BR102021018497A2

BR102021018497A2 - Lubrificante para uso em um sistema de alimentação de tremonha, e, método para produzir um lubrificante

Info

Publication number: BR102021018497A2
Application number: BR102021018497-3A
Authority: BR
Inventors: Martin Thuo; Paul Ramon Gregory; Boyce S. Chang; Chuanshen Du
Original assignee: Iowa State University Research Foundation, Inc.
Priority date: 2020-12-03
Filing date: 2021-09-17
Publication date: 2022-11-29
Also published as: CA3135527A1; US20220177676A1; EP4012009A1; US11613630B2; AR124077A1; AU2021261825A1; US20230287200A1; CN114736727A

Abstract

Uma ou mais técnicas e/ou sistemas são descritos para um lubrificante do tipo seco para uso em uma tremonha de produto seco para ajudar a melhorar o fluxo de produto seco e para melhorar as propriedades de anti-bloqueio do produto seco. O lubrificante de exemplo pode compreender uma fibra hidrofílica, tal como celulose, tendo uma razão de aspecto de largura para comprimento que provê uma fibra fina. Uma pluralidade de partículas hidrófobas é depositada na superfície da fibra, resultando em uma superfície de fibra exibindo propriedades anfifóbicas. Adicionalmente, a fibra pode operativamente absorver água, e então liberar a água absorvida na superfície da fibra sob tensão mecânica, tal como quando misturada com um produto em uma tremonha. Isso pode resultar na água ser disposta na superfície da fibra, para prover lubrificação para um produto em uma tremonha para melhorar o fluxo e as características de anti-bloqueio do produto na tremonha.

Description

LUBRIFICANTE PARA USO EM UM SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO DE TREMONHA, E, MÉTODO PARA PRODUZIR UM LUBRIFICANTE

FUNDAMENTOS

[001] Um sistema de dispensa e/ou distribuição de produto pode ser usado para dispensar ou distribuir um produto alvo. Como um exemplo, uma plantadora agrícola pode compreender uma tremonha cheia com semente alvo que está dispensando e colocada em um campo durante a operação. Ainda, um sistema de dispensa de cosmético ou produto farmacêutico pode ser usado durante a produção de um produto alvo; e um sistema de dispensa de ingrediente alimentício pode ser usado para dispensar um ingrediente alvo durante a produção de um item de alimento particular. Nesse exemplo, os vários produtos podem ser sujeitos à fricção e tensões mecânicas que levam à aglomeração, bloqueio, abaulamentos, e outros problemas relacionados ao fluxo, que podem conduzir a indesejados problemas de dispensa.

SUMÁRIO

[002] Este sumário é provido para introduzir uma seleção de conceitos de uma forma simplificada, que são mais detalhadamente descritos abaixo na descrição detalhada. Este sumário não é destinado a identificar fatores importantes ou características essenciais da matéria reivindicada, nem é destinado a ser usado para limitar o escopo da matéria reivindicada.

[003] Um ou mais técnicas e sistemas são descritos aqui para um lubrificante do tipo seco para uso em uma tremonha de produto seco para ajudar a melhorar o fluxo de produto seco e para melhorar as propriedades de anti-bloqueio do produto seco. A adição de um lubrificante seco pode ajudar a abrandar o bloqueio, e pode melhorar o fluxo do produto. Por exemplo, um lubrificante pode prover propriedades de lubrificação quando tensão mecânica é aplicada, tal como peso ou pressão aplicado pelo produto empilhado na tremonha, ou quando cargas eletrônicas são geradas por fricção. Nessa implementação, a tensão mecânica pode resultar em água se mover de dentro do lubrificante para fora do lubrificante, que provê as propriedades de anti-bloqueio e melhora o fluxo do produto na tremonha. Ainda, as propriedades superficiais do lubrificante podem prover a dissipação da formação de carga.

[004] Em uma implementação, um lubrificante para uso em um sistema de alimentação de tremonha pode compreender uma fibra hidrofílica tendo uma razão de aspecto de largura para comprimento de pelo menos maior que 1. Ainda, uma pluralidade de partículas hidrófobas pode ser respectivamente disposta na superfície da fibra, resultando em uma superfície de fibra exibindo propriedades anfifóbicas. Nessa implementação, a fibra pode operativamente absorver água, e liberar a água absorvida na superfície da fibra sob tensão mecânica. Isso pode resultar na água ser disposta na superfície da fibra, provendo operativamente assim lubrificação para um produto em uma tremonha para melhorar o fluxo e as características de anti-bloqueio do produto na tremonha.

[005] Em outra implementação de um lubrificante à base de fibra de exemplo, as fibras podem compreender uma carga positiva. Ainda, uma pluralidade de partículas dispostas na superfície da fibra pode compreender uma carga negativa. A combinação da fibra positivamente carregada e das partículas negativamente carregadas provê que o lubrificante operativamente reduza as cargas que podem se formar em uma superfície de um produto fluente, quando sujeito à fricção, por descarregamento da carga eletrostática ou da superfície da fibra ou das partículas afixadas. A dissipação de cargas pode prover um fluxo melhorado e atenuar abaulamento, o bloqueio e outros problemas de fluxo de produto em um sistema de dispensa ou distribuição. Altemativamente, as fibras podem compreender uma carga negativa. E a pluralidade de partículas dispostas na superfície da fibra pode compreender uma carga positiva, para obter um resultado similar.

[006] Para a realização das finalidades anteriores e relacionadas, a seguinte descrição e os desenhos anexos expõem certos aspectos e implementações ilustrativos. Esses são indicativos de apenas algumas das várias maneiras nas quais um ou mais aspectos podem ser empregados. Outros aspectos, vantagens e características de novidade da descrição se tornarão aparentes da seguinte descrição detalhada, quando considerada em conjunção com os desenhos anexos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[007] A figura 1 é um diagrama de componentes ilustrando uma implementação de um lubrificante de exemplo, descrito aqui.

[008] As figuras 2A, 2B, 2C, e 2D são diagramas de componentes ilustrando uma implementação de uma ou mais porções de um ou mais produtos descritos aqui.

[009] A figura 3 é um fluxograma ilustrando um método de exemplo para produzir um lubrificante que pode ser usado em um ou mais sistemas descritos aqui.

[0010] A figura 4 é um fluxograma ilustrando um método de exemplo para produzir estoque de fibras que pode ser usado em um ou mais sistemas descritos aqui.

[0011] A figura 5 é um diagrama de componentes ilustrando uma implementação de um lubrificante de exemplo descrito aqui.

[0012] A figura 6 é um diagrama de componentes ilustrando uma implementação do uso de uma ou mais porções de um ou mais sistemas descritos aqui.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0013] A matéria reivindicada é agora descrita com referência aos desenhos, em que números de referência semelhantes são geralmente usados para se referirem a elementos semelhantes em toda descrição. Na seguinte descrição, para finalidades de explicação, inúmeros detalhes específicos são expostos a fim de prover um entendimento completo da matéria reivindicada. Pode ser evidente, todavia, que a matéria reivindicada pode ser praticada sem esses detalhes específicos. Em outros casos, estruturas e dispositivos são mostrados em forma de diagrama de blocos a fim de facilitar a descrição da matéria reivindicada.

[0014] Em um aspecto, um lubrificante pode ser concebido para uso em uma tremonha de produto seco para ajudar a melhorar o fluxo de produto seco e para melhorar as propriedades de anti-bloqueio do produto seco. Isto é, por exemplo, alguns produtos secos são suscetíveis ao bloqueio em uma tremonha, e/ou não podem fluir efetivamente durante a dispensa da tremonha. Um produto seco, tal como uma semente, pode se bloquear conjuntamente para formar um bloqueio que pode retardar a dispensa do produto da tremonha. A adição de um lubrificante seco pode ajudar atenuar o bloqueio e pode melhorar o fluxo do produto. Em uma implementação, um lubrificante pode prover propriedades de lubrificação quando tensão mecânica é aplicada, tal como peso ou pressão aplicada pelo produto empilhado na tremonha. Nessa implementação, a tensão mecânica pode resultar em água se mover de dentro do lubrificante para fora do lubrificante, o que provê as propriedades de anti-bloqueio e melhora o fluxo do produto na tremonha.

[0015] Frequentemente, um lubrificante pode ser desejável para melhorar o fluxo de um produto, tal como semente, fertilizante, ou algum outro produto em forma de grânulo, da tremonha para um local de dispensa ou saída. Nesse exemplo, se existir somente um ponto de contato com o produto, o bloqueio pode ocorrer. Todavia, se existirem mais pontos de contato que são espalhados sobre uma maior área de superfície, o bloqueio pode ser atenuado. Como tal, conforme descrito aqui, um produto lubrificante que compreende uma razão de aspecto relativamente fina (por exemplo, comprimento para largura maior que 1; comprimento maior que largura), tal como uma fibra, pode distribuir forças de tensão linearmente para ajudar a espalhar as forças de tensão. Ainda, certos formatos de seção transversal de um lubrificante de fibra podem prover melhor distribuição de forças de tensão sobre outros. Por exemplo, enquanto os formatos de seção transversal retangulares, ou outros poligonais, podem prover uma boa redistribuição de tensões, um formato de seção transversal cilíndrico pode prover superior distribuição de forças de tensão, e, por conseguinte, melhor capacidade de lubrificação.

[0016] Em uma implementação, nesse aspecto, conforme ilustrado na figura 1, um lubrificante pode compreender uma fibra 102 que tem uma razão de aspecto de largura para comprimento de pelo menos comprimento para largura maior que 1. Isto é, por exemplo, o comprimento da fibra 102 pode ser pelo menos maior que a largura da fibra. Em algumas implementações, a razão de aspecto de largura para comprimento pode compreender uma razão na faixa de 1:1.1 a 1:15 (por exemplo, 1:4). Em outra implementação, a razão de aspecto de largura para comprimento pode ser mais alta que 1:15, ou mais baixa que 1:1.1. Como um exemplo, a razão de aspecto de comprimento para largura pode ser determinada pelo tipo da fibra 102, da fonte da fibra 102, e/ou do método de processamento da fibra 102.

[0017] Em algumas implementações, a fibra pode compreender um polímero biodegradável natural, tal como celulose, amido, lignina, colágeno, seda, e/ou proteína. Em outras implementações, a fibra pode compreender (por exemplo, ou compreender adicionalmente) um polímero biodegradável sintético, tal como ácido poliglicólico (PGA), ácido polilático (PLA), policaprolactona (PCL), polidioxanona (PDS), e/ou polihidroxibutirato (PHB). E antecipado que aqueles especializados na técnica podem conceber um lubrificante que compreende materiais diferentes dos materiais descritos aqui, que compreendem características similares àquelas providas por aqueles descritos. Por exemplo, a fibra compreende propriedades hidrofílicas, de forma que água (por exemplo, ou outro líquido apropriado), é atraída à fibra, e pode ser absorvida pela fibra. Ainda, por exemplo, a fibra pode compreender porções reativas, tais como grupos de hidroxila, dispostos na superfície da fibra. Nesses exemplos, as fibras que provêm propriedades similares podem ser usadas em lugar de, ou em conjunção com, essas fibras. Ainda, deve ser apreciado que a(s) fibra(s) pode(m) ser selecionadas com base no uso pretendido. Isto é, por exemplo, fibras biodegradáveis de um certo tipo podem ser usadas em uma plantadora de sementes com base nas propriedades, no tipo de equipamento usado, e no ambiente. Como outro exemplo, fibras alimentícias seguras podem ser escolhidas para uso na fabricação de produtos alimentícios ou sistemas de dispensa; e aquelas que são seguras para uso, e aprovadas por uma agência apropriada, poderiam ser usadas na fabricação ou dispensa de produtos cosméticos ou farmacêuticos.

[0018] Na figura 1, o lubrificante pode compreender adicionalmente uma pluralidade de partículas hidrófobas 104, respectivamente dispostas na superfície da fibra 102. A fibra resultante tem uma superfície de fibra que exibe propriedades anfifóbicas. Isto é, por exemplo, a fibra de lubrificante 102 pode exibir propriedades tanto hidrofílicas quanto hidrófobas. Como um exemplo, uma base de celulose da fibra 102 pode ser hidrofílica, enquanto as partículas hidrófobas 104 dispostas na superfície são hidrófobas. Dessa maneira, um líquido 150, tal como água, que é disposto no núcleo da fibra de celulose pode ser expresso na superfície sob pressão e disposto como uma fina camada na superfície da fibra 102, tal como disposto entre e/ou em torno das partículas hidrófobas 104. Por exemplo, o lubrificante pode ser utilizado em um dispensador de produto, e quando o lubrificante é sujeito à tensão mecânica, ele pode prover capacidade de lubrificação ao produto, para melhorar o fluxo do produto no, e do, dispensador.

[0019] Em algumas implementações, outros líquidos (por exemplo, diferentes de água) podem ser usados para prover lubrificação, quando apropriado, tais como glicol, glicerina, óleos, e sólidos com baixo ponto de fusão (por exemplo, graxas) que podem ser facilmente adsorvidos do núcleo da fibra para a superfície. Por exemplo, as alternativas para a água, tais como glicol e glicerina, podem ser úteis em ambientes úmidos, nos quais a hidratação excessiva com água pode resultar em aglomeração do lubrificante e/ou produto. Em algumas implementações, o líquido disposto no núcleo da fibra pode ser Newtoniano ou não Newtoniano, o que pode ser determinado pela magnitude de tensão que é necessária para desencadear a adsorção do líquido na superfície a partir do núcleo. Em algumas implementações, o líquido pode compreender um material de baixo módulo, fisisorvido a priori, que pode ser ajustado para ser liberado na superfície da fibra com base na magnitude de tensão provida. Isto é, por exemplo, a capacidade lubrificação da fibra pode ser autonomamente auto-ajustada com base na magnitude de tensão por liberação de um tal material na superfície para alterar a química de superfície e aumentar a capacidade de lubrificação. Nesse exemplo, a alteração da química de superfície pode ser revertida na redução da tensão, absorvendo assim o material no núcleo da fibra, e revertendo a superfície para um estado anfifóbico (por exemplo, 140 da figura 1).

[0020] Deve ser apreciado que o termo lubrificante, lubrificação, e/ou capacidade de lubrificação são usados para descrever propriedades que incluem, mas não são limitadas a, minimização e/ou abrandamento de fricção para o produto sendo dispensado. Isto é, entre as partículas de produto individuais, o produto e um recipiente no qual elas são mantidas ou dispensadas, o produto e outras partes de um sistema de dispensa, tais como tubos/tubulação/canalização, válvulas, componentes mecânicos de dispensa, e/ou outras partes nas quais o bloqueio, abaulamento, aglomeração, agrupamento, disrupção de fluxo, ou de outra maneira um fluxo perturbado do produto através do sistema pode ocorrer. A lubrificação pode ser provida pelas propriedades de fibra, um líquido disposto na superfície da fibra, pelas propriedades anfifóbicas do lubrificante, e/ou por abrandamento de uma formação de carga elétrica estática (por exemplo, dissipação de carga) no produto ou partes do sistema de dispensa, que o produto atravessa.

[0021] Como um exemplo ilustrativo, a figura 1 ilustra quatro fases de exemplo 100, 120, 140, 160 de uma implementação da inovação descrita aqui. Na fase 100, as fibras 102 (por exemplo, fibras de celulose) estão em uma condição não tratada. Nesse exemplo, entre as fases 100 e 120, as fibras 122 foram tratadas (RH), conforme será discutido abaixo, para formar as partículas hidrófobas 104 na superfície das fibras 102. Conforme ilustrado em 120, as partículas hidrófobas 104 podem ser dispostas a uma primeira distância d1 entre si, e a fibra 102 pode ter uma primeira largura r1. Ainda, na fase 120, as fibras 102 não foram tratadas com líquido adicional, tal como água. Na fase 140, as fibras foram tratadas com água 150, de forma que a água 150 seja absorvida ao corpo de fibra 152, pois o corpo de fibra pode ser hidrofílico. Adicionalmente, nessa fase 140, as partículas 104 podem ser dispostas a uma segunda distância d2 entre si, e a fibra 102 pode ter uma segunda largura r2. Como um exemplo, a segunda distância d2 pode ser maior que a primeira distância d1, e a segunda largura r2 pode ser maior que a primeira largura r1, que pode ser devido à absorção da água 150.

[0022] Na figura 1, na fase 160, as fibras 102 são sujeitas a tensão (por exemplo, τχγ), que resulta em a água 150 ser expressa na superfície da fibra 102 do corpo 152 da fibra 102. Nesse exemplo, a água 150 pode ser disposta entre as partículas hidrófobas 104, na superfície da fibra 102. Ainda, conforme ilustrado nessa fase 140, as partículas 104 podem ser dispostas a uma terceira distância d3 entre si, e a fibra 102 pode ter uma terceira largura r3. Como um exemplo, a terceira distância d3 pode ser maior que a primeira distância d1, e menor que a segunda distância d2. Adicionalmente, a terceira largura r3 pode ser maior que a primeira largura r1, e menor que a segunda largura r2. Nesse exemplo, a água 150 foi adsorvida na superfície devido à tensão (τχγ) aplicada às fibras 102, essencialmente expressando a água internamente das fibras 102 para a superfície, reduzindo assim a largura de fibra (r) e distância de partícula (d).

[0023] Como um exemplo, as fibras tratadas que compreendem partículas hidrófobas dispostas nas superfícies das fibras podem ser expostas à água de forma que a água seja absorvida às fibras tratadas. Nesse exemplo, as fibras tratadas, agora absorvidas pela água, podem ser usadas como um lubrificante em um dispensador de produto para melborar o fluxo de produto no dispensador. Isto é, um produto alvo, tal como uma semente, produto alimentício, produto farmacêutico, etc. pode ser introduzido em um dispensador de produto, tal como uma tremonba de sementes em uma plantadora, em combinação com uma quantidade desejada do lubrificante de fibras tratadas, absorvidas com água. Por exemplo, uma quantidade desejada do lubrificante usado com o produto pode ser dependente de um tamanbo do produto, tamanbo do dispensador de produto, configuração do dispensador de produto, e/ou a quantidade de produto no dispensador.

[0024] Como um exemplo, tão pouco quanto um quarto de xícara por alqueire do lubrificante pode ser combinado com um produto alvo em um dispensador de semente central. Por exemplo, mais lubrificante pode ser utilizado para sementes não esféricas (por exemplo, milbo), nas quais um aumento no bloqueio pode ocorrer, e menos lubrificante pode ser utilizado para sementes esféricas (por exemplo, soja) nas quais um menor bloqueio é provável que ocorra. Isto é, a dosagem de lubrificante pode ser dependente do formato e tamanbo da semente, da desejada velocidade de fluxo da saída de semente, e/ou do tipo de equipamento usado. Nesse exemplo, tensão pode ser aplicada ao lubrificante em locais no dispensador nas quais o produto é exposto a tensão ou é provável que exiba abaulamento, fluxo em funil, e/ou o bloqueio. Tais locais podem compreender as paredes do dispensador, em uma base do dispensador, em um ponto de estreitamento no dispensador, em ângulos agudos no dispensador, etc.

[0025] Dessa maneira, nesse exemplo, quando uma força de tensão é aplicada, o líquido absorvido a priori pode ser exsudado na superfície entre, e em tomo de, as partículas bidrófobas, melhorando a capacidade de lubrificação entre os componentes do produto, melhorando o fluxo e abrandando o bloqueio/abaulamento do produto. Em um aspecto, uma alta razão de aspecto de comprimento para largura pode prover uma grande área de superfície, particularmente em uma fibra conformada cilíndrica conduzindo à redistribuição de tensão mecânica de outra maneira localizada. Nesse exemplo, nesse aspecto, as partículas hidrofílicas são relativamente aleatoriamente espaçadas na superfície da fibra. Ainda, o líquido adsorvido é disperso na superfície da fibra com a partícula hidrofílica para criar uma superfície escorregadia (por exemplo, quase como óleo). Isso provê uma elevada lubrificação de superfície, permitindo que o produto flua com relação a cada outro, para atenuar o bloqueio e abaulamento, para melhorar o fluxo do produto, por exemplo.

[0026] Em algumas implementações, as partículas hidrofílicas podem compreender oligômeros, tais como polímeros que têm menos moléculas de repetição. As figuras 2A, 2B, 2C, e 2D são diagramas de componentes ilustrando um processo de exemplo para criar os oligômeros na superfície de uma fibra, tal como uma fibra de celulose 202. Na figura 2A, uma fibra de celulose 202 compreende grupos de hidroxila 204 em sua superfície. Nesse exemplo, água adsorvida 206 é disposta na superfície da fibra 202. Alquil-silano 208 pode ser introduzido na fibra, tal como por uso de um portador apropriado, que será descrito em mais detalhe abaixo. Nas figuras 2B e 2C, os grupos de hidroxila 204 e água adsorvida 206 reagem com o alquil-silano introduzido 208 para se afixarem na superfície da fibra 202, liberando ácido hidroclórico 210 como condensação com a água adsorvida 206 em uma fase de vapor.

[0027] Na figura 2D, as moléculas de silano 212 reagem com a água adsorvida 206 para formar um oligômero 212, e moléculas de silano oligomerizadas 214 reagem com grupos de hidroxila de superfície da celulose para se afixarem à fibra 202. Nesse exemplo, as moléculas de silano oligomerizadas resultantes 214 podem formar partículas hidrófobas como um polímero na superfície da fibra. Em algumas implementações, respectivas partículas de polímero podem ainda mais crescer, para formar uma partícula polimérica tridimensional acima da superfície, quanto mais água adsorvida é localmente removida nesse processo pelo silano 212. Adicionalmente, a água absorvida no núcleo da fibra de celulose 202 pode ser expressa para a superfície, resultando no crescimento contínuo das partículas na presença de alquil-silano não reagido 208 com o portador.

[0028] Dessa maneira, por exemplo, partículas bidrófobas dispostas substancialmente aleatoriamente podem ser formadas na, e afixadas à, superfície da fibra 202. Como um exemplo, o número e tamanbo das partículas bidrófobas resultantes podem ser ajustados a um resultado desejado por controle de uma quantidade de água de superfície disponível e uma quantidade ou concentração de alquil-silano 208 no portador, que é usada para introduzir a mesma em uma superfície de fibra. O número e tamanbo das partículas bidrófobas podem ser ajustados por uso do portador para sintonizar a quantidade de água adsorvida de superfície, que é disponível para reagir com o alquil-silano. Em algumas implementações, as respectivas partículas bidrófobas se elevam para a altura de trinta a cento e trinta nanômetros desde a superfície da fibra 202.

[0029] Em um aspecto, um método pode ser concebido para criar um lubrificante do tipo seco, que pode ser usado para melborar o fluxo do produto em um dispensador. A figura 3 é um fluxograma que ilustra uma implementação de exemplo de um método 300 para produzir um lubrificante que pode ser usado para melborar o fluxo do produto em um dispensador. O método de exemplo 300 começa em 302, onde uma mistura de silano 350 é introduzida em um lote de fibras não tratadas 352. Em algumas implementações, a mistura de silano 350 pode ser pulverizada sobre as fibras não tratadas 352 para ligeiramente saturar as fibras 352. Em 304, as fibras saturadas podem ser misturadas para prover uma cobertura mais uniforme da mistura de silano 350 entre as fibras 352, resultando nas fibras tratadas 354. Em algumas implementações, a mistura de silano 350 pode ser introduzida na fase gasosa com um portador ativo ou inerte (por exemplo, nitrogênio) conduzindo à deposição de vapor química do reagente.

[0030] Em algumas implementações, o processo de pulverização e mistura pode opcionalmente ser realizado em uma pluralidade de vezes (por exemplo, duas ou mais) a fim de prover um revestimento mais uniforme das fibras. Em algumas implementações, entre os respectivos procedimentos de pulverização e mistura, as fibras revestidas podem opcionalmente ser permitidas que se sequem pelo menos parcialmente. Como um exemplo, o tempo de secagem pode ser dependente da quantidade de fibras sendo tratadas e das condições ambientais do tratamento (por exemplo, umidade, pressão atmosférica, temperatura, etc.). Tipicamente, esse processo de pulverização, mistura e secagem pode ser realizado a temperatura ambiente normal, em condições atmosféricas normais, ou pode ser realizado a uma temperatura elevada de até 95 °C sob pressão atmosférica reduzida.

[0031] No método de exemplo 300, em 306, a fibra tratada pode ser hidratada ou infundida com um líquido apropriado ou componente de baixo módulo. Em algumas implementações, essa etapa pode ser opcional, pois as fibras tratadas 354 podem ser consideradas como um lubrificante. Por exemplo, a etapa de hidratação/infusão de líquido não pode fazer parte do processo (por exemplo, todavia, pode ser adicionado posteriormente, se necessário), tal como onde altas tensões sobre o produto no recipiente são prováveis (por exemplo, onde altas taxas de fluxo são usadas, tal como quando a plantadora está se movendo em > 12,07 km/h (7,5 mph)). Por exemplo, as fibras podem ser umedecidas/infundidas por aplicação de pulverização de um líquido apropriado, tal como água. Ainda, as fibras tratadas umedecidas/infundidas podem ser misturadas completamente para promover a homogeneização da hidratação/infusão. Por exemplo, uma quantidade apropriada de líquido pode ser pulverizada sobre as fibras tratadas para prover uma leve cobertura, e as fibras podem ser completamente misturadas pelo menos até uma quantidade desejada de hidratação/infusão ser obtida. Em uma implementação, as fibras tratadas umedecidas podem ser misturadas em um misturador/misturador mecânico para prover uma consistência apropriada. Opcionalmente, a fibra hidratada pode ser pelo menos parcialmente seca, por exemplo, por ser deixada ao ar livre (por exemplo, por cinco a vinte minutos), que pode evaporar algum da água ligada/líquido, se algum. Nessa implementação, a hidratação das fibras tratadas resulta em as fibras tratadas com líquido absorvido ao corpo das fibras, como fibras umedecidas tratadas 356. Alternativamente, as fibras tratadas 354 podem ser hidratadas por ser permitido que absorvam água como vapor d'água (por exemplo, em um ambiente mais úmido), resultando na fibras umedecidas tratadas 356.

[0032] Isto é, por exemplo, conforme anteriormente ilustrado na figura 1, na fase 140, as fibras umedecidas tratadas compreendem partículas hidrófobas dispostas substancialmente aleatoriamente na superfície, com água absorvida no corpo da fibra. Em algumas implementações, as fibras umedecidas tratadas podem ser usadas como um lubrificante, que é misturado com um produto em um dispensador de produto.

[0033] Em uma implementação, a mistura de silano pode compreender tricloro-octil-silano misturado com fluido portador apropriado (por exemplo, inerte, não polar), tal como hexano. Como um exemplo, a energia de superfície entre o fluido portador não polar e a água na superfície de fibra pode ser usada para controlar a polimerização/oligomerização do silano, como descrito acima. Dessa maneira, por exemplo, as partículas hidrófobas afixadas podem crescer em altura com a evaporação do fluido portador não polar. Nesse exemplo, o controle da interação de água com o silano pode ser obtido por deslocamento de água capilar pelo fluido portador não polar. Ainda, a concentração do silano pode ser controlada pela hidrofobicidade (por exemplo, conduzindo a uma perolização) do fluido portador não polar em pequenas gotículas da mistura de silano na superfície da água ligada (por exemplo, parte de a camada d'água adsorvida).

[0034] Como descrito acima, a mistura de silano pode compreender uma mistura de tricloro-octil-silano e um portador inerte ou não polar, tal como hexano ou um fluido similar. Por exemplo, a mistura de silano pode compreender uma relação entre tricloro-octil-silano e portador não polar de um a dez (1:10). Como um exemplo, quatro mililitros de silano podem ser misturados com quarenta mililitros de n-hexano para produzir a mistura de silano. Como outro exemplo, a mistura de silano pode compreender uma faixa de relação entre tricloro-octil-silano e portador não polar de um a cinco (1:5) para um a quinze (1:15). Relações alternativas entre tricloro-octil-silano e portador não polar podem ser usadas, na dependência do desejado arranjo de partículas hidrófobas resultantes (por exemplo, quantidade, distância, altura, tamanho), o tipo de fibra usada, o tipo de portador não polar usado, e o produto alvo usando o lubrificante.

[0035] A figura 4 é um fluxograma ilustrando uma implementação de um método de exemplo 400 para produzir uma fibra não tratada que pode ser usada na produção das fibras umedecidas tratadas (por exemplo, 356). Nesse método de exemplo 400, a fibra não tratada compreende celulose. Em 402, um estoque a granel de fibras 450 (por exemplo, matéria-prima à base de celulose) pode ser apropriadamente dimensionado para o resto do processo, tal como em peças gerenciáveis. Por exemplo, um produto à base de celulose, tal como madeira, fibra de planta, papel, etc. compreendendo um tipo de fibra desejável pode ser obtido como um estoque a granel de fibras 450. Nesse exemplo, o produto à base de celulose a granel pode ser dividido em menores tamanhos apropriados. Em um exemplo, o papel a granel pode ser rasgado, coitado ou de outra maneira dimensionado em peças, que são gerenciáveis para a próxima etapa (por exemplo, papel rasgado/cortado em quadrados de 5,08 cm (2 polegadas). Por exemplo, um tamanho exato não é necessário, desde que as peças sejam facilmente manuseáveis para a etapa de mistura. Por exemplo, peças menores podem permitir que as fibras absorvam água mais rapidamente e facilmente, facilitando assim a etapa de mistura.

[0036] No método de exemplo 400, em 404, o estoque dimensionado 452 pode ser embebido em água pelo menos até as peças dimensionadas estarem apropriadamente (por exemplo, completamente) umedecidas. Em algumas implementações, a água aquecida pode ser usada (por exemplo, tão quente quanto praticável), que facilita a quebra dos feixes de fibra no estoque dimensionado 452. Ainda, o estoque dimensionado 452 pode ser agitado (por exemplo, misturado) na água para melhorar e acelerar o processo de embebição. Em 406, o produto de estoque embebido 454, o estoque embebido 454 pode ser misturado para formar uma pasta fluida fina. Por exemplo, a mistura deve resultar em poucas peças grandes ou nenhuma peça grande, resultando na pasta fluida fina de fibra de celulose. Como um exemplo, o estoque embebido 454 pode ser misturado em um recipiente apropriado por uma quantidade apropriada de tempo (por exemplo, dois a dez minutos), usando um misturador com lâminas (por exemplo, usando um motor elétrico ou acionado a ar) que gira a, ou velocidade mais alta que, ~15.000 RPM. Deve ser apreciado que vários processos podem usar diferentes tamanhos, velocidades, e outras condições de processamento, dependendo da quantidade de estoque usado, e da quantidade ou taxa de produção resultante desejada.

[0037] Em 408 no método de exemplo 400, a pasta fluida resultante 456 pode ser drenada de água em excesso. Por exemplo, a pasta fluida 456 pode ser colocada em uma peneba para drenar a água, poderia ser comprimida em uma prensa de filtro, ou de outra maneira ter a água pelo menos substancialmente removida. Em 408, a pasta fluida drenada pode ser ainda mais secada. Por exemplo, a pasta fluida drenada pode ser sujeita à secagem ao ar, secagem no forno, ou algum outro processo de secagem apropriado. Nessa implementação, a agressividade da secagem pode ser ajustada à velocidade necessária para o processo, e/ou exigências de produção.

[0038] Em 412, o resultante estoque de fibras seco pode ser afofado. Por exemplo, o estoque de fibras seco da etapa 410 pode consistir em aglomerados semiduros das fibras quebradas. Nesse exemplo, os aglomerados das fibras quebradas podem ser misturados ou de outra maneira tratados através de um aparelho de afofar para produzir um material de fibra tendo consistência similar a bola de algodão. Os aglomerados das fibras quebradas podem ser tratados em um processo descontínuo, ou continuamente afofados em uma linha de processamento, quando necessário. Como um exemplo, a mistura ou afofamento mais longo pode produzir um produto mais consistente e ajuda a remover quaisquer aglomerados. O produto resultante é um estoque de fibras não tratado 458 que pode ser usado no processo de tratamento (por exemplo, o método 300).

[0039] A figura 5 ilustra implementações alternativas de processos de exemplo para criar as partículas na superfície de uma fibra. Essa implementação de exemplo ilustra a formação das partículas hidrófobas sem a pré-oligomerização 510, e com a pré-oligomerização 524. Nesse exemplo, moléculas respectivas (por exemplo, silano) em um primeiro grupo reativo 502 podem ser capazes de formar pelo menos uma ligação com uma molécula em um segundo grupo reativo, disposto na superfície da fibra 506. Nesse exemplo, o primeiro grupo reativo 502 pode formar uma ligação, respectivamente, com o segundo grupo reativo 504 para formar um grupo de partículas 508, tais compreendendo caudas hidrófobas. Nesse exemplo, não existe a pré-oligomerização, e pode também ocorrer a cobertura incompleta da superfície com as moléculas do primeiro grupo reativo 502. Em uma implementação, as moléculas do primeiro grupo reativo 502 podem formar ligações com mais que um 512 das moléculas do segundo grupo reativo 504, e podem oligomerizar, depois da ligação, para formar o grupo de partículas 512 com caudas hidrófobas.

[0040] Em outras implementações, um primeiro grupo reativo pré-oligomerizado 516 pode reagir com o segundo grupo reativo 506 para formar as partículas hidrófobas 518 com afixações simples de ligação, e/ou 522 com múltiplas afixações de ligação. Ainda, conforme ilustrado, na ligação pré-oligomerizada 524, a superfície resultante pode ter cobertura incompleta, e/ou pode se oligomerizar ainda mais para formar maiores partículas hidrófobas.

[0041] Em um aspecto, as propriedades de carregamento das partículas hidrófobas resultantes, em relação à fibra, podem ser ajustadas para atenuar a formação de carga ou dissipara a carga que resulta da fricção ou de outros efeitos triboelétricos. Em algumas implementações, um lubrificante usado para facilitar o fluxo de um produto em uma tremonha ou dispensador pode compreender uma fibra que obtém uma carga positiva, quando sujeita à fricção. Ainda, nessa implementação, o lubrificante pode compreender uma pluralidade de partículas dispostas na superfície das fibras, onde as partículas obtêm uma carga negativa quando sujeitas à fricção. Adicionalmente, a combinação da fibra positivamente carregada e das partículas negativamente carregadas provê que o lubrificante atenue operativamente as cargas que podem se formar em uma superfície de um produto fluente sujeito à fricção, ou em uma ou mais porções do equipamento de sistema de dispensa (por exemplo, tubulação, etc.), por descarregamento da carga eletrostática tanto da superfície da fibra quanto das partículas afixadas. Dessa maneira, o produto fluente pode ser tomado substancialmente neutro para melhorar o fluxo e atenuar o bloqueio, aglomeração, abaulamento, afunilamento, ou outros problemas de fluxo, por redução da carga eletrostática gerada pelo fluxo do produto. Por exemplo, isso pode ajudar com a dispensa (por exemplo, singulação ou redução da dispersão) de certos materiais em pó (por exemplo, produtos cosméticos, produtos farmacêuticos), e/ou outros produtos que têm superfícies susceptíveis à geração de cargas eletrônicas sob fricção (por exemplo, beterraba, canola (sementes de colza)). Em algumas implementações, um arranjo oposto de fibra e partícula pode também ser utilizado. Este, por exemplo, é a fibra pode ser negativamente carregada (por exemplo algodão, pele ou náilon), enquanto as partículas podem ser positivamente carregadas (por exemplo partículas de óxido de silício obtidas por uso de SiCl4).

[0042] Em algumas implementações, a fibra pode compreender um material biodegradável natural, tal como celulose, que tem uma fraca carga positiva. Ainda, em algumas implementações, as partículas resultantes podem apresentar uma superfície de hidrocarboneto; ou uma superfície fluorinatada. Adicionalmente, as partículas podem compreender caudas de carregamento diametrais de forma que uma carga de rede da partícula seja zero. Em algumas implementações, a composição da partícula pode ser ajustada a um uso alvo (por exemplo, situação, produto, equipamento, ambientes, etc.) de forma que a partícula resultante seja projetada para reduzir a quantidade de carga eletrostática que pode se formar no produto alvo, e pode ser dissipada. Isto é, por exemplo, a molécula usada na criação da partícula na superfície da fibra pode ser selecionada para gerar uma desejada partícula resultante. Como um exemplo, a parte de "cauda" dessas partículas pode afetar como elas se juntam e densificam. Em algumas implementações, quando a cauda compreende um hidrocarboneto simples, as moléculas podem se acondicionar em uma densa esfera.

[0043] Alternativamente, mais grupos funcionais podem ser usados, e a estrutura pode ter uma ou mais cadeias de alquil, por exemplo, quando a cauda compreende uma unidade de dialquil. As partículas resultantes são acondicionadas menos densamente, que pode permitir uma partícula de diferentes densidades (por exemplo, as cadeias não se acondicionam muito bem quando se tem mais que uma delas por grupo se afixando na superfície, conforme descrito na figura 5). Por exemplo, isso conduz a partículas que são "macias", que não podem formar uma grande carga eletrostática com fricção. Em algumas implementações, a cauda das moléculas do primeiro grupo reativo (por exemplo, 502, 516) pode ser ajustada para um resultado desejado, a fim de ajustar as propriedades mecânicas ou propriedades de carregamento das partículas resultantes (por exemplo, 508, 512, 518, 522).

[0044] A figura 6 é um diagrama de componentes ilustrando uma implementação, na qual o lubrificante do tipo seco, conforme descrito aqui, pode ser utilizado. Nesse exemplo, um dispositivo de dispensa 600 (por exemplo, semeador) pode compreender um recipiente de tremonha/dispensa de produto 602. Em operação, a tremonha 602 pode ser cheia com um produto alvo 604, tal como semente. Ainda, o lubrificante 606, conforme descrito aqui, pode ser misturado com o produto 604 na tremonha. Dessa maneira por exemplo, o lubrificante 606 pode melhorar o fluxo do produto 604 no interior da tremonha 602, para atenuar o bloqueio e abaulamento. Ainda, o dispositivo de dispensa de exemplo 600 pode compreender uma unidade de dosagem 610 que dosa o produto 604, várias tubulações 612, 614, e um dispositivo de depósito 616. Nessa implementação, o lubrificante pode melhorar adicionalmente o fluxo do produto 604 através do dispositivo de dosagem 608, das tubulações 612, 614, para dentro e para fora do dispositivo de depósito 616.

[0045] A palavra “de exemplo” é usada aqui para significar servir como um exemplo, instância ou ilustração. Qualquer aspecto ou projeto descrito aqui como “de exemplo” não deve necessariamente ser interpretado como vantajoso sobre outros aspectos ou projetos. Em vez disso, o uso da palavra "de exemplo" é destinado a apresentar conceitos de uma forma concreta. Quando usado neste pedido, o termo “ou” é destinado a significar um “ou” inclusivo, ao invés de um “ou" exclusivo. Isto é, a menos que seja especificado ao contrário, ou claramente do contexto, “X emprega A ou B” é destinado a significar qualquer das permutações inclusivas naturais. Isto é, se X emprega A; X emprega B; ou X emprega tanto A quanto B, então “X emprega A ou B” é satisfeito sob qualquer dos casos anteriores. Ainda, pelo menos um de A e B e/ou similar geralmente significa A ou B ou tanto A quanto B. Em adição, os artigos “um” e “uma”, quando usados neste pedido e nas reivindicações anexas podem geralmente ser interpretados para significar “um ou mais”, a menos que seja especificado ao contrário ou claramente do contexto a ser dirigido para uma forma singular.

[0046] Embora a matéria tenha sido descrita em linguagem específica às características estruturais e/ou atos metodológicos, deve ser entendido que a matéria definida nas reivindicações anexas não é necessariamente limitada às características específicas ou atos específicos descritos acima. Em vez disso, as características específicas ou atos específicos descritos acima são descritos formas de exemplo para implementar as reivindicações.

[0047] Também, embora a invenção tenha sido mostrada e descrita com respeito a uma ou mais implementações, alterações e modificações equivalentes ocorrerão a outros especializados na técnica com base em uma leitura e compreensão dessa descrição e dos desenhos anexos. A invenção inclui todas de tais modificações e alterações e é limitada somente pelo escopo das seguintes reivindicações. Em particular com relação às várias funções realizadas pelos componentes acima descritos (por exemplo, elementos, recursos, etc.), os termos usados para descrever tais componentes são destinados a corresponder, a menos que seja indicado ao contrário, a qualquer componente que realiza a função especificada do componente descrito (por exemplo, que é funcionalmente equivalente), mesmo que não estruturalmente equivalente à estrutura descrita, que realiza a função nas implementações de exemplo, aqui ilustradas, da descrição. Em adição. embora uma característica particular da descrição tenha sido descrita com respeito a somente uma de várias implementações, tal característica pode ser combinada com uma ou mais outras características das outras implementações, como pode ser desejado e vantajoso para qualquer aplicação dada ou particular. Além disso, na extensão em que os termos “inclui", “tendo", “tem", “com", ou variantes dos mesmos são usados ou na descrição detalhada ou nas reivindicações, tais termos são destinados a ser inclusivos de uma maneira similar ao termo “compreendendo".

[0048] As implementações foram descritas acima. Será aparente para aqueles especializados na técnica que os métodos e aparelhos acima podem incorporar alterações e modificações sem fugir do escopo geral dessa invenção. Pretende-se incluir todas de tais modificações e alterações desde que elas caiam dentro do escopo das reivindicações anexas ou dos equivalentes das mesmas.

Claims

Lubrificante para uso em um sistema de alimentação de tremonha, caracterizado pelo fato de que compreende:
uma fibra hidrofílica (102) tendo uma razão de aspecto de largura para comprimento de pelo menos um a maior que um; e
uma pluralidade de partículas hidrófobas (104) respectivamente dispostas na superfície da fibra, resultando em uma superfície de fibra exibindo propriedades anfifóbicas;
em que a fibra operativamente absorve um líquido (150), e libera o líquido absorvido na superfície da fibra sob tensão mecânica, resultando no líquido sendo disposto na superfície da fibra provendo operativamente assim a lubrificação para um produto (604) em uma tremonha (602) para melhorar o fluxo e as características de anti-bloqueio do produto na tremonha.
Lubrificante de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fibra compreende um polímero biodegradável, compreendendo um ou mais dentre: celulose (202), amido, lignina, colágeno, seda, proteína, ácido poliglicólico (PGA), ácido polilático (PLA), policaprolactona (PCL), polidioxanona (PDS), e polihidroxibutirato (PHB).
Lubrificante de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fibra compreende um ou mais dentre: grupos de hidroxila (204) dispostos na superfície, e grupos de carbonila.
Lubrificante de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende água adsorvida disposta nos grupos de hidroxila.
Lubrificante de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as respectivas partículas se elevam para a altura de trinta a cento e trinta nanômetros desde a superfície da fibra.
Lubrificante de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as partículas compreendem um ou mais dentre um silano (212), amido, éster, éter, e uma ligação de acil.
Lubrificante de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o silano polimerizado na superfície da fibra usa água adsorvida disposta na superfície da fibra.
Lubrificante de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que silano depositado na superfície de fibra usa um portador inerte compreendendo um ou mais dentre: hexano, e gás nitrogênio.
Lubrificante de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a tensão mecânica compreende pressão do produto operativamente misturado com o lubrificante, resultando na fibra liberando a água absorvida para a superfície das partículas hidrófobas.
Método para produzir um lubrificante para uso em um sistema de alimentação de tremonha, caracterizado pelo fato de que compreende:
produzir uma fibra infundida em líquido (102) tendo uma razão de aspecto de largura para comprimento de pelo menos 1 a 2, e tendo líquido adsorvido (150) disposto na superfície da fibra;
combinar uma mistura de silano (350) com a fibra infundida em líquido, a mistura de silano compreendendo um portador inerte, resultando na polimerização de silano na superfície da fibra por combinação com o líquido adsorvido; e
secar o portador inerte da fibra, resultando na fibra compreendendo partículas hidrófobas (104) dispostas na superfície da fibra, produzindo uma fibra anfifóbica exibindo propriedades de superfície hidrófobas e propriedades internas hidrofílicas.
Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende infundir líquido na fibra anfifóbica de forma que líquido seja absorvido pela fibra.
Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende a combinação da mistura de silano com a fibra infundida em líquido, em que a mistura de silano compreende hexano ou nitrogênio.
Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a combinação da mistura de silano com a fibra infundida em líquido compreende nebulizar a fibra infundida em líquido com a mistura de silano e misturar mecanicamente as fibras infundidas em líquido conjuntamente para distribuir a mistura de silano sobre as fibras infundidas em líquido.
Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a produção da fibra infundida em líquido compreende um ou mais dentre:
separar mecanicamente produto de estoque à base de fibra em água;
secar uma porção substancial da água da fibra; e
afofar a fibra secada para gerar fibra afofada;
em que a fibra infundida em líquido compreende um polímero biodegradável compreendendo grupos de hidroxila dispostos na superfície e o líquido adsorvido é disposto nos grupos de hidroxila.
Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a secagem do portador inerte da fibra resulta na fibra compreendendo partículas hidrófobas dispostas na superfície da fibra se elevando para a altura de trinta a cento e trinta nanômetros desde a superfície da fibra.