Produzione di impianti per grasso e olio

Il grasso non è semplicemente un olio denso: è un olio base mantenuto in una struttura semisolida da un addensante, più comunemente un sapone metallico formato dalla reazione di un acido grasso con un idrossido metallico, sebbene per prodotti speciali si utilizzino anche argilla, poliurea e altri addensanti non saponosi. La sua produzione è un processo multistadio che porta la miscela attraverso una reazione ad alta temperatura, una fase di omogeneizzazione che definisce la struttura finale del grasso, e una sequenza di filtrazione e finitura prima che sia pronto per il confezionamento. Ogni fase pone requisiti diversi all’attrezzatura, motivo per cui una linea per grassi assomiglia meno a un singolo reattore e più a una breve serie di recipienti progettati su misura.

La fase di reazione

La reazione principale (saponificazione per un grasso addensato al sapone, o reazioni di complessazione e accoppiamento per grassi al complesso di litio e altri grassi ad alte prestazioni) avviene in un reattore agitato e camiciato ad alta temperatura, comunemente nell’intervallo di 150–250 °C a seconda della chimica dell’addensante, con il profilo esatto controllato tramite una sequenza definita di riscaldamento e mantenimento anziché un singolo setpoint. Molte formulazioni richiedono una fase sotto vuoto a metà cottura per rimuovere l’acqua di reazione e i volatili leggeri, quindi il reattore è tipicamente idoneo sia al vuoto sia alla pressione ed è dotato di presa vapore e condensatore. Il riscaldamento è solitamente fornito tramite una camicia a olio diatermico anziché a vapore, poiché le temperature di processo coinvolte superano quanto un sistema a vapore standard raggiunge comodamente, e l’agitatore deve continuare a lavorare una miscela la cui viscosità cambia sostanzialmente man mano che si forma la struttura dell’addensante.

Omogeneizzazione e macinazione

La massa reagita in uscita dal reattore è grezza e strutturata in modo irregolare; è la fase di omogeneizzazione a scomporre le fibre dell’addensante o i cristalli di sapone nella struttura uniforme e fine che conferisce al grasso finito la sua tessitura e il suo grado di consistenza. Ciò avviene con omogeneizzatori in linea, mulini colloidali o laminatoi a tre cilindri a seconda del prodotto, lavorando il grasso ad alto taglio mentre è ancora abbastanza caldo da essere lavorabile. La coerenza in questa fase è tanto una questione di ripetibilità quanto di qualità: un grasso poco macinato risulta grumoso e incoerente da lotto a lotto, mentre l’attrezzatura di taglio stessa deve essere dimensionata in base alla viscosità dell’olio base e al carico di addensante della formulazione specifica.

Filtrazione e finitura

Prima del confezionamento, il grasso passa attraverso una filtrazione per rimuovere particelle non disciolte, grumi residui di addensante ed eventuali contaminazioni acquisite durante la lavorazione, con la dimensione della maglia del filtro stabilita dalla specifica di pulizia del prodotto: un aspetto critico per i grassi destinati a cuscinetti di precisione o applicazioni idrauliche. La deaerazione è spesso anch’essa parte di questa fase, poiché l’aria intrappolata durante la macinazione ad alto taglio influisce sia sulla consistenza apparente del grasso sia sulla sua stabilità di conservazione. Il grasso finito e filtrato viene quindi trasferito a una linea di confezionamento e, poiché il grasso è non newtoniano e non scorre come un liquido, le tubazioni di trasferimento, le pompe e le testate di riempimento devono essere tutte dimensionate per un prodotto pseudoplastico ad alta viscosità anziché per l’olio.

Materiali di costruzione

Poiché la fase di reazione avviene a caldo e talvolta sotto vuoto, e poiché il prodotto finito deve rimanere privo di contaminazione, l’attrezzatura a contatto con il prodotto è tipicamente realizzata in acciaio inox, con la camicia del reattore idonea al servizio con olio diatermico e isolata per mantenere economicamente la temperatura di processo durante una cottura di più ore. Le tubazioni, le valvole e i componenti interni delle pompe a valle sono specificati per la natura abrasiva e ad alta viscosità del grasso, anziché per un servizio liquido standard.

Makfen progetta e realizza attrezzature per la produzione di grassi e oli (reattori, sistemi di omogeneizzazione e filtrazione, e le tubazioni e le apparecchiature di trasferimento tra essi) in acciaio inox e acciaio al carbonio, secondo i parametri termici, di pressione e di vuoto della formulazione prevista.