ES2338964B2 - Metodo y aparato para separar y extraer diferentes productos a partirde pastas de frutas que contienen aceite y similares. - Google Patents
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Abstract
Método y aparato para separar y extraer
diferentes productos a partir de pastas de frutas que contienen
aceite y similares.
El método para separar y extraer un componente
líquido más ligero (O1), un componente líquido más pesado (A1) y un
residuo sólido (S1) a partir de una pasta (P1) de frutas
oleaginosas, comprende las siguientes etapas: alimentar dicha pasta
(P1) a un extractar centrífugo con eje horizontal (D1) (decantador),
y separar y extraer por separado un residuo sólido (S1), un
componente líquido ligero (O1) y un componente líquido pesado (A1),
siendo extraído dicho componente líquido pesado (A1)
radialmente.
Description
Método y aparato para separar y extraer
diferentes productos a partir de pastas de frutas que contienen
aceite y similares.
La presente invención se refiere a un método y a
un aparato para separar y extraer un componente líquido más ligero,
un componente líquido más pesado y un residuo sólido a partir de
pastas de frutas oleaginosas tales como las aceitunas y similares,
por medio de los cuales es posible obtener un líquido de alta
calidad, una pulpa libre de lignina que se puede usar como pienso y
un sólido que consiste en el producto de huesos de fruta que se
puede usar como combustible, dando como resultado global un ahorro
de energía y un beneficio en términos ecológicos ya que no hay
producción de materia de deshecho a la que haya que eliminar.
Es conocido, en el sector técnico relacionado
con la extracción de aceite de frutas oleaginosas tales como
aceitunas y similares, que al final del proceso de extracción, se
consigue la separación de los principales componentes de la fruta,
consistiendo estos componentes en: un componente líquido de alta
calidad (aceite), un componente líquido a ser descartado (agua) y un
residuo sólido que está más o menos húmedo dependiendo del método
específico de extracción aplicado.
En mayor detalle, los métodos de extracción se
basan en el uso de máquinas asociadas, llamadas separadores
centrífugos/extractores o decantadores, que comprenden esencialmente
un tornillo de alimentación, situado dentro de un tambor rotatorio y
a su vez rotatorio en relación a éste, realizando dichas máquinas,
dentro del tambor, la separación y estratificación de los diferentes
componentes del producto que tienen un peso específico variable.
Es conocido también que en el caso particular
del procesado de las aceitunas, el producto a ser separado es
alimentado normalmente a la máquina en la forma de una pasta
triturada que puede ser diluida con agua y que, durante la
centrifugación, está dispuesta radialmente, aumentando una capa de
separación intermedia sólido/aceite que favorece una mejor
separación del componente oleoso desde el componente sólido.
Dichos extractores centrífugos (conocidos como
"decantadores") están diseñados en dos formas principales de
construcción que, en el sector, son denominadas respectivamente
"de tres fases" y "de dos fases", dependiendo de si tienen
tres o dos salidas separadas para los tres componentes a ser
extraídos.
En mayor detalle, el residuo sólido mencionado
(llamado orujo), que contiene una cantidad residual de aceite no
extraído, durante el primer proceso, está esencialmente compuesto
de:
- -
- pulpa de fruta
- -
- huesos de fruta triturados (o "producto de huesos de fruta"), y
- -
- agua vegetal
y forma la materia prima para procesos de
extracción posteriores realizados en los llamados molinos de orujo y
que intentan separar los diferentes componentes del orujo con el fin
de conseguir:
- -
- la recuperación del aceite remanente dentro del residuo sólido al final del primer proceso;
- -
- la recuperación de la pulpa que, por sí misma y/o mezclada con oros componentes sólidos, se usa como pienso;
- -
- la recuperación del producto de huesos de fruta que se puede usar como combustible.
\vskip1.000000\baselineskip
Sin embargo, los métodos convencionales
empleados en los molinos de aceite primarios, dan como resultado una
separación que generalmente produce:
- -
- un residuo sólido con un alto contenido de humedad y gran cantidad de sales que representan la principal causa de mal funcionamiento tanto en las plantas de secado que se pueden usar durante las etapas subsiguientes del proceso como en las calderas que usan dicho residuo como un combustible sólido reciclado;
- -
- un residuo líquido acuoso (agua vegetal) con un alto contenido en sólido, que evita la eliminación del mismo en el sistema de alcantarillado.
\vskip1.000000\baselineskip
En adición, ocurre también que los métodos
conocidos para tratar el orujo ya no son rentables, con el resultado
de que el orujo constituye un problema para los molinos de aceite
que no son ya capaces de deshacerse del mismo de una manera
ventajosa; lo mismo es aplicable al agua vegetal.
Los documentos de patente ES 2189564 y ES
2181975 son ejemplos de la técnica anterior.
El problema técnico que se plantea, por tanto,
es proporcionar un método para extraer aceite de frutas oleaginosas
y similares, por medio del cual sea posible obtener un aceite y
líquido de alta calidad y un residuo sólido de la extracción de tal
tipo que pueda ser destinado directamente a un uso posterior sin
necesidad de un proceso intermedio
adicional.
adicional.
En conexión con este problema se requiere
también que este método permita un ahorro sustancial de energía,
reduciendo el número de operaciones de tratamiento y el
correspondiente uso de maquinaria en comparación con la técnica
conocida.
Estos problemas técnicos se resuelven según la
presente invención por un método de acuerdo con las funciones
características de la reivindicación 1.
La presente invención se refiere además a un
aparato de acuerdo con las funciones características de la
reivindicación 17 y que se destina a implementar dicho método.
Se pueden obtener detalles adicionales de la
siguiente descripción de un ejemplo no limitante de realización de
la invención proporcionado con referencia a los dibujos adjuntos en
los que:
- la Figura 1 es un diagrama funcional de un
modo de implementar el método según la presente invención;
- la Figura 2 es una sección axial lado a lado
de un ejemplo de realización del decantador para implementar el
método según la presente invención con el componente líquido más
ligero fluyendo en dirección opuesta a la materia sólida;
- la Figura 3 es una sección transversal
esquemática y parcial a lo largo de un plano axial de la parte para
la extracción del componente líquido más ligero desde el decantador
según la Fig. 2;
- la Figura 4 es una vista lateral de una
realización preferida del tornillo alimentador del decantador según
la invención.
\vskip1.000000\baselineskip
Como se muestra en la Figura 1, la pasta P1 que
contiene aceite, obtenida del tratamiento previo
continuo/discon-
tinuo de las aceitunas, se alimenta en forma de una pasta moldeable a un decantador D1 del tipo de tres fases, concretamente con tres salidas diferentes para los distintos componentes separados por medio de centrifugado y que consisten en: un componente líquido más ligero (aceite) O1, un componente líquido más pesado A1, formado por una mezcla de agua y pulpa, y un residuo sólido S1 sustancialmente formado por producto de huesos y componentes leñosos.
tinuo de las aceitunas, se alimenta en forma de una pasta moldeable a un decantador D1 del tipo de tres fases, concretamente con tres salidas diferentes para los distintos componentes separados por medio de centrifugado y que consisten en: un componente líquido más ligero (aceite) O1, un componente líquido más pesado A1, formado por una mezcla de agua y pulpa, y un residuo sólido S1 sustancialmente formado por producto de huesos y componentes leñosos.
Con el tratamiento de separación en un
decantador de tres fases es posible obtener:
- -
- la recuperación del aceite O1 que se extrae axialmente desde el decantador;
- -
- una fase líquida A1 de mezcla de agua vegetal con pulpa, extraída del decantador en una dirección radial;
- -
- un residuo sólido que consiste esencialmente en producto de huesos y que tiene un bajo contenido en humedad (< 60% en peso) y con una baja cantidad de sales que permanecen disueltas en el agua de tratamiento, independientemente de cualquier adición de agua de lavado durante la centrifugación.
\vskip1.000000\baselineskip
Queda claro por tanto cómo con el método según
la invención es posible extraer aceite de frutas oleaginosas por
medio de la separación en un decantador de tres fases, dando como
resultado la recuperación de componentes finales de alta calidad
para uso posterior adicional; esto es, uso alimentario para el
aceite de alta calidad; uso, por ejemplo, como combustible para el
residuo sólido que esté suficientemente seco; uso como pienso para
la fase acuosa que comprende agua vegetal con un alto contenido de
sólidos ligeros suspendidos (pulpa), presente en una cantidad entre
10% y 30% y preferiblemente entre 18% y 22% en peso, y sales
disueltas.
Con el método según la invención es posible
también obtener estos resultados sin tener que enviar el orujo a los
molinos de orujo, dando como resultado un ahorro de energía en el
caso en que el residuo sólido es reutilizado directamente como
combustible para producir el calor requerido por el aparato para las
etapas primarias de extracción del aceite.
Como se muestra en la Figura 2, el extractor D1
centrífugo está compuesto de una cubierta 10 fija, sustancialmente
cilíndrica, que tiene, en sus extremos opuestos, secciones anulares
que están separadas una de ora y abiertas, formando colectores
radiales 10a y 10b para la recuperación de los diferentes
componentes del producto a ser separados, los cuales, en el caso
particular de tratamiento de las aceitunas, están formados
respectivamente por el residuo sólido S1 y por el componente líquido
ligero O1 que consiste en aceite de alta calidad.
La cubierta 10 fija tiene dispuestos de forma
coaxial dentro de ella, un tambor 20 hueco rotativo con una forma
sustancialmente cilíndrica/frusto-cónica, que está
montado sobre los cojinetes 20a de tal modo que permite la rotación
del mismo con respecto a la cubierta 10; la desconexión de la
energía del tambor 20 es de tipo convencional y por tanto no se
ilustra en detalle.
El tambor 20 tiene también, dispuesto de forma
coaxial dentro del mismo, un tornillo alimentador 30, que está
soportado en los extremos por cojinetes 21, integrado con el tambor
20 con respecto al cual el tornillo alimentador puede rotar y que
tiene una espiral 32 integrada con la superficie exterior del cuerpo
31; dicho tornillo alimentador comprende un vástago formado por
segmentos circunferenciales 31a unidos entre sí de forma que dejan
aberturas 31a longitudinales de salida para la pasta P1 alimentada
coaxialmente por medio de la tubería 1a.
Mediante rotación a velocidad diferente del
tambor, el tornillo alimentador lanza el residuo sólido S1 hacia la
salida asociada 10a.
El tornillo alimentador 30 del extractor según
la invención tiene también medios para retener el componente líquido
más ligero (= aceite O1) en la dirección axial, dichos medios en el
ejemplo consisten en un disco 50 montado concéntricamente sobre el
propio tornillo alimentador 30 y con un diámetro de salida tal que
el disco 50 forma una barrera capaz de retener el aceite de forma
que se evite que éste salga junto con la pulpa A1 y/o el sólido S1,
permitiendo en cualquier caso que el último pase a la
correspondiente salida.
En particular, el disco 50 produce también la
discontinuidad en el nivel de las dos "superficies libres"; por
un lado la fase oleosa ligera con una mayor superficie libre y por
oro lado la parte más pesada con una menor superficie
libre.
libre.
Dicho disco 50 está dispuesto en una posición
axial que está situada tan aguas abajo como sea posible (en la
dirección de movimiento del sólido) de la sección cilíndrica del
tornillo alimentador y del tambor, con el fin de aumentar tanto como
sea posible la longitud de la zona a lo largo de la cual el aceite
puede salir a la superficie y retener la mayor cantidad posible de
aceite aguas arriba del disco 50.
El extractor centrífugo D1 según la invención
dispone de medios para extraer, en una dirección radial, el residuo
líquido A1, que consiste en agua (en su mayor parte agua vegetal) y
pulpa suspendida, cuyos medios consisten en elementos tubulares 60
insertados radialmente en el tambor 20 de forma que emergen en una
posición axialmente aguas abajo del disco 50 en la dirección del
movimiento del sólido S1 hacia la salida asociada.
Dichos elementos tubulares 60 tienen un extremo
interior 60a dispuesto en el nivel de estratificación del líquido A1
a ser extraído, mientras que los extremos 60b opuestos fuera del
tambor 20 llevan a un colector 61 situado dentro de la cubierta 10
fija y haciendo posible que el aceite extraído sea llevado a un
conducto para descarga y recepción del mismo.
Se prevé además que la profundidad del elemento
tubular 60 en la dirección radial pueda ser ajustada por medio de
tubos intercambiables de longitudes variables o utilizando medios
adecuados, tales como, por ejemplo, espaciadores, tornillos y
similares (convencionales per se), a los que se puede tener
acceso a través de una ventana de inspección (que no se muestra) de
la cubierta 10, enfrente a la cual puede posicionarse el elemento
tubular por medio de una rotación adecuada del tambor.
Como se muestra en la Figura 2, se prevé además
que la alimentación de la pasta P1 de aceitunas al decantador D1 se
pueda realizar por el lado de la brida 22 del extremo del
decantador; de este modo la tubería de alimentación la (Fig. 3)
puede estar coaxialmente insertada dentro del eje 121 soporte hueco
del tambor 20 para obtener de este modo la alimentación del fluido a
ser separado a una zona a una distancia adecuada de la brida 22 del
extremo del decantador; pero tan lee os como sea posible de la zona
en la que se descarga el sólido; se prevé además diseñar la tubería
de alimentación para que sea tan corta como sea posible con el fin
de limitar la presencia de partes salientes de forma coaxial que
pueden estar sujetas a vibración.
Como se muestra en la Figura 3, se prevé que la
extracción del componente líquido más ligero O1 desde el decantador
D1 se realice a través de la brida 22 que cerra el extremo del
decantador por medio de conductos 122b rectos de salida de
rebose.
Aunque no se muestra, se prevé sin embargo, que
el componente líquido más ligero O1 pueda ser extraído radialmente
usando medios enteramente similares (y por tanto no descritos en
detalle) a los medios 60 para extraer el componente líquido más
pesado A1.
La Figura 4 muestra una realización preferida
adicional del tornillo de alimentación 130 del decantador según la
presente invención; en esta realización se prevé que el tornillo
pueda tener una o dos roscas con espirales interrumpidas, según la
técnica conocida; se prevé además que el tornillo 130 esté provisto
con roscas 135 axiales que son capaces de permitir que la fase
oleosa a ser separada pase desde la zona del disco 50 de rebose a la
zona de la brida 22 de salida del aceite.
Estos colectores 135 están dispuestos de tal
forma que hay uno por cada uno de los cuatro cuerpos de tornillos
que forman el vástago del tornillo alimentador y cada uno consiste
en dos miembros planos 135a que se extienden radialmente diseñados
para formar un canal para transportar el aceite hacia la zona de
salida y al mismo tiempo proporcionar protección de tal modo que el
aceite no se vea perturbado durante la separación por la
"corriente" del producto que cae desde la tubería de
alimentación 1a hacia la periferia del tambor.
En la práctica cada colector tiene un corte
transversal que es más o menos rectangular y está formado por tres
lados cerrados que son todos paralelos al eje del tornillo
alimentador y del decantador, con un único lado abierto que es el
que está más lejos del eje del tornillo alimentador.
Se prevé también que es posible equipar el
decantador con medios 1000 de suministro de agua dispuestos aguas
arriba de la zona para la extracción del sólido S1, con el fin de
lograr un "retrolavado" a lo largo de la sección
frusto-cónica del tambor de salida del orujo, de
forma que se obtenga un producto de huesos que está incluso más
limpio (limpio de pulpa, lavado).
Queda claro por tanto cómo con el decantador
según la invención es posible obtener en una única operación una
pulpa que no está contaminada con el polvo de los huesos puesto que
se reduce sustancialmente la pérdida del producto de huesos con la
pulpa que se destina a pienso.
Esto significa que, a partir de la planta de
extracción de aceite, es posible obtener no solamente un aceite
"refinado", sino también oros dos productos listos para uso
posterior sin necesidad de operaciones y/o procesado
adicionales.
Claims (29)
1. Un método para separar y extraer un
componente líquido más ligero (O1), un componente líquido más pesado
(A1) y un residuo sólido (S1) a partir de una pasta (P1) de frutas
oleaginosas, que comprende las siguientes etapas:
a) alimentar dicha pasta (P1) a un extractor
centrífugo con eje horizontal (D1) (decantador) en la dirección
axial,
b) separar y extraer por separado un residuo
sólido (S1), un componente líquido ligero (O1) y un componente
líquido pesado (A1),
caracterizado porque la pasta que
contiene aceite (P1) se alimenta en el decantador del mismo lado y a
una distancia adecuada de la salida del líquido ligero (O1), y del
lado contrario y a una distancia lo más alejada posible de la zona
de descarga del residuo sólido (S1) y se desplaza en la dirección
del flujo del residuo sólido (S1).
\vskip1.000000\baselineskip
2. El método según la reivindicación 1,
caracterizado porque prevé retener en la dirección axial el
componente líquido (O1) con peso específico más bajo.
3. El método según la reivindicación 1,
caracterizado porque la extracción del componente líquido
(A1) con peso específico más alto en la dirección radial se realiza
aguas abajo de los medios para retener el componente líquido más
ligero en la dirección axial (O1).
4. El método según la reivindicación 1,
caracterizado porque la extracción, desde el decantador (D1),
del componente líquido (A1) con un peso específico más alto en la
dirección radial se realiza en una zona tan próxima como sea posible
en la dirección axial a la salida (10a) para el residuo sólido.
5. El método según la reivindicación 1,
caracterizado porque la extracción del componente líquido más
ligero (O1) se realiza en una dirección sustancialmente axial.
6. El método según la reivindicación 5,
caracterizado porque la extracción del componente líquido más
ligero (O1) se realiza a través de la brida (22) que cerra el
extremo del decantador.
7. El método según la reivindicación 5,
caracterizado porque la extracción del componente líquido más
ligero (O1) se realiza por medio de un rebose directo.
8. El método según la reivindicación 1,
caracterizado porque la extracción del componente líquido más
ligero (O1) se realiza en una dirección sustancialmente radial.
9. El método según la reivindicación 1,
caracterizado porque prevé el suministro de agua a la zona en
la que el componente sólido (S1) se saca del decantador (D1).
10. El método según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho componente líquido más pesado (A1)
fluye en la misma dirección que el flujo del residuo sólido
(S1).
11. El método según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho componente líquido más pesado (A1)
comprende agua vegetal y pulpa.
12. El método según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho residuo sólido (S1) tiene un
contenido de humedad inferior al 60% en peso de dicho residuo
sólido.
13. El método según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho componente líquido más pesado (A1)
tiene un contenido sólido entre 10% y 30% en peso.
14. El método según la reivindicación 13,
caracterizado porque dicho contenido sólido está
preferiblemente entre 18% y 22% en peso.
15. Un aparato para la extracción centrífuga de
dos componentes líquidos (O1, A1) con diferente peso específico y un
componente sólido (S1) a partir de pastas de frutas que contienen
aceite tales como aceitunas y similares, que comprende un tambor
(20) que tiene una forma parcialmente cilíndrica y parcialmente
frusto-cónica y con aberturas (122b) sustancialmente
axiales para descargar el componente líquido (O1) con un peso
específico más bajo y con aberturas para descargar el residuo sólido
(S1), y un tornillo alimentador (30) que está dispuesto coaxialmente
dentro del mismo y que empuja el residuo sólido (S1) hacia la salida
asociada, rotando independientemente uno de oro, que comprende
además medios (60) para extraer el componente líquido (A1) con un
peso específico más alto en una dirección sustancialmente radial y
en el que el movimiento en la dirección axial del componente líquido
(O1) con un peso específico más bajo desde una zona (1a) para
alimentar la pasta (P1) a una zona para la extracción de la misma
está en la dirección opuesta a la del movimiento del residuo sólido
(S1) hacia la salida asociada (10a), caracterizado porque la
boca del medio (1a) para alimentar la pasta (P1) está dispuesta en
una posición axial que está lo más lejos posible de la salida (10a)
para el residuo sólido (S1) y axialmente próxima a la brida (22) que
cerra el extremo de dicho decantador (D1), del lado de la salida del
componente líquido ligero (O1).
16. El aparato según la reivindicación 15,
caracterizado porque los medios (50) para retener en la
dirección axial el componente líquido (O1) con un peso específico
más bajo están asociados con el tornillo alimentador (30).
17. El aparato según la reivindicación 16,
caracterizado porque dichos medios de retención consisten en
al menos una brida (50) que tiene una dimensión en la dirección
radial mayor que la distancia del nivel de estratificación del
componente líquido más ligero (O1) desde el eje de rotación del
decantador.
18. El aparato según la reivindicación 17,
caracterizado porque dichos medios (50) de retención están
dispuestos en la parte terminal de la sección del tambor con forma
cilíndrica, en la dirección de movimiento del residuo sólido (S1)
hacia la salida asociada (10a).
19. El aparato según la reivindicación 18,
caracterizado porque dicha brida es un disco (50) concéntrico
con el eje del tornillo alimentador.
20. El aparato según la reivindicación 15,
caracterizado porque dichos medios (60) para separar
radialmente el componente líquido más pesado (A1) están dispuestos
aguas abajo de los citados medios (50) para retener axialmente el
componente más ligero (O1) en la dirección del movimiento del
residuo sólido (S1) hacia la salida respectiva.
21. El aparato según la reivindicación 20,
caracterizado porque dichos medios para separar radialmente
el componente líquido más pesado consisten en elementos (60)
tubulares que están radialmente integrados con el tambor (20).
22. El aparato según la reivindicación 21,
caracterizado porque dichos elementos (60) tubulares están
formados como un rebose directo en el extremo de extracción
asociado.
23. El aparato según la reivindicación 15,
caracterizado porque dichas aberturas (122b) sustancialmente
axiales para descargar el componente líquido más ligero (O1) están
colocadas sobre una circunferencia, con un diámetro ajustable, de la
cara (22) del extremo del tambor (20).
24. El aparato según la reivindicación 15,
caracterizado porque comprende medios (122b) directos de
rebose para extraer el componente líquido más ligero (O1).
25. El aparato según la reivindicación 15,
caracterizado porque comprende medios para extraer el
componente líquido más ligero (O1) en la dirección radial.
26. El aparato según la reivindicación 15,
caracterizado porque comprende medios (1000) para suministrar
agua a la zona para la extracción axial del sólido (S1).
27. El aparato según la reivindicación 15,
caracterizado porque el tornillo alimentador (130) tiene una
pluralidad de colectores (135) que se extienden en la dirección
axial desde la zona del disco (50) de rebose a la zona de la brida
(22) para la descarga del aceite.
28. El aparato según la reivindicación 27,
caracterizado porque dichos colectores (135) están dispuestos
de tal modo que hay al menos uno por cada uno de los cuatro cuerpos
del tornillo alimentador que forman el vástago del tornillo
alimentador.
29. El aparato según la reivindicación 27,
caracterizado porque dichos colectores (135) consisten cada
uno en dos miembros (135a) planos que se extienden radialmente.
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