SISTEMA DE EXTRAÇÃO DE ÓLEO DE PALMISTE POR PROCESSO HIDRODINÂMICO
[001 ] Trata-se de sistema de extração de óleo de palmiste que utiliza processo de "moagem" da noz (amêndoa com casca), faz a separação por granulometria do material triturado, por processo "hidrociclone" e utiliza processo "hidrodinâmico" na separação do óleo contido no material triturado, por "tridecanter centrífugo".
ESTADO DA TÉCNICA
[002] No Brasil, a planta que fornece o Óleo de Palma é a própria Palma, também chamada de "Palmeira do Dendê". Nome científico: Elaeis guineensis. Já o Óleo de Palma é chamado de "Azeite de Dendê", "Azeite de Dendém" ou "Óleo de Palma" mesmo. A Palma é uma oleaginosa da qual se pode extrair dois tipos diferentes de óleos bem distintos: da polpa (mesocárpio) se extrai o Óleo de Palma e da amêndoa se extrai o Óleo de Palmiste.
[003] O óleo de Palmiste é extraído da amêndoa do fruto da palmeira por métodos físicos (prensagem mecânica) ou processo químico, com o uso de solventes. Nos métodos físicos atuais faz-se a extração com uso de prensa ao final do processo. Antes da prensagem, a noz é aquecida com vapor indireto com o intuito de reduzir a umidade.
[004] No documento de patente EP121 1303 - Method and apparatus for the integrated upgrading of oil-bearing drupes, especially olives and the products resulting therefrom é apresentado um sistema para extração de óleo a partir de diferentes partes da fruta. A fruta inteira é esquentada e em seguida transferida para um compartimento, onde ocorre a separação da polpa a partir de filtros de
tela e um mecanismo agitador. O restante da fruta, pele e amêndoa (inteira e com casca), são enviados para um hidrociclone, onde são separados. A pele é utilizada para produção de ração ou ceras, enquanto a amêndoa é enviada para um novo mecanismo separador, onde é retirada a casca, que é então enviada para a caldeira. Finalmente a amêndoa, inteira, é prensada para extração do óleo de palmiste. A extração do óleo é por processo mecânico de prensagem.
[005] O documento de patente CN105087148 - Technology and device for manufacturing oil from palm berry fruit through dry method yeast killing apresenta um sistema que extrai óleo da fruta da palmeira, possui um separador para dividir e direcionar a amêndoa e a polpa, porém apenas é descrita a extração do óleo da polpa, feita com prensa; processo de prensagem. As nozes passam por um processo de polimento para remoção das fibras e são armazenadas inteiras para outro processo de extração, não descrito no documento. O sistema compreende um hidrociclone para separação da poeira e impurezas, auxiliar na geração de vapor.
[006] O documento de patente WO2014035760 - Pressed palm fibre solvent extraction faz a extração por solvente e utiliza o ciclone para separação de uma fracção de solvente / óleo de palma e uma fracção "pesada" contendo predominantemente partículas sólidas.
[007] Objetos de interesse, que consolidam o estado da técnica, estão publicados nos endereços abaixo:
• http://www.palmoilfactory.com/products/palm-oil-mill-plant/palm-kernel- recoverv-station.html
• http://www.iimer.com/papers/Vol3 lssue4/BA3420232026.pdf
• http://www.palmoilmachine.com/Palm Kernel Recoverv Station 62.ht ml
• http://www.palmoilmills.org/products/palm-oil-mill-plant/palm-kernel- recovery-station.html
[008] A noz é aquecida com vapor indireto com o intuito de reduzir a umidade.
DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO
[009] O sistema para extração de óleo de Palmiste, descrito neste relatório, utiliza processo mecânico de moagem e compreende o uso de processo de separação hidrodinâmico do óleo da amêndoa. Se caracteriza por sucessivas etapas moagem da noz (amêndoa com casca), diluída em água, de modo que por simples aquecimento da água permite a separação do óleo do material sólido triturado. Diferente dos processos mecânicos de extração, do atual estado da técnica, que usam prensa ao final do processo. O sistema de extração, aqui revelado, iguala ou reduz a perda do produto resultante, com aumento no rendimento energético e expressiva redução com gastos com manutenção dos equipamentos.
[0010] O sistema unifica os processos de moagem da amêndoa com a casca e separá-las posteriormente através de um processo de hidrociclone, além disso a extração do óleo dar-se-á através do uso de sistema de separação hidrodinâmico, por tridecanter centrífugo, ao invés da separação mecânica por processo de prensagem ou separação química que usa solventes. O sistema revelado neste relatório, em relação aos sistemas mecânico existentes, possui várias vantagens, entre elas: maior rendimento energético, pois reduz o
consumo de energia elétrica acima de 50%; menor consumo de vapor, acima de 60%; menor quantidade de equipamentos e a consequente redução dos custos de manutenção; maior intervalo entre manutenções; redução de espaço físico, acima de 50%; o rendimento na extração é de 40% a 46%, diferente do processo mecânico que é de no máximo 40% e decaí com o passar do tempo, com o desgaste dos componentes mecânicos dos equipamentos. O sistema revelado se caracteriza por simplificar os métodos físicos (prensagem mecânica) eliminando diversas fases produtivas e por consequência dispensando vários equipamentos hoje utilizados. O sistema revelado se caracteriza por não utilizar solventes nos processos de extração do óleo, e consequentemente elimina meios e equipamentos para posterior separação do óleo e do solvente.
] O Sistema de Extração de Óleo de Palmiste por Processo Hidrodinâmico, se caracteriza por uma sequência de 3 processos de moagem, atingindo uma granulometria suficientemente fina que permita desprender o óleo da amêndoa; quando está na sua última fase de moagem, e for posta com uma determinada quantidade de água a uma temperatura de 90 a 100°, por um período de 30 até 120 minutos, essa mistura passa em um equipamento tridecanter centrífugo para separação das 3 fases: água, óleo e material sólido, em forma de farinha. Esta farinha é reprocessada. Novamente destinada a um tanque de água quente com temperatura de 90 a 100°C, por um período de até 30 até 120 minutos, para extração do óleo remanescente ainda contido nesta farinha. Preferencialmente 60 minutos.
] A FIGURA 1 mostra de forma esquemática diagrama de bloco com componentes, fluxo da matéria prima no sistema de extração do óleo de palmiste.
] DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
] O sistema compreende uma sequência de etapas que se inicia com o transporte da noz do silo de armazenamento até a moega dosadora(2). As nozes são moídas com casca através de um moinho(3). Pelo fato das nozes serem moídas com a casca, há uma expressiva redução de equipamentos, de etapas produtivas e tempo de processamento. As nozes moídas são misturadas com água num misturador estático(4). Um reservatório(9) de água fornece água ao misturador estático(4). O material resultante é transportado por bomba(5) hidráulica para um hidrociclone(6). No hidrociclone(6) ocorre a separação granulométrica das cascas das nozes, com auxílio de água. Faz-se a separação da porção de cascas, de maior granulometria em relação as amêndoas moídas e a separação da porção das cascas, de menor granulometria. A porção de cascas, de maior granulometria, separadas no hidrociclone é transportada até um depósito de cascas. A amêndoa moída com a porção de cascas de menor granulometria, classificada no hidrociclone(6), passa por um primeiro processo de separação por decanter centrífugo(7), onde é retirada parte da umidade. A água(8), retorna para reservatório(9) de água e a amêndoa e parte da casca moídas(10) é transportada(101 ) para dois ou mais processos de moagem(1 1 ), para reduzir, ao máximo, a granulometria. A amêndoa e parte da casca moídas (10), material vindo do último processo de moagem(1 1 ), é aquecida, por vapor(12), num primeiro tanque de
aquecimento(13) com temperatura de 90 a 100°C, com adição de água e com tempo de permanência de 30 a 120 minutos. Em seguida é bombeado(131 ) até um segundo processo de separação(14), por tridecanter, onde será separado o óleo(16) da água(15) e do material sólido(17) das nozes moídas(10). A separação ocorre sem o uso de produtos químicos. A água(15), em forma de líquido do processo de cozimento, é transportada por gravidade de volta para o primeiro tanque de aquecimento(13);
] O óleo(16) retirado no segundo processo de separação(14) vai para os tanques(26) de armazenamento para expedição. O material sólido(17) vai para um segundo tanque de aquecimento(19), onde é novamente aquecido, com adição de água e com temperatura de 90 a 100°C e com tempo de permanência de até 60 minutos. Em seguida, o material sólido(17) é bombeado(20) para um terceiro processo de separação(21 ), por tridecanter centrífugo, com o objetivo de retirar o máximo de óleo possível remanescente do segundo processo de separação(14). O óleo(23) extraído no terceiro processo de separação(21 ) vai para os tanques(26) de armazenamento para expedição. A água(22), por gravidade, volta para o segundo tanque de aquecimento(19). A parte sólida(24) do terceiro processo de separação(21 ) pode passar por um processo de secagem para ser transformada em farinha seca utilizada como ração animal ou como biocombustível, ou ser usada na forma úmida.
] O sistema de extração de óleo revelado se caracteriza pela utilização do conceito de separação hidrodinâmica, eliminando sistema de prensagem e separação química existente no atual estado da técnica. Dessa forma, ocorre
uma variação nos tipos de equipamentos fundamentais aplicados no sistema revelado em relação aos sistemas disponíveis no atual estado da técnica. Proporciona economia de espaço, pois o sistema revelado utiliza menos equipamentos e é mais rápido com menor tempo de permanência do produto no sistema, gerando uma menor necessidade de área útil industrial. Devido ao fato do sistema revelado ser mais compacto, é esperado uma redução de manutenção dos equipamentos; possui menor necessidade de equipamentos instalados em relação aos métodos físicos (prensagem mecânica), assim como redução da mão de obra de operação e da mão de obra de manutenção. ] Abaixo um quadro comparativo de sistema existente no atual estado da técnica em comparação com o sistema revelado neste relatório:
Sistema de Extração de Oleo Sistema de Extração de Oleo de de Palmiste do estado da Palmiste revelado neste relatório técnica
1 A noz é armazenada no silo de A noz é transportada do silo de secagem com o intuito de se armazenamento para a moega eliminar a umidade da amêndoa dosadora;
e desprender a amêndoa da
casca;
2 No tambor classificador as As nozes são moídas;
nozes são classificadas em 3
tamanhos (pequeno, média e
grande) para serem
direcionadas para os
quebradores (para tamanhos
específicos).
3 Este conteúdo será A amêndoa moída com casca é transportado para a mesa de misturada com água em misturador gravidade para separar a casca estático.
da amêndoa; ou separado em
hidroci clone;
Observação: O que muda?
Pelo fato das amêndoa serem moídas com a casca, há uma expressiva redução de equipamentos, etapas produtivas e tempo de processamento.
6 O conteúdo segue para o silo O material resultante é transportado secador de amêndoa para para um hidrociclone.
reduzir a umidade em até 5%;
7 O conteúdo é transportado para No hidrociclone ocorre a separação de um dosador na entrada do parte da casca de maior granulometria moinho (onde entra por e da amêndoa com parte de casca de gravidade); menor granulometria.
8 A amêndoa é aquecida com As cascas separadas no hidrociclone vapor indireto com o intuito de são transportadas até as caldeiras. reduzir a umidade; A água com amêndoa e parte da casca moídas resultante passa por um sistema de separação (decanter centrífugo), onde é retirada boa parte da umidade. A amêndoa e parte da casca moída vão para o segundo sistema de moagem e a água retorna para o tanque de mistura.
9 Prensagem: prensa a amêndoa Depois de retirada parte da umidade, o para separar o óleo; material passa por dois processos de moagem, para reduzir a granulometria.
10 O óleo é homogeneizado no A amêndoa e parte da casca moídas tanque de agitação. vindo do processo de moagem são aquecidas num tanque de aquecimento com água até atingir temperatura em torno de 90 a 100°C, onde permanece por um tempo de 30 a 120 minutos. A mistura é bombeada até um processo de separação por tridecanter centrífugo, onde será separado o óleo da água e sólido sem o uso de químicos.
1 1 No outro caminho segue o óleo O óleo retirado no processo, vai para para uma peneira vibratória os tanques de armazenamento para expedição.
12 Por fim, o óleo passa por um O sólido vai para um segundo tanque, sistema de filtragem. onde é novamente aquecido com água, e em seguida passa por um processo de separação por tridecanter
centrífugo, com o objetivo de retirar o máximo de óleo possível remanescente.
O óleo é enviado aos tanques O óleo extraído no processo vai para de armazenamento para a os tanques de armazenamento para expedição expedição. A água (líquido do processo de cozimento) volta para o tanque de aquecimento.
Silo: armazena a amêndoa A parte sólida pode passar um sistema prensada (em forma de farinha); de secagem para ser transformada em ração animal ou ser utilizada como biocombustível, ou ser usada na forma úmida.