PROCEDIMIENTO PARA LA OBTENCION DE VINAZAS EN POLVO, PRODUCTOS OBTENIDO E INSTALACION PARA LA OBTENCION DE DICHAS VINAZAS EN POLVO.

Procedimiento para la obtención de vinazas en polvo, producto obtenido e instalación para la obtención de dichas vinazas en polvo.



Consiste en la obtención de vinazas en polvo a partir de vinaza líquida concentrada que es secada y convertida en polvo en un secador convencional (1) y es enviada a un ciclón de recogida del polvo (4) que incorpora en la boca de salida inferior del ciclón de recogida (4) un dispositivo en forma circular o de caracol o de espiral logarítmica (7) alimentado con una corriente de aire, seco y fresco, que genera un efecto de succión descendente opuesto al efecto de succión ascendente del ciclón de recogida (4), ocasionando, la caída y la separación en polvo de la corriente de aire caliente que lo transporta. El aire seco y fresco transporta el polvo al exterior para su ensacado, y el aire caliente sale en dirección ascendente por el ciclón de recogida (4) hacia la chimenea (6) utilizando en la medida de lo posible un dispositivo de recuperación del calor que aún posee.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/ES2005/000177.

Solicitante: IRISARRI NAVALPOTRO, Daniel.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: IRISARRI NAVALPOTRO,DANIEL.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • A23K1/06 SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA.A23 ALIMENTOS O PRODUCTOS ALIMENTICIOS; SU TRATAMIENTO, NO CUBIERTO POR OTRAS CLASES.A23K ALIMENTOS PARA ANIMALES; METODOS ESPECIALMENTE ADAPTADOS PARA SU PRODUCCION.A23K 1/00 Productos alimenticios para animales. › a partir de los residuos de destilerías o de los procedentes de fábricas de cerveza.
  • C02F1/12 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C02 TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA O FANGOS.C02F TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA O FANGOS (procedimientos para transformar las sustancias químicas nocivas en inocuas o menos perjudiciales, efectuando un cambio químico en las sustancias A62D 3/00; separación, tanques de sedimentación o dispositivos de filtro  B01D; disposiciones relativas a las instalaciones para el tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla en los buques, p. ej. para producir agua dulce, B63J; adición al agua de sustancias para impedir la corrosión C23F; tratamiento de líquidos contaminados por radiactividad G21F 9/04). › C02F 1/00 Tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla (C02F 3/00 - C02F 9/00 tienen prioridad). › Evaporación utilizando una pulverización.
  • C02F103/32 C02F […] › C02F 103/00 Naturaleza del agua, el agua residual, las aguas de alcantarilla o los fangos a tratar. › procedente de la industria alimentaria, p. ej. aguas residuales de industrias cerveceras.
  • C05F5/00 C […] › C05 FERTILIZANTES; SU FABRICACION.C05F FERTILIZANTES ORGANICOS NO CUBIERTOS POR LAS SUBCLASES C05B, C05C, p. ej. FERTILIZANTES A PARTIR DE DESECHOS O DESPERDICIOS. › Fertilizantes fabricados a partir de residuos de destilerías, melazas, vinazas, bagazo, o residuos o desechos similares.
  • C12F3/10 C […] › C12 BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE; MICROBIOLOGIA; ENZIMOLOGIA; TECNICAS DE MUTACION O DE GENETICA.C12F RECUPERACION DE SUBPRODUCTOS DE LAS SOLUCIONES FERMENTADAS; DESNATURALIZACION DEL ALCOHOL O ALCOHOL DESNATURALIZADO.C12F 3/00 Recuperación de subproductos. › a partir de residuos líquidos de destilería.

Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la obtención de vinazas en polvo, producto obtenido e instalación para la obtención de dichas vinazas en polvo.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere al campo de las vinazas líquidas que se obtiene de la destilación de azúcares fermentados con objeto de producir alcohol o levaduras.

Es objeto de la invención un procedimiento para llevar a cabo el secado y transformación de vinazas líquidas concentradas para su obtención en polvo, libre de contaminación y fácilmente manejable, que permita su almacenamiento en sacos.

Otro objeto de la invención lo constituyen las propias vinazas en polvo obtenidas por medio de este procedimiento.

Es asimismo objeto de la invención la instalación que incorpora medios asociados a un ciclón de recogida del polvo obtenido de las vinazas líquidas concentradas.

Antecedentes de la invención

Las vinazas consisten en un producto que resulta de la destilación de azúcares fermentados con objeto de producir alcohol o levaduras. Los azúcares para la destilación pueden proceder de jugos de vegetales (caña de azúcar, remolacha, maíz, cereales, uva, etc.) , de melazas que son subproductos que se obtienen en la producción del azúcar o de mieles intermedias.

Las vinazas obtenidas, debido a su elevada carga orgánica, fermentan con suma facilidad y su fermentación es aeróbica, por lo que su carga de DBQO (Demanda Bioquímica de Oxígeno) es muy elevada y acaban con el oxígeno de su entorno, destruyendo el biosistema. Por ello están catalogadas como un residuo altamente contaminante.

Las vinazas están formadas en su origen por una cantidad muy importante de agua y un pequeño porcentaje de sólidos solubles e insolubles.

Los sólidos insolubles son en su mayoría sulfatos, tales como sulfato de Calcio o yesos en un mayor porcentaje, sulfatos de Potasio, etc. y algunas otras sales que dependen del vegetal de partida, así como las levaduras que han servido para la fermentación de los azúcares.

En la patente española ES 2 158 751 se describe un procedimiento de elaboración de complejos poliméricos a partir de subproductos efluentes de las destilerías que normalmente consisten en vinazas.

Los sólidos solubles son de tipo orgánico en un porcentaje elevado, que depende también del vegetal de partida, pero que suele estar en el orden del 85% al 90%, y son en su conjunto un complejo polimérico. El porcentaje restante es de tipo inorgánico compuesto por sales de potasio, manganeso, calcio, etc.

Los volúmenes de vinaza concentrada que se obtienen en las destilerías son muy elevados y requieren de una logística muy importante y muy costosa usando cisternas, lo que hace que no sea rentable su utilización en lugares a cierta distancia del punto donde se producen.

En la práctica se comprueba que el manejo de la vinaza líquida concentrada es difícil, fundamentalmente porque requiere de depósitos de almacenamiento en los lugares en los que se quiere aplicar y ello conlleva, a parte de los inconvenientes derivados de inversiones costosas, y de manejar un líquido viscoso (entre 180 y 250 cps) , el peligro latente de la contaminación del líquido por cualquier espora de Levadura o cualquier Bacteria.

Las vinazas debido a su pH, del orden de 4, 5, y sus ácidos orgánicos son corrosivas y requieren preferiblemente depósitos de acero inoxidable, lo que conlleva una fuerte inversión, ya que los depósitos de acero al carbono tienen una vida relativamente corta pues son destruidos por la fuerte corrosión o precisan de un mantenimiento muy caro ya que hay que limpiarlos en profundidad y recubrirlos de pinturas especiales cada pocos años.

Es de destacar que las vinazas concentradas son materia orgánica en su mayor porcentaje y aunque en fuertes concentraciones la contaminación por bacterias, hongos y levaduras no se propaga fácilmente, efectos tan simples como temperaturas cálidas y condensaciones en los depósitos de almacenamiento desencadenan contaminaciones fuertes que se propagan en breves espacios de tiempo.

Estas contaminaciones generan fuertes emanaciones de gas carbónico en un principio y espesas capas de hongos en las superficies de los depósitos. Cuando se usa el líquido contaminado las bacterias que contiene se propagan a los lugares en los que se aplica el líquido.

La única manera de evitar estas contaminaciones consiste en usar potentes biocidas que son muy caros y la mayoría de los cuales están en período de ser prohibidos por sus características cancerígenas (por ejemplo el formol) y con la particularidad de que sus efectos son de corta duración y hay que repetir sus aplicaciones frecuentemente.

Por otra parte las vinazas concentradas y líquidas tienden a decantar sus sólidos disueltos que floculan constantemente y a depositar en el fondo del depósito su materia orgánica, creando unos lodos muy ricos en materia orgánica, pero que hacen que sea muy difícil que la riqueza o características del líquido sean constantes y conocidas. Esta riqueza o uniformidad de contenido varía en función de la altura del depósito, del tiempo que lleva la vinaza almacenada, de la temperatura ambiente, etc. y la consecuencia es que a diferentes capas o niveles del depósito las características de la vinaza son diferentes. En consecuencia el manejo de estas vinazas contenidas en un depósito esta vedado a formulaciones bien definidas. Solo son válidas para mezclas en proporciones en las que las variaciones de este componente no tienen mayor importancia ya que se aplican en riegos por inundación o aplicaciones similares.

Además las vinazas líquidas concentradas tienen un porcentaje del agua del orden del 50% lo que impide su uso para la mayoría de las formulaciones.

Las mencionadas dificultades de transporte, de almacenamiento, de conservación y de formular, impide el uso de la vinaza concentrada líquida en multitud de aplicaciones que servirían para dar salida práctica y útil a este producto, entre los que cabría destacar:

    • usos en la industria como colorantes de tejidos, en cueros como curtientes y colorantes, etc.
    • usos en agricultura acompañando a fertilizantes cristalino-solubles y a granulados químicos, entre otros.
    • usos como mejorador de asimilación de alimentos de animales, por ejemplo en granjas de cerdos.
    • Usos en alimentación humana en alimentación y bebidas frías y calientes así como en medicina, para, entre otros, facilitar la función intestinal.

En lo que se refiere al secado de las vinazas, al igual que el polvo que producen cuando está caliente y húmedo, no puede haber contacto con ningún artefacto sin velocidad del polvo, ya que se deposita en él y se pega fuertemente, acumulando posteriormente el polvo que continúa llegando. El polvo debe estar en continuo movimiento y debe, durante su trayectoria o transporte en movimiento, ser secado y enfriado, lo que requiere que no haya artefactos que paren su velocidad hasta que su temperatura y humedad lo permitan.

Es sabido que un ciclón consiste en un cuerpo con forma de cono invertido en el que entra una corriente de aire de forma tangencial portando el polvo. Se genera una corriente de aire llamada también ciclón, de marcha descendente hacia el vértice del ciclón y las partículas sólidas descienden girando a gran velocidad deslizando sobre la pared. Cuando la corriente de aire en forma de ciclón llega a la parte inferior o zona del vértice del cono es absorbida por el ciclón hacia arriba y por el centro o eje del cono. Los ciclones precisan tener su parte baja cerrada para evitar que haya una entrada de aire que sería succionada por el ciclón y que arrastraría al polvo hacia la parte alta y hacia el exterior del ciclón, evitando la recogida del polvo.

Si la zona inferior del artefacto o zona del vértice está cerrada o dispone de un cajón cerrado y conectado en ese punto, el polvo cae al cajón y el aire sube por el centro del artefacto y sale por su parte superior hacia una chimenea de evacuación.

En el caso de las vinazas si el ciclón tuviese en su parte inferior un cajón cerrado o una válvula rotativa de cierre el polvo este se pararía y al estar en contacto con el dispositivo o el cajón se compactaría y se produciría un bloque de polvo duro y compacto que acabaría bloqueando el ciclón y al no extraerse el polvo este sería arrastrado por la corriente de aire hacia la chimenea.

Descripción de la invención

El procedimiento e instalación asociada que se proponen en esta invención para el secado y transformación en polvo de la vinaza líquida concentrada, resuelve la problemática anteriormente expuesta mediante la solución...

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de obtención de las vinazas en polvo caracterizado porque transcurre de acuerdo con las siguientes fases:

    - introducción en un ciclón de una primera corriente de aire caliente que transporta el polvo
    - introducción en la boca inferior del ciclón de una segunda corriente de aire, seco, fresco y en forma de torbellino, que genera un efecto de succión descendente opuesto al efecto de succión ascendente del ciclón, ocasionando, la caída del polvo que es conducido por esta segunda corriente de aire para su almacenamiento.

2. Procedimiento de obtención de las vinazas en polvo caracterizado porque la segunda corriente de aire se introduce a una temperatura aproximada entre 18ºC y 35ºC y con una Humedad Relativa del orden de 15% al 40%.

3. Vinaza en polvo obtenible de acuerdo con el procedimiento descrito en la reivindicaciones 1 y 2 caracterizado porque comprende sólidos insolubles e incorpora la siguiente composición:

        Materia orgánica: 50-80%

        Materia inorgánica: 20-50%

y una humedad comprendida entre 1 y 8%.

4. Vinaza en polvo obtenible de acuerdo con el procedimiento descrito en la reivindicaciones 1 y 2 caracterizado porque carece de sólidos insolubles e incorpora la siguiente composición:

        Materia orgánica: 60-90%

        Materia inorgánica: 15-35%

y una humedad comprendida entre 1 y 8%.

5. Instalación para obtención de vinaza en polvo que comprende un ciclón de recogida (4) que cuenta con una entrada que está asociada a un secador de vinazas líquidas concentradas (1) desde el que el polvo producido es impulsado dentro de una corriente de aire caliente hacia el ciclón de recogida (4) , así como dispone de una salida superior que está conectada a un ventilador (5) y a continuación a una chimenea (6) para descarga de aire, y de una boca de salida inferior, caracterizada porque comprende alrededor de la boca de salida inferior un dispositivo (7) de configuración circular o de forma de caracol o de espiral logarítmica que cuenta con una entrada por la que se introduce aire seco y fresco procedente de un generador de aire seco y fresco (8) y una salida central que coincide con la boca de salida inferior del ciclón de recogida (4) , generando un efecto de succión del polvo que cae conducido a una boca de descarga situada por debajo de la salida del conducto desde la que se dirige impulsada por el aire seco para su almacenamiento.

6. Instalación para obtención de vinaza en polvo según reivindicación 5 caracterizada porque en las proximidades de la boca de salida inferior del ciclón de recogida (4) se encuentra en disposición centrada un plato cónico invertido (9) que está ligeramente separado de la pared del ciclón para que el polvo pueda deslizarse hacia la boca de salida inferior y por cuya cara superior se dirige el aire que es encaminado hacia el eje central del ciclón de recogida (4) para su envío hacia la chimenea (6) .


 

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