ITMI951564A1 - Procedimento per l'estrazione di olio di prima e seconda spremitura mediante estrattore centrifugo orizzontale e relativo estrattore - Google Patents

Abstract

Procedimento e relativa apparecchiatura di estrazione centrifuga per l'estrazione di oli di differenti qualità da pastE oleose comprendente la fase di separazione delle differenti componenti liquide e solide costituenti la detta pasta mediante separazione centrifuga In un estrattore ad asse orizzontale comprendente le seguenti fasi:- alimentazione del prodotto all'estrattore centrifugo orizzontale - centrifugazione - trattenuta in direzione assiale della componente liquida più leggera mediante mezzi radiali - prelievo in direzione assiale della componente liquida più leggera trattenuta assialmente e costituente una prima qualità di olio definito di prima spremitura - estrazione in direzione radiale di almeno un'ulteriore quantità di componente liquida più leggera costituente olio definito di seconda spremitura.

Description

DESCRIZIONE del Brevetto per Invenzione Industriale:

DESCRIZIONE

Forma oggetto del presente trovato un procedimento per il prelievo di quantità di olii di differenti qualità da un estrattore- centrifugo e un relativo estrattore centrifugo atto ad effettuare detta estrazione differenziata.

Sono noti nella tecnica procedimenti di estrazione e macchine denominate estrattori centrifughi, 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 il quale è composto da una parte solida e da due parti liquide di diverso peso specifico.

Nel caso particolare di lavorazione delle olive, ad esempio, di prodotto da separare comprende: una parte sostanzialmente solida, denominata sansa, costituente 10 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 con aggiunta di acqua la quale nella fase di centrifugazione, si dispone radialmente ad incrementare uno strato intermedio di separazione tra solido ed olio, favorendo 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 centri fugatore rispettivamente sfocianti nei relativi canali di recupero.

E’anche noto che a causa della struttura dell’oliva e della distribuzione dell'olio all'interno della cellula oleifera il primo olio che si ottiene dalla spremitura delle olive, in qualunque modo essa sia effettuata, è sempre di qualità superiore rispetto all'olio che si libera in un secondo tempo.

Più in dettaglio il primo olio a fuoriuscire è quello estratto dalla cellula oleifera che essendo già agglomeratc facilmente estraibile, mentre l'ultimo olio che si ottiene dalla spremitura è quello intersiziale tra cellula e cellula, il quale essendo meno maturo è anche di qualità inferiore.

Nel caso di spremitura effettuata con centrifugatori ciò significa che la qualità dell’olio estratto è direttamente correlata alla sua permanenza nel centrifugatore stesso o, in altre parole, al tempo necessario all'olio per affiorare dallo strato liquido intermedio e pervenire al condotto di fuoriuscita. Tale tecnica estrattiva basata sull'impiego di centrifugatori di tipo convenzionale presenta però l'inconveniente di consentire l’estrazione della componente pregiata in corrispondenza di un’unica posizione di prelievo dalla quale, in sostanza, viene estratta una miscela di olii i quali hanno avuto diversi tempi di permanenza nel centrifugatore e sono pertanto olii di differenti qualità i quali, mescolandosi tra loro, danno origine ad una miscela di olio di qualità media.

Oltre a ciò il residuo solido di fondo, fuoriuscendo dalla centrifuga, trascina con sé una parte di detta componente liquida pregiata con evidente calo di rendimento e/o necessità di una successiva ulteriore operazione di recupero, nonché una parte di componente liquida pesante il che rende necessario mantenere basso il livello del prodotto all’interno del tamburo per consentire al residuo solido di asciugarsi il più possibile dalla componente pregiata prima della sua fuoriuscita dall’estrattore.

Al fine di recuperare detta quantità di olio mescolata con il residuo solido, la quale andrebbe altrimenti perduta si rende pertanto necessario effettuare un secondo ciclo completo di spremitura attuato alimentando il residuo solido ed acqua ad un secondo estrattore centrifugo nel quale viene separato l’olio cosiddetto di seconda spremitura il quale viene, successivamente, ulteriormente chiarificato a mezzo di separatori a dischi ad asse verticale, come già avviene per la chiarificazione dell’olio di prima spremitura.

Tale tipo di procedimento è noto da IT-1.176.649 a nome dello stesso richiedente.

Si pone pertanto il problema tecnico di realizzare un procedimento di estrazione differenziata di olii di differenti qualità, ottenuti per centrifugazione all’interno di centrifugatori continui, tale da consentire il prelevare in continuo olii tra loro differenti e identificabili con certezza come di differente spremitura, e quindi di differente qualità sia relativa sia assoluta, al fine di poter selezionare e ma.ntenere separati tra loro olii di differente qualità già al prelievo dal centrifugatore e aumentare il rendimento complessivo dell’estrattore recuperando una,maggior quantità complessiva di olio.

Forma ulteriore scopo del presente trovato la realizzazione di un estrattore centrifugo di prodotti composti da più componenti di differente peso specifico che consenta di ridurre al minimo la quantità di componente liquida, più leggera, pregiata, che fuoriesce dal separatore unitamente allo scarto solido e di ottenere nel contempo il prelievo diretto di olii di differente qualità tra i quali il prelievo diretto di quell'olio di seconda o terza scelta che viene normalmente perso con lo scarto, oppure recuperato con successive operazioni di separazione applicate al residuo solido stesso.

Nell’ambito di tale problema è ulteriore scopo del presente trovato realizzare apparecchiature di centrifugazione atte ad effettuare detta estrazione differenziata di olii di differenti qualità.

Tali problemi tecnici sono risolti secondo il presente trovato da un procedimento per l’estrazione di olii di differenti qualità da paste oleose comprendente la fase di separazione delle differenti componenti liquide e solide costituenti la detta pasta mediante separazione centrifuga di un estrattore che prevede le seguenti fasi:

- alimentazione del prodotto all'estrattore centrifugo orizzontale;

- centrifugazione;

- trattenuta in direzione assiale della componente liquida più leggera mediante mezzi radiali;

- prelievo in direzione assiale della componente liquida più leggera trattenuta assialmente costituente una prima qualità di olio definito di prima spremitura;

- estrazione in direzione radiale di almeno una ulteriore quantità di componente liquida più leggera costituente olio definito di seconda spremitura .

Secondo il presente procedimento è inoltre prevista almeno una ulteriore estrazione radiale per il recupero dell'olio di bassa qualità che viene normalmente perduto con il residuo solido.

Si prevede inoltre che detto precedimento venga attuato tramite un estrattore centrifugo dotato di almeno un elemento di separazione in direzione assiale di detti olii di prima e seconda spremitura disposto coassialmente all’asse di rotazione del separatore e di almeno un elemento tubolare inseribile al suo interno in direzione sostanzialmente radiale attraverso la superficie laterale del tamburo, fino al differenti livelli corrispndent 1 al livello di stratificazione della componente liquida piti leggera; l’elemento tubolare essendo inserito ad una opportuna distanza assiale dalla parete di fondo dell’estrattore e a valle di detto elemento separatore dell’olio di prima e seconda,spremitura nella direzione di fuoriuscita del residuo solido.

Maggiori dettagli potranno essere rilevati dalla seguente descrizione, con riferimento ai disegni allegati, in cui si mostra:

in figura 1 : una vista secondo A di fig. 2;

in figura 2 : una sezione secondo il plano di traccia II-II di fig. 1;

in figura 3 una sezione secondo il plano di traccia III-III di fig. 1;

in £laura 4 una vieta secondo B dell’estrattore di fig- 5;

in figura 5 una sezione secondo il piano di traccia V-V di fig. 4;

in figura 6 una sezione analoga a quella di fig. 5 fig. 5 illustrante una ulteriore forma di attuazione dell’estrattore secondo il trovato e

in figure.7 la sezione secondo un piano assiale di un decanter monostadio secondo il trovato a uscite radiali multiple;

Come illustrato nelle figure un estrattore centrifugo si compone essenzialmente di una carcassa 1 fissa, sostanzialmente cilindrica, dotata in corrispondenza delle proprie opposte estremità di sezioni anulari, tra loro separate e aperte verso il basso, formanti collettori radiali la, lb, le, di recupero delle differenti componenti del prodotto da separare che, nel caso particolare di lavorazione delle olive, sono rispettivamente formate da residuo solido, denominato sansa, residuo liquido pesante, costituito da acqua, e olio.

All’interno della carcassa fissa 1 e coassialmente alla stessa è disposto un tamburo cavo 2 rotante, di forma soetanzialmente cilindro-tronco-conica, il quale è montato su cuscinetti 2a per consentire la rotazione rispetto la carcassa 1, la presa di moto del tamburo stesso essendo di tipo convenzionale e quindi non illustrata nel dettaglio.

All'interno del tamburo 2, e coassialmente allo stesso, anche disposta una coclea 4 sostenuta alle estremiti, da cuscinetti 4d, solidali al tamburo 2 rispetto al quale la coclea può ruotare.

Detta coclea 4 è sostanzialmente costituita da un corpo cilindro-tronco-conico cavo sul quale sono formate aperture di fuoriuscita del prodotto 5 alimentato al sue· interno, nel senso della freccia P, tramite una pompe., non illustrata, e un condotto 5a coassiale; sulla,superficie esterna della coclea è inoltre resa solidale un'elica 4b che ruotando in direzione contrarie, a quella del tamburo trascina il residuo solido verso la relativa uscita la.

Come illustrabo in fig. 2 concentricamente al tubo 5a è disposto un ulteriore tubo 105 di alimentazione di acqua all'estrattore. Detta acqua esce in pressione da fori a ugelli 105a determinando una stratificazione liquida che tende a favorire una piti netta separazione tra olio e sansa nella zona di fuoriuscita dell' acqua.

La parete 2b frontale del tamburo 2 presenta tre coppie di fori di cui le prime due 6 e 7 rispettivamente disposte secondo diametri tra loro perpendicolari di differenti circonferenze tra loro concentriche e la terza coppia 8 disposta seconda un diametro, formante un angolo di 45 rispetto al precedenti e di una circonferensia di raggio inferiore a quelle delle due coppie di fori 6 e 7.

In altre parole le due coppie di fori 6 e 7 giacciono ad una distanza radiale dall’asse di rotazione di coclea 4 e tamburo 2 superiore a quella della terza coppia di fori 8 i quali pertanto risultano più vicini a detto asse di rotazione.

Come risulta dalla fig.2 relativa ad un estrattore con uscite separate delle tre componenti, 1 fori 6 sono in collegamento con un condotto 6a di fuoriuscita terminante nel collettore radiale lb di raccolta della componente liquida più leggera, mentre i fori 7 sono in collegamento con un condotto di stramazzo rovescio 7a, terminante nel collettore radiale le di raccolta della componente più pesante del prodotto 5. I fori 6 sono inoltre chiusi in direzione assiale da tappi 6b sagomati con estensioni 6c in modo da determinare l’apertura o la chiusura del condotto

6a a seguito della rotazione del tappo 6b in un senso o nell’altro provocando, in un caso, la fuoriuscita dell’acqua da sola attraverso il foro 6 o, nell’altro caso, la fuoriuscita dell’acqua assieme al residuo solido attaverso l’opposto collettore la, in quest’ultimo caso l’estrattore funziona con due- sole uscite (fig.5 e 6): una 8 per l’olio e una la per la sansa e acqua.

Sulla detta parete frontale 2b del tamburo 2 è inoltre applicato un disco 9 dotato di una apertura circolare concentrica e con aperture 9a diametralmente opposte, sostanzialmente rettangolari , atto a determinare la apertura dei condotti 8 di fuoriuscita della componente liquida leggera, nel caso di estrattore a due sole uscite.

La coclea del contrifugatore secondo il trovato è completata da un disco 11 o simile, pieno, applicato concentricamente alla coclea 4 stessa; il diametro esterno di detto disco è maggiore del diametro della circonferenza sulla quale giacciono i fori 8, in tal modo il disco costituisce una barriera di separazione in senso assiale dell'olio di prima spremitura il quale viene trattenuto nella zona di prelievo in direzione assiale attraverso detti fori 8.

Come si rileva dalle figure l'estrattore centrifugo secondo il trovato prevede anche ulteriori mezzi di prelievo della componente liquida più leggera in direzione radiale costituiti da elementi tabulari 12 radialmente inseriti nel tamburo 2 attraverso fori 2d dello stesso, in modo da sfociare in posizione assialmente posteriore al disco 11 nel senso dell’avanzamento del solido verso la propria uscita la. Detti elmenti tubolari 12 presentano estremità interna 12a disposta in corrispondenza del livello di stratificazione della componente liquida di cui si desidera effettuare il prelievo, mentre l'opposta estremità 12b, esterna al tamburo 2, sfocia in un collettore 101 interno alla carcassa fissa 1; detto collettore consente di convogliare il liquido prelevato verso il condotto 101a di fuoriuscita e raccolta del liquido stesso.

Secondo il trovato si prevede inoltre che detti elementi tubolari siano disposti sulla circonferenza del tamburo in posizioni tali da mantenere l’equilibrio dinamico del separatore durante la rotazione. Inoltre, sebbene l'inclinazione degli elementi tubolari rispetto alla superficie del tamburo 2 possa essere qualunque, risulta evidente che la disposizione di tubi radiali consente di sfruttare tutta la forza centrifuga determinata dalla rotazione per l'estrazione dell’olio in direzione radiale.

Il funzionamento del dispositivo è il seguente: sia che si desideri trattare il prodotto secondo un ciclo cosiddetto a due fasi (cioè con una sola fuoriuscita assiale del liquido pregiato e una sola uscita per 1 residui solido e liquido tra loro mescolati), (fig.

5) sia che si desideri trattare il prodotto con un ciclo cosiddetto a tre fasi (cioè con uscite separate di olio, acqua e solido) (flg. 2) si determina, tramite il disco 9, l’apertura o la chiusura dei vari condotti di estrazione dalla parete 2b, pertanto, come illustrato in fig. 5, cioè nel caso due fasi, il liquido pregiato, che è nettamente separato dal residuo solido dalla componente di liquido più. pesante, viene longitudinalmente trattenuto in prossimità della parete 2b del tamburo dal setto circolare 11 il quale lascia invece passare il liquido pesante che, mescolandosi al residuo solido, viene fatto uscire insieme a quest'ultimo dal collettore radiale la della cassa fissa 1. Contemporaneamente al prelievo in direzione assiale attraverso i fori 8 della parete 2b il posizionamento dell’estremità interna 12a del tubo radiale 12 in corrispondenza del livello di stratificazione dell'olio, consente di prelevare, in direzione radiale, una ulteriore quantità che essendo mescolata all’acqua e al solido oltrepassa il disco 11 stratificando al di là di quest’ultimo in direzione dell’uscita del solido stesso. Tale prelievo radiale riduce pertanto la quantità di olio che fuoriesce con lo scarto solido incrementando la resa complessiva dell’estrattore centrifugo. Tale olio recuperalo radialmente costituisce il cosidetto olio di seconda spremitura, cioè quello che richiede un maggior tempo di centrifugazione per essere staccato dalla pasta oleosa e che pertanto, non affiorando rapidamerte non può essere estratto assialmente per non ridurre la qualità dell'olio di prima spremitura. Va inoltre rilevato che l’applicazione dell'estrattore centrifugo secondo il trovato possono può essere estesa arche ad una lavorazione con anello liquido di alto spessore (fig. 5) e produzione di sansa ad alta umidità. Le uscite sarebbero sarebbero in questo caso tre, per la presenza della nuova uscita radiale.

Molteplici varianti potranno essere introdotte nell'attuazione dell’estrattore secondo il trovato in particolare come illustrato in fig.6 è possibile disporre coassialmente alla coclea 4 un ulteriore disco 11, disposto in senso assiale da parte opposta all’elemento tubolare 12 radiale rispetto all’altro disco, che costituisce una ulteriore barriera al suo flusso verso l'uscita del solido.

Viene in tal modo definita una zona anulare di contenimento della componente liquida pregiata di seconda spremitura la quale oltre ad essere mantenuta più ferma rispetto al flusso di corrente diretto verso l'uscita del solido può essere meglio depurata dalla presenza di residui di acqua e solido che fossero ancora in.sospensione nell’olio.

E’ inoltre possibile alimentare o meno acqua calda o fredda unitamente alla pasta o indipendentemente da questa al fine di incrementare la separazione dell’olio sia nel caso di estrattore a due fasi sia nel caso di estrattore a tre fasi.

Come illustrato in fig.7 predisponendo una pluralità di elementi tabulari 12 tra loro opportunamente distanziati in senso assiale e associati ciascuno a un relativo disco 11 di trattenuta è possibile prelevare radialmente l’olio affiorato in corrispondenza di differenti posizioni assiali determinando in tal modo una selezione qualitativa dell’olio stesso effettuata in base alla posizione in senso assiale del prelievo radiale e quindi in base al tempo di permanenza dell’olio stesso nel separatore centrifugo.

Ogni prelievo radiale corrisponde ad una ben precisa qualità di olio che se prelevato tramite corrispondenti collettori 101 tra loro indipendenti può essere mantenuto separato.

Tale procedimento e il relativo estrattore centrifugo consentono pertanto di evitare l’impiego di apparecchiature per la seconda spremitura realizzando un notevole risparmio energetico in quanto non è necessario accelerare una seconda volta il prodotto da spremere precedentemente scaricato dalle apparecchiature di separazione centrifuga; è noto infatti che tale accelerazione richiede oltre il 60% della energia complessiva assorbita dall’intero processo.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1) Procedimento per l'estrazione di olii di differenti qualità da paste oleose comprendente la fase di separazicne delle differenti componenti liquide e solide costituenti la detta pasta mediante separazione centrifuga in un estrattore ad asse orizzontale caratterizzato dal fatto che prevede le seguenti fasi: - alimentazione del prodotto all’estrattore centrifugo orizzontale; - centrifugazione; - trattenuta in direzione assiale della componente liquida più leggera mediante mezzi radiali; - prelievo in direzione assiale della componente liquida più leggera trattenuta assialmente e costituente una prima qualità di olio definito di prima spremitura; - estrazione in direzione radiale di almeno una ulteriore quantità di componente liquida più leggera costituente olio definito di seconda spremitura.
2. 2) Procedimento secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che comprende una pluralità di estrazioni in direzione radiale della componente liquida più leggera effettuate a distanze assiali predeterminate, ciascuna estrazione radiale determinando la selezione di un olio di ben definità qualità nei confronti dell'olio prelevato in altre posizioni.
3. 3) Procedimento secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta estrazione sostanzialmente radiale della componente liquida più leggera è effettuata a valle nel senso del percorso assiale del solido di detti mezzi radiali di trattenuta della componente più leggera medesima.
4. 4) Procedimento secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta componente più leggera prelevata radialmente fuoriesce unitamente ad una prefissata quantità di componente liquida più pesante.
5. 5) Estrattore centrifugo per il trattamento di paste oleose comprendente una cassa fissa (1), un tamburo (2) frontalmente chiuso da una parete (2b) dotata di condotti (6,7,8) di fuoriuscita in direzione sostanzialmente assiale della/e componente/! liquida/e formanti il prodotto da separare, e una coclea (4) entrambi rotanti caratterizzato da ciò che comprende almeno un elemento di trattenuta in senso assiale della componente più leggera del prodotto e almeno un elemento (12) di prelievo in direzione sostanzialmente radiale di almeno una di dette componenti liquide del prodotto da separare, associati a mezzi (101) di raccolta e fuoriuscita della detta componente liquida prelevata.
6. 6) Estrattore centrifugo secondo rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che detti mezzi (12) di prelievo radiale sono disposti a valle dei mezzi (11) di trattenuta assiale nel senso della direzione di avanzamento del solido.
7. 7) Estrattore centrifugo secondo rivendicazione 5 caratterizzato da ciò che detti mezzi di prelievo radiale sono preferibilmente costituiti da elementi tubolari (12) inseriti in direzione sostanzialmente radiale in corrispondenti sedi (2d) a tenuta del tamburo rotante (2) fino al prescelto livello di prelievo.
8. 8) Estrattore centrifugo secondo rivendicazione S caratterizzato da ciò che detti mezzi di raccolta della componente prelevata in senso radiale sono costituiti da un collettore formato da una doppia paratia (101) circonferenzlale solidale alla cassa fissa (1) dotata di apertura (101a) di fuoriuscita della stessa.
9. 9) Estrattore centrifugo secondo rivendicazione 5 caratterizzato da ciò che detti elementi tubolari sono preferibilmente disposti secondo direzioni radiali atte a mantenere l’equilibrio dinamico del separatore durante la rotazione.
10. 10) Estrattore centrifugo secondo rivendicazione 1 e caratterizzato da ciò che detti elementi tubolari sono disposti secondo coppie, ciascun elemento della coppia essendo diametralmente opposto all’altro rispetto all’asse di rotazione.
11. 11) Estrattore centrifugo secondo rivendicazione 5 caratterizzato da ciò che detto elemento di trattenuta in senso longitudinale della componente liquida più leggera del prodotto da separare è preferibilmente costituito da almeno un disco (11) o simile, disposto solidale alla coclea (4) tra due spire della stessa e con profilo coassiale e intersecante le dette spire.
12. 12) Estrattore centrifugo secondo rivendicazione 5 caratterizzato da ciò che detto disco (11) presenta diametro esterno di lunghezza maggiore della distanza del fori (8;6) di fuoriuscita in direzione assiale della componente liquida leggera rispetto all’asse di rotazione dell’estrattore centrifugo.
13. 13) Estrattore centrifugo secondo rivendicazione 5 caratterizzato da ciò che detti elementi (11) di trattenuta del liquido leggero sono in numero di due disposti «la parti opposte dei mezzi di prelievo radiale (12) in direzione assiale per definire una sezione anulare di prelievo.
14. 14) Estrattore secondo rivendicazione 5 caratterizzato da ciò che comprende mezzi (105,105a) di alimentazione di acqua al tamburo disposti concentricamente ai mezzi di alimentazione in direzione assiale della pasta oleosa da separare.
15. 15) Estrattore secondo rivendicazione 5 e 14 caratterizzato da ciò che detti mezzi di alimentazione dell’acqua sono costituiti da ugelli o fori radiali di un tubo (105) coassiale al tubo di alimentazione della pasta.