IT201900015291A1 - Impianto e processo per la concentrazione dell’acido tartarico - Google Patents
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Description
IMPIANTO E PROCESSO PER LA CONCENTRAZIONE DELL’ACIDO TARTARICO
DESCRIZIONE
Campo dell’invenzione
La presente invenzione riguarda un impianto ed un processo per la concentrazione dell’acido tartarico, in particolare mediante processo in continuo.
Stato dell’arte
L’acido tartarico è un acido organico diprotico cristallino bianco. È naturalmente presente in molte piante, specialmente nell’uva e nel tamarindo (oltre che in altri frutti). Uno dei suoi sali, il bitartrato di potassio, noto comunemente come cremor tartaro, si sviluppa naturalmente nel processo di vinificazione.
Industrialmente l'acido tartarico viene prodotto in grandi quantità. Esso è ricavato dalla feccia, un sottoprodotto delle fermentazioni vinicole.
L’acido tartarico ha svariati ambiti di applicazione. Uno dei suoi utilizzi, quando miscelato al bicarbonato di sodio, è quello di agente lievitante. Tal quale, può essere aggiunto agli alimenti come agente antiossidante o per conferire un sapore aspro. Viene spesso aggiunto ad alcuni alimenti quali caramelle, marmellate e succhi di frutta per conferirvi un gusto acidulo. È utilizzato come antiossidante ed emulsionante nella panificazione e nella preparazione di agenti lievitanti per dolci e pane. Viene impiegato nel vino per equilibrarne l’acidità. Viene utilizzato nella preparazione di medicinali: miscelato, ad esempio, al bicarbonato di sodio è utilizzato nella preparazione di effervescenti digestivi. Per quanto riguarda le applicazioni industriali, l’acido tartarico ha la capacità di chelare ioni metallici come calcio e magnesio. È pertanto utilizzato sia nell’industria agraria sia nell’industria metallurgica, per favorire, ad esempio, la complessazione di micronutrienti presenti nel suolo o per la pulizia di superfici metalliche (alluminio, rame, ferro o leghe metalliche).
Ad oggi il processo produttivo dell’acido tartarico prevede una fase di concentrazione in cui l’acido tartarico diluito subisce un processo di concentrazione, al fine di ottenere acido tartarico concentrato.
Solitamente questo processo avviene all’interno di un impianto di evaporazione. Il principio fisico su cui questo tipo di impianto si basa è un principio di evaporazione che sfrutta i differenti punti di ebollizione (e quindi evaporazione) delle componenti di una soluzione (l’acido tartarico diluito nel presente caso). Le soluzioni sottoposte a questo tipo di processo sono infatti, solitamente, composte da un soluto avente un punto di ebollizione più alto rispetto a quello del solvente. In questo modo riscaldando la soluzione fino alla temperatura di ebollizione del solvente, quest’ultimo evaporerà, concentrando la soluzione.
La possibilità di disporre di un impianto in grado di concentrare l’acido tartarico prodotto in modo efficiente e con consumi energetici ridotti è pertanto un’esigenza sentita nel mercato.
Le soluzioni di acido tartarico da concentrare sono, inoltre, solitamente delle soluzioni la cui tendenza alla cristallizzazione è elevata, questo le rende delle soluzioni problematiche quando immesse in un impianto di evaporazione. L’impiego di una soluzione di facile cristallizzazione all’interno di un impianto di evaporazione può infatti causare la formazione di incrostazioni all’interno delle pareti dell’impianto in cui la soluzione scorre, con conseguente danneggiamento dell’impianto stesso.
Quando si lavora con un impianto di evaporazione per la concentrazione di soluzioni, un ulteriore parametro da tenere in considerazione è la misurazione della concentrazione della soluzione che si sta concentrando. È importante, infatti, che solamente quando si è certi che la soluzione abbia raggiunto un certo valore di concentrazione quest’ultima venga estratta dall’impianto. L’individuazione e l’impiego, all’interno dell’impianto, di un sistema che permetta la misurazione in continuo della concentrazione della soluzione che si sta concentrando è pertanto un aspetto importante per la buona resa del processo di concentrazione.
Sommario dell’invenzione
Obiettivo della presente invenzione è pertanto quello di mettere a disposizione un impianto e un processo per la concentrazione dell’acido tartarico che sia efficiente, che garantisca consumi energetici ridotti, che permetta una facile concentrazione di soluzioni tendenti alla cristallizzazione e che possieda un sistema per la misurazione in continuo della concentrazione dell’acido tartarico che si sta concentrando.
Tale obiettivo viene raggiunto da un impianto e da un processo per la concentrazione dell’acido tartarico come delineato nelle annesse rivendicazioni, le cui definizioni formano parte integrante della presente domanda di brevetto.
Breve descrizione delle figure
L’invenzione sarà meglio compresa dalla seguente descrizione dettagliata di sue forme di realizzazione preferite, fatta a titolo esemplificativo e pertanto non limitativo in riferimento alle unite figure, in cui:
- la Figura 1 mostra l’impianto per la concentrazione dell’acido tartarico secondo la presente invenzione.
- la Figura 2 mostra un dettaglio dell’impianto di Figura 1.
Nelle annesse figure, elementi uguali o simili saranno indicati mediante gli stessi riferimenti numerici.
Descrizione dettagliata dell’invenzione Con riferimento alle Figura 1 e 2 è mostrato un primo oggetto della presente invenzione, ovvero un impianto 10 per la concentrazione di una soluzione di acido tartarico comprendente:
- una prima 12 ed una seconda 14 unità di evaporazione, in cui dette prima 12 e seconda 14 unità di evaporazione sono poste in serie;
- una pompa di alimentazione di una soluzione diluita di acido tartarico 16 in detta prima 12 unità di evaporazione;
- un condensatore barometrico 18 posto a valle di detta seconda 14 unità di evaporazione,
- un sistema di alimentazione di un primo vapore a bassa temperatura 20 in detta prima 12 unità di evaporazione.
Preferibilmente, la soluzione di acido tartarico comprende acido tartarico e acido solforico, quest’ultimo ad una concentrazione compresa fra 3% e 5%, preferibilmente circa 4%.
Preferibilmente ognuna di dette prima 12 e seconda 14 unità di evaporazione comprende:
i) una camera di evaporazione a scambio termico 22 in cui avviene il contatto tra il primo vapore e la soluzione di acido tartarico da concentrare,
ii) una camera di separazione liquido-aeriforme 24, collegata ad una porzione di testa 26 di detta camera di evaporazione 22.
Preferibilmente, il primo vapore è vapore acqueo saturo avente una temperatura compresa fra 70°C e 90°C, preferibilmente di circa 80°C.
Preferibilmente, detta camera di evaporazione a scambio termico 22 è un’apparecchiatura nota al tecnico esperto del settore in cui si realizza lo scambio di energia termica tra due elementi aventi temperature diverse. Secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, i suddetti elementi sono la soluzione di acido tartarico e il primo vapore. La camera di evaporazione a scambio termico 22 riceve infatti il primo vapore a bassa temperatura grazie al quale avviene lo scambio di energia termica tra il primo vapore e la soluzione di acido tartarico. Questo scambio di energia termica permette il riscaldamento della soluzione fino al raggiungimento della temperatura di ebollizione della soluzione di acido tartarico, con conseguente formazione di un secondo vapore(vapore del solvente contenuto nella soluzione di acido tartarico) e accumulo nella porzione di testa 26 della camera di evaporazione 22 di una fase aeriforme composta dal suddetto secondo vapore. La quantità di energia necessaria all’evaporazione è infatti fornita dal primo vapore a bassa temperatura.
Preferibilmente la camera di evaporazione a scambio termico 22 della prima 12 unità di evaporazione riceve il primo vapore a bassa temperatura dal sistema di alimentazione del primo vapore a bassa temperatura 20.
Anche la camera di separazione liquido-aeriforme 24 è, preferibilmente, un'apparecchiatura nota al tecnico esperto del settore in cui si realizza una separazione della fase aeriforme proveniente dalla porzione di testa 26 della camera di evaporazione 22. La suddetta fase aeriforme può infatti comprendere, oltre al secondo vapore prodotto dall’evaporazione della soluzione di acido tartarico anche delleparticelle di acido tartarico trascinate dalla camera di evaporazione 22. All’interno della camera di separazione liquido-aeriforme 24 avviene quindi una separazione fra la fase aeriforme propriamente detta (secondo vapore) e le particelle di acido tartarico trascinate.
All’interno della camera di evaporazione 22 e della camera di separazione 24 vengono quindi realizzate due operazioni unitarie: lo scambio termico fra il primo vapore e la soluzione di acido tartarico e la separazione fra la fase aeriforme propriamente detta e le particelle di acido tartarico trascinate.
Preferibilmente all’interno della camera di evaporazione a scambio termico 22 della seconda 14 unità di evaporazione la soluzione di acido tartarico ha una temperatura compresa fra 50°C e 60°C, preferibilmente di circa 56°C, e una pressione compresa fra 0,07 BarA e 0,11 BarA, preferibilmente di circa 0,09 BarA. Mentre invece, preferibilmente, all’interno della camera di evaporazione a scambio termico 22 della prima 12 unità di evaporazione la soluzione di acido tartarico ha una temperatura compresa fra 60°C e 70°C, preferibilmente di circa 66°C.
Secondo una forma di realizzazione preferita dell’invenzione, il condensatore barometrico 18 è connesso ad una pompa a vuoto 52 e ad un sistema per la circolazione di acqua 54 all’interno del condensatore. Vantaggiosamente, il condensatore barometrico 18 condensa la fase aeriforme propriamente detta in uscita dalla seconda 14 unità di evaporazione.
Inoltre, preferibilmente, la camera di separazione 24 della seconda 14 unità di evaporazione è collegata al condensatore barometrico 18 attraverso una camera di separazione di soluzione acida 44 essendo posta in posizione intermedia tra la camera di separazione 24 della seconda 14 unità di evaporazione ed il condensatore barometrico 18. La funzione della camera di separazione di soluzione acida 44 è quella di separare eventuali residui acidi presenti nella fase aeriforme propriamente detta in uscita dalla camera di separazione 24 della seconda 14 unità di evaporazione.
Ognuna di dette prima 12 e seconda 14 unità di evaporazione comprende inoltre, preferibilmente, una porzione di raccordo 28 che collega la camera di separazione liquido-aeriforme 24 con una porzione di fondo 30 di detta camera di evaporazione 22, in cui detta porzione di raccordo 28 comprende una colonna 32 che si sviluppa lungo un asse verticale.
Preferibilmente la colonna 32 della prima 12 unità di evaporazione è connessa alla pompa di alimentazione di una soluzione diluita di acido tartarico 16, permettendo in questo modo l’immissione della soluzione diluita di acido tartarico da concentrare all’interno della prima 12 unità di evaporazione e quindi dell’impianto 10.
Ognuna di dette prima 12 e seconda 14 unità di evaporazione comprende inoltre, preferibilmente, una pompa di ricircolazione 34 della soluzione di acido tartarico operativamente collegata a detta porzione di raccordo 28, per la ricircolazione della soluzione di acido tartarico da detta camera di separazione 24 a detta camera di evaporazione 22.
Secondo una forma di realizzazione preferita, le particelle di acido tartarico, trascinate dalla camera di evaporazione 22 e separate dalla fase aeriforme propriamente detta all’interno della camera di separazione liquido-aeriforme 24, cadono per gravità all’interno della colonna 32, unendosi alla soluzione di acido tartarico già presente nella porzione di raccordo 28.
La presenza della pompa di ricircolazione 34, permettendo il ricircolo della soluzione di acido tartarico, permette, vantaggiosamente, di avere un impianto 10 per la concentrazione di una soluzione di acido tartarico a circolazione forzata. La circolazione forzata crea un moto turbolento all’interno della soluzione di acido tartarico che assicura un elevato coefficiente di scambio tra il primo vapore e la soluzione di acido tartarico e permette una facile concentrazione di una soluzione tendente alla cristallizzazione come quella utilizzata nell’impianto 10 secondo la presente invenzione.
Inoltre, la presenza di pompe di ricircolazione 34 e di una coppia di unità di evaporazione poste in serie garantisce, vantaggiosamente, un consumo energetico ridotto.
Secondo una forma di realizzazione preferita dell’impianto 10 della presente invenzione, detta prima 12 e seconda 14 unità di evaporazione sono, preferibilmente, collegate da un condotto di trasferimento della soluzione parzialmente concentrata di acido tartarico 36 posto in corrispondenza di una porzione di fondo 38 di dette unità di evaporazione 12;14 e da un condotto di trasferimento della fase aeriforme propriamente detta 40 da una porzione di testa 42 della camera di separazione 24 della prima 12 unità di evaporazione alla camera di evaporazione 22 della seconda 14 unità di evaporazione.
Queste connessioni permettono non solo il collegamento in serie delle due unità di evaporazione 12;14, ma anche il passaggio della soluzione parzialmente concentrata di acido tartarico e della fase aeriforme propriamente detta, create nella prima 12 unità di evaporazione, dalla prima 12 unità di evaporazione alla seconda 14 unità di evaporazione. In particolare, il condotto di trasferimento della soluzione parzialmente concentrata 36 connette, preferibilmente, una porzione di fondo della porzione di raccordo 28 della prima 12 unità di evaporazione, posta a valle della colonna 32, con una porzione di fondo della colonna 32 della seconda 14 unità di evaporazione.
Sempre secondo una forma di realizzazione preferita dell’impianto 10 secondo la presente invenzione, la colonna 32 della porzione di raccordo 28 della seconda 14 unità di evaporazione comprende, preferibilmente e vantaggiosamente, una coppia di sensori di pressione 46 a flangia affacciata, ciascuno accoppiato ad un separatore di fluido preferibilmente in tantalio, in cui i sensori di pressione 46 sono posti ad una distanza compresa fra 1,5 m e 2,5 m, preferibilmente di circa 2 m, e sono connessi ad un trasmettitore di pressione differenziale 48 a sua volta connesso ad una pompa volumetrica 50 per l’estrazione dall’impianto 10 di acido tartarico concentrato, detta pompa volumetrica 50 essendo controllata sulla base di un segnale elettrico inviato dal trasmettitore di pressione differenziale 48 compreso fra 4 mA e 20 mA.
Preferibilmente detto controllo avviene mediante controllo retroazionato atto a permettere l’estrazione dall’impianto 10 di acido tartarico concentrato solo quanto il valore di pressione rilevato dal trasmettitore di pressione differenziale 48 è compreso fra valori ideali compresi fra 1 kg/l e 1,5 kg/l, valori che corrispondono all’invio, da parte del trasmettitore di pressione differenziale 48, del segnale elettrico compreso fra 4 mA e 20 mA.
La coppia di sensori 46 è, preferibilmente, posta alla suddetta distanza lungo un asse verticale su cui si sviluppa la colonna 32 della porzione di raccordo 28.
Come noto, i separatori di fluido trovano impiego quando i sensori di pressione 46 a cui sono accoppiati non devono entrare in contatto con il fluido del processo. Essi hanno pertanto la funzione di trasmettere allo strumento (il trasmettitore di pressione differenziale 48, nel caso della presente invenzione) le variazioni di pressione del fluido che scorre nell’impianto 10, mantenendolo però isolato dal sensore di pressione 46. Tipi di separatori di fluido idonei secondo la presente invenzione sono, ad esempio, separatori di fluido in titanio, nichel, tantalio. I separatori di fluido della presente invenzione sono preferibilmente in tantalio.
Il trasmettitore di pressione differenziale 48 è inoltre, preferibilmente, connesso ad un sensore di portata 56 posto a valle della pompa volumetrica 50. La funzione del sensore di portata 56 è quella di misurare la portata del flusso di acido tartarico concentrato in uscita dall’impianto 10. Preferibilmente, il sensore di portata 56 effettua un secondo controllo sulla pompa volumetrica 50. Preferibilmente detto secondo controllo avviene, anch’esso, mediante controllo retroazionato atto a mantenere la portata entro valori ideali.
Preferibilmente detti valori ideali sono compresi fra 0 m<3>/h e 10 m<3>/h.
Per la descrizione dettagliata del funzionamento e dello schema dei segnali trasmessi dai sensori di pressione 46, e dai sensore di portata, alla pompa volumetrica 50 si rimanda al seguito della presente descrizione.
Ulteriore oggetto della presente invenzione è un processo per la concentrazione dell’acido tartarico che comprende le fasi di:
- mettere a disposizione un impianto 10 secondo quanto precedentemente descritto;
- condurre una prima concentrazione, mediante evaporazione dalla soluzione diluita di acido tartarico, all’interno della prima 12 unità di evaporazione;
- condurre una seconda concentrazione, mediante evaporazione dalla soluzione parzialmente concentrata di acido tartarico proveniente dalla prima 12 unità di evaporazione, all’interno dalla seconda 14 unità di evaporazione.
Secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, il processo per la concentrazione dell’acido tartarico, comprende preferibilmente le seguenti fasi:
- mettere a disposizione un impianto 10 secondo quanto precedentemente descritto;
- condurre una prima concentrazione, mediante evaporazione dalla soluzione diluita di acido tartarico, all’interno della prima 12 unità di evaporazione;
- condurre una seconda concentrazione, mediante evaporazione dalla soluzione parzialmente concentrata di acido tartarico proveniente dalla prima 12 unità di evaporazione, all’interno dalla seconda 14 unità di evaporazione.
- impostare come differenza di pressione (ΔP) basale, misurata fra il primo e il secondo sensore della coppia di sensori 46 presente nella colonna 32 della porzione di raccordo 28 della seconda 14 unità di evaporazione, la differenza di pressione che si misurerebbe in una colonna di acqua alta 2 m, che corrisponde ad una densità di 1 kg/l, e assegnare a detta ΔP il valore di zero.
- misurare la pressione della soluzione di acido tartarico che scorre all’interno della colonna 32 della porzione di raccordo 28 della seconda 14 unità di evaporazione mediante la suddetta coppia di sensori di pressione 46;
- inviare i valori di pressione misurati al trasmettitore di pressione differenziale 48, il quale, quando rileva un valore di ΔP pari ad una densità compresa fra 1 kg/l e 1,5 kg/l, preferibilmente di circa 1,3 kg/l, invia un segnale elettrico compreso fra 4 mA e 20 mA, preferibilmente di circa 17 mA, di controllo retroazionato alla pompa volumetrica 50 che controlla l’estrazione dalla seconda 14 unità di evaporazione della soluzione concentrata di acido tartarico.
Il processo per la concentrazione dell’acido tartarico secondo la presente invenzione inizia quindi, preferibilmente, con l’immissione, mediante la pompa di alimentazione 16, della soluzione diluita di acido tartarico all’interno della colonna 32 della porzione di raccordo 28 della prima 12 unità di evaporazione. Da qui la soluzione diluita di acido tartarico scorre, grazie alla pompa di ricircolazione 34, all’interno della camera di evaporazione a scambio termico 22 della prima 12 unità di evaporazione. Qui la soluzione diluita di acido tartarico incontra il primo vapore a bassa temperatura, proveniente dal sistema di alimentazione 20, ed avviene uno scambio di energia termica tra il primo vapore e la soluzione diluita di acido tartarico. Questo scambio di energia termica porta ad un aumento di temperatura della soluzione diluita di acido tartarico fino al raggiungimento della sua temperatura di ebollizione. Raggiunta la suddetta temperatura di ebollizione il solvente contenuto all’interno della soluzione inizia ad evaporare, creando un secondo vapore. Nella porzione di testa 26 della camera di evaporazione 22 si accumula così una fase aeriforme composta dal suddetto secondo vapore e da eventuali particelle di acido tartarico residue e trascinate durante l’evaporazione. Questa fase aeriforme passa quindi all’interno della camera di separazione liquido-aeriforme 24 della prima 12 unità di evaporazione, in cui avviene la separazione fra la fase aeriforme propriamente detta (secondo vapore) e le particelle di acido tartarico trascinate dalla porzione di testa 26 della camera di evaporazione 22. Le particelle di acido tartarico trascinate dalla porzione di testa 26 della camera di evaporazione 22 cadono per gravità all’interno della colonna 32 della porzione di raccordo 28 della prima 12 unità di evaporazione, addizionandosi così alla soluzione diluita di acido tartarico in arrivo dalla pompa di alimentazione 16. La fase aeriforme propriamente detta passa invece all’interno del condotto di trasferimento della fase aeriforme propriamente detta 40 per immettersi nella camera di evaporazione a scambio termico 22 della seconda 14 unità di evaporazione dove incontra la soluzione parzialmente concentrata di acido tartarico proveniente dalla prima 12 unità di evaporazione. Da una porzione di fondo della porzione di raccordo 28, posta a valle della colonna 32, della prima 12 unità di evaporazione si estende infatti il condotto di trasferimento della soluzione parzialmente concentrata di acido tartarico 36 che si connette con una porzione di fondo della colonna 32 della porzione di raccordo 28 della seconda 14 unità di evaporazione. Tramite questo condotto 36 la soluzione parzialmente concentrata di acido tartarico passa dalla prima 12 unità di evaporazione alla seconda 14 unità di evaporazione ed entra nella colonna 32 della porzione di raccordo 28 della seconda 14 unità di evaporazione. Qui la soluzione parzialmente concentrata di acido tartarico viene trasportata, grazie all’azione della pompa di ricircolazione 34, all’interno della camera di evaporazione a scambio termico 22 della seconda 14 unità di evaporazione dove incontra la suddetta fase aeriforme propriamente detta e dove avviene uno scambio termico fra le due. La fase aeriforme propriamente detta scalda infatti la soluzione parzialmente concentrata di acido tartarico fino al raggiungimento della sua temperatura di ebollizione. Raggiunta tale temperatura il solvente della soluzione parzialmente concentrata inizia ad evaporare, creando, come per la prima 12 unità di evaporazione, una fase aeriforme comprendente un secondo vapore e le eventuali particelle di acido tartarico. Come per la prima 12 unità di evaporazione, anche nella seconda 14 unità di evaporazione la fase aeriforme passa nella camera di separazione 24 (della seconda 14 unità di evaporazione) dove avviene la separazione tra la fase aeriforme propriamente detta (secondo vapore) e le particelle di acido tartarico che cadono per gravità nella colonna 32 della porzione di raccordo 28 della seconda 14 unità di evaporazione. La fase aeriforme propriamente detta della seconda 14 unità di evaporazione passa invece all’interno della camera di separazione di soluzione acida 44 dove avviene la separazione degli eventuali gas acidi presenti nella fase aeriforme propriamente detta. La fase aeriforme propriamente detta in uscita dalla camera di separazione di soluzione acida 44 passa all’interno del condensatore barometrico 18 dove i vapori condensabili vengono condensati ed estratti dall’impianto 10, mentre eventuali gas non condensabili vengono estratti mediante pompa a vuoto 52.
All’interno della colonna 32 della porzione di raccordo 28 della seconda 14 unità di evaporazione è presente la coppia di sensori di pressione 46 che misura la pressione della soluzione di acido tartarico in transito. Il valore della misurazione della pressione è inviato al trasmettitore di pressione differenziale 48 il quale quando rileva un valore di pressione compreso fra 1 kg/l e 1,5 kg/l (preferibilmente quando rileva un segnale di pressione di circa 1,3 kg/l), valori di pressione impostati come set point ideali, invia un segnale (compreso fra 4 mA e 20 mA, preferibilmente di circa 17 mA) alla pompa volumetrica 50 controllando così l’estrazione della soluzione concentrata di acido tartarico dalla seconda 14 unità di evaporazione.
A valle della pompa volumetrica 50 è inoltre preferibilmente presente un sensore di portata 56 il cui scopo è quello di misurare la portata della soluzione concentrata di acido tartarico in uscita dalla seconda 14 unità di evaporazione. Se la portata misurata è compresa fra 0 m<3>/h e 10 m<3>/h, (preferibilmente di circa 4,5 m<3>/h), valori di portata impostati come set point ideali, il sensore di portata 56 invia un secondo segnale di controllo mediante retroazione sulla pompa volumetrica 50 controllandone l’attività di estrazione dall’impianto 10 di acido tartarico concentrato.
L’impianto 10 e il processo per la concentrazione dell’acido tartarico secondo la presente invenzione, presentano quindi i vantaggi di garantire consumi energetici ridotti, di permettere una facile concentrazione di soluzioni tendenti alla cristallizzazione e di permettere la misurazione in continuo della concentrazione dell’acido tartarico che si sta concentrando.
L’impianto 10 e il processo per la concentrazione dell’acido tartarico secondo la presente invenzione, presentano inoltre il vantaggio di ottenere dell’acido tartarico concentrato in modo accurato, grazie alla ripetibilità fornita dal doppio meccanismo di controllo mediante retroazione previsto nell’impianto 10 e nel relativo processo. La presenza dei due controlli mediante retroazione permette infatti di mantenere i valori di pressione, e quindi di concentrazione, dell’acido tartarico concentrato e i valori della portata del flusso di acido tartarico concentrato in uscita dall’impianto 10 attorno a dei valori ideali preimpostati, garantendo in questo modo accuratezza e ripetibilità.
Claims (1)
- RIVENDICAZIONI 1. Impianto (10) per la concentrazione di una soluzione di acido tartarico comprendente: - una prima (12) ed una seconda (14) unità di evaporazione, in cui dette prima (12) e seconda (14) unità di evaporazione sono poste in serie; - una pompa di alimentazione di una soluzione diluita di acido tartarico (16) in detta prima (12) unità di evaporazione; - un condensatore barometrico (18) posto a valle di detta seconda (14) unità di evaporazione, - un sistema di alimentazione di un primo vapore a bassa temperatura (20) in detta prima (12) unità di evaporazione, 2. Impianto (10) secondo la rivendicazione 1, in cui ognuna di dette prima (12) e seconda (14) unità di evaporazione comprende: i) una camera di evaporazione a scambio termico (22) in cui avviene il contatto tra il primo vapore e la soluzione di acido tartarico da concentrare, ii) una camera di separazione liquido-aeriforme (24), collegata ad una porzione di testa (26) di detta camera di evaporazione (22). 3. Impianto (10) secondo la rivendicazione 2, in cui ognuna di dette prima (12) e seconda (14) unità di evaporazione comprende inoltre una porzione di raccordo (28) che collega la camera di separazione liquidoaeriforme (24) con una porzione di fondo (30) di detta camera di evaporazione (22), in cui detta porzione di raccordo (28) comprende una colonna (32) che si sviluppa lungo un asse verticale. 4. Impianto (10) secondo la rivendicazione 3, in cui ognuna di dette prima (12) e seconda (14) unità di evaporazione comprende inoltre una pompa di ricircolazione (34) della soluzione di acido tartarico operativamente collegata a detta porzione di raccordo (28), per la ricircolazione della soluzione di acido tartarico da detta camera di separazione (24) a detta camera di evaporazione (22). 5. Impianto (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 4, in cui detta prima (12) e seconda (14) unità di evaporazione sono collegate da un condotto di trasferimento della soluzione parzialmente concentrata di acido tartarico (36) posto in corrispondenza di una porzione di fondo (38) di dette unità di evaporazione (12; 14) e da un condotto di trasferimento di una fase aeriforme propriamente detta (40) da una porzione di testa (42) della camera di separazione (24) della prima unità (12) di evaporazione alla camera di evaporazione (22) della seconda unità di evaporazione (14). 6. Impianto (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 5, in cui la camera di separazione (24) della seconda unità (14) di evaporazione è collegata al condensatore barometrico (18), una camera di separazione di soluzione acida (44) essendo posto in posizione intermedia tra la camera di separazione (24) della seconda unità (14) di evaporazione ed il condensatore barometrico (18). 7. Impianto (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 6, in cui la colonna (32) della porzione di raccordo (28) della seconda unità (14) di evaporazione comprende una coppia di sensori di pressione (46) a flangia affacciata ciascuno accoppiato ad un separatore di fluido in tantalio, in cui i sensori di pressione (46) sono posti ad una distanza di 2 me sono connessi ad un trasmettitore di pressione differenziale (48) a sua volta connesso ad una pompa volumetrica (50) per l’estrazione dall’impianto (10) di acido tartarico concentrato, il trasmettitore di pressione differenziale (48) essendo inoltre connesso ad un sensore di portata (56) posto a valle della pompa volumetrica (50), detta pompa volumetrica (50), essendo controllata sulla base di un segnale elettrico inviato dal trasmettitore di pressione differenziale (48) compreso fra 4 mA e 20 mA e sulla base di un controllo mediante retroazione, inviato dal sensore di portata (56), atto a mantenere la portata del flusso di acido tartarico concentrato in uscita dall’impianto (10) entro valori compresi fra 0 m<3>/h e 10 m<3>/h. 8. Processo per la concentrazione dell’acido tartarico, comprende le seguenti fasi: - mettere a disposizione un impianto (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4; - condurre una prima concentrazione, mediante evaporazione dalla soluzione diluita di acido tartarico, all’interno della prima (12) unità di evaporazione; - condurre una seconda concentrazione, mediante evaporazione dalla soluzione parzialmente concentrata di acido tartarico proveniente dalla prima (12) unità di evaporazione, all’interno dalla seconda (14) unità di evaporazione. 9. Processo secondo la rivendicazione 8, in cui il processo comprende inoltre le fasi di: - impostare come differenza di pressione (ΔP) basale, misurata fra il primo e il secondo sensore della coppia di sensori (46) presente nella colonna (32) della porzione di raccordo (28) della seconda (14) unità di evaporazione, la differenza di pressione che si misurerebbe in una colonna di acqua alta 2 m, che corrisponde ad una densità di 1 kg/l, e assegnare a detta ΔP il valore di zero; - misurare la pressione della soluzione di acido tartarico che scorre all’interno della colonna (32) della porzione di raccordo (28) della seconda (14) unità di evaporazione mediante la suddetta coppia di sensori di pressione (46); - inviare i valori di pressione misurati al trasmettitore di pressione differenziale (48), il quale, quando rileva un valore di ΔP pari ad una densità compresa fra 1 kg/l e 1,5 kg/l, invia un segnale elettrico compreso fra 4 mA e 20 mA di controllo retroazionato alla pompa volumetrica (50) che controlla l’estrazione dalla seconda (14) unità di evaporazione della soluzione concentrata di acido tartarico; - misurare la portata del flusso di acido tartarico concentrato in uscita dall’impianto (10) mediante il sensore di portata (56) ed effettuare un secondo controllo sulla pompa volumetrica (50) mediante controllo retroazionato atto a mantenere la portata entro valori compresi fra 0 m<3>/h e 10 m<3>/h.
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