ITFI980112A1 - Estrattore centrifugo per la estrazione di olio dalle olive e per impieghi equivalenti - Google Patents

Description

""Estrattore centrifugo per la estrazione di olio dalle olive e per impieghi equivalenti

DESCRIZIONE

Gli estrattori centrifughi o cosiddetti Decanters, per l'estrazione dell'olio di oliva e per impieghi equivalenti, comprendono una coclea posta all'interno di un tamburo ruotante; la coclea ruotando con una differenza di giri rispetto al tamburo asporta il solido, mentre il liquido fuoriesce dalla parte opposta del percorso del solido attraverso dei passaggi posti sulla testata di chiusura del tamburo; un primo dei detti passaggi allontana il liquido più pesante, e l'altro il liquido più leggero, trovantesi ad una distanza - dall'asse di rotazione - minore della distanza in cui si trova il primo passaggio.

Gli estrattori centrifughi adibiti alla lavorazione delle olive e di altri frutti oleosi devono operare la separazione fra una parte solida e due parti liquide; la parte solida è costituita dalla sansa, parti liquide sono costituite dall'olio e dall'acqua di vegetazione ed eventualmente da acqua addizionata per l'operazione di centrifugazione. Sia la sansa che l'acqua sono sottoprodotti, quindi di scarto, mentre l'olio è il prodotto pregiato da estrarre nelle maggiori percentuali possibili.

Sono già noti gli estrattori centrifughi (Decanters) con doppia uscita di olio, generalmente chiamati in doppia estrazione"; essi presentano un disco fisso situato sul fuso della coclea di movimentazione, una serie di uscite poste nella parte finale del tamburo cilindrico, cioè una flangia di chiusura che viene denominata l'Estrazione " , da parte opposta alla uscita del solido, ed una circa a metà della lunghezza dal tamburo, fra la prima uscita dell'olio e l'uscita del solido, che viene denominata <u>2' Estrazione". Questa 2' Estrazione è opportuna per un migliore sfruttamento del solido, cioè per poter togliere il più possibile l'olio contenuto nella parte solida, il quale olio altrimenti andrebbe perduto nel sottoprodotto.

Gli estrattori centrifughi attuali presentano alcuni inconvenienti, fra i quali si possono indicare i seguenti :

1. Lavorando la macchina a tre fasi, cioè con uscita del solido (sansa) e dei due liquidi separati (acqua e olio), l'impasto all'entrata necessita di una aggiunta di acqua tiepida affinché possa essere facilitata la separazione e per far scorrere senza intasamenti il solido nell'interno del tamburo;

2. Se nell'estrattore centrifugo viene immesso poco impasto - questo può accadere con una materia prima (olive) di non facile lavorazione - quando si procede alla 2~ Estrazione si accumula molto olio nella camera della 2" Estrazione, e se ne ritarda quindi la fuoriuscita;

3. Aumentando la capacità produttiva alla uscita della 2<* >estrazione, l'olio può uscire con molte impurità fino a creare una melma, la quale può ostruire il passaggio dell'olio; questo avviene in quanto lo spessore del solido (sansa) all'interno del tamburo aumenta fino a coprire il livello dell'olio.

L'invenzione tende a perfezionare gli estrattori centrifughi attuali relativamente a molti aspetti tecnici e funzionali, come risulterà evidente dal testo che segue.

L'estrattore centrifugo in oggetto è del tipo comprendente un tamburo ruotante ed all'interno di esso un rotore o fuso con coclea per l’avanzamento e l'allontanamento della fase solida, uno spazio o camera anulare di separazione centrifugo essendo definito fra tamburo e rotore, e mezzi di scarico essendo previsti per la o le fasi liquide. Secondo l'invenzione, l'estrattore comprende, in posizione intermedia del rotore o fuso, una porzione entro la cavità della quale è alimentato da un condotto assiale l'impasto da trattare; detta porzione presenta forazze cioè passaggi prolungati radialmente per scaricare centrifugamente l'impasto nel detto spazio cioè camera anulare di separazione, e presenta inoltre esternamente, fra detti passaggi o forazze, canali per il deflusso longitudìnale della o delle fasi liquide.

Così viene previsto un unico scarico per la fase liquida più leggera (olio) ed uno scarico per la fase liquida più pesante (acqua di vegetazione), ambedue ad una estremità del tamburo.

Vantaggiosamente, l'estrattore in oggetto comprende - nello spazio anulare di separazione fra tamburo e rotore o fuso con coclea - più anelli giacenti in piani ortogonali all'asse di rotazione del tamburo e del rotore e definenti più camere di separazione; dal bordo interno dei detti anelli defluisce la fase liquida più leggera (olio) verso lo scarico, mentre dall’esterno di detti anelli defluisce in un verso la fase liquida più pesante (acqua) mentre nel verso opposto, viene sospinta dalla coclea la fase solida.

Nel tamburo può essere prevista una parte terminale troncoconica o comunque rastremantesi verso lo scarico della fase solida, ed in prossimità di detta parte terminale vengono previste porzioni di coclea ad azione inversa, atte a "impastare" la fase solida trasportata verso lo scarico, per completare la separazione della o delle fasi liquide dalla fase solida.

Il disegno mostra un esempio di estrattore che comprende anche l'invenzione in oggetto, oltre ad altre della stessa titolarità.

Nel disegno:

Fig. 1 mostra una sezione longitudinale schematica complessiva di un estrattore secondo l invenzione;

Figg. 2 e 3 mostrano due parti dell'estrattore in oggetto, nella sezione longitudinale ingrandita;

Fig. 4 mostra un particolare della Fig. 2, ulteriormente ingrandito;

Fig. 5 mostra una sezione trasversale secondo V-V della Fig. 2;

Fig. 6 mostra un componente interno in vista prospettica; e

Fig. 7 mostra una sezione locale secondo VII-VII della Fig. 4.

Secondo quanto è illustrato nel disegno annesso, con 1 è indicata una cassa, della quale con 3 e 5 sono indicate le pareti terminali su cui sono montati cuscinetti 7 e 9 rispettivamente, per il montaggio degli equipaggi ruotanti da descrivere.

Con 11 è indicato un tamburo, del quale la parte 11A più prossima alla parete terminale 5 è troncoconica, mentre all'estremità adiacente alla parete terminale 3 il tamburo 11 presenta due testate discoidali rispettivamente 13 e 15; la testata 13 con mozzo centrale 13A è sopportata dal cuscinetto 7, mentre la testata 15 presenta un mozzo 15A sul quale è montato un cuscinetto 17. Alla estremità del tamburo 11 opposta alla testata 13 il tamburo stesso è sopportato dal cuscinetto 9 che quindi insieme al cuscinetto 7 sopporta il tamburo 11. All'interno del tamburo 11, HA è accolto un rotore o cosiddetto fuso genericamente indicato con 19, il quale è suscettibile di ruotare coassialmente e ad una velocità differenziale rispetto a quella del tamburo 11; il rotore o fuso 19 è sopportato dal cuscinetto 17 e da un cuscinetto 21 trovantesi all'interno del cuscinetto 9. Una motorizzazione differenziale 23 è predisposta per azionare il tamburo 11 ed il rotore o fuso 19 ad esso interno a due velocità differenti eventualmente anche regolabili l'una rispetto all'altra. Fra il rotore o fuso 19 ed il tamburo 11 viene formato uno spazio anulare sagomato, che è occupato da una coclea in più sezioni, solidale al rotore o fuso 19 e suscettibile per la maggior parte del proprio sviluppo a raschiare la superficie del tamburo 11, 11A. In particolare una coclea a spire cilindrica 27 si sviluppa per la maggior parte del tratto cilindrico del tamburo 11, mentre una parte di coclea 29 è sviluppata troncoconica per operare nel tratto troncoconico 11A del tamburo 11. Fra la coclea 27 a sviluppo cilindrico e la parte di coclea 29 a sviluppo troncoconico si trova una porzione di coclea 31 che è sviluppata a passo variabile cioè con interruzioni e addirittura con porzioni ad alettatura inversa 31A per operare un rimescolamento della materia che viene fatta avanzare dalla coclea lungo la superficie interna del tamburo 11, 11A, come in seguito verrà meglio chiarito e per gli scopi che verranno spiegati.

Fra il tamburo 11 ed il rotore o fuso 19, nella zona di azione della coclea 27, 29, 31 è formato uno spazio anulare di separazione per centrifugazione, nel quale vengono definite più camere; in particolare una prima camera intermedia o camera di separazione 33 viene prevista in corrispondenza di una porzione 19A del rotore 19 la quale presenta un allargamento e che sarà di seguito meglio descritta; una seconda camera o camera di separazione dei liquidi 35 si estende fra la camera 33 e la testata discoidale 15; nelle dette camere 33 e 35 si sviluppa la coclee a spirale 27. In corrispondenza della zona operativa della coclea 31, 31A viene definita una terza camera di separazione 37 mentre una quarta sezione 39 terminale si sviluppa verso l'estremità della parte troncoconica HA del tamburo 11 e verso la testata 5. Le due camere 37 e 39 vengono delimitate da una parte troncoconica 19B formata dal rotore o fuso 19; la periferia della base maggiore 19C della detta parete troncoconica 19B si trova a limitata distanza dalla superficie interna della porzione 11A troncoconica del tamburo 11. La terza camera di separazione 37 si sviluppa pertanto fra la base 19C della parete troncoconica 19B del rotore 19 e il corpo espanso 19A di detto rotore 19.

Con 41 è indicato un condotto di alimentazione dell'impasto da trattare per la separazione fra le fasi liquide e la fase solida, in particolare dell'impasto delle olive. Questo condotto 41 penetra attraverso il mozzo cavo 13A della testata discoidale 13 e si sviluppa assialmente entro il rotore o fuso 19 fino a sboccare in una camera di alimentazione 43 che è ricavata nella parte 19A del rotore o fuso 19 per essere poi alimentata alla camera 33. Il passaggio dell'impasto (alimentato dal condotto 41 nella camera 43) fra questa camera 43 e la circostante prima camera di separazione o camera intermedia di separazione 33, è attuato attraverso passaggi radiali o cosiddette forazze 47, in numero di quattro secondo l'esempio; questi passaggi o forazze 47 sboccano ad una distanza relativamente limitata dalla parete interna del tamburo 11, nella detta prima camera o camera intermedia di separazione 33. Questi passaggi radiali o forazze 47 si sviluppano longitudinalmente e sono definiti da pareti 19E a doccia longitudinale, (vedi in specie Fig. 5 e 6) che costituiscono passaggi a canale longitudinale 19F nella prima camera di separazione o camera intermedia di separazione 33 per stabilire una possibilità di transito della parte separata centripetamente verso l'asse di rotazione, fra la terza camera di separazione 37 e la seconda camera di separazione 35, con una sostanziale stasi dei liquidi in detti canali definiti dalle pareti arcuate 19E, rispetto alle zone della prima camera di separazione o camera di separazione intermedia 33, in cui sboccano i passaggi radiali o forazze 47.

Nell'interspazio fra il rotore o fuso 19 ed il tamburo 11, sono previsti tre anelli piatti 51, 53 e 55, i quali si sviluppano in piani ortogonali all'asse di rotazione comune del tamburo e del rotore e sono portati dal rotore 19. Il diametro interno dell'anello 55 è minore del diametro interno dell'anello 53 ed il diametro interno dell'anello 53 è minpre del diametro interno dell'anello 51; i bordi interni di detti anelli 51, 53, 55 costituiscono sfioratori per il transito della fase liquida più leggera (olio) verso la testata 13, 15. I diametri esterni dei detti anelli 51, 53, 55 sono limitatamente distanziati dalla superficie interna del tamburo 11 per consentire il transito sia della fase solida (che per effetto centrifugo viene proiettata contro la superfiele interna del tamburo 11 e fatta avanzare dalla coelea 27, 29), sia della fase liquida più pesante (acqua), che si dispone fra la fase solida e la fase liquida più leggera.

Contro la testata discoidale 15 viene applicato un ulteriore anello 57, il cui diametro interno è leggermente minore del diametro interno dell'anello 51 più prossimo a tale anello 57. In definitiva i diametri interni degli anelli 55, 53, 51 e 57 sono leggermente crescenti per esempio dell'ordine di 2 mm di raggio rispetto all'asse comune del rotore 19 e del tamburo 11. L'anello 57 è sostituibile od è corredato di accorgimenti per variare il livello dello scarico dell'olio come distanza radiale dell'asse di rotazione.

Come meglio sarà spiegato in seguito, nelle camere ed in particolare nella camera 35 si ha una stratificazione fra l'acqua di vegetazione (e l'eventuale acqua aggiunta come appresso sarà descritto) e l'olio, l'acqua essendo più pesante risultando accumulata verso la superficie interna del tamburo 11, mentre la stratificazione dell'olio avviene all'interno della stratificazione dell'acqua.

All'esterno del diametro esterno dell'anello 57 nascono condotti 59 ricavati nelle testate discoidali 15 e 13, i quali condotti 59 convergono verso una camera anulare 61 formata dalla testata 13 ed aperta verso l'asse di rotazione del tamburo 11 (vedi anche in particolare la Fig. 4); nella detta camera anulare 61 si stratifica l'acqua di vegetazione separata dall'olio e che deve essere eliminata. Per la eliminazione dell'acqua dalla detta camera anulare 61 sono previsti tubetti radiali 63, attraverso i quali l'acqua viene proiettata in un collettore anulare 65 formato dalla cassa 1, dal quale collettore l'acqua può essere allontanata attraverso uno scarico 67. I tubetti radiali 63 sono registrabili in posizione in senso radiale cioè secondo il loro asse, essendo montati attraverso rispettive ghiere filettate 63A, in modo tale per cui il bordo interno dei tubetti radiali 63 può essere variato in posizione radiale nella camera anulare 61. Con ciò è possibile regolare a volontà il livello di separazione fra l'acqua e l'olio nella seconda camera di separazione liquidi 35 e quindi in tutta la macchina. Il livello dell'olio nella stratificazione centrifuga entro la camera 35 è stabilito dal diametro interno dell'anello 57. Nella Fig.4 con L è indicato il livello dell'acqua nella camera 35, mentre con L2 è indicato il livello dell'olio.

L'olio dalla camera 35 (vedi Fig. 4) si scarica lungo il bordo interno dell'anello 57 ed attraverso passaggi 71 ricavati nella testata discoidale 15, per raggiungere uno spazio anulare 73 compreso fra le due testate 13 e 15. In detto spazio 73 si estende una '""girante 75, la quale è fissa e presenta (vedi Figg. 4 e 7) un passaggio sagomato 75A atto a raccogliere l'olio che si trova nello spazio 73 allo stesso livello in cui si trova nella camera 35, mentre lo spigolo del passaggio sagomato 75A si trova ad un diametro leggermente superiore a quello del pelo libero cilindrico dell'olio; per effetto del movimento che l'olio assume per la rotazione veloce del tamburo 11 secondo la freccia fll di Fig. 7, l'olio nella zona lungo la superficie libera investe lo spigolo del passaggio sagomato 75A e viene spinto in senso centripeto fino ad un condotto assiale di scarico 75B, che sbocca in un collettore 77 ricavato nella parete terminale della cassa 1, per essere allontanato attraverso un passaggio 79.

Da un ingresso 81 può essere alimentata acqua pulita la quale tramite un condotto 83 può sboccare in una camera 85 ricavata all'interno del rotore o fuso 19; questa acqua di addizione può essere proiettata dalla camera 85 attraverso fori 87 all'esterno del rotore o fuso 19 nella seconda camera di separazione liquidi 35, in modo da favorire la completa separazione fra la fase solida e le fasi liquide dell'impasto, ottenendo con ciò un abbattimento di particelle solide dall'olio che esce dal passaggio 71 assolutamente pulito per effetto del lavaggio da parte dell'acqua addizionata che attraversa l'olio nella camera 35.

L'impasto oleoso, entrando attraverso il condotto di alimentazione 41, raggiunge la camera 43 ricavata nella zona 19A del fuso o rotore 19; detto impasto oleoso per effetto centrifugo viene proiettato tramite le forazze 47 nella camera 33 di separazione solido/liquidi, ove si esegue la 1 Estrazione fra il solido ed i liquidi. Il solido (sansa) essendo di peso specifico maggiore si spinge verso e contro la superficie interna del tamburo 11, ed è sospinto per mezzo della coclea 27, 31 nel senso della freccia fS ed oltrepassa l'anello 53 di sbarramento dei liquidi per entrare nella seconda camera 37. I liquidi giacenti nella prima camera di separazione 33 si spostano in senso opposto alla freccia fS verso le uscite 59 e 71 ed oltrepassano l'anello 51 entrando nella camera di separazione liquidi 35; l'acqua e l'olio avendo pesi specifici differenti vengono divisi, per cui l'olio essendo più leggero si pone verso il centro e supera l'anello 51 dal diametro interno, mentre l'acqua più pesante si pone verso la periferia del tamburo 11 e supera l'anello 51 dall'esterno.

L'acqua attraverso i passaggi 59 e la camera anulare 61 fuoriesce dai tubetti registrabili 63. I tubetti 63 sono registrabili per poter aumentare o diminuire, attraverso la camera anulare 61 il livello interno dell'acqua (rispetto all'olio) lungo tutta la lunghezza nel tamburo 11. L'olio scaricandosi dal bordo interno dell'anello 57 entra dai passaggi 71 nello spazio 73 e viene raccolto dalla girante fissa 75, la quale (vedi Fig. 7) aspira l'olio tramite la sagomatura 75A e lo scarica attraverso il percorso 75B, 77, 79.

Se all'uscita.79 l'olio dovesse presentarsi unitamente ad impurità residue, si agisce sull'entrata 81 di acqua pulita per inviare una opportuna limitata percentuale di questa acqua nella camera 85 e da questa attraverso i fori 87 nella camera di separazione liquidi 35; questa acqua addizionale attraversando lo spessore dell'olio abbatte quelle piccole impurità che conteneva l'olio stesso, facendole fuoriuscire con l'acqua attraverso i tubetti registrabili 63.

Il solido spinto dalla coclea 27, 29 oltrepassa il bordo esterno degli anelli 51 e 53 di sbarramento liquidi e raggiunge la camera 37 per la seconda estrazione. In questa camera 37 la coclea 31 è a passo variabile cioè presenta le porzioni 31A che impongono ripetute inversioni di percorso, in modo da rimpastare il solido con il liquido che passa nella sezione 37A della camera 37 attraverso il bordo esterno dell'anello 55; quindi il solido viene spremuto contro la superficie interna della sezione conica HA del tamburo, ed essendo stato rimpastato cede più facilmente l'olio residuo. Il solido avanza verso passaggi di uscita HE del tamburo 11, 11A e viene espulso attraverso detti passaggi HE in un raccoglitore 91. I detti passaggi 11G si trovano ad una distanza dall'asse del rotore e del tamburo, che è minore del raggio della base 19C della parte conica 19B, per così ottenere una più efficace separazione fra fase liquida e fase solida.

I liquidi residui estratti nelle camere 37, 37A vengono sbarrati dallo spigolo della base 19C della parete troncoconica 19B del fuso 19; detti liquidi arretrano passando attraverso il bordo interno dell'anello 55 ed entrano nella camera 37. L'olio che per centrifugazione viene liberato nella camera 37 e nella sezione 37A, attraverso il bordo interno dell'anello 53 entra nella camera 33 e scorre nei canali 19E (senza essere turbato dalla proiezione centrifuga attraverso le forazze 47) e prosegue nella camera 35, riunito all'olio che si sia separato nella camera 33; pertanto l'olio entro i canali 19E passa all'esterno della camera 43 senza essere ostacolato dalla fuoriuscita dell'impasto che viene proiettato ed immesso in continuo nella camera 33.

Con l’estrattore descritto si hanno in definitiva due estrazioni con una sola uscita di olio. L'olio non subisce alcuno sbattimento in quanto esso viene aspirato e portato all'esterno del tamburo senza essere proiettato radialmente contro le pareti dell'involucro raccoglitore di olio; quindi l'olio estratto mantiene inalterate le sue iniziali caratteristiche organolettiche.

E' inteso che il disegno non mostra che una esemplificazione data solo quale dimostrazione pratica del trovato, potendo detto trovato variare nelle forme e disposizioni senza peraltro uscire dall'ambito del concetto che informa il trovato stesso. L'eventuale presenza di numeri di riferimento nelle rivendicazioni accluse ha lo scopo di facilitare la letture delle rivendicazioni con riferimento alla descrizione ed al disegno, e non limita l'ambito di protezione rappresentata dalle rivendicazioni.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1.Estrattore centrifugo comprendente un tamburo (11) ruotante ed all'interno di esso un rotore o fuso (19) con coclea (28, 29) per l'avanzamento e l'allontanamento della fase solida, uno spazio o camera anulare di separazione centrifugo essendo definito fra tamburo e rotore, e mezzi di scarico essendo previsti per la o le fasi liquide, caratterizzato dal fatto di comprendere, in posizione intermedia del rotore o fuso (19) una porzione (19A) entro la cavità (43) della quale è alimentato da un condotto assiale (41) l'impasto da trattare, detta porzione (19A) presentando forazze cioè passaggi (47) prolungati radialmente per scaricare centrifugamente l'impasto nel detto spazio cioè camera anulare di separazione (33), e presentando esternamente fra detti passaggi o forazze (47), canali (19F) per il deflusso longitudinale della o delle fasi liquide. 2.Estrattore come da rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere un unico scarico (71) per la fase liquida più leggera (olio) ed uno scarico (59) per la fase liquida più pesante (acqua di vegetazione), ambedue ad una estremità del tamburo. 3.Estrattore come da rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto di comprendere - nello spazio anulare di separazione fra tamburo (11) e rotore o fuso (19) con coclea (29) - più anelli (51, 53, 55) giacenti in piani ortogonali all'asse di rotazione del tamburo (11) e del rotore (19) e definenti più camere di separazione (33, 35, 37, 37A), dal bordo interno dei quali anelli defluisce la fase liquida più leggera (olio) verso lo scarico, mentre dall'esterno dei quali defluisce la fase liquida più pesante (acqua), e viene sospinta dalla coclea la fase solida. 4.Estrattore come almeno da rivendicazione 1 o 2, comprendente nel tamburo (11) una parte terminale (HA) troncoconica o comunque rastremantesi verso lo scarico (11E, 91) della fase solida, caratterizzato dal fatto di comprendere, in prossimità di detta parte terminale, porzioni di coclea (31, 31A) ad azione inversa atte a "impastare" la fase solida trasportata verso lo scarico, per completare la separazione della o delle fasi liquide dalla fase solida. 5.Estrattore centrifugo per la .estrazione di olio dalle olive e per impieghi equivalenti; il tutto come sopra descritto e rappresentato per esemplificazione nell'annesso disegno.