ES2198190B2 - Tornillo de arquimedes que no produce mezcla de liquidos, utilizable en una centrifugadora horizontal para la extraccion de aceite de una pasta oleosa. - Google Patents

Abstract

Tornillo de Arquímedes que no produce mezcla de líquidos, utilizable en una centrifugadora horizontal para la extracción de aceite de una pasta oleosa. Tornillo de Arquímedes (4) para una centrifugadora horizontal, constituida por una parte posterior (23a) y una parte anterior (23b), en el que la parte anterior (23b) se extiende hasta la superficie exterior del eje hueco (3) de la centrifugadora, en cuyo interior se alimenta la pasta oleosa, y la parte posterior (23a) está sostenida por una jaula (24), la cual hace las veces de separador respecto al eje hueco (3), de tal modo que los niveles de agua y aceite no se mezclen por el efecto del tornillo de Arquímedes (4) y se mantengan estacionarios.

Description

Tornillo de Arquímedes que no produce mezcla de líquidos, utilizable en una centrifugadora horizontal para la extracción de aceite de una pasta oleosa.

Sector de la técnica

La presente invención se refiere al sector de la industria aceitera, y en particular a las centrifugadoras horizontales (también conocidas con el nombre de ``decanter) destinados a la extracción de aceite de una pasta oleosa procedente por ejemplo del tratamiento de frutos oleosos, aceitunas, etc.

Sin querer con ello limitar el alcance de la presente invención, la descripción se limitara a la aplicación referente a la extracción de aceite de oliva.

Técnica conocida

Se conocen en el ámbito de la técnica diversos tipos de tornillo de Arquímedes, montados rígidamente sobre un eje hueco, interno y coaxial al tambor de la centrifugadora horizontal. La función de estos tornillos de Arquímedes es la de transportar el orujo hacia los orificios de salida de la misma, mientras que el aceite y el agua se sitúan en estratos distintos por efecto de la fuerza centrífuga y de sus diferentes pesos específicos.

El tambor gira normalmente a una velocidad angular ligeramente superior a aquella del tornillo de Arquímedes solidario con el eje hueco en el que se introduce la pasta oleosa; esto se obtiene mediante oportunos mecanismos y reducciones, y permite precisamente crear un diferencial de velocidad angular relativa entre los dos componentes, que permite al tornillo de Arquímedes hacer avanzar las partes sólidas (orujo) de la pasta oleosa hacia los orificios de salida de la misma.

Unos adecuados orificios, cuya profundidad de penetración hacia el interior del tambor es registrable, permiten la extracción del aceite desde el estrato o nivel de aceite que se forma en el interior del tambor.

La extracción del aceite puede realizarse en una o mas cámaras de extracción, según los tipos de "decanter".

Sin embargo, una desventaja de los tornillos de Arquímedes tradicionales es que están en contacto directo con el eje central hueco a lo largo de toda su extensión, y por tal causa dan lugar a una mezcla inevitable de los niveles o estratos de agua y aceite que se han creado en la zona de trabajo, y al mismo tiempo producen el empuje de los mismos hacia la salida junto al orujo. Además, los líquidos, están continuamente en contacto entre ellos, por efecto de la cohesión entre las respectivas moléculas que son arrastradas juntas hacia la salida, con el consiguiente mayor consumo de agua, por una parte, y peor calidad del aceite extraído, por otra. El agua se adhiere también en mayor medida al orujo, determinando otra vez un mayor consumo de agua.

Otra desventaja muy relevante de los "decanter" dotados de tornillo de Arquímedes tradicionales, reside en el hecho que durante la elaboración en las trituradoras, a menudo se está obligado a reducir el caudal de la pasta oleosa, ya que por el orificio de salida del agua, que normalmente se encuentra aguas arriba y está dispuesto en sentido longitudinal, o sea no radial como los orificios de extracción del aceite, sale hacia fuera el lodo, o sea el material que constituye el estrato de transición entre las partes sólidas (en contacto con el tambor) y los líquidos. Estos es indicativo del hecho que los niveles están "alterados", por lo que deben recomponerse o bien restablecerse, para garantizar el buen funcionamiento de la centrifugadora. Por consiguiente reduciendo temporalmente el caudal de la pasta oleosa hacia la centrifugadora, es posible restablecer la situación inicial y aumentar sucesivamente el caudal de la pasta para poder obtener la producción horaria deseada. Obviamente, en conjunto la producción horaria se resiente de todos modos, y el cliente al que se le suministra la máquina se siente molesto por el hecho de que la misma no está en condiciones de funcionar en modo continuo en condiciones operativas "estacionarias", y con una buena producción horaria.

Una primera finalidad de la presente invención es la de realizar un tornillo de Arquímedes adaptable a todos los tipos de centrifugadoras horizontales, que permita reducir el consumo global de agua de proceso, de forma notable, incluso hasta cerca de los dos tercios.

Una segunda finalidad de la presente invención es la de aumentar la producción horaria de las centrifugadoras horizontales, optimizando también la extracción de aceite valiéndose de todas las técnicas ya conocidas y experimentadas, y en particular de máquinas ya patentadas por la solicitante, que necesitan solamente la substitución del tornillo de Arquímedes. De todos modos, la idea que subyace en la presente invención es aplicable a todas las centrifugadoras horizontales existentes, sin modificaciones substanciales en la geometría y en otras partes de las mismas.

En otras palabras, utilizando el tornillo de Arquímedes de la presente invención, será posible aumentar el umbral de caudal máximo de la pasta oleosa alimentada a la centrifugadora, que no crea durante un tiempo limitado, problemas de salida hacia fuera del lodo de los orificios de salida de agua; por eso, también será posible aumentar el valor del caudal de la pasta, a régimen, y hacer funcionar la máquina de forma continua, a valores altos de caudal de la pasta oleosa que crearían de hecho continuos problemas a una centrifugadora tradicional.

Una tercera finalidad de la presente invención es la de mejorar la calidad del aceite extraído, en cuanto que este último ya no llega mezclado con el nivel de agua del tornillo de Arquímedes según la invención a la región de trabajo.

Descripción de la invención

Según la presente invención, el tornillo de Arquímedes de avance del orujo, para una centrifugadora horizontal, comprende una parte anterior y una parte posterior, en el cual la parte anterior está en contacto directo y es solidaria con el eje hueco por el interior del cual se alimenta la pasta oleosa, y empuja el orujo hacia los orificios de salida correspondientes, extendiéndose hasta la pared interna del tambor, mientras la parte posterior del tornillo de Arquímedes, situado en la zona de trabajo en la que se produce la primera separación de las diferentes fases de la pasta, está sostenida por una jaula apta para ser conectada al eje hueco, que hace las funciones de separador, de tal forma que durante el funcionamiento los niveles de aceite y agua en la zona de trabajo estén dispuestos en una región contigua al eje hueco y no interfieran con el tornillo de Arquímedes, y en la que, también dicha parte posterior se extiende hasta la pared interna del tambor.

En la reivindicación 1, se reivindica la aplicación particular de esta nueva configuración del tornillo de Arquímedes, para un "decanter" específico, que permite efectuar una doble extracción de aceite, en una primera y en una segunda cámara de extracción respectivamente, y que sustancialmente se corresponde con el "decanter" de la solicitante, ya protegido por la patente italiana N. 1 283 884 expedida en fecha 7 de mayo de 1998.

En las reivindicaciones 2 a 5 se reivindican realizaciones particulares de la centrifugadora definida en la reivindicación 1.

Breve descripción de los dibujos

La presente invención se ilustrará a continuación solamente a título de ejemplo no limitativo o vinculante, con referencia a una forma de ejecución preferida, mostrada en los dibujos anexos, en los cuales:

Fig. 1, es una vista esquemática, parcialmente en sección longitudinal, de la presente invención aplicada a un "decanter" con dos cámaras de extracción del aceite;

Fig. 2, es una vista parcial en sección longitudinal, a escala aumentada, de una parte del "decanter" mostrado en la Fig. 1;

Fig. 3, es una vista lateral de una jaula de apoyo cilíndrica de la parte posterior del tornillo de Arquímedes objeto de la presente invención;

Fig. 4, es una vista en sección transversal a través del plano A-A mostrado en la Fig. 3.

Forma preferida de realización

En la Fig. 1 se muestra una centrifugadora horizontal o "decanter" cuya tipología corresponde a la centrifugadora horizontal descrita en el documento de patente a nombre de Rapanelli Fioravante S.p.A., con número de solicitud RM 96 A 000033 y expedida en fecha 7 de mayo de 1998 (N.1 283 884). La presente invención se describirá en referencia a tal tipología de centrifugadora, obviamente solo a título de ejemplo. Tal tipología presenta también indudables ventajas bajo la premisa de conseguir una extracción óptima del aceite respecto a otras tipologías, ya que se han previsto dos cámaras de extracción del aceite y tres discos correspondientes.

La centrifugadora horizontal mostrada en la Fig. 1 comprende el armazón de soporte, y mecanismos y reducciones 1 para obtener las susodichas rotaciones independientes del tambor 2 y del eje hueco 3 sobre el que se monta el tornillo de Arquímedes 4.

Sobre la parte posterior de la centrifugadora está presente el tubo de alimentación 5 de la pasta oleosa que incluye agua vegetal, aceite y sólidos (orujo), mientras que una cantidad reducida de agua de elaboración (que sirve para favorecer la formación de los niveles) se añade a través del tubo de derivación 5'. El tubo 5 se extiende por el interior del eje hueco 3, estando formado este último por cuatro pares de partes metálicas 6, 6' con sección troncocónica, una por cada uno de los cuadrantes de la sección transversal (que no se muestra) del eje hueco 3, en el que cada una de las cuatro parejas de piezas de sección tronco cónica 6, 6' incluye una pieza de sección tronco cónica interna 6 soldada longitudinalmente a una pieza de sección tronco cónica externa 6'. Las superficies externas arqueadas de las piezas internas 6, permiten a la pasta oleosa salir velozmente del eje hueco 3, a través de las aperturas 7 de este último, formadas detrás de los deflectores de refuerzo 8, que están soldadas a su vez detrás de cada pareja de piezas 6, 6'. Los susodichos medios ya han sido utilizados en el sector y no constituyen por sí mismos el objeto de la presente solicitud de patente.

Además se precisan dos cruceros internos en el eje hueco 3 (que no aparecen en los dibujos).

Tal como se describe en la patente antes citada por la solicitante, sobre el eje hueco 3 se han fijado tres discos o diafragmas 10, 11, 12 cuyas funciones se ilustran ampliamente en tal patente a la que se remite para cualquier aclaración. En lo que sigue el disco 10 se le llama disco posterior, el disco 11 disco central y el disco 12 disco anterior.

La cámara 13 entre los discos 10 y 11 es la primera cámara de extracción, la cámara 14 entre los discos 11 y 12 se denomina sin embargo segunda cámara de extracción.

Es sabido que en un "decanter" como el representado en la Fig. 1 se obtiene la extracción del aceite a través de los orificios radiales registrables 15 y de los orificos radiales registrables 16 que penetran respectivamente en la primera cámara de extracción 13 y en la segunda cámara de extracción 14. El agua sale hacia fuera, sin embargo, por los orificios 17 dispuestos sobre la cabecera posterior de la centrifugadora, o sea aquella dispuesta aguas arriba respecto a la cabecera anterior de salida hacia fuera del orujo. Los números 18, 19 indican tubos fijos de recogida del aceite, y el número 20 indica el tubo de recogida (fijo) del agua vegetal.

En la cámara de trabajo, o primera cámara de extracción 13, situada en la Fig. 1 a la izquierda del diafragma o disco central 11, se forman los niveles de aceite 21 (contiguo al eje 3), agua 22, lodo 29, y orujo 30 (en contacto con la pared interna del tambor 2).

Según la presente invención, hay una substancial diferencia en la configuración del tornillo de Arquímedes 4 respecto a los tornillos de Arquímedes tradicionales. En efecto, el tornillo de Arquímedes 4 en el caso presente está formado por una parte anterior 23b, a la derecha del disco central 11, que es substancialmente del tipo tradicional y está en contacto directo con el eje 3, y por una parte posterior 23a, a la izquierda del disco central 11, que está constituida por una espiral que no alcanza el eje hueco o árbol principal 3, pero que está sostenida por una jaula 24 con función de separador. La jaula 24 se muestra también de forma singular en los diseños (Fig. 3 y 4), siendo de forma cilíndrica y está unida mediante un disco de ranuras 25 al árbol principal 3. Las ranuras 25 se pueden por ejemplo soldar al eje hueco 3. En su extremo derecho, la jaula 24 es solidaria con el disco central , el cual a su vez asume también la función de separador. Obviamente, la jaula 24 podría también ser sostenida por otra serie de ranuras 25 y no directamente desde el disco central 11, como sin embargo se muestra en las figuras.

La jaula podrá tener diferentes configuraciones. En los diseños anexos se muestra una realización en particular formada por las piezas anulares 26, 26' enlazadas mediante barras longitudinales 27 soldadas a las piezas anulares 26, 26'. La jaula cilíndrica podría también realizarse en forma de un tubo de chapa que presenta un ojales longitudinales. La invención no está limitada a una realización peculiar de la jaula 24, o a un tipo específico de elaboración para la obtención de la misma.

También se hace notar que en la parte posterior 23a, el tornillo de Arquímedes 4 alcanza la pared interna del tambor 2; por consiguiente, durante el funcionamiento, la parte sólida de la pasta oleosa es transportada hacia las salidas 28 por el orujo, mientras los líquidos (aceite y agua) que se encuentran en la cámara 13, tras los discos 10 y 11, no quedan mezclados por el tornillo de Arquímedes, ya que el tornillo de Arquímedes 23a se encuentra "por encima" de la jaula 24 y esta última se encuentra "por encima" de los niveles 21, 22 (aceite y agua). Resulta de ello que se facilita la expulsión separada de aceite y agua a través de los orificios 15, 17, menos cantidad de agua arrastrada al fondo junto al orujo (menor consumo de agua de proceso), el aceite extraído tiene una mejor calidad, y la producción horaria aumenta ya que el "decantar" está en condiciones de funcionar de forma continua con caudales de pasta oleosa muy elevados y constantes a lo largo del tiempo, sin presentar problemas de salida de los lodos a través de los orificios 17, como sucede sin embargo en las máquinas
tradicionales a igualdad de caudal.

Pruebas prácticas han demostrado que la producción horaria aumenta del orden del 30/50%, y el consumo de agua de proceso se puede reducir del orden de 2/3 respecto a una máquina construida con los mismos criterios (misma geometría y disposición de los componentes) pero que utiliza un tornillo de Arquímedes tradicional.

Aunque la presente invención se ha ilustrado haciendo referencia a una tipología particular de centrifugadora, es obvio que esta se podría aplicar a cualquier "decanter" existente, y en el límite a un "decanten" de tambor sin parte anterior cónica.

Además, dado el carácter genérico de la invención, el termino "jaula" se debe entender en sentido lato, o sea debe referirse a un objeto que hace las veces de soporte y de separador, que tiene una forma substancialmente cilíndrica, y que permite el paso del orujo y de los lodos hacia el exterior.

Claims (5)

1. Centrifugadora horizontal que se caracteriza por comprender un tambor (2) con dos cabeceras, que tiene una parte cilíndrica y otra cónica, un tubo de alimentación (5) para la pasta oleosa presentando una derivación (5') para el agua de proceso, un eje hueco central (3) en el interior del cual se alimenta la pasta oleosa y el agua de proceso, medios de rotación (1) para efectuar el giro independiente del tambor (2) y del eje hueco central (3), una pluralidad de orificios (17) de salida del agua (22) dispuestos sobre la cabecera posterior correspondiente al lado de alimentación de la pasta oleosa, varias salidas (28) para el orujo dispuestas en correspondencia con la cabecera anterior, tres discos (10, 11, 12) solidarios al eje central hueco (3) que soporta un tornillo de Arquímedes (4), tales que forman una primera cámara (13) de extracción del aceite y una segunda cámara (14) de extracción del aceite, orificios radiales registrables (15, 16) que comunican con el interior de la primera (13) y de la segunda (14) cámara de extracción respectivamente, caracterizado por el hecho de que el tornillo de Arquímedes (4) incluye una parte anterior (23b) solidaria y en contacto directo con el eje hueco central (3), dispuesto aguas abajo del disco central (11) de división de las dos cámaras de extracción (13, 14), con referencia a la dirección de salida del orujo, y una parte posterior (23a) dispuesta aguas arriba de dicho disco central (11), sostenida por una jaula (24) solidaria con el eje hueco (3) y que hace las veces de separador respecto a ese, impidiendo la mezcla de los niveles (21, 22) de agua y aceite en dicha primera
cámara de extracción (13).

2. Centrifugadora horizontal según la reivindicación 1, que se caracteriza porque el disco (10) que se encuentra aguas arriba de dicho disco central (11), está dispuesto en posición adyacente a la cabecera posterior que equipa los orificios de salida del agua.

3. Centrifugadora horizontal según la reivindicación 2, que se caracteriza porque los orificios radiales (15) de salida del aceite de la primera cámara de extracción (13), están dispuestos inmediatamente aguas abajo del disco (10) adyacente a la cabecera posterior.

4. Centrifugadora horizontal según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que se caracteriza porque el tercer disco (12), o disco anterior, que delimita la segunda cámara de extracción (14) junto al disco central (11), tiene un diámetro menor que este último de tal forma que permite el paso del orujo a la parte acanalada del tambor (2), bloqueando al mismo tiempo el paso del aceite de segunda extracción hacia las salidas (28) de orujo.

5. Centrifugadora horizontal según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que se caracteriza porque dicho eje hueco central (3) está formado por varias parejas de partes metálicas longitudinales con sección troncocónica, soldadas entre ellas a lo largo de los lados longitudinales, de tal forma que dan lugar a elementos de sección transversal oval, unidos entre ellos mediante deflectores de refuerzo (8), los cuales están separados entre ellos de tal manera que forman aberturas de paso (7) de la pasta oleosa hacia el exterior del eje central hueco (3).