Alto

Tecnología de alta presión de HERMETIC para la extracción de CO2 en el proceso de descafeinado de Lavazza. (Fuente de la imagen: HERMETIC-Pumpen GmbH)

Junto con las altas temperaturas y la viscosidad extremadamente baja del fluido, el proceso exige mucho del equipo instalado. Como bomba de circulación se emplea una bomba de motor encapsulado diseñada y fabricada por HERMETIC-Pumpen GmbH. La unidad compacta en diseño de alta presión, incluido el equipo de monitoreo, asegura un flujo confiable de CO2 a través de los granos de café. Gracias al diseño de bajo desgaste y bajo mantenimiento de topumps, la cafeína se puede extraer en una operación de 24 horas sin comprometer la vida útil.

El dióxido de carbono supercrítico se encuentra en un estado supercrítico por encima de su temperatura y presión críticas. Sus propiedades se encuentran entre las de un gas y las de un líquido: tiene la viscosidad, compresibilidad y difusividad de un gas y la densidad y solubilidad de un líquido. Puede penetrar fácilmente en otras sustancias y extraer las sustancias deseadas de ellas. Por sus cualidades naturales y la pureza del producto final, se utiliza principalmente en la industria alimentaria y farmacéutica. Un ejemplo es la descafeinación de los granos de café.

Lavazza: proceso de CO2 de descafeinado "natural". La descafeinación es un proceso para extraer la cafeína de los granos de café mientras aún están verdes. Lavazza solo utiliza el método CO2. La descafeinación se realiza mediante un proceso "natural" en el que todos los elementos que entran en contacto con el producto durante las distintas etapas de elaboración son aptos para uso alimentario.

En la planta de Lavazza ubicada en Pozzilli, en la región italiana de Molise, puesta en funcionamiento para este propósito en 1991, los granos de café verde se hinchan primero aumentando su contenido de humedad a más del 35 % con la adición de agua potable. Luego, los granos se dirigen a un extractor (autoclave) donde el dióxido de carbono fluye en condiciones supercríticas. Con este proceso, se extrae la cafeína de los granos de café y luego se recupera. Al final de la fase de extracción, el autoclave que contiene el café se despresuriza y el café pasa a la siguiente fase de secado. En este paso de procesamiento, los granos de café se secan hasta que alcanzan un contenido de humedad inferior al 11 %.

Alta presión, alta temperatura, baja viscosidad El uso de CO2 en un estado supercrítico de agregación es la clave para una extracción de cafeína exitosa. La alta temperatura predominante da como resultado una presión de vapor extremadamente alta en las viscosidades más bajas. Esto representa un desafío extraordinario para la bomba centrífuga. La mezcla de CO2, agua y cafeína también puede generar residuos que fluyan a través de la bomba.

Solución de bomba sellada herméticamente en diseño de alta presión Para transportar el CO2 supercrítico a través del extractor, Lavazza confía en una bomba centrífuga de motor encapsulado de HERMETIC-Pumpen GmbH. La bomba centrífuga multietapa de alta presión, tipo CAMHV, garantiza un suministro fiable. Las condiciones del proceso prevén una presión superior a 200 bar, una temperatura superior a 80 °C y un caudal de CO2 superior a 140 m³/h. En las bombas de motor enlatado, el motor y los componentes hidráulicos forman parte de un bloque con el rotor y los impulsores dispuestos en un eje común. El rotor está soportado por cojinetes radiales medianamente lubricados. El estator del motor de accionamiento está separado de la cámara del rotor por un tubo de estator. La cámara del rotor forma un espacio común con la parte de la carcasa de la bomba.

Un principio de diseño de bajo desgaste para un funcionamiento continuo las 24 horas Gracias a su diseño integral y compacto, la bomba de motor encapsulado no requiere sellos de eje, cojinetes o acoplamientos convencionales. Esta es una ventaja sobre las bombas con sellos mecánicos que son más susceptibles a las presiones y temperaturas que prevalecen en el proceso de extracción. La bomba también funciona con una emisión de ruido muy baja.

La tecnología HERMETIC "ZART" (Zero Axial and Radial Thrust) asegura que la unidad del rotor funcione sin contacto ni desgaste. ZART se basa en un completo equilibrio de empuje axial utilizando cojinetes lisos hidrodinámicos sin contacto. La bomba se instaló en posición vertical para acomodar la baja viscosidad del medio bombeado y la resultante capacidad de carga reducida de los cojinetes. En este caso, los cojinetes de deslizamiento no tienen una función de soporte de carga del rotor, sino solo una función de guía. El peso del rotor se transporta hidrostáticamente. Este diseño permite que el rotor funcione en funcionamiento continuo sin desgaste ni contactos mecánicos. Esto permite la extracción de cafeína en funcionamiento continuo durante varios años. Otra ventaja de la instalación vertical es que facilita las operaciones de desgasificación de la bomba.

Balanceo de empuje axial confiable con monitoreo de posición del rotor En las bombas de motor encapsulado, la posición axial del eje de la bomba se equilibra automáticamente durante el funcionamiento. Esto establece automáticamente un estado de equilibrio sin fuerzas y ninguna fuerza axial actúa sobre el collarín de cojinete axial de los cojinetes lisos. En la bomba instalada en la planta de Lavazza, un disco de control axial asegura el equilibrio del empuje axial. La bomba está equipada con el monitor de posición del rotor HERMETIC "MAP" para monitorear el balanceo axial del rotor durante la operación de la bomba. El control de la posición del rotor detecta la más mínima desviación del rotor fuera del rango admisible y sirve como sistema de alerta temprana para evitar condiciones de funcionamiento no deseadas.

Conocimiento y experiencia en las aplicaciones más inusuales Con esta exigente aplicación, HERMETIC demuestra décadas de experiencia en bombas selladas herméticamente incluso en procesos complejos y críticos. En estrecha colaboración con los clientes, HERMETIC introduce constantemente nuevas aplicaciones en el mercado. Esto convierte a HERMETIC en uno de los principales fabricantes de bombas herméticas a nivel mundial.

Fuente: Hermetic-Pumpen GmbH