BR112019008843B1 - Aparelho para o tratamento contínuo do material gasto - Google Patents

Abstract

A invenção refere-se a um aparelho para a dessolventização e tostadura ou um aparelho para a dessolventização combinada, tostadura, secagem e arrefecimento de um material gasto, isto é, um resíduo de extração com solvente obtido a partir da extração com solvente de material oleaginoso. Em particular, a invenção descreve um dessolventizador torrador ou um dessolventizador torrador secador resfriador combinado com projeto melhorado equipado com uma saída de vapores lateral e opcionalmente combinado com pelo menos uma bandeja de remoção de peneira para permitir quase a saturação completa dos vapores de saída com hexano.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA AO PEDIDO RELACIONADO

[001] Este pedido reivindica o benefício prioritário do Pedido de Patente Provisória U.S. n° 62 / 420.847 apresentado em 11 de novembro de 2016.

CAMPO DA INVENÇÃO

[002] A invenção se refere a um aparelho para a dessolventização e tostadura ou um aparelho para a dessolventização combinada, tostadura, secagem e arrefecimento de um material gasto, i.e., um resíduo de extração com solvente obtido a partir da extração com solvente de material oleaginoso. Em particular, a invenção descreve um dessolventizador torrador ou um dessolventizador torrador secador resfriador combinado com projeto melhorado equipado com uma saída de vapores lateral e opcionalmente combinado com pelo menos uma bandeja de remoção de peneira para permitir quase a saturação completa dos vapores de saída com hexano. A invenção reduz o custo de fabricação do equipamento e seu custo operacional em particular um menor consumo de vapor devido à maior recuperação de calor, enquanto sua funcionalidade e desempenho são mantidos em comparação com equipamentos da técnica anterior.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[003] A extração com solvente de material oleaginoso, como soja, girassol ou colza, resulta em uma mistura, isto é, uma mistura de aproximadamente de 20-30% de óleo em solvente (usualmente hexano), e um resíduo ou material usado, isto é, um material substancialmente desengordurado contendo aproximadamente 2535% de solvente. Após cuidadosa dessolventização, tostadura, secagem e arrefecimento do material gasto, se obtêm uma ração que pode servir de alimento para os animais. A remoção e recuperação do solvente contido no material gasto é uma operação significativa de uma instalação de extração de solvente, uma vez que determina, em grande parte, a qualidade do alimento e seus derivados. Tem também uma influência importante no desempenho comercial e ambiental de uma planta de extração de solvente, pois a remoção completa do solvente (e sua recuperação) é uma etapa intensiva em energia, pois requer o uso de grandes quantidades de vapor, ar quente e energia elétrica.

[004] A remoção do solvente (mais comumente hexano) contido no material gasto é realizada termicamente em um equipamento chamado DT (para Dessolventizador Torrador) que usa vapor para aquecimento e remoção. Após a dessolventização e tostadura adequada, o material gasto é seco e resfriado em um equipamento chamado DC (Resfriador Secador) usando ar sucessivamente quente e frio. O DT e o DC podem ser dois equipamentos autônomos conectados por um transportador, mas em muitos casos, o DT é combinado com o DC em um único equipamento chamado DTDC (Dessolventisador Torrador Resfriador Secador). A ração que sai do DC ou do DTDC está suficientemente seca, fria e dessolventizada (e tostada) para um condicionamento e transporte seguros. Tal ração tem a vida de prateleira prolongada e pode ser vantajosamente utilizada como alimento para animais de criação, por exemplo, ou como material de partida para outros processos de extração, produzindo concentrados de proteína adequados para humanos. A nossa invenção pode ser implementada em um DT ou em um DTDC combinado, mas é claro que, no último caso, será confinada às seções DT do DTDC.

[005] Em um DT, o material gasto resultante de um extrator de hexano é progressivamente aquecido a partir de aproximadamente 5560°C até cerca de 108°C para induzir a evaporação e a remoção do solvente. Simultaneamente, o vapor vivo ou o vapor de contato é colocado diretamente em contato com o material gasto para aquecer o dito material gasto e, eventualmente, retirar parte do seu conteúdo de solvente. Dada a quantidade de material gasto a ser aquecida (superior a 50 toneladas por hora em algumas grandes fábricas de óleo), a vulnerabilidade do material gasto ao superaquecimento, a obrigação ambiental de reduzir a concentração de solvente na ração final para um nível abaixo de 500 PPM e a exigência para recuperar a totalidade do solvente, um DT deve ser especificamente e cuidadosamente projetado e é um equipamento substancialmente caro.

[006] Por uma questão de abrangência, o DC é similar ao DT em construção, mas muito mais curto, já que um DC é feito geralmente de apenas dois a quatro compartimentos: os primeiros compartimentos onde é utilizado ar quente para secar o material gasto que sai do DT e que contém cerca de 20% de água e os segundos compartimentos onde é utilizado ar frio para arrefecer o material gasto que se torna a ração final. Cada compartimento está equipado com uma câmara oca que funciona como um piso para suportar o material gasto com um agitador rotativo acima de cada câmara para misturar o material gasto. O ar é soprado através do material gasto através das câmaras ocas com placas superiores perfuradas. Nos primeiros compartimentos, o ar quente emerge das placas de topo perfuradas e sobe através do material gasto carregado acima e nos segundos compartimentos, o ar frio emerge das placas de topo perfuradas e sobe através do material gasto carregado acima. No caso de um DC, os dois compartimentos são herméticos, isto é, o ar frio dos compartimentos inferiores não entrará no compartimento superior. Não obstante, cada andar está equipado com válvula rotativa de velocidade ajustável ou portão mecânico para permitir o movimento descendente do material gasto de um compartimento para o próximo, bem como a descarga da ração final. Um DC típico é descrito, por exemplo, no Pedido de Patente US N° 12 / 449.703.

[007] O resfriador secador do dessolventisador torrador (DTDC) é a combinação em um único vaso de um DT e de um DC, como descrito previamente, com o DT que está no topo do DC.

[008] No campo, este equipamento é conhecido sob o nome de Dimax DT, Dimax DC ou Dimax DTDC fornecido por Desmet Ballestra (Bélgica). Equipamentos similares também são fornecidos pela Crown Iron Works (EUA) ou outros fornecedores ativos no campo de fornecimento de equipamentos de dessolventização para extração de sementes oleaginosas. De fato, todos eles são derivados de equipamentos desenvolvidos na Alemanha por Schumacher (Patente dos EUA No. 4.622.760) que têm sido melhorados continuamente ao longo dos anos.

[009] Esse tipo mais comum de DT é representado na Figura 1. Este DT típico consiste de um recipiente cilíndrico substancialmente vertical (1) que compreende vários compartimentos empilhados (2 a 7) delimitada por bandejas (8 a 13) cada uma delas equipada com um agitador giratório (14) preso a um eixo vertical central (15). Os agitadores rotativos (14) espalham o material gasto e proporcionam uma ação de mistura suave. O material gasto, direto do extrator de solvente e tendo uma temperatura de aproximadamente 55-60°C (no caso de extração de hexano) é continuamente alimentado no topo do dessolventizador torrador (16) no compartimento superior (2) e é depositado primeiro na bandeja superior mais alta (8). As bandejas superiores (2, 3) não se prolongam radialmente até as paredes do vaso do DT, ao contrário das bandejas inferiores (10 a 13), que se prolongam radialmente até as paredes do recipiente DT. Portanto, as bandejas superiores são equipadas com anéis metálicos circulares no perímetro para confinar adequadamente o material gasto. Cada piso das bandejas inferiores é equipado com válvula rotativa de velocidade ajustável (17), para permitir o movimento descendente do material gasto, através de cada bandeja inferior, na taxa desejável, mas evita a passagem do vapor de contato ascendente. As bandejas superiores (2, 3) são simplesmente providas de uma abertura de descarga por gravidade (18) para permitir o movimento descendente do material gasto o qual é constantemente empurrado pelos agitadores. O tamanho (superfície) desta abertura será, normalmente, de 5 a 10% do tamanho total (superfície) de uma bandeja superior. Esta abertura é na maioria das vezes única e localizada normalmente como uma forma trapezoidal sobre uma linha radial da bandeja. A Figura 1 representa um DT compreendendo duas bandejas superiores (também conhecidas na técnica como bandejas de pré-dessolventização) e 4 bandejas de fundo (também conhecidas na técnica como bandejas de remoção), mas DT com mais ou menos bandejas superiores (pré- dessolventização) e / ou mais ou menos bandejas inferiores (remoção) pode ser encontrado. De agora em diante os termos bandeja (s) de pré-dessolventização e bandeja (s) de remoção serão utilizados. Dois métodos de aquecimento do material gasto são utilizados simultaneamente: aquecimento direto a vapor (ou vapor de contato) e aquecimento indireto a vapor. Para aquecimento com vapor indireto, tanto a pré-dessolventização como todas as bandejas de remoção estão equipadas com câmaras ocas atuando como camisas de vapor às quais é alimentado vapor (não mostrado). Para aquecimento direto com vapor, vapor quente (normalmente gerado em uma caldeira) e a partir de agora chamado "vapor de contato" é injetado (19) na massa de material gasto via a bandeja de remoção mais baixa, uma bandeja de aspersão de câmara oca (13) conhecida na técnica como a bandeja de aspersão. O vapor de contato sobe (120) através do material gasto por meio de pequenos furos perfurados no piso da bandeja de aspersão (13). O tamanho e a forma dos furos pequenos são otimizados para favorecer o fluxo do vapor de contato o máximo possível, minimizando a entrada do material gasto nesses pequenos furos. O diâmetro desses pequenos orifícios será normalmente de aproximadamente 4 mm. O vapor ascende então para cima através das restantes bandejas de remoção através de agrupamentos de ranhuras, normalmente com 2 mm de largura, ou agrupamentos de orifícios normalmente com 15-20 mm de diâmetro, embutidos na bandeja de remoção. No DT existente, as bandejas de remoção são encamisadas também para combinar o aquecimento indireto e direto simultâneo do material gasto, mas as bandejas de pré- dessolventização são apenas encamisadas, mas não estão equipadas com agrupamentos de pequenos orifícios ou ranhuras e proporcionam consequentemente apenas aquecimento indireto. Então, o vapor de contato ou vapores, progressivamente carregados com mais e mais vapores de solvente, continuam sua ascensão (121) passando através de cada bandeja de remoção e o material gasto carregado nelas, passando ao redor da periferia (122) das bandejas de pré- dessolventização (2, 3) para finalmente sair do vaso através da ventilação superior (123). Esses vapores, que nesta fase contêm uma grande proporção de hexano (normalmente 91% de hexano e 9% de água, peso / peso), são então condensados para recuperar o solvente que é reciclado no processo de extração com solvente. Enquanto o vapor de contato ou vapores sobe progressivamente da parte inferior para a parte superior do DT, o material gasto desce do topo para o fundo do DT e finalmente sai através de uma válvula rotativa (124). Neste ponto, o material gasto será seco e resfriado em um resfriador secador. Este resfriador secador pode ser combinado ou não com o DT.

[010] O uso de vapor de contato é obrigatório. De fato, a transferência de calor da superfície aquecida do piso das bandejas para o material gasto é lenta e difícil, especialmente considerando a altura do leito do material gasto (de aproximadamente 0,2 a 1,2 metros) carregada em cada compartimento. O contato direto entre o material sólido gasto e o vapor de contato é um método mais eficiente de aquecimento, mas a desvantagem é que a condensação da maior parte do vapor de contato no material gasto adiciona umidade a ele que deve ser removida posteriormente no DC. Como seria de esperar, conforme o material gasto progride no DT, sua temperatura aumenta, e, portanto, uma parte crescente do vapor de contato não irá mais se condensar no material gasto, mas, em vez disso, o vapor de contato terá uma ação de remoção aumentada, removendo assim mais solvente. Consequentemente, esta ação de remoção ocorre predominantemente nas bandejas de remoção e ainda mais significativamente nas bandejas de remoção mais baixas. Simultaneamente, o material gasto é tostado. De fato, a ação combinada de temperatura, umidade e tempo induz a inativação dos fatores anti-nutricionais, juntamente com a desnaturação de algumas proteínas, o que aumenta a qualidade e a palatabilidade da ração para os animais.

[011] As duas bandejas de pré-dessolventização são simplesmente bandejas revestidas e concebidas para aquecer o material gasto indiretamente, isto é, confiando apenas na transferência de calor entre a superfície superior das bandejas de pré- dessolventização e o material gasto. Estas bandejas não são, portanto, perfuradas por uma infinidade de pequenos furos ou ranhuras para permitir a passagem do vapor de contato. É por isso que estas bandejas são conhecidas na técnica como as bandejas de pré-dessolventização. De fato, na concepção corrente da maioria dos DT da técnica anterior, como representado na figura 1, as bandejas de pré-dessolventização não se estendem radialmente até a parede do vaso, de modo a criar uma passagem para os vapores quentes carregados com solvente que devem sair do vaso pelo respiradouro superior. Portanto, apenas um contato mínimo com os vapores ascendentes é possível, mas esse contato não é eficiente, porque somente a camada superior do material gasto terá a possibilidade de ter contato com os vapores. Normalmente, cerca de 5% do solvente contido no material gasto será evaporado para cada bandeja de pré- dessolventização. Assim, para um DT equipado com duas bandejas de pré-dessolventização, aproximadamente 10% do solvente contido no material gasto será evaporado na bandeja de pré-dessolventização e cerca de 90% será evaporado nas bandejas de remoção.

[012] O projeto do DT atual, como mostrado na figura 1, tem várias desvantagens adicionais. O primeiro é que, para minimizar a velocidade dos vapores ascendentes em torno das bandejas de pré- dessolventização, é necessária uma área máxima aberta para os ditos vapores. Esta área aberta máxima pode ser conseguida minimizando o diâmetro das bandejas de pré-dessolventização, o que reduz a superfície de transferência de calor, ou aumentando o diâmetro do invólucro externo do vaso, tal como representado na figura 1. Este desenho é conhecido na arte como a forma "cogumelo", trazendo restrições de construção adicionais e custos relacionados em comparação com um recipiente cilíndrico tendo um diâmetro constante. Esta forma de cogumelo também traz um custo adicional, a fim de garantir as bandejas de pré-dessolventização no lugar. De fato, as vigas em balanço devem ser utilizadas e soldadas à parede do vaso. Além disso, um anel metálico deve ser soldado ao perímetro inteiro de cada bandeja de pré-dessolventização, a fim de confinar adequadamente o material gasto. Isso adiciona complexidade e requer material caro, geralmente aço inoxidável.

[013] Outro desenho de DT existente da técnica anterior inclui uma chaminé no centro das bandejas de pré-dessolventização, onde os vapores podem ascender até uma saída superior. No entanto, este desenho também é complexo, reduz a superfície das bandejas de pré- dessolventização e requer agitadores rotativos dispendiosos que têm de atingir a chaminé central para as ditas bandejas de pré-dessol- ventização.

[014] As bandejas de remoção são outro componente particularmente dispendioso de um DT. Na verdade, essas bandejas são tanto revestidas como perfuradas, o que exige abundantes soldas meticulosas de alta precisão para evitar vazamentos.

[015] Por conseguinte, existe uma necessidade na técnica de um DT ou DTDC melhorado. A presente invenção supera os problemas descritos acima e proporciona um aparelho melhorado para a dessolventização do material gasto (resíduos de extração). A presente invenção é limitada a tal DT ou DTDC feito de bandejas empilhadas como descrito anteriormente. A presente invenção pode ser aplicada ao DT e / ou ao DTDC, independentemente do fato desses equipamentos serem autônomos ou estarem combinados em um único vaso conhecido como DTDC.

OBJETIVOS DA INVENÇÃO

[016] Por conseguinte, é um objetivo da invenção proporcionar um equipamento melhorado para a dessolventização e tostadura ou a dessolventização, tostadura, secagem e arrefecimento do material gasto com concepção melhorada, em particular, tendo um projeto simplificado que leva a um custo de fabricação do DT significativamente menor.

[017] É também um objetivo da invenção proporcionar um equipamento melhorado para a dessolventização e tostadura ou a dessolventização, tostadura, secagem e arrefecimento do material gasto com concepção melhorada permitindo em particular um consumo reduzido de vapor de contato e / ou vapor de aquecimento necessário para tratar uma determinada quantidade de material gasto.

[018] É também um objetivo da invenção proporcionar um equipamento melhorado para a dessolventização e tostadura ou a dessolventização, tostadura, secagem e arrefecimento do material gasto com concepção melhorada permitindo uma menor demanda de energia para a condensação de vapores carregados de solvente que saem do DT ou DTDC.

[019] Outros aspectos e vantagens da presente invenção irão aparecer na descrição detalhada da invenção.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[020] Descobriu-se surpreendentemente que os objetivos acima podem ser obtidos por um aparelho para o tratamento contínuo do material gasto, o dito tratamento incluindo a dessolventização e a tostadura do dito material gasto, o dito aparelho incluindo um vaso cilíndrico montado verticalmente, o dito vaso incluindo pelo menos uma bandeja de pré-dessolventização substancialmente horizontal e pelo menos uma bandeja de remoção substancialmente horizontal, as ditas bandejas se estendendo até a parede do dito vaso, a dita pelo menos uma bandeja de remoção está abaixo da pelo menos uma bandeja de pré-dessolventização, as ditas bandejas estão equipadas com um agitador rotativo para a mistura e progressão do dito material gasto, a dita bandeja de pelo menos pré-dessolventação sendo equipada com câmara oca e meios para o fornecimento de vapor de aquecimento para a dita câmara oca para o aquecimento indireto do dito material gasto, a dita bandeja de pré-dessolventação sendo ainda equipada com pelo menos uma abertura permitindo a descarga por gravidade do material gasto para a bandeja inferior adjacente, a dita bandeja de remoção está equipada com câmara oca e meios para o fornecimento de vapor de aquecimento para a dita câmara oca e a dita bandeja de remoção estando ainda equipada com numerosos pequenos orifícios ou ranhuras permitindo a passagem para cima do vapor de contato, a dita bandeja de remoção estando ainda equipada com pelo menos uma válvula rotativa ou calha permitindo a descarga do material gasto de uma bandeja de remoção para a bandeja abaixo, mas, impedindo a passagem ascendente do vapor de contato, em que o dito aparelho é ainda equipado para alimentação contínua de material gasto, dito material gasto descendendo de uma bandeja para a próxima enquanto empurrado pelos agitadores rotativos, sendo o dito aparelho ainda equipado com pelo menos uma bandeja de aspersão localizada abaixo de pelo menos uma bandeja de remoção, a dita bandeja de aspersão estando ainda equipada com meios de aspersão de vapor de contato no material gasto estendido sobre a dita bandeja de aspersão, o dito vapor de contato subindo e passando através de pelo menos uma bandeja de remoção através dos pequenos orifícios e / ou ranhuras e consequentemente contatando o material gasto carregado na dita pelo menos uma bandeja de remoção e consequentemente o dito vapor de contato transforma-se em vapores carregados de solvente; caracterizado no sentido que os vapores carregados de solvente são evacuados em pelo menos uma saída de vapor lateral localizada abaixo de pelo menos uma bandeja de pré-dessolventização e acima de pelo menos uma bandeja de remoção e em que o solvente evaporado do material gasto carregado em pelo menos uma bandeja de pré-dessolventização é evacuado em fluxo paralelo e em um movimento descendente com o material gasto através de pelo menos uma abertura localizada na dita pelo menos uma bandeja de pré-dessolventização.

[021] O diâmetro do vaso do DT acima descrito é substancialmente constante ou alternativamente, o diâmetro de qualquer seção do invólucro do DT ou DTDC pode ser maior do que outra.

[022] Em outro aspecto da invenção, verificou-se surpreendentemente que os objetivos acima podem ser obtidos por um aparelho como aqui acima descrito incluindo ainda pelo menos uma bandeja de peneira substancialmente horizontal e estendendo-se radialmente para a parede do vaso, a dita pelo menos uma bandeja de peneira equipada com uma multiplicidade de pequenos orifícios ou ranhuras permitindo a passagem do vapor de contato ascendente através da dita pelo menos uma bandeja de peneira e o material gasto carregado sobre a dita pelo menos uma bandeja de peneira, a dita pelo menos uma bandeja de peneira estando ainda equipada com uma válvula rotativa ou calha permitindo a passagem do dito material gasto para a bandeja inferior adjacente, a dita válvula rotativa ou calha sendo substancialmente hermética ao dito vapor de contato, caracterizada pelo fato que a dita pelo menos uma bandeja de peneira não está revestida e localizada por baixo de pelo menos uma saída de vapor lateral.

[023] Ainda em outro aspecto da invenção, o aparelho, tal como descrito acima, é ainda equipado de bocais de solvente laterais adicionais que ligam diretamente a saída de pelo menos uma saída de vapores lateral para cada compartimento acima de cada uma das bandejas de pré-dessolventização.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[024] A Figura 1 mostra um DT padrão usado atualmente no campo.

[025] As Figuras 2, 3, 4 e 5 descrevem várias concretizações de acordo com a presente invenção. No entanto, a presente invenção não é limitada por essas figuras, mas apenas pelas reivindicações.

DEFINIÇÕES

[026] DT. No contexto da presente invenção, "DT" refere-se especificamente a um dessolventizador torrador feito de bandejas empilhadas onde o material gasto é continuamente alimentado para o topo do DT e se move progressivamente para baixo por gravidade sob a ação de agitadores giratórios da bandeja mais alta para a bandeja mais baixa enquanto o vapor de contato está subindo e em contato com o material gasto carregado nas bandejas de remoção.

[027] DC. No contexto da presente invenção, "DC" refere-se a um resfriador secador feito de pelo menos duas bandejas empilhadas onde o material gasto, em particular o material gasto dessolventizado e tostado, é continuamente fornecido para a bandeja superior e se move progressivamente para baixo por gravidade sob a ação de agitadores rotativos da bandeja superior para a bandeja inferior enquanto o ar quente está subindo e contatado com o material gasto na (s) bandeja (s) superior (es) e enquanto o ar frio está subindo e em contato com o material gasto na (s) bandeja (s) inferior (es).

[028] DTDC. No contexto da presente invenção, "DTDC" refere- se a um resfriador secador de torrador de dessolventizador feito pela combinação de um DT e DC em um único vaso, estando o DT no topo do DC.

[029] Funcionalidade (de um DT ou DTDC). No contexto da invenção, o termo "funcionalidade" é a capacidade de um DT ou DTDC para produzir um material gasto dessolventizado e tostado ou um material gasto dessolventizado, tostado, seco e resfriado de propriedades aceitáveis, tal como tendo uma concentração de solvente residual abaixo de um valor padrão, por exemplo, inferior a 500 PPM.

[030] Desempenho (de um DT ou DTDC). No contexto da invenção, o termo "desempenhos", refere-se ao consumo de energia necessário para dessolventizar e tostar ou para dessolventalizar, tostar, secar e resfriar uma tonelada de material gasto tendo uma dada concentração de solvente para produzir um produto final tendo propriedades aceitáveis. O consumo de energia engloba eletricidade, mas também vapor, uma vez que a energia é necessária para produzir vapor.

[031] Material gasto. No contexto da presente invenção, "material gasto" refere-se ao resíduo sólido resultante da extração com solvente de material oleaginoso tal como, por exemplo, soja, girassol ou colza. O "material gasto" engloba o material proveniente diretamente do extrator de solvente e o material que pode ter sofrido uma dessolventização parcial preliminar em um tanque flash. No contexto da invenção, "material gasto" também abrange todos os intermediários e materiais finais que são processados em um DT, DC ou DTDC e que, por exemplo, podem ser parcialmente dessolventizados, mas ainda não tostados, secos e resfriados ou que podem ser dessolventizados, tostados, secos, mas ainda não resfriados. No contexto da invenção, "material gasto" também abrange o material gasto dessolventizado que é dessolventizado e tostado, mas não seco e arrefecido e abrange ainda a ração que é o material final que sai do DC ou DTDC que é dessolventizado, tostado, seco e arrefecido.

[032] Bandejas de pré-dessolventização. No contexto da presente invenção, as bandejas de pré-dessolventização referem-se especificamente às câmaras ocas preenchidas com vapor que não são perfuradas por uma multiplicidade de pequenos orifícios ou ranhuras para a passagem do vapor de contato. Elas são, no entanto, providas de uma abertura para permitir a progressão descendente do material gasto de uma bandeja para outra. Na nossa invenção, as bandejas de pré-dessolventização estão se prolongando radialmente até a parede do vaso do DT e não estão equipadas com uma chaminé central.

[033] Bandejas de remoção. No contexto da presente invenção, as bandejas de remoção referem-se especificamente a câmaras ocas cheias de vapor que são perfuradas com uma multiplicidade de pequenos furos ou ranhuras para permitir a passagem do vapor de contacto em um movimento ascendente, mas são dimensionados para impedir a passagem para baixo do material gasto nesses pequenos orifícios ou ranhuras. No entanto, qualquer bandeja de remoção é fornecida com uma calha ou válvula rotativa que permite a progressão para baixo do material gasto de uma bandeja para outra, mas essa calha ou válvula rotativa impede a passagem para cima do vapor de contato. A bandeja de aspersão é a mais baixa das bandejas de remoção e é estruturalmente diferente. De fato, na bandeja de aspersão, o vapor de contato é injetado através de uma câmara oca com a placa superior perfurada com pequenos orifícios, e as bandejas de remoção ocas cheias de vapor que permitem o aquecimento indireto e direto do material gasto.

[034] Bandeja de peneira. No contexto da presente invenção, uma bandeja de peneira se refere especificamente a uma bandeja que não ou encamisada, porém simplesmente perfurada com uma multiplicidade de pequenos furos ou ranhuras para permitir a passagem do vapor de contacto em um movimento ascendente, mas são dimensionados para impedir a passagem para baixo do material gasto nesses pequenos orifícios ou ranhuras. No entanto, qualquer bandeja de peneira é fornecida com uma calha ou válvula rotativa que permite a progressão para baixo do material gasto para outra bandeja adjacente, mas essa calha ou válvula rotativa impede a passagem para cima do vapor de contato.

[035] Vapor de contato. No contexto da invenção, vapor de contato refere-se a vapor quente injetado na bandeja de aspersão. Este vapor de contato sobe e avança através do material gasto carregado em cada bandeja de remoção até que a maior parte do dito vapor de contato se condense no material gasto suportado pela bandeja de remoção superior. De fato, assim que o vapor de contato estiver em contato com o material gasto, ele conterá algum solvente devido à sua ação de remoção. Assim, o vapor de contato é progressivamente e cada vez mais carregado com o solvente em sua ascensão do ponto de injeção até a saída da camada de material gasto na bandeja de remoção superior, onde o vapor rico em vapor de solvente é então composto por aproximadamente 91% de vapor de solvente (hexano) e 9% de vapor de água (peso / peso). No texto, o termo vapor de contato é usado, mas estritamente falando, são os vapores (uma mistura de solvente e vapor) que se tornam mais ricos em solvente enquanto sobem através do DT. No entanto, este vapor ainda contém vapor tendo a capacidade de aquecer o material gasto e / ou de remover o solvente contido no material gasto e, portanto, para simplificar, os técnicos peritos usam frequentemente o termo "vapor de contato".

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[036] A invenção será descrita com a ajuda das figuras 2 a 4. No entanto, nossa invenção não é limitada por essas figuras, mas apenas pelas reivindicações.

[037] Uma primeira concretização é mostrada na figura 2. Neste desenho, uma saída de vapores lateral 21 está colocada no compartimento 22 por baixo da bandeja de pré-dessolventização mais baixa 24 e por cima da bandeja de remoção superior. Este projeto permite uma construção muito mais econômica, uma vez que agora as bandejas de pré-dessolventização 23, 24 podem estender-se radialmente até as paredes 25 do vaso do DT. No caso em que o diâmetro da bandeja de pré-dessolventização é semelhante ao diâmetro das bandejas de remoção, as paredes do DT podem ser um diâmetro contínuo semelhante e menos dispendioso para projetar e fabricar em comparação com o equipamento atual que tem um vaso de DT em forma de cogumelo representado na figura 1. Nas bandejas de pré-dessolventização, o material gasto ainda contém o seu teor máximo de solvente e é aquecido indiretamente pelas badejas aquecidas de câmara oca cheias de vapor. Portanto, uma pequena quantidade, embora significativa, de solvente ou azeótropo água- solvente é evaporada e deve ser continuamente evacuada do vaso. No caso de um DT equipado com duas bandejas de pré-dessolventização, cerca de 10% do solvente contido no material gasto será evaporado nas bandejas de pré-dessolventização. Foi surpreendentemente observado que esta evacuação contínua de vapores de solvente pode ocorrer através da abertura localizada em cada uma das bandejas de pré-dessolventização que foi normalmente concebida para a progressão descendente do material gasto. Surpreendentemente, os vapores de solvente e o material gasto podem ambos progredir de uma maneira em fluxo paralelo através da abertura localizada em cada uma das placas de pré-dessolventização. Como dito antes, esta progressão do material gasto é efetuada com o agitador rotativo misturando e empurrando suavemente o material gasto. Consequentemente, na nossa invenção, os vapores de solvente evaporados a partir do material gasto carregado nas bandejas de pré- dessolventização estão se movendo para baixo, em vez de ascendentemente, como no equipamento da técnica anterior. Na nossa invenção, não há necessidade de uma passagem específica, canal ou chaminé para a progressão e evacuação dos vapores do solvente evaporados do material gasto carregado nas bandejas de pré-dessolventização. Assim, o aparelho representado na figura 2 é vantajoso para o tratamento do dito material gasto, incluindo o tratamento de dessolventização e tostadura do dito material gasto DT, no qual os vapores de solvente a serem removidos nas bandejas de pré-dessolventização passam para baixo em vez de para cima, fluxo paralelo com o fluxo descendente de material gasto através da abertura localizada em cada bandeja de pré-dessolventização. Isto permite desse modo que as bandejas de pré-dessolventização se estendam ao longo de todo o diâmetro do vaso do DT, uma vez que não é necessário qualquer trajeto de vapor específico à volta delas para permitir que os vapores das bandejas de remoção inferiores passem para cima. Os vapores carregados com solvente de ambas as bandejas de pré-dessolventização e as bandejas de remoção são então evacuados por pelo menos uma saída de vapor lateral localizada abaixo da mais baixa das bandejas de pré-dessolventização e acima das bandejas de remoção mais altas. Para ser completa, a economia adicional por ter a saída de vapor lateral como descrita acima é que ela está mais próxima da elevação do lavador de vapor DT a jusante que pode economizar despesas de canalização e potencialmente reduzir a altura do edifício abaixando o ponto alto daquele duto.

[038] A Figura 2 representa um DT de acordo com a nossa invenção, com um vaso principal tendo um diâmetro estritamente constante. Tal projeto corresponde a um custo de fabricação muito econômico. No entanto, um DT tendo uma forma de cogumelo, ou seja, tendo os compartimentos de pré-dessolventização de maior diâmetro do que o dos compartimentos de remoção entrará no escopo de nossa invenção, desde que as bandejas de pré-dessolventização se estendam radialmente até as paredes do DT sem chaminé central e que os vapores do solvente ou o azeótropo água / solvente que é evaporado do material gasto carregado em cada bandeja de pré- dessolventização se move para baixo em um fluxo paralelo com o material gasto e são finalmente evacuados pela saída de vapor lateral. Tal desenho é mostrado na figura 3. Tal projeto é menos econômico de fabricar que o projeto de DT reto da nossa invenção como definido acima e representado na figura 2, mas é ainda mais econômico do que o DT da técnica anterior equipado com bandejas de pré- dessolventização que não se estendem radialmente até as paredes ou DT da técnica anterior equipado com uma chaminé central. No entanto, o desenho do DT, como representado na figura 3, terá a vantagem de ter bandejas de pré-dessolventização de superfície maior. Mas independente do diâmetro real das bandejas de pré- dessolventização, a novidade de nosso aparelho equipado com uma saída de vapor lateral abaixo das bandejas de pré-dessolventização foi uma descoberta surpreendente de que podemos usar com sucesso as aberturas de descarga de material gasto na bandeja de pré- dessolventização para o material gasto passar de uma bandeja de pré- dessolventização para a próxima bandeja para servir também à segunda finalidade de permitir que os vapores de solventes criados nas bandejas de pré-dessolventização passem para baixo em fluxo paralelo com o material gasto em vez de para cima e através um canal específico como nos DT’s tradicionais. Pelo menos uma saída de vapores lateral permite que os vapores criados no DT, vindos das bandejas de remoção, saiam antes de alcançar as bandejas de pré- dessolventização, e, portanto, não é necessário qualquer conduto de vapores em torno das bandejas de pré-dessolventização para que passe esta grande corrente de vapor. A remoção da necessidade desse canal de vapor em torno das bandejas de pré-dessolventização permite que as bandejas cubram todo o diâmetro do DT, economizando no custo do equipamento. Tanto para o DT tendo um vaso de diâmetro estritamente constante (DT reto) ou para o DT com diâmetro expandido na seção de pré-dessolventização (DT cogumelo), o principal ponto de redução do custo é que utilizamos o diâmetro total do vaso do DT para obter nossa área de superfície necessária da bandeja de pré-dessolventização. A economia poderia ser uma bandeja a menos de pré-dessolventização em um mesmo diâmetro de vaso de DT ou mantendo o mesmo número de bandejas de pré- dessolventização em um diâmetro de vaso de DT menor. Uma economia adicional vem da eliminação do anel soldado no perímetro de cada bandeja de pré-dessolventização e da eliminação dos suportes da bandeja de pré-dessolventização da viga em balanço.

[039] Outra concretização da invenção é mostrada na figura 4. O dito DT, representado na figura 4, inclui pelo menos uma bandeja de peneira adicional 41 além das bandejas de separação padrão existentes 42 e além da bandeja de aspersão padrão e existente 43. Uma bandeja de peneira é uma bandeja perfurada permitindo a passagem do vapor de solvente com o vapor de contato restante, mas uma bandeja de peneira não é oca. Esta bandeja de peneira tem um custo limitado e, na realidade, um custo que não compensa a redução de custos gerada pelo desenho simples incluindo a saída dos vapores laterais 44 combinada com pré-dessolventização das bandejas que se estendem radialmente para a parede do vaso do DT 45. A vantagem dessa bandeja de peneira é o fato de que os vapores ascendentes reduzem a temperatura ao entrar em contato com o material gasto de 60-65°C que desce das bandejas de pré-dessolventização, o que resulta em uma parte adicional do vapor de contato restante nos vapores ascendentes que se condensam no material gasto carregado na dita bandeja de peneira, assim o calor adicional é extraído dos ditos vapores ascendentes antes de atingirem a saída de vapores lateral. Além disso, os ditos vapores estão protegidos do sobreaquecimento, não passando mais em torno das bandejas quentes de pré- dessolventização antes da saída, poupando assim mais vapor. Descobriu-se surpreendentemente que, para um DT equipado com uma bandeja de peneira, como descrito acima e como representado na figura 4, a quantidade de vapor removedor necessária para retirar o solvente contido em uma tonelada de material gasto pode ser reduzida em comparação com um DT de desenho da técnica anterior. Esta observação é ainda mais surpreendente, dado o fato do custo de fabricação de tal DT, descrito na figura 4, ser inferior a um DT de projeto atual. Assim, o aparelho representado na figura 4 destina-se ao tratamento do dito material gasto, incluindo a dessolventização e tostadura do dito material gasto, no qual a parte superior das bandejas de remoção é uma simples bandeja de peneira que não é oca e cheia com vapor e, portanto, não indiretamente fornecendo calor. Essa bandeja de peneira permite que o aumento dos vapores carregados de solvente esfrie até a temperatura de equilíbrio azeotrópico, levando consigo menos vapor de água e, assim, economizando vapor no DT. Esta economia no consumo de vapor no DT da nossa invenção deve- se ao fato de uma parte maior do vapor de contacto injetado se condensar no material gasto, pelo que a transferência de calor entre o dito vapor de contato e o material gasto será mais completa, e, portanto, menos vapor de contato será necessário para o mesmo efeito de aquecimento e remoção. Mas a economia adicional vem do fato de que os vapores quentes resultantes que saem do DT são mais concentrados em vapor de solvente (hexano) com menos vapor de água e menor temperatura e, portanto, requerem menos energia para condensá-los em vista da reciclagem de hexano na etapa de extração por solvente.

[040] O DT da nossa invenção, equipado com uma bandeja de peneira adicional no topo das bandejas de remoção padrão existentes, permite que os vapores deixem o DT para esfriar ainda mais condensando parte do vapor deixado naqueles vapores dentro do relativamente frio (60-65 ° C) material gasto suportado na dita bandeja de peneira. Vapores normalmente a 71°C com 91% de vapor de solvente / 9% de vapor (p / p) podem arrefecer ainda mais e ser concentrados em solvente. Por exemplo, esses vapores arrefecem a cerca de 66°C com 93% de vapor de solvente / 7% de vapor (p / p). A redução do vapor que sai com os vapores do solvente significa que captamos mais do calor latente do vapor de contato no DT e, portanto, economizamos no consumo total de vapor. Deve ser explicado que o material gasto que sai da última bandeja de pré-dessolventização ainda está relativamente frio (60-65°C), uma vez que a evaporação do solvente que ocorre nas bandejas de pré-dessolventização tem um efeito de resfriamento e o aquecimento fornecido pelas ditas bandejas de dessolventização se limita ao aquecimento por contato e, portanto, não é muito eficiente. De fato, o material gasto está apenas aproximadamente 5°C mais quente do que na saída do solvente extrator.

[041] Assim, a bandeja de peneira pode ser vista como uma bandeja de saturação de vapores. Além disso, foi observado que a combinação da saída de vapores lateral, como definida acima, e a adição da bandeja da peneira superior, tal como definido acima, reduzem o consumo de vapor, além disso, não mais superaquecendo os vapores ricos em solvente ascendentes pelas bandejas de pré- dessolventização acima, antes do dito vapor rico em solvente sair do DT. De fato, no DT da técnica anterior, aqueles vapores ricos em solvente que saem da última bandeja de remoção têm uma temperatura de aproximadamente 68°C devido ao azeótropo entre a água e o hexano. Portanto, os ditos vapores ricos em solvente terão um efeito de arrefecimento no fundo das bandejas de pré- dessolventização que são normalmente aquecidas a aproximadamente 185°C. Por conseguinte, a energia subsequente necessária para manter a temperatura de 185°C nestas bandejas de pré- dessolventização será superior a de um DT da nossa invenção, em que os vapores ricos em solvente são diretamente direcionados para a saída de vapores lateral, minimizando assim qualquer contato com bandejas de pré-dessolventização. Além disso, nos DT's da técnica anterior, os ditos vapores ricos em solvente serão aquecidos pelo fundo das bandejas de pré-dessolventização que são ajustadas para 185°C e assim o arrefecimento e a condensação subsequentes para recuperar o solvente (hexano) contido nos ditos vapores necessitarão de mais energia do que para o DT de acordo com a nossa invenção.

[042] Na figura 4 a bandeja de peneira é colocada acima da bandeja de remoção padrão mais alta, isto é, uma bandeja de remoção de câmara oca cheia de vapor. Alternativamente, uma bandeja de remoção padrão, isto é, uma bandeja de remoção de câmara oca cheia de vapor, pode ser substituída por duas bandejas de peneira. A substituição de uma bandeja de remoção padrão por duas bandejas de peneira ainda representa uma redução de custo de fabricação, uma vez que o valor de uma bandeja de peneira é apenas uma fração (normalmente aproximadamente 30%) do valor de uma bandeja de remoção padrão. Como explicado acima, isso se deve ao fato de que não apenas é necessário um material mais caro para construir uma bandeja de remoção padrão, mas também é necessária uma soldagem de precisão extensa para evitar qualquer vazamento. Alternativamente, a bandeja da peneira pode substituir a bandeja de remoção superior.

[043] Uma variante das concretizações acima descritas faz uso de bocais de vapores de solvente laterais adicionais que ligam diretamente a saída de vapores lateral a cada compartimento acima de cada um dos tabuleiros de pré-dessolventização. A Figura 5 mostra os bocais laterais 51 e 52 de vapores de solvente que conectam diretamente os compartimentos 53 e 54 acima de cada bandeja de pré-dessolventização 55 e 56 à saída de vapores lateral 57. A Figura 5 representa um DT de acordo com a nossa invenção que não inclui uma bandeja de peneira. No entanto, entende-se que um DT equipado com uma bandeja de peneira como definido nesta invenção também pode ser equipado com bocais laterais de vapores de solvente. O termo bocal lateral de vapores de solvente é preciso, uma vez que são apenas solventes e / ou azeótropo água-solvente que serão recolhidos pelo dito bocal lateral de vapores de solvente. Esses bocais laterais de vapores de solvente normalmente induzem um aumento de custo marginal, mas podem ser preferíveis no caso de algum material gasto específico ser processado que é compacto e isso pode impedir uma passagem regular ou suficiente dos vapores de solvente através da abertura de cada bandeja de pré-dessolventização. Por conseguinte, podem ser necessários bocais de vapores de solvente laterais adicionais conforme descrito acima. No entanto, esta situação não foi observada em nossos ensaios com material gasto proveniente da extração por solventes de soja, colza ou girassol. Assim, os bocais laterais de vapores de solvente opcionais não seriam úteis e, portanto, não seriam utilizados para a grande maioria do material gasto. No entanto, esses bocais laterais de vapores de solvente opcionais poderiam ser necessários se a instalação de extração processasse uma semente incomum. De fato, esses bocais laterais de vapores de solvente opcionais devem ser vistos como um recurso de segurança, isto é, um by-pass de emergência que pode ser usado ao processar materiais gastos não padronizados.

Claims (5)

1. Aparelho para o tratamento contínuo do material gasto, o dito tratamento incluindo a dessolventização e a tostadura do dito material gasto, o dito aparelho incluindo um vaso cilíndrico montado verticalmente, o dito vaso incluindo pelo menos uma bandeja de pré- dessolventização horizontal (23, 24, 45, 55, 56) e pelo menos uma bandeja de remoção horizontal (25, 45), as ditas bandejas se estendendo até a parede do dito vaso, a dita pelo menos uma bandeja de remoção (25, 45) está abaixo da pelo menos uma bandeja de pré- dessolventização, as ditas bandejas estão equipadas com um agitador rotativo para a mistura e progressão do dito material gasto, a dita bandeja de pelo menos pré-dessolventação sendo equipada com câmara oca e meios para o fornecimento de vapor de aquecimento para a dita câmara oca para o aquecimento indireto do dito material gasto, a dita bandeja de pré-dessolventação (42) sendo ainda equipada com pelo menos uma abertura permitindo a descarga por gravidade do material gasto para a bandeja inferior adjacente, a dita bandeja de remoção (25, 45) está equipada com câmara oca e meios para o fornecimento de vapor de aquecimento para a dita câmara oca e a dita bandeja de remoção (25, 45) estando ainda equipada com numerosos pequenos orifícios ou ranhuras permitindo a passagem para cima do vapor de contato, a dita bandeja de remoção (25, 45) estando ainda equipada com pelo menos uma válvula rotativa ou calha permitindo a descarga do material gasto de uma bandeja de remoção (25, 45) para a bandeja abaixo, mas, impedindo a passagem ascendente do vapor de contato, em que o dito aparelho é ainda equipado para alimentação contínua de material gasto, dito material gasto descendendo de uma bandeja para a próxima enquanto empurrado pelos agitadores rotativos, sendo o dito aparelho ainda equipado com pelo menos uma bandeja de aspersão (43) localizada abaixo de pelo menos uma bandeja de remoção (25, 45), a dita bandeja de aspersão estando ainda equipada com meios de aspersão de vapor de contato no material gasto estendido sobre a dita bandeja de aspersão, o dito vapor de contato subindo e passando através de pelo menos uma bandeja de remoção (25, 45) através dos pequenos orifícios e/ou ranhuras e consequentemente contatando o material gasto carregado na dita pelo menos uma bandeja de remoção (25, 45) e consequentemente o dito vapor de contato transforma-se em vapores carregados de solvente; caracterizado pelo fato de que os vapores carregados de solvente são evacuados em pelo menos uma saída de vapor lateral (21, 44, 57) localizada abaixo de pelo menos uma bandeja de pré- dessolventização e acima de pelo menos uma bandeja de remoção (25, 45) e em que o solvente evaporado do material gasto carregado em pelo menos uma bandeja de pré-dessolventização é evacuado ao mesmo tempo e em um movimento descendente com o material gasto através de pelo menos uma abertura localizada na dita pelo menos uma bandeja de pré-dessolventização.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o diâmetro do vaso é constante.

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o diâmetro da seção do vaso que rodeia as bandejas de pré-dessolventização é maior do que a parte do vaso que circunda as bandejas de remoção.

4. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que inclui ainda pelo menos uma bandeja de peneira (41) horizontal e estendendo-se radialmente para a parede do vaso, a dita pelo menos uma bandeja de peneira equipada com uma multiplicidade de pequenos orifícios ou ranhuras permitindo a passagem do vapor de contato ascendente através da dita pelo menos uma bandeja de peneira e o material gasto carregado sobre a dita pelo menos uma bandeja de peneira, a dita pelo menos uma bandeja de peneira estando ainda equipada com uma válvula rotativa ou calha permitindo a passagem do dito material gasto para a bandeja inferior adjacente, a dita válvula rotativa ou calha sendo hermética ao dito vapor de contato, em que a dita pelo menos uma bandeja de peneira é sólida ou desprovida de enchimento de vapor e localizado abaixo da saída de vapor lateral e acima da bandeja de aspersão.

5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que é equipado adicionalmente de bocais de vapor de solvente laterais adicionais (51, 53) que ligam diretamente cada compartimento acima de cada uma das bandejas de pré- dessolventização a pelo menos uma das saídas de vapor lateral.