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Tecnologia de alta pressão da HERMETIC para extração de CO2 no processo de descafeinação da Lavazza. (Fonte da imagem: HERMETIC-Pumpen GmbH)

Em conjunto com as altas temperaturas e a viscosidade extremamente baixa do fluido, o processo exige muito do equipamento instalado. Uma bomba de motor enlatado projetada e produzida pela HERMETIC-Pumpen GmbH é empregada como bomba de circulação. A unidade compacta em design de alta pressão, incluindo equipamento de monitoramento, garante um fluxo confiável de CO2 através dos grãos de café. Graças ao design de baixo desgaste e baixa manutenção das bombas superiores, a cafeína pode ser extraída em uma operação de 24 horas sem comprometer a vida útil.

O dióxido de carbono supercrítico está em um estado supercrítico acima de sua temperatura e pressão críticas. Suas propriedades estão entre as de um gás e um líquido: tem a viscosidade, compressibilidade e difusividade de um gás e a densidade e solubilidade de um líquido. Ele pode penetrar facilmente em outras substâncias e extrair delas as substâncias desejadas. Devido às suas qualidades naturais e à pureza do produto final, é utilizado principalmente nas indústrias alimentícia e farmacêutica. Um exemplo é a descafeinação de grãos de café.

Lavazza: processo de descafeinação "natural" CO2. A descafeinação é um processo para extrair a cafeína dos grãos de café ainda verdes. A Lavazza utiliza apenas o método CO2. A descafeinação ocorre através de um processo "natural" onde todos os elementos que entram em contato com o produto durante as diversas etapas de processamento são adequados para uso alimentar.

Na fábrica da Lavazza localizada em Pozzilli, na região italiana de Molise – inaugurada para esse fim em 1991 – os grãos de café verde são primeiro inchados, aumentando seu teor de umidade para mais de 35% com a adição de água potável. Os grãos são então direcionados para um extrator (autoclave) onde o dióxido de carbono flui sob condições supercríticas. Com esse processo, a cafeína é extraída dos grãos de café e depois recuperada. Ao final da fase de extração, a autoclave que contém o café é despressurizada e o café é transferido para a próxima fase de secagem. Nesta etapa de processamento, os grãos de café são secos até atingirem um teor de umidade inferior a 11%.

Alta pressão, alta temperatura, baixa viscosidade Usar CO2 em um estado supercrítico de agregação é a chave para uma extração de cafeína bem-sucedida. A alta temperatura predominante resulta em pressão de vapor extremamente alta nas viscosidades mais baixas. Isso representa um desafio extraordinário para a bomba centrífuga. A mistura de CO2, água e cafeína também pode gerar resíduos, escoando pela bomba.

Solução de bomba hermeticamente selada em design de alta pressão Para transportar o CO2 supercrítico através do extrator, a Lavazza conta com uma bomba centrífuga de motor blindado da HERMETIC-Pumpen GmbH. A bomba centrífuga de vários estágios de alta pressão, tipo CAMHV, garante uma entrega confiável. As condições do processo prevêem uma pressão superior a 200 bar, uma temperatura superior a 80 °C e um fluxo de CO2 superior a 140 m³/h. Nas bombas com motor blindado, o motor e os componentes hidráulicos fazem parte de um bloco com rotor e impulsores dispostos em um eixo comum. O rotor é suportado por mancais radiais com lubrificação média. O estator do motor de acionamento é separado da câmara do rotor por um tubo estator. A câmara do rotor forma um espaço comum com a carcaça da bomba.

Um princípio de design de baixo desgaste para operação contínua 24 horas Graças ao seu design integral e compacto, a bomba de motor blindado não requer vedações de eixo, rolamentos ou acoplamentos convencionais. Esta é uma vantagem em relação às bombas com selos mecânicos que são mais suscetíveis às pressões e temperaturas predominantes no processo de extração. A bomba também funciona com emissão de ruído muito baixa.

A tecnologia HERMETIC "ZART" (Zero Axial and Radial Thrust) garante que a unidade do rotor funcione sem contato e sem desgaste. O ZART é baseado no balanceamento de empuxo axial abrangente usando mancais hidrodinâmicos sem contato. A bomba foi instalada na posição vertical para acomodar a baixa viscosidade do meio bombeado e a consequente redução da capacidade de carga do mancal. Neste caso, as rótulas não têm função de suporte de carga do rotor, mas apenas uma função de orientação. O peso do rotor é transportado hidrostaticamente. Este projeto permite que o rotor trabalhe em operação contínua sem desgaste e contatos mecânicos. Isso permite a extração de cafeína em operação contínua por vários anos. Outra vantagem da instalação vertical é facilitar as operações de desgaseificação da bomba.