Proceso y dispositivo para la expansión de material de corcho por vapor saturado y/o sobrecalentado.

La presente invención se refiere a un proceso y un dispositivo para la expansión de material de corcho sometiendo este último a vapor saturado o sobrecalentado. La invención puede expandir corcho por lo menos de un 5 a un 30%, sin utilizar sustancias extrañas respecto al corcho. El dispositivo de expansión comprende a tres conjuntos operativos (UA, UA'; UE, UE'; UD, UD'), respectivamente, conjunto de alimentación (UA, UA'), conjunto de expansión (UE, UE') y conjunto de descarga (UD, UD'), que están asociados a las etapas del proceso de expansión del material de corcho. Este nuevo proceso y dispositivo permiten la expansión de corcho en cualquier tipo de material de corcho, tal como corcho de falca, corcho virgen o de imitación, placas de corcho, residuos de corcho, corcho picado, granulado o en polvo y sus combinaciones. El material de corcho resultante presenta propiedades mejoradas.

Proceso y dispositivo para la expansión de material de corcho por vapor saturado y/o sobrecalentado.

CAMPO DE LA INVENCIÓN

Esta invención se refiere a un proceso y a un dispositivo que permite la expansión de volumen de corcho sin el uso de sustancias extrañas respecto al corcho. Más concretamente, se refiere a un proceso que consiste en someter el corcho a vapor saturado y/o sobrecalentado dando como resultado un mayor volumen de material y por lo tanto un mayor rendimiento, y a un dispositivo para llevar a cabo dicho proceso.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

El corcho es un producto natural que tiene alta calidad y una amplia aplicación industrial que se va del vino a la industria de la construcción. Existe una gran demanda de corcho, tanto como materia prima como por sus características únicas, pero al tratarse de un recurso natural es limitado.

En varias etapas de procesamiento de corcho o derivados del corcho ya se utiliza agua o vapor. La mayoría del corcho extraído del alcornoque se somete a un proceso de ebullición con agua a 90ºC durante 1 hora. Este proceso es bien conocido en la industria del corcho y se utiliza para aplanar placas de corcho. Esta operación es fundamental para aplanar las placas de corcho y aplica humedad que es necesaria para las operaciones de brochado de tapones.

El agua, en forma de vapor sobrecalentado, también se utiliza para la producción de aglomerado negro, para lo cual se utiliza corcho granulado sin tratamiento previo (ebullición) . El vapor sobrecalentado puede alcanzar temperaturas superiores a 340ºC. En este proceso, los gránulos de corcho tienen un volumen de expansión considerable, se produce la adhesión entre los gránulos, para así evitar la necesidad de pegamento sintético. Sin embargo, este proceso produce una fuerte degradación del corcho, lo que disminuye considerablemente su valor comercial. Este proceso se describe en la patente británica nº 16.935. Para la producción de aglomerado negro, se obtiene una expansión celular junto con una reducción del espesor de su pared celular y una importante modificación química (véase Materials Science and Engineering A.H. Pereira y E. Ferreira, 1989, 111, páginas 217-225) . Estas situaciones también contribuyen a una reducción de la calidad de corcho, y por lo tanto de su valor comercial. Además, el proceso de producción de aglomerado negro aplica un color oscuro (de ahí la denominación de "aglomerado negro") a las placas así producidas lo cual deteriora significativamente el aspecto estético.

La solicitud de patente WO 014 436 A1 describe un proceso en el cual se utiliza vapor para el tratamiento del corcho. Este proceso está diseñado para eliminar malos sabores del corcho utilizando temperaturas relativamente bajas en el intervalo de 100 a 125ºC.

La solicitud de patente US 2588418 A también se refiere al uso de vapor para el tratamiento de corcho. Este proceso se utiliza para desfragmentar corcho granulado que previamente fue envasado para fines de transporte.

El proceso y el dispositivo de la presente invención superan los inconvenientes de los procesos de la técnica anterior tales como la producción de aglomerado negro. Son más compatibles con procesos de soporte a los procesos de fabricación, tales como, por ejemplo, la ebullición de placas de corcho, supresión de mal sabor del material de corcho

o desfragmentar de corcho granulado previamente envasado, garantizando de este modo un producto de expansión (producto resultante) que tiene un mayor volumen, que es más ligero y más resistente que el material de corcho de partida (o materia prima) .

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El proceso de expansión de la invención puede realizarse en modo continuo o por lotes y tiene tres etapas. La primera etapa comprende la alimentación de material, seguido de una segunda etapa de expansión y, finalmente de la tercera fase de descarga o, preferiblemente, etapa de enfriamiento y descarga.

Con relación a la primera etapa o etapa de alimentación, ésta comprende el suministro de material de corcho a una zona de expansión. En un proceso continuo, la etapa de alimentación está diseñada para suministrar una zona de expansión y encerrar vapor en la zona de expansión. En un proceso por lotes, la etapa de alimentación está diseñada para suministrar a una zona de expansión y recuperar el vapor que permanece en esa zona de expansión.

Respecto a la segunda etapa o etapa de expansión, ésta comprende el suministro de vapor saturado y/o sobrecalentado a una zona de expansión y la contención de vapor saturado y/o sobrecalentado en la zona de expansión.

En la zona de expansión, todo el material de corcho a procesar debe someterse a dicho vapor saturado y/o sobrecalentado a una temperatura en el intervalo de aproximadamente 150 - 340ºC, preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 280 - 310ºC y una sobrepresión en el intervalo de aproximadamente 0, 1 a 0, 5 bar durante un

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período en el intervalo de aproximadamente 30 segundos a 15 minutos, preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 30 segundos a 5 minutos.

En relación con la tercera etapa o etapa de descarga, ésta incluye la descarga o, preferiblemente, el enfriamiento y la descarga de producto que resulta de la segunda etapa del proceso de expansión de la invención. Esta etapa comprende la contención de vapor en la zona de expansión y el enfriamiento y la recogida del corcho expandido en la zona de expansión.

La presente invención está asociada, además, a un dispositivo de expansión que comprende un conjunto de alimentación, un conjunto de descarga y un conjunto o cámara de expansión entre el conjunto de alimentación y el de descarga, en el que el conjunto de alimentación comprende un elemento de estanqueidad, una admisión de material de corcho y un elemento de transporte del material de corcho; dicho conjunto de expansión comprende una carcasa y un mecanismo interior de transporte y contacto, y dicho conjunto de descarga comprende un elemento de estanqueidad y un elemento de recogida y transporte, en el que

dicho elemento de estanqueidad del conjunto de alimentación está dispuesto sobre la admisión, conectado de manera estanca a la abertura de entrada de dicha admisión del material de corcho, en un primer extremo de un elemento de transporte y curso arriba de la abertura de alimentación de un conjunto de expansión UE, diseñado para la contención de vapor saturado y/o sobrecalentado en los conjuntos de alimentación y de expansión;

dicha admisión de material de corcho del conjunto de alimentación está dispuesta en un primer extremo de un elemento de transporte, conectada a un elemento de estanqueidad y dispuesta por debajo de este último, que se utiliza para recibir material de corcho y lo envía a los elementos de transporte, y que comprende un tamaño y una forma adecuados a la cantidad de material de corcho a suministrar al conjunto de expansión;

dicho elemento de transporte del conjunto de alimentación dirige material de corcho a una abertura de alimentación del conjunto de expansión;

dicha carcasa del conjunto de expansión es hueca, la cual comprende,

por lo menos una abertura de alimentación dispuesta en un primer extremo de la carcasa, en la parte superior de la carcasa del conjunto de expansión, comunicando con el elemento de transporte del conjunto de alimentación, diseñada para permitir el suministro de material de corcho a la carcasa del conjunto de expansión para así suministrar material de corcho al mecanismo interior de transporte y contacto del conjunto de expansión,

por lo menos cuatro aberturas de entrada de vapor saturado y/o sobrecalentado dispuestas en una parte inferior de la carcasa del conjunto de expansión y situadas de manera sustancialmente uniforme en la pared en cada lado de dicha carcasa,

por menos dos aberturas de salida de vapor saturado y/o sobrecalentado dispuestas y situadas en la parte superior de la carcasa del conjunto de expansión, para el flujo de vapor, actuando las aberturas de salida como válvulas de escape o convergiendo en por lo menos una válvula de escape fuera de la carcasa de la cámara de expansión,

por lo menos una abertura de entrada de termofluido dispuesta en la cara transversal de dicho...

1. Proceso para la expansión de material de corcho por vapor saturado y/o sobrecalentado, caracterizado por el hecho de que comprende una primera etapa de alimentación, una segunda etapa de expansión y una tercera etapa de descarga, en el que:

dicha primera etapa de alimentación comprende el suministro de material de corcho a una zona de expansión,

dicha segunda etapa de expansión comprende el suministro de vapor saturado y/o sobrecalentado, a una temperatura en el intervalo de aproximadamente 150 - 340ºC, a una zona de expansión durante un período en el intervalo de aproximadamente 30 segundos a 15 minutos, y una contención de dicho vapor saturado y/o sobrecalentado en dicha zona de expansión y

dicha tercera etapa de descarga comprende una contención de vapor saturado y/o sobrecalentado en dicha zona de expansión y la recogida del material de corcho expandido.

2. Proceso para la expansión de material de corcho por vapor saturado y/o sobrecalentado según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que, en la fase de expansión, la temperatura del vapor saturado y/o sobrecalentado se encuentra en el intervalo de aproximadamente 280 - 310ºC.

3. Proceso para la expansión de material de corcho por vapor saturado y/o sobrecalentado según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por el hecho de que, en la fase de expansión, el vapor saturado y/o sobrecalentado actúa durante un período de tiempo en el intervalo de aproximadamente 30 segundos a 5 minutos.

4. Proceso para la expansión de material de corcho por vapor saturado y/o sobrecalentado según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que, se realiza de modo continuo o por lotes.

5. Proceso para la expansión de material de corcho por vapor saturado y/o sobrecalentado según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la etapa de descarga está precedida de enfriamiento del material de corcho expandido.

6. Dispositivo para la expansión de material de corcho que comprende un conjunto de alimentación (UA; UA’) , un conjunto de descarga (UD; UD’) , caracterizado porque comprende, además, un conjunto de expansión (UE; UE’) entre dichos conjuntos de alimentación y de descarga (UA, UD; UA’, UD’) ; en el que

dicho conjunto de alimentación (UA; UA’) comprende un elemento de estanqueidad (3; 3') , una admisión de material de corcho (1; 1') y un elemento de transporte de material de corcho (2; 2’) ;

dicho conjunto de expansión (UE; UE’) comprende una carcasa (4; 4’) y un mecanismo interior de transporte y contacto (5, 5') ;

dicho conjunto de descarga (UD; UD’) comprende un elemento de estanqueidad (12; 12') y un elemento de recogida y transporte (13; 13') y en el que

dicho elemento de estanqueidad (3; 3') del conjunto de alimentación (UA; UA’) está dispuesto sobre la admisión (1) , conectado de manera estanca a una abertura de entrada de dicha admisión del material de corcho (1) , en el primer extremo del elemento de transporte (2) y curso arriba de dicha abertura de alimentación (6) del conjunto de expansión (UE) , diseñado para la contención de vapor saturado y/o recalentado en dicho conjunto de alimentación y expansión (UA, UA’; UE, UE’) ;

dicha admisión del material de corcho (1; 1') del conjunto de alimentación (UA; UA’) está dispuesta en un primer extremo del citado elemento de transporte (2; 2’) , conectada a dicho elemento de estanqueidad (3; 3') y dispuesta por debajo de este último, que se utiliza para recibir material de corcho y enviarlo al citado elemento de transporte (2; 2’) y que comprende un tamaño y una forma adecuados a la cantidad de material de corcho a suministrar a dicho conjunto de expansión (UE; UE’) ;

dicho elemento de transporte (2; 2’) del conjunto de alimentación (UA; UA’) dirige el material de corcho a una abertura de alimentación (6; 6') del citado conjunto de expansión (UE; UE’) ;

dicha carcasa (4; 4’) del conjunto de expansión (UE; UE’) es hueca, la cual comprende,

por lo menos una abertura de alimentación (6; 6’) dispuesta en un primer extremo de la carcasa (4; 4’) , en la parte superior de la carcasa del conjunto de expansión (4; 4’) , comunicando con dicho elemento de transporte (2; 2’) del conjunto de alimentación (UA; UA’) , diseñada para permitir el suministro de material de corcho a la carcasa del conjunto de expansión (4; 4’) con el fin de suministrar material de corcho a dicho mecanismo interior de transporte y contacto (5; 5') del conjunto de expansión (UE; UE‘) ,

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por lo menos cuatro aberturas de entrada de vapor saturado y/o sobrecalentado (7; 7') dispuestas en una parte inferior de la carcasa (4; 4’) del conjunto de expansión (UE; UE’) y situadas de manera sustancialmente uniforme en las paredes de ambos lados de dicha carcasa (4; 4') ,

por lo menos dos aberturas de salida de vapor saturado y/o sobrecalentado (8, 8'') dispuestas y situadas a lo largo de la parte superior de la carcasa (4; 4’) del conjunto de expansión (UE; UE’) , para el flujo del vapor, actuando las aberturas de salida (8; 8'') como válvulas de escape o convergiendo en por lo menos una válvula de escape (8') fuera de la carcasa de la cámara de expansión (4; 4’) ,

por lo menos, una abertura de entrada de termofluido (9; 9') dispuesta en la cara transversal de dicho primer extremo de la carcasa (4; 4’) del conjunto de expansión (UE; UE’) o en cualquier otro lugar adecuado de la carcasa (4; 4’) , para la admisión de un fluido de calentamiento anterior de la pared de la carcasa del conjunto de expansión (4; 4’) ,

por lo menos una abertura de salida de termofluido (10; 10’) dispuesta en la cara transversal de dicho primer extremo de la carcasa (4; 4') del conjunto de expansión (UE; UE’) o en cualquier otro lugar adecuado de la carcasa (4; 4') , para el flujo de dicho fluido de calentamiento anterior de la pared de la carcasa del conjunto de expansión (4; 4’) y

por lo menos una abertura de descarga (11; 11') dispuesta en el segundo extremo de la carcasa (4; 4’) , opuesto a dicho primer extremo de la abertura de alimentación (6; 6') , en la parte inferior de la carcasa (4; 4') , conectada con el elemento de recogida y transporte (13; 13') del conjunto de descarga (UD; UD’) y diseñada para permitir el suministro de material de corcho expandido al citado conjunto de descarga (UD; UD’) ;

dicho mecanismo interior de transporte y contacto (5; 5') del conjunto de expansión (UE; UE’) se encuentra dentro de la carcasa (4; 4’) del conjunto de expansión (UE; UE’) y simultáneamente asegura el transporte y un contacto sustancialmente uniforme del material de corcho con vapor saturado y/o sobrecalentado de dicha entrada de alimentación (6; 6') de la carcasa (4; 4’) del citado conjunto de descarga (UD; UD’) ;

dicho elemento de estanqueidad (12; 12') del conjunto de descarga (UD, UD’) está dispuesto en un primer extremo de dicho elemento de recogida y transporte (13; 13') , en la abertura de descarga (11; 11') de la carcasa de la cámara (4; 4') , diseñado para la contención de vapor saturado y/o sobrecalentado en dicho conjunto de expansión y alimentación (UE, UE’; UA, UA’) ;

dicho elemento de recogida y transporte (13, 13') del conjunto de descarga (UD; UD’) recoge el material de corcho expandido de la abertura de descarga (11; 11') de la cámara de expansión (UE; UE’) y lo transporta fuera del dispositivo de expansión y

dichos elementos de transporte (2, 5, 13; 2', 5', 13') del conjunto de alimentación, expansión y descarga (UA, UE, UD; UA’, UE’, UD’) tienen una velocidad de transporte sincronizada entre sí.

7. Dispositivo para la expansión de material de corcho según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que cada uno de los elementos de transporte (2; 2') del conjunto de alimentación (UA; UA’) , dicho elemento de transporte y contacto (5; 5') del conjunto de expansión (UE; UE’) y dicho elemento de recogida y transporte (13; 13') del conjunto de descarga (UD; UD’) comprenden un medio de transporte seleccionado del grupo que comprende un tornillo sinfín, una cinta transportadora, una cinta de fluidización, y un transportador neumático y similares y sus combinaciones.

8. Dispositivo para la expansión de material de corcho según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que cada uno de dichos elementos de estanqueidad (3; 3') del conjunto de alimentación (UA; UA’) y dicho elemento de estanqueidad (12; 12') del conjunto de descarga (UD; UD’) constituyen un medio de estanqueidad seleccionado del grupo que comprende una "escotilla" de alimentación, una compuerta de cierre manual o electro-neumático, y una antecámara con dos puntos de acceso de entrada/salida alternativos y similares y sus combinaciones.

9. Dispositivo para la expansión de material de corcho según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que dicho conjunto de alimentación y descarga (UA, UD) comprenden dos correderas de estanqueidad (14) que tienen un movimiento alternativo para la admisión y suministro de placas de corcho.

10. Dispositivo para la expansión de material de corcho según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado por el hecho de que forma un aparato de expansión automatizado que comprende por lo menos un grupo de al menos dos dispositivos de expansión paralelos.

11. Dispositivo para la expansión de material de corcho según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado por el hecho de que:

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dicho elemento de estanqueidad (3') del conjunto de alimentación (UA’) es una escotilla de estanqueidad; dicha admisión (1') del conjunto de alimentación (UA’) es una tolva de admisión; dicho elemento de transporte (2') del conjunto de alimentación (UA’) es un tornillo sinfín; dicha carcasa (4') del conjunto de expansión (UE’) comprende:

una entrada de material de corcho (6') , dos entradas de vapor sobrecalentado (7') dispuestas en el exterior y lateralmente, una a cada lado de la

carcasa de la cámara (4') , cada una se divide en dos orificios de entrada de vapor sobrecalentado (7'') dispuestos a ambos lados de la carcasa de la cámara (4') , cuatro salidas de vapor (8'') situadas en la parte superior de la carcasa de la cámara convergiendo en una

sola válvula de escape de vapor (8’) dispuesta en el exterior y por encima de la carcasa de la cámara (4') , una entrada de termofluido (9') , una salida de termofluido (10') y una salida de material expandido (11') ;

dicho mecanismo interior de transporte y contacto (5') de la cámara de expansión (UE) es un tornillo sinfín; dicho elemento de estanqueidad (12') del conjunto de descarga (UD’) es una escotilla de estanqueidad; dicho elemento de recogida y transporte (13') del conjunto de descarga (UD’) es un tornillo sinfín y se suministra corcho picado al dispositivo de expansión.

12. Uso de un proceso de expansión de material de corcho según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que el material de corcho se selecciona del grupo formado por corcho de falca, corcho virgen o de imitación, placas de corcho, residuos de corcho de la producción de tapones o la transformación de placas de corcho, corcho picado, granulado y en polvo.

13. Uso de un dispositivo para la expansión de material de corcho según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 11, caracterizado por el hecho de que el material de corcho se selecciona del grupo formado por corcho de falca, corcho virgen o de imitación, placas de corcho, residuos de corcho de la producción de tapones o la transformación de placas de corcho, corcho picado, granulado y en polvo.