ES2255585T3 - Dispositivo y procedimiento para desprender una torta de solidos de un tambor de centrifuga. - Google Patents

Abstract

Dispositivo para desprender una torta de sólidos de la pared interior de un tambor de centrífuga (1) con un dispositivo de cuchilla rascadora (3, 5, 21), presentando el dispositivo de cuchilla rascadora (3, 5, 21) una cuchilla rascadora (3), una portacuchilla (5), una alimentación de gas (7) y al menos un orificio de salida de gas (9), caracterizado porque el orificio de salida de gas (9) está dispuesto en la portacuchilla de tal forma que una corriente de gas que sale del orificio de salida de gas forme un colchón de gas entre los sólidos desprendidos y al menos una parte de la zona de la superficie del dispositivo de cuchilla rascadora (3, 5, 21).

Description

Dispositivo y procedimiento para desprender una torta de sólidos de un tambor de centrífuga.

La invención se refiere a un dispositivo para desprender una torta de sólidos de un tambor de centrífuga según el preámbulo de la reivindicación 1 o a un procedimiento según el preámbulo de la reivindicación 10.

En las centrífugas de filtración discontinuas modernas, el desarrollo del proceso en la centrífuga se divide en las siguientes etapas: llenado, lavado de la torta de filtro, centrifugado desecador de la torta de filtro y descarga automática de la torta de filtro.

En las centrífugas con rasquetas alojadas en la dirección horizontal y también vertical, la descarga de sólidos se produce porque una cuchilla rascadora, que está dispuesta en un llamado evacuador, entra en el tambor de centrífuga, desprende la torta de filtro y porque la torta de filtro se evacua de la centrífuga mediante un órgano de descarga. En el caso más sencillo de las centrífugas verticales, este órgano de descarga está formado por agujeros en el fondo del tambor y un llamado vertedor inclinado (superficie de deslizamiento de gran inclinación) en el fondo de la carcasa de la centrífuga. No obstante, la descarga de los sólidos sólo puede realizarse a un número de revoluciones bajo, puesto que en caso de un número de revoluciones elevado, los sólidos no caerían por los agujeros en el fondo del tambor ni en el vertedor inclinado. En las centrifugas horizontales con rasqueta, los sólidos son cogidos detrás del evacuador por un vertedor inclinado o un extractor de tornillo sinfín, directamente detrás del evacuador propiamente dicho, en el interior del tambor de la centrífuga descargándose de la centrífuga. Esta realización tiene la ventaja de que la centrífuga también puede descargar los sólidos a números de revoluciones elevados, por lo que no se producen pérdidas de tiempo para un cambio del número de revoluciones entre el número de revoluciones de centrifugado y el número de revoluciones de descarga.

Todos los sistemas de descarga conocidos presentan una problemática común, que consiste en que deben descargarse tanto los sólidos de granulación gruesa, cristalinos, con una humedad residual relativamente baja y una tendencia reducida de adherirse a superficies, existiendo, no obstante, según el caso de aplicación, también sólidos con consistencias muy finas, no cristalinas, por lo tanto, en parte húmedas, pegajosas y con tendencia a pegarse en sólidos. Tanto a números de revoluciones bajos de la centrifuga durante la descarga de los sólidos, aunque con una tendencia considerablemente mayor a números de revoluciones más elevadas de la centrifuga durante el proceso de descarga, existe la tendencia de que los sólidos desprendidos del tambor, al entrar en contacto con partes del evacuador quedan adheridos a las superficies de éste, por lo que se produce una aglomeración creciente de producto en los órganos de evacuación y descarga. Estas incrustaciones de producto en el evacuador tienen varios inconvenientes. Estos son los siguientes:

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El bloqueo del evacuador, de modo que la descarga de sólidos deje de funcionar. Cuando partes de los sólidos adheridos, que normalmente se descargan en forma de polvo de la máquina, vuelven a soltarse del evacuador, éstos llegan como conglomerados (aglomeraciones de sólidos en polvo) a la corriente de descarga y pueden perturbar allí el proceso de transporte o perjudicar las etapas de procesamiento posteriores de los sólidos.

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Las incrustaciones en el evacuador conducen forzosamente a una determinada contaminación por transmisión entre los distintos lotes de la centrífuga, lo cual es indeseable o incluso inadmisible en el procesamiento de productos de gran pureza.

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Hoy día, en el procesamiento de productos de gran pureza es usual limpiar por completo las instalaciones de producción entre los distintos lotes de producción de productos. Esta limpieza se realiza en un proceso automático y debe presentar buenos resultados reproducibles. Esto es especialmente necesario cuando las instalaciones están previstas para una llamada producción de múltiples aplicaciones, de decir, la producción de las sustancias más diversas. Las incrustaciones en los evacuadores dificultan la limpieza automática y repetible con precisión de la centrífuga o hacen esta etapa automática poco segura o imposible.

Hasta ahora se han propuesto distintas posibilidades para evitar incrustaciones en el evacuador.

El procedimiento usado con mayor frecuencia prevé el recubrimiento de la superficie con una sustancia que presenta una reducida tendencia a la adhesión frente a sólidos o fabricar los evacuadores de forma maciza de materiales de este tipo. No obstante, muchos de estos recubrimientos presentan una resistencia a la corrosión fundamentalmente menor en comparación con el material base altamente resistente de la centrífuga (acero fino, materiales basados en níquel, titanio, etc.), de modo que deben renovarse después de un tiempo de servicio relativamente corto. Si el recubrimiento presenta una solubilidad demasiado baja o también demasiado elevada frente al líquido de suspensión, lavado o limpieza, tiene una duración demasiado corta o puede conducir a contaminaciones de los productos que han de procesarse. Los recubrimientos dependen fuertemente de los sólidos a procesar, de modo que con los mismos materiales base deben usarse diferentes materiales de recubrimiento. Finalmente, los recubrimientos están hechos, por regla general, de plásticos que presentan una reducida resistencia a la abrasión, lo cual contribuye a una menor duración, así como al problema de la contaminación.

Por otro lado, el evacuador puede estar realizado como tobera de aspiración, desembocando la tobera de aspiración en un sistema de tubos que sale de la centrifuga. A través de la centrífuga se aspira una corriente de gas mediante la tobera de aspiración, pudiendo conducirse gas a la carcasa para sustituir la cantidad de gas aspirada, lo cual puede tener lugar a través de orificios adecuados o mediante una alimentación de gas adecuada. En el servicio, los sólidos desprendidos son arrastrados por la corriente de gas y se descargan mediante el sistema de tubos de la centrífuga. Un sistema de este tipo se conoce por el documento DE 33 40 636 C2. Este sistema necesita una corriente de gas relativamente grande y requiere, por consiguiente, un gran esfuerzo en cuanto a los aparatos. Además, los sólidos deben volver a separarse de la corriente de gas, lo cual aumenta aún más el esfuerzo en cuanto a los aparatos. Entre otros, surgen problemas porque la humedad residual llega a la corriente de gas y debe separarse correspondientemente, pudiendo generarse mezclas de gas explosivas al usarse determinados disolventes, de modo que el sistema debe funcionar con gases inertes. Finalmente hay que tener en cuenta que por las corrientes rápidas de gas, los sólidos chocan, dado el caso, contra superficies en la zona del orificio de aspiración, por lo que aumenta aún más el problema de las incrustaciones.

Además, también pueden usarse tornillos sinfín como órganos de descarga, en particular en el caso de sólidos relativamente pegajosos o viscosos. No obstante, los tornillos sinfín son relativamente difíciles de limpiar y no cumplen los requisitos de limpieza que exige, por ejemplo, la industria farmacéutica. Por lo tanto, el uso de tornillos sinfín es indeseable para la separación de productos de gran pureza.

Se conocen dispositivos que están configurados de tal forma que por las superficies del evacuador, que pueden ser bloqueadas por la corriente de sólidos, pase un órgano de descarga, por ejemplo, un tornillo sinfín, de modo que los sólidos no puedan incrustarse de forma duradera en el evacuador. También aquí resultan los mismos problemas que en el caso de los tornillos sinfín.

Por el documento Patents Abstracts of Japan, edición 1998, Nº 12, 31 de octubre de 1998 y los documentos JP 10180143A y FR 663036A se conocen dispositivos y procedimientos según el preámbulo de la reivindicación 1 o el preámbulo de la reivindicación 10. En estos dispositivos, una corriente de gas se dirige hacia una capa base, que después del desprendimiento de los sólidos permanece en el filtro, para remover esta capa base.

Por los documentos GB 768782A y FR 1247364 A se conocen dispositivos en los que la descarga de sólidos del tambor de centrífuga se apoya mediante aire comprimido.

Por consiguiente, la invención tiene el objetivo de indicar un dispositivo para desprender tortas de sólidos de un tambor de centrífuga, así como un procedimiento correspondiente, en el que se eviten eficazmente las incrustaciones de sólidos en el evacuador.

La solución de este objetivo se realiza mediante un dispositivo según las características de la reivindicación 1 o mediante un procedimiento según la reivindicación 9; las reivindicaciones subordinadas se refieren a variantes ventajosas de la invención.

Según la invención, un dispositivo de cuchilla rascadora, el llamado evacuador, tiene una alimentación de gas y al menos un orificio de salida de gas, que está dispuesto de tal forma que, al menos en una parte de la zona de la superficie del dispositivo en forma de cuchilla rascadora, se forme una corriente de gas saliente. Como gases se usan en particular aire o gases inertes.

En la zona de la cuchilla rascadora se alimenta, en particular, una corriente de aire o de gas de tal forma que ésta fluya uniformemente por aquellas superficies del evacuador por las que deslizan los sólidos desprendidos y en las que existe la tendencia a formarse aglomeraciones. Esta función se consigue porque la corriente de gas se genera entre la corriente de los sólidos en polvo y las superficies del evacuador. Gracias a esta corriente de gas se consigue que las partículas de sólidos se mantengan, por así decirlo, mediante un colchón de aire a distancia de la superficie del evacuador.

No solamente se evita el contacto y, por lo tanto, también una reducción de la velocidad de las partículas, por lo que se reduce el peligro de colisión entre las distintas partículas en la corriente de sólidos. También queda excluido el peligro de que una colisión de partículas conduzca a la aglomeración de las partículas de sólidos formándose acumulaciones relativamente grandes, que a continuación podrían volver a conducir a incrustaciones en caso de un contacto con la superficie debido a su mayor contenido energético.

La alimentación de la corriente de gas puede realizarse, por ejemplo, mediante una realización correspondiente de la cuchilla rascadora, mediante la cual una corriente de gas alimentada de forma central detrás de la cuchilla rascadora mediante un sistema de tubos (o un sistema de taladros) se distribuye uniformemente por la zona en la que se produce la corriente de sólidos. Según la realización del canal de distribución y en función de la realización de la tobera de salida del fluido o de gas, es ideal alimentar la corriente de gas en la dirección de flujo de la corriente de sólidos. También es pensable dejar salir la corriente de gas en otro ángulo como, por ejemplo, 45º, en la dirección perpendicular o incluso en la dirección opuesta a la corriente de sólidos, quedando desviada la corriente de gas por la corriente de sólidos y formándose, por lo tanto, el colchón de gas que fluye por las superficies del evacuador.

Las toberas para la alimentación de la corriente de gas pueden estar formadas, por ejemp lo, por dos elementos de construcción, como el evacuador y la cuchilla rascadora, aunque también pueden estar realizadas mediante la configuración correspondiente de ranuras o taladros en un elemento de construcción como la cuchilla rascadora, el evacuador o un elemento de construcción separado.

Tampoco tiene gran importancia si la corriente de gas se alimenta mediante una tobera individual, mediante varias toberas en una línea o mediante una superficie provista de toberas (por ejemplo, chapa perforada con ranuras). Además, la corriente de gas puede alimentarse una vez en el evacuador o de forma distribuida en el borde del evacuador en el órgano de descarga.

Sólo es esencial que un dispositivo esté dispuesto de tal forma que junto con la corriente de producto se forme una corriente de gas, que se forma entre la corriente de sólidos y la pared correspondiente del evacuador. También es concebible que la corriente de gas se alimente delante del evacuador y se insufle a través de la corriente de sólidos o que se alimente detrás del evacuador pudiendo formarse correspondientemente mediante dispositivos y/o el procedimiento del evacuador. Es concebible la alimentación de la corriente de gas detrás del evacuador, estando realizado el evacuador como cuchilla dentada u ondulada, formándose por el movimiento axial de la cuchilla dentada a pesar del proceso de desprendimiento rendijas entre el producto y los dientes, que permiten el paso de la corriente de gas. Además, es concebible alimentar la corriente de gas detrás de la cuchilla rascadora, controlándose la cuchilla rascadora de tal forma que se alternen procesos de desprendimiento cortos con procesos de elevación cortos del evacuador de la superficie de la torta de filtro. De esta forma se genera una corriente de sólidos intermitente y una corriente de gas intermitente. No obstante, gracias a las distintas velocidades de la corriente de gas y de la corriente de sólidos, puede generarse de una forma suficiente el sistema de la corriente de gas que fluye por la superficie del evacuador con la corriente de sólidos que se desliza por encima de la misma.

Gracias a la nueva realización se impide suficientemente un contacto de las partículas de sólidos con las superficies correspondientes del evacuador, de modo que ya no pueda tener lugar una incrustación de sólidos.

La realización propuesta no depende de los materiales usados en la centrífuga y en el evacuador, ni de los productos ni del disolvente que han de procesarse y, en gran medida, es también independiente de la configuración geométrica del evacuador.

Una forma de realización de la invención se explicará con ayuda de los dibujos adjuntos. Muestran:

la fig. 1, una representación esquemática del dispositivo según la invención con distintas posiciones del evacuador,

la fig. 2, una representación de un detalle de la fig. 1.

La fig. 1 muestra en un alzado lateral esquemático (vista axial) un tambor de centrífuga 1, estando previsto en el lado interior de la pared del tambor un medio filtrante 11.

En el interior del tambor de centrífuga 1 está dispuesto un dispositivo de cuchilla rascadora con un puntal 21, una portacuchilla 5 y una cuchilla rascadora 3, pudiendo girarse el dispositivo entre una posición A, en la que la cuchilla rascadora está alejada de la pared del tambor 1, y una posición C, en la que la cuchilla rascadora 3 se encuentra en la zona de la superficie lateral del tambor 1. La cuchilla rascadora 3 se extiende preferiblemente en la dirección axial a lo largo de toda la longitud interior del tambor. También puede ser más corta, aunque en este caso el evacuador debería poderse desplazar en la dirección axial.

En el servicio de la centrífuga, el dispositivo de cuchilla rascadora se encuentra en la posición A, el tambor gira y en el lado orientado hacia el lado interior del tambor del medio filtrante 11 se forma una torta de sólidos 13.

Cuando la torta de sólidos 13 haya alcanzado un grosor determinado, la cuchilla rascadora se aproxima a la torta de sólidos con el tambor en marcha y desprende los sólidos 15 de la torta de sólidos. Los sólidos 15 caen debido a la fuerza de gravedad en un dispositivo de descarga (vertedor inclinado) dispuesto por debajo de la cuchilla rascadora y son descargados desde allí hacia fuera.

En este sentido, la estructura representada corresponde a estructuras convencionales y puesto que, por lo demás, el experto medio conoce la estructura de centrífugas con rasqueta, se renuncia aquí a una explicación detallada.

Los detalles de la configuración según la invención pueden verse, en particular, en la fig. 2. Como muestra la fig. 2, la portacuchilla 5 porta en su lado no orientado hacia los sólidos 15 desprendidos una toma de gas, que a través de canales (no representados) está conectada con una tobera de salida de gas 9 en el lado de la portacuchilla 5 orientado hacia los sólidos desprendidos. La tobera de salida de gas está realizada de tal forma que conduce el gas alimentado a través de la toma de gas 7 como corriente de gas por la superficie de la portacuchilla 5. Gracias a esta corriente de gas, que se indica mediante las flechas, se forma un colchón de gas entre los sólidos 15 desprendidos y la superficie de la portacuchilla, de modo que los sólidos 15 desprendidos no puedan adherirse a la superficie de la portacuchilla. La tobera de salida de gas 9 está realizada preferiblemente como ranura, que se extiende a lo largo de toda la anchura de la cuchilla rascadora 9.

En la forma de realización representada, la tobera de salida de gas 9 se encuentra entre la cuchilla rascadora 3 y la portacuchilla 5. No obstante, también puede estar prevista en la cuchilla rascadora 3 y también pueden estar previstas varias toberas a lo largo del recorrido de los sólidos 15 desprendidos a lo largo de la portacuchilla.

Como gas se usa en particular aire comprimido, aunque en función del fin previsto también pueden usarse otros gases, por ejemplo, gases inertes.

Si bien la invención se ha explicado con ayuda de una centrífuga de filtración, puede aplicarse de forma general tanto en centrífugas con rasquetas como en centrífugas de sedimentación.

Claims (15)

1. Dispositivo para desprender una torta de sólidos de la pared interior de un tambor de centrífuga (1) con un dispositivo de cuchilla rascadora (3, 5, 21), presentando el dispositivo de cuchilla rascadora (3, 5, 21) una cuchilla rascadora (3), una portacuchilla (5), una alimentación de gas (7) y al menos un orificio de salida de gas (9), caracterizado porque el orificio de salida de gas (9) está dispuesto en la portacuchilla de tal forma que una corriente de gas que sale del orificio de salida de gas forme un colchón de gas entre los sólidos desprendidos y al menos una parte de la zona de la superficie del dispositivo de cuchilla rascadora (3, 5, 21).

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la corriente de gas está orientada de forma paralela o antiparalela a la dirección de descarga de los sólidos desprendidos.

3. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la corriente de gas está orientada en un ángulo entre 0º y 180º respecto a la dirección de descarga de los sólidos.

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque está previsto un orificio de salida de gas (9) en la cuchilla rascadora.

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el orificio de salida de gas está realizado en forma de una tobera individual, como disposición de toberas de varias toberas dispuestas de forma lineal o como disposición de toberas ranuradas.

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el orificio de salida de gas está previsto en el lado del dispositivo de cuchilla rascadora (3, 5) no orientado hacia el lado de descarga y el dispositivo de cuchilla rascadora presenta orificios para el paso del gas.

7. Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado porque los orificios para el paso del gas están formados por los dientes de una cuchilla rascadora (3).

8. Centrífuga con rasqueta con un dispositivo
según una de las reivindicaciones 1 a 7.

9. Procedimiento para desprender una torta de sólidos de la pared interior de un tambor de centrífuga, en el que con un dispositivo de cuchilla rascadora se desprenden sólidos de una torta de sólidos y se descargan los sólidos desprendidos, presentando el dispositivo de cuchilla rascadora una cuchilla rascadora (3) y una portacuchilla, caracterizado porque entre los sólidos (15) desprendidos y al menos una parte de la superficie del dispositivo de cuchilla rascadora orientada hacia los sólidos desprendidos se genera un colchón de gas de una corriente de gas, alimentándose el gas a través de un orificio de salida de gas en la portacuchilla (5).

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque el gas se alimenta directamente a la superficie del dispositivo de cuchilla rascadora.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque el gas se alimenta entre la torta de sólidos (13) y el dispositivo de cuchilla rascadora.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque el gas se alimenta a través de orificios para el paso del gas al dispositivo de cuchilla rascadora.

13. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque el dispositivo de cuchilla rascadora se separa periódicamente de la torta de sólidos, de modo que se genere una corriente de gas intermitente entre los sólidos desprendidos y el dispositivo de cuchilla rascadora.

14. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque una tobera dispuesta detrás de la cuchilla rascadora o que atraviesa la cuchilla rascadora está realizada de tal forma que se forme una corriente de gas uniforme a lo largo de toda la longitud de la parte del dispositivo de cuchilla rascadora que está dispuesta a continuación de la cuchilla rascadora visto en la dirección de producción.

15. Procedimiento según la reivindicación 14, caracterizado porque la tobera para la recepción de la corriente de gas está formada por la cuchilla rascadora y la portacuchilla.