Otimização de Formulações de Tintas e Reaproveitamento de Resíduos do Processo

Abstract

The following internship report was carried out as part of the course unit Dissertation in Chemical Engineering of the Department of Chemical Engineering (DEQ) of the Faculty of Sciences and Technology of the University of Coimbra (FCTUC) to obtain the master’s degree in Chemical Engineering. This report prepared up on the basis of a four-month internship in the production unit of Sika in Ovar, a company dedicated to the production of chemical specialties that include products for bonding, sealing, cushioning, reinforcing and protecting in the areas of construction and automotive industries, as well as paints, concrete admixtures and others. Paints were the target product of the study defined in the various objectives for the internship. The internship was characterized by three different objectives proposed by the company. The first objective was to analyze and then optimize the formulations produced in the factory by making changes to the manufacturing processes of the products. For this purpose, it was necessary to acquire knowledge of the raw materials used in the manufacture of the products, that is, the purpose that each of them serves, in order to be able to modify the manufacturing processes and thus improve the performance of the products and reduce the required production time.The second objective was to evaluate the feasibility of including sub-products in existing formulations, such as wash water from production processes, and to perform pretreatment procedures for them before using them in the said formulations. To this end, various materials were analyzed, physically and chemically characterized, and used at laboratory scale to evaluate the feasibility of their incorporation at factory scale. Two flocculants were tested in sedimentation tests conducted with the materials to be reused. The third objective was to develop a user manual with operating procedures for an equipment used at the laboratory scale. This equipment is a disperser used in the production of paints, primers, and similar products. In order to achieve this goal, several productions were carried out using this equipment and the user manuals provided by the manufacturing company were consulted. During the internship, there was the opportunity to accompany several productions in the factory and in the laboratory and to manufacture several products on a laboratory scale and test their quality parameters. Data were collected on the dimensions of the equipment used in the factory for the production of paints, which allowed the creation of a simulator in MS Excel with the support of Visual Basic for Applications (VBA) for Office, which can predict whether the volume of material in the dispersion phase is sufficient for an efficient dispersion process in the different resources available. From the range of tasks performed during the internship, it can be concluded that this experience contributed positively to the integration into the operational environment of a factory and its laboratories, as well as to the development of useful skills in the areas of optimization and performance of quality control tests on paints, with communication skills proving to be a decisive factor in the good development of the work performance during the internship.

O presente relatório de estágio foi realizado no âmbito da unidade curricular Dissertação em Engenharia Química do Departamento de Engenharia Química (DEQ) da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra (FCTUC) para a obtenção do Grau de Mestre na área de Engenharia Química. Este relatório foi elaborado com base num estágio realizado ao longo de quatro meses na unidade fabril da Sika em Ovar, sendo esta uma empresa que se dedica à produção de especialidades químicas que incluem produtos para colagem, selagem, amortecimento, reforço e proteção nas áreas da construção e indústria automóvel, bem como tintas, adjuvantes de betão, entre outros. As tintas foram o produto alvo de estudo nos diferentes objetivos definidos para o estágio. O estágio caraterizou-se por três objetivos distintos sugeridos pela empresa. O primeiro objetivo consistiu na análise e posterior otimização de formulações produzidas na fábrica através de alterações aplicadas aos processos de fabrico dos produtos. Para tal, foi necessário adquirir conhecimentos acerca das matérias-primas usadas na produção dos produtos, nomeadamente acerca das funções que cada uma desempenha para poder proceder a alterações aos processos de fabrico e assim melhorar o desempenho dos produtos e reduzir o seu tempo de produção.O segundo objetivo consistiu na avaliação da viabilidade de incorporação de materiais de aproveitamento em formulações existentes, como águas de lavagem resultantes de processos produtivos, e implementação de processos de pré-tratamento para os mesmos antes de os utilizar nas formulações referidas. Para tal, foram analisados diversos materiais que foram caraterizados física e quimicamente e os mesmos foram usados em fabricos à escala laboratorial para concluir quanto à viabilidade da sua incorporação à escala industrial. Foram testados dois floculantes em testes de sedimentação realizados com os materiais que se pretende reaproveitar. O terceiro objetivo consistiu na elaboração de um manual de utilizador com procedimentos de operação para um equipamento à escala laboratorial adquirido pelo laboratório. Este equipamento consiste num dispersor utilizado na produção de tintas, primários e produtos semelhantes. Para cumprir este objetivo, foram realizados diversos fabricos de produtos recorrendo a este equipamento e foram consultados os manuais de utilizador fornecidos pela empresa que fabrica o equipamento. No estágio houve a possibilidade de assistir a diversos fabricos em fábrica e em laboratório e de produzir produtos à escala laboratorial, testando os parâmetros de qualidade dos mesmos. Foi também feita uma recolha de dados relativos às dimensões dos equipamentos usados na produção de tintas na fábrica, o que permitiu a criação de um simulador em MS Excel com suporte de Visual Basic for Applications (VBA) para o Office que tem como objetivo prever se o volume de material na fase de dispersão é o suficiente para um processo de dispersão eficiente nos diversos recursos existentes. Com a variedade de tarefas realizadas neste estágio, conclui-se que esta experiência contribuiu positivamente para a integração no ambiente empresarial de uma fábrica e dos seus laboratórios, assim como para o desenvolvimento de capacidades úteis nas áreas de otimização e realização de testes de controlo de qualidade a parâmetros das tintas, sendo que a capacidade de comunicação foi algo que provou ser determinante para o bom desenvolvimento do trabalho realizado ao longo do estágio.