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1
TC 11 - FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO
POR SOLVENTE
HECTOR AUTINO – BUNGE
ARGENTINA – Año 2013
Gentileza De Smet Argentina & Crown Iron Works 1
2
Vista Aérea Complexo Industrial Terminal 6 SA
“Puerto General San Martín” – Argentina
Crushing Capacidade : 19000 Ton/dia – Base Soja
INTRODUCCION
COMO SE LLEVA A CABO EL PROCESO
FUNDAMENTOS DE LA EXTRACION DE LA SEMILLA
TIPO DE extratorES
PROBLEMAS e SOLUCIONES
CONCLUSIONES
3
CONTEÚDOS
Introdução
Um pouco de história
O solvente utilizado
Microestrutura da soja
Fundamentos de extração de semente
Processo de extração por solvente
Parâmetros
Tipos de extratores
Correção de problemas
Manejo de irrigação
Conclusões
4
Um pouco de História
•O processo de extração foi utilizado pelos Egípcios(10.000 a.C)
em sementes de Linho e Algodão.
•Os Gregos e Romanos segundo a Bíblia extraíram óleo de
azeitonas de acordo a depoimentos de Homero e Plínio.
•O Monge Theophilus citou em “Schedula Diversarium” 1100 anos
d.C, o uso do óleo de Linho em pinturas e vernizes.
•Os Chineses 3000 anos a.C usaram óleo de Tung em pinturas,
segundo escritos de Marco Pólo do ano 1275.
•Até o Século XVI a produção de óleos se limitava a produção
caseira.
5
Um pouco mais de História ……….
•Durante o Século XIX foram introduzidas as primeiras prensas
Hidráulicas melhorando a extração de óleo.
•Em 1904 Anderson Internacional – USA- introduz as primeiras
prensas continuas tipo “Expeller”
•A primeira experiência com solvente para extrair óleo da
Torta de prensa foi realizada por E.Deis a meados do Século
XIX utilizando Sulfuro de Carbono >CS2
•A partir dos anos 50 se registra uma interessante evolução
com a chegada de plantas contínuas de Extração por
Solvente utilizando Hexano.
6
Outros antecedentes
sobre processos de Extração ….
• Uma vez conhecida a existência de óleo em algumas
sementes com certo conteúdo de óleo, o problema ficou
circunscrito a separar um líquido de um sólido.
• Isto se realiza por : compressão ou por dissolução através
do uso de solventes.
• Existe uma conveniência do tipo econômico que na
prática nos indica que se temos uma importante
quantidade de matéria graxa a extrair, é conveniente
reduzir a mesma (por compressão) antes da extração
por solvente.
7
Outros antecedentes
sobre processos de Extração ….
• Historicamente os solventes empregados, foram aqueles
disponíveis com capacidade de extrair o óleo ou a graxa, e
que presentaram a menor quantidade de inconvenientes
que sejam possíveis.
• Entre os riscos inerentes ao solvente podemos citar:
•Perigo de explosão e ataque químico das instalações
•Toxicidade
•Inconvenientes para "recuperá-lo e/ou eliminá-lo" depois do
processo extrativo.
8
Outros antecedentes, agora sobre os solventes
utilizados no processo de Extração ….
Com relação aos solventes empregados através do tempo podemos
citar os seguintes :
Bisulfuro de carbono (1855), Tricloroetileno (1930 - 1950), Naftas
de Petróleo e Hidrocarburos (pentano, hexano, e ciclohexano)
(1920), Etanol e Etanol-Benzeno (1920) e finalmente o
denominado Hexano Comercial (o Ponto de ebulição oscila entre
63-69 ºC) a partir de 1950.
Este último é aquele que possui uma composição que se aproxima
50% de Normal Hexano, algo de Pentano, 2 Metil Pentano, 3 Metil
Pentano, muito pouco de Heptano e traças de Benzeno.
9
Especificações acerca do Solvente
utilizado
Especificação comercial típica de hexano a ser usado na extração de
óleo (resumo parcial extraído de JAOCS, volume 60, Nº 2, fevereiro
1983, 187A).
Ponto mínimo de ebulição (primeira gota) 65.0
10 % destilado 67.1
50% destilado 67.7
90 % destilado 68.2
Máximo ponto de destilação (ponto seco) 70.0
n-Hexano % 45 - 70
Metil ciclo pentano % 10 - 25
Total n-hexano e Metil ciclo pentano % 60 - 80
Total 2- metil pentano; 2,3 dimetil butano; 3-metil pentano % 18 - 36
Máximo Ciclohexano % 2.5
Máximo Benzeno % 0.1
10
Getting to closely know
Soybeans
SOYBEAN MICROSTRUCTURE
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1111
Conhecendo a Soja por dentro
MICROESTRUTURA DA SOJA
12
Lâmina de soja típica
MICROESTRUCTURADA SOJA
13
Vamos fazer um zoom
sobre a lâmina
MICROESTRUCTURADA SOJA
14
Aprox. 18 celas espessura
Estrutura celular da lâmina
MICROESTRUCTURADA SOJA
15
Uma lâmina típica
esta composta de
300 celas de diâmetro
e 18 de espessura
MICROESTRUCTURADA SOJA
16
Façamos um zoom
sobre uma cela simples
MICROESTRUCTURADA SOJA
17
Parede celular Corpos de óleo
Corpos
protéicos
Carbohidratos,
cinzas, etc.
Cela DE SOJA TÍPICA
MICROESTRUCTURADA SOJA
18
O óleo dentro de uma cela de soja
consiste em milhões de pequenos corpos
de óleo aderidos dentro da
parede celular e fora dos corpos
protéicos
MICROESTRUCTURADA SOJA
19
Parede celular Corpos de óleo
Corpos
Protéicos
Carbohidratos,
cinzas, etc.
CÉLULA DE SOJA TAMANHO REAL
MICROESTRUCTURADA SOJA
20
Girassol prensado antes do
processo de extração
21
Girassol prensado e expandido
22
Girassol prensado e expandido
23
Inside view of the Extractor during
Expelled Sunflower washing
24
Visão do interior do extrator durante
extração de óleo de soja
25
Flakes - Expanded Soybean -
Soybean Mixture
Flaked Expanded Mixture
26
Soja laminada e expandida
Laminada Expandida
27
Mistura de soja laminada e
expandida
28
Fundamentos de
extração de
sementes
29
ETAPAS QUE SE FAZEM NO
PROCESSO DE EXTRAÇÃO
Generalidades
Para estudar o processo da extração do óleo com solvente, dividiremos a planta em vários setores (ver diagrama)
-Extração ( do óleo)
-Dessolventização (do farelo)
-Destilação(miscela)
-Condensação (dos gases)
-Recuperação (do solvente)
-Extração
-Este é o processo no qual se extrai o óleo (das sementes, expeller, etc.) mediante solvente.
-Dessolventização
-O farelo que sai do extrator está impregnado com solvente o qual tem que recuperar (evaporar) pois o farelo
não deve contê-lo.
-Destilação
-O óleo sai do extrator formando uma mistura (miscela) com o solvente, o qual se deve separar. Este processo se
realiza na destilação.
-Condensação
-Os gases que provêm do desolventizador e a destilação se condensam para recuperar o hexano, o que será
reutilizado na planta.
30
CONHECENDO AS ETAPAS DO
PROCESSO EXTRATIVO
Extração
Pode dividir-se em três etapas, conforme o funcionamento do extrator:
A- Embebido
Nesta etapa o material é empapado pelo líquido, miscela (mistura de hexano e óleo).
B- Lavado (extração)
São as etapas em que se faz circular hexano e miscela através do material para realizar a extração
propriamente dita.
C-Drenagem
É a etapa onde se deixa escorrer o hexano com o que se faz o último lavado para que o farelo tenha
o menor conteúdo de solvente.
31
EMBEBIDO
O processo de dissolução da extração se realiza em diferentes etapas, as que se descrevem em forma
simplificada
I- Impregnação
No começo do processo, o solvente puro(ou em forma de miscelas) tem contato com o óleo que se encontra na superfície
do material (expeller ou lâminas). Esta fase é muito rápida com respeito ao que dura o processo completo de extração.
Na primeira etapa do extrato (A)
Na tolva de alimentação (B)
Numa equipe especial (C)
32
A DISOLUÇÃO
Se pode ver na curva como a extração é muito veloz nos primeiros minutos.
II- Dissolução
Depois o hexano (ou miscela) penetra dentro dos capilares (condutos microscópicos ou submicroscópicos)
do material.
Este processo é lento e está regulamentado pelas leis da difusão. É um dos fatores limitantes da
extração.
O hexano que tem penetrado dissolve o óleo que se encontra dentro do material.
O óleo dissolvido em hexano e que se encontra no interior do material é transportado à superfície das
partículas. É um fenômeno como o anterior e se guia também pelas leis da difusão.
A solução concentrada entra depois em contato com o solvente ou miscela do lavado.
Até agora temos falado só de teoria, mas podemos compará-la com a experiência prática de todos os dias.
33
CONDICIONES MÍNIMAS INDISPENSÁVEIS
PARA QUE O PROCESSO EXTRATIVO SE FAÇA
Pensemos numa sacolinha de chá ou erva mate. Quando a colocamos em água quente,
esta se escurece rapidamente. Se repetimos a operação em forma sucessiva e com a
mesma sacolinha, veremos que a concentração diminui, o líquido obtido é cada vez mais
claro e cada vez mais lento. É semelhante a curva que nos referimos anteriormente.
Se vê na curva que a medida que avança o tempo, se tarda mais para extrair menos
quantidade. O mesmo se pode comprovar com nosso experimento, sempre se pode dar
algo de gosto à água pois o chá ou erva mate conservam algo de sua essência.
Esta é a ração, voltando ao processo de extração, pela qual sempre fica algo de óleo
residual no farelo.
Para extrai-lo tudo se necessitaria um extrator de longitude infinita.
A extração é economicamente rentável até deixar uma certa porcentagem do óleo no
farelo.
Além disso tem que considerar que junto com o óleo se extrai outros produtos (tais
como ceras no girassol). Estes produtos são mais difíceis de extrair do que o óleo, além
de ser prejudiciais para processos posteriores. Por isto também não convêm uma
extração total
34
CURVA DO PROCESSO EXTRATIVO
MATERIA GRAXA vs TEMPO
35
VAMOS DEFINIR O QUE SIGNIFICA DEFEITO DE
ESMAGAMENTO E DEFEITO DE EXTRAÇÃO?
•“Defeito de esmagamento” é um valor analítico que nos indica como
tem sido realizada a preparação do material no processo prévio à
extração, e que a sua vez está diretamente relacionado acerca
de como tem sido a ruptura da parede celular para liberar as células
oleíferas.
•Por sua parte, Defeito de Extração, é a matéria graxa que não
é possível de extrair através do processo propriamente dito
e que a sua vez resulta de restar ao ROC ( Matéria graxa residual
o farelo que sai do extrator), o “Defeito de Esmagamento” ou “Milling
Defect”.
Matéria Graxa Total – Defeito de Esmagamento = Defeito de Extração
36
FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO
POR SOLVENTE
PROCESSO DE EXTRAÇÃO
POR SOLVENTE
37
1.O processo começa quando a lâmina
é rodeada por um banho de solvente
Lâmina de soja Banho de solvente
FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO
POR SOLVENTE
38
2. O solvente se difunde através da parede
celular atravessando as capas celulares
FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO
POR SOLVENTE
39
3.O solvente ingressa às células e consegue entrar
em solução com o óleo formando una miscela
FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO
POR SOLVENTE
40
4.Se incrementa a pressão dentro das celas
e uma porção da miscela começa a migrar
até o exterior
FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO
POR SOLVENTE
41
5. A miscela se difunde
até celas vizinhas
FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO
POR SOLVENTE
42
6. Os processos de difusão,
dissolução e pressurização
internos e externos continuam
alcançando o centro das lâminas
FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO
POR SOLVENTE
43
7. …e depois volta a migrar até
o banho de solvente que
rodeia as lâminas
FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO
POR SOLVENTE
44
FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO
POR SOLVENTE
8. A miscela que flui, incrementa
a concentração de óleo em
solvente do banho que rodeia a
lâmina, formando um banho de
miscela a seu redor.
45
9. O processo continua com
miscela pobre que ingressa
e miscela rica que sai
FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO
POR SOLVENTE
46
10. O processo se completa quando a
concentração da miscela dentro das celas
alcança equilíbrio com a concentração
do banho de miscela que circunda à lâmina.
Lâmina extraída
Banho de
miscela
FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO
POR SOLVENTE
47
FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO
POR SOLVENTE
PARÂMETROS
48
1.Tempo de contato
2.Espessura da lâmina
3.Temperatura
4.Fluxo de miscela
5.Retenção de solvente
6.Número de etapas
FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO
POR SOLVENTE
49
FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO
POR SOLVENTE
TEMPO DE CONTATO
O processo de extração pode ter lugar desde todas as posições de
cada partícula da capa de material.
O tempo de contato é o tempo em que a lâmina é impregnada e
lavada por miscela, não somente o tempo em que permanece no extrator
É muito importante alagar o material em solvente ou miscela em cada etapa
para maximizar o tempo de contato.
50
60% ÁREA
ABERTA
30% AREA
ABERTA
FUGA DE GASES
PERCOLAÇÃO
INMERSÃO
CONTATO
POBRE
CONTATO
BOM
ALAGAMENTO
OPERAÇÃO
IDEAL 100%
DE TEMPO DE
CONTATO
FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO
POR SOLVENTE
51
FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO
POR SOLVENTE
TEMPO DE CONTACTO
Com uma espessura de lâmina de 0.38mm e 60 °C, o tempo de contato para
alcançar o equilíbrio é de aproximadamente 5 minutos.
Se o tempo de contato em alguma das etapas do processo de extração
é insuficiente não alcançaremos o equilíbrio e a matéria graxa final no
farelo aumentará.
52
FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO
POR SOLVENTE
ESPESSURA DA LÂMINA
Quanto menor é a espessura da lâmina, menor será o tempo de contato
para alcançar o equilíbrio.
Se a espessura da lâmina é 2.5% maior, estaremos adicionando
aproximadamente 2kwh por tonelada de energia para conseguir
completar o processo de extração e os custo de operação aumentarão.
53
FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO
POR SOLVENTE
ESPESSURA DA LÂMINA
Se a espessura da lâmina é 25% menor , a passagem de miscela através do
leito diminui em aproximadamente 50%.
Em síntese, as lâminas com 0.35/0,38 mm de espessura são o ideal para
alcançar o equilíbrio em 5 minutos do tempo de contato e com um mínimo
custo operacional , quando se opera com um extrator de leito profundo
operando por percolação e/ou imersão. Enquanto os extratores de leito
pouco profundo requerem uma espessura de lâminas algo inferior e na
ordem de 0,3mm.
Simulação do Processo ExtrativoSimulação do Processo Extrativo
54
Percorrido da Gota dePercorrido da Gota de MiscelaMiscela em virtudeem virtude
de altura de massa e o tipo de materialde altura de massa e o tipo de material
QueQue Benefícios aporta o Sistema de Irrigação preferencial ?Benefícios aporta o Sistema de Irrigação preferencial ?
55
Avance do
material
Tremonhas
56
FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO
POR SOLVENTE
TEMPERATURA
É recomendável utilizar a maior temperatura possível, já que desta
maneira alcançaremos o equilíbrio com a miscela que rodeia as celas
rapidamente.
O hexano tem uma categoria de evaporação que vai desde 63 a 69°C e o
extrator deve trabalhar cerca do ponto de ebulição do hexano, se a
temperatura é excessiva corremos o risco de sobrepressurizar o extrator
e em conseqüência perder hexano.
57
FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO
POR SOLVENTE
MG Residual & Temperatura de
Extracción
0,5
0,75
1
30 40 50 60 °C
%MG
Extração
58
FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO
POR SOLVENTE
Tiempo de Extracción &
Temperatura a igual MG Residual
10
30
50
70
90
25 30 35 40 45 50 55 60 °C
Minutos
0,7 % MG
0,6 % MG
0,5 % MG
Tempo de Extração &
Temperatura igual MG residual
59
É a quantidade de miscela que é capaz de atravessar o leito do material.
A preparação do material tem um rol preponderante neste sentido
FLUXO DA MISCELA
Expandido de boa qualidade
40/50m3/m2/h
V= 0.6m/min.
Lâmina de boa qualidade espessura 0.38mm
25m3/m2/h
V= 0.4m/min.
Lâmina de pobre qualidade espessura 0.3mm
17m3/m2/h
V= 0.3m/min.
FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO
POR SOLVENTE
60
MG Residual & Velocidad de Percolación
0,3
0,4
0,5
0,6
10 15 20 25 30
m3/h/m2
%MG
Matéria Graxa Residual no Farelo extraído em
virtude ao Caudal de miscela de lavado
MG Residual & Velocidade de Percolação
61
FLUXO DE MISCELA
Em cada etapa de extração de miscela deve circular pelo menos um ciclo por
etapa para alcançar o equilíbrio.
As tolvas que recolhem a miscela embaixo do leito do material devem estar
corretamente localizadas de maneira tal que não se produza contaminação
de miscela rica com miscela pobre porque se isto ocorre o residual de óleo
no farelo será maior.
FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO
POR SOLVENTE
62
FLUXO DE MISCELA
A diminuição da umidade superficial da lâmina se consegue através de
uma correta aspiração nos moinhos laminadores e um bom secado de
material expandido, estes fatores melhoram o fluxo de miscela no
extrator.
Um secado uniforme de material em processo minimiza a quantidade de finos
que vão ao extrator, outros fatores importantes são o atemperado (tempering)
do material antes da preparação e um quebrado adequado.
Todos estes fatores melhoram o fluxo da miscela durante o desenvolvimento
do processo extrativo.
FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO
POR SOLVENTE
63
RETENÇÃO DE SOLVENTE
O valor típico de retenção para o material laminado de soja se situa entre
30% e 35 % .
A menor retenção de hexano no farelo que vai ao DT e o menor
conteúdo de óleo no solvente que ingressa ao extrator, serão fatores
preponderantes para diminuir o residual de hexano no farelo depois
do DT .
FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO
POR SOLVENTE
64
RETENÇÃO DE SOLVENTE
Um tempo adequado de drenagem no extrator é o custo mais efetivo para
minimizar a retenção de solvente.
O incremento da porcentagem de material expandido com relação ao laminado
incrementa a porcentagem de ruptura da parede celular e reduz a retenção
de solvente até 24/28%.
Mas os expanders incrementam o custo operacional da preparação.
FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO
POR SOLVENTE
65
Influência da retenção de hexano na saída do
Extrator em virtude à proporção
Collets em Lâmina
RETENÇÃO DE SOLVENTE
35
30
25
20
0% 25% 50% 75% 100%
%hexano
% de Collets em Lâminas
66
NÚMERO DE ETAPAS
Na teoria, se um extrator a contracorrente alcança o equilíbrio em 4 etapas, ele
pode dirigir uma concentração não superior de 1% em miscela pobre, 25%
será a concentração de full miscela e 0.5% o residual de óleo em lâminas.
O ideal são pelo menos 5 etapas, o incremento de número de etapas melhorará
o fator de seguridade, mas a sua vez incrementará os custos de energia de
bombeio e manutenção.
FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO
POR SOLVENTE
67
FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO
POR SOLVENTE
Rendimiento & N° Etapas
1
10
100
1 10N° Etapas
%MGResidual&
Inicial
Rendimento
68
Analisemos agora os por quê … da Matéria
Graxa Residual do farelo elevado
Que esperamos de um Extrator ?
69
Um bom extrator deve contar com as seguintes características:
• Extrair todo o óleo da semente empregando uma relação
solvente/semente, razoável. Esta última quantidade se entende
razoável quando se usa uma Kg. de solvente por Kg. de material para
extrair.
• Ser mecanicamente resistente, de forma de operar um ano seguido
sem manutenção.
• Operar em forma simples e automática.
• Produzir uma quantidade mínima de finos nos sólidos em Miscela.
• Conseguir o mínimo residual de matéria graxa possível no farelo
extraído .
Se devemos diferenciar os extratores por sua forma de operar, temos dois
tipos bem definidos: os que operam por imersão e os que o fazem por
percolação
FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO
POR SOLVENTE
• Tipos de extratores
• Alimentadores
• Transporte de farelo
• Elementos de seguridade
• Sistemas auxiliares
• Riscos operativos
Tipos de extratores
• Imersão
• Percolação
Extratores que operam por
Imersão
72
Neste extrator os sólidos são agitados por imersão no
solvente.
Neste caso o material de característica pulverulento, é bem
extraído ao estar submergido totalmente no solvente, dado o
elevado contato que existe entre ambos.
A concentração de solvente não é tão crítica e a afetação sobre
a matéria graxa residual final, como no sistema de percolação.
O principal inconveniente deste sistema é a separação de
material particulado (finos) da miscela.
Geralmente demanda a instalação de equipes auxiliares,
como por exemplo hidrociclones e filtros. São exemplos deste tipo o
De Smet “Reflex”, Lurgi ,e o Crown Modelo IV.
Extratores que operam
por Percolação
73
Neste sistema o solvente percola através do leito de material a
extrair.
O contato do solvente com o material pode ser continuo ou por
etapas.
No caso de etapas, é possível a drenagem entre cada uma delas.
Sempre se trata de conseguir uma operação o mais próxima possível
à de contracorrente.
Neste caso se requere uma porosidade do material que permita a
fluidez do solvente. Isto requere uma adequada preparação do
material (Laminado, Expandido ou Expeller).
Mais sobre os Extratores
por Percolação…..
74
O material atua como filtro natural da miscela e em geral não
se requerem equipes auxiliares para a clarificação da mesma.
A drenagem natural por gravidade, faz com que a quantidade de
solvente no farelo extraído seja menor que no caso dos extratores
que operam por imersão.
Esta vantagem se vê refletida no solvente residual e em uma menor
demanda de energia térmica e vapor direto depois da extração do
solvente.
Estes extratores são muito difundidos na atualidade dado que se
adaptam a grandes capacidades de produção.
75
Extratores usados no passado
76
Bollman Extractor
Basket configuration
77
Desenho de Extratores Modernos
Extrator De SmetExtrator De Smet -- PercolaPercolaççãoão
78
79
Corte Típico do Extrator de leito
profundo
Os Extratores Krupp e De Smet Reflex
operam por Imersão
81
Corte Típico do Extrator tipo
Carrousel (Reflex) – Piso Fixo
EXTRATOREXTRATOR RotocellRotocell rebatidorebatido
mostrando seu funcionamentomostrando seu funcionamento
82
83
Benefícios destacados por De Smet
para o Extrator Reflex – Deep Bed
Piso Autolimpante de Aço Inoxidável com 30 %
de área aberta e
2mm de abertura entre barras
84
Benefícios destacados por De Smet
para o Extrator Reflex – Deep Bed
As 2/3 partes do peso descarrega sobre um rolamento esférico
de baixo coeficiente de fricção com o qual reduz
consideravelmente a potencia aplicada > isto equivale a 1/5
parte da que se aplica em extratores de leito pouco profundo.
85
Benefícios destacados por De Smet
para o Extrator Reflex – Deep Bed
Baixa potencia aplicada e mando
de acoplamento direto
86
Benefits highlighted by DeSmet for the
Deep-bed Reflex Extractor
Heavy-duty rack and pinion drive
that avoids using chains and
minimizes maintenance
87
REFLEX® EXTRATOR
1234
Solvent1R1F2R2F3R
Solvent1R1F2R2F3R
88
REFLEX® extrator
Process Flexibilite
valve open
valve closed
89
REFLEX® extrator
Process Flexibilite
valve open
valve closed
90
Extrator Lurgi que opera por
percolação e imersão
Definição1 : Menos de 1 metro de altura de material :
• A menor altura possibilita um melhor escorrido do material e a
maior velocidade = Menor tempo requerido para cada etapa de
lavado e menor quantidade de farelo em processo.
• Menor pressão hidráulica sobre o material em processo e menor
dano às lâmina frágeis. Segundo Crown uma altura de material de
3 metros exerce una força equivalente a 2400 kg/m2 , sobre as
lâmina depositadas na parte inferior do extrator !
• Maior uniformidade e menor pressão = maior uniformidade e
melhor escorrido > menor % hexano ao DT
• Leito Pouco Profundo = maior área superficial e mais lavado.
• Menor quantidade de finos por m2 de superfície = melhor
drenagem através do leito.
91
O que significa SHALLOW BED?
O que significa leito Pouco Profundo ?
Definição 2 : Pouca profundidade e maior longitude
relação > L/D maior que 20:1
• Menor ou quase nula possibilidade de mistura de miscelas nas
diferentes etapas .
• Menor possibilidade de canalização do material e exclui a
necessidade de preparar um Slurre para alimentar a equipe.
• Melhor controle do nível de material , menor variação na altura da
capa.
• O material pode ser lavado nas duas fases já que quando toma a
curva muda de posição.
• Apto para operar com laminado de Soja em virtude de sua baixa
altura de capa, melhora a percolabilidade do leito.
92
93
Desenho de Extratores de leito Pouco Profundo
Desenho Crown Iron Work – USA
94
As vantagens que destaca Crown
O material é lavado por cima e embaixo
e também muda de posição
95
As vantagens que destaca Crown
O material é descarregado com mais facilidade e
homogeneidade
Em virtude de sua espessura menor de massa
96
Model II Crown Extractor
Extrator Crown Modelo III
98
View of Chain Drive Sprockets in
Crown Extractor
99
Crown Extractor -
10000 ton/day Expanded Soybean
100
Internal View of Shallow Bed
Crown Extractor
101
Crown salienta que ao operar com menor altura de capa
a drenagem se leva a cabo em menos tempo
Enquanto que o residual de Hexano no farelo é menor
102
Elementos a considerar na alimentação
e descarregamento do Extrator
Transporte de
material
Extrator
Sem fim Tampa
103
Alimentador de roscas múltiples
desenho Lurgi
Eixo do misturador
Extrator LURGI
Vista desde a tolva de ingresso
Sem finsalimentadores
Tolva de ingresso do extrator
Tolva receptora
104
Alimentador Impregnador De Smet
Extrator DE SMET
Tolva do impregnador
Tolva do Extrator
Impregnadocom Miscela
Sem finsAlimentadorese de Impregnação
Controles
de nível
Válvula Rotativa
105
Alimentador tipo Sem fim
com Tampa Roscada
É o alimentador mais comum e geralmente possui
clapeta de fechamento, no extremo de
descarregamento.
É um alimentador muito simples e de baixo custo de
manutenção, por mais que as vezes produz uma ruptura
mecânica do material a extrair, que em alguns casos
afeta a extração. Embora esteja bem dimensionado,
não resulta um selo eficaz dos gases de hexano perante
uma parada do extrator.
Alimentador através do uso de
Válvula Rotativa
106
Este tipo de alimentador tem sido empregado de maneira
tradicional na alimentação do extrator.
Mantém os inconvenientes de distribuição que se associam à
quantidade de bocas de distribuição. 0u seja, só uma válvula é
equivalente a um só sem fim, por mais que esta equipe não
deteriore o material ingressante, sua capacidade de selagem
não é a ideal. Na atualidade sua utilização não é habitual e
tem sido deslocada pela tampa roscada.
Descarregamento do Extrator
- Conceitos e Estilos -
107
O descarregamento do extrator está conformado por uma tolva e
alguns elementos auxiliares que cumprem distintas funções segundo o
extrator em questão.
São várias as opções para resolver neste ponto.
Descarregamento direto sobre um transportador horizontal-
vertical (Z), este estilo tem sido adotado por Crown em seu
extrator de leito pouco profundo já que o descarregamento é
constante e de menor volume.
Descarregamento sobre um sem fim de velocidade constante.
Descarregamento sobre um sem fim de passo variável velocidade
controlada.
Descarregamento do Extrator
( Continuação )
108
O sem fim de passo variável garante um deslocamento sem
sobrecargas. Ele mesmo faz as vezes de selagem entre o extrator
e o D.T. Para conseguir uma selagem quase permanente, se forneceu
de um mecanismo capaz de variar a velocidade de sem fim, e que pode
ser ajustado manualmente ou automaticamente.
As equipes mais desenvolvidas, vinculam a carga da tolva
coletora de farelo com o variador de velocidade do sem fim; por
meio do sensado do nível da tolva.Neste caso a selagem entre o extrator
e o D.T. é o máximo possível, sem a necessidade de contar com
a instalação de una válvula rotativa na alimentação do D.T
Descarregamento do Extrator
( Continuação )
109
Em geral diríamos, que existe um transporte mecânico que
recolhe o farelo extraído e o movimenta até o desolventizador
(D.T)
Como elementos auxiliares, podemos mencionar os rascadores
de farelo aderido ao tapiz do extrator.
Segundo o tipo de extrator e tolva de descarregamento esses
elementos variarão em seu desenho, podendo encontrar-se:
Rotativos
Estáticos
Limpeza do tapiz do Extrator
110
Esta equipe se emprega em alguns extratores para
manter limpo o suporte do material a extrair.
E alguns extratores como o De Smet, este lavador
tem ido mutando seu aspecto ao longo do tempo,
sendo o atual de tipo retrátil, móvel, com uma vazão
e pressão maior se se o compara com os anteriores de
tipo estáticos.
Depuração da Miscela através
do uso de Hidro ou Multiciclones
111
Este elemento separa em forma dinâmica as partículas sólidas
(finos) da miscela.
Esta equipe é muito útil quando se emprega um suporte de leito de
tipo fixo como no caso dos extratores Crown , De Smet tipo
Reflex , Lurgi e o atual empregado por De Smet, e conhecido
genericamente como Wedge-bar.
Este tipo de suporte que possui uma separação (ou luz) maior àquele das telas
metálicas de 30 mesh utilizadas no passado, este sistema wedge-bar permite
uma melhor percolação dado que a mesma alcança em casos como no
extrator tipo Reflex os 2 mm.
Sua importância é superlativa quando se empregam expanders na preparação.
O multiciclone é a combinação de vários ciclones. Neste caso se
opera a una pressão maior e a separação de finos é mais eficiente.
Depuração daDepuração da miscelamiscela
através do uso deatravés do uso de HidrocicloneHidrociclone
112
Sistemas Auxiliares: Controle de Nível
da Tulha de Alimentação do Extrator
113
Este nível é necessário para garantir uma selagem com
material na tolva de alimentação.
Durante muito tempo o controle de nível mais comum
foi o rotativo, que se encontra na franca desaparição
por ser pouco confiável e não poder vincular-se com um
sinal continuo que permita a variação de velocidade do
extrator.
Atualmente se encontra muito difundido o sensor que
emprega uma fonte radioativa. Também estão sendo
empregados com sucesso sistemas que operam sob os
princípios de ultra-sonido ou radar. Este último é de
aceitável precisão e está substituindo aquele de
raios gama.
Vínculos que explicam o por quê dos problemas
ou defeitos na Extração por Solvente
114
• MG de farelo <> umidade, Espessura de lâmina
• Perdas de Solvente <> Tª e Pressão
• Perdas de Solvente <> Vazão de ar
• Perdas de Solvente <> Selagem
Correção de Problemas
na Extração por Solvente
115
• Paradas imprevistas e colocar em marcha a
instalação
• Desmoronamento e inundação por excessos na
retenção de solvente
• Sobrepressão
• Presença de Água no farelo
• Excessiva retenção de solvente no Lex.
• Elevado conteúdo de óleo residual no farelo
Correção de problemas
Desenvolvimento e análises de casos
116
1. Paradas imprevistas e colocar em marcha
Atuar com calma e verificar os elementos de segurança
inerentes à operação da extração.
Uma situação provável é aquela de cortes de energia elétrica,
para estes casos se deve seguir o procedimento previsto
pelo fabricante; que inclui cortes de subministro de vapor
e manter a refrigeração dos condensadores.
Outro caso é o gerado pela detenção dos transportes
que retiram o farelo sem graxa. Por esta causa a destilaria
deveria demandar um controle imediato, com redução
de fluxo e de ser necessário interrupção.
Em quanto ao extrator é importante verificar que não se
produza uma perda de selo na tolva de alimentação, por
compactação do material ou falhas no controle de nível.
Correção de problemas
Desenvolvimento e análises de casos
117
2. Desmoronamento do material e/ou inundação.
As vezes se produz este fenômeno por excesso na retenção de
solvente sobre a massa laminada ou no expeller, e falta de
percolação, fundamentalmente no sector de escorrido.
Este problema é mais notório em alguns extratores, mas de todas
formas está vinculado com a qualidade física do material a extrair
e os finos que podem produzir um bloqueio da superfície do leito.
Neste caso falaríamos de inundação.
Se os finos tampam o suporte ou piso do extrator, sobre saturam o
material e produzem uma canalização por sobrepressão hidráulica.
Usualmente se geram circulações de solvente ou miscela, não
desejadas sobre as paredes do extrator (válido para qualquer tipo
de extrator) e no selo entre a tolva de alimentação e o piso ou
suporte do extrator (De Smet LM).
Correção de problemas
Desenvolvimento e análises de casos
118
3. Sobrepressões:
Entrada abrupta de ar. Por ruptura de visores, perda de selo na
tolva de alimentação, ou abertura de alguma válvula de segurança
do tipo pressão - depressão.
Perda de selo no descarregamento de farelo extraído. Neste caso
o desolventizador pode provocar a sobrepressão do extrator.
Falha no sistema de controle de depressão do extrator.
Ingresso de material com temperatura mais elevada que a normal,
principalmente quando se processa expeler de prensas.
Falha no sistema de condensação de gases gerados por evaporação
de miscela do extrator, quando o condensador esteja instalado.
• Ingresso anormal de ar ou falhas no sistema de absorção de
solvente no ar através do circuito de recuperação com óleo mineral
(MOS).
Correção de problemas
Desenvolvimento e análises de casos
119
Esta situação provoca uma extração ruim da matéria graxa,
além de um escorrido deficiente do solvente impregnado no
material, fugas de solvente à tolva de descarregamento, obstrução
no descarregamento do extrator e a sua vez no transporte do Lex
ao DT, além de uma desolventização imperfeita do farelo no DT.
Qualquer obstrução pode forçar a uma abertura do extrator, fato
de muito risco, e que desgraçadamente em alguns casos tem
provocado incêndios e explosões.
4. Presença de água no farelo em processo
de Extração
Correção de problemas
Desenvolvimento e análises de casos
120
Isto é conhecido como elevada retenção de solvente.
Costuma provocar sobrepressão no desolventizador, podendo a sua
vez afetar o extrator.
Usualmente reduz a temperatura de desolventizado, ou desloca
a curva de desolventizado, deixando um remanescente de hexano
no farelo que sai do DT superior à normal.
Neste caso, as possibilidades de auto-combustão do farelo no
sector de armazenagem se potenciam.
5 . Excessiva retenção de solvente no farelo.
Manejo de Riscos
121
• Dessolventização
• Abertura do extrator
• Sobrepressão
• Inundação e derrame
• Ruptura de selos
• Falhas diversas
Os Riscos na Extração e como dirigi-los
122
O principal risco está associado com o tipo de solvente empregado.
As operações normais ou previstas pelo desenhista e fabricante da
equipe de extração diminuem o risco a valores muito baixos.
Mas perante inconvenientes mecânicos, paradas, etc., se devem
especificar os procedimentos a empregar para que o risco de
acidentes siga estando sob controle. Obviamente um imprevisto pode
obrigar a manobras nada usuais e demanda um treinamento especial e
a direção ou supervisão de pessoal altamente qualificado
Dessolventização do extrator
123
A tarefa de dessolventização é programada e está, o deveria
estar, sob uma norma de seguridade. Esta tarefa é sugerida
pelo fabricante de acordo a una ampla experiência e não deve
ser modificada sem seu consentimento.
Em todo caso, se os passos para acrescentar ou modificar são
para ampliar a segurança do processo, devem sempre ser
combinadas entre o departamento de processo ou operações e
ou de seguridade de planta.
Os riscos na Extração e como dirigi-los
Abertura do extrator com carga e ingresso
sem desolventizado prévio
124
Em determinadas circunstancias, geralmente alheias à
operação normal, é necessário realizar a abertura do extrator.
Neste caso se deve prever a situação que incluirá a
participação do pessoal de seguridade, do supervisor de
produção, além do gerente responsável das ou gerente de
planta.
Uma experiência interessante é o que se conhece como
controle cruzado. Isto supõe que a pessoa que deve controlar
que o procedimento seja realizado segundo o combinado, não
autorize o ingresso.
A autorização estará a cargo de outra pessoa idônea.
Abertura do extrator com carga e ingresso
sem desolventizado prévio
125
Não se deve pôr em marcha o extrator estando este aberto.
Não se deve ingressar ao extrator com prolongações elétricas
ou portáteis "anti-explosivas". Existem exemplos que não o
recomendam.
Não se deve ingressar ao extrator com carregamento, sempre
que exista uma possibilidade de vaziado do mesmo, por mais
dificultosa que esta resulte e, sempre que o procedimento de
vaziado não incremente o risco.
O extrator deveria contar com um sistema de inércia que
permita a injeção de vapor direto ou CO2 para sufocar algum
provável incêndio.
Inundação e derrame do extrator até o
descarregamento
126
Neste caso, também é conveniente deter a marcha e
depois avaliar a solução.
Ao deter o extrator, é conveniente deter as bombas
de lavado.
Possivelmente tenha que corrigir o problema começando
pela preparação do mesmo e reduzindo o caudal de
material e de lavado , até superar o transe.
Ruptura de um selo mecânico das
bombas de lavado
127
Se deve deter a bomba em forma imediata e proceder
à substituição do selo.
Não é aconselhável, por nenhum motivo, operar com
bombas com selos defeituosos.
Podem dar lugar a um sobre esquentamento e em
conseqüência disso gerar um incêndio.
Bloqueio do sistema principal de transporte
do extrator
128
Este inconveniente não desejado está latente em forma
potencial.
Em condiciones normais não existe possibilidade de que
aconteça, mas desgracadamente, até os extratores
melhor concebidos, tem sofrido este tipo
de inconveniente.
Fora de discutir as causas, é importante ter em
claro que fazer no caso de ser necessário.
Bloqueio do sistema principal de
transporte do extrator
129
Alguns extratores são mais fáceis de esvaziar que outros
De todas maneiras se deve ter em conta o seguinte:
• É a tarefa de mais risco
• Se deve armar uma equipe de trabalho em forma coordenada
entre as áreas operativas, de manutenção e seguridade.
• A solução demanda muito tempo.
• É conveniente intercambiar opiniões com outras plantas,
se é possível, que estejam operando o mesmo extrator.
• Devem ter-se em conta os pontos citados
anteriormente em relação com a abertura do extrator
e do ingresso ao mesmo.
Incidência da qualidade física do
material no extrator
130
Definimos “Efeito Parede", ao fato inevitável de que todo solvente
que alcança a parede lateral do extrator se desliza pela mesma não
extraindo o material que se encontra por baixo.
Logicamente quanto mais largo e menos alto é o extrator, a
incidência deste efeito será menor (Crown)
Os espalhadores devem distribuir o solvente em forma equitativa
sobre a área prevista de lavado. Uma distribuição ruim e/ou um
material a extrair mal preparado produzem canalizações. Nestes
casos não se obtém um farelo homogêneo, e se detetarão porções
com baixa matéria graxa residual (0,5 % por exemplo) enquanto
outras excederão qualquer expectativa (até 4 %).
Incidência da qualidade física do
material no extrator
131
Aparentemente um extrator de leito profundo permite
uma maior distribuição de solvente nas capas inferiores
(De Smet, Krupp , French). No caso de leitos poucos
profundos isto deve ser suprido por una maior quantidade
de espalhadores (Crown).
Os extratores de leito profundo salientam as vantagens do
emprego do expander, enquanto que nos de leito pouco
profundo, praticamente não se recomenda o uso dos
mesmos. Por sua característica de alta permeabilidade,
nestes últimos o uso do expander não é necessário.
Manutenção do extrator
132
Entre os pontos importantes a controlar se encontram
os seguintes :
• Redutor de mando do extrator e do transporte que
recolhe e traslada o farelo extraído.
• Selos mecânicos dos eixos principais e do transporte que
recolhe e traslada o farelo .
• Transportes de farelo desgordurado.
• Rolamentos de eixos
• Verificação de visores e limpa visores.
• Distribuidores de material a extrair.
• Sensores de nível.
Manutenção do extrator
133
• Rascadores e cobre juntas laterais (quando existam)
• Selos e mecanismo do lava tapiz
• Bicos de lava visores e boquilhas de vapor direto (sistema de
seguridade por inércia)
•Espalhadores e suportes de rascadores de farelo (quando
existam)
• Estancamento das tulhas de lavado
• Selos mecânicos das bombas de lavado
• Válvulas de pressão - depressão (sistema de seguridade)
• Sistema de controle de pressão (PIC)
• Verificação de alienações de eixos de mando e tensor.
Manutenção do extrator
134
• Sistemas de alimentação do extrator, principalmente se deverá
controlar o desgaste da válvula eclusa, rolamentos e selos dos
sem fins e suas comportas de fechamento
• Sistema elétrico de iluminação (selos de conexões flexíveis,
etc.)
• Se bem parece obvio, é imprescindível a confecção de una
planilha onde se recolherão os detalhes a corrigir nas paradas de
manutenção programadas.
• Durante a parada e antes de pôr em marcha novamente a
instalação, se deve controlar se se tem levado a cabo a
totalidade de tarefas programadas com antecipação.
Não é novidade que os principais acidentes ocorram pelas falhas
elementares. Obstruções com trapos, falta de juntas,
braçadeiras cegas no removidas, tampas e tampões sem colocar.
Resumo Final Conclusões
135
A operação do extrator por solvente se converte em uma tarefa
cotidiana.
A diferença com uma tarefa rotineira reside nas possíveis
alternativas que nos presenta o material a extrair.
Esta operação demanda um treinamento continuo, que com
o tempo e a experiência, nos permite resolver os problemas
e as perturbações do sistema com maior solvência técnica.
De todas maneiras, não é bom um excesso de confiança, nem
permanecer em um estado de tensão.
O normal seria alcançar os conhecimentos necessários que nos
permitam operá-lo sem temor, mas ao mesmo tempo sem subestimar o risco
Onde obter mais informação
136
AOCS - Proceedings
Bernardini -Tecnologia de Ac. e Grasas
Bailee - Industrial Oil & Fat Products
Onde obter mais informação
137
A&G
- Revista - Livro 10 anos
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Principios da extracao por solvente

  • 1. Haga clic para modificar el estilo de título del patrón 1 TC 11 - FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO POR SOLVENTE HECTOR AUTINO – BUNGE ARGENTINA – Año 2013 Gentileza De Smet Argentina & Crown Iron Works 1
  • 2. 2 Vista Aérea Complexo Industrial Terminal 6 SA “Puerto General San Martín” – Argentina Crushing Capacidade : 19000 Ton/dia – Base Soja INTRODUCCION COMO SE LLEVA A CABO EL PROCESO FUNDAMENTOS DE LA EXTRACION DE LA SEMILLA TIPO DE extratorES PROBLEMAS e SOLUCIONES CONCLUSIONES
  • 3. 3 CONTEÚDOS Introdução Um pouco de história O solvente utilizado Microestrutura da soja Fundamentos de extração de semente Processo de extração por solvente Parâmetros Tipos de extratores Correção de problemas Manejo de irrigação Conclusões
  • 4. 4 Um pouco de História •O processo de extração foi utilizado pelos Egípcios(10.000 a.C) em sementes de Linho e Algodão. •Os Gregos e Romanos segundo a Bíblia extraíram óleo de azeitonas de acordo a depoimentos de Homero e Plínio. •O Monge Theophilus citou em “Schedula Diversarium” 1100 anos d.C, o uso do óleo de Linho em pinturas e vernizes. •Os Chineses 3000 anos a.C usaram óleo de Tung em pinturas, segundo escritos de Marco Pólo do ano 1275. •Até o Século XVI a produção de óleos se limitava a produção caseira.
  • 5. 5 Um pouco mais de História ………. •Durante o Século XIX foram introduzidas as primeiras prensas Hidráulicas melhorando a extração de óleo. •Em 1904 Anderson Internacional – USA- introduz as primeiras prensas continuas tipo “Expeller” •A primeira experiência com solvente para extrair óleo da Torta de prensa foi realizada por E.Deis a meados do Século XIX utilizando Sulfuro de Carbono >CS2 •A partir dos anos 50 se registra uma interessante evolução com a chegada de plantas contínuas de Extração por Solvente utilizando Hexano.
  • 6. 6 Outros antecedentes sobre processos de Extração …. • Uma vez conhecida a existência de óleo em algumas sementes com certo conteúdo de óleo, o problema ficou circunscrito a separar um líquido de um sólido. • Isto se realiza por : compressão ou por dissolução através do uso de solventes. • Existe uma conveniência do tipo econômico que na prática nos indica que se temos uma importante quantidade de matéria graxa a extrair, é conveniente reduzir a mesma (por compressão) antes da extração por solvente.
  • 7. 7 Outros antecedentes sobre processos de Extração …. • Historicamente os solventes empregados, foram aqueles disponíveis com capacidade de extrair o óleo ou a graxa, e que presentaram a menor quantidade de inconvenientes que sejam possíveis. • Entre os riscos inerentes ao solvente podemos citar: •Perigo de explosão e ataque químico das instalações •Toxicidade •Inconvenientes para "recuperá-lo e/ou eliminá-lo" depois do processo extrativo.
  • 8. 8 Outros antecedentes, agora sobre os solventes utilizados no processo de Extração …. Com relação aos solventes empregados através do tempo podemos citar os seguintes : Bisulfuro de carbono (1855), Tricloroetileno (1930 - 1950), Naftas de Petróleo e Hidrocarburos (pentano, hexano, e ciclohexano) (1920), Etanol e Etanol-Benzeno (1920) e finalmente o denominado Hexano Comercial (o Ponto de ebulição oscila entre 63-69 ºC) a partir de 1950. Este último é aquele que possui uma composição que se aproxima 50% de Normal Hexano, algo de Pentano, 2 Metil Pentano, 3 Metil Pentano, muito pouco de Heptano e traças de Benzeno.
  • 9. 9 Especificações acerca do Solvente utilizado Especificação comercial típica de hexano a ser usado na extração de óleo (resumo parcial extraído de JAOCS, volume 60, Nº 2, fevereiro 1983, 187A). Ponto mínimo de ebulição (primeira gota) 65.0 10 % destilado 67.1 50% destilado 67.7 90 % destilado 68.2 Máximo ponto de destilação (ponto seco) 70.0 n-Hexano % 45 - 70 Metil ciclo pentano % 10 - 25 Total n-hexano e Metil ciclo pentano % 60 - 80 Total 2- metil pentano; 2,3 dimetil butano; 3-metil pentano % 18 - 36 Máximo Ciclohexano % 2.5 Máximo Benzeno % 0.1
  • 10. 10 Getting to closely know Soybeans SOYBEAN MICROSTRUCTURE
  • 11. Haga clic para modificar el estilo de título del patrón 1111 Conhecendo a Soja por dentro MICROESTRUTURA DA SOJA
  • 12. 12 Lâmina de soja típica MICROESTRUCTURADA SOJA
  • 13. 13 Vamos fazer um zoom sobre a lâmina MICROESTRUCTURADA SOJA
  • 14. 14 Aprox. 18 celas espessura Estrutura celular da lâmina MICROESTRUCTURADA SOJA
  • 15. 15 Uma lâmina típica esta composta de 300 celas de diâmetro e 18 de espessura MICROESTRUCTURADA SOJA
  • 16. 16 Façamos um zoom sobre uma cela simples MICROESTRUCTURADA SOJA
  • 17. 17 Parede celular Corpos de óleo Corpos protéicos Carbohidratos, cinzas, etc. Cela DE SOJA TÍPICA MICROESTRUCTURADA SOJA
  • 18. 18 O óleo dentro de uma cela de soja consiste em milhões de pequenos corpos de óleo aderidos dentro da parede celular e fora dos corpos protéicos MICROESTRUCTURADA SOJA
  • 19. 19 Parede celular Corpos de óleo Corpos Protéicos Carbohidratos, cinzas, etc. CÉLULA DE SOJA TAMANHO REAL MICROESTRUCTURADA SOJA
  • 20. 20 Girassol prensado antes do processo de extração
  • 23. 23 Inside view of the Extractor during Expelled Sunflower washing
  • 24. 24 Visão do interior do extrator durante extração de óleo de soja
  • 25. 25 Flakes - Expanded Soybean - Soybean Mixture Flaked Expanded Mixture
  • 26. 26 Soja laminada e expandida Laminada Expandida
  • 27. 27 Mistura de soja laminada e expandida
  • 29. 29 ETAPAS QUE SE FAZEM NO PROCESSO DE EXTRAÇÃO Generalidades Para estudar o processo da extração do óleo com solvente, dividiremos a planta em vários setores (ver diagrama) -Extração ( do óleo) -Dessolventização (do farelo) -Destilação(miscela) -Condensação (dos gases) -Recuperação (do solvente) -Extração -Este é o processo no qual se extrai o óleo (das sementes, expeller, etc.) mediante solvente. -Dessolventização -O farelo que sai do extrator está impregnado com solvente o qual tem que recuperar (evaporar) pois o farelo não deve contê-lo. -Destilação -O óleo sai do extrator formando uma mistura (miscela) com o solvente, o qual se deve separar. Este processo se realiza na destilação. -Condensação -Os gases que provêm do desolventizador e a destilação se condensam para recuperar o hexano, o que será reutilizado na planta.
  • 30. 30 CONHECENDO AS ETAPAS DO PROCESSO EXTRATIVO Extração Pode dividir-se em três etapas, conforme o funcionamento do extrator: A- Embebido Nesta etapa o material é empapado pelo líquido, miscela (mistura de hexano e óleo). B- Lavado (extração) São as etapas em que se faz circular hexano e miscela através do material para realizar a extração propriamente dita. C-Drenagem É a etapa onde se deixa escorrer o hexano com o que se faz o último lavado para que o farelo tenha o menor conteúdo de solvente.
  • 31. 31 EMBEBIDO O processo de dissolução da extração se realiza em diferentes etapas, as que se descrevem em forma simplificada I- Impregnação No começo do processo, o solvente puro(ou em forma de miscelas) tem contato com o óleo que se encontra na superfície do material (expeller ou lâminas). Esta fase é muito rápida com respeito ao que dura o processo completo de extração. Na primeira etapa do extrato (A) Na tolva de alimentação (B) Numa equipe especial (C)
  • 32. 32 A DISOLUÇÃO Se pode ver na curva como a extração é muito veloz nos primeiros minutos. II- Dissolução Depois o hexano (ou miscela) penetra dentro dos capilares (condutos microscópicos ou submicroscópicos) do material. Este processo é lento e está regulamentado pelas leis da difusão. É um dos fatores limitantes da extração. O hexano que tem penetrado dissolve o óleo que se encontra dentro do material. O óleo dissolvido em hexano e que se encontra no interior do material é transportado à superfície das partículas. É um fenômeno como o anterior e se guia também pelas leis da difusão. A solução concentrada entra depois em contato com o solvente ou miscela do lavado. Até agora temos falado só de teoria, mas podemos compará-la com a experiência prática de todos os dias.
  • 33. 33 CONDICIONES MÍNIMAS INDISPENSÁVEIS PARA QUE O PROCESSO EXTRATIVO SE FAÇA Pensemos numa sacolinha de chá ou erva mate. Quando a colocamos em água quente, esta se escurece rapidamente. Se repetimos a operação em forma sucessiva e com a mesma sacolinha, veremos que a concentração diminui, o líquido obtido é cada vez mais claro e cada vez mais lento. É semelhante a curva que nos referimos anteriormente. Se vê na curva que a medida que avança o tempo, se tarda mais para extrair menos quantidade. O mesmo se pode comprovar com nosso experimento, sempre se pode dar algo de gosto à água pois o chá ou erva mate conservam algo de sua essência. Esta é a ração, voltando ao processo de extração, pela qual sempre fica algo de óleo residual no farelo. Para extrai-lo tudo se necessitaria um extrator de longitude infinita. A extração é economicamente rentável até deixar uma certa porcentagem do óleo no farelo. Além disso tem que considerar que junto com o óleo se extrai outros produtos (tais como ceras no girassol). Estes produtos são mais difíceis de extrair do que o óleo, além de ser prejudiciais para processos posteriores. Por isto também não convêm uma extração total
  • 34. 34 CURVA DO PROCESSO EXTRATIVO MATERIA GRAXA vs TEMPO
  • 35. 35 VAMOS DEFINIR O QUE SIGNIFICA DEFEITO DE ESMAGAMENTO E DEFEITO DE EXTRAÇÃO? •“Defeito de esmagamento” é um valor analítico que nos indica como tem sido realizada a preparação do material no processo prévio à extração, e que a sua vez está diretamente relacionado acerca de como tem sido a ruptura da parede celular para liberar as células oleíferas. •Por sua parte, Defeito de Extração, é a matéria graxa que não é possível de extrair através do processo propriamente dito e que a sua vez resulta de restar ao ROC ( Matéria graxa residual o farelo que sai do extrator), o “Defeito de Esmagamento” ou “Milling Defect”. Matéria Graxa Total – Defeito de Esmagamento = Defeito de Extração
  • 36. 36 FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO POR SOLVENTE PROCESSO DE EXTRAÇÃO POR SOLVENTE
  • 37. 37 1.O processo começa quando a lâmina é rodeada por um banho de solvente Lâmina de soja Banho de solvente FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO POR SOLVENTE
  • 38. 38 2. O solvente se difunde através da parede celular atravessando as capas celulares FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO POR SOLVENTE
  • 39. 39 3.O solvente ingressa às células e consegue entrar em solução com o óleo formando una miscela FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO POR SOLVENTE
  • 40. 40 4.Se incrementa a pressão dentro das celas e uma porção da miscela começa a migrar até o exterior FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO POR SOLVENTE
  • 41. 41 5. A miscela se difunde até celas vizinhas FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO POR SOLVENTE
  • 42. 42 6. Os processos de difusão, dissolução e pressurização internos e externos continuam alcançando o centro das lâminas FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO POR SOLVENTE
  • 43. 43 7. …e depois volta a migrar até o banho de solvente que rodeia as lâminas FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO POR SOLVENTE
  • 44. 44 FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO POR SOLVENTE 8. A miscela que flui, incrementa a concentração de óleo em solvente do banho que rodeia a lâmina, formando um banho de miscela a seu redor.
  • 45. 45 9. O processo continua com miscela pobre que ingressa e miscela rica que sai FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO POR SOLVENTE
  • 46. 46 10. O processo se completa quando a concentração da miscela dentro das celas alcança equilíbrio com a concentração do banho de miscela que circunda à lâmina. Lâmina extraída Banho de miscela FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO POR SOLVENTE
  • 47. 47 FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO POR SOLVENTE PARÂMETROS
  • 48. 48 1.Tempo de contato 2.Espessura da lâmina 3.Temperatura 4.Fluxo de miscela 5.Retenção de solvente 6.Número de etapas FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO POR SOLVENTE
  • 49. 49 FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO POR SOLVENTE TEMPO DE CONTATO O processo de extração pode ter lugar desde todas as posições de cada partícula da capa de material. O tempo de contato é o tempo em que a lâmina é impregnada e lavada por miscela, não somente o tempo em que permanece no extrator É muito importante alagar o material em solvente ou miscela em cada etapa para maximizar o tempo de contato.
  • 50. 50 60% ÁREA ABERTA 30% AREA ABERTA FUGA DE GASES PERCOLAÇÃO INMERSÃO CONTATO POBRE CONTATO BOM ALAGAMENTO OPERAÇÃO IDEAL 100% DE TEMPO DE CONTATO FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO POR SOLVENTE
  • 51. 51 FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO POR SOLVENTE TEMPO DE CONTACTO Com uma espessura de lâmina de 0.38mm e 60 °C, o tempo de contato para alcançar o equilíbrio é de aproximadamente 5 minutos. Se o tempo de contato em alguma das etapas do processo de extração é insuficiente não alcançaremos o equilíbrio e a matéria graxa final no farelo aumentará.
  • 52. 52 FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO POR SOLVENTE ESPESSURA DA LÂMINA Quanto menor é a espessura da lâmina, menor será o tempo de contato para alcançar o equilíbrio. Se a espessura da lâmina é 2.5% maior, estaremos adicionando aproximadamente 2kwh por tonelada de energia para conseguir completar o processo de extração e os custo de operação aumentarão.
  • 53. 53 FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO POR SOLVENTE ESPESSURA DA LÂMINA Se a espessura da lâmina é 25% menor , a passagem de miscela através do leito diminui em aproximadamente 50%. Em síntese, as lâminas com 0.35/0,38 mm de espessura são o ideal para alcançar o equilíbrio em 5 minutos do tempo de contato e com um mínimo custo operacional , quando se opera com um extrator de leito profundo operando por percolação e/ou imersão. Enquanto os extratores de leito pouco profundo requerem uma espessura de lâminas algo inferior e na ordem de 0,3mm.
  • 54. Simulação do Processo ExtrativoSimulação do Processo Extrativo 54
  • 55. Percorrido da Gota dePercorrido da Gota de MiscelaMiscela em virtudeem virtude de altura de massa e o tipo de materialde altura de massa e o tipo de material QueQue Benefícios aporta o Sistema de Irrigação preferencial ?Benefícios aporta o Sistema de Irrigação preferencial ? 55 Avance do material Tremonhas
  • 56. 56 FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO POR SOLVENTE TEMPERATURA É recomendável utilizar a maior temperatura possível, já que desta maneira alcançaremos o equilíbrio com a miscela que rodeia as celas rapidamente. O hexano tem uma categoria de evaporação que vai desde 63 a 69°C e o extrator deve trabalhar cerca do ponto de ebulição do hexano, se a temperatura é excessiva corremos o risco de sobrepressurizar o extrator e em conseqüência perder hexano.
  • 57. 57 FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO POR SOLVENTE MG Residual & Temperatura de Extracción 0,5 0,75 1 30 40 50 60 °C %MG Extração
  • 58. 58 FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO POR SOLVENTE Tiempo de Extracción & Temperatura a igual MG Residual 10 30 50 70 90 25 30 35 40 45 50 55 60 °C Minutos 0,7 % MG 0,6 % MG 0,5 % MG Tempo de Extração & Temperatura igual MG residual
  • 59. 59 É a quantidade de miscela que é capaz de atravessar o leito do material. A preparação do material tem um rol preponderante neste sentido FLUXO DA MISCELA Expandido de boa qualidade 40/50m3/m2/h V= 0.6m/min. Lâmina de boa qualidade espessura 0.38mm 25m3/m2/h V= 0.4m/min. Lâmina de pobre qualidade espessura 0.3mm 17m3/m2/h V= 0.3m/min. FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO POR SOLVENTE
  • 60. 60 MG Residual & Velocidad de Percolación 0,3 0,4 0,5 0,6 10 15 20 25 30 m3/h/m2 %MG Matéria Graxa Residual no Farelo extraído em virtude ao Caudal de miscela de lavado MG Residual & Velocidade de Percolação
  • 61. 61 FLUXO DE MISCELA Em cada etapa de extração de miscela deve circular pelo menos um ciclo por etapa para alcançar o equilíbrio. As tolvas que recolhem a miscela embaixo do leito do material devem estar corretamente localizadas de maneira tal que não se produza contaminação de miscela rica com miscela pobre porque se isto ocorre o residual de óleo no farelo será maior. FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO POR SOLVENTE
  • 62. 62 FLUXO DE MISCELA A diminuição da umidade superficial da lâmina se consegue através de uma correta aspiração nos moinhos laminadores e um bom secado de material expandido, estes fatores melhoram o fluxo de miscela no extrator. Um secado uniforme de material em processo minimiza a quantidade de finos que vão ao extrator, outros fatores importantes são o atemperado (tempering) do material antes da preparação e um quebrado adequado. Todos estes fatores melhoram o fluxo da miscela durante o desenvolvimento do processo extrativo. FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO POR SOLVENTE
  • 63. 63 RETENÇÃO DE SOLVENTE O valor típico de retenção para o material laminado de soja se situa entre 30% e 35 % . A menor retenção de hexano no farelo que vai ao DT e o menor conteúdo de óleo no solvente que ingressa ao extrator, serão fatores preponderantes para diminuir o residual de hexano no farelo depois do DT . FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO POR SOLVENTE
  • 64. 64 RETENÇÃO DE SOLVENTE Um tempo adequado de drenagem no extrator é o custo mais efetivo para minimizar a retenção de solvente. O incremento da porcentagem de material expandido com relação ao laminado incrementa a porcentagem de ruptura da parede celular e reduz a retenção de solvente até 24/28%. Mas os expanders incrementam o custo operacional da preparação. FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO POR SOLVENTE
  • 65. 65 Influência da retenção de hexano na saída do Extrator em virtude à proporção Collets em Lâmina RETENÇÃO DE SOLVENTE 35 30 25 20 0% 25% 50% 75% 100% %hexano % de Collets em Lâminas
  • 66. 66 NÚMERO DE ETAPAS Na teoria, se um extrator a contracorrente alcança o equilíbrio em 4 etapas, ele pode dirigir uma concentração não superior de 1% em miscela pobre, 25% será a concentração de full miscela e 0.5% o residual de óleo em lâminas. O ideal são pelo menos 5 etapas, o incremento de número de etapas melhorará o fator de seguridade, mas a sua vez incrementará os custos de energia de bombeio e manutenção. FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO POR SOLVENTE
  • 67. 67 FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO POR SOLVENTE Rendimiento & N° Etapas 1 10 100 1 10N° Etapas %MGResidual& Inicial Rendimento
  • 68. 68 Analisemos agora os por quê … da Matéria Graxa Residual do farelo elevado
  • 69. Que esperamos de um Extrator ? 69 Um bom extrator deve contar com as seguintes características: • Extrair todo o óleo da semente empregando uma relação solvente/semente, razoável. Esta última quantidade se entende razoável quando se usa uma Kg. de solvente por Kg. de material para extrair. • Ser mecanicamente resistente, de forma de operar um ano seguido sem manutenção. • Operar em forma simples e automática. • Produzir uma quantidade mínima de finos nos sólidos em Miscela. • Conseguir o mínimo residual de matéria graxa possível no farelo extraído . Se devemos diferenciar os extratores por sua forma de operar, temos dois tipos bem definidos: os que operam por imersão e os que o fazem por percolação
  • 70. FUNDAMENTOS DA EXTRAÇÃO POR SOLVENTE • Tipos de extratores • Alimentadores • Transporte de farelo • Elementos de seguridade • Sistemas auxiliares • Riscos operativos
  • 71. Tipos de extratores • Imersão • Percolação
  • 72. Extratores que operam por Imersão 72 Neste extrator os sólidos são agitados por imersão no solvente. Neste caso o material de característica pulverulento, é bem extraído ao estar submergido totalmente no solvente, dado o elevado contato que existe entre ambos. A concentração de solvente não é tão crítica e a afetação sobre a matéria graxa residual final, como no sistema de percolação. O principal inconveniente deste sistema é a separação de material particulado (finos) da miscela. Geralmente demanda a instalação de equipes auxiliares, como por exemplo hidrociclones e filtros. São exemplos deste tipo o De Smet “Reflex”, Lurgi ,e o Crown Modelo IV.
  • 73. Extratores que operam por Percolação 73 Neste sistema o solvente percola através do leito de material a extrair. O contato do solvente com o material pode ser continuo ou por etapas. No caso de etapas, é possível a drenagem entre cada uma delas. Sempre se trata de conseguir uma operação o mais próxima possível à de contracorrente. Neste caso se requere uma porosidade do material que permita a fluidez do solvente. Isto requere uma adequada preparação do material (Laminado, Expandido ou Expeller).
  • 74. Mais sobre os Extratores por Percolação….. 74 O material atua como filtro natural da miscela e em geral não se requerem equipes auxiliares para a clarificação da mesma. A drenagem natural por gravidade, faz com que a quantidade de solvente no farelo extraído seja menor que no caso dos extratores que operam por imersão. Esta vantagem se vê refletida no solvente residual e em uma menor demanda de energia térmica e vapor direto depois da extração do solvente. Estes extratores são muito difundidos na atualidade dado que se adaptam a grandes capacidades de produção.
  • 78. Extrator De SmetExtrator De Smet -- PercolaPercolaççãoão 78
  • 79. 79 Corte Típico do Extrator de leito profundo
  • 80. Os Extratores Krupp e De Smet Reflex operam por Imersão
  • 81. 81 Corte Típico do Extrator tipo Carrousel (Reflex) – Piso Fixo
  • 82. EXTRATOREXTRATOR RotocellRotocell rebatidorebatido mostrando seu funcionamentomostrando seu funcionamento 82
  • 83. 83 Benefícios destacados por De Smet para o Extrator Reflex – Deep Bed Piso Autolimpante de Aço Inoxidável com 30 % de área aberta e 2mm de abertura entre barras
  • 84. 84 Benefícios destacados por De Smet para o Extrator Reflex – Deep Bed As 2/3 partes do peso descarrega sobre um rolamento esférico de baixo coeficiente de fricção com o qual reduz consideravelmente a potencia aplicada > isto equivale a 1/5 parte da que se aplica em extratores de leito pouco profundo.
  • 85. 85 Benefícios destacados por De Smet para o Extrator Reflex – Deep Bed Baixa potencia aplicada e mando de acoplamento direto
  • 86. 86 Benefits highlighted by DeSmet for the Deep-bed Reflex Extractor Heavy-duty rack and pinion drive that avoids using chains and minimizes maintenance
  • 90. 90 Extrator Lurgi que opera por percolação e imersão
  • 91. Definição1 : Menos de 1 metro de altura de material : • A menor altura possibilita um melhor escorrido do material e a maior velocidade = Menor tempo requerido para cada etapa de lavado e menor quantidade de farelo em processo. • Menor pressão hidráulica sobre o material em processo e menor dano às lâmina frágeis. Segundo Crown uma altura de material de 3 metros exerce una força equivalente a 2400 kg/m2 , sobre as lâmina depositadas na parte inferior do extrator ! • Maior uniformidade e menor pressão = maior uniformidade e melhor escorrido > menor % hexano ao DT • Leito Pouco Profundo = maior área superficial e mais lavado. • Menor quantidade de finos por m2 de superfície = melhor drenagem através do leito. 91 O que significa SHALLOW BED?
  • 92. O que significa leito Pouco Profundo ? Definição 2 : Pouca profundidade e maior longitude relação > L/D maior que 20:1 • Menor ou quase nula possibilidade de mistura de miscelas nas diferentes etapas . • Menor possibilidade de canalização do material e exclui a necessidade de preparar um Slurre para alimentar a equipe. • Melhor controle do nível de material , menor variação na altura da capa. • O material pode ser lavado nas duas fases já que quando toma a curva muda de posição. • Apto para operar com laminado de Soja em virtude de sua baixa altura de capa, melhora a percolabilidade do leito. 92
  • 93. 93 Desenho de Extratores de leito Pouco Profundo Desenho Crown Iron Work – USA
  • 94. 94 As vantagens que destaca Crown O material é lavado por cima e embaixo e também muda de posição
  • 95. 95 As vantagens que destaca Crown O material é descarregado com mais facilidade e homogeneidade Em virtude de sua espessura menor de massa
  • 96. 96 Model II Crown Extractor
  • 98. 98 View of Chain Drive Sprockets in Crown Extractor
  • 99. 99 Crown Extractor - 10000 ton/day Expanded Soybean
  • 100. 100 Internal View of Shallow Bed Crown Extractor
  • 101. 101 Crown salienta que ao operar com menor altura de capa a drenagem se leva a cabo em menos tempo Enquanto que o residual de Hexano no farelo é menor
  • 102. 102 Elementos a considerar na alimentação e descarregamento do Extrator Transporte de material Extrator Sem fim Tampa
  • 103. 103 Alimentador de roscas múltiples desenho Lurgi Eixo do misturador Extrator LURGI Vista desde a tolva de ingresso Sem finsalimentadores Tolva de ingresso do extrator Tolva receptora
  • 104. 104 Alimentador Impregnador De Smet Extrator DE SMET Tolva do impregnador Tolva do Extrator Impregnadocom Miscela Sem finsAlimentadorese de Impregnação Controles de nível Válvula Rotativa
  • 105. 105 Alimentador tipo Sem fim com Tampa Roscada É o alimentador mais comum e geralmente possui clapeta de fechamento, no extremo de descarregamento. É um alimentador muito simples e de baixo custo de manutenção, por mais que as vezes produz uma ruptura mecânica do material a extrair, que em alguns casos afeta a extração. Embora esteja bem dimensionado, não resulta um selo eficaz dos gases de hexano perante uma parada do extrator.
  • 106. Alimentador através do uso de Válvula Rotativa 106 Este tipo de alimentador tem sido empregado de maneira tradicional na alimentação do extrator. Mantém os inconvenientes de distribuição que se associam à quantidade de bocas de distribuição. 0u seja, só uma válvula é equivalente a um só sem fim, por mais que esta equipe não deteriore o material ingressante, sua capacidade de selagem não é a ideal. Na atualidade sua utilização não é habitual e tem sido deslocada pela tampa roscada.
  • 107. Descarregamento do Extrator - Conceitos e Estilos - 107 O descarregamento do extrator está conformado por uma tolva e alguns elementos auxiliares que cumprem distintas funções segundo o extrator em questão. São várias as opções para resolver neste ponto. Descarregamento direto sobre um transportador horizontal- vertical (Z), este estilo tem sido adotado por Crown em seu extrator de leito pouco profundo já que o descarregamento é constante e de menor volume. Descarregamento sobre um sem fim de velocidade constante. Descarregamento sobre um sem fim de passo variável velocidade controlada.
  • 108. Descarregamento do Extrator ( Continuação ) 108 O sem fim de passo variável garante um deslocamento sem sobrecargas. Ele mesmo faz as vezes de selagem entre o extrator e o D.T. Para conseguir uma selagem quase permanente, se forneceu de um mecanismo capaz de variar a velocidade de sem fim, e que pode ser ajustado manualmente ou automaticamente. As equipes mais desenvolvidas, vinculam a carga da tolva coletora de farelo com o variador de velocidade do sem fim; por meio do sensado do nível da tolva.Neste caso a selagem entre o extrator e o D.T. é o máximo possível, sem a necessidade de contar com a instalação de una válvula rotativa na alimentação do D.T
  • 109. Descarregamento do Extrator ( Continuação ) 109 Em geral diríamos, que existe um transporte mecânico que recolhe o farelo extraído e o movimenta até o desolventizador (D.T) Como elementos auxiliares, podemos mencionar os rascadores de farelo aderido ao tapiz do extrator. Segundo o tipo de extrator e tolva de descarregamento esses elementos variarão em seu desenho, podendo encontrar-se: Rotativos Estáticos
  • 110. Limpeza do tapiz do Extrator 110 Esta equipe se emprega em alguns extratores para manter limpo o suporte do material a extrair. E alguns extratores como o De Smet, este lavador tem ido mutando seu aspecto ao longo do tempo, sendo o atual de tipo retrátil, móvel, com uma vazão e pressão maior se se o compara com os anteriores de tipo estáticos.
  • 111. Depuração da Miscela através do uso de Hidro ou Multiciclones 111 Este elemento separa em forma dinâmica as partículas sólidas (finos) da miscela. Esta equipe é muito útil quando se emprega um suporte de leito de tipo fixo como no caso dos extratores Crown , De Smet tipo Reflex , Lurgi e o atual empregado por De Smet, e conhecido genericamente como Wedge-bar. Este tipo de suporte que possui uma separação (ou luz) maior àquele das telas metálicas de 30 mesh utilizadas no passado, este sistema wedge-bar permite uma melhor percolação dado que a mesma alcança em casos como no extrator tipo Reflex os 2 mm. Sua importância é superlativa quando se empregam expanders na preparação. O multiciclone é a combinação de vários ciclones. Neste caso se opera a una pressão maior e a separação de finos é mais eficiente.
  • 112. Depuração daDepuração da miscelamiscela através do uso deatravés do uso de HidrocicloneHidrociclone 112
  • 113. Sistemas Auxiliares: Controle de Nível da Tulha de Alimentação do Extrator 113 Este nível é necessário para garantir uma selagem com material na tolva de alimentação. Durante muito tempo o controle de nível mais comum foi o rotativo, que se encontra na franca desaparição por ser pouco confiável e não poder vincular-se com um sinal continuo que permita a variação de velocidade do extrator. Atualmente se encontra muito difundido o sensor que emprega uma fonte radioativa. Também estão sendo empregados com sucesso sistemas que operam sob os princípios de ultra-sonido ou radar. Este último é de aceitável precisão e está substituindo aquele de raios gama.
  • 114. Vínculos que explicam o por quê dos problemas ou defeitos na Extração por Solvente 114 • MG de farelo <> umidade, Espessura de lâmina • Perdas de Solvente <> Tª e Pressão • Perdas de Solvente <> Vazão de ar • Perdas de Solvente <> Selagem
  • 115. Correção de Problemas na Extração por Solvente 115 • Paradas imprevistas e colocar em marcha a instalação • Desmoronamento e inundação por excessos na retenção de solvente • Sobrepressão • Presença de Água no farelo • Excessiva retenção de solvente no Lex. • Elevado conteúdo de óleo residual no farelo
  • 116. Correção de problemas Desenvolvimento e análises de casos 116 1. Paradas imprevistas e colocar em marcha Atuar com calma e verificar os elementos de segurança inerentes à operação da extração. Uma situação provável é aquela de cortes de energia elétrica, para estes casos se deve seguir o procedimento previsto pelo fabricante; que inclui cortes de subministro de vapor e manter a refrigeração dos condensadores. Outro caso é o gerado pela detenção dos transportes que retiram o farelo sem graxa. Por esta causa a destilaria deveria demandar um controle imediato, com redução de fluxo e de ser necessário interrupção. Em quanto ao extrator é importante verificar que não se produza uma perda de selo na tolva de alimentação, por compactação do material ou falhas no controle de nível.
  • 117. Correção de problemas Desenvolvimento e análises de casos 117 2. Desmoronamento do material e/ou inundação. As vezes se produz este fenômeno por excesso na retenção de solvente sobre a massa laminada ou no expeller, e falta de percolação, fundamentalmente no sector de escorrido. Este problema é mais notório em alguns extratores, mas de todas formas está vinculado com a qualidade física do material a extrair e os finos que podem produzir um bloqueio da superfície do leito. Neste caso falaríamos de inundação. Se os finos tampam o suporte ou piso do extrator, sobre saturam o material e produzem uma canalização por sobrepressão hidráulica. Usualmente se geram circulações de solvente ou miscela, não desejadas sobre as paredes do extrator (válido para qualquer tipo de extrator) e no selo entre a tolva de alimentação e o piso ou suporte do extrator (De Smet LM).
  • 118. Correção de problemas Desenvolvimento e análises de casos 118 3. Sobrepressões: Entrada abrupta de ar. Por ruptura de visores, perda de selo na tolva de alimentação, ou abertura de alguma válvula de segurança do tipo pressão - depressão. Perda de selo no descarregamento de farelo extraído. Neste caso o desolventizador pode provocar a sobrepressão do extrator. Falha no sistema de controle de depressão do extrator. Ingresso de material com temperatura mais elevada que a normal, principalmente quando se processa expeler de prensas. Falha no sistema de condensação de gases gerados por evaporação de miscela do extrator, quando o condensador esteja instalado. • Ingresso anormal de ar ou falhas no sistema de absorção de solvente no ar através do circuito de recuperação com óleo mineral (MOS).
  • 119. Correção de problemas Desenvolvimento e análises de casos 119 Esta situação provoca uma extração ruim da matéria graxa, além de um escorrido deficiente do solvente impregnado no material, fugas de solvente à tolva de descarregamento, obstrução no descarregamento do extrator e a sua vez no transporte do Lex ao DT, além de uma desolventização imperfeita do farelo no DT. Qualquer obstrução pode forçar a uma abertura do extrator, fato de muito risco, e que desgraçadamente em alguns casos tem provocado incêndios e explosões. 4. Presença de água no farelo em processo de Extração
  • 120. Correção de problemas Desenvolvimento e análises de casos 120 Isto é conhecido como elevada retenção de solvente. Costuma provocar sobrepressão no desolventizador, podendo a sua vez afetar o extrator. Usualmente reduz a temperatura de desolventizado, ou desloca a curva de desolventizado, deixando um remanescente de hexano no farelo que sai do DT superior à normal. Neste caso, as possibilidades de auto-combustão do farelo no sector de armazenagem se potenciam. 5 . Excessiva retenção de solvente no farelo.
  • 121. Manejo de Riscos 121 • Dessolventização • Abertura do extrator • Sobrepressão • Inundação e derrame • Ruptura de selos • Falhas diversas
  • 122. Os Riscos na Extração e como dirigi-los 122 O principal risco está associado com o tipo de solvente empregado. As operações normais ou previstas pelo desenhista e fabricante da equipe de extração diminuem o risco a valores muito baixos. Mas perante inconvenientes mecânicos, paradas, etc., se devem especificar os procedimentos a empregar para que o risco de acidentes siga estando sob controle. Obviamente um imprevisto pode obrigar a manobras nada usuais e demanda um treinamento especial e a direção ou supervisão de pessoal altamente qualificado
  • 123. Dessolventização do extrator 123 A tarefa de dessolventização é programada e está, o deveria estar, sob uma norma de seguridade. Esta tarefa é sugerida pelo fabricante de acordo a una ampla experiência e não deve ser modificada sem seu consentimento. Em todo caso, se os passos para acrescentar ou modificar são para ampliar a segurança do processo, devem sempre ser combinadas entre o departamento de processo ou operações e ou de seguridade de planta. Os riscos na Extração e como dirigi-los
  • 124. Abertura do extrator com carga e ingresso sem desolventizado prévio 124 Em determinadas circunstancias, geralmente alheias à operação normal, é necessário realizar a abertura do extrator. Neste caso se deve prever a situação que incluirá a participação do pessoal de seguridade, do supervisor de produção, além do gerente responsável das ou gerente de planta. Uma experiência interessante é o que se conhece como controle cruzado. Isto supõe que a pessoa que deve controlar que o procedimento seja realizado segundo o combinado, não autorize o ingresso. A autorização estará a cargo de outra pessoa idônea.
  • 125. Abertura do extrator com carga e ingresso sem desolventizado prévio 125 Não se deve pôr em marcha o extrator estando este aberto. Não se deve ingressar ao extrator com prolongações elétricas ou portáteis "anti-explosivas". Existem exemplos que não o recomendam. Não se deve ingressar ao extrator com carregamento, sempre que exista uma possibilidade de vaziado do mesmo, por mais dificultosa que esta resulte e, sempre que o procedimento de vaziado não incremente o risco. O extrator deveria contar com um sistema de inércia que permita a injeção de vapor direto ou CO2 para sufocar algum provável incêndio.
  • 126. Inundação e derrame do extrator até o descarregamento 126 Neste caso, também é conveniente deter a marcha e depois avaliar a solução. Ao deter o extrator, é conveniente deter as bombas de lavado. Possivelmente tenha que corrigir o problema começando pela preparação do mesmo e reduzindo o caudal de material e de lavado , até superar o transe.
  • 127. Ruptura de um selo mecânico das bombas de lavado 127 Se deve deter a bomba em forma imediata e proceder à substituição do selo. Não é aconselhável, por nenhum motivo, operar com bombas com selos defeituosos. Podem dar lugar a um sobre esquentamento e em conseqüência disso gerar um incêndio.
  • 128. Bloqueio do sistema principal de transporte do extrator 128 Este inconveniente não desejado está latente em forma potencial. Em condiciones normais não existe possibilidade de que aconteça, mas desgracadamente, até os extratores melhor concebidos, tem sofrido este tipo de inconveniente. Fora de discutir as causas, é importante ter em claro que fazer no caso de ser necessário.
  • 129. Bloqueio do sistema principal de transporte do extrator 129 Alguns extratores são mais fáceis de esvaziar que outros De todas maneiras se deve ter em conta o seguinte: • É a tarefa de mais risco • Se deve armar uma equipe de trabalho em forma coordenada entre as áreas operativas, de manutenção e seguridade. • A solução demanda muito tempo. • É conveniente intercambiar opiniões com outras plantas, se é possível, que estejam operando o mesmo extrator. • Devem ter-se em conta os pontos citados anteriormente em relação com a abertura do extrator e do ingresso ao mesmo.
  • 130. Incidência da qualidade física do material no extrator 130 Definimos “Efeito Parede", ao fato inevitável de que todo solvente que alcança a parede lateral do extrator se desliza pela mesma não extraindo o material que se encontra por baixo. Logicamente quanto mais largo e menos alto é o extrator, a incidência deste efeito será menor (Crown) Os espalhadores devem distribuir o solvente em forma equitativa sobre a área prevista de lavado. Uma distribuição ruim e/ou um material a extrair mal preparado produzem canalizações. Nestes casos não se obtém um farelo homogêneo, e se detetarão porções com baixa matéria graxa residual (0,5 % por exemplo) enquanto outras excederão qualquer expectativa (até 4 %).
  • 131. Incidência da qualidade física do material no extrator 131 Aparentemente um extrator de leito profundo permite uma maior distribuição de solvente nas capas inferiores (De Smet, Krupp , French). No caso de leitos poucos profundos isto deve ser suprido por una maior quantidade de espalhadores (Crown). Os extratores de leito profundo salientam as vantagens do emprego do expander, enquanto que nos de leito pouco profundo, praticamente não se recomenda o uso dos mesmos. Por sua característica de alta permeabilidade, nestes últimos o uso do expander não é necessário.
  • 132. Manutenção do extrator 132 Entre os pontos importantes a controlar se encontram os seguintes : • Redutor de mando do extrator e do transporte que recolhe e traslada o farelo extraído. • Selos mecânicos dos eixos principais e do transporte que recolhe e traslada o farelo . • Transportes de farelo desgordurado. • Rolamentos de eixos • Verificação de visores e limpa visores. • Distribuidores de material a extrair. • Sensores de nível.
  • 133. Manutenção do extrator 133 • Rascadores e cobre juntas laterais (quando existam) • Selos e mecanismo do lava tapiz • Bicos de lava visores e boquilhas de vapor direto (sistema de seguridade por inércia) •Espalhadores e suportes de rascadores de farelo (quando existam) • Estancamento das tulhas de lavado • Selos mecânicos das bombas de lavado • Válvulas de pressão - depressão (sistema de seguridade) • Sistema de controle de pressão (PIC) • Verificação de alienações de eixos de mando e tensor.
  • 134. Manutenção do extrator 134 • Sistemas de alimentação do extrator, principalmente se deverá controlar o desgaste da válvula eclusa, rolamentos e selos dos sem fins e suas comportas de fechamento • Sistema elétrico de iluminação (selos de conexões flexíveis, etc.) • Se bem parece obvio, é imprescindível a confecção de una planilha onde se recolherão os detalhes a corrigir nas paradas de manutenção programadas. • Durante a parada e antes de pôr em marcha novamente a instalação, se deve controlar se se tem levado a cabo a totalidade de tarefas programadas com antecipação. Não é novidade que os principais acidentes ocorram pelas falhas elementares. Obstruções com trapos, falta de juntas, braçadeiras cegas no removidas, tampas e tampões sem colocar.
  • 135. Resumo Final Conclusões 135 A operação do extrator por solvente se converte em uma tarefa cotidiana. A diferença com uma tarefa rotineira reside nas possíveis alternativas que nos presenta o material a extrair. Esta operação demanda um treinamento continuo, que com o tempo e a experiência, nos permite resolver os problemas e as perturbações do sistema com maior solvência técnica. De todas maneiras, não é bom um excesso de confiança, nem permanecer em um estado de tensão. O normal seria alcançar os conhecimentos necessários que nos permitam operá-lo sem temor, mas ao mesmo tempo sem subestimar o risco
  • 136. Onde obter mais informação 136 AOCS - Proceedings Bernardini -Tecnologia de Ac. e Grasas Bailee - Industrial Oil & Fat Products
  • 137. Onde obter mais informação 137 A&G - Revista - Livro 10 anos
  • 138. MuchasMuchas Gracias !Gracias ! MuitoMuito Obrigado !