Introduzione
I disolventizzatori tostatori essiccatori raffreddatori (DTDC) sono impiegati per il recupero del solvente dalla farina nell'industria dei semi oleosi.
La separazione della farina dal solvente avviene tramite un disolventizzatore tostatore, o, disolventizzatore tostatore essiccatore raffreddatore. Questi dispositivi sono spesso abbreviati in 'DT', 'DC' e 'DTDC' rispettivamente. Un DTDC è essenzialmente una combinazione di un DT e un DC. La scelta della macchina per il recupero del solvente dipende dalle considerazioni progettuali e dalla disponibilità di spazio.
Processo del Disolventizzatore Tostatore (DT)
Dopo che miscella e farina hanno lasciato l'estrattore, è necessario recuperare il solvente residuo da entrambi.
Per questo articolo, consideriamo l'uso di un DTDC. La quantità di solvente residuo nella farina varia a seconda del materiale oleaginoso originale, ma ipotizziamo un residuo del 25-35%, tipico per la farina di soia dopo l'estrazione.
Il DTDC è costituito da un lungo cilindro con vassoi che separano le diverse fasi. I primi vassoi sono noti come vassoi di pre-disolventizzazione. Sotto questi si trovano i vassoi controcorrente, il vassoio di spargimento e il vassoio di essiccazione a vapore. Ogni vassoio è dotato di agitatori rotanti chiamati spazzole o bracci. Gli agitatori muovono la farina attraverso il vassoio fino a farla uscire attraverso un'apertura di scarico, passando al vassoio successivo. I bracci degli agitatori sono fissati a un albero centrale azionato da un potente motore elettrico tramite un riduttore unico.
Il vapore viene utilizzato sia direttamente che indirettamente per riscaldare la farina e aumentarne il contenuto di umidità; questo processo è noto come tostatura. Durante la fase di pre-disolventizzazione, la farina viene riscaldata indirettamente da circa 60°C a circa 70°C, per 20 a 30 minuti. Questo riscaldamento provoca l'evaporazione parziale del solvente dalla farina. Poiché il calore viene trasferito per conduzione, lo strato di farina viene mantenuto sottile per aumentare l'area di contatto e favorire il trasferimento di calore. Lo strato di farina su ciascun vassoio di pre-disolventizzazione è normalmente tra 10 e 20 cm di spessore. Si prevede che tra il 10 e il 25% del solvente totale nella farina venga evaporato nella fase di pre-disolventizzazione.
I vassoi di pre-disolventizzazione sono sempre posizionati nella parte superiore del DTDC e sono progettati per consentire ai vapori sottostanti di uscire attraverso l'apertura di scarico superiore. Il numero di vassoi di pre-disolventizzazione impiegati dipende dal design; un vassoio di diametro maggiore implica meno vassoi, riducendo così l'altezza del DTDC.
La farina cade dal vassoio di pre-disolventizzazione più basso al vassoio controcorrente più alto. I vassoi controcorrente utilizzano vapore diretto per riscaldare la farina e aumentarne il contenuto di umidità. Ogni vassoio controcorrente è perforato per consentire al vapore di accedere direttamente allo strato di farina su ciascun vassoio.
Un DTDC di solito ha un massimo di quattro vassoi controcorrente montati sotto i vassoi di pre-disolventizzazione. Lo strato di farina su ciascun vassoio controcorrente è di circa 100 a 120 cm di spessore. La farina sui vassoi controcorrente è ora classificata come 'umida' ed esce dalla sezione controcorrente con un contenuto di umidità tra il 17 e il 22%, e una temperatura di circa 100°C.
Il vassoio di spargimento fornisce circa il 70% del calore totale richiesto durante la disolventizzazione. Il vapore viene introdotto attraverso aperture direttamente nella farina sulla superficie superiore del vassoio. La portata del vapore determina la dimensione delle aperture.
Dopo la disolventizzazione, la farina lascia il disolventizzatore tostatore ed entra nell'essiccatore raffreddatore. Per la farina di soia, la temperatura di uscita del DT sarà di circa 110°C con un livello di umidità di circa il 20%.
Processo dell'Essiccatore Raffreddatore (DC)
Il DC ha due obiettivi principali. Il primo è ridurre il contenuto di umidità della farina per conformarsi agli standard industriali; circa il 12% di umidità è desiderabile. Il secondo è ridurre la temperatura della farina; circa 30°C è desiderabile.
Il DC è simile nel design al DT. È orientato verticalmente e ha un guscio isolato. La farina scende lungo la torre DC nello stesso modo del DT, ma viene raffreddata mentre procede verso il basso. I DC utilizzano tre diversi design di vassoi, che sono:
- Vassoi di Essiccazione a Vapore
- Vassoi di Essiccazione ad Aria
- Vassoi di Raffreddamento ad Aria
Con i vassoi di essiccazione a vapore, il vapore entra nei vassoi e viene mantenuto a circa 10 bar(g). Il vapore nei vassoi riscalda indirettamente la farina ed evapora l'umidità all'interno della farina. Il vapore acqueo dal processo DC viene quasi sempre recuperato. Bisogna fare attenzione a non surriscaldare la farina poiché ciò danneggia le sue proprietà e ne riduce il valore monetario.
È possibile avere DC senza vassoi di essiccazione a vapore, sebbene sia anche possibile impiegare fino a cinque vassoi di essiccazione a vapore per un singolo DC.
Considerazioni sulla Farina
La temperatura, il livello di umidità e il tempo di tostatura influenzano la qualità della farina e devono essere strettamente controllati. La farina con scarse proprietà nutrizionali è considerata di bassa qualità e avrà un prezzo di mercato inferiore.
La farina disolventizzata può essere venduta all'industria dei mangimi o all'industria energetica. La farina venduta all'industria dei mangimi verrà pellettizzata in loco o in un'altra sede. L'industria della generazione di energia utilizza la farina per l'alimentazione delle caldaie a vapore.
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Risorse Aggiuntive
https://lipidlibrary.aocs.org/edible-oil-processing/meal-desolventizing-toasting-drying-and-cooling
http://www.crowniron.com/wp-content/uploads/2018/01/DTDC.pdf