ITMI20070345A1 - PROCEDURE AND EQUIPMENT FOR THE SEPARATION AND EXTRACTION OF DIFFERENT OLEAGINOSE AND SIMILAR PASTE PRODUCTS - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE del Brevetto per Invenzione Industriale DESCRIPTION of the Patent for Industrial Invention
Forma oggetto del presente trovato un procedimento e una apparecchiatura per la separazione e l'estrazione di una componente liquida più leggera, di una componente liquida più pesante e di un residuo solido da paste di oleaginose quali olive e simili, atti a consentire l'ottenimento di un liquido pregiato, una polpa priva di lignina utilizzabile come mangime, un solido costituito da nocciolino utilizzabile come combustibile, determinando nel complesso un risparmio energetico e un contributo ecologico non essendo prodotti scarti da smaltire. The present invention relates to a process and an apparatus for separating and extracting a lighter liquid component, a heavier liquid component and a solid residue from oleaginous pastes such as olives and the like, suitable for obtaining of a precious liquid, a lignin-free pulp that can be used as feed, a solid consisting of pits that can be used as a fuel, resulting in overall energy savings and an ecological contribution as there are no waste products to be disposed of.
E' noto, nella tecnica di estrazione di olio da oleaginose quali olive e simili, che al termine del processo di estrazione si ottiene la separazione delle principali componenti del frutto costituite da: una componente liquida pregiata (olio), una componente liquida di scarto (acqua) e un residuo solido più o meno umido in relazione allo specifico procedimento di estrazione applicato. It is known, in the technique of extracting oil from oilseeds such as olives and the like, that at the end of the extraction process the main components of the fruit are separated, consisting of: a high-quality liquid component (oil), a liquid waste component ( water) and a more or less humid solid residue in relation to the specific extraction process applied.
Più in dettaglio i procedimenti di estrazione sono basati sull'impiego di relative macchine, denominate separatori/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 di diverso peso specifico. E' anche noto che nel caso particolare di lavorazione delle olive, il prodotto da separare viene normalmente alimentato alla macchina in forma di pasta macinata, eventualmente 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. In more detail, the extraction procedures are based on the use of relative machines, called centrifugal separators / extractors or decanters, substantially comprising an auger, placed inside a rotating drum and in turn rotating relative to the latter, which they carry out, inside the drum, the separation and stratification of the various components of the product of different specific weight. It is also known that in the particular case of olive processing, the product to be separated is normally fed to the machine in the form of ground paste, possibly diluted with water, which, in the centrifugation phase, is arranged radially, increasing an intermediate layer of separation between solid and oil which favors a better separation of the oily component from the solid one.
Detti estrattori centrifughi (noti con il nome di decanter) vengono realizzati secondo due principali forme costruttive che nel settore sono rispettivamente denominate: "a tre fasi" e "a due fasi", a seconda del fatto che essi presentino tre o due uscite separate per le tre componenti da estrarre . Said centrifugal extractors (known as decanters) are made according to two main construction forms which in the sector are respectively called: "three-phase" and "two-phase", depending on whether they have three or two separate outlets for the three components to be extracted.
Più in dettaglio il detto residuo solido (denominato sansa), contenente un residuo di olio non estratto, durante il primo processo è sostanzialmente costituito da: More in detail, the said solid residue (called pomace), containing a residue of unextracted oil, during the first process is essentially constituted by:
- polpa del frutto, - fruit pulp,
- nocciolo frantumato (denominato nocciolino) e - crushed stone (called hazelnut) e
- acqua di vegetazione, - vegetation water,
e costituisce la materia prima per ulteriori processi di estrazione attuati nei cosiddetti sansifici e volti a separare le varie componenti della sansa per ottenere: and constitutes the raw material for further extraction processes carried out in the so-called pomace factories and aimed at separating the various components of the pomace to obtain:
un recupero dell'olio rimasto nel residuo solido al termine del primo processo, a recovery of the oil left in the solid residue at the end of the first process,
un recupero della polpa che, di per sé e/o mescolata ad ulteriori componenti solidi, viene impiegata come mangime; a recovery of the pulp which, in itself and / or mixed with further solid components, is used as feed;
un recupero del nocciolino che può essere usato come combustibile. a recovery of the peanut that can be used as fuel.
Tramite i procedimenti tradizionali attuati dagli oleifici primari si ottiene, tuttavia, una separazione che in generale determina: However, through the traditional procedures implemented by the primary oil mills, a separation is obtained which in general determines:
- un residuo solido ad elevato contenuto di umidità e ad elevato contenuto di sali i quali costituiscono la principale causa di malfunzionamenti sia negli impianti di essiccazione eventualmente utilizzati in successive fasi di lavorazione, sia nelle caldaie che usano detto residuo come combustibile solido di recupero; - a solid residue with a high moisture content and a high salt content which are the main cause of malfunctions both in the drying plants possibly used in subsequent processing phases, and in the boilers that use said residue as solid recovery fuel;
- un residuo liquido acquoso (acqua di vegetazione) ad elevato contenuto di solidi che non consente lo scarico della stessa nelle condotte fognarie. - an aqueous liquid residue (vegetation water) with a high solids content that does not allow it to be discharged into the sewer pipes.
Oltre a ciò si verifica anche che, i procedimenti noti per il trattamento della sansa non risultano più economicamente vantaggiosi, conseguentemente la sansa costituisce un problema per gli oleifici che non hanno più modo di smaltirla vantaggiosamente; analogamente per l'acqua vegetale. In addition to this it also occurs that the known processes for the treatment of pomace are no longer economically advantageous, consequently the pomace constitutes a problem for the oil mills who no longer have the opportunity to dispose of it advantageously; similarly for vegetable water.
Si pone pertanto il problema tecnico di realizzare un procedimento per l'estrazione di olio da oleaginose e simili che consenta dì ottenere un olio di elevata qualità e residui liquidi e solidi della estrazione, tali da poter essere direttamente destinati al successivo utilizzo senza necessità di ulteriori lavorazioni intermedie. The technical problem therefore arises of realizing a process for the extraction of oil from oilseeds and the like which allows to obtain a high quality oil and liquid and solid residues of the extraction, such as to be directly intended for subsequent use without the need for further intermediate processing.
Nell'ambito di tale problema è inoltre richiesto che il procedimento consenta un sostanziale risparmio energetico, riducendo il numero dei trattamenti e il relativo utilizzo di macchine rispetto alla tecnica nota. Within the scope of this problem, it is also required that the process allows substantial energy savings, reducing the number of treatments and the relative use of machines with respect to the prior art.
Tali problemi tecnici sono risolti secondo il presente trovato da un procedimento secondo le caratteristiche di rivendicazione 1. These technical problems are solved according to the present invention by a method according to the characteristics of claim 1.
Forma ulteriore oggetto del presente trovato un'apparecchiatura secondo le caratteristiche di rivendicazione 18 e per l'attuazione del detto procedimento . A further object of the present invention is an apparatus according to the characteristics of claim 18 and for carrying out said method.
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: More details can be found from the following description of a non-limiting example of embodiment of the invention made with reference to the attached drawings which show:
in figura 1: uno schema funzionale di una forma di attuazione del procedimento secondo il presente trovato; in figure 1: a functional diagram of an embodiment of the method according to the present invention;
in figura 2: una sezione assiale di un esempio di attuazione del decanter di attuazione del procedimento secondo il presente trovato,-con flusso della componente liquida più leggera equicorrente con il solido; in figure 2: an axial section of an example of embodiment of the decanter for carrying out the process according to the present invention, with flow of the lighter liquid component co-current with the solid;
in figura 3: una sezione schematica e parziale secondo un piano assiale della parte di estrazione della componente liquida più leggera dal decanter di fig.2 ; in figure 3: a schematic and partial section according to an axial plane of the part for extracting the lighter liquid component from the decanter of fig.2;
in figura 4: una vista laterale di una forma preferita di attuazione della coclea del decanter secondo il trovato. in figure 4: a side view of a preferred embodiment of the screw of the decanter according to the invention.
Come illustrato in figura 1 la pasta di oleaginose PI, proveniente dalle precedenti lavorazioni in continuo/discontinuo delle olive, viene alimentata in forma di pasta lavorabile ad un decanter DI del tipo a tre fasi, ovvero con tre differenti uscite per le diverse componenti separate per centrifugazione e costituite da: una componente liquida più leggera (olio) 01; una componente liquida più pesante A1, formata da acqua mescolata a polpa e un residuo solido S1 sostanzialmente formato da nocciolino e componenti lignei. As shown in figure 1, the oilseed paste PI, coming from the previous continuous / discontinuous processing of the olives, is fed in the form of workable paste to a three-phase DI decanter, i.e. with three different outlets for the different components separated for centrifugation and consist of: a lighter liquid component (oil) 01; a heavier liquid component A1, formed by water mixed with pulp and a solid residue S1 substantially formed by pits and wood components.
Il trattamento di separazione in decanter a tre fasi consente di ottenere: The separation treatment in a three-phase decanter allows to obtain:
- un recupero di olio 01 che viene estratto assialmente dal decanter; - a recovery of oil 01 which is axially extracted from the decanter;
- una fase liquida Al di acqua di vegetazione mista a polpa estratta dal decanter secondo una direzione radiale; - a liquid phase A1 of vegetation water mixed with pulp extracted from the decanter in a radial direction;
- un residuo solido costituito essenzialmente da nocciolino e a basso contenuto di umidità (<60% di peso) e a basso contenuto di sali che rimangono sciolti nell'acqua di trattamento, e ciò indipendentemente dalla eventuale aggiunta di acqua di lavaggio durante la centrifugazione . - a solid residue essentially consisting of pits and with a low moisture content (<60% by weight) and a low content of salts which remain dissolved in the treatment water, and this regardless of any addition of washing water during centrifugation.
Risulta pertanto come il procedimento secondo il trovato consenta l'estrazione di olio da oleaginose con separazione in decanter a tre fasi, determinando il recupero di componenti finali di elevata qualità per un successivo ulteriore utilizzo: uso alimentare per l'olio di elevata qualità; uso ad esempio come combustibile per il residuo solido già sufficientemente asciutto; uso come mangime per la fase acquosa comprendente l'acqua di vegetazione ad elevato contenuto di solidi leggeri (polpa) sospesi (tra il 10% e il 30% preferibilmente tra il 18% e il 22% in peso) e sali disciolti. It therefore appears that the process according to the invention allows the extraction of oil from oilseeds with separation in a three-phase decanter, resulting in the recovery of high quality final components for subsequent further use: food use for high quality oil; use, for example, as a fuel for the solid residue already sufficiently dry; use as feed for the aqueous phase comprising vegetation water with a high content of suspended light solids (pulp) (between 10% and 30%, preferably between 18% and 22% by weight) and dissolved salts.
Il procedimento secondo il trovato consente inoltre di ottenere tali risultati senza necessità di invio delle sanse ai sansifici, con risparmio energetico nel caso di riutilizzo diretto del residuo solido come combustibile per la produzione di calore necessario alle apparecchiature per le fasi dì estrazione di olio primario. The method according to the invention also allows these results to be obtained without the need to send the pomace to the pomace mills, with energy savings in the case of direct reuse of the solid residue as fuel for the production of heat necessary for the equipment for the primary oil extraction phases.
Come illustrato in figura 2 l'estrattore centrifugo DI si compone essenzialmente di una carcassa 10 fissa, sostanzialmente cilindrica, dotata, in corrispondenza delle proprie opposte estremità, di sezioni anulari tra loro separate e aperte, formanti collettori radiali 10a e 10b di recupero delle differenti componenti del prodotto da separare che, nel caso particolare di lavorazione olive, sono rispettivamente formate dal residuo solido SI e dalla componente liquida leggera 01 costituita da olio pregiato. As illustrated in Figure 2, the centrifugal extractor DI is essentially composed of a fixed, substantially cylindrical casing 10, equipped, at its opposite ends, with annular sections separated and open from each other, forming radial manifolds 10a and 10b for recovering the different components of the product to be separated which, in the particular case of olive processing, are respectively formed by the solid residue SI and by the light liquid component 01 consisting of precious oil.
All'interno della carcassa fissa 10 e coassialmente alla stessa è disposto un tamburo cavo rotante 20 di forma sostanzialmente cilindro-troncoconica, il quale è montato sui cuscinetti 20a per consentirne la rotazione rispetto alla carcassa 10; la presa di moto del tamburo 20 è di tipo convenzionale e quindi non illustrata né descritta in dettaglio. All'interno del tamburo 20, e coassialmente allo stesso è anche disposta una coclea 30 sostenuta alle estremità da cuscinetti 21 solidali al tamburo 20 rispetto al quale la coclea può ruotare, e dotata di una spirale 32 solidale alla superficie esterna del corpo 31; detta coclea comprende un fusto formato da settori circonferenziali 31a tra loro uniti in modo da lasciare aperture longitudinali 31b di fuoriuscita della pasta P1 alimentata coassialmente tramite il tubo la. A hollow rotating drum 20 of substantially cylindrical-frusto-conical shape is arranged inside the fixed casing 10 and coaxially thereto, which is mounted on the bearings 20a to allow them to rotate with respect to the casing 10; the drive of the drum 20 is of the conventional type and therefore not illustrated or described in detail. Inside the drum 20, and coaxially with it, there is also an auger 30 supported at the ends by bearings 21 integral with the drum 20 with respect to which the auger can rotate, and equipped with a spiral 32 integral with the external surface of the body 31; said auger comprises a drum formed by circumferential sectors 31a joined together so as to leave longitudinal openings 31b for the exit of the paste P1 fed coaxially through the tube la.
Ruotando a velocità diversa da quella del tamburo, la coclea trascina il residuo solido S1 verso la relativa uscita 10a. Rotating at a speed different from that of the drum, the auger drags the solid residue S1 towards the relative outlet 10a.
La coclea 30 dell'estrattore secondo il trovato presenta inoltre mezzi di trattenuta in senso assiale della componente liquida più leggera (=olio 01), nell'esempio illustrato costituiti da un disco 50 applicato concentricamente alla coclea 30 stessa, e con diametro esterno tale per cui il disco 50 formi una barriera atta a trattenere l'olio per impedirne la fuoriuscita con la polpa Al e/o il solido S1, consentendo comunque il passaggio di quest'ultima verso la relativa uscita. The screw 30 of the extractor according to the invention also has means for axially retaining the lighter liquid component (= oil 01), in the illustrated example consisting of a disc 50 applied concentrically to the screw 30 itself, and with an external diameter such as to wherein the disc 50 forms a barrier capable of retaining the oil to prevent it from escaping with the pulp A1 and / or the solid S1, while still allowing the latter to pass towards the relative outlet.
In particolare il disco 50 realizza anche la discontinuità del livello dei due "peli liberi": da una parte la fase oleosa leggera a pelo libero più alto e dall'altra la parte più pesante a pelo libero più basso. In particular, the disc 50 also realizes the discontinuity of the level of the two "free hairs": on the one hand the light oily phase with higher free hair and on the other the heavier part with lower free hair.
Detto disco 50 viene disposto in una posizione assiale la più a valle possibile (nel senso di avanzamento del solido) del tratto cilindrico di coclea e tamburo, al fine di allungare il più possibile la zona di affioramento dell'olio e di trattenere la maggior quantità possibile di olio a monte del disco 50. Said disk 50 is arranged in an axial position as far downstream as possible (in the direction of advancement of the solid) of the cylindrical portion of the screw and drum, in order to lengthen the oil outcrop area as much as possible and to retain the greatest amount possible of oil upstream of the disc 50.
L'estrattore centrifugo D1 secondo il trovato prevede mezzi di prelievo, secondo una direzione radiale, del residuo liquido A1, costituito da acqua (per lo più acqua di vegetazione) e polpa in sospensione, i quali sono costituiti da elementi tubolari 60 radialmente inseriti nel tamburo 20 in modo da sfociare in una posizione assialmente a valle del disco 50 nel senso dell'avanzamento del solido S1 verso la relativa uscita. The centrifugal extractor D1 according to the invention provides means for withdrawing, in a radial direction, the liquid residue A1, consisting of water (mostly vegetation water) and pulp in suspension, which consist of tubular elements 60 radially inserted into the drum 20 so as to lead into a position axially downstream of the disc 50 in the direction of the advancement of the solid S1 towards its outlet.
Detti elementi tubolari 60 presentano estremità interna 60a disposta in corrispondenza del livello di stratificazione del liquido A1 da estrarre, mentre le opposte estremità 60b, esterne al tamburo 20, sfociano in un collettore 61, interno alla carcassa fissa 10, che consente di convogliare l'olio prelevato verso un condotto di fuoriuscita e raccolta dello stesso. Said tubular elements 60 have internal ends 60a arranged in correspondence with the stratification level of the liquid A1 to be extracted, while the opposite ends 60b, external to the drum 20, flow into a manifold 61, internal to the fixed casing 10, which allows to convey the oil withdrawn from an outlet and collection duct.
Si prevede inoltre che l'affondamento in senso radiale del tubolare 60 sia regolabile tramite tubi intercambiabili di differenti lunghezze, oppure tramite opportuni mezzi, quali ad esempio distanziali, viti e simili (di per sé convenzionali) , accessibili tramite una finestra di ispezione (non illustrata) della carcassa 10, in corrispondenza della quale può essere portato il tubolare tramite una opportuna rotazione del tamburo. It is also envisaged that the radial sinking of the tubular 60 is adjustable by means of interchangeable tubes of different lengths, or by means of suitable means, such as for example spacers, screws and the like (conventional per se), accessible through an inspection window (not illustrated) of the casing 10, in correspondence with which the tubular element can be brought by means of a suitable rotation of the drum.
Come illustrato in figura 2 si prevede inoltre che l'alimentazione al decanter DI della pasta di olive P1 possa venire dal lato della flangia frontale 22 del decanter; in tal caso il tubo la di alimentazione (fig.3) potrebbe essere coassialmente inserito nell'albero cavo 121 di supporto del tamburo 20 in modo da ottenere l'alimentazione del fluido da separare in una zona ad opportuna distanza dalla flangia 22 di chiusura frontale del decanter ma la più distante possibile dalla zona di fuoriuscita del solido; si prevede inoltre che il tubo di alimentazione sia il più corto possibile per limitare la presenza di elementi coassiali a sbalzo soggetti a vibrazioni. As illustrated in Figure 2, it is also envisaged that the olive paste P1 can be fed to the decanter D1 from the side of the front flange 22 of the decanter; in this case the supply pipe la (fig. 3) could be coaxially inserted into the hollow shaft 121 supporting the drum 20 so as to obtain the supply of the fluid to be separated in an area at a suitable distance from the front closure flange 22 of the decanter but as far away as possible from the solid discharge area; it is also envisaged that the supply pipe is as short as possible to limit the presence of cantilevered coaxial elements subject to vibrations.
Come illustrato in fig.3 si prevede che l'estrazione della componente liquida più leggera 01 dal decanter D1 avvenga attraverso la flangia frontale 22 di chiusura del decanter tramite condotti 122b di uscita a stramazzo diritto. As shown in Fig. 3 it is envisaged that the extraction of the lighter liquid component 01 from the decanter D1 takes place through the frontal closing flange 22 of the decanter by means of straight weir outlet ducts 122b.
Sebbene non illustrato si prevede, tuttavia, che la componente liquida più leggera 01 possa essere estratta radialmente con mezzi del tutto analoghi (e quindi non descritti in dettaglio) a quelli 60 di estrazione della componente liquida più pesante Al. Although not illustrated, it is foreseen, however, that the lighter liquid component 01 can be radially extracted by means completely similar (and therefore not described in detail) to those 60 for extracting the heavier liquid component A1.
In fig.4 è illustrata una ulteriore forma di attuazione preferita della coclea 130 del decanter secondo il presente trovato; in tale forma di attuazione si prevede che la coclea possa essere a uno/due principi a spirali interrotte, secondo tecnica nota; si prevede inoltre che la coclea 130 sia dotata di collettori 135 assiali atti a consentire il transito della fase oleosa in separazione dalla zona del disco 50 di stramazzo rovescio alla zona della flangia 22 di uscita olio. Tali collettori 135 sono disposti uno per ognuno dei quattro corpi coclea costituenti il fusto coclea e sono costituiti ognuno da due piatti 135a estesi radialmente e atti a costituire un canale di convogliamento dell'olio verso la zona di uscita, e un contemporaneo riparo per lo stesso affinché l'olio non sia disturbato nella fase di separazione dal "ventaglio di caduta" del prodotto dal tubo la di alimentazione verso la periferia del tamburo. In pratica ciascun collettore presenta sezione pressoché rettangolare realizzata da tre lati chiusi tutti paralleli all'asse della coclea e del decanter, con un unico lato aperto che è quello più lontano dall'asse della coclea. Fig. 4 shows a further preferred embodiment of the screw 130 of the decanter according to the present invention; in this embodiment it is envisaged that the auger may have one / two start with interrupted spirals, according to the known technique; it is also envisaged that the auger 130 is equipped with axial manifolds 135 adapted to allow the transit of the oily phase in separation from the area of the inverted weir disc 50 to the area of the oil outlet flange 22. These manifolds 135 are arranged one for each of the four auger bodies constituting the auger shaft and are each made up of two plates 135a extending radially and able to constitute a channel for conveying the oil towards the outlet area, and a simultaneous shelter for the same. so that the oil is not disturbed in the phase of separation from the "fall fan" of the product from the feed pipe la towards the periphery of the drum. In practice, each manifold has an almost rectangular section made up of three closed sides all parallel to the axis of the auger and the decanter, with a single open side which is the farthest from the axis of the auger.
Si prevede anche che sia possibile dotare il decanter di mezzi 1000 di alimentazione di acqua disposti a monte della zona di estrazione del solido SI al fine di ottenere un "controlavaggio" nel tratto tronco-conico del tamburo di uscita della sansa, per ottenere un prodotto nocciolino ancora più pulito (lavato dalla polpa). It is also envisaged that it is possible to equip the decanter with water feeding means 1000 arranged upstream of the solid extraction zone SI in order to obtain a "backwash" in the truncated-conical section of the pomace exit drum, to obtain a product peanut even cleaner (washed from the pulp).
Risulta pertanto come il decanter secondo il trovato consenta di ottenere in un unico passaggio di lavorazione una polpa non inquinata dalla polvere di nocciolino, in quanto vengono sostanzialmente ridotte le perdite di nocciolino dalla parte della polpa da destinare a mangime. It is therefore clear that the decanter according to the invention allows to obtain in a single processing step a pulp not polluted by the peanut powder, since the losses of pits from the part of the pulp to be used for feed are substantially reduced.
Ciò significa che dall'impianto oleario di estrazione olio si ottengono non soltanto un olio "finito" ma anche altri due prodotti pronti per il successivo utilizzo senza necessità di ulteriori passaggi e/o lavorazioni. This means that not only a "finished" oil is obtained from the oil extraction plant, but also two other products ready for subsequent use without the need for further steps and / or processing.
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