DESCRIPCION DETALLADA DEL PROCESO DE EXTRACCION DE ACEITE DE PALMA MEJORADO

 Francisco Claver Delgado Rodriguez

Marzo 16 de 2014


 LISTA DE EQUIPOS - Proceso Mejorado

1.      RECEPCIÓN DE FRUTA

 

La recepción consiste en el pesaje  del camión cargado de fruta al entrar a las instalaciones de la planta, lo que permite tener un control diario sobre la materia prima disponible para procesar y efectuar el pago a los proveedores. Los camiones o volquetas desalojan los racimos en las tolvas que se tienen dispuestas de acuerdo a la orden de llegada, y el operario encargado de manejar las compuertas dispone la forma de llenado de los vagones y el envío al esterilizador o autoclave.

La báscula también tiene su importancia en el registro de los pesos de: aceite crudo de palma, aceite de palmiste, torta de palmiste, fertilizantes, etc. (Es definitivamente el punto de control de entradas y salidas de la planta extractora).

 

Para nuestro proceso se realiza en primera instancia en la báscula, donde se registra el peso de la fruta que ingresa a la planta extractora, mediante una bascula tipo camionera con capacidad hasta 60 toneladas.

 

Seguidamente se descarga la fruta en las tolvas de recepción de fruta, que poseen rejillas que permiten retirar gran parte de las impurezas que llegan con la fruta del campo y mediante compuertas operadas hidráulicamente facilitan la evacuación de la fruta al redler que lleva la fruta a la fracturadora de racimos.

 

 

2.      ESTERILIZACIÓN MEJORADA

 

El proceso de esterilización consiste en el sometimiento del fruto cosechado a condiciones elevadas de temperatura y presión de vapor saturado durante un tiempo determinado.

 

Los objetivos de la esterilización dentro del proceso de extracción del aceite de palma mejorado son:

 

1-Evitar el aumento en la acidez del aceite crudo obtenido.

 

2-Permitir el ablandamiento del mesocarpio del fruto y la ruptura de las celdas que contienen el aceite, permitiendo un porcentaje de extracción elevado.

 

3-Coagulación de proteínas, evitando formación de emulsiones que impiden una clarificación  ideal.

 

4-Soltar la almendra dentro de la cascara para facilitar la posterior recuperación de las almendras.

 

En el caso de la esterilización mejorada, el proceso cambia con respecto a proceso convencional, porque desaparecen los rieles, vagones de esterilización, cabrestantes, volteador de vagones  y la misma desgranadora de fruta.

La fruta proveniente de las tolvas de recepción, usando un transportador tipo de cadena de arrastre (redler) pasa primero por una fracturadora de racimos que parte en varios pedazos los racimos de fruta, a una velocidad tal que no lastima los frutos que contienen el aceite. Con el propósito de minimizar el incremento de la acidez (AGL) del aceite producido, se aplica vapor directo a la descarga de la fracturadora.

Entre la fracturadora y la desgranadora hay una parrilla que permite sacar los frutos sueltos que vienen con la fruta y aquellos que se desprendan en el proceso de fracturado.

Seguidamente los racimos fracturados pasan a una segunda etapa (Desgranadora en frio), donde se realiza una triturado del racimo, quedando prácticamente triturados los raquis en fragmentos pequeños. Los frutos que contienen el aceite no se lastiman en esta segunda etapa

 

La fruta con el raquis picado a la descarga del fracturado- desgranado en frio es llevado con un transportador de tipo cadena de arrastre (redler) a los esterilizadores verticales donde se realiza finalmente la esterilización.

 

Como ya no es necesario desprender los frutos de los raquis, el ciclo de esterilización se simplifica notoriamente, aplicando solamente 30 psi durante 30 minutos (comprobado en planta piloto); con lo cual ahorramos vapor y tiempo en la esterilización. Cumpliendo con todos los requisitos que nos pide la esterilización en el proceso productivo.

 

Para una planta extractora de 20 ton/hora RFF se usan entonces 3 esterilizadores verticales de 7 ton de RFF c/u.

Para una planta extractora de 15 ton/hora RFF se usan 3 esterilizadores verticales de 5 ton de RFF c/u.

 

Para evacuar el vapor del esterilizador se tiene una chimenea de desfogue en la cual también se evacuan los condensados de esterilización, garantizando un proceso de esterilización en seco.

 

La fruta esterilizada durante 30 minutos en cada esterilizador es evacuada a un transportador tipo de arrastre (redler), encargado de llevarla a los digestores de fruta.

Como podemos advertir, en el proceso mejorado estamos ingresando los frutos y los raquis picados, aumentando la masa que ingresa con respecto al proceso convencional, donde solo ingresan los frutos esterilizados.

 

Lo anterior significa que finalmente se incrementa en aproximadamente 20% (corresponde al raquis) el volumen que pasa por los digestores y las prensas.

Esto significa que si la planta es de 10 ton/hora RFF, la prensa debe tener la capacidad de procesar 12 ton/hora RFF.

Si la planta pretende procesar 20 ton/hora RFF, su capacidad de prensado debe ser de 24 ton/hora RFF.

 

   

3.      PRENSADO

 

Esta etapa del proceso consta de dos actividades: La digestión, en donde la fruta es macerada a una temperatura de 90ºC y el prensado en donde se extrae mecánicamente por presión el aceite contenido en el mesocarpio del fruto; se hace necesario adicionar agua caliente al proceso de prensado con el fin de ayudar a arrastrar el aceite y  mantener la  temperatura de 90ºC hasta la clarificación. El prensado es un proceso continuo en donde después de poner en operación los equipos de la sección sólo se para cuando se da por terminada la producción del día.

 

La fruta esterilizada (incluyendo los raquis picados) es recogida por un transportador de arrastre, desde los esterilizadores verticales, para llevarlos hasta un digestor donde ocurre una maceración de los mismos (preparación antes del prensado).

Una vez los frutos son macerados, pasan a una prensa de doble tornillo donde por extrusión ocurre el exprimido del aceite contenido en el mesocarpio de las frutas; originándose entonces dos corrientes: una fase liquida compuesta por aceite, lodos livianos, agua y lodos pesados y una fase sólida compuesta por fibra (fibra de mesocarpio + fibra de raquis) y las nueces (almendras + cáscaras).

 

La contextura de la fibra de prensado no es muy diferente a la del proceso convencional y las pérdidas de aceite en base seca (S.S.N.A) es similar en ambos casos, es decir, que tienen aproximadamente el mismo valor; sin embargo se debe tener en cuenta que el flujo se incrementa en 20%, teniendo mayor pérdida de aceite con respecto al total de la masa que pasa por la prensa.

 

Las fibras de prensado en el proceso mejorado arrastran gran cantidad de lodos pesados, de tal forma que la concentración de los mismos en el licor de prensa disminuye notoriamente, facilitando el proceso posterior de la clarificación del aceite.

 

Con este sistema estamos eliminado la evacuación de los raquis en la forma tradicional y que causa muchos problemas de orden ambiental.

Tenemos en el proceso perdida de aceite en las fibras del mesocarpio y en los raquis y que tradicionalmente se han perdido.

Con el proceso mejorado lo vamos a recuperar en aproximadamente el 66% de la perdida, pasando estas fibras por el segundo prensado desde  la descarga de la exclusa del ciclón de fibras

 

4.      CLARIFICACIÓN

 

El objetivo del proceso de clarificación consiste en retirar el agua y las impurezas lodosas del aceite obtenido en el prensado, mediante un proceso de filtrado, decantación y centrifugación, buscando alcanzar rendimientos altos de extracción de aceite crudo con un mínimo de impurezas sólidas.

 

 DIAGRAMA DE FLUJO DE LA CLARIFICACION

El aceite crudo (aceite, lodos livianos, agua y lodos pesados) es recogido por un conjunto de ductos metálicos en inoxidable) que lo lleva al tamiz circular de doble malla, donde se atrapan las partículas sólidas y livianas en suspensión (fibrillas) que vienen en suspensión con el licor de prensa.

Cayendo el líquido tamizado, por gravedad a un tanque clarificador rápido (pre-clarificador con 10 a 15 minutos de tiempo de residencia) donde se recupera el 85% del aceite de producción.

El aceite recuperado en el clarificador rápido (primera recuperación de aceite) pasa a los tanques secadores-sedimentadores donde se produce una limpieza inicial de impurezas del mismo, por el principio de la sedimentación y con un serpentín se mantiene su temperatura, para evaporar una cierta cantidad de humedad y preparar el mismo para inyectarlo al equipo secador de aceite al vacio, donde se baja su humedad hasta valores de 0,1 %.

El aceite a la salida del equipo secador de aceite al vacio es enviado por bombeo a los tanques de almacenamiento.

 

La salida residual de lodos aceitosos del clarificador rápido es inyectada por bomba a la columna calentadora, previa a la entrada al clarificador vertical con fuerzas cortantes, para garantizar que dicho líquido mantenga 90°C de temperatura dentro del clarificador.

En el clarificador vertical se produce la separación del aceite de palma (segunda recuperación de aceite) de los otros componentes que le acompañan, por el principio de la decantación estática por diferencia de densidades  en la parte superior y de lodos residuales con algún contenido de aceite en la parte inferior.

El aceite recuperado en el clarificador vertical se envía a los tanques secadores-sedimentadores para su proceso de limpieza y secado.

 

Los lodos residuales que salen del clarificador pasan al compartimento inferior del tanque doble de lodos.

Del compartimento inferior del tanque de lodos se bombean dichos lodos al compartimento superior, pasando por un ciclón desarenador automático para remoción de arenas y un tamiz de lodos para terminar de eliminar impurezas en suspensión.

 

El compartimento superior del tanque de lodos, que sirve como tanque pulmón de alimentación a las centrifugas deslodadoras, tiene un serpentín para garantizar la temperatura de 90°C.

De dicho compartimento los lodos pasan por filtros rotatorios de cepillos con el propósito de eliminar partículas en suspensión y de allí pasan a las centrífugas de lodos que permiten recuperar la parte de aceite que tienen los lodos al salir del tanque clarificador (tercera recuperación de aceite), por el principio de la decantación dinámica. El aceite recuperado es retornado al proceso a nivel del clarificador vertical y la descarga de los lodos con muy bajo contenido de aceite son enviados a los tanques florentinos o trampas de grasas, donde se realiza el último esfuerzo para recuperar las celdas de aceite (cuarta recuperación de aceite), antes de enviar estos lodos residuales a las piscinas de tratamiento de dichas aguas.

El aceite recuperado en los tanques florentinos es enviado al clarificador vertical para su limpieza.

 

A los tanques de clarificación: clarificador rápido, clarificador vertical, lodos, secadores de aceite se les debe realizar purgas durante el proceso y las mismas se recolectan en un tanque de recuperados-purgas porque arrastran aceite que es necesario recuperar.

 

Para la dilución del aceite crudo (aceite, lodos livianos, agua y lodos pesados) se requiere adicionar agua caliente, que se obtiene de un tanque calentador con inyección directa de vapor.

  

Del segundo prensado, se genera una corriente de líquidos aceitosos que son enviados por una  bomba centrífuga al clarificador vertical.

 

5.      DESFIBRADO

 

El objetivo de esta sección consiste en separar las fibras de las nueces, aprovechando la marcada diferencia de densidad de los dos elementos involucrados en la mezcla.

 

De la prensa sale una parte sólida compuesta por: la fibra (fibra de mesocarpio + fibra de raquis) y las nueces que pasan a un sinfín transportador – secador de torta donde se transporta y seca dicha mezcla por la interacción de la agitación.

 

Al final del sinfín secador de torta (fibras y nueces) se tiene una columna neumática que permite realizar la separación de las fibras de las nueces mediante la aspiración con un ventilador a través de unos ductos que llevan la fibra a un ciclón y con una esclusa o válvula rotativa descargan la fibra sobre un sinfín transportador para alimentar al  segundo prensado.  De otro lado las nueces pasan a la sección de palmisteria.

 

En el proceso mejorado, la mezcla que entra a la columna desfibradora, lleva aproximadamente 20% adicional de material a separar con respecto al proceso convencional. De tal forma que si la planta extractora procesa a 15 ton/hora RFF, significa que la columna desfibradora debe tener una capacidad normalizada de 20 ton/hora RFF. Para una planta extractora que procese a 30 ton/hora RFF la columna desfibradora debe tener una capacidad de 40 ton/hora RFF.

 

6.      PALMISTERIA

 

El objetivo de este proceso es la obtención de la almendra o palmiste del fruto de  palma aceitera, para lo que se somete la torta (fibra y nueces) que sale del prensado a una serie de operaciones continuas: Secamiento, separación física nuez-fibra (desfibración), molinería y limpieza. La almendra limpia y seca es aprovechada en la sección de extracción de aceite de palmiste para extraer el aceite y la torta de palmiste.

 

Las nueces que salen de la columna de separación son llevadas con un elevador de cangilones al sistema clasificador de nueces, donde se clasifican en dos o tres tamaños de acuerdo al tamaño de las mismas.

Debajo del tambor clasificador se tienen tolvas  que alimentan a los rompedores de nueces  montados en una mesa de trabajo que les sirve de soporte y anclaje.

Las rompedoras de nueces rompen y dejan una mezcla de almendras y cáscaras que pasan por el sinfín de mezcla triturada al sistema neumático doble separador de partículas finas y cáscaras (es decir que separa las almendras de las cáscaras y partículas finas), usando el principio del ventilador y el respectivo ciclón.

 

Las cascaras caen por gravedad al silo de almacenamiento de cascaras, para su posterior despacho.

Las almendras, libres de cáscaras, son llevadas por u transportador tipo sinfín y un elevador de cangilones hasta un silo secador de almendras donde se acondicionan con respecto a la humedad (secado) usando la inyección de aire caliente a través de radiadores de vapor y un ventilador centrifugo.

Las almendras secas son sacadas del silo secador por medio de un transportador tipo sinfín y un elevador de cangilones para depositarlas en el silo de almacenamiento; del silo quedan disponibles las almendras para despacho en camiones o para ser enviadas a la planta de extracción de aceite de palmiste.

Los ventiladores, ciclones y esclusas de fibras, cáscaras y finos, están montados en una misma estructura.

  

7.      GENERACIÓN DE VAPOR

 

El objetivo del funcionamiento de una caldera es la producción de vapor, para ser empleado como fuente de calor en los equipos de la planta de extracción de aceite de palma y extracción de aceite de palmiste (si aplica). Se utiliza como combustible Fibra (mesocarpio + raquis), generado por el mismo proceso, cuya combustión permite el calentamiento indirecto del agua hasta su evaporación. El vapor que se forma a temperatura y presión elevada es llevado a las diferentes secciones de la planta por un sistema de tuberías y válvulas.

                                  

Para la generación de vapor, de vital importancia para el proceso, se usa una caldera piro-acuotubular y que usa como combustible la fibra que genera el mismo proceso. La calidad del vapor es del tipo saturado.

Para control de la emisión de partículas en la chimenea, la misma está provista de un sistema de recolección de cenizas, compuesto por un ventilador de tiro inducido, multiciclones, esclusas y la respectiva estructura de soporte.

 

Las fibras del segundo prensado caen a un transportador encargado de alimentar como combustible a la caldera.

Para facilitar las labores de mantenimiento y supervisión se instala una pasarela paralela al sinfín que alimenta el combustible a la caldera

El vapor generado por la caldera es llevado a un distribuidor de vapor de donde se distribuye a los diferentes puntos de consumo de la planta, entre ellos la esterilización.

  

8.      ALMACENAMIENTO DE ACEITE DE PALMA

 

El aceite crudo de palma obtenido en la clarificación es depositado en los tanques de almacenamiento, con la más baja proporción de humedad para preservar su calidad durante su almacenamiento.

Los tanques de almacenamiento cuentan con serpentines de vapor para poder mantener una temperatura media de 60°C, evitando deterioro a la calidad del aceite y facilitando su posterior despacho en los carrotanques.

Para garantizar un aceite libre de impurezas en los despachos de aceite, se recomienda que la conexión de la succión de la bomba de despacho este ubicada a un nivel tal que esté por encima del nivel de sedimentación.

Se recomienda desocupar regularmente los tanques de almacenamiento de aceite, para realizarles limpieza de los sólidos precipitados en el fondo de los mismos y que pueden afectar la calidad del aceite almacenado si no hacemos dicha limpieza.

 

 

9.      SEGUNDO PRENSADO

 

Las fibras de prensado (fibras de mesocarpio + fibras de raquis) contienen aceite residual, que tradicionalmente se ha tomado como una pérdida de aceite normal.

En el proceso mejorado, vamos a recuperar aproximadamente el 66% del aceite perdido en las fibras y en los raquis.

 

 DIAGRAMA DE FLUJO DEL SEGUNDO PRENSADO

Las fibras son descargadas por la exclusa del ciclón del sistema de separación neumática al transportador que alimenta al digestor del segundo prensado.

En el digestor se realiza un proceso similar al del primer prensado con la adición de agua caliente.

 

Del digestor pasan las fibras a la prensa donde se realiza la recuperación del aceite impregnado en ellas. Este aceite contiene agua y sólidos en suspensión y se debe pasar por un tamiz para remoción de dichos sólidos.

El líquido recuperado de esta segunda estación de prensado se envía al clarificador vertical para su respectiva limpieza.

 

Las fibras salientes del segundo prensado son enviadas por un transportador hasta la alimentación de combustible de la caldera de generación de vapor.

La fibra prensada en el proceso convencional sale con una humedad de 34-36% y después de aplicar la recuperación del segundo prensado queda su humedad entre 32-34 % apta para ser usada como combustible

 

El sobrante de las fibras que no se usan como combustible en la caldera, se puede usar como materia prima en la elaboración de fertilizantes orgánicos (compost).