ITSS20090013A1 - Distillatore orizzontale in corrente di vapore dotato di diffusore interno di vapore e condensatore con fascio di tubi. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“DISTILLATORE ORIZZONTALE IN CORRENTE DI VAPORE

DOTATO DI DIFFUSORE INTERNO DI VAPORE E

CONDENSATORE CON FASCIO DI TUBIâ€

Stato della tecnica e problematiche

Gli oli essenziali (od oli eterei od oli volatili o essenze) sono definiti, secondo la Farmacopea Ufficiale Italiana, come "miscele complesse di sostanze organiche volatili di costituzione chimica diversa (alcoli, esteri, chetoni e fenoli del gruppo dei terpeni), contenute nelle piante dalle quali sono ricavate , ordinariamente, mediante distillazione in corrente di vapore , estrazione con solventi o per mezzo di procedimenti meccanici idonei alla purificazione di un composto liquido in soluzione†.

La tecnica denominata “distillazione in corrente di vapore†à ̈ in realtà un processo fisico in quanto la pianta contenete gli olii essenziali viene investita da una corrente di vapore che “trascina†fisicamente tali composti volatili. La miscela di vapore e olii allo stato gassoso viene in genere convogliato verso una serpentina di raffreddamento e qui condensandosi ritorna allo stato liquido. L’olio essenziale si troverà in sospensione sull’acqua e quindi separato con diversi metodi.

La tecnica descritta à ̈ tra le più semplici e antiche e si privilegia quando si vuole ottenere un’olio di elevata qualità in quanto risulta essere la metodologia di estrazione meno distruttiva e i composti volatili subiscono limitate o nulle alterazioni e/o perdite. Le apparecchiature di estrazione sono costituite principalmente da un contenitore dove l’acqua, posta sul fondo e sottoposta a fonte di calore, genera il vapore che investe la massa vegetale posizionata in un cestello soprastante. Nella parte superiore del contenitore à ̈ presente un collettore che capta il vapore acqueo ricco di olii volatilizzati in esso e lo convoglia verso una serpentina di raffreddamento. A seconda di come à ̈ generato il vapore e posizionato il cestello contenete la massa vegetale da estrarre, possiamo principalmente dividere tali estrattori in due grandi gruppi:

a) ad asse verticale, dove il contenitore presenta sul fondo l’acqua che, surriscaldata, genera vapore e la massa vegetale viene caricata dall’alto attraverso un cestello sollevato da argano o carrucola.

b) ad asse orizzontale, dove il vapore à ̈ generato esternamente da una caldaia e la massa vegetale, caricata frontalmente attraverso cestelli ruotati e binari, non à ̈ a contatto diretto con l’acqua.

La tipologia (a) risulta essere la più semplice ma presenta l’inconveniente di avere il flusso di vapore irregolare e sempre in presenza dello stato liquido. Questo comporta che la massa vegetale viene investita nelle sue diverse parti da flussi di vapore aventi differenti valori di temperatura e tensione e l’estrazione non risulta essere ottimale in quanto la parte interna e superiore della massa vegetale non risulterà totalmente esausta. 11 contatto diretto del vapore con l’acqua allo stato liquido causa inoltre perdite di prodotto per idrolisi dei composti volatili da estrarre. Altro inconveniente à ̈ il metodo di caricamento dall’alto dei cestello contenente la massa da estrarre. Questo richiede altezze utili di operatività più alte per la presenza ulteriore di argani o carrucole.

La tipologia (b) à ̈ più recente e cerca di ovviare agli inconvenienti citati precedentemente. Essendo il contenitore di estrazione ad asse orizzontale, non à ̈ presente acqua allo stato liquido all’interno e il flusso di vapore à ̈ generato esternamente da una caldaia (in genere alimentata a gasolio) e convogliato all’interno per investire la massa vegetale. Tale flusso di vapore mantiene valori simili nelle diverse parti del recipiente migliorando notevolmente l’efficienza di estrazione evitando le accidentali perdite per idrolisi. Inoltre, grazie al caricamento orizzontale del cestello, occorrono minori altezze di operabilità dei locali minor apporto di manodopera.

Invenzione industriale proposta

In questa sede viene descritto un distillatore orizzontale in corrente di vapore in acciaio inox AISI 304 della capacità di me. 2,50. Come descritto dalla fig. A, la camera principale di forma cilindrica presenta lunghezza di cm. 180 e diametro di cm. 145. Frontalmente presenta uno sportello stagno di forma circolare attraverso il quale si introduce, sui binari interni, il cestello in griglia di acciaio inox AISI 304. Alla base della camera cilindrica e inferiormente all’alloggiamento del cestello à ̈ posizionata la griglia di diffusione del vapore proveniente da un generatore esterno attraverso un collettore posto nel retro del distillatore. La camera comunica superiormente con la cappa che convoglia il vapore di estrazione verso il condensatore dove un flusso continuo di acqua permette lo scambio di calore tra la fase gassosa vapore acqueo oli e la fase liquida acqua oli. I due liquidi immiscibili sono raccolti per essere separati in seguito.

Gli elementi innovativi per i quali l’ estrattore viene proposto come invenzione sono:

(1) Griglia di diffusione del vapore all’intemo della camera di distillazione

(2) Condensatore con fascio di tubi

1) Griglia dì diffusione del vapore.

Nella fig. A al punto 1 Ã ̈ illustrato come alla base della camera di distillazione sia posizionata la griglia di diffusione del vapore. Nella fig. B la griglia viene descritta come costituita da n.

7 tubi in acciaio inox AISI 304 del 0 interno di 1†. I tubi sono lunghi cm, 180 e sono posti parallelamente tra di loro alla distanza di cm, 10, Ogni tubo presenta superiormente n. 10 fori del 0 di mm, 3 da cui fuoriesce il vapore. L’intera griglia presenta un totale di 70 fori per una superficie complessiva di distribuzione del vapore pari a mq. 1 ,30. Il vapore, alla pressione di 0,9 bar, fuoriesce dalla griglia con valori di portata per ogni tubo pari a 52 Kg/h. La peculiarità più importante di tale sistema à ̈ che il vapore investe la massa vegetale da estrarre con maggiore uniformità rispetto agli altri sistemi attualmente utilizzati. Tale azione à ̈ comprovata dall'aspetto che assume la massa vegetale esausta alla fine dell’ estrazione: la consistenza fisica e l’aspetto generale risulta uniforme e la massa non presenta tessuti aventi residui di olio non estratto. Da prove comparative si evince come l’adozione di tale sistema comporti maggiori produzioni unitarie di olio estratto e minore consumo di energia per la produzione del vapore. La quantità di acqua utilizzata e la relativa quantità di energia necessaria per riscaldarla si riducono di 1/4 rispetto ai macchinari in commercio.

2) Condensatore con fascio di tubi.

Nella fig. A al punto 2 à ̈ indicata l’ubicazione del tratto di raffreddamento. Dalla cappa la miscela di vapore e olio arriva al condensatore. Come illustrato nella fig. C, il condensatore à ̈ lungo cm. 150 ed à ̈ costituito da un tubo in acciaio inox A1SI 304 del 0 interno di 8†. Inclinato di 45°, il tubo da 8†racchiude un fascio di n. 28 tubi in acciaio inox AISI 304 del 0 interno di 1†. All’interno dei tubi da 1†scorre la miscela di vapore olio da condensare per poter separare in seguito le due fasi allo stato liquido. Nell’intercapedine tra ì tubi da 1†saldati insieme e il tubo da 8†scorre l’acqua di raffreddamento attraverso un flusso continuo. La peculiarità di tale sistema sta nel fatto che la superfìcie interessata dall’acqua di raffreddamento risulta maggiore rispetto al sistema tradizionale con un singolo tubo di trasporto del vapore olio e un’intercapedine esterna di raffreddamento. La superfìcie esposta attraverso la tecnica del fascio di tubi risulta essere maggiore di circa 3 volte rispetto alla tipologia del tubo singolo con intercapedine avvolgente. Tale maggiore superfìcie di raffreddamento consente di svolgere la fase di condensazione in modo più rapido e controllabile visto il minor volume di vapore olio nel singolo tubo da 1†. Inoltre tale soluzione permette di ottenere una migliore qualità dell’olio estratto e evitare quelle perdite del Tolto altamente volatile che si hanno quando il flusso vapore olio ha portate maggiori e temperature molto variabili nei diversi punti della sua massa.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI N° 1) Griglia di diffusione del vapore, Fig, B La griglia diffonde il vapore all’interno del distillatore in corrente di vapore ad asse orizzontale caratterizzato da volumi di lavoro pari a me. 2,50 di massa vegetale. La griglia à ̈ costituita da n. 7 tubi in acciaio inox AIS1 304 da 0 interno 1†c posizionati parallelamente tra di essi sul fondo della camera di distillazione a formare una superficie piana di emissione dei vapore pari a mq. 1,30. L’emissione del vapore à ̈ attuata grazie ad una serie di n. 10 fori 0 mm. 3,00 presenti sulla sommità di ogni singolo tubo. Tale innovazione consente una maggiore capacità estrattiva, minori perdite per idrolisi degli oli e maggiore economicità nei consumi di acqua e energia di riscaldamento pari a 1⁄4 dei consumi standard. N° 2) Condensatore con fascio di tubi. Fig. C Il condensatore à ̈ lungo cm. 150 ed à ̈ costituito da un tubo in acciaio inox AI SI 304 del 0 interno di 8†. Inclinato di 45°, il tubo da 8†racchiude un fascio di n. 28 tubi in acciaio inox AISI 304 del 0 interno di 1†. All’interno dei tubi da 1†scorre la miscela di vapore olio da condensare per poter separare in seguito le due fasi allo stato liquido. Nell’intercapedine tra i tubi da 1†saldati insieme e il tubo da 8†scorre l’acqua di raffreddamento attraverso un flusso continuo. Tale innovazione consente una superfìcie condensante 3 volte maggiore, una migliore qualità dell’olio estratto e minori perdite per volatilità. <ii * ll>m<; i y l * l *ii ii>m<i i i i ;>