ITMI990706A1

ITMI990706A1 - Procedimento per l'ottenimento di olio da oleaginose e simili mediante centrifugazione con separazione della componente solida in due parti

Info

Publication number: ITMI990706A1
Application number: IT1999MI000706A
Authority: IT
Inventors: Gennaro Pieralisi
Original assignee: Nuova Maip Macchine Agric
Priority date: 1999-04-06
Filing date: 1999-04-06
Publication date: 2000-10-06
Also published as: PT102444A; TNSN00072A1; ES2178543A1; IT1311908B1; AR023384A1; TR200000934A2; GR20000100113A; PT102444B; GR1004612B; ES2178543B1

Description

DESCRIZIONE del Brevetto per Invenzione Industriale

Forma oggetto del presente trovato un procedimento per l'estrazione di olio da oleaginose quali olive e simili tramite centrifugazione della pasta di olive ad un separatore centrifugo ad asse orizzontale (decanter) nel quale vengono separati un liquido leggero, un primo residuo solido costituito da polpa bagnata con la componente liquida pesante e un secondo residuo solido asciutto, tutti estratti separatamente dal decanter. Sono noti nella tecnica procedimenti di estrazione e relative macchine, denominate estrattori centrifughi o decanter, sostanzialmente comprendenti una coclea, posta all'interno di un tamburo in rotazione, e a sua volta rotante relativamente a quest'ultimo, le quali effettuano, all'interno del tamburo, la separazione e la stratificazione delle varie componenti del prodotto che è composto da una parte solida e da due parti liquide di diverso peso specifico.

Nel caso particolare di lavorazione delle olive, ad esempio, il prodotto da separare comprende: una parte sostanzialmente solida, denominata sansa, costituente lo scarto,- una prima parte liquida più pesante, sostanzialmente costituita da acqua, anch'essa considerata scarto; e una seconda parte liquida, più leggera, sostanzialmente costituita da olio che forma la parte pregiata da separare e recuperare indipendentemente dalle altre due.

Nelle macchine a separazione centrifuga di tipo noto il prodotto da separare viene normalmente alimentato alla macchina -in forma di pasta macinata e diluita con acqua la quale, nella fase di centrifugazione, si dispone radialmente, incrementando uno strato intermedio di separazione tra solido ed olio che favorisce una migliore separazione della componente oleosa da quella solida .

Una volta ottenuta detta separazione si provvede al recupero delle tre componenti, facendo fuoriuscire, le stesse da differenti condotti di uscita dal centrifugatore rispettivamente sfocianti nei relativi canali di recupero.

E' anche noto che detti estrattori centrifughi (noti con il nome di decanter) vengono realizzati secondo due principali forme costruttive rispettivamente denominate nel settore: "a tre fasi" e "a due fasi" a seconda del fatto che essi presentino due o tre uscite separate per le tre componenti da estrarre.

Più in dettaglio il decanter a tre fasi presenta uscite separate per la componente liquida pregiata (olio), per il residuo liquido (acqua) e per il residuo solido (sansa). Pur presentando il vantaggio di far uscire un residuo solido a basso contenuto di umidità e quindi pregiato per le successive lavorazioni in sansificio, il decanter a tre fasi necessita tuttavia al suo interno di una notevole quantità di acqua aggiunta che tende ad asportare dall'olio le sostanze pregiate idrosolubili e non, determinando una qualità dell'olio estratto inferiore a quella ottenibile con un decanter a due fasi.

Nel decanter a due fasi, che lavora con un maggior livello anulare di prodotto, ma senza aggiunta in continuo di acqua, si evita detta asportazione di sostanze pregiate, ottenendo in tal modo una superiore qualità dell'olio, ma si determina nel contempo la fuoriuscita del residuo liquido unitamente al residuo solido il quale diviene ad elevato contenuto di umidità e pertanto poco pregiato per le notevoli difficoltà che una sansa troppo umida determina per i successivi trattamenti nei sansifici.

Si pone pertanto il problema tecnico di mettere a punto un procedimento di estrazione dell'olio da oleaginose quali olive e simili che consenta di ottenere un olio di elevata qualità e nel contempo un residuo solido sufficientemente disidratato per costituire un componente pregiato per le successive lavorazioni.

Nell'ambito di tale problema costituisce ulteriore necessità che la fase di separazione avvenga con ridotto consumo di acqua il processo di estrazione possa rendere disponibile all'oleificio materiale solido combustibile per l'attivazione del processo, determinando un sostanziale risparmio energetico.

Tali problemi tecnici sono risolti secondo il presente trovato da un procedimento per l'estrazione di olio da oleaginose quali olive e simili comprendente le seguenti fasi:

al) alimentazione di una pasta di olive ad un separatore centrifugo ad asse orizzontale (decanter),

a2) separazione della pasta nelle tre componenti:

liquida leggera, polpa con componente liquida pesante, residuo solido;

b) estrazione separata delle dette componenti dal decanter.

Forma ulteriore oggetto del presente trovato un impianto di attuazione del sopra descritto procedimento e un separatore centrifugo che separa la pasta in una componente liquida leggera, in una componente solida estratta con la componente liquida pesante e un residuo solido asciutto.

Maggiori dettagli potranno essere rilevati dalla seguente descrizione di un esempio non limitativo di attuazione del trovato effettuata con riferimento ai disegni allegati nei quali si mostra:

in figura 1 : lo schema a blocchi di un procedimento secondo il presente trovato;

in figura 2 : lo schema funzionale di un impianto che attua il pirocedimento secondo il presente trovato;

in figura 3 : una sezione assiale di un decanter dotato di mezzi di estrazione radiale delle componenti liquide separate;

in figura 4 : una vista della coclea a spirale interrotta del decanter di fig. 3.

Come illustrato in fig.l il procedimento di estrazione di olio da pasta di oleaginose quali olive simili comprende le fasi di:

a) alimentazione di una pasta di olive ad un separatore centrifugo ad asse orizzontale, noto anche con il nome di decanter, nel quale la pasta viene separata in tre componenti: olio, polpa umida contenente un residuo di olio, residuo solido formato dal nocciolo frantumato del frutto;

b) estrazione separata delle dette componenti dal decanter,

c) avvio dell'olio estratto ad una fase di separazione dello stesso dal'acqua vegetale residua; preferibilmente tale separazione avviene per centrifugazione in macchine di tipo verticale; d) recupero dell'olio separato;

e) avvio dell'acqua vegetale separata nella fase c) ad una ulteriore fase di separazione per dividere l'acqua vegetale da ulteriori residui di olio ancora presenti nell'acqua;

f) eliminazione di parte dell'acqua vegetale separata; g) eventuale ricircolo di parte dell’acqua separata per alimentare il separatore centrifugo di cui alla fase a) e determinare una corrente di controlavaggio che facilita la separazione del nocciolo dalla polpa umida;

h) eventuale invio dell'olio separato nella fase e) alla fase c) per un ulteriore recupero;

i) invio della polpa umida estratta nella fase a) ad un ulteriore separatore centrifugo ad asse orizzontale; 11) separazione ed estrazione di una polpa parzialmente disidratata e di acqua vegetale;

detta estrazione è preferibilmente effettuata secondo una direzione radiale.

12) in alternativa separazione di tre componenti polpa parzialmente disidratata, acqua vegetale e olio;

m) essiccazione della polpa parzialmente disidratata e immagazzinamento della stessa; la polpa essiccata viene normalmente impiegata nei mangimifici;

n) estrazione dal decanter di cui alla fase a) del nocciolo ed immagazzinamento dello stesso: il nocciolo viene normalmente usato come combustibile. Risulta -pertanto come il procedimento secondo il trovato si distingua dalla tecnica tradizionale per il fatto che, pur utilizzando una separazione a tre fasi di tipo noto, si ottiene una elevata qualità dell'olio estratto in quanto lo stesso non viene a contatto con l'acqua di lavaggio, e l'estrazione delle altre componenti si distingue dalla tecnica tradizionale in quanto la componente solida viene ulteriormente separata in un residuo asciutto (nocciolo) e in un residuo (polpa), estratto unitamente all'acqua.

Con la successiva fase di essicazione della polpa si ottengono nel complesso:

- un residuo solido a basso contenuto di umidità, che può costituire materia prima pregiata per i sansifici e/o mangimifici, e

un residuo solido asciutto da utilizzare come combustibile per il processo nell'oleificio che non deve più acquistare il combustibile dal sansificio, rendendo il processo energeticamente conveniente.

Si prevede inoltre che il procedimento possa comprendere una fase di laminazione della polpa umida estratta dal primo separatore al fine di liberare le particelle di olio ancora imprigionate nelle cellule oleifere e aumentare il recupero di olio e quindi il rendimento complessivo.

Corrispondentemente il separatore della polpa potrà essere di tipo tre fasi, per estrarre la polpa da essiccare, olio da inviare al separatore di olio e acqua vegetale da inviare al separatore di acqua, oppure di tipo due fasi per estrarre ancora la polpa da essiccare e l'olio da inviare al separatore di olio. Per l'attuazione del procedimento secondo il presente trovato si prevede un impianto attuato secondo una forma preferenziale illustrata in fig.2.

Più in dettaglio l'impianto prevede un decanter 100 del tipo cosiddetto a tre fasi ovvero con estrazione separata della componente più leggera, (=olio) 101, della polpa umida 102, estratta radialmente, e del residuo solido Snocciolo frantumato) 103.

L'olio 101 estratto viene alimentato ad un separatore 200, preferibilmente costituito da una centrifuga verticale, dalla quale fuoriesce l'olio 201, pronto per l'immagazzinamento e la distribuzione, e acqua vegetale 204 che viene alimentata ad un secondo separatore 500, dal quale si ottengono acqua vegetale 504 e un residuo di olio 501, misto ad acqua, che viene rimandato al separatore 200 per il suo ulteriore recupero.

La polpa umida 102 viene alimentata ad un secondo separatore orizzontale 300, nell'esempio a due fasi, dal quale si estraggono acqua vegetale 304 inviata al separatore 500 e polpa disidratata 302 che viene alimentata ad un'apparecchiatura di essiccazione 400 dalla quale fuoriesce una polpa secca 402, che può essere inviata al sansificio per l'estrazione a solvente di olio e il successivo invio della polpa secca disoleata ai mangimifici e/o ai mangimifici.

Il residuo solido 103 estratto dal decanter 100 è sostanzialmente costituito da nocciolo frantumato secco che può essere immagazzinato e riutilizzato come combustibile.

Come illustrato si prevede anche che l'acqua vegetale 504 ottenuta dal separatore 500 possa essere ricircolata al primo decanter 100 per costituire un flusso di acqua di lavaggio in controcorrente atta a favorire la separazione della polpa dal nocciolo.

Si prevede inoltre che il decanter 300 per la disidratazione della polpa umida in uscita dal decanter 100 possa a sua volta essere del tipo a tre fasi, in questo caso il residuo di olio 301 (linea a tratti) viene a sua volta ricircolato al separatore 200 per il recupero.

Come illustrato in fig.3 il decanter 100 si compone essenzialmente di una carcassa 110 fissa, sostanzialmente cilindrica, dotata, in corrispondenza delle proprie opposte estremità, di sezioni anulari tra loro separate e aperte, formanti collettori radiali 110a e 110b rispettivamente di recupero del residuo solido 103, formato da nocciolo asciutto, e della componente liquida più leggera, costituita da olio 101. All'interno della carcassa fissa 110 e coassialmente alla stessa è disposto un tamburo cavo rotante 120 di forma sostanzialmente cilindro-troncoconica, il quale è montato su cuscinetti I20a per consentirne la rotazione rispetto alla carcassa 110; la presa di moto del tamburo 120 è di tipo convenzionale e quindi non illustrata nè descritta in dettaglio.

La parete 122 frontale del tamburo 120 presenta dei fori 122a di fuoriuscita dell'olio, i quali sono disposti secondo un prefissato diametro che determina il livello di fuoriuscita dell'olio stesso e quindi il livello di riempimento del tamburo.

All'interno del tamburo 120, e coassialmente allo stesso è anche disposta una coclea 130 sostenuta alle estremità da cuscinetti 131 solidali al tamburo 120 rispetto al quale la coclea può ruotare.

Detta coclea 130 è sostanzialmente costituita da un corpo cilindro-troncoconico cavo formato da settori circonferenziali 130a tra loro resi solidali in modo da formare fessure longitudinali 13Ob di fuoriuscita della pasta lb alimentata al suo interno nella direzione della freocia P tramite una pompa (non illustrata) e un condotto la coassiale.

Sulla superficie esterna della coclea è inoltre resa solidale un'elica 130c che, ruotando a velocità diversa da quella del tamburo, trascina il nocciolo 103 verso la relativa uscita 110a.

La coclea 130 dell'estrattore secondo il trovato presenta inoltre un disco 150, applicato concentricamente alla coclea 130 stessa; il diametro esterno di detto disco è maggiore del diametro della circonferenza corrispondente al livello di fuoriuscita dell'olio attraverso i fori 122a, in modo che il disco 150 costituisca una barriera di separazione in senso assiale dell'olio di prima spremitura il quale viene trattenuto per la fuoriuscita in direzione assiale attraverso i detti fori 122a.

Come si rileva dalle figure l'estrattore centrifugo secondo il trovato prevede anche mezzi di prelievo, secondo una direzione radiale, della componente liquida più pesante costituente il residuo liquido, i quali sono costituiti da elementi tubolari 160 radialmente inseriti nel tamburo 120 in modo da sfociare in una posizione assialmente a valle del disco 150 nel senso dell'avanzamento del solido verso la propria uscita 110a.

Detti elementi tubolari 160 presentano estremità interna I60a disposta ih corrispondenza del livello di stratificazione della componente da estrarre, mentre le opposte estremità 160b, esterne al tamburo 120, sfociano in un collettore 161, interno alla carcassa fissa 110, che consente di convogliare la componente prelevata verso un condotto di fuoriuscita e raccolta della stessa.

Nel caso specifico si prevede che l'estremità interna dell'elemento tubolare sia disposta ad un livello tale da prelevare radialmente una parte 102 di componente solida, costituita da polpa, assieme alla componente liquida più pesante (=acqua) in modo da separare il nocciolo dalle rimanenti componenti.

Si prevede inoltre la possibilità di alimentare o meno acqua calda o fredda nella zona di prelievo radiale del residuo liquido al fine di ottenere un lavaggio con ulteriore disoleazione e separazione della polpa dal nocciolo, durante il tragitto di quest'ultimo verso 1'uscita.

Detta alimentazione è ottenuta tramite un tubo 1100 di alimentazione acqua disposto concentricamente al tubo lOla di alimentazione della pasta e dotato di fori o ugelli 1100a.

Per attuare anche la fase di laminazione sopra descritta si prevede inoltre che l'impianto secondo il trovato possa comprendere un laminatoio 600 della polpa umida 102 estratta dal primo separatore 100 al fine di liberare le particelle di olio ancora imprigionate nelle cellule oleifere e aumentare il recupero di olio e quindi il rendimento complessivo.

Corrispondentemente il decanter 300 potrà essere di tipo tre fasi, per estrarre la polpa 302 da essiccare, olio 301 da inviare al separatore 200 di olio e acqua vegetale 304 da inviare al separatore 500 di acqua, oppure di tipo due fasi per estrarre solamente la polpa 102 da essiccare e l'olio 301 da inviare al separatore 200 di olio.

Il decanter secondo il presente trovato può essere convenientemente realizzato in una forma preferenziale che prevede una coclea 130 (fig. 4) la cui elica presenta spirale interrotta nel suo tratto assiale corrispondente alla sezione cilindrica del tamburo 120. Più in dettaglio la coclea 130 prevede una prima spirale 131 che si sviluppa per tutta la lunghezza assiale della coclea.

Lungo il suo sviluppo, corrispondentemente al tratto cilindrico della coclea, la prima spirale 131 prevede delle interruzioni 131a della sua continuità.

Sulla coclea si sviluppa anche una seconda spirale 132 che presenta verso concorde e passo uguale alla prima spirale, ma è sfalsata di mezzo passo in senso assiale rispetto a quest'ultima.

Anche la seconda spirale 132 presenta interruzioni angolari 132a del suo sviluppo che determinano una discontinuità dell'elica.

Preferibilmente dette interruzioni della seconda spirale 132 si trovano in posizione angolare non corrispondente rispetto alle interruzioni della prima spirale.

Dette interruzioni possono comunque essere previste secondo disposizioni relative molto variate essendo rilevante che dette spirali presentino rispettivamente almeno una interruzione del proprio sviluppo al fine di determinare una brusca interruzione del percorso seguito dal residuo solido spinto verso la relativa uscita, interruzione che determina il passaggio del residuo da una all'altra spirale provocando un urto e un ribaltamento del residuo stesso che facilita la liberazione delle particelle oleose ad esso legate. Si è inoltre riscontrato che viene anche agevolata la separazione dell'olio nonché l'eliminazione del cosiddetto "effetto soffiante" caratteristico dei decanter e consistente in un flusso forzato di aria dai fori di uscita solido ai fori di uscita liquido/i che crea aumento di ossidazione e/o turbolenza che è causa di indesiderati spargimenti o perdite di componente liquida pregiata.

Come effetto complessivo la coclea secondo il trovato determina quindi un aumento del rendimento di estrazione, riducendo la sostanza grassa (olio) che viene persa con il residuo solido in uscita dal decanter.

Sia nel caso di coclea a spirale continua, sia nel caso di coclea a spirale interrotta, si prevede (fig.4) che nella zona troncoconica del tamburo la coclea 130 possa anche essere provvista di interruzioni 132a e di forature 132b, ad esempio assiali, parallele all'asse della coclea stessa e disposte in una posizione radiale prossima al mozzo di quest'ultima: tale foratura è in grado di facilitare il deflusso del liquido in separazione dalla sansa in senso contrario al percorso di quest 'ultima, agevolando conseguentemente la disidratazione e la disoleazione della sansa stessa nonché la separazione della polpa dal nocciolo, polpa che può in tal modo essere più facilmente prelevata radialmente dai corrispondenti elementi tubolari di estrazione radiale.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Procedimento per lustrazione di olio da oleaginose quali olive e simili comprendente le seguenti fasi: al) alimentazione di una pasta di olive ad un separatore centrifugo ad asse orizzontale (decanter), a2) separazione della pasta nelle tre componenti: liquida leggera, polpa con componente liquida pesante, residuo solido; b) estrazione separata delle dette componenti dal decanter.
2) Procedimento secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che l'estrazione della polpa con la componente liquida pesante è effettuata in direzione radiale .
3) Procedimento secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che comprende un ulteriore fase di - asciugatura della polpa umida estratta dal decanter.
4) Procedimento secondo rivendicazione 3 caratterizzato dal fatto che detta asciugatura è effettuata tramite 1) separazione centrifuga della polpa umida in almeno due fasi di cui una solida a basso contenuto di umidità e una liquida.
5) Procedimento secondo rivendicazione 3 o 4 caratterizzato dal fatto che comprende una ulteriore fase. m) di essicazione della polpa estratta.
6) Procedimento secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che comprende le ulteriori fasi di c) separazione dall'acqua vegetale dell'olio estratto nella fase b). d) recupero dell'olio separato; 7) Procedimento secondo rivendicazione 6 caratterizzato dal fatto che tale separazione dell'olio dall'acqua vegetale avviene per centrifugazione. 8) Procedimento secondo rivendicazione 7 caratterizzato dal fatto che detta centrifugazione è effettuata con macchine di tipo verticale. 9) Procedimento secondo rivendicazione 6 caratterizzato dal fatto che comprende le seguenti fasi e) avvio dell'acqua vegetale separata nella fase c) ad una ulteriore fase di separazione per dividere l'acqua vegetale da ulteriori residui di olio ancora presenti nell'acqua; 10) Procedimento secondo rivendicazione 9 caratterizzato dal fatto che comprende una fase di g) ricircolo di parte dell'acqua separata nella fase e) per alimentare il separatore centrifugo di cui alla fase a). 11) Procedimento secondo rivendicazione 10 caratterizzato dal fatto che detta acqua ricircolata costituisce una controcorrente di lavaggio che facilita la separazione del nocciolo dalla polpa umida all'interno del decanter. 121 Procedimento secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che comprende una fase di laminazione della polpa estratta dal separatore centrifugo della pasta prima della sua alimentazione al separatore della polpa. 13) Impianto per l'attuazione di un procedimento secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che comprende - almeno un separatore centrifugo (100) ad asse orizzontale a tre fasi dotato di mezzi (160) per l'estrazione di una parte di componente solida (102) unitamente alla componente liquida più pesante. 14) Impianto secondo rivendicazione 13 caratterizzato dal fatto che detti mezzi per l'estrazione di una parte della componente solida sono disposti secondo direzioni radiali del separatore centrifugo (100). 15)Impianto secondo rivendicazione 14 caratterizzato dal fatto che detti mezzi per l'estrazione di una parte della componente solida sono costituiti da almeno un elemento tubolare (160) collegato al tamburo (120) del separatore secondo una direzione radiale. 16) Impianto secondo rivendicazione 13 caratterizzato dal fatto che comprende dispositivi di asciugatura della polpa umida (102) estratta dal decanter (100). 17) Impianto secondo rivendicazione 16 caratterizzato dal fatto che detti dispositivi di asciugatura sono costituiti da un secondo separatore centrifugo (300). 18) Impianto secondo rivendicazione 17 caratterizzato dal fatto che detto secondo separatore centrifugo (300) è del tipo a due fasi. 19) Impianto secondo rivendicazione 13 o 16 caratterizzato dal fatto che detti mezzi di asciugatura comprendono un forno di essicazione (400). 20) Impianto secondo rivendicazione 16 caratterizzato dal fatto che comprende un laminatoio (600) della polpa umida (102) interposto tra il decanter (100) e il separatore di polpa (300). 21) Impianto secondo rivendicazione 13 caratterizzato dal fatto che comprende almeno un separatore (200) di olio (101). 22) Impianto secondo rivendicazione 21 caratterizzato dal fatto che detto separatore e di tipo centrifugo ad asse verticale. 23) Impianto secondo rivendicazione 13 caratterizzato dal fatto che comprende un separatore (500) da cui si ottiene acqua di vegetazione (502). 24) Impianto secondo rivendicazione 23 caratterizzato dal fatto che detto separatore di acqua e di tipo centrifugo ad asse verticale. 25) Impianto secondo rivendicazione 24 caratterizzato dal fatto che comprende mezzi di ricircolo dell'acqua vegetale (502) estratta dal separatore (500). 26) Impianto secondo rivendicazione 13 caratterizzato dal fatto che detto decanter presenta coclea a spirale/i interrotta/e. 27) Separatore centrifugo ad asse orizzontale del tipo a tre fasi per l'estrazione di olio da una pasta di oleaginose e simili caratterizzato dal fatto che separa la pasta in una componente liquida leggera (101), in una componente solida (102) estratta con la componente liquida pesante e un residuo solido (103) asciutto. 26) Separatore secondo rivendicazione 25 caratterizzato dal fatto che comprende mezzi (150,160) di estrazione radiale di detta parte di componente solida estratta unitamente alla componente liquida più pesante.