BR102017004632B1

BR102017004632B1 - PALM KERNEL OIL EXTRACTION SYSTEM BY HYDRODYNAMIC PROCESS

Info

Publication number: BR102017004632B1
Application number: BR102017004632-0A
Authority: BR
Inventors: Marius Juliano Farina
Original assignee: Fast Industria E Comércio Ltda
Priority date: 2017-03-08
Filing date: 2017-03-08
Publication date: 2022-12-27
Also published as: BR102017004632A2; NI201900035A; MX2019004661A; CO2019003408A2; CR20190167A; WO2018161134A1; ECSP19040560A; CN109923196A; PH12019500914A1

Abstract

Trata-se de um 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, caracterizado por compreender sucessivas etapas de trituração e moagem.This is a palm kernel oil extraction system that uses a nut milling process (almonds in shell), separates the crushed material by granulometry, using a hydrocyclone process and uses a hydrodynamic process to separate the oil contained in the crushed material, by centrifugal tridecanter, characterized by comprising successive crushing and grinding steps.

Description

[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".[001] This is a palm kernel oil extraction system that uses a nut "grinding" process (almond in shell), separates the crushed material by granulometry, using a "hydrocyclone" process and uses a "hydrodynamic" process in separation of the oil contained in the crushed material, by "centrifugal tridecanter".

STATE OF THE TECHNIQUE

[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.[002] In Brazil, the plant that supplies Palm Oil is the Palm itself, also called "Palmeira do Dendê". Scientific name: Elaeis guineensis. Palm Oil is called "Dendê Oil", "Dende Oil" or even "Palm Oil". Palm is an oleaginous plant from which two different types of oils can be extracted: from the pulp (mesocarp) palm oil is extracted and from the kernel palm kernel oil is extracted.

[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.[003] Palm kernel oil is extracted from the almond of the palm fruit by physical methods (mechanical pressing) or chemical processes, with the use of solvents. In current physical methods, extraction is carried out using a press at the end of the process. Before pressing, the nut is heated with indirect steam in order to reduce moisture.

[004] No documento de patente EP 1211303 - 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.[004] In the patent document EP 1211303 - Method and apparatus for the integrated upgrading of oil-bearing drupes, especially olives and the products resulting therefrom, a system for extracting oil from different parts of the fruit is presented. The whole fruit is heated and then transferred to a compartment, where the pulp is separated using screen filters and an agitator mechanism. The rest of the fruit, skin and almond (whole and unpeeled), are sent to a hydrocyclone, where they are separated. The skin is used to produce feed or waxes, while the almond is sent to a new separator mechanism, where the shell is removed, which is then sent to the boiler. Finally, the whole almond is pressed to extract the palm kernel oil. Oil extraction is by mechanical pressing process.

[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.[005] The patent document CN105087148 - Technology and device for manufacturing Oil from palm berry fruit through dry method yeast killing presents a system that extracts oil from the palm fruit, has a separator to divide and direct the almond and the pulp, but only the extraction of oil from the pulp using a press is described; pressing process. The nuts go through a polishing process to remove the fibers and are stored whole for another extraction process, not described in the document. The system comprises a hydrocyclone for separating dust and impurities, helping to generate steam.

[006] O documento de patente W02014035760 - 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.[006] Patent document W02014035760 - Pressed palm fiber solvent extraction performs solvent extraction and uses the cyclone to separate a solvent/palm oil fraction and a "heavy" fraction containing predominantly solid particles.

[007] Objetos de interesse, que consolidam o estado da técnica, estão publicados nos endereços abaixo: • www.palmoilfactor.com/products/palm-oil-mill-plant/palmkernel-recovery- station.html • www.ijmer.com/papers/Vol3 Issue4/BA3420232026.pdf • www.palmoilmachine.com/Palm Kernel Recoverv Station62.html • www.palmoilmills.org/products/palm-oil-mill-plant/palm-kernel-recovery- station.html[007] Objects of interest, which consolidate the state of the art, are published at the addresses below: • www.palmoilfactor.com/products/palm-oil-mill-plant/palmkernel-recovery-station.html • www.ijmer.com /papers/Vol3 Issue4/BA3420232026.pdf • www.palmoilmachine.com/Palm Kernel Recoverv Station62.html • 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.[008] The nut is heated with indirect steam in order to reduce moisture.

DESCRIPTION OF THE INVENTION

[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.[009] The system for extracting palm kernel oil, described in this report, uses a mechanical milling process and comprises the use of hydrodynamic separation process of almond oil. It is characterized by successive grinding steps of the nut (almond with shell), diluted in water, so that by simply heating the water it allows the separation of the oil from the crushed solid material. Different from the mechanical extraction processes, of the current state of the art, which use a press at the end of the process. The extraction system, shown here, equals or reduces the loss of the resulting product, with an increase in energy efficiency and a significant reduction in equipment maintenance costs.

[010] 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.[010] The system unifies the processes of grinding the almond with the shell and subsequently separating them through a hydrocyclone process, in addition, the oil extraction will take place through the use of a hydrodynamic separation system, by a centrifugal tridecanter , instead of mechanical separation by pressing process or chemical separation using solvents. The system revealed in this report, in relation to existing mechanical systems, has several advantages, including: greater energy efficiency, as it reduces the consumption of electricity by more than 50%; lower steam consumption, above 60%; smaller amount of equipment and the consequent reduction in maintenance costs; longer interval between maintenance; reduction of physical space, above 50%; the yield in extraction is 40% to 46%, different from the mechanical process which is a maximum of 40% and decreases over time, with the wear and tear of the mechanical components of the equipment. The revealed system is characterized by simplifying the physical methods (mechanical pressing) eliminating several production phases and consequently dispensing with various equipment used today. The revealed system is characterized by not using solvents in the oil extraction processes, and consequently eliminates means and equipment for subsequent separation of oil and solvent.

[011] 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°C, 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.[011] The Palm Kernel Oil Extraction System by Hydrodynamic Process, is characterized by a sequence of 3 grinding processes, reaching a granulometry fine enough to allow the oil to be released from the almond; when it is in its last grinding phase, and it is placed with a certain amount of water at a temperature of 90 to 100°C, for a period of 30 to 120 minutes, this mixture passes through a centrifugal tridecanter equipment for separation of the 3 phases : water, oil and solid material, in the form of flour. This flour is reprocessed. Again sent to a hot water tank with a temperature of 90 to 100°C, for a period of up to 30 to 120 minutes, for extraction of the remaining oil still contained in this flour. Preferably 60 minutes.

[012] A FIGURA 1 mostra de forma esquemática diagrama de bloco com componentes, fluxo da matéria prima no sistema de extração do óleo de palmiste.[012] FIGURE 1 schematically shows a block diagram with components, raw material flow in the palm kernel oil extraction system.

DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[013] 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(11), para reduzir, ao máximo, a granulometria. A amêndoa e parte da casca moídas (10), material vindo do último processo de moagem(11), 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);[013] The system comprises a sequence of steps that begins with the transport of the nut from the storage silo to the dosing hopper(2). Nuts are ground in shell through a mill(3). Because the nuts are ground with the shell, there is a significant reduction in equipment, production steps and processing time. The ground nuts are mixed with water in a static mixer(4). A water reservoir (9) supplies water to the static mixer (4). The resulting material is transported by a hydraulic pump (5) to a hydrocyclone (6). In the hydrocyclone(6) the granulometric separation of the nut shells takes place, with the aid of water. The portion of husks, of greater granulometry in relation to ground almonds, is separated and the portion of husks, of smaller granulometry, is separated. The portion of husks, of larger granulometry, separated in the hydrocyclone is transported to a deposit of husks. The ground almond with the portion of husks of smaller granulometry, classified in the hydrocyclone(6), undergoes a first separation process by centrifugal decanter( 7), where part of the moisture is removed. The water(8) returns to the water reservoir(9) and the ground almond and part of the shell(10) is transported(101) to two or more milling processes(11) to reduce the granulometry as much as possible. The ground almond and part of the shell (10), material from the last grinding process (11), is heated, by steam (12), in a first heating tank (13) with a temperature of 90 to 100°C, with addition of water and with a residence time of 30 to 120 minutes. Then it is pumped (131) to a second separation process (14), by tridecanter, where the oil (16) will be separated from the water (15) and the solid material (17) from the ground nuts (10). Separation takes place without the use of chemicals. The water (15), in the form of liquid from the cooking process, is transported by gravity back to the first heating tank (13);

[014] 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 0 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.[014] The oil (16) removed in the second separation process (14) goes to the storage tanks (26) for shipment. The solid material (17) goes to a second heating tank (19), where it is heated again, with the addition of water and with a temperature of 90 to 100 0 C and with a residence time of up to 60 minutes. Then, the solid material(17) is pumped(20) to a third separation process(21), by centrifugal tridecanter, with the aim of removing as much oil as possible remaining from the second separation process(14). The oil (23) extracted in the third separation process (21) goes to storage tanks (26) for shipment. The water (22), by gravity, returns to the second heating tank (19). The solid part (24) of the third separation process (21) can undergo a drying process to be transformed into dry flour used as animal feed or as biofuel, or be used in wet form.

[015] 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.[015] The oil extraction system revealed is characterized by the use of the concept of hydrodynamic separation, eliminating pressing system and chemical separation existing in the current state of the art. In this way, there is a variation in the types of fundamental equipment applied in the revealed system in relation to the systems available in the current state of the art. Provides space savings, as the revealed system uses less equipment and is faster with less product permanence time in the system, generating a smaller need for industrial useful area. Due to the fact that the revealed system is more compact, a reduction in equipment maintenance is expected; It has less need for installed equipment compared to physical methods (mechanical pressing), as well as reduced operating and maintenance labor.

[016] Abaixo um quadro comparativo de sistema existente no atual estado da técnica em comparação com o sistema revelado neste relatório:

[016] Below is a comparative table of the existing system in the current state of the art compared to the system revealed in this report:

Claims

1. PALM KERNEL OIL EXTRACTION SYSTEM BY HYDRODYNAMIC PROCESS is a palm kernel oil extraction system(1) characterized by comprising the steps of: • transporting nuts still in shell from the storage silos to the dosing hopper(2); • grinding the nuts still in the shell in a mill(3); • mixing the ground walnuts still in shell with water in a static mixer(4); • transportation of the resulting material to a hydrocyclone(6); • separation of the shell portion, which has a larger granulometry compared to ground almonds, and the separation of the shell portion, which has a smaller granulometry; • transport of the ground almonds and the portion of the husks with smaller granulometry to a first separation process by centrifugal decanter(7); • separation of the water(8) and the ground almonds and part of the husks(10); • transport of water(8) to a water reservoir(9); • transportation of ground almonds and part of the husks(10) for the milling process(11); • heating the ground walnuts(10), coming from the last grinding process(11), in a first heating tank(13) with a temperature of 90 to 100°C, with the addition of water and with a residence time of 30 to 120 minutes ; • transportation of the almonds and part of the ground shells(10) to a second separation process(14) by centrifugal tridecanter; • separation of water(15), oil(16) and solid material(17) from the ground almonds and part of the shells(10); • transport by gravity of water(15), in the form of liquid from the cooking process, back to the first heating tank(13); • transportation of oil(16) to storage tanks(26); • heating the solid material (17) in a second heating tank (19) with the addition of water and with a temperature of 90 to 100°C and with a residence time of up to 60 minutes; • transport of solid material(17), by pump(20), to a third separation process(21) by centrifugal tridecanter; • separation of water(22), oil(23) and residual solid material(24); • transport of water(22), by gravity to the second heating tank(19); • transportation of oil(23) to storage tanks(26); • transport of residual solid material(24) from the third separation process(21) and subsequent storage;

2. PALM STEEL OIL EXTRACTION SYSTEM BY HYDRODYNAMIC PROCESS, according to claim 1, characterized by the transport of the resulting material to a hydrocyclone (6), by a hydraulic pump (5).

3. PALM KERNEL OIL EXTRACTION SYSTEM BY HYDRODYNAMIC PROCESS, according to claim 1, characterized by the transport of water (8) to the water reservoir (9) by a hydraulic pump.

4. PALM KERNEL OIL EXTRACTION SYSTEM BY HYDRODYNAMIC PROCESS, according to claim 1, characterized by the ground almond and part of the ground shells (10) being ground by a plurality of grinding processes (11).

5. PALM KERNEL OIL EXTRACTION SYSTEM BY HYDRODYNAMIC PROCESS, according to claim 1, characterized by heating the ground almond and part of the ground shells (10), coming from the last grinding process (11), in a first heating tank (13) have a permanence time of 60 minutes.