Cómo dimensionar el equipo de extracción, el tanque de precipitación de alcohol y el separador de líquidos para una línea de hierbas

1. ¿Por qué un lote de 2 m³ necesita un tanque de precipitación de alcohol de 7,6 m³?

Debido a que alcanzar el 70% v/v de etanol agrega 2,8 volúmenes de etanol al 95% por cada volumen de concentrado, el tanque debe contener 3,8 veces el volumen de concentrado antes de permitir algo para la espuma. Casi todas las líneas de tamaño insuficiente aquí son de tamaño insuficiente, porque el tanque se compra en función del volumen del extractor en lugar de en función del volumen de líquido final.

La aritmética la fija la fuerza objetivo, no la hierba:

Lea la última columna como su tabla de tallas. Dos metros cúbicos de concentrado de 1,10–1,25 SG al 70% necesitan 7,6 m³ de volumen de trabajo. Un JC-6000 tiene capacidad para 6 m³, así que divídalo en dos lotes de 1,5 m³ (5,7 m³ cada uno, con margen) o compre el siguiente tamaño. El error no es el tanque, sino ordenar el tanque antes de ejecutar esta multiplicación.

La chaqueta no escala con el tanque. En la serie JC estándar, la relación entre el área de la chaqueta y el volumen de trabajo cae de 6,0 m²/m³ en la unidad de 300 L a 2,0 m²/m³ en la unidad de 6.000 L. En la práctica: enfriar 5,7 m³ de 40 °C a 5 °C a través de 12 m² de camisa a K = 150-200 W/m²·K lleva aproximadamente 3,5 horas, mientras que un lote de 300 L hace el mismo trabajo en aproximadamente una hora. Siguen tres cosas:

• Utilice la chaqueta durante la dosificación de alcohol, no después. El calor de la mezcla por sí solo puede elevar un lote del 70% entre 10 y 20 °C, y dosificar lentamente en un lote tibio es la forma de hervir el etanol y perder tanto el solvente como los volátiles.

• Agregue etanol en dos o tres etapas con 20 a 30 minutos de agitación a 32 rpm entre ellas, luego manténgalo presionado durante 6 a 24 horas. El asentamiento, no el enfriamiento, establece el tiempo real del ciclo.

• Por debajo de 2,5 m² de chaqueta por m³ de volumen de trabajo, enfríe previamente el concentrado a 15 °C antes de la dosificación o especifique un circuito enfriador externo. Esta es la solución más común que citamos en líneas existentes.

✅ En pocas palabras: dimensione el tanque de precipitación de alcohol a 3,8 veces su volumen de concentrado para etanol al 70 % y verifique el área de la chaqueta por m³ antes de verificar el precio.

2. ¿Puede un separador de líquidos con capacidad de 20 m³/h manejar flóculos precipitados con alcohol?

No: en el caso del licor de hierbas precipitado, el rendimiento no tiene sentido porque la máquina pasará un líquido turbio a cualquier caudal; Sólo importa la ventana de captura. La centrífuga de filtrado de espiral horizontal LWL funciona entre 0,5 y 20 m³/h con un factor de separación de 1140 a 2060 y está diseñada para sólidos cristalinos de 0,1 a 9 mm: sal, azúcar y lodos de cristales. Los flóculos de taninos, proteínas, pectinas y almidón procedentes de la precipitación del alcohol son un material diferente: de 10 a 50 µm, de baja diferencia de densidad y comprimibles.

La ley de Stokes es implacable en este caso. La velocidad de sedimentación aumenta con el cuadrado del diámetro de la partícula, por lo que duplicar el tamaño del flóculo hace que la separación sea cuatro veces más rápida, más barata que duplicar la fuerza G.

Tamaño de una prueba de frasco, no de una hoja de datos. Llene una probeta graduada de 1 L con el licor precipitado real, registre la línea de lodo a los 15, 30, 60 y 120 minutos y diseñe la etapa de separación a partir de esa curva. Si el 90% desaparece en 30 minutos, un LWL o un decantador está bien. Si todavía está turbio a las dos horas, dosifique entre 0,5 y 2 kg/t de floculante de calidad alimentaria antes de gastar dinero en más fuerza G; en la mayoría de las plantas botánicas, un solo cambio mueve el cuello de botella más que una máquina más grande.

Planifique también los sólidos, no solo el líquido claro: 6 m³ con un 4 % v/v de sólidos sedimentables producen aproximadamente 240 litros de torta húmeda por lote. Si esa torta sale del edificio como residuo, el diseño de descarga y la rutina CIP importan más que la capacidad nominal.

La claridad aquí también determina la tasa de contaminación aguas abajo. Cualquiera que sea el separador de líquidos que instale, el licor madre clarificado va a un evaporador de película delgada giratorio eficiente tipo LG cuando debe alcanzar un alto contenido de sólidos, o a un evaporador de vacío con calentamiento externo tipo WZI para eliminar el agua a granel, y ambos se ensucian mucho más rápido en una alimentación turbia, donde un arrastre de 20 µm es suficiente para forzar un ciclo de limpieza en cada turno.

✅ En pocas palabras: haga coincidir el separador con el tamaño del flóculo de una prueba de frasco y trate las afirmaciones de rendimiento como el número menos útil en la hoja de datos.

Preguntas frecuentes

P: ¿Qué materiales y especificaciones eléctricas requiere el servicio de etanol? R: SUS304 es el mínimo para piezas mojadas; especificar SUS316L cuando el extracto lleve ácidos o cloruros orgánicos. El etanol en sí no es agresivo; el licor de hierbas sí lo es. Agregue motores a prueba de explosiones, sellos mecánicos, terminales de conexión a tierra y una bola rociadora CIP como estándar, y confirme que la chaqueta pueda absorber salmuera a -15 °C si precipita en frío.

P: ¿Puede un tanque realizar simultáneamente precipitación de alcohol y precipitación de agua? R: Sí. Un recipiente con fondo cónico con camisa y drenaje ajustable maneja ambas direcciones, lo cual es importante porque aproximadamente un tercio de las líneas botánicas precipitan con alcohol en un producto y precipitan con agua en otro. Indique ambos deberes cuando solicite una cotización.

P: ¿Suministran unidades individuales o la línea combinada? R: Ambos. NANQUAN suministra equipos de extracción individuales, recipientes con camisa y separadores, y líneas combinadas de extracción, precipitación y separación dimensionadas a partir del balance de masa de su lote. Como fabricante chino con calificaciones de recipientes a presión de Clase I y Clase II, la fábrica construye según las prácticas de ASME y EN y realiza trabajos de OEM/ODM en configuraciones personalizadas.

CTA: Obtenga el balance de masa antes de la cotización

Envíe tres números (tamaño del lote en kg de hierba cruda, concentración objetivo de etanol y porcentaje de sólidos sedimentables de una prueba de frasco) y el equipo de ingeniería de NANQUAN le devolverá una tabla de volumen recipiente por recipiente y una verificación del área de la chaqueta dentro de cinco días hábiles, sin cargo. La fábrica de equipos químicos y de energía eléctrica de Wuxi Nanquan genera pedidos personalizados y al por mayor desde Wuxi, Jiangsu, y cotiza precios directos de fábrica para unidades individuales y líneas completas.