ES2350106T3 - Procedimiento para la fabricación de productos intermedios de pienso y/o productos terminados de piensos mixtos para animales, asi como el dispositivo correspondiente. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la fabricación de productos intermedios de pienso y/o productos terminados de pienso mixto para animales, en el que mediante vapor, preferentemente mediante vapor saturado (3) se comprimen unos materiales de partida preacondicionados (16) para formar unos productos aptos para ser vertidos, preferentemente pellets, y a continuación se enfrían los productos aptos para ser vertidos, caracterizado porque el enfriamiento de los productos aptos para ser vertidos se realiza por vía indirecta, para cuyo fin los productos aptos para ser vertidos se conducen a través de un intercambiador de calor de haz tubular (7) que trabaja empleando agua como medio de refrigeración, donde para la evacuación del vapor de agua que se produce como consecuencia del enfriamiento de los productos aptos para ser vertidos, se hace pasar a través de los tubos del intercambiador de calor de haz tubular (7) un gas a contracorriente como gas portador.

Description

La presente invención se refiere a un procedimiento conforme a las reivindicaciones adjuntas 1 a 6, para la fabricación de productos intermedios de pienso y/o productos terminados de pienso mixto para animales, donde mediante vapor saturado se prensan materiales de partida preacondicionados para formar unos productos aptos para ser vertidos, preferentemente pellets, y a continuación se enfrían los productos aptos para ser vertidos. La invención se refiere además a un dispositivo para la realización del procedimiento conforme a las adjuntas reivindicaciones 7 a 10.

La fabricación de productos intermedios de pienso y/o productos terminados de pienso mixto para animales, en particular en forma de granulado de pienso se realiza en la práctica generalmente empleando las así denominadas instalaciones de pelletizado. Estas instalaciones de pelletizado comprenden un acondicionador, eventualmente una prensa de precompactación, una prensa de pelletizado, una instalación de enfriamiento, eventualmente una estación de granulado, por ejemplo en forma de un molino de cilindros, un cribado y eventualmente una instalación de re-engrase.

Para la fabricación del granulado de pienso se cargan en el acondicionador los materiales de partida en forma de harina, preferentemente procedente de una célula de harina prensada. Los materiales de partida se mezclan en el acondicionador con vapor y/o con líquidos para mejorar la capacidad de pelletizado de los productos. Los materiales de partida pre-acondicionados pasan a través de una prensa de pre-compactación o alternativamente directamente a una prensa de pelletizado donde se prensan para formar pellets, es decir productos aptos para ser vertidos. Debido a la mezcla con vapor en el acondicionador y al prensado realizado en la prensa de pelletizado, los pellets que salen de la prensa de pelletizado presentan una temperatura en el núcleo de 50°C a 120°C.

Dado que después de este proceso y debido a su temperatura y en parte también a su humedad, los productos no están directamente en condiciones de ser almacenados, se enfrían en una instalación de enfriamiento dispuesta a continuación, donde como efecto secundario sufren un ligero secado. A continuación del enfriamiento, los pellets enfriados se pueden seguir transformando opcionalmente en granulado. Según los requisitos que ha de cumplir el producto, los pellets se engrasan eventualmente antes del proceso de enfriamiento durante una fase de proceso previa, y a continuación se enfrían. Una fabricación alternativa de pellets engrasados consiste en que después del proceso de enfriamiento los pellets se calientan en un recipiente en el que para el fin de realizar el calentamiento se impulsa aire caliente a través de los pellets. El calentamiento de los pellets sirve en la fase de proceso siguiente para favorecer la aplicación de grasa.

En el documento GB 23 655 A.D. 1914 y en el documento US 2 770 543 se describen procedimientos y disposiciones para la fabricación de productos intermedios del pienso.

Tal como muestra la experiencia, el valor máximo de humedad para los piensos para animales no debe ser superior al 14% para poder asegurar una buena capacidad de almacenamiento del pienso sin que haya riesgo de que se produzcan mermas de calidad. Por este motivo, los pellets todavía calientes que salen de la prensa de pelletizado se secan en una estación de secado dispuesta a continuación de la prensa de pelletizado. A continuación del secado, los pellets secos se pueden seguir transformando opcionalmente en granulado.

Como instalación de enfriamiento se emplean por lo general unos aparatos debidamente equipados que trabajan a contracorriente, de pozo, de tambor o de lecho fluido. En la instalación de enfriamiento los pellets que se trata de enfriar son rodeados directamente por el medio refrigerante, es decir directamente por gas, preferentemente aire. Debido al enfriamiento, los pellets segregan agua en forma de vapor de agua que es recibido por el medio refrigerante y evacuado. En la práctica se ha acreditado esta forma de enfriamiento, a pesar de que no está exenta de inconvenientes.

Así resulta inconveniente que los gases, preferentemente el aire, empleados como medio refrigerante presentan sólo una escasa capacidad térmica, lo que requiere unos caudales de volumen relativamente grandes. Esto da lugar a un elevado consumo de energía y a una voluminosa instalación total con gran necesidad de espacio ya que se requieren aparatos adicionales para la depuración del flujo de gas. Además de esto, se considera inconveniente la molestia debida al olor de los gases que salen de la instalación de enfriamiento, por lo que es necesario prever las correspondientes instalaciones de filtrado. Al emplear aire ambiente como medio refrigerante puede llegar a suceder en días calurosos de verano que debido a la temperatura relativamente alta del aire en combinación con la escasa capacidad térmica del aire que existe en cualquier caso, no resulte posible efectuar el enfriamiento deseado de los pellets hasta una gama de temperatura de aprox. 20°C.

Con el fin de evitar los inconvenientes antes citados y partiendo de lo antes descrito, constituye el objetivo de la invención describir un procedimiento mejorado para la fabricación de productos intermedios de pienso y/o productos terminados de piensos mixtos para animales, en lo referente a la etapa de enfriamiento. Además se deberá proponer un dispositivo para llevar a cabo tal procedimiento.

En cuanto al procedimiento o al dispositivo se propone para resolver la invención que los productos aptos para ser vertidos se hagan pasar para su enfriamiento a través de un intercambiador de calor de haz tubular que trabaje preferentemente a contracorriente cruzada, donde los tubos de intercambiador de calor de haces de tubos estén atravesados a

contracorriente por gas, preferentemente aire.

El enfriamiento de los productos aptos para ser vertidos, es decir de los pellets, y por lo tanto también el secado de éstos, tiene lugar conforme a la invención por vías indirectas. Los productos aptos para ser vertidos se hacen pasar para este fin a través de un intercambiador de calor de haz tubular. Éste trabaja preferentemente con un medio de refrigeración que circula a contracorriente cruzada, que puede ser por ejemplo agua o un medio fluido alternativo o gas.

Los productos aptos para ser vertidos que se hacen pasar a través del intercambiador de calor de haz tubular se enfrían en el intercambiador de calor de haz tubular. Los productos aptos para ser vertidos que al comienzo del proceso de enfriamiento están todavía calientes, ceden vapor de agua debido al enfriamiento, con lo cual se produce también un efecto de secado.

Para evacuar el vapor de agua que sale de los productos aptos para ser vertidos (p.ej. pellets calientes) durante la primera fase de enfriamiento (efecto flash), se hacen trabajar los tubos del intercambiador de calor de haz tubular a contracorriente con gas, preferentemente aire. Este gas que fluye a contracorriente a través de los tubos del intercambiador de calor de haz tubular recibe el vapor de agua que se produce durante el proceso de enfriamiento de los productos aptos para ser vertidos, y lo retira. Como resultado se obtienen productos aptos para ser vertidos enfriados y secados, es decir pellets.

El intercambiador de calor de haz tubular se caracteriza por tener una transmisión de calor especialmente eficaz. La colocación preferentemente densa de los tubos del intercambiador de calor de haz tubular da lugar a unas máximas superficies específicas de transmisión de calor, de modo que los productos aptos para ser vertidos cargados en el intercambiador de calor de haz tubular se enfrían de forma rápida y eficaz. Sobre el perímetro de cada uno de los tubos del intercambiador de calor de haz tubular fluye radialmente hacia todos los lados el calor cedido por los productos aptos para ser vertidos. De este modo se asegura un efecto uniforme en toda la sección y un aprovechamiento eficaz de la altura de construcción del intercambiador de calor de haz tubular.

El empleo de un intercambiador de calor de haz tubular permite, a diferencia de un procedimiento de enfriamiento directo, emplear agua como medio de refrigeración. En comparación con el gas, el agua tiene mejor capacidad térmica, de modo que mediante el empleo de un intercambiador de calor de haz tubular se pueden conseguir unos valores de enfriamiento mejores que con el procedimiento de enfriamiento directo ya conocido por el estado de la técnica.

Para la evacuación del vapor de agua que se produce a causa del enfriamiento de los productos aptos para ser vertidos se emplea, tal como se ha descrito anteriormente, un gas portador, preferentemente aire, que se conduce a contracorriente a través de los tubos del intercambiador de calor de haz tubular. Durante este proceso el gas portador no solamente se carga con el vapor de agua producido a causa del enfriamiento, sino también con el polvo producido a causa del secado de los productos aptos para ser vertidos. Una vez que el gas portador ha salido del intercambiador de calor de haz tubular, hay que depurarlo o secarlo. A diferencia del procedimiento de enfriamiento directo, se requiere sin embargo un caudal de volumen considerablemente inferior con relación al gas portador que se pone en contacto directo con los productos aptos para ser vertidos en el curso de la evacuación de la fase de aire / vapor. A diferencia de los procedimientos conocidos por el estado de la técnica, se reduce por lo tanto el volumen de aparatos y se simplifica el proceso de depuración del gas portador que sale del intercambiador de calor de haz tubular como aire evacuado.

El procedimiento conforme a la invención aprovecha por una parte las ventajas del procedimiento de enfriamiento directo, y por otra parte se pueden evitar con él los inconvenientes que aquél entraña. Esto se consigue conforme a la invención por el hecho de que el circuito de enfriamiento del intercambiador de calor de haz tubular está desacoplado del flujo de gas que recibe y evacua los polvos que se producen durante el enfriamiento o el vapor de agua que se forma durante el enfriamiento. A diferencia del procedimiento de enfriamiento directo, en el proceso conforme a la invención el gas introducido a contracorriente en los tubos del intercambiador de calor de haz tubular sirve únicamente para recibir y evacuar los polvos que se producen durante el proceso de enfriamiento o el vapor de agua que se forma. El enfriamiento de los productos aptos para ser vertidos tiene lugar por medio del fluido refrigerante, que pasa preferentemente a contracorriente cruzada a través del intercambiador de calor de haz tubular.

El procedimiento conforme a la invención puede trabajar con independencia de la temperatura del aire exterior, por lo que no es propenso a averías incluso en días calurosos del verano. Además se puede reducir la carga de olores molestos, ya que a diferencia del procedimiento de enfriamiento directo se forma menor cantidad de gases de escape cargados de olores.

El gas que pasa a contracorriente a través de los tubos del intercambiador de calor de haz tubular se seca después de abandonar el intercambiador de calor de haz tubular y/o se depura, preferentemente se elimina el polvo. Las partículas de materiales sólidas extraídas del gas en el curso de la depuración, por ejemplo las partículas de polvo, se pueden devolver al ciclo del proceso al mezclarlas con los materiales de partida.

De acuerdo con otra característica de la invención los productos aptos para ser vertidos se pueden engrasar antes de enfriarlos en el intercambiador de calor de haz tubular. Otra alternativa consiste en que los productos aptos para ser vertidos se calienten después del proceso de enfriamiento en un enfriador convencional o en el intercambiador de calor de haz tubular, en un segundo intercambiador de calor de haz tubular dispuesto a continuación, y a continuación se engrasen. De este modo se puede aumentar la cantidad de grasa añadida sin que se influya de modo demasiado negativo en las propiedades mecánicas de los pellets. Otro efecto de esta fase del proceso es la reducción de la formación de polvo durante los subsiguientes pasos de almacenamiento y transporte.

En cuanto al dispositivo se propone para resolver el objetivo un dispositivo para llevar a cabo el procedimiento según las características antes citadas, para una estación de carga para los materiales de partida pre-acondicionados mediante vapor, una prensa de productos, preferentemente una prensa de pelletizado, así como un intercambiador de calor, caracterizado porque el intercambiador de calor es un intercambiador de calor de haz tubular adecuado para productos aptos para ser vertidos.

El empleo de un intercambiador de calor de haz tubular adecuado para productos aptos para ser vertidos presenta una ventaja por cuanto el enfriamiento de los productos aptos para ser vertidos puede realizarse por vía indirecta. Para la evacuación de los polvos que se producen durante el enfriamiento de los productos aptos para ser vertidos o del vapor de agua que se forma, se hace pasar a través de los tubos del intercambiador de calor de haz tubular a contracorriente un gas que sirve de gas portador, y que recibe los polvos que se producen en el curso del enfriamiento de los productos aptos para ser vertidos o del vapor de agua que se forma. El dispositivo conforme a la invención permite por lo tanto realizar una combinación a base de un procedimiento de enfriamiento directo y uno indirecto, aprovechando las ventajas del procedimiento de enfriamiento directo sin cargar con los inconvenientes inherentes a éste.

Otras características y ventajas de la invención se deducen de la siguiente descripción, sirviéndose de la Figura 1. Ésta representa en un diagrama de desarrollo esquemático el procedimiento conforme al a invención.

En una tolva 24 se encuentran los materiales de partida 16. Éstos están presentes en forma de una mezcla de harinas. Los materiales de partida 16 se cargan partiendo de la tolva 1 en un acondicionador 2. Aquí se mezclan con el vapor 3 ó con líquidos. Los materiales de partida acondicionados 16 pasan a continuación a través de un pre-compactador 4 (prensa, extrusora, pre-compresora o similar) o directamente a una prensa de pelletizado 5. Aquí se prensan los materiales de partida 16 formando pellets, es decir formando unos productos aptos para ser vertidos. Después de la prensa de pelletizado 5, los pellets calientes se pueden conducir o bien a través de una instalación de engrase 6 a un intercambiador de calor de haz tubular 7 o directamente al intercambiador de haz tubular 7.

En el intercambiador de calor de haz tubular se enfrían los productos aptos para ser vertidos. Esto se consigue enfriando los pellets todavía calientes procedentes de la prensa de pelletizado 5 en el intercambiador de calor de haz tubular 7. Para este fin, el intercambiador de calor de haz tubular 7 trabaja a contracorriente cruzada con un producto refrigerante, por ejemplo agua. Para ello el medio refrigerante puede conducirse en un circuito de flujo cerrado, de modo que se pueda recuperar el calor recibido por el medio refrigerante.

Como consecuencia del enfriamiento, los pellets ceden agua en forma de vapor de agua. Este vapor de agua que se forma durante el enfriamiento se evacua mediante un gas, preferentemente aire, que fluye a contracorriente a través de los tubos del intercambiador de calor de haz tubular 7 como gas portador. Este gas sirve además para recoger también y retirar los polvos que se producen dentro del marco del proceso de secado. El gas que sale como aire de escape del intercambiador de calor tubular 7 se conduce a continuación a un dispositivo de limpieza 11. En este dispositivo de limpieza 11 se deshumidifica el aire de escape y se elimina el polvo. Las partículas sólidas retiradas del aire de escape por la eliminación de polvo se pueden volver a aprovechar, conduciéndolas por ejemplo a la tolva 1. El vapor de agua 13 retirado del aire de escape mediante la deshumidificación se retira igualmente del dispositivo de limpieza y eventualmente se puede volver a utilizar. El aire de escape deshumidificado y limpio de polvo 14 se puede hacer pasar a través de un filtro de olores 12 para neutralizar los olores, cediéndolo a continuación a la atmósfera.

Los pellets que salen del intercambiador de calor de haz tubular 7 se pueden conducir alternativamente a través de una estación de engrase 8 ó de una estación de granulado 9, o directamente, de modo que al final se dispone de pellets, pellets engrasados o granulado. La estación de engrase 8 comprende eventualmente un intercambiador de calor de haz tubular para calentar los productos aptos para ser vertidos, así como una instalación de engrase. En la estación de engrase 8 se aprovecha en este caso el intercambiador de calor de haz tubular para calentar el producto, y preferentemente se hace pasar a su través a contracorriente un gas o un líquido. En este caso el objetivo es recalentar los pellets a una temperatura de unos 40°C (± 10°C), para facilitarle al medio (grasa o aceite) rociado encima la penetración al interior del pellet, y evitar su acumulación en la superficie.

La peculiaridad del procedimiento antes descrito es el enfriamiento, deshumidificación y eliminación de polvo de los pellets procedentes de la prensa de pelletizado 5 que tiene lugar en el intercambiador de calor de haz tubular 7, y el calentamiento alternativo en el intercambiador de calor de haz tubular con el objetivo de poder aplicar mejor grasa o aceite sobre los pellets.

El procedimiento conforme a la invención es especialmente adecuado para la fabricación de productos pelletizados o granulados, fabricados a partir de mezclas molidas / estructuradas de materiales de partida autorizados para la alimentación animal. El tamaño de los pellets producidos puede variar dentro de un campo entre unos 2 a 8 mm. La gama de temperaturas de la harina o de las mezclas de harinas está preferentemente entre unos 15°C hasta unos 35°C, siendo en cualquier caso también posible transformar harinas o mezclas de harinas a otras temperaturas. Después del acondicionador 2, la harina o la mezcla de harinas presenta preferentemente una temperatura entre unos 45°C y unos 65°C. Ha resultado especialmente ventajoso controlar el procedimiento de tal modo que los productos aptos para ser vertidos producidos en la prensa de pelletizado 5 tengan después de la prensa de pelletizado 5 una temperatura entre unos 55°C hasta unos 90°C. Mediante el enfriamiento de los productos en el intercambiador de calor de haz tubular 7 se ajusta su temperatura preferentemente a una temperatura en un campo entre unos 15°C hasta aproximadamente 30°C. La humedad presente en los pellets después del intercambiador de calor de haz tubular 7 está preferentemente entre aproximadamente un 10% hasta aproximadamente un 14%.

Lista de Referencias

1

Tolva

2

Acondicionador

3

Vapor saturado

4

Pre-compactador (prensa de pelletizado, expansor, extrusora, BOA)

5

Prensa de pelletizado

6

Estación de engrase

7

Intercambiador de calor de haz tubular

8

Estación de engrase

9

Estación de granulado

10

Producto final

11

Dispositivo de limpieza

12

Filtro de olores

13

Vapor de agua

14

Aire de escape

15

Partículas de producto sólido

16

Materiales de partida

Claims (9)

1. Reivindicaciones

   1.

   Procedimiento para la fabricación de productos intermedios de pienso y/o productos terminados de pienso mixto para animales, en el que mediante vapor, preferentemente mediante vapor saturado (3) se comprimen unos materiales de partida preacondicionados (16) para formar unos productos aptos para ser vertidos, preferentemente pellets, y a continuación se enfrían los productos aptos para ser vertidos, caracterizado porque el enfriamiento de los productos aptos para ser vertidos se realiza por vía indirecta, para cuyo fin los productos aptos para ser vertidos se conducen a través de un intercambiador de calor de haz tubular (7) que trabaja empleando agua como medio de refrigeración, donde para la evacuación del vapor de agua que se produce como consecuencia del enfriamiento de los productos aptos para ser vertidos, se hace pasar a través de los tubos del intercambiador de calor de haz tubular (7) un gas a contracorriente como gas portador.

2. 2.

   Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el gas que pasa a contracorriente a través de los tubos del intercambiador de calor de haz tubular (7) se deshumidifica y/o se depura después de abandonar el intercambiador de calor de haz tubular (7), preferentemente se elimina el polvo.

3. 3.

   Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque las partículas de sustancias sólidas (15) eliminadas del gas en el curso de la depuración se añaden a las sustancias de partida (16).

4. 4.

   Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las sustancias de partida (16) se pre-compactan antes de prensar los productos aptos para ser vertidos.

5. 5.

   Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los productos aptos para ser vertidos se engrasan antes y/o después del enfriamiento en el intercambiador de calor de haz tubular (7).

6. 6.

   Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los productos aptos para ser vertidos se siguen transformando en granulado después de

   abandonar el intercambiador de calor de haz tubular (7).

7. 7.

   Dispositivo para realizar el procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 6 con una estación de carga para las sustancias de partida (16) pre-acondicionadas

   5 mediante vapor saturado (3), una prensa de productos, preferentemente una prensa de pelletizado así como un intercambiador de calor, caracterizado porque el intercambiador de calor es un intercambiador de calor de haz tubular (7) adecuado para productos aptos para ser vertidos.

   10 8. Dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado porque antes de la prensa de productos (5) está dispuesta una prensa de pre-compactación (4).
8. 9. Dispositivo según la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque antes y/o después del

   intercambiador de calor de haz tubular (7) está situada una estación de engrase (6, 8). 15
9. 10. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores 7 a 9, caracterizado por disponer de una instalación de depuración (11) para la limpieza de los gases que pasan a contracorriente a través del intercambiador de calor de haz tubular (7).,

   20

   25

   30