Lavazza'nın kafeinsizleştirme işleminde kullanılan HERMETİK kapalı motorlu pompa
İtalyan Lavazza şirketi, kahve çekirdeklerinden kafeini çıkarmak için yalnızca CO2 ekstraksiyon yöntemine güveniyor. İşlem, süperkritik durumda yüksek basınçlı CO2 kullanmaktadır. Yüksek sıkıştırılabilirliği nedeniyle, CO2'nin süperkritik durumdaki hali proses stabilitesi için bir zorluk teşkil etmektedir. Yüksek sıcaklıklar ve akışkanın son derece düşük viskozitesi ile birlikte bu proses, kurulu ekipmana yüksek talepler getirmektedir. Sirkülasyon pompası olarak HERMETIC-Pumpen GmbH tarafından tasarlanan ve üretilen bir kapalı tip muhafazalı pompa kullanılmaktadır. İzleme ekipmanı da dahil olmak üzere yüksek basınçlı tasarıma sahip kompakt ünite, kahve çekirdekleri boyunca güvenilir bir CO2 akışı sağlar. Pompaların düşük aşınma ve az bakım gerektiren tasarımı sayesinde, hizmet ömründen ödün vermeden 24 saatlik bir çalışmada kafein ekstrakte edilebilir.
Süperkritik karbondioksit, kritik sıcaklık ve basıncının üzerinde süperkritik bir durumdadır. Özellikleri bir gaz ile bir sıvının özellikleri arasında yer alır: bir gazın viskozitesine, sıkıştırılabilirliğine ve geçirgenliğine ve bir sıvının yoğunluğuna ve çözünürlüğüne sahiptir. Diğer maddelere kolayca nüfuz edebilir ve onlardan istenen maddeleri çıkarabilir. Doğal nitelikleri ve son ürünün saflığı nedeniyle, esas olarak gıda ve ilaç endüstrilerinde kullanılır. Kahve çekirdeklerinin kafeinden arındırma işlemi (kafeinsizleştirme) buna bir örnektir.
Lavazza: "doğal" kafeinsizleştirme CO2 işlemi.
Kafeinsizleştirme, kahve çekirdeklerinden kafeini henüz yeşilken çıkaran bir işlemdir. Lavazza sadece CO2 yöntemini kullanmaktadır. Kafeinsizleştirme, çeşitli işleme adımları sırasında ürünle temas eden tüm unsurların gıda kullanımına uygun olduğu "doğal" bir süreçle gerçekleşir.
İtalya'nın Molise bölgesindeki Pozzilli'de bulunan ve 1991 yılında bu amaçla faaliyete geçen Lavazza tesisinde, yeşil kahve çekirdekleri önce içme suyu ilavesiyle nem oranı %35'in üzerine çıkarılarak şişiriliyor. Çekirdekler daha sonra süperkritik koşullar altında karbondioksitin aktığı bir ekstraktöre (otoklav) yönlendirilir. Bu işlemle kafein kahve çekirdeklerinden çıkarılır ve daha sonra geri kazanılır. Ekstraksiyon aşamasının sonunda, kahvenin bulunduğu otoklavın basıncı düşürülür ve kahve bir sonraki kurutma aşamasına aktarılır. Bu işlem adımında kahve çekirdekleri %11'den daha az bir nem içeriğine ulaşana kadar kurutulur.
Yüksek basınç, yüksek sıcaklık, düşük viskozite
Başarılı bir kafein ekstraksiyonu için CO2'nin süperkritik agregasyon durumunda kullanılması kilit öneme sahiptir. Hakim olan yüksek sıcaklık, en düşük viskozitelerde son derece yüksek buhar basıncı ile sonuçlanır. Bu durum santrifüj pompa için olağanüstü bir zorluk teşkil eder. CO2, su ve kafein karışımı, pompadan akan kalıntılara da yol açabilir.
Yüksek basınçlı tasarımda hermetik olarak sızdırmaz pompa çözümü
Lavazza, süperkritik CO2'yi ekstraktörden geçirmek için HERMETIC-Pumpen GmbH'nin santrifüj kapalı tip muhafazalı pompasına güveniyor. CAMHV tipi yüksek basınçlı çok kademeli santrifüj pompa güvenilir bir sevkiyat sağlıyor. Proses koşulları 200 bar'ın üzerinde bir basınç, 80 °C'nin üzerinde bir sıcaklık ve 140 m³/saat'in üzerinde bir CO2 akışı öngörmektedir. Kapalı tip muhafazalı pompalarda motor ve hidrolik bileşenler, rotor ve çarkların ortak bir mil üzerinde düzenlendiği tek bir bloğun parçasıdır. Rotor, orta yağlamalı radyal rulmanlar tarafından desteklenir. Tahrik motorunun statoru rotor odasından bir stator tüpü ile ayrılmıştır. Rotor odası, pompanın gövde kısmı ile ortak bir alan oluşturur.
24 saat sürekli çalışma için düşük aşınmalı tasarım ilkesi
Entegre ve kompakt tasarımı sayesinde, kapalı tip muhafazalı pompa salmastra, geleneksel rulman veya kaplin gerektirmez. Bu, ekstraksiyon prosesinde hakim olan basınç ve sıcaklıklara karşı daha hassas olan mekanik salmastralı pompalara göre bir avantajdır. Pompa ayrıca çok düşük gürültü emisyonuyla çalışır.
HERMETIC teknolojisi "ZART" (Sıfır Aksiyel ve Radyal İtme) rotor ünitesinin temas ve aşınma olmadan çalışmasını sağlar. ZART, temassız hidrodinamik kaymalı yatakların kullanıldığı kapsamlı aksiyel itme dengelemesine dayanmaktadır. Pompa, pompalanan ortamın düşük viskozitesine ve bunun sonucunda azalan yatak yükü kapasitesine uyum sağlamak için dikey konumda monte edilmiştir. Bu durumda kaymalı yatakların rotor yükünü destekleme işlevi yoktur, sadece kılavuzluk işlevi vardır. Rotor ağırlığı hidrostatik olarak taşınır. Bu tasarım, rotorun aşınma ve mekanik temas olmadan sürekli çalışmasını sağlar. Bu, birkaç yıl boyunca sürekli operasyonda kafein ekstraksiyonunu mümkün kılar. Dikey kurulumun bir diğer avantajı da pompanın gaz arındırma işlemlerini kolaylaştırmasıdır.
Rotor konumu izleme ile güvenilir eksenel itme dengelemesi
Kapalı tip muhafazalı pompalarda, pompa milinin aksiyel konumu çalışma sırasında otomatik olarak kendini dengeler. Bu otomatik olarak kuvvetsiz bir denge durumu oluşturur ve kaymalı yatakların aksiyel yatak bileziği üzerinde hiçbir aksiyel kuvvet etki etmez. Lavazza fabrikasına monte edilen pompada, aksiyel kontrol diski aksiyel itme dengelemesini sağlar. Pompa, pompanın çalışması sırasında aksiyel rotor dengelemesini izlemek için HERMETIC rotor pozisyon monitörü "MAP" ile donatılmıştır. Rotor pozisyon izleme, rotorun izin verilen aralık dışındaki en ufak sapmasını tespit eder ve istenmeyen çalışma koşullarını önlemek için bir erken uyarı sistemi olarak hizmet eder.
En sıra dışı uygulamalarda bilgi ve deneyim
Bu zorlu uygulama ile HERMETIC, karmaşık ve kritik süreçlerde bile hermetik sızdırmaz pompalarda onlarca yıllık deneyimini ortaya koymaktadır. HERMETIC, müşterileriyle yakın işbirliği içinde pazara sürekli olarak yeni uygulamalar sunmaktadır. Bu, HERMETIC'i dünya çapında hermetik sızdırmaz pompaların önde gelen üreticilerinden biri haline getirmektedir.