos POPs garantirão resultados confiáveis, além de fornecer... Rheonics medidor de densidade de processo em linha com saída de viscosidade, o SRD é um excelente complemento ao conjunto de ferramentas dos operadores para monitorar, controlar e otimizar a consistência de sua pasta de cal, alcançando alto ROI.
[1]: Kutlubay, G. (2016) Processo de Fabricação de Leite de Cal Apagada de grande finura e Leite de Cal de grande finura assim obtido. WO 2016/037972 A9
[2]: Kemppainen, J. (2016) Modelagem e validação do processo de produção de leite de cal.
[3]: Associação Nacional do Limão. Propriedades de produtos comerciais típicos de cal
[4]: Visão geral do mercado global de lama de cal 2019-2025, relatório de pesquisa de mercado
[5]: S&D Sucden. Fluxogramas do Processo de Açúcar
[6]: Wikipédia. Pasta de leite de limão
[7]: Associação do Açúcar
[8]: Associação de Papel