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 gal@desmet.com.ar