Objeto de la invención

El objeto de la presente invención es una planta y un proceso para el tratamiento y aprovechamiento de los productos derivados del proceso de extracción del aceite de oliva virgen, como son el orujo, hueso de la oliva y el alperujo. La presente invención presenta una alternativa rentable a los actuales métodos de aprovechamiento de los subproductos generados por la industria oleica.

Estado de la técnica

La industria de la extracción de aceite de oliva virgen es una de las industrias más representativas en el tejido industrial español. Sin embargo, el proceso de la extracción del aceite de oliva virgen se caracteriza por ser aún muy tradicional en cuanto a los métodos y dispositivos empleados. No obstante, en los últimos años se han ido implantando métodos de extracción de doble fase de centrifugado en continuo cuya principal característica es la de generar menos residuos en comparación con el proceso de tres fases tradicional que incluye etapas de molturación y aplicación de presión en discontinuo.

En los procesos descritos anteriormente se generan residuos con un alto contenido de humedad, lo que dificulta de gran forma un tratamiento posterior, bien sea por un efecto altamente contaminante, bien sea por un alto coste en el secado de los mismos para su posterior reproceso y extracción del aceite de orujo y demás componentes que hoy en día son relevantes en el mercado de la biomasa para la generación de energía, alimentación animal entre otros.

En cualquier caso, se requiere extraer del alperujo o del orujo grandes cantidades de agua, entre el 70% de humedad inicial para el alperujo o un 40% de humedad inicial para el orujo hasta un 10% de humedad final en ambos casos.

Como es sabido, los costes energéticos son una variable cuyo impacto en las rentabilidades de los procesos repercute en los costes finales, además de ser una variable muy volátil por depender su precio de las variaciones del precio del petróleo.

El documento ES20681 17 se refiere a un procedimiento y a un aparato para el secado del orujo de aceituna que consiste en hacer pasar el orujo de aceituna desde un punto de extracción a través de un tubo secador, incorporándose en un torre de acero a través de un atomizador mediante la impulsión del orujo por una bomba y un compresor, quedando incorporado el orujo en el interior de la torre donde es sometido a la acción de unos ventiladores, saliendo al exterior el pellejo y la pulpa, siendo sometido a la acción de un ciclón conectado con la torre y recogiéndose el hueso en la parte posterior de dicha torre. No obstante, este documento no soluciona el problema técnico planteado en la presente invención, relativo al aprovechamiento de los subproductos derivados de la extracción del aceite de oliva virgen.

Descripción de la invención

La presente invención está relacionada con la preparación de subproductos derivados de la extracción del aceite de oliva virgen y su posterior proceso de secado. El problema técnico que resuelve la presente invención es el de proporcionar un proceso, y la planta para para ejecutar dicho proceso, que sea eficiente energéticamente en la conversión de dichos subproductos (como por ejemplo: el orujo, el hueso de oliva y el alperujo) en productos aprovechables como fuentes alternativas de negocio para la industria oleica, típicamente biomasa para la cogeneración de energíao extracción de aceite de orujo.

Más concretamente, el proceso de la invención comprende, esencialmente, las etapas de: a) almacenamiento del alperujo procedente del proceso extractivo de aceite;

b) separación de fases entre sólidos y líquidos del alperujo almacenado;

c) conformación granulométrica de una masa sólida húmeda obtenida en la etapa de separación de fases;

d) tratamiento superficial mediante finos de orujo graso seco;

e) secado indirecto en una columna gravimétrica de secado por intercambio de calor con flujo de aire transversal para proceder a la evaporación del agua presente en la masa sólida húmeda obtenida en las etapas anteriores hasta alcanzar una humedad máxima del 10% en peso de la masa; y

f) una etapa de cribadoconfigurado para separar los finos de orujo graso seco con una granulometría inferior a 0,5 mm. En un segundo aspecto de la invención, la planta de aprovechamiento que ejecuta el proceso descrito comprende: a) una balsa de almacenamiento de alperujo procedente del proceso extractivo de aceite virgen;

b) un equipo de separación de fases configurado para la separación entre sólidos y líquidos del alperujo almacenado procedente la balsa de almacenamiento;

c) un equipo de conformación granulométrica de una masa sólida húmeda procedente del equipo de separación de fases; y

d) un equipo de tratamiento superficial configurado para tratar superficialmente la masa sólida húmeda a la salida del equipo de conformación granulométrica mediante finos de orujo graso seco; y

e) una columna gravimétrica de secado por intercambio de calor con flujo de aire transversal para proceder a la evaporación del agua presente en la masa sólida húmeda a la salida del equipo de tratamiento superficial, hasta alcanzar una humedad máxima del 10% en peso de la masa en su salida; y que además comprende una equipo de cribado configurado para separar los finos de orujo graso seco con una granulometría inferior a 0,5 mm.

Gracias al proceso y a la planta descrita se obtiene una mayor rentabilidad de los procesos energéticos asociados al tratamiento del alperujo.el hueso de la oliva, del orujo y de los derivados orgánicos e inorgánicos del proceso de extracción del aceite de oliva virgen, con una reducción aproximada del 55%, gracias a un proceso de secado por calentamiento indirecto en caída libre por gravedad con la consecuente evaporación del agua a través de un flujo transversal de aire.

Otra importante ventaja de la invención es la reducción de los tiempos de proceso en el secado de los subproductos indicados (el alperujo y el orujo). En la actualidad se requieren largos periodos de decantación y evaporación solar para logar bajar el porcentaje de humedad en dichos subproductos a niveles de manejo aceptables sin llegar a lograr encontrar el punto de equilibrio entre los costes asociados al posterior secado y el valor residual en el mercado de dichas materias primas. Es por ello que los pequeños y medianos productores se ven obligados a entregar dichos subproductos a aquellos productores que, debido a su tamaño, hace viable su procesamiento. No obstante, en la presente invención, toda la cosecha de un año se procesa en un máximo de cinco meses, cuando en la actualidad los subproductos deben estar en balsas de evaporación mucho más tiempo y siempre dependiendo de las condiciones atmosféricas. En este punto es relevante el efecto contaminante de dichas balsas, que la presente invención elimina. Del mismo modo, la presente invención elimina el efecto atmosférico en el proceso de secado, ya que no depende, como las actuales balsas de evaporación, del mayor o menor nivel de lluvias.

En general, la presente invención permite reducir los costes en el proceso de los subproductos un 70% respecto de los costes actuales. Igualmente, es posible utilizar la capacidad de secado para otros procesos correlacionados, como el secado del hueso de aceituna, elemento de alto valor energético, que puede reutilizarse como fuente de autoabastecimiento de biomasa para la generación de la energía requerida en el propio proceso de secado. El hueso de aceituna es un producto que, en la actualidad, cobra más valor como fuente de energía para calderas de biomasa para los hogares alternativa a los pellets de madera. Además, el alperujo seco también es por un lado, una fuente muy valiosa como complemento en la alimentación animal; y por otro, en casos donde se dispone de un aceite residual del orden de entre el 2 y el 8 por ciento, se emplea como medio para la extracción de aceite de orujo. El carácter de temporada que posee el proceso dejaría la capacidad de secado libre para ser utilizada con bastante facilidad en procesos de secado posteriores a la temporada de cosecha de la aceituna, como puede ser el secado de oleaginosas o de maíz y, en general, cualquier grano que permita fluir en gravedad. Los rangos altos de humedad que tiene la aplicación de secado de orujo/alperujo hacen que los usos alternativos con productos que tienen una humedad relativa comprendida entre el 25% y el 30% sean más accesibles y aumenten el volumen de producto a secar.

A lo largo de la descripción y las reivindicaciones la palabra "comprende" y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención. Los siguientes ejemplos y dibujos se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que restrinjan la presente invención. Además, la presente invención cubre todas las posibles combinaciones de realizaciones particulares y preferidas aquí indicadas.

Breve descripción de las figuras A continuación se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de ésta.

FIG 1 - muestra un esquema de las etapas de separación de fases y conformación granulométrica que comprende el proceso y planta de tratamiento objeto de la presente invención.

FIG 2 - muestra un esquema de la etapa de tratamiento superficial que comprende el proceso y la planta de tratamiento objeto de la presente invención.

FIG 3 - muestra un esquema de la etapa de secado indirecto en columna gravimétrica de intercambio de calor que comprende el proceso y la planta objeto de la presente invención.

Exposición de un modo detallado de realización de la invención El proceso de tratamiento de los subproductos derivados de la extracción del aceite de oliva virgen, objeto de la presente invención, comprende dos fases principales: una primera fase de preparación (1 ,2,3,4) asociada con la conformación granulométrica, constitución superficial del producto y reducción de su contenido de humedad y una segunda fase de secado (5,6) que consiste en la alimentación de una columna (100) de secado con el subproducto preparado procedente de la primera fase para realizar la correspondiente reducción de la humedad y de su posterior limpieza granulométrica.

Así pues, la fase de preparación (1 , 2, 3,4) tal y como se muestra en las figuras 1 y 2, comprende las etapas de: almacenamiento (1 ), separación de fases (2), conformación granulométrica (3) y tratamiento superficial (4). Por otro lado, la segunda fase de secado (2), tal y como muestra la figura 3 comprende las etapas de secado indirecto (5) y cribado de limpieza (6).

La etapa de almacenamiento (1 ) se realiza en balsas de almacenamiento (101 ) de alperujo, que coinciden con las balsas utilizadas actualmente por parte de las almazaras y extractoras de aceite como recursos de almacenamiento para grandes volúmenes de alperujo derivados del proceso de extracción del aceite de oliva virgen.

Una vez almacenado el alperujo, y con la cadencia de flujo requerido en el tratamiento de secado, y que dependerá de cada aplicación concreta, se realiza la etapa de separación de fases (2), entre la pulpa, piel, huesos y agua con elementos diluidos donde, básicamente, se obtiene: a) Una masa sólida húmeda con una humedad comprendida entre el 40% y el 50% en el peso total de la masa.

b) Una fase líquida que comprende, esencialmente, agua, azúcares, minerales y fenoles, entre otros componentes.

La etapa de separación de fases (2) se materializa mediante un tamiz (102) que separa las partes sólidas, como el hueso y la masa pastosa, para luego pasar a una centrifugadora (103), de tipo vertical u horizontal, que vuelven a generar una segunda separación de fases, sólida y líquida. El objeto de la separación de fases (2) es obtener una masa sólida húmeda con un contenido de humedad inferior al 50% en peso de la masa.

Esta etapa de separación varía en función de la procedencia del alperujo. Así, por ejemplo, si el alperujo procede de procesos de obtención de aceite de oliva virgen de doble fase con una humedad comprendida entre el 70% y el 75% en peso del alperujo, la separación se realiza tal cual ha sido descrita. No obstante, si el alperujo procede de procesos de obtención de aceite de oliva virgen de triple fase, con el alperujo teniendo una humedad de alrededor de un 40%-42% en peso del alperujo, sólo será necesario el empleo del tamiz (102) para la separación de sólidos, especialmente el hueso, haciendo innecesario el uso de la centrifugadora (103) ya que la masa sólida húmeda ya se encuentra por debajo del 50% de humedad en peso, que es la condición necesaria y suficiente para el paso de la masa sólida húmeda a la siguiente etapa del proceso, que es la etapa de conformación granulométrica (3).

Así pues, la masa sólida húmeda (con una humedad inferior al 50% en peso) resultante de la etapa de separación de fases (2) se somete a una etapa de separación granulométrica (3) donde la masa se desaglomera hasta que las partículas resultantes son de un diámetro inferior a los 6 mm. En esta fase es importante la selección de la rejilla separadora (104) y la velocidad de rotación de unas aspas separadoras (105). Igualmente, el caudal másico es un valor de importancia que tiene que ser controlado a la entrada de dicho equipo de separación granulométrica (104,105).

Una vez finalizada la separación granulométrica (3), la masa sólida húmeda se somete a una etapa de tratamiento superficial (4) con un recubrimiento superficial de finos de orujo graso seco con un diámetro de partícula inferior a 0,5 mm. La adición de finos se produce desde una tolva de finos (106) en una proporción inferior al 10% del volumen total de la masa a través de un control másico que, posteriormente se consolida en un equipo de coating o recubrimiento superficial (107) como reductora de adherencia superficial de las partículas, así, en el trómel rotativo (108) se regula el tiempo de permanencia de dicha masa con el recubrimiento superficial a efectos de conseguir la característica de recubrimiento superficial adecuada, esto es, la no adherencia superficial entre partículas.

La etapa de secado indirecto (5)se produce en una columna gravimétrica (100) de intercambio de calor, donde una vez realizada la preparación del producto en las etapas anteriores, esto es en la fase de preparación (1 , 2, 3, 4) se procede a suministrar dicho producto resultante, es decir, la masa sólida húmeda, mediante medios de transporte configurados para regular la cantidad de producto a secar, tales como descargadores vibratorios o cintas de distribución continua con alimentador de flujo másico.

La cantidad de producto a secar depende de diversas variables de secado: presión diferencial entre la entrada y la salida del aire, perfil de temperatura a lo largo de la columna gravimétrica (100), temperatura del medio calefactor (109), saturación de agua en el aire de salida y la humedad de salida del producto.

Por tanto, el producto, una vez depositado en una tolva de recepción (1 10), pasa a través de la columna gravimétrica (100) de secado por intercambio de calor indirecto, donde se produce el proceso de evaporación de la humedad a menor temperatura ( próxima a los 100 ^e C) a la utilizada en los secaderos rotativos convencionales (> 400 ^e C). La cadencia del secado es la resultante entre la verificación del control de humedad a la salida (1 1 1 ) de la columna (100) y la frecuencia de vibración del descargador vibratorio, que es el elemento que permite la salida del producto en la columna (100), tal y como se ha indicado anteriormente.

El método de calentamiento indirecto regula la temperatura final del producto. Simultáneamente, la cantidad de flujo transversal de aire utilizado regula el contenido final de humedad en el mismo. En los procesos actuales, las altas temperaturas de los hornos de secado provocan que el orujo se caramelice, hecho este que dificulta la penetración del disolvente y, por ende, disminuye su posterior proceso extractivo (aceite de orujo). No obstante, gracias a que en la columna (100) la temperatura a las que se somete el alperujo (la masa sólida húmeda de alperujo obtenida en la primera fase (1 , 2, 3, 4)) es mucho más baja (del orden de los 100 ^e C), con lo que el alperujo no se carameliza y, por tanto, aumenta el rendimiento del proceso extractivo posterior.

Este proceso, además, no genera residuos que contaminen la atmósfera, reduciendo drásticamente los requerimientos de filtración de aire que actualmente poseen los sistemas de secado rotativo, donde solamente se aprovecha un 25% del volumen del secadero para efectos de calentamiento, mientras que el resto es aire que tiene que ser calentado y filtrado. Sin embargo, en la columna (100) los medios de calefactores (109) proporcionan el calor directamente sobre el producto, reduciendo a cero los espacios libres entre los conductores térmicos y la masa a secar, con lo que no se desperdicia energía en calentar aire en el interior de la columna (100).

Para el calentamiento también es posible usar cualquier fuente de energía térmica, tal como aceite térmico, gas, vapor u otro similar. Por otro lado, cabe destacar que esta etapa de secado (5) puede ser empleada de igual forma para el secado de huesos de aceituna húmedos procedentes de la etapa de separación de fases (2).

Finalmente, la etapa de cribado (6) consiste esencialmente en una etapa de limpieza de los finos de orujo graso seco aditivados en la etapa de tratamiento superficial (4), los cuales, además, pueden ser reutilizados en dicha etapa de tratamiento superficial (4). Como resultado de la etapa de cribado (6) se obtiene un orujo graso seco con un porcentaje de humedad inferior al 10% en peso aunque, lógicamente, la columna (100) de la etapa de secado (5) podría proporcionar un producto sin humedad simplemente disminuyendo el ratio de evaporación.

El equipo de cribado (1 12) consiste en un tamiz separador de las partículas inferiores a 0,5 mm de las superiores a ese tamaño (y con un tamaño máximo de 6 mm derivado de la etapa de conformación granulométrica (3)). Es importante mencionar en este punto que el 10% de materia seca que se utiliza en la etapa de tratamiento superficial (4) es un volumen recirculante procedente de la etapa de cribado (6), que se puede considerar como una constante en el proceso y que solamente tiene el coste inicial de su secado.