ES2255585T3 - Dispositivo y procedimiento para desprender una torta de solidos de un tambor de centrifuga. - Google Patents
Dispositivo y procedimiento para desprender una torta de solidos de un tambor de centrifuga.Info
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Abstract
Dispositivo para desprender una torta de sólidos de la pared interior de un tambor de centrífuga (1) con un dispositivo de cuchilla rascadora (3, 5, 21), presentando el dispositivo de cuchilla rascadora (3, 5, 21) una cuchilla rascadora (3), una portacuchilla (5), una alimentación de gas (7) y al menos un orificio de salida de gas (9), caracterizado porque el orificio de salida de gas (9) está dispuesto en la portacuchilla de tal forma que una corriente de gas que sale del orificio de salida de gas forme un colchón de gas entre los sólidos desprendidos y al menos una parte de la zona de la superficie del dispositivo de cuchilla rascadora (3, 5, 21).
Description
Dispositivo y procedimiento para desprender una
torta de sólidos de un tambor de centrífuga.
La invención se refiere a un dispositivo para
desprender una torta de sólidos de un tambor de centrífuga según el
preámbulo de la reivindicación 1 o a un procedimiento según el
preámbulo de la reivindicación 10.
En las centrífugas de filtración discontinuas
modernas, el desarrollo del proceso en la centrífuga se divide en
las siguientes etapas: llenado, lavado de la torta de filtro,
centrifugado desecador de la torta de filtro y descarga automática
de la torta de filtro.
En las centrífugas con rasquetas alojadas en la
dirección horizontal y también vertical, la descarga de sólidos se
produce porque una cuchilla rascadora, que está dispuesta en un
llamado evacuador, entra en el tambor de centrífuga, desprende la
torta de filtro y porque la torta de filtro se evacua de la
centrífuga mediante un órgano de descarga. En el caso más sencillo
de las centrífugas verticales, este órgano de descarga está formado
por agujeros en el fondo del tambor y un llamado vertedor inclinado
(superficie de deslizamiento de gran inclinación) en el fondo de la
carcasa de la centrífuga. No obstante, la descarga de los sólidos
sólo puede realizarse a un número de revoluciones bajo, puesto que
en caso de un número de revoluciones elevado, los sólidos no caerían
por los agujeros en el fondo del tambor ni en el vertedor inclinado.
En las centrifugas horizontales con rasqueta, los sólidos son
cogidos detrás del evacuador por un vertedor inclinado o un
extractor de tornillo sinfín, directamente detrás del evacuador
propiamente dicho, en el interior del tambor de la centrífuga
descargándose de la centrífuga. Esta realización tiene la ventaja de
que la centrífuga también puede descargar los sólidos a números de
revoluciones elevados, por lo que no se producen pérdidas de tiempo
para un cambio del número de revoluciones entre el número de
revoluciones de centrifugado y el número de revoluciones de
descarga.
Todos los sistemas de descarga conocidos
presentan una problemática común, que consiste en que deben
descargarse tanto los sólidos de granulación gruesa, cristalinos,
con una humedad residual relativamente baja y una tendencia reducida
de adherirse a superficies, existiendo, no obstante, según el caso
de aplicación, también sólidos con consistencias muy finas, no
cristalinas, por lo tanto, en parte húmedas, pegajosas y con
tendencia a pegarse en sólidos. Tanto a números de revoluciones
bajos de la centrifuga durante la descarga de los sólidos, aunque
con una tendencia considerablemente mayor a números de revoluciones
más elevadas de la centrifuga durante el proceso de descarga,
existe la tendencia de que los sólidos desprendidos del tambor, al
entrar en contacto con partes del evacuador quedan adheridos a las
superficies de éste, por lo que se produce una aglomeración
creciente de producto en los órganos de evacuación y descarga. Estas
incrustaciones de producto en el evacuador tienen varios
inconvenientes. Estos son los siguientes:
- -
- El bloqueo del evacuador, de modo que la descarga de sólidos deje de funcionar. Cuando partes de los sólidos adheridos, que normalmente se descargan en forma de polvo de la máquina, vuelven a soltarse del evacuador, éstos llegan como conglomerados (aglomeraciones de sólidos en polvo) a la corriente de descarga y pueden perturbar allí el proceso de transporte o perjudicar las etapas de procesamiento posteriores de los sólidos.
- -
- Las incrustaciones en el evacuador conducen forzosamente a una determinada contaminación por transmisión entre los distintos lotes de la centrífuga, lo cual es indeseable o incluso inadmisible en el procesamiento de productos de gran pureza.
- -
- Hoy día, en el procesamiento de productos de gran pureza es usual limpiar por completo las instalaciones de producción entre los distintos lotes de producción de productos. Esta limpieza se realiza en un proceso automático y debe presentar buenos resultados reproducibles. Esto es especialmente necesario cuando las instalaciones están previstas para una llamada producción de múltiples aplicaciones, de decir, la producción de las sustancias más diversas. Las incrustaciones en los evacuadores dificultan la limpieza automática y repetible con precisión de la centrífuga o hacen esta etapa automática poco segura o imposible.
Hasta ahora se han propuesto distintas
posibilidades para evitar incrustaciones en el evacuador.
El procedimiento usado con mayor frecuencia prevé
el recubrimiento de la superficie con una sustancia que presenta una
reducida tendencia a la adhesión frente a sólidos o fabricar los
evacuadores de forma maciza de materiales de este tipo. No obstante,
muchos de estos recubrimientos presentan una resistencia a la
corrosión fundamentalmente menor en comparación con el material base
altamente resistente de la centrífuga (acero fino, materiales
basados en níquel, titanio, etc.), de modo que deben renovarse
después de un tiempo de servicio relativamente corto. Si el
recubrimiento presenta una solubilidad demasiado baja o también
demasiado elevada frente al líquido de suspensión, lavado o
limpieza, tiene una duración demasiado corta o puede conducir a
contaminaciones de los productos que han de procesarse. Los
recubrimientos dependen fuertemente de los sólidos a procesar, de
modo que con los mismos materiales base deben usarse diferentes
materiales de recubrimiento. Finalmente, los recubrimientos están
hechos, por regla general, de plásticos que presentan una reducida
resistencia a la abrasión, lo cual contribuye a una menor duración,
así como al problema de la contaminación.
Por otro lado, el evacuador puede estar realizado
como tobera de aspiración, desembocando la tobera de aspiración en
un sistema de tubos que sale de la centrifuga. A través de la
centrífuga se aspira una corriente de gas mediante la tobera de
aspiración, pudiendo conducirse gas a la carcasa para sustituir la
cantidad de gas aspirada, lo cual puede tener lugar a través de
orificios adecuados o mediante una alimentación de gas adecuada. En
el servicio, los sólidos desprendidos son arrastrados por la
corriente de gas y se descargan mediante el sistema de tubos de la
centrífuga. Un sistema de este tipo se conoce por el documento DE 33
40 636 C2. Este sistema necesita una corriente de gas relativamente
grande y requiere, por consiguiente, un gran esfuerzo en cuanto a
los aparatos. Además, los sólidos deben volver a separarse de la
corriente de gas, lo cual aumenta aún más el esfuerzo en cuanto a
los aparatos. Entre otros, surgen problemas porque la humedad
residual llega a la corriente de gas y debe separarse
correspondientemente, pudiendo generarse mezclas de gas explosivas
al usarse determinados disolventes, de modo que el sistema debe
funcionar con gases inertes. Finalmente hay que tener en cuenta que
por las corrientes rápidas de gas, los sólidos chocan, dado el caso,
contra superficies en la zona del orificio de aspiración, por lo que
aumenta aún más el problema de las incrustaciones.
Además, también pueden usarse tornillos sinfín
como órganos de descarga, en particular en el caso de sólidos
relativamente pegajosos o viscosos. No obstante, los tornillos
sinfín son relativamente difíciles de limpiar y no cumplen los
requisitos de limpieza que exige, por ejemplo, la industria
farmacéutica. Por lo tanto, el uso de tornillos sinfín es indeseable
para la separación de productos de gran pureza.
Se conocen dispositivos que están configurados de
tal forma que por las superficies del evacuador, que pueden ser
bloqueadas por la corriente de sólidos, pase un órgano de descarga,
por ejemplo, un tornillo sinfín, de modo que los sólidos no puedan
incrustarse de forma duradera en el evacuador. También aquí resultan
los mismos problemas que en el caso de los tornillos sinfín.
Por el documento Patents Abstracts of Japan,
edición 1998, Nº 12, 31 de octubre de 1998 y los documentos JP
10180143A y FR 663036A se conocen dispositivos y procedimientos
según el preámbulo de la reivindicación 1 o el preámbulo de la
reivindicación 10. En estos dispositivos, una corriente de gas se
dirige hacia una capa base, que después del desprendimiento de los
sólidos permanece en el filtro, para remover esta capa base.
Por los documentos GB 768782A y FR 1247364 A se
conocen dispositivos en los que la descarga de sólidos del tambor de
centrífuga se apoya mediante aire comprimido.
Por consiguiente, la invención tiene el objetivo
de indicar un dispositivo para desprender tortas de sólidos de un
tambor de centrífuga, así como un procedimiento correspondiente, en
el que se eviten eficazmente las incrustaciones de sólidos en el
evacuador.
La solución de este objetivo se realiza mediante
un dispositivo según las características de la reivindicación 1 o
mediante un procedimiento según la reivindicación 9; las
reivindicaciones subordinadas se refieren a variantes ventajosas de
la invención.
Según la invención, un dispositivo de cuchilla
rascadora, el llamado evacuador, tiene una alimentación de gas y al
menos un orificio de salida de gas, que está dispuesto de tal forma
que, al menos en una parte de la zona de la superficie del
dispositivo en forma de cuchilla rascadora, se forme una corriente
de gas saliente. Como gases se usan en particular aire o gases
inertes.
En la zona de la cuchilla rascadora se alimenta,
en particular, una corriente de aire o de gas de tal forma que ésta
fluya uniformemente por aquellas superficies del evacuador por las
que deslizan los sólidos desprendidos y en las que existe la
tendencia a formarse aglomeraciones. Esta función se consigue porque
la corriente de gas se genera entre la corriente de los sólidos en
polvo y las superficies del evacuador. Gracias a esta corriente de
gas se consigue que las partículas de sólidos se mantengan, por así
decirlo, mediante un colchón de aire a distancia de la superficie
del evacuador.
No solamente se evita el contacto y, por lo
tanto, también una reducción de la velocidad de las partículas, por
lo que se reduce el peligro de colisión entre las distintas
partículas en la corriente de sólidos. También queda excluido el
peligro de que una colisión de partículas conduzca a la aglomeración
de las partículas de sólidos formándose acumulaciones relativamente
grandes, que a continuación podrían volver a conducir a
incrustaciones en caso de un contacto con la superficie debido a su
mayor contenido energético.
La alimentación de la corriente de gas puede
realizarse, por ejemplo, mediante una realización correspondiente de
la cuchilla rascadora, mediante la cual una corriente de gas
alimentada de forma central detrás de la cuchilla rascadora mediante
un sistema de tubos (o un sistema de taladros) se distribuye
uniformemente por la zona en la que se produce la corriente de
sólidos. Según la realización del canal de distribución y en función
de la realización de la tobera de salida del fluido o de gas, es
ideal alimentar la corriente de gas en la dirección de flujo de la
corriente de sólidos. También es pensable dejar salir la corriente
de gas en otro ángulo como, por ejemplo, 45º, en la dirección
perpendicular o incluso en la dirección opuesta a la corriente de
sólidos, quedando desviada la corriente de gas por la corriente de
sólidos y formándose, por lo tanto, el colchón de gas que fluye por
las superficies del evacuador.
Las toberas para la alimentación de la corriente
de gas pueden estar formadas, por ejemp lo, por dos elementos de
construcción, como el evacuador y la cuchilla rascadora, aunque
también pueden estar realizadas mediante la configuración
correspondiente de ranuras o taladros en un elemento de construcción
como la cuchilla rascadora, el evacuador o un elemento de
construcción separado.
Tampoco tiene gran importancia si la corriente de
gas se alimenta mediante una tobera individual, mediante varias
toberas en una línea o mediante una superficie provista de toberas
(por ejemplo, chapa perforada con ranuras). Además, la corriente de
gas puede alimentarse una vez en el evacuador o de forma distribuida
en el borde del evacuador en el órgano de descarga.
Sólo es esencial que un dispositivo esté
dispuesto de tal forma que junto con la corriente de producto se
forme una corriente de gas, que se forma entre la corriente de
sólidos y la pared correspondiente del evacuador. También es
concebible que la corriente de gas se alimente delante del evacuador
y se insufle a través de la corriente de sólidos o que se alimente
detrás del evacuador pudiendo formarse correspondientemente mediante
dispositivos y/o el procedimiento del evacuador. Es concebible la
alimentación de la corriente de gas detrás del evacuador, estando
realizado el evacuador como cuchilla dentada u ondulada, formándose
por el movimiento axial de la cuchilla dentada a pesar del proceso
de desprendimiento rendijas entre el producto y los dientes, que
permiten el paso de la corriente de gas. Además, es concebible
alimentar la corriente de gas detrás de la cuchilla rascadora,
controlándose la cuchilla rascadora de tal forma que se alternen
procesos de desprendimiento cortos con procesos de elevación cortos
del evacuador de la superficie de la torta de filtro. De esta forma
se genera una corriente de sólidos intermitente y una corriente de
gas intermitente. No obstante, gracias a las distintas velocidades
de la corriente de gas y de la corriente de sólidos, puede generarse
de una forma suficiente el sistema de la corriente de gas que fluye
por la superficie del evacuador con la corriente de sólidos que se
desliza por encima de la misma.
Gracias a la nueva realización se impide
suficientemente un contacto de las partículas de sólidos con las
superficies correspondientes del evacuador, de modo que ya no pueda
tener lugar una incrustación de sólidos.
La realización propuesta no depende de los
materiales usados en la centrífuga y en el evacuador, ni de los
productos ni del disolvente que han de procesarse y, en gran medida,
es también independiente de la configuración geométrica del
evacuador.
Una forma de realización de la invención se
explicará con ayuda de los dibujos adjuntos. Muestran:
la fig. 1, una representación esquemática del
dispositivo según la invención con distintas posiciones del
evacuador,
la fig. 2, una representación de un detalle de la
fig. 1.
La fig. 1 muestra en un alzado lateral
esquemático (vista axial) un tambor de centrífuga 1, estando
previsto en el lado interior de la pared del tambor un medio
filtrante 11.
En el interior del tambor de centrífuga 1 está
dispuesto un dispositivo de cuchilla rascadora con un puntal 21, una
portacuchilla 5 y una cuchilla rascadora 3, pudiendo girarse el
dispositivo entre una posición A, en la que la cuchilla rascadora
está alejada de la pared del tambor 1, y una posición C, en la que
la cuchilla rascadora 3 se encuentra en la zona de la superficie
lateral del tambor 1. La cuchilla rascadora 3 se extiende
preferiblemente en la dirección axial a lo largo de toda la longitud
interior del tambor. También puede ser más corta, aunque en este
caso el evacuador debería poderse desplazar en la dirección
axial.
En el servicio de la centrífuga, el dispositivo
de cuchilla rascadora se encuentra en la posición A, el tambor gira
y en el lado orientado hacia el lado interior del tambor del medio
filtrante 11 se forma una torta de sólidos 13.
Cuando la torta de sólidos 13 haya alcanzado un
grosor determinado, la cuchilla rascadora se aproxima a la torta de
sólidos con el tambor en marcha y desprende los sólidos 15 de la
torta de sólidos. Los sólidos 15 caen debido a la fuerza de gravedad
en un dispositivo de descarga (vertedor inclinado) dispuesto por
debajo de la cuchilla rascadora y son descargados desde allí hacia
fuera.
En este sentido, la estructura representada
corresponde a estructuras convencionales y puesto que, por lo demás,
el experto medio conoce la estructura de centrífugas con rasqueta,
se renuncia aquí a una explicación detallada.
Los detalles de la configuración según la
invención pueden verse, en particular, en la fig. 2. Como muestra la
fig. 2, la portacuchilla 5 porta en su lado no orientado hacia los
sólidos 15 desprendidos una toma de gas, que a través de canales (no
representados) está conectada con una tobera de salida de gas 9 en
el lado de la portacuchilla 5 orientado hacia los sólidos
desprendidos. La tobera de salida de gas está realizada de tal forma
que conduce el gas alimentado a través de la toma de gas 7 como
corriente de gas por la superficie de la portacuchilla 5. Gracias a
esta corriente de gas, que se indica mediante las flechas, se forma
un colchón de gas entre los sólidos 15 desprendidos y la superficie
de la portacuchilla, de modo que los sólidos 15 desprendidos no
puedan adherirse a la superficie de la portacuchilla. La tobera de
salida de gas 9 está realizada preferiblemente como ranura, que se
extiende a lo largo de toda la anchura de la cuchilla rascadora
9.
En la forma de realización representada, la
tobera de salida de gas 9 se encuentra entre la cuchilla rascadora 3
y la portacuchilla 5. No obstante, también puede estar prevista en
la cuchilla rascadora 3 y también pueden estar previstas varias
toberas a lo largo del recorrido de los sólidos 15 desprendidos a lo
largo de la portacuchilla.
Como gas se usa en particular aire comprimido,
aunque en función del fin previsto también pueden usarse otros
gases, por ejemplo, gases inertes.
Si bien la invención se ha explicado con ayuda de
una centrífuga de filtración, puede aplicarse de forma general tanto
en centrífugas con rasquetas como en centrífugas de
sedimentación.
Claims (15)
1. Dispositivo para desprender una torta de
sólidos de la pared interior de un tambor de centrífuga (1) con un
dispositivo de cuchilla rascadora (3, 5, 21), presentando el
dispositivo de cuchilla rascadora (3, 5, 21) una cuchilla rascadora
(3), una portacuchilla (5), una alimentación de gas (7) y al menos
un orificio de salida de gas (9), caracterizado porque el
orificio de salida de gas (9) está dispuesto en la portacuchilla de
tal forma que una corriente de gas que sale del orificio de salida
de gas forme un colchón de gas entre los sólidos desprendidos y al
menos una parte de la zona de la superficie del dispositivo de
cuchilla rascadora (3, 5, 21).
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque la corriente de gas está orientada de
forma paralela o antiparalela a la dirección de descarga de los
sólidos desprendidos.
3. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque la corriente de gas está orientada en un
ángulo entre 0º y 180º respecto a la dirección de descarga de los
sólidos.
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 3, caracterizado porque está previsto un orificio de
salida de gas (9) en la cuchilla rascadora.
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 4, caracterizado porque el orificio de salida de gas está
realizado en forma de una tobera individual, como disposición de
toberas de varias toberas dispuestas de forma lineal o como
disposición de toberas ranuradas.
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 4, caracterizado porque el orificio de salida de gas está
previsto en el lado del dispositivo de cuchilla rascadora (3, 5) no
orientado hacia el lado de descarga y el dispositivo de cuchilla
rascadora presenta orificios para el paso del gas.
7. Dispositivo según la reivindicación 6,
caracterizado porque los orificios para el paso del gas están
formados por los dientes de una cuchilla rascadora (3).
8. Centrífuga con rasqueta con un
dispositivo
según una de las reivindicaciones 1 a 7.
según una de las reivindicaciones 1 a 7.
9. Procedimiento para desprender una torta de
sólidos de la pared interior de un tambor de centrífuga, en el que
con un dispositivo de cuchilla rascadora se desprenden sólidos de
una torta de sólidos y se descargan los sólidos desprendidos,
presentando el dispositivo de cuchilla rascadora una cuchilla
rascadora (3) y una portacuchilla, caracterizado porque entre
los sólidos (15) desprendidos y al menos una parte de la superficie
del dispositivo de cuchilla rascadora orientada hacia los sólidos
desprendidos se genera un colchón de gas de una corriente de gas,
alimentándose el gas a través de un orificio de salida de gas en la
portacuchilla (5).
10. Procedimiento según la reivindicación 9,
caracterizado porque el gas se alimenta directamente a la
superficie del dispositivo de cuchilla rascadora.
11. Procedimiento según la reivindicación 10,
caracterizado porque el gas se alimenta entre la torta de
sólidos (13) y el dispositivo de cuchilla rascadora.
12. Procedimiento según la reivindicación 11,
caracterizado porque el gas se alimenta a través de orificios
para el paso del gas al dispositivo de cuchilla rascadora.
13. Procedimiento según la reivindicación 11,
caracterizado porque el dispositivo de cuchilla rascadora se
separa periódicamente de la torta de sólidos, de modo que se genere
una corriente de gas intermitente entre los sólidos desprendidos y
el dispositivo de cuchilla rascadora.
14. Procedimiento según la reivindicación 9,
caracterizado porque una tobera dispuesta detrás de la
cuchilla rascadora o que atraviesa la cuchilla rascadora está
realizada de tal forma que se forme una corriente de gas uniforme a
lo largo de toda la longitud de la parte del dispositivo de cuchilla
rascadora que está dispuesta a continuación de la cuchilla rascadora
visto en la dirección de producción.
15. Procedimiento según la reivindicación 14,
caracterizado porque la tobera para la recepción de la
corriente de gas está formada por la cuchilla rascadora y la
portacuchilla.
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