ES2229006T3

ES2229006T3 - SCREW CENTRIFUGE WITH COMPLETE ENVELOPE.

Info

Publication number: ES2229006T3
Application number: ES02009098T
Authority: ES
Inventors: Josef Oberhauser; Benito Castillo Rodriguez
Original assignee: Hiller GmbH
Current assignee: Hiller GmbH
Priority date: 2001-05-23
Filing date: 2002-04-24
Publication date: 2005-04-16
Anticipated expiration: 2022-04-24
Also published as: DE10125096A1; EP1260273A1; EP1260273B1; DE50201260D1; ATE279262T1

Abstract

A screw centrifuge (12) with a full outer cover, in particular, for the continuous phase separation of solids-liquids mixtures, comprises a screw element (42) which in the feed direction is located after the compression disk (24), and is provided with at least one flow-back hole (44) for lighter phases (46).

Description

Centrífuga de tornillo con envolvente completa.Screw Centrifuge with Envelope complete.

El invento hace referencia a una centrífuga de tornillo con envolvente completa para separar en continuo una mezcla fluida consistente en varias fases, la cual comprende un rotor compuesto por un tambor cilíndrico y uno de cónico con aberturas de evacuación para las fases separadas y un tornillo de alimentación giratorio dentro del rotor para el transporte de la fase más pesada hacia la correspondiente abertura de evacuación, habiéndose previsto en la centrifuga medios para la alimentación de la mezcla a separar y por lo menos un disco de acumulación sobre el tornillo de alimentación.The invention refers to a centrifuge of screw with full envelope to continuously separate a mixture fluid consisting of several phases, which comprises a rotor composed of a cylindrical and conical drum with openings of evacuation for separate phases and a feed screw rotating inside the rotor to transport the heaviest phase towards the corresponding evacuation opening, having planned in the centrifuge means for feeding the mixture to be separated and at least one accumulation disk on the screw of feeding.

Las centrífugas de tornillo de esta clase se emplean sobre todo para obtener el aceite de oliva más puro posible de las aceitunas, el cual debe estar libre de agua y materias turbias. Otras posibles aplicaciones en el sector de alimentación son, por ejemplo, la fabricación de zumos de frutas y verduras o la obtención de aceites y grasas animales o vegetales.Screw centrifuges of this class are they use above all to obtain the purest olive oil possible of the olives, which must be free of water and materials murky Other possible applications in the food sector they are, for example, the manufacture of fruit and vegetable juices or the Obtaining animal and vegetable oils and fats.

La patente IT-675.801 describe un sistema para obtener aceite de oliva que debía sustituir las prensas hidráulicas hasta entonces utilizadas, las cuales no permiten ningún funcionamiento continuo. Para solucionar este problema se propone el empleo de una centrífuga, que por un costado se extraen las materias sólidas y por el otro costado la mezcla fluida consistente en aceite, agua y resto de fruta, la cual finalmente debe ser alimentada a un separador. En todo caso, la experiencia a puesto de manifiesto que la fase líquida todavía contiene un elevado porcentaje de sólidos, lo cual hacía necesario un costoso y caro tratamiento posterior para poder sacar de la fase líquida las partículas sólidas que contenía.IT-675.801 describes a system to obtain olive oil that had to replace the presses Hydraulics hitherto used, which do not allow any continuous operation To solve this problem, the use of a centrifuge, which on one side the materials are extracted solid and on the other side the fluid mixture consisting of oil, water and other fruit, which must finally be fed to a separator. In any case, the experience given by manifest that the liquid phase still contains a high percentage of solids, which required an expensive and expensive post treatment to be able to remove the liquid phase solid particles it contained.

Para resolver el problema indicado cuando se obtiene aceite de oliva, se ha propuesto otro sistema, tal como se explica en la patente DE-4.206.006. El sistema consiste en separar la pulpa de fruta incorporada en una centrífuga de tornillo de dos fases para obtener aceite y una mezcla de agua y sólidos. Para conseguir una materia sólida de esta mezcla de sólidos y agua, que contenga la menor cantidad posible de líquido, se requiere un complejo tratamiento posterior por medio de extracción, secado y transporte.To solve the indicated problem when obtains olive oil, another system has been proposed, as explained in patent DE-4,206,006. The system it consists of separating the fruit pulp incorporated in a centrifuge of two-phase screw to obtain oil and a mixture of water and solid. To get a solid matter from this solid mixture and water, containing the least possible amount of liquid, is requires a complex subsequent treatment by means of extraction, drying and transport

Para evitar este inconveniente del costoso tratamiento de la aportación de sólidos mezclados con el líquido, se ha intentado conseguir, en una separación de dos fases, una extracción lo más seca posible del porcentaje de materia sólida, lo cual no obstante tan sólo era posible hasta un determinado grado, puesto que con un porcentaje de líquido decayendo en la fase seca no podía impedirse que la fase líquida, más ligera, se mezclase con un porcentaje inadmisiblemente elevado de materia sólida.To avoid this inconvenience of the expensive treatment of the contribution of solids mixed with the liquid, has tried to achieve, in a separation of two phases, a extraction as dry as possible of the percentage of solid matter, what which however was only possible to a certain degree, since with a percentage of liquid decaying in the dry phase it does not the lighter liquid phase could be prevented from mixing with a Inadmissibly high percentage of solid matter.

Por tanto, el invento tiene por objeto poner a disposición un dispositivo que permita reducir un notable porcentaje de la fase fluida en la fase sólida, con un reducido coste constructivo y económico.Therefore, the invention aims to set provision of a device that allows reducing a remarkable percentage of the fluid phase in the solid phase, with a reduced cost constructive and economic.

Dicho objeto se consigue, de acuerdo con el invento, con una centrífuga de tornillo de la clase citada al inicio, por el hecho de que uno de los hilos de las espiras del tornillo de alimentación, situado detrás del disco de acumulación en el sentido de alimentación, presenta por lo menos una abertura de retorno para las fases más ligeras. Preferiblemente, la abertura de retorno se ha previsto en el hilo de la espira que se halla inmediatamente detrás del disco de acumulación.Said object is achieved, in accordance with the invention, with a screw centrifuge of the class cited to beginning, due to the fact that one of the threads of the turns of the feed screw, located behind the accumulation disk in the feeding direction, has at least one opening of return for the lighter phases. Preferably, the opening of return is planned in the thread of the loop that is immediately behind the accumulation disk.

Con el invento se ha descubierto, de manera sorprendente, que por un costado se obtiene una fase de materia sólida más seca que en los sistemas de dos fases utilizados hasta el presente, mientras por la otra fase más ligera contiene muy bajo porcentaje de materia sólida que, si es necesario, puede luego separarse sin problemas. En el caso de obtener aceite de oliva, la fase de materia sólida separada tiene un menor porcentaje de agua de fruta, mientras que la fase más ligera consiste ampliamente de aceite y agua sin materia sólida, y por tanto puede separarse de manera más económica.With the invention it has been discovered, so surprising, that on one side you get a phase of matter solid drier than in two-phase systems used until present, while for the other lighter phase it contains very low percentage of solid matter that, if necessary, can then separate without problems. In the case of obtaining olive oil, the Separate solid matter phase has a lower percentage of water than fruit, while the lighter phase consists largely of oil and water without solid matter, and therefore can be separated from most economical way.

Puesto que en el dispositivo de acuerdo con el invento uno de los hilos en espiral del tornillo de alimentación, que se encuentra detrás del disco de acumulación en el sentido de alimentación, presenta una o más aberturas de retorno, el líquido separado de la materia sólida o la mezcla de líquido separada encuentra un camino para retroceder luego por debajo del disco de acumulación hacia las correspondientes aberturas de salida. Estas consisten normalmente en una presa que puede ajustarse radialmente o un órgano que cumple la misma función, cuya amplitud de abertura determina el nivel deseado de líquido a separar.Since in the device according to the invention one of the spiral threads of the feed screw, which lies behind the accumulation disk in the sense of feed, has one or more return openings, the liquid separated from solid matter or separated liquid mixture find a way to go back then under the disk of accumulation towards the corresponding exit openings. These normally consist of a dam that can be adjusted radially or an organ that fulfills the same function, whose amplitude of opening Determine the desired level of liquid to separate.

La abertura de retorno puede tener cualquier forma, que permita que la fase o las fases líquidas de la zona del tornillo de alimentación, a continuación del disco de acumulación, puedan retroceder hasta al mismo. Las soluciones constructivas más simples son orificios o ventanas en el hilo de la espira, en cuyo caso puede ser ventajoso si el borde radial interno de la ventana o de las ventanas se encuentra en la superficie envolvente del eje que lleva el tornillo de alimentación. Una ventana de esta clase puede conseguirse, por ejemplo mediante un recorte del tornillo de alimentación, que esté conformado como tornillo de cinta o de una parte de tornillo de forma circular variable. Otra posibilidad consiste fabricar la abertura de retorno a través de una interrupción en el hilo de la espira, por medio de una rendija que se extienda en sentido periférico o una discontinuidad del hilo de la espira que se extienda en el sentido periférico, formando un lugar de solapamiento.The return opening can have any shape, which allows the liquid phase or phases of the area of the feed screw, then the accumulation disc, They can go back to it. The most constructive solutions simple are holes or windows in the thread of the spiral, in whose case can be advantageous if the internal radial edge of the window or of the windows is located on the envelope surface of the shaft that Take the feeding screw. A window of this class can achieved, for example, by cutting the screw feeding, which is shaped as a tape screw or a screw part of variable circular shape. Other possibility it consists of manufacturing the return opening through a interruption in the thread of the loop, through a slit that extend peripherally or a discontinuity of the wire the spiral that extends in the peripheral sense, forming a overlapping place.

A continuación se describe el invento mediante ejemplos de formas de realización que han sido representados en el dibujo. En dicho dibujo:The invention is described below by examples of embodiments that have been represented in the He drew. In that drawing:

La figura 1 es una sección longitudinal esquemática a través de una primera forma de realización de una centrífuga de decantación según el invento;Figure 1 is a longitudinal section. schematic through a first embodiment of a decanting centrifuge according to the invention;

La figura 2 es una variante de la figura 1; yFigure 2 is a variant of Figure 1; Y

La figura 3 es otra variante.Figure 3 is another variant.

En el ejemplo de forma de realización de la figura 1 se ha representado un rotor 10 de una centrífuga de tornillo con envolvente completa 12, el cual se hace girar mediante un sistema impulsor, ya conocido y no representado. El rotor 10 consiste en un tambor cilíndrico 14 y en un tambor cónico 16 dispuesto a continuación. En el rotor 10 hay un tornillo de alimentación 18 soportado de manera que pueda girar, cuyo sistema impulsor del giro tampoco se ha representado. El tornillo de alimentación 18 se hace girar con un número de revoluciones distinto al del rotor 10. El hilo de las espiras 20 del tornillo de alimentación 18 va montado sobre un eje hueco 22 y está dispuesto de tal modo que el sentido de alimentación va desde el tambor cilíndrico 14 al tambor cónico 16. En el ejemplo de forma de realización de la figura 1, el eje hueco 22 tiene un mismo diámetro a todo lo largo del rotor 10.In the exemplary embodiment of the Figure 1 shows a rotor 10 of a centrifuge of screw with full envelope 12, which is rotated by a drive system, already known and not represented. Rotor 10 it consists of a cylindrical drum 14 and a conical drum 16 arranged below. In the rotor 10 there is a screw of power 18 supported so that it can rotate, whose system Turn impeller has not been represented either. Screw feed 18 is rotated with a different speed to the rotor 10. The thread of the turns 20 of the screw supply 18 is mounted on a hollow shaft 22 and is arranged such that the direction of feeding goes from the drum cylindrical 14 to the conical drum 16. In the example of a embodiment of figure 1, the hollow shaft 22 has the same diameter throughout the rotor 10.

En el eje hueco 22, en la zona de transición del tambor cilindro 14 al tambor cónico 16, existe un disco de acumulación 22 cuyo borde radial externo 26 deja libre una abertura de paso de forma anular 28 hacia la pared interna 30 del rotor 10. Naturalmente, el disco de acumulación 24 también puede ir fijado en otro lugar del eje hueco 22.On the hollow shaft 22, in the transition zone of the drum cylinder 14 to conical drum 16, there is a disk of accumulation 22 whose outer radial edge 26 leaves an opening free ring-shaped passage 28 towards the inner wall 30 of the rotor 10. Naturally, the accumulation disk 24 can also be fixed in another place on the hollow shaft 22.

A través de otro medio ya conocido, que no se vuelve a representar, se conduce la mezcla a separar 32 al eje hueco 22, en el sentido indicado por la flecha, para a continuación hacerla salir a través de las aberturas de cesión 34 de la zona de las espiras del tornillo 20. El tornillo de alimentación 18 transporta la mezcla 32, separando gradualmente por el efecto centrífugo las fases ligeras y, en determinados casos una fase media y a veces líquida 46, en el tambor cónico 16, en cuyo extremo estrechado se han previsto aberturas de extracción 38, a través de los cuales se cede la fase pesada como materia sólida extensamente seca 40.Through another means already known, which is not re-represents, the mixture to be separated 32 is driven to the hollow shaft 22, in the direction indicated by the arrow, for next output it through the transfer openings 34 of the zone of screw turns 20. Feed screw 18 conveys mixture 32, gradually separating by the effect centrifugal light phases and, in certain cases a medium phase and sometimes liquid 46, in conical drum 16, at whose end narrowed extraction openings 38 are provided, through which yields the heavy phase as solid matter extensively dry 40.

De acuerdo con el invento, el hilo de la espira 42 del tornillo de alimentación 18 que, en el sentido de alimentación indicado por la flecha 32, se encuentra detrás del disco de acumulación 24, tiene aberturas de retorno 44. Pudo determinarse que a través de dichas aberturas de retorno 44 el porcentaje líquido de la materia sólida 40, que ya se encuentra en la zona del tambor cónico 16, todavía puede reducirse de manera notable, dado que el líquido 46 allí separado a través de las aberturas de retorno 44 encuentra el camino de vuelta a través de la abertura de paso 28 existente en la zona del tambor cilíndrico 14.According to the invention, the spiral thread 42 of the feed screw 18 which, in the sense of power indicated by arrow 32, is behind the accumulation disc 24, has return openings 44. Pudo determining that through said return openings 44 the liquid percentage of solid matter 40, which is already in the area of the conical drum 16 can still be reduced so notable, since the liquid 46 there separated through the return openings 44 finds the way back through the passage opening 28 existing in the area of the cylindrical drum 14.

Por tanto, se ha puesto de manifiesto que con motivo del porcentaje de líquido que es devuelto a través de las aberturas de retorno 44 y el disco de acumulación 24 aún puede aumentarse más el rendimiento del líquido a obtener (aceite, zumo de fruta u otros), puesto que la corriente de agua de retorno arrastra dicho líquido a extraer.Therefore, it has been shown that with reason for the percentage of liquid that is returned through the return openings 44 and accumulation disc 24 can still increase the yield of the liquid to be obtained (oil, juice fruit or others), since the return water stream drags said liquid to be extracted.

En la figura 1 puede verse que en la zona del extremo de entrada del rotor 10 existe, de manera ya conocida, una presa 48 u otro órgano parecido, cuyo orificio radial de paso puede ajustarse para establecer el nivel del líquido a separar 46. La figura 1 muestra que las aberturas de retorno 44 se encuentran a este nivel 50.In figure 1 it can be seen that in the area of input end of rotor 10 there is, in a known manner, a dam 48 or other similar organ, whose radial passage opening can adjust to set the level of the liquid to be separated 46. The Figure 1 shows that the return openings 44 are at this level 50.

La figura 2 muestra una variante de la figura 1, en que el eje hueco 22 no tiene un diámetro de paso regular, sino que en la zona del tambor cónico 18 también tiene forma cónica.Figure 2 shows a variant of Figure 1, in which the hollow shaft 22 does not have a regular pitch diameter, but which in the area of the conical drum 18 also has a conical shape.

En el ejemplo de forma de realización de la figura 3 puede verse además de que la centrífuga de tornillo 12 tiene la misma conformación, que el eje hueco 22 del tornillo de alimentación 18 está conformado también cilíndrico en la zona del tambor cónico 16
-como en el ejemplo de la figura 1- pero no obstante tiene un diámetro que es menor que el diámetro del eje hueco 22 en la zona del tambor cilíndrico 14. De esta manera se forma un escalón 52 entre el disco de acumulación 24 y el siguiente hilo de la espira 42 del tornillo de alimentación 18, el cual posiblemente contribuye a que la corriente de retorno del líquido 46 a través de las aberturas de retorno 44 y de la abertura de paso 26 todavía mejore más.In the exemplary embodiment of Figure 3 it can also be seen that the screw centrifuge 12 has the same conformation, that the hollow shaft 22 of the feed screw 18 is also cylindrical shaped in the area of the conical drum 16
-as in the example of figure 1- but nevertheless it has a diameter that is smaller than the diameter of the hollow shaft 22 in the area of the cylindrical drum 14. In this way a step 52 is formed between the accumulation disk 24 and the next thread of the turn 42 of the feed screw 18, which possibly contributes to the return current of the liquid 46 through the return openings 44 and the passage opening 26 still further improving.

En muchos casos se recomienda, para poder elaborar posteriormente las fases ligeras separadas, colocar un separador detrás de la centrifuga de tornillo 12, que vuelva a separar otra vez una fase ligera y una fase media, por ejemplo aceite y agua o zumo de fruta/verdura y agua. Alternativamente también sería posible conformar la centrífuga de tornillo como una decantadora de tres fases, para separar las fases líquidas entre sí.In many cases it is recommended, in order to subsequently elaborate the separate light phases, place a separator behind screw centrifuge 12, which returns to separating again a light phase and a medium phase, for example oil and water or fruit / vegetable juice and water. Alternatively it would also be possible to form the screw centrifuge as a three phase decanter, to separate the liquid phases between yes.

La materia sólida 40, que es cedida a través de la abertura de extracción 38, puede seguirse tratando en una decantadora del tipo citado que se haya instalado a continuación, para aumentar todavía más el rendimiento de la "fase noble" (aceite, zumo de fruta, etc.) y reducir aún más el porcentaje de líquido en la materia sólida.Solid matter 40, which is ceded through the extraction opening 38, can be further treated in a Decanter of the type mentioned above, to further increase the performance of the "noble phase" (oil, fruit juice, etc.) and further reduce the percentage of liquid in solid matter.

Pruebas realizadas con la centrífuga de decantación conformada según el invento han indicado, que debido a las aberturas de retorno 44, la materia sólida salida 40 está tan seca, que un posterior secado tan sólo puede realizarse por motivos esencialmente económicos, lo cual influye ventajosamente sobre la energía térmica a aportar y a los costes de explotación (costes de transporte, etc.). Para estos resultados también es fundamental que el rendimiento de la "fase noble" sea muy grande.Tests performed with the centrifuge of settling according to the invention have indicated, that due to the return openings 44, the solid matter exit 40 is so dry, that a subsequent drying can only be done for reasons essentially economic, which advantageously influences the thermal energy to be contributed and operating costs (costs of transport, etc.) For these results it is also essential that the performance of the "noble phase" is very large.

La centrífuga de acuerdo con el invento puede utilizarse para separar todos los productos de varias fases. Además de la ya citada industria alimenticia también tiene aplicación en los campos de la química, farmacia, tratamiento de aceites usados, producción de biocarburantes y muchos más.The centrifuge according to the invention can be used to separate all products from several phases. further of the aforementioned food industry also has application in The fields of chemistry, pharmacy, waste oil treatment, Biofuel production and many more.

Claims

1. Screw centrifuge with full enclosure to continuously separate a fluid mixture consisting of several phases, especially a mixture of solids and liquids, which comprises a rotor (10) composed of a cylindrical drum and a conical drum (14, 16) with evacuation openings for the phases separated from each other and a feed screw (18) rotating inside the rotor for the transport of the heaviest phase to the corresponding evacuation opening (38), means for feeding the feed from the centrifuge the mixture to be separated and at least one accumulation disk (24) in the feed screw (18), characterized by the fact that one of the wires of the turn (42) of the feed screw (18) located behind the accumulation disc (24) in the direction of feeding, has at least one return opening (44) for the lighter phases (46).

2. Screw centrifuge with full housing according to claim 1, characterized in that at least one return opening (44) is provided in the spiral wire (42) located immediately behind the accumulation disc (24).

3. Screw centrifuge with full housing according to claim 1 or 2, characterized in that the return opening (44) consists of a window.

4. Screw centrifuge with full shell according to claim 3, characterized in that the inner radial edge of the window is located on the shaft's surrounding surface (22 that supports feed screw (18).

5. Screw centrifuge with full housing according to claim 1, characterized in that the return opening (44) consists of an interruption in the spiral wire (42).

6. Screw centrifuge with full housing according to claim 5, characterized in that the interruption is formed by a slit extending in the peripheral direction of the feed screw (18).

7. Screw centrifuge with full housing according to claim 5, characterized in that an overlap is formed through the interruption in the thread of the loop (42) in the peripheral direction.

8. Screw centrifuge with full housing according to one of the preceding claims, characterized in that the feed screw (18) has an axis (22) with two different diameters, so that the accumulation disk (24 ) is fixed on the section of the shaft (22) of greater diameter, while the thread of the loop (42) presenting the return opening (44) is, at least partially on a step (52) following the section of the shaft (22) of smaller diameter.

9. Screw centrifuge with full housing according to one of the preceding claims, characterized in that there is a separator connected after the extraction opening for the light phases (46).