ITMI941985A1 - Procedimento per l'estrazione di olio di prima e seconda spremitura mediante separatore centrifugo orizzontale e relativo separatore - Google Patents

Description

DESCRIZIONE di Brevetto per Invenzione Industriale

Forma oggetto del presente trovato un procedimento per l'estrazione di olio di prima spremitura e di un olio di seconda spremitura mediante centrifugazione e separazione delle componenti liquide e solide di paste oleose all'interno di un separatore centrifugo ad asse orizzontale e un separatore centrifugo di prodotti composti da componenti a differente peso specifico e particolarmente oleosi, dotato di mezzi per il prelievo secondo una direzione sostanzialmente assiale della componente liquida più leggera costituente olio di prima spremitura e di mezzi per il prelievo secondo una direzione sostanzialmente radiale della componente più leggera del prodotto da separare costituente olio di seconda spremitura.

Sono noti nella tecnica procedimenti di estrazione e macchine, denominate estrattori centrifughi, sostanzialmente comprendenti una coclea, posta all'interno di un tamburo in rotazione e a sua volta rotante relativamente allo stesso, le quali effettuano, all'interno del tamburo, la separazione e la stratificazione delle varie componenti del prodotto il quale comprende una parte solida e due parti liquide di diverso peso specifico .

Nel caso particolare di lavorazione delle olive, ad esempio, il prodotto da separare comprende: una parte solida, denominata sansa, costituente lo scarto; una prima parte liquida, più pesante, sostanzialmente costituita da acqua, anch'essa considerata scarto; e una seconda parte liquida, più leggera, sostanzialmente costituita da olio che forma la parte pregiata da separare e recuperare indipendentemente dalle altre due.

Nelle macchine a separazione centrifuga di tipo noto il prodotto da separare viene normalmente alimentato ;;alla macchina unitamente ad acqua la quale nella fase di centrifugazione favorisce una migliore separazione della componente oleosa da quella solida, costituendo uno strato intermedio di separazione tra solido e olio. Una volta ottenuta detta separazione si provvede al recupero delle tre componenti facendo fuoriuscire le stesse da differenti condotti di uscita dal centrifugatore rispettivamente sfocienti nei relativi canali di recupero.

Tale tecnica largamente in uso presenta tuttavia alcuni difetti tra i quali il fatto che il residuo solido di fondo fuoriuscendo dalla centrifuga— trascina con sè una parte di detta componente liquida pregiata con evidente calo di rendimento e/o necessità di una successiva ulteriore operazione di recupero nonché una parte di componente liquida pesante il che rende necessario mantenere basso il livello del prodotto all'interno del tamburo per consentire al residuo solido di asciugarsi il più possibile dalla componente pregiata prima della sua fuoriuscita dal separatore.

Oltre a ciò al fine di recuperare detta quantità di olio mescolata con il residuo solido, che andrebbe altrimenti perduta, si rende necessario effettuare un secondo ciclo completo di spremitura attuato alimentando il residuo solido e acqua ad un secondo separatore centrifugo nel quale viene separato l'olio cosidetto di seconda spremitura il quale viene successivamente ulteriormente chiarificato a mezzo di separatori a dischi ad asse verticale.

Tale tipo di procedimento è noto da IT - 1.176.649 a nome dello stesso richiedente.

Si pone pertanto il problema tecnico di realizzare un procedimento che consenta di ottenere olio di prima spremitura e olio si seconda spremitura in una unica lavorazione continua di centrifugazione senza necessità di alimentare il prodotto da spremere una seconda volta ad una ulteriore apparecchiatura di centrifugazione.

Tale procedimento consentendo pertanto di evitare l'impiego di apparecchiature per la seconda spremitura e inoltre un grande risparmio energetico in quanto non è necessario accelerare una seconda volta il prodotto da spremere, precedentemente scaricato dalle apparecchiature di separazione centrifuga. E<1 >noto infatti che tale accelerazione richiede oltre il 60% della energia complessiva assorbita dall'intero processo.

Forma ulteriore scopo del presente brevetto la realizzaione di un separatore centrifugo di prodotti composti da più componenti di differente peso specifico che consenta di ridurre al minimo la quantità di componente liquida più leggera pregiata che fuoriesce dal separatore unitamente allo scarto solido e di ottenere nel contempo il prelievo diretto di quell'olio di seconda scelta o di seconda spremitura che viene normalmente perso con lo scarto, oppure recuperato con successive operazioni di separazione applicate al residuo solido stesso.

Tali problemi tecnici sono risolti secondo il presente trovato da un procedimento che prevede la separazione delle componenti liquide e solide costituenti la pasta oleosa tramite una fase di centrifugazione all'interno di un separatore centrifugo ad asse orizzontale e la successiva estrazione dal separatore centrifugo della componente liquida pregiata costituente l'olio di prima spremitura secondo una direzione sostanzialmente assiale nonché l'estrazione della componente liquida pregiata costituente l'olio di seconda spremitura secondo una direzione sostanzialmente radiale.

Detto procedimento viene attuato tramite un separatore centrifugo dotato di almeno un elemento di separazione in direzione assiale di detti olio di prima e seconda spremitura disposto coassialmente all'asse di rotazione del separatore e di almeno un elemento tubolare inseribile al suo interno in direzione sostanzialmente radiale attraverso la superficie laterale del tamburo fino ai differenti livelli corrispondenti al livello di stratificazione della componente liquida più leggera cioè pregiata; l'elemento tubolare è inserito ad una opportuna distanza assiale della parete di fondo del separatore e a valle di detto elemento separatore dell'olio di prima e seconda spremitura nella direzione di fuoriuscita del residuo solido.

Maggiori dettagli e caratteristiche del dispositivo secondo il trovato risulteranno evidenti dalla descrizione di un esempio di realizzazione dello stesso effettuata con riferimento alle allegate tavole di disegni in cui si mostra:

in fig. 1 : una vista secondo A di fig. 2;

in fig. 2 : una sezione secondo il piano di traccia II-II di fig. 1 ;

in fig. 3 : una sezione secondo il piano di traccia III-III di fig. 2;

in fig. 4 : una vista secondo B del separatore di fig. 5 ;

in fig. 5 : una sezione secondo il piano di traccia V-V di fig. 4;

in fig. 6 : una sezione analoga a quella di fig. 5 illustrante una ulteriore realizzazione del separatore secondo il trovato.

Come illustrato nelle figure un estrattore centrifugo si compone essenzialmente- di una carcassa 1 fissa, sostanzialmente cilindrica, dotata in corrispondenza delle proprie opposte estremità di sezioni anulari, tra loro separate e aperte verso il basso, formanti collettori radiali la, lb, le, di recupero delle differenti componenti del prodotto da separare che, nel caso particolare di lavorazione delle olive, sono rispettivamente formate da residuo solido, denominato sansa, residuo liquido pesante, costituito da acqua, e olio.

All'interno della carcassa fissa 1 e coassialmente alla stessa è disposto un tamburo cavo 2 rotante, di forma sostanzialmente cilindro-tronco-conica, il quale è montato su cuscinetti 2a per consentire la rotazione rispetto alla carcassa 1, la presa di moto del tamburo stesso essendo di tipo convenzionale e quindi non illustrata nel dettaglio .

All'interno del tamburo 2, e coassialmente allo stesso, è anche disposta una coclea 4 sostenuta alle estremità da cuscinetti 4d, solidali al tamburo 2 rispetto al quale la coclea può ruotare. Detta coclea 4 è sostanzialmente costituita da un corpo cilindro-tronco-conico cavo formato da settori circonferenziali 4a, - tra loro resi solidali in modo da formare fessure 4c, longitudinali, di fuoriuscita del prodotto 5 alimentato al suo interno, nel senso della freccia P, tramite una pompa, non illustrata, e un condotto 5a coassiale; sulla superficie esterna della coclea è inoltre resa solidale un'elica 4b che ruotando in direzione contraria a quella del tamburo trascina il residuo solido verso la relativa uscita la.

Come illustrato in fig. 2 concentricamente al tubo 5a è disposto un ulteriore tubo 105 di alimentazione di acqua al separatore. Detta acqua esce in pressione da fori o ugelli 105a determinando una stratificazione liquida che tende a favorire una più netta separazione tra olio e sansa nella zona di fuoriuscita dell'acqua..

La parete 2b frontale del tamburo 2 presenta tre coppie di fori di cui le prime due 6 e 7 rispettivamente disposte secondo diametri tra loro perpendicolari di differenti circonferenze tra loro concentriche e la terza coppia 8 disposta secondo un diametro , formante un angolo di 45° rispetto ai precedenti e di una circonferenza di raggio inferiore a quelle delle due coppie di fori 6 e 7. -In altre parole le due coppie di fori 6 e 7 giacciono ad una distanza radiale dall ' asse di rotazione di coclea 4 e tamburo 2 superiore a quella della terza coppia di fori 8 i quali pertanto risultano più vicini a detto asse di rotazione .

Come risulta dalla figura 2 relativa ad un separatore con uscite separate delle tre componenti i fori 6 sono in collegamento con un condotto 6a di fuoriuscita terminante nel collettore radiale lb di raccolta della componente liquida più leggera, mentre i fori 7 sono in collegamento con un condotto di stramazzo rovescio 7a, terminante nel collettore radiale le di raccolta della componente liquida più pesante del prodotto 5.

I fori 6 sono inoltre chiusi in direzione assiale da tappi 6b sagomati con estensioni 6c in modo da determinare l'apertura o la chiusura del condotto 6a a seguito della rotazione del tappo 6b in un senso o nell'altro provocando in un caso la fuoriuscita dell'acqua da sola attraverso il foro 6 o, nell'altro caso, la fuoriuscita dell'acqua assieme al residuo solido attraverso l’opposto collettore la, in quest'ultimo caso il separatore funziona con due sole uscite (fig. 5 e 6): una 8 per l'olio e una la per sansa e acqua.

Sulla detta parete frontale 2b del tamburo 2 è inoltre applicato un disco 9 dotato di una apertura circolare concentrica e con aperture diametralmente opposte sostanzialmente rettangolari 9a atto a determinare la apertura dei condotti 8 di fuoriuscita della componente liquida leggera, nel caso di separatore a due sole uscite. La coclea del centrifugatore secondo il trovato è completata da un disco 11 o simile, pieno, applicato concentricamente alla coclea 4 stessa; il diametro esterno .di detto disco è maggiore del diametro della circonferenza sulla quale giacciono i fori 8, in tal modo il disco costituisce una barriera di separazione in senso assiale dell'olio di prima spremitura il quale viene trattenuto nella zona di prelievo in direzione assiale attraverso detti fori 6.

Come si rileva dalle figure il separatore centrifugo secondo il trovato prevede anche ulteriori mezzi di prelievo della componente liquida più leggera in direzione radiale costituiti da elementi tubolari 12 radialmente inseriti nel tamburo 2 attraverso fori 2d dello stesso, in modo da sfociare in posizione assialmente posteriore al disco 11 nel senso dell'avanzamento del solido verso la propria uscita la.

Detti elementi tubolari 12 presentano estremità interna 12a disposta in corrispondenza del livello di stratificazione della componente liquida di cui si desidera effettuare il prelievo, mentre l'opposta estremità 12b esterna al tamburo 2 sfocia in un collettore 101 interno alla carcassa fissa 1; detto collettore consente di convogliare il liquido prelevato verso il condotto loia di fuoriuscita e raccolta del liquido stesso.

Secondo il trovato si prevede inoltre che detti elementi tubolari siano disposti sulla circonferenza del tamburo in posizioni tali da mantenere l'equilibrio dinamico del separatore durante la rotazione. Inoltre, sebbene l'inclinazione degli elementi tubolari rispetto alla superficie del tamburo 2 possa essere qualunque, risulta evidente che la disposizione di tubi radiali consente di sfruttare tutta la forza centrifuga determinata dalla rotazione per l'estrazione dell'olio in direzione radiale.

Il funzionamento del dispositivo è il seguente: sia che si desideri trattare il prodotto secondo un ciclo cosiddetto a due fasi (cioè con una sola fuoriuscita assiale del liquido pregiato e una sola uscita per i residui solido e liquido tra loro mescolati), (fig. 5) sia che si desideri trattare il prodotto con un ciclo cosiddetto a tre fasi (cioè con uscite separate di olio, acqua e solido) (fig. 2) tramite il disco 9 si determina l'apertura o la chiusura dei vari condotti di estrazione dalla parete 2b, pertanto, come illustrato in fig. 5, cioè nel caso due fasi il liquido pregiato, che è nettamente separato dal residuo solido dalla componente di liquido più pesante, viene longitudinalmente trattenuto in prossimità della parete 2b del tamburo dal setto circolare 11 il quale lascia invece passare il liquido pesante che, mescolandosi al residuo solido, viene fatto fuoriuscire insieme a quest'ultimo dal collettore radiale la della cassa fissa 1.

Contemporaneamente al prelievo in direzione assiale attraverso i fori 8 della parete 2b il posizionamento dell'estremità interna 12a del tubo radiale 12 in corrispondenza del livello di stratificazione dell'olio, consente di prelevare, in direzione radiale, una ulteriore quantità di olio che essendo mescolata all'acqua e al solido oltrepassa il disco 11 stratificando al di là di quest'ultimo in direzione dell'uscita del solido stesso. Tale prelievo radiale riduce pertanto la quantità di olio che fuoriesce con lo scarto solido incrementando la resa complessiva del separatore centrifugo. Tale olio recuperato radialmente costituisce il cosidetto olio di seconda spremitura, cioè quello che richiede un maggiore tempo di centrifugazione per essere staccato dalla pasta oleosa e che pertanto, non affiorando rapidamente non può essere oestratto assialmente .

Va inoltre rilevato che le diverse possibilità di applicazione del centrifugatore secondo il trovato possono essere riassunte come segue:

a) con anello liquido di alto spessore (fig. 5) e produzione di sansa ad alta umidità. Le uscite sarebbero 3, per la presenza della nuova uscita radiale.

Molteplici varianti potranno essere introdotte nell'attuazione del separatore secondo il trovato in particolare come illustrato in fig. 6 è possibile disporre coassialmente alla coclea 4 un ulteriore disco 11, disposto in senso assiale da parte opposta all'elemento tubolare 12 radiale rispetto all'altro disco, che costituisce una ulteriore barriera al suo flusso verso l'uscita del solido.

Viene in tal modo definita una zona anulare di contenimento della componente liquida pregiata di seconda spremitura la quale oltre ad essere mantenuta più ferma rispetto al flusso di corrente diretto verso l'uscita del solido può essere meglio depurata dalla presenza di residui di acqua e solido che fossero ancora in sospensione nell'olio.

E' inoltre auriche possibile alimentare o meno acqua calda o fredda unitamente alla pasta o indipendentemente da questa al fine di incrementare la separazione dell'olio sia nel caso di separatore a due fasi sia nel caso di separatore a tre fasi.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1) Procedimento per l'estrazione di olio di prima e seconda spremitura da paste oleose comprendente le fasi di separazione delle differenti componenti liquide e solide costituenti la detta pasta mediante separazione centrifuga in un centrifugatore ad asse orizzontale caratterizzato dal fatto che comprende le seguenti fasi: alimentazione del prodotto al separatore centrifugo orizzontale; - centrifugazione; - trattenuta in direzione assiale della componente liquida più leggera mediante mezzi radiali; - estrazione in direzione assiale della componente liquida più leggera trattenuta assialmente e costituente olio di prima spremitura; - estrazione in direzione sostanzialmente radiale di un'ulteriore quantità di componente liquida più leggera costituente olio di seconda spremitura.
2. 2) Procedimento secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta estrazione sostanzialmente radiale della componente liquida più leggera è effettuata a valle nel senso del percorso assiale del solido di detti mezzi radiali di trattenuta della componente più leggera medesima.
3. 3) Procedimento secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta componente più leggera prelevata radialmente fuoriesce unitamente ad un prefissata quantità di componente liquida più pesante.
4. 4) Separatore centrifugo per il trattamento di paste oleose comprendente una cassa fissa (1), un tamburo (2) frontalmente chiuso da una parete (2b) dotata di condotti (6,7,8) di fuoriuscita in direzione sostanzialmente assiale della/e componente/i liquida/e formanti il prodotto da separare e una coclea (3) entrambi rotanti caratterizzato da ciò che comprende almeno un elemento di trattenuta in senso assiale della componente più leggera del prodotto e mezzi (12) di prelievo in direzione sostanzialmente radiale di almeno una di dette componenti liquide del prodotto da separare, associati a mezzi (101) di raccolta e fuoriuscita della detta componente prelevata.
5. 5) Separatore centrifugo secondo rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto che detti mezzi (12) di prelievo radiale sono disposti a valle dei mezzi (11) di trattenuta assiale nel senso della direzione di avanzamento del solido.
6. 6) Separatore centrifugo secondo rivendicazione 4 caratterizzato da ciò che detti mezzi di prelievo radiale sono preferibilmente costituiti da elementi tubolari (12) inseriti in direzione sostanzialmente radiale in corrispondenti sedi a tenuta (2d) del tamburo rotante (2).
7. 7) Separatore centrifugo secondo rivendicazione 4 caratterizzato da ciò che detti mezzi di raccolta della componente prelevata in senso radiale sono costituiti da un collettore formato da una doppia paratia (101) circonferenziale solidale alla cassa fissa (1) dotata di apertura (101a) di fuoriuscita dalla stessa.
8. 8) Separatore centrifugo secondo rivendicazione 4 caratterizzato da ciò che detti elementi tubolari sono preferibilmente disposti secondo direzioni radiali atte a mantenere l'equilibrio dinamico del separatore durante la rotazione.
9. 9) Separatore centrifugo secondo rivendicazione 4 e 4 caratterizzato da ciò che detti elementi tubolari sono disposti secondo coppie, ciascun elemento della coppia essendo diametralmente opposto all'altro rispetto all'asse di rotazione.
10. 10) Separatore centrifugo secondo rivendicazione 4 caratterizzato da ciò che detto elemento di trattenuta in senso longitudinale della componente liquida più leggera del prodotto da separare è preferibilmente costituito da almeno un disco (11) o simile, disposto solidale alla coclea (4) tra due spire della stessa e con profilo coassiale e intersecante le dette spire.
11. 11) Separatore centrifugo secondo rivendicazione 4 caratterizzato da ciò che detto disco (11) presenta diametro esterno di lunghezza maggiore della distanza dei fori (Θ) di fuoriuscita in direzione assiale della componente liquida leggera rispetto all'asse di rotazione del separatore centrifugo .
12. 12) Separatore centrifugo secondo rivendicazione 4 caratterizzato da ciò che detti elementi (11) di trattenuta del liquido leggero sono in numero di due disposti in direzione assiale da parti opposte dei mezzi di prelievo radiale (12) per definire una sezione anulare di prelievo.
13. 13) Separatore secondo rivendicazione 4 caratterizzato da ciò che comprende mezzi (105, 105a) di alimentazione di acqua al tamburo disposti concentricamente ai mezzi di alimentazione in direzione assiale della pasta oleosa da separare.
14. 14) Separatore secondo rivendicazione 4 e 14 caratterizzato da ciò che detti mezzi di alimentazione dell'acqua sono costituiti da ugelli o fori radiali di un tubo (105) coassiale al tubo di alimentazione della pasta.