CAPÍTULO SEXTO
LA DESFIBRACION - LA PALMISTERIA
¤ Introducción
¤ Descripción de los procesos y equipos
Desfibración
Secado de nueces
Trituración de nueces
Separación neumática
Separación mediante hidrociclones
Secado de almendras
INTRODUCCION
La sección de recuperación de almendras o “palmistería” tiene por objeto efectuar la ruptura de la cáscara de las nueces y obtener la recuperación de las almendras también denominadas en forma general como “palmiste”.
DESCRIPCIÓN DE LOS PROCESOS Y EQUIPOS
Desfibración
Proceso de desfibración
La torta descargada por las prensas, después del proceso de prensado es transportada hacia la columna de desfibración y a la vez desmenuzada en un transportador sinfín del tipo de paletas, el cual cumple tres funciones principales:
- Permitir el secado de la torta proveniente de las prensas
- Desmenuzar la torta teniendo en cuenta que ella sale de las prensas como una masa densa muy compacta.
- Transportar la torta hacia el sistema de desfibración neumática, en el cual serán separadas las nueces de las fibras.
El transportador de torta tiene una serie de paletas de inclinación graduable que permiten a la vez el transporte y el desmenuzado de la torta. La velocidad de rotación de las paletas se encuentra entre 80 y 85 r.p.m.. El contenido de humedad de la fibra se puede bajar en este transportador, desde alrededor de 36 – 40 % en el sitio de descarga de las prensas hasta 26 - 30 % en el separador neumático de fibras. El secado se obtiene sobre todo por evaporación espontánea de la humedad, teniendo en cuenta que en condiciones normales y bien controladas del proceso, la torta sale muy caliente de la prensa y al descargarse se descomprime y se seca relativamente rápido, con la ayuda de las paletas que la agitan y desmenuzan.
La torta del prensado está compuesta esencialmente de nueces enteras y de fibras, pero también de alguna cantidad de almendras y cáscaras rotas durante el proceso de extracción: de hecho se admite un máximo de entre 10 y 15 % de nueces rotas en la torta y si se sobrepasa esta cifra, es necesario ajustar la presión en las prensas para reducir el porcentaje mencionado.
Las fibras se separan de las nueces en una columna de desfibración neumática que consiste básicamente de una columna vertical de sección rectangular, por la cual pasa una corriente de aire con una velocidad lineal que se puede ajustar entre 8 y 12 m/s. En la parte superior de la columna existe un elemento de transición que se conecta con un codo en ángulo recto y unos tramos de ducteria, generalmente de sección redonda y que conducen las fibras hacia un ciclón separador de aire y fibras. La corriente de aire es inducida por medio de un ventilador colocado en succión, inmediatamente después del ciclón. Debido a la centrifugación causada por la fuerza del aire, en dicho ciclón se separan las fibras que caen desde la pared cilíndrica superior hacia la parte inferior del cono y el aire que sale por un tubo superior hacia el ventilador y que a su vez lo expulsa a la atmósfera.
Las nueces separadas en la columna de desfibración caen por medio de un transportador sinfín corto hacia un tambor llamado “pulidor” en el cual se les desprenden las fibras que aún les quedan adheridas y que se separan con la misma corriente de aire de la columna neumática que primero pasa por el tambor entrando por el extremo por el cual se descargan las nueces.
El tambor pulidor está constituido básicamente de un cilindro metálico de pared gruesa, equipado internamente con cuatro hileras de paletas de inclinación ajustable, destinadas a ayudar a levantar las nueces para agitarlas y buscar la remoción de las fibras que les hayan podido quedar adheridas, debido al efecto de fricción entre ellas y con la pared del tambor. Las paletas, así mismo, permiten el transporte de las nueces hasta el extremo final, descargándolas hacia un elevador, a través de una lámina con huecos cuadrados cada uno de 40 x 40 mm. Estos huecos permiten el paso de las nueces pero no así de los trozos grandes de raquis que hayan podido quedar en la torta después del prensado y que salen del tambor por el extremo final.
Secado de nueces
Las nueces separadas y pulidas se llevan a unos silos de almacenamiento llamados “pulmón” de donde se alimentan hacia los demás equipos de proceso. Estos silos están equipados con un ventilador para el soplado de aire caliente cuya temperatura se regula automáticamente en los radiadores - intercambiadores al vapor por los que pasa el aire.
Los silos son verticales y de sección cuadrada y disponen de cierto numero de canales o conductos internos que facilitan la circulación del aire. El silo actúa como depósito pulmón de alimentación a los trituradores o rompedores, a través del tambor de clasificación y asegura un almacenamiento de nueces suficiente en previsión de posibles paradas de la sección.
Trituración de nueces
Desde los silos pulmón las nueces se alimentan hacia un tambor clasificador por tamaños provisto de láminas con perforaciones de tamaño adecuado para separar las nueces en tres fracciones (pequeñas, medianas y grandes) antes de alimentarlas a los trituradores respectivos, con lo cual se permite un ajuste más preciso del grado de rotura y una operación más eficiente de tales equipos.
Cada lote de nueces así clasificadas, se rompe o tritura en los molinos llamados “ripple mill”, ajustando cada molino de acuerdo con el tamaño de nueces procesadas. Lo que se busca es romper la totalidad de las nueces sin causar la rotura de las almendras contenidas en ellas.
Los trituradores del tipo “ripple mill” son molinos de rotura, rotatorios y se les llama también del tipo de mordazas. El cuerpo está conformado por placas dentadas (mordazas) estáticas que están sujetas a un fuerte desgaste el cual es necesario verificar para mantener el equipo en buen estado y operando eficientemente.
Separación neumática
La mezcla de almendras, cáscaras y polvo descargada de cada uno de los molinos se lleva por medio de un transportador sinfín hacia una columna doble de separación neumática, es decir en donde se hace una separación de las almendras del resto de los componentes de la mezcla por medio de una corriente de aire aspirada por un ventilador. En esta separación neumática intervienen dos variables importantes, como son el peso propio de las partículas y la resistencia que ellas presentan a su arrastre por el aire (fricción), que es mayor o menor, dependiendo de la forma de las mismas. Así por su forma redondeada las almendras tienen menor tendencia a ser arrastradas por el aire en comparación con las cáscaras. En la columna de separación neumática se obtiene entonces tres fases o lotes de materiales diferentes:
· Almendras con un contenido mínimo de nueces no rotas y que salen por la descarga inferior. Estas almendras se conocen con el nombre de “almendras semisecas” y se envían directamente a los silos secadores.
· Partículas finas de cáscaras, fibras y algo de pérdida en forma de pequeños trozos de almendras y que salen por la parte superior a través de la descarga del ciclón.
· Y un tercer lote llamado la interfase, siendo esta una descarga intermedia y que está constituida por almendras pequeñas, nueces pequeñas no rotas y pedazos de cáscaras de mayor tamaño.
El equipo de separación neumática de las cáscaras y las almendras consiste de una columna doble de separación donde es posible ajustar la velocidad por medio de compuertas de fácil operación desde el exterior. En todo caso se trata de lograr los mejores resultados en cada etapa de la separación neumática, para obtener unas almendras con un bajo contenido de impurezas y a la vez una pérdida aceptable de almendras en el polvo.
Refiriéndonos al esquema de un separador neumático de tres fases, se deben tener en cuenta los siguientes puntos para su ajuste:
· Por la descarga inferior 1 deben salir almendras enteras y algunas nueces enteras.
· Por la descarga intermedia 3 deben salir almendras pequeñas, trozos grandes de almendras rotas y algunas cáscaras de tamaño mediano y grande.
· Por la descarga superior 6 (parte baja del ciclón) solo deben salir partículas pequeñas y polvo de cáscaras, fibras y algo de almendras.
· La compuerta o damper de entrada de aire en la parte de arriba de la columna superior 4 se debe en principio mantener cerrada.
· La compuerta o damper en la descarga del ventilador se debe dejar tan abierta como sea posible para que el amperaje consumido por el motor del ventilador se mantenga un poco por debajo del amperaje de placa.
· Cuando las almendras presenten demasiadas impurezas se debe aumentar la velocidad del aire en la sección inferior de la columna, cerrando la pantalla o fuelle correspondiente de dicha sección.
· Si se observa muchas pérdidas de almendras en la descarga superior (parte baja del ciclón), éstas se pueden reducir disminuyendo la velocidad en la sección superior de la columna abriendo la pantalla o fuelle correspondiente de dicha sección.
· Si aún con el ajuste del punto anterior continúan altas las pérdidas de almendras, se puede abrir ligeramente el damper de entrada de aire en la parte de arriba de la sección superior.
· Es claro que la velocidad en la sección superior debe ser un poco menor que la velocidad en la sección inferior. En principio se requieren velocidades del aire de alrededor de 12 y 15 m/s.
Separación mediante hidrociclones
El lote de la interfase de la columna de separación neumática se envía al sistema de separación con agua llamado de “hidrociclones”, el cual aprovecha para la separación el hecho de que las almendras tienen una densidad de alrededor de 1.07 y las cáscaras entre 1.30 y 1.35. El principio consiste en una separación, por centrifugación, dentro de una corriente de agua pura que gira al interior de un recipiente cilíndrico con fondo inferior cónico. Puesto que el agua hace un recorrido en circuito cerrado, se carga rápidamente de impurezas y debe en consecuencia, ser renovada permanentemente. Dentro de cada hidrociclón se realiza pues, una centrifugación, de manera que las almendras o fase liviana salen por la parte superior y las cáscaras o fase pesada salen por la parte inferior.
El equipo es un conjunto de dos ciclones, un tanque doble y dos bombas centrífugas de alta capacidad, todo con un diseño adecuado para el tamaño de la planta. El principio de funcionamiento se basa en la separación por centrifugación en medio acuoso de las cáscaras y las almendras, en cada uno de los dos ciclones colocados para operación en serie. La fuerza para la centrifugación se obtiene mediante impulsión con bombas del tipo centrífugo y aprovecha como se dijo antes la diferencia de densidades entre las cáscaras y las almendras. La mezcla de cáscaras y almendras, llamada interfase que viene de los separadores neumáticos entra al compartimiento A, lleno de agua. La bomba llamada “de almendras” (C1) toma la mezcla + agua, por la parte inferior del tanque y la conduce al hidrociclón también “llamado de almendras”. Por la fuerza centrífuga las cáscaras y una pequeña cantidad de almendras se concentran en la pared del equipo y se descargan hacia el compartimiento B, a través del cono del mismo. La mayoría de las almendras se concentran en el centro del equipo y se desalojan por la parte de arriba a través de un tubo denominado “vortex” hacia un tamiz escurridor que les retira el agua. Desde el compartimiento B, por la parte inferior.
la bomba llamada “de cáscaras” (C2) toma la mezcla + agua y la conduce al hidrociclón también llamado “de cáscaras” en el cual se realiza una segunda separación en la misma forma de la anterior. Por la parte inferior se evacuan las cáscaras hacia el tambor escurridor que les retira el agua y por la parte superior las almendras residuales con algo de cáscaras que se llevan al compartimiento A para reiniciar el proceso.
Esquema del hidrociclón
Funcionamiento de los ciclones
La fuerza de centrifugación dentro de cada hidrociclón, la cual al final es la causante de la separación efectiva de cáscaras y almendras, se puede ajustar en tres formas:
- Aumentando la velocidad de la bomba se aumenta la centrifugación y por tanto ocurre un desbalance de material hacia arriba.
- Subiendo la posición del cono del hidrociclón también se aumenta la centrifugación y así mismo ocurre un desbalance de material hacia arriba.
- Reduciendo la abertura de salida inferior del cono del hidrociclón finalmente, también se aumenta la centrifugación y ocurre un desbalance de material hacia arriba.
Es obvio que haciendo la operación inversa de lo descrito en los tres puntos anteriores, se obtienen resultados contrarios a los mencionados.
Secado de almendras
Las almendras recuperadas en los equipos de separación (columna neumática e hidrociclón), son transportadas hacia los silos de secado en donde deben tener una permanencia suficiente para reducir la humedad hasta un 6 - 7%. Estos equipos cumplen una función muy importante en la calidad del producto, por las siguientes razones:
· Las almendras húmedas se vuelven mohosas después de un tiempo relativamente corto y,
· Cuando las almendras se almacenan en estado húmedo, la acidez del aceite obtenido de ellas se incrementa con mayor rapidez.
La temperatura del secado se debe ajustar para el caso del silo de almendras húmedas (provenientes del sistema de hidrociclones) en alrededor de 70º C en la parte superior y 50º C en la parte inferior, mientras que en el caso del silo de almendras semisecas (provenientes de la separación neumática) en alrededor de 60º C en la parte superior y 50o C en la parte inferior. Se debe tener cuidado en todo caso que no sea mayor de 70o C, pues entonces se produce un oscurecimiento del palmiste y una degradación de su calidad.
Los silos secadores de almendras son equipos de construcción relativamente simple, provistos de un soplado de aire caliente cuya temperatura se regula automáticamente en los radiadores - intercambiadores al vapor por los que pasa el aire.
Las almendras secas se descargan en forma continua por la parte inferior del silo y son transportadas hacia el silo pulmón de la planta de extracción de aceite de palmiste.
Silo de secado de almendras