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WORD CONGRESS ON OIL & FATS AND 31st ISF LECTURESHIP SERIES
Nuevo paradigma en la eliminación de fosfolípidos en aceite de soja:
NANONEUTRALIZACION
EL DESAFIO DE LA REFINACIÓN
EFICIENCIA
CALIDAD SUSTENTABILIDAD
CONDICIONES DE REFINACIÓN
TECNOLOGÍA DE REFINACIÓN
Procesos de refinación química de aceites:
Desgom. Acuoso
Aceite RBD
Borras
Tierras de blanqueo usadas
Destilados
Gomas
Tratamiento Ácido
Trat. con Silica / Lavado
Tratamiento Ácido
Gomas + Borras Neutralización Cáustica Neutralización Cáustica
Desodorización
Blanqueo
Aceite crudo
Lecitina
Estáticos Dinámicos Alto Corte Ultra Alto Corte (simple etapa) (multi-etapa)
Neutralización Alcalina - Desgomado
Tendencia a un mezclado mas intensivo
Cómo podemos aumentar la eficiencia en el futuro?
Mezclado mas intensivo requiere una alta energía
Remoción mas eficiente de Gomas/FFA
Usar menos químicos
Procesos Acústicos
Procesos Acústicos (Sonoquímica)
• Sin aplicaciones industriales debido a: Efectos dependen de la distancia a la fuente (no uniformes) Procesos Batch, no escalable a grandes escalas de procesamiento Alto requerimiento de energía
• Generados por ondas de ultrasonido
• Testeados exitosamente para desgomado Moulton y Mounts (1999)
> 90 % PL remoción
As dicho NANOTECNOLOGÍA?
Wikipedia define esto como: “La nanotecnología es la manipulación de la materia a escala nanométrica. La más temprana y difundida descripción de la nanotecnología se refiere a la meta tecnológica particular de manipular en forma precisa los átomos y moléculas para la fabricación de productos a macro escala, ahora también referida como nanotecnología molecular. Subsecuentemente una descripción más generalizada de la nanotecnología fue establecida por la Iniciativa Nanotecnológica Nacional, la que define la nanotecnología como la manipulación de la materia con al menos una dimensión del tamaño de entre 1 a 100 nanómetros. Esta definición refleja el hecho de que los efectos mecánica cuántica son importantes a esta escala. La nanotecnología definida por el tamaño es naturalmente un campo muy amplio, que incluye diferentes disciplinas de la ciencia tan diversas como la ciencia de superficies, química orgánica, biología molecular, física de los semiconductores, micro fabricación, etc. Las investigaciones y aplicaciones asociadas son igualmente diversas, yendo desde extensiones de la física de los dispositivos a aproximaciones completamente nuevas basadas en el auto ensamblaje molecular, desde el desarrollo de nuevos materiales con dimensiones en la nano escalas al control directo de la materia a escala atómica.”
Nano Reactores Hidrodinámicos
• Menos estudiada que los procesos de ultra-sonido • Generada por el pasaje de un liquido a través de una restricción
• Mucho mas eficiente energéticamente que los procesos acústicos • Escalable a grandes escalas de producción, proceso continuo
Cavitación hidrodinámica o Nano Reactors®
Perfiles típicos de velocidad y presión en un Nano Reactor
Nano Reactors®
Generación, crecimiento y colapso de burbujas
Liberación de grandes cantidades de energía sobre áreas muy pequeñas (alta densidad de energía)
Muy alta temperatura/presión con condiciones globales ambientales
Efectos “Mecánicos” Alta turbulencia
Alto esfuerzo de corte Emulsiones finas
Efectos “Químicos” Fragmentación de
moléculas Destrucción total de
micelas
Aplicaciones de Nano Reactors®
• Intensificación de procesos (mas rápidos-mas eficientes-mas
selectivos)
• Ruptura celular (biotecnología)
• Desinfección microbiana/destrucción de contaminantes
• Muchas otras aplicaciones
Puede el Nano ReactorsTM ser aplicado en procesamiento de aceites?
Ref : Gogate – Chemical Engineering and Processing 47 (2008),515-527
Aplicaciones de Nano Reactores
Nano Reactors®
• Geometría interna única
• Generación de muy pequeñas ‘nano’ burbujas en Corrientes liquidas
• Líquidos (homogéneos/heterogéneos) son alimentados al nano-reactor con una bomba de alta presión
• Efectos “Mecánicos” y “Químicos” Formación de emulsiones muy finas Incremento del área superficial Esfuerzos de corte extremadamente altos
Activación de átomos, moléculas Iniciación de reacciones químicas Destrucción de aglomerados de moléculas
Un verdadero Reactor, no solo un buen mezclador
Proprietary design of CTI
Nano Reactors®
Nano Neutralización
• Bajo proceso de patentamiento
• Proceso Add-on para sistemas de neutralización en refinerías existentes
• Beneficios esperados de proceso (industrialmente probados)
Hasta 90% de reducción en acido (H3PO4 , cítrico)
(las gomas son hechas mas ‘hidratables’)
Hasta 30% de reducción en NaOH (no hay que neutralizar acido)
Menos jabones en el aceite nano neutralizado requiere menos silica, o agua de lavado
Aumento de la eficiencia en aceite (Menos aceite neutro/mínima cantidad de sales en borra)
Nano Neutralización
CRUDE OR DEGUMMED OIL
ACID TREATMENT
CAUSTIC SODA
CAUSTIC MIXER
RETENTION MIXERS OIL HEATER CENTRIFUGE NEUTRALIZED
OIL
1103NN
PT
P1103NN
PT
1103NN
PT
P1103NN
SC
P1103NNTT
P1103NN
Industrial plant 500 TPD
EXISTINGEXISTING
1116NN ½FILTER
1104NN NACAUSTIC MIXER P1103NN
HIGH PRESSURE PUMP
1103NN NANO REACTOR
DPIC
FT
FT
FIC
STEAM 9 BARG
NANO REACTOR CIP
SYSTEM
41/1103NNEDUCTOR
TO SOAPSTOCK TANK
PART
IAL R
ECYC
LE L
INE
Nano Neutralización
Nano- reactor
NaOH
Neutralización Estándar
Nano- Neutralización
Nano Neutralización
Nano Neutralización
Bombas de alta presión
Nano Neutralización
Nano Reactor®
Nano Neutralización
Nano Neutralización
Materia Prima
Aceite de soja desgomado acuoso (120-170 ppm P; 0.45-0.55% FFA)
Nano Neutralización Refinación cáustica tradicional
Parámetros de Proceso - Ácido Fosfórico (ppm) - NaOH (% 16.6 °Be) - Presión (bar) - Temperatura (°C)
0-100
0.7
65 50
850-900
1.2
Baja 70 to 80
Calidad del aceite refinado - P (ppm) - Ca & Mg (ppm) - FFA (%) - Jabones (ppm)
1-3 < 1
< 0.03 < 100
6-8 < 3
< 0.05 200-300
500 TPD Nano Neutralización de aceite de soja Datos Industriales
Ahorros
USD/Mes
0.3 % INCREMENTO EN LA EFICIENCIA 31,104 MENOS MERMA DE ACEITE EN SILICE 1,866
ÁCIDO FOSFORICO 13,983 SODA CÁUSTICA 4,250
SILICE 10,575 ENERGÍA ELECTRICA (896)
TOTAL 61,082
Materia Prima: Aceite de Soja desgomado acuoso con 170 ppm P; 0.45% FFA)
Capacidad: 400 tpd
Ventajas probadas de Proceso
• 0.2-0.4 % de incremento en la eficiencia • 90% menos de ácido • 30-50% menos de soda • menor consumo de Silica o agua de lavado
Gracias por su atención
Ing. Gabriel Alonso [email protected]