Cos'è un condensatore di olio di palma: sistemi a vuoto, tipi e applicazioni

Rispondendo alla domanda fondamentale:Che cos'è un condensatore di olio di palma e a cosa serve?Un condensatore di olio di palma è il dispositivo di trasferimento del calore e di creazione del vuoto che condensa il flusso di vapore estratto da un deodorante,asciugatrice a vuoto o evaporatore in modo che il processo possa essere mantenuto sotto vuoto e il materiale volatile possa essere recuperatoNella raffinazione fisica, la deodorazione libera gli acidi grassi e i composti odorosi dall'olio a 240-270°C a una pressione assoluta di 2-6 mbar, utilizzando 5-15 kg di vapore di spargimento per tonnellata di olio.Il vapore che esce dal deodorante è principalmente vaporeIl condensatore deve condensare tale carico di vapore, in genere con acqua di raffreddamento a 30-35°C,mentre gli ejectori a vapore a valle o le pompe a anello liquido rimuovono solo la frazione non condensabileLa realizzazione di questo processo è ciò che mantiene il vuoto: un condensatore di dimensioni ridotte o inquinato aumenta la pressione assoluta e aumenta direttamente l'acido grasso libero residuo e il colore dell'olio finito.

1Posizioni di servizio per un condensatore nella trasformazione dell'olio di palma

Un mulino e una raffineria di olio di palma contengono diversi compiti di condensazione distinti, ciascuno con il proprio profilo di pressione e impollinazione:

• Deodorante Condensatore a vuoto:Questo è il compito più impegnativo e prezioso in una raffineria fisica.e il condensatore deve rimuovere il carico latente del vapore di spargimento più il vapore del distillato di acidi grassiLa maggior parte delle raffinerie utilizza un condensatore barometrico o a contatto diretto, perché l'approccio può essere vicino a zero, il costo del capitale è basso,e il condensato è una miscela bi-fase che è facile da separare in un pozzo caldoIl distillato di acidi grassi galleggia e viene scremato per essere venduto o ulteriormente lavorato, mentre l'acqua va al trattamento degli effluenti.L'alternativa a conchiglia e tubo è scelta quando il recupero del condensato o l'economia dell'acqua sono importanti, ma richiede una superficie generosa e un'attenta ventilazione ed è suscettibile di impurezza da depositi organici.
• Condensatore per asciugatrice a vuoto:Dopo il lavaggio e prima della candegginazione, e ancora prima della deodorazione, l'olio deve essere asciugato fino a un'umidità inferiore allo 0,05-0,1% in un asciugatore a vuoto a 60-90 °C e 40-80 mbar,dove il lampeggiamento dell'acqua residua stesso fornisce parte dell'essiccazioneIl condensatore qui gestisce un carico molto più piccolo e pulito, per lo più vapore acqueo con tracce di olio, quindi un'unità di guscio e tubo con acqua sul lato del tubo è standard,e la pressione raggiungibile è limitata dalla temperatura dell'acqua di raffreddamento: con l'acqua a 30-35°C, la pressione del vapore dell'acqua stabilisce un livello pratico di circa 45-55 mbar, motivo per cui alcune piante aggiungono un rivestimento dell'acqua raffreddata o un piccolo booster ejector per scendere.Perché l'asciugatrice funziona intermittente con cicli di carica di lotti, il condensatore deve tollerare carichi ciclici.
• Condensatore di ventola dello sterilizante:Nel mulino, i grappoli di frutta fresca vengono sterilizzati con vapore a 130-150°C per 60-90 minuti per interrompere l'attività enzimatica della lipasi e allentare il frutto.Il vapore in eccesso rilasciato è portatore di composti organici volatili e odore e viene normalmente passato attraverso un condensatore o uno scrubber prima del rilascioIl carico è elevato e a pressione essenzialmente atmosferica, quindi la soluzione più semplice è un condensatore a contatto diretto o a spruzzo con il condensato diretto al sistema di scarico degli effluenti del mulino.Quando il controllo degli odori è regolamentato, viene utilizzato un approccio in due fasi: la condensazione della maggior parte del vapore per ridurre il carico, quindi il passaggio dei gas non condensabili rimanenti attraverso un biofiltro o uno scrubber chimico.
• Condensatori a vuoto per evaporatori e effluenti:Le fabbriche di olio di palma recuperano sempre di più il biogas dagli effluenti delle fabbriche di olio di palma e alcune operano evaporazione a effetto multiplo per la lucidatura del condensato o per la concentrazione dei sottoprodotti.l'effetto finale opera sotto vuoto e il condensatore imposta la pressione raggiungibileIn questi servizi il vapore contiene acidi grassi volatili, solforato di idrogeno e ammoniaca da degradazione anaerobica,Quindi il condensato è corrosivo al pH 4-6 e i materiali di condensazione devono spiegarlo., con acciaio inossidabile 316L o inossidabile duplex preferito all'acciaio al carbonio.I gas non condensabili ricchi di anidride carbonica e solforato di idrogeno devono essere scaricati in uno scrubber o in una fiamma piuttosto che negli scarichi della pompa a vuoto.

2Ingegneria di un condensatore di olio di palma per vuoto stabile

Tre decisioni ingegneristiche determinano se il vuoto dura un'intera settimana di produzione:

• Tipo di condensatore e generazione di vuoto:Il condensatore e il dispositivo a vuoto devono essere progettati insieme e non separatamente, perché il condensatore rimuove il carico condensabile e il dispositivo a vuoto gestisce solo ciò che rimane.Un sistema di espulsione di vapore a tre fasi con intercondensatori può raggiungere 2-4 mbar su un deodorante, e ogni intercondensatore riduce il carico nella fase successiva, che è ciò che rende il vuoto profondo economico.Una pompa a anello liquido è più semplice ed economica, ma è limitata dalla pressione di vapore della sua acqua di sigillo, che ha una densità di circa 32 mbar a 25°C e aumenta bruscamente con la temperatura, non può quindi raggiungere il vuoto del deodorante da solo ed è utilizzato sia con un circuito di sigillamento dell'acqua raffreddato sia come pompa di supporto a un espellente.Una disposizione moderna comune è un ejettor primo stadio seguito da una pompa anello liquido, che riduce notevolmente il consumo di vapore rispetto a un treno a tutto egetto.
• Temperatura e flusso dell'acqua di raffreddamento:La temperatura dell'acqua di raffreddamento è la singola variabile di funzionamento più importante, poiché determina la pressione del vapore all'uscita del condensatore e quindi la pressione assoluta raggiungibile.L'acqua a 30°C può teoricamente sostenere una temperatura di condensazione vicina ai 35-38°C, corrispondente a una pressione di vapore acqueo di circa 55-65 mbar, che è ottima per un asciugatore a vuoto ma ben superiore ai 2-6 mbar necessari per la deodorazione, da cui la necessità di ejettor tra fasi.In regioni tropicali a olio di palmaLa temperatura dell'aria è di 24-27°C e le torri di raffreddamento generalmente forniscono 30-35°C e ogni aumento di 3°C della temperatura dell'acqua degrada il vuoto.l'aumento della temperatura di uscita deve essere mantenuto a 5-10°C, e velocità dei tubi tenute tra 1 e 2,5 m/s per controllare l'inquinamento senza erosione.
• Inquinamento, materiali e trattamento del condensato:L'inquinamento del condensatore dell'olio di palma è caratteristico: acidi grassi e loro saponi, olio polimerizzato e trasferimento dal deposito di deodorante sulle superfici di trasferimento del calore,formando una pellicola cerosa che non viene rimossa dal lavaggio con acquaLe risposte di progettazione comprendono uno scrubber a vapore davanti al condensatore superficiale per eliminare l'olio trasportato, una maggiore tolleranza di inquinamento di 0,0002 - 0,0005 m2K/W,e la possibilità di effettuare periodiche pulizie alcaline o con solventiI materiali sono normalmente acciaio inossidabile 304L o 316L sul lato del processo perché gli acidi grassi a 100-270°C sono corrosivi per l'acciaio al carbonio e il condensato è acido.La gamba barometrica deve essere di almeno 10.3 m sopra il pozzo caldo, e il pozzo caldo deve essere ventilato e separato in modo che il distillato di acidi grassi possa essere scremato continuamente anziché accumularsi e essere spazzato al trattamento degli effluenti.

Matrice di confronto delle posizioni di servizio dei condensatori di olio di palma

Domande frequenti (FAQ)

D: Perché il vuoto è così importante nella deodorazione dell'olio di palma?

R: Il vuoto consente di eliminare dall'olio gli acidi grassi liberi e i composti odorosi senza aumentare la temperatura al punto in cui l'olio si degrada.La deodorazione dipende dalla grande differenza di volatilità tra trigliceridi e acidi grassi liberi, e l'abbassamento della pressione assoluta moltiplica tale volatilità relativa, in modo che il consumo di vapore di stripping diminuisce e la temperatura del processo può essere mantenuta a 240-270 °C piuttosto che spinta più in alto.A 2-6 mbar, il consumo di vapore è di 5-15 kg per tonnellata di olio; se il vuoto si degrada a 10-15 mbar, l'impianto deve accettare un più elevato residuo di acidi grassi liberi e una colorazione più scarsa o aumentare la temperatura,che aumenta la formazione di composti indesiderati e olio polimerizzatoQuesto è il motivo per cui gli operatori controllano continuamente la pressione del deodorante e trattano un aumento della pressione assoluta come un evento di qualità del prodotto, non solo un problema di utilità.

D: Dovrei usare un barometro o un condensatore di superficie per un deodorante?

R: La maggior parte delle raffinerie fisiche di olio di palma utilizza un condensatore a contatto diretto barometrico, perché offre l'approccio più stretto, è economico e semplice, non ha superficie impolverata da pulire,e produce un flusso di condensato in cui il distillato di acidi grassi si separa naturalmente per il recuperoI costi sono rappresentati da un grande volume di acqua contaminata da trattare, dall'obbligo di posizionare il condensatore almeno 10,3 m sopra il pozzo caldo e dalla sensibilità alla temperatura dell'acqua di raffreddamento.Si sceglie un condensatore superficiale quando lo scarico d'acqua è limitato, quando l'impianto desidera un flusso di condensato più pulito, o quando il deodorante è integrato in un impianto con un sistema di acqua refrigerata esistente.necessita di pulizia periodica per rimuovere i depositi cerosi, e deve essere generosamente ventilato per rimuovere i non-condensabili che altrimenti degraderebbero il vuoto.

D: Quanto distillato di acidi grassi viene recuperato e cosa influenza il rendimento?

A: un deodorante di raffinazione fisica produce in genere distillati di acidi grassi al 2-5% del tasso di alimentazione,a seconda del contenuto di acidi grassi liberi dell'olio in entrata e dell'intensità di utilizzo del deodoranteL'olio di palma grezzo è generalmente costituito da 3 a 5% di acidi grassi liberi, che vengono quasi interamente estratti e recuperati, insieme a materiali non saponificabili contenenti tocoferoli, tocotrienoli,steroli e squalene che conferiscono al distillato il suo valore commercialeL'efficienza di recupero del condensatore è ciò che determina quanto di questo viene effettivamente catturato:un condensatore con sbocco caldo o un separatore di trascinamento mal progettato perde nebbia fine al sistema di vuoto, dove si inquinano gli ejectori e finiscono nell'acqua dei pozzi caldi e poi nel trattamento degli effluenti.e mantenere il tempo di residenza del pozzo caldo abbastanza a lungo per la separazione di fase, in genere migliora il recupero di diversi punti percentuali.

D: Di che manutenzione ha bisogno un condensatore di olio di palma?

R: Quattro compiti predominano: pulizia delle superfici di trasferimento del calore su un programma di circa ogni 1-3 mesi per i condensatori di superficie, con pulizia alcalina seguita da una fase di circolazione di solvente o olio caldo,perché l'acqua da sola non rimuove i depositi di grassi polimerizzati- trattamento dell'acqua di raffreddamento e manutenzione della torre, poiché la scala e la crescita biologica in una torre di raffreddamento tropicale aumentano direttamente la temperatura di condensazione e degradano il vuoto.compresa l'ispezione dell'uscita e dell'erosione degli ugelli dell'ejettor, la verifica della pressione del vapore motore e della secchezza, e la temperatura e il flusso dell'acqua della pompa a anello liquido, dal momento che l'acqua calda da sola può aumentare la pressione raggiungibile di 10-20 mbar.E rilevamento di perdite sul lato vuoto, perché l'aria aspirata attraverso le flange e le valvole si accumula, aggiunge un carico non condensabile che gli ejectori devono gestire e aumenta silenziosamente la pressione del deodorante e peggiora la qualità del prodotto.