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PROCEDE DE RAFFINAGE DES HUILES ET MATIERES GRASSES, ET INSTALLATION POUR LA
MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE.
La présente invention est relative à un procédé de raffinage des huiles et matières grasses, spécialement huiles et matières grasses vé- gétales, au moyen d'un traitement en milieu de solvants selon lequel on mé- lange le miscella brut, cest-à-dire la solution des huiles et matières grasses brutes, avec un agent de neutralisation. Il existe différents pro- cédés de raffinage de ce genre. Toutefois,le procédé selon la présente demande de brevet se distingue des procédés connus, notamment par son ren- dement élevé, par le fait qu'il permet de traiter des miscellas de concen- tration et d'acidité très différentes et par le fait quil permet une ré- cupération économique des solvants utilisés.
A cet effet, on mélange le miscella brut et l'agent de neu- tralisation avec un tiers'solvant c'est-à-dire avec un liquide qui se dissout partiellement dans le solvant du miscella et dans l'agent de neu- tralisation, après quoi on sépare les phases du mélange ainsi obtenu.
Dans une forme de réalisation particulière on utilise comme tiers solvant de l'alcool isopropylique.
Dans une forme de réalisation préférée de cette même invention on lave la phase supérieure résultant de la décantation et contenant du miscella au moyen d'eau, après quoi on traite cette phase lavée au moyen d'une solution d'un électrolyte et on soumet le mélange ainsi obtenu à une seconde décantation, la phase supérieure de cette seconde décantation étant soumise à une évaporait on.
Dans la même forme de réalisation préférée de cette même in- vention on lave la phase inférieure résultant de la décantation du mélange
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du miscella brut, de l'agent de neutralisation et du tiers solvant au moyen d'un liquide contenant du solvant du miscella et du tiers solvant , après quoi on traite cette phase lavée au moyen d'un acide fort et on sou- met le mélange ainsi obtenu à une évaporation.
L'invention concerne également l'installation pour la mise en oeuvre du procédé prédéterminé. D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description d'un procédé de raffinage des huiles et.matières grasses végétales, et d'une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé, donnée ci-après à titre d'exemple non limitatif et avec référence au dessin ci-annexé.
La figure, subdivisée en figures la, lb, lc, et ld, est une vue schématique de l'installation selon l'invention.
Dans l'installation on Traite l'huile brute dissoute dans un solvant. La solution d'huile dans ce solvant, par exemple dans de l'hexa- ne, est dénommée miscella. Lorsque l'huile dissoute est encore brute, done non raffinée, le solvant contenant l'huile dissoute est dénommé miscella brut. Ce miscella brut peut être obtenu de plusieurs manières différentes, soi c par extraction directe par solvant de l'huile contenue dans des grai- nes oléagineuses, soit, en dissolvant dans l'hexane ou un autre solvant, l'huile obtenue des graines oléagineuses au moyen des presses. L'huile brute contient des acides gras, des impuretés, des débris de graines, des mucilages, des résines, des colorants et parfois d'appréciables quantités de phosphatides.
Toutes ces matières, qui confèrent à l'huile une couleur et un goût qui la rendent impropre à la consommation, doivent être élimi- nées par le raffinage.
Raffinage en milieu de solvants
En considérant le schéma général on remarque que l'huile bru- te contenue dans le réservoir 1 (réservoir à huile brute) est amenée dans le mélangeur 5 par l'intermédiaire des conduites 2 et 4 et le débitmètre 3. Ce mélangeur 5-muni d'une virole chauffante- reçoit en outre un mélan- ge de solvant pur et de solvant mixte (ce mélange est dénommé ci-après hexane-azéotropique) contenu dans le réservoir 6 (réservoir à hexane-azéo- tropique) par les conduites 7 et 9 et le débitmètre 8. Les débitmètres 3 et 8 et la virole chauffante du mélangeur 5 permettent d'agir sur la concen- tration et la température du miscella. Celui-ci sort du mélangeur 5 par la conduite 10 vers le mélangeur 11.
L'installation selon l'invention permet de traiter des miscel- las de concentration et d'acidité très variables. Il est possible de trai- ter un miscella de concentration atteignant 40% de matières grasses dont l'acidité peut atteindre jusqu'à 80%. A titre d'exemple prenons un miscel- la qui contient une quantité d'huile d'environ 20% en poids, cette huile ayant une acidité de 4% exprimée en acide oléique libre. La quantité de soude caustique qui est ajoutée dépend de l'acidité du miscella et peut être déterminée par titrage; elle doit suffire à neutraliser le miscella, mais il est à conseiller d'utiliser un excès d'environ 10%. La concentra- tion de la soude caustique peut varier entre de très larges limites. La soude caustique qui présente une concentration de 20 Bé convient parfaite- ment.
Dans le cas de l'exemple cité on ajoute un litre de soude causti- que d'une concentration de 20 Bé et 15 1. d'alcool isopropylique pour 100 Kg. de miscella à 20% et à 4% d'acidité.
Dans le mélangeur 11 le miscella brut est traité par de la soude caustique venant du réservoir à soude caustique 12 par les conduites 13 et 15 Un débitmètre 14 permet de régler le débit de soude caustique nécessaire à la neutralisation du miscella brut. On ajoute au mélangeur 11 un mélange de tiers solvant et d'eau (dénommé ci-après IPA-azéotropique). contenu dans le réservoir 16 (réservoir à IPA-azéotropique) par les con- duites 17 et 19 et le débitmètre 18.
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Pour mieux faire ressortir le rôle de l'alcool, il est donné ci-dessous une description de quelques expériences ayant préoédé la réali- sation pratique de la présente invention.
Quand une solution diluée d'une base (par exemple NaOH) est ajoutée à un miscella brut et quand le mélange ainsi obtenu est agitée il se produit une neutralisation des acides gras décantant sous forme de sa- von qui entraine des mucilages,phospatides, etc.. Cette décantation est lente et incomplète, le miscella se décolore mal et il reste entre les deux phases une couche intermédiaire importante sans séparation bien nette.
Quand la concentration en eau dans ce système est diminuée, la quantité de soude caustique restant constante et suffisante pour neu- traliser les acides gras, le savon formé devient granuleux et décante plus rapidement
La décoloration est meilleure mais il reste cependant une couche intermédiaire qui empêche toute séparation quantitative.
Enfin, quand on utilise la soude caustique très concentrée, toute la masse prend l'aspect d'un gel. Il n'y a plus qu'une seule phase "et donc plus question de séparation.
Comme il est difficile, dans ces conditions, de supprimer par des moyens mécaniques l'adsorption physique de l'huile par le savon, l'ad- dition de soude caustique au miscella brut ne mène pas à un raffinage éco- nomique de l'huile.
Le demandeur a cependant constaté que l'emploi d'un tiers solvant, par exemple l'alcool, c'est-à-dire un liquide qui se dissout par- tiellement dans le solvant et dans l'eau, permet une séparation. Le savon se met en solution réelle dans l'alcool dilué, la couche intermédiaire disparaît et il apparaît une ligne de séparation bien nette où s'accumulent les mucilages et impuretés de l'huile.
Pour que le procédé puisse être appliqué avec un bon rende- ment, il faut absolument éviter toute saponification d'huile neutre. Une telle saponification se produit à froid avec des alcools primaires et est d'autant plus rapide que la chaîne aliphatique des alcools est plus cour- te et que la concentration en eau du système est plus faible. Elle ne se produit pas avec des alcools secondaires diluéso Parmi les tiers solvants qui peuvent en principe être utilisés, par exemple les alcools, les céto- nes, les cétone-alcools, les glycols et le glycérol, les alcools secondai- res à courte chaîne aliphatique conviennent particulièrement; l'alcool iso- propylique répond à ces dernières conditions.
Le miscella brut, mélangé avec de la soude caustique en pré- sence de tiers solvant, est amené par la conduite 21 à décanter dans le dé- 'canteur 20 Un regard de conduite 22 permet de se rendre compte du débit régulier et de prendre des échantillons pour s'assurer de la neutralité du mi scella. Par la décantation il se produit dans le décanteur 20 deux phases continues et une interphase. La phase supérieure contient essentiel- lement le miscella neutralisé, la phase inférieure surtout le savon dis- sous dans le tiers solvant. L'interphase, située à la séparation du miscel- la et du savon, est constituée par des mucilages et les impuretés de l'hui- le. Cette couche intermédiaire est rendue visible par le regard 23 placé sur la paroi extérieure du décanteur 20 ; elle fait l'objet d'un traite- ment spécial.
La phase supérieure du décanteur 20 est constituée essentiel- lement d'huile neutre et d'hexane. A cause cependant de la solubilité par- tielle de l'alcool isoproylique dilué dans l'hexane, nous trouvons en ou- tre dans cette phase supérieure un peu de savon dissous dans l'alcool. de même, dans la phase inférieure, constituée par du savon soluble à l'al- cool isopropylique dilué, un peu d'huile neutre est cependant présente à cause de la solubilité de l'hexane dans l'alcool isopropylique. Ces con- sidérations montrent-et les analyses pratiquées sur les liquides des deux phases le confirment- que malgré une séparation parfaite des deux phases
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un peu de savon est normalement présent dans le miscella et que, de même, un peu dhuile se trouve dans la phase inférieure.
Pour effectuer la sépa- ration totale des acides gras et de l'huile neutre, il ne suffit donc pas de séparer les deux phases du décanteur 20, mais il faut procéder à l'ex- traction d'huile neutre hors du savon et procéder de même sur le miscëlla neutre pour en extraire le savon. L'extraction de ces constituants se fait par des lavages dans une colonne de lavage 24. Cette colonne est consti- tuée par des plateaux munis de corps de remplissage, et opère suivant le principe du contre-courant.
Le miscella du décanteur 20 est amené par la conduite 25 à l'injecteur 26 situé vers le milieu de la colonne de lavage 24 ; de même, le savon du décanteur 20 est amené par la conduite 27 à l'injecteur 28.
Le miscella, chargé de savon, entrant en 26 monte progressivement dans la colonne de lavage et y rencontre d'abord une solution diluée d'alcool iso- propylique injectée en 29 et répartie uniformément par le plateau répar- tituer intermédiaire. Sur la conduite 30 -amenant l'alcool dilué- sont branchés les débitmètres 31 et 32, respectivement reliés par les condui- tes 33 et 34 à une canalisation d'eau et au réservoir 16 d'IPA-azéotropi- que. Cette disposition permet de régler à volonté la dilution du solvant mixte à l'injecteur 29 En outre, un débitmètre 35, relié par la conduite 3 6 à la conduite 13 de soude caustique, assure un débit réglable de ce produit à l'injecteur 29, par la même conduite 30.
Par l'injection d'une certaine quantité de soude caustique on assure un pH élevé à la zone intermédiaire de la colonne de lavage 24, afin de garder une vitesse de décantation convenable aux phases mises en présence. Par l'action du liquide injecté en 29 et réparti par les pla- teaux intermédiaire le miscella se débarrasse progressivement du savon qu'il contient. Afin de rendre ce lavage complet on injecte par 37 et 38 -respectivement reliés par les conduites 39 et 40 aux débitmètres 41 et 42- une certaine quantité d'eau amenée par les conduites 43 et /+la,. Le miscella -débarrassé complètement du savon- sort-de la colonne par la conduite 45-. Le mi scella d'huile neutre est ensuite traité dans le mélan- geur 46 par un électrolyte constitué d'acide citrique et de sel en solu- tion diluée.
Un débitmètre 47 relié par la conduite 48 au réservoir d'électrolyte 49 permet de régler l'apport de celui-ci dans la conduite 50 menant au mélangeur 46 Ce lavage -qui n'est autre qu'une démucilagi- nation en milieu acide- a pour but de précipiter certains mucilages qui ne coagulent pas en milieu basique. Après une décantation dans le décan- teur 51 où le mi scella clarifié est amené par la conduite 52, la phase supérieure de ce décanteur déborde dans la conduite 53 menant à l'évapora- teur 54.
Le savon, qui par la conduite 27 est introduit par l'injecteur 28 vers le milieu de la colonne de lavage 24, descend dans celle-ci pour y rencontrer d'abord un mélange d'hexane azéotropique injecté en 55 et ame- né par la conduite 56 du débitmètre 57 relié lui-même par 58 au réservoir 6 d'hqxane azéotropique.
Comme pour le lavage du miscella on prévoit également un lava- ge au solvant pur qui est injecté en 59 et amené par la conduite 60 via le débitmètre 61 et la conduite 62 du réservoir à hexane 63.
Comme précédemment la répartition de ces liquides se fait par l'intermédiaire de plateaux répartiteurs munis de corps de remplissage.
Afin d'empêcher l'introduction d'air éventuellement contenu dans les différents liquides introduits par les injecteurs 26-28-29-37-38- 55 et 59, ceux-ci sont munis d'un récipient désaérateur. Les conduites d'aération non dessinées sur le schéma, mais représentées par une petite flèche, se rejoignent dans un collecteur de flegmes relié à un condenseur, une installation frigorifique ou un récupérateur à charbon actif non re- présentés.
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Le lavage du savon par l'hexane azéotropique puis par l'hexane pur a pour effet d'extraire toute l'huile neutre. La solution alcoolique de savon sort par la conduite 64 Celle-ci est aménagée en col,de cygne de façon à maintenir le niveau séparateur vers le milieu du regard 65 de la co- lonne de lavage 24. Un regard 66 -fonctionnant comme coupe-siphon et per- mettant de prendre des échantillons-permet aussi de se rendre compte du débit régulier du savon. Celui-ci est amené par la conduite 67 vers le mé- langeur 68 où, par Inaction de l'acide sulfurique, il est décomposé en aci- des gras et en sulfate de soude.
Le débit d'acide sulfurique, venant du réservoir 69 et amené par la conduite 70 vers le débitmètre 71, peut être ainsi contrôlé pour assurer, via la conduite 72, un léger excès d'acide dans le mélangeur 68. La conduite 73 amène le savon décomposé dans les serpentins chauffants 74 de 1'échangeur-séparateur 75, d'où, après avoir été porté à température convenable, il débouche dans la colonne d'épuise- ment, en 76
Le miscella venant par la conduite 53 dans le bas de l'évapo- rateur 54 est concentré dans celui-ci. L'hexane s'en dégage et se de'bar- rasse dans le séparateur 77 des fines gouttelettes d'huile qu'il contient (primage). Une partie des vapeurs d'hexane se condense sur le serpentin- échangeur 74, pour y réchauffer le savon décomposé.
Ce condensat est re- cueilli en 78; il est constitué d'hexane que la pompe P2 aspire par la conduite 79 et refoule par la conduite 80 vers le réservoir 63. Les va- peurs non condensées pénètrent en 81 dans la colonne de rectification.
L'huile neutre débarrassée de la plus grande partie de l'hexane, dahs l'é- vaporateur, sort du séparateur-échangeur au niveau 82 dans la conduire 83 aménagée en col de cygne. Cette huile est aspirée dans le finisseur 84, celui-ci se trouvant sous vide. Sous l'effet de la pression réduite et de l'injection de vapeur vive, l'huile est débarrassée des dernières traces de matières volatiles. La pompe P3 soutire l'huile finie par la conduite 85 et la refoule vers la sortie d'huile 86. Les vapeurs d'eau et d'hexa- ne provenant du finisseur 84 montent vers le condenseur C2 Un éjecteur à vapeur 87 maintient le vide dans le finisseur 84 et le condenseur C2.
Après condensation en C3 les condensats de C2 et de C3 sont amenés res- pectivement par les conduites 88 et 89 dans un réservoir à condensats ba- rométrique 90. L'hexane et l'eau amenés par la conduite 91 se séparent dans le florentin 92, où l'hexane de'borde dans la conduite 93 pour rejoin- dre par la pompe P2 et la conduite 80 le réservoir à hexane 63
La récupération de tiers solvant fait l'objet d'une distil- lation azéotropique spéciale dans la colonne de fractionnement. Cette co- lonne de fractionnement se compose d'une colonne d'épuisement 94 et d'une colonne de rectification 95. Cette colonne est alimentée vers le milieu en deux points différents : en 76 par un liquide composé essentiellement de tiers solvant et en 81 par du gaz de solvant pur.
Ce liquide et ce gaz viennent du séparateur-échangeur 75. Au bas de la colonne d'épuisement 94 on injecte de la vapeur vive en 96; en outre une virole chauffante 97 est prévue pour maintenir l'ébullition du liquide à la mase de la colonne d'épuisement 94 Au sommet de la colonne de fractionnement 95 sort un gaz de composition azéotropique ternaire hexane-alcool isopropylique- eau. Ces gaz se condensent dans le condenseur c1 Les condensats, étant également azéotropiques, ont donc une composition identique aux gaz, mais comme l'azéotrope hexane, alcool isopropylique, eau est hétérogène il y a séparation en deux phases liquides. Ces phases liquides sont amenées par la conduite 98 à se séparer dans le décanteur 99.
La phase supérieure -essentiellement constituée d'hexane et d'alcool isopropylique- déborde dans la conduite 100 vers le réservoir d'hexane azéotropique 6 ; la phase inférieure -essentiellementconstituée d'alcool isopropylique et d'eau- est amenée par la conduite 101 vers le réservoir à IPA-azéotropique 16.
Une partie de la phase inférieure du décanteur 99 est rétro- gradée dans la colonne par la conduite 102. Un débitmètre 103 permet de régler l'allure de la distillation azéotropique.
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L'évacuation des impuretés et des mucilages fait l'objet d'un système spécialement conçu pour obtenir un rendement élevé aussi bien en huile neutre qu'en acides gras,
Ces impuretés sont constituées par des gommes, des protéines, des débris de graines, etc.. Elles se situent principalement dans l'in- terphase du décanteur 20. Une fraction moins abondante se trouve à la zone intermédiaire de la colonne de lavage 24 et le solde est formé par la cou- che intermédiaire du décanteur 51. La couche intermédiaire du décanteur 20 est évacuée de façon continue par la conduite 104 vers le décanteur 105.
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Cette purge entraîne nécessairement une partie de m-7iscella neutre et de savon.
Comme cependant le débit de purge est faible on exploite un séjour relativement long dans le décanteur 105 pour séparer les mucilages des pha- ses continues de miscella et de savon qui, par les conduites 106 et 107, se joignent aux phases identiques venant respectivement de 25 et de 27.
Quant à la couche intermédiaire du décanteur 105 on l'évacue vers le col- lecteur 109 par la conduite 108 Le collecteur 109 reçoit, outre les mu- ci.lages du décanteur 105, l'interphase et la phase inférieure acide du décanteur 51 -évacuées respectivement par les conduites 110 et 111; il re- coit également la couche intermédiaire de la colonne de lavage 24 amenée par la conduite 112. Les liquides du collecteur à regard 109 sont traités dans le mélangeur 113 avec de 19 électrolyte acide amené par la conduite
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114 du débstmètre 115 qui est relié à la conduite 48, L'électrolyte pro- voquela coagulation des mucilages et donne lieu à la décomposai on des savons entraînés.
En fait, il se produit un dédoublement des phases que l'on amené par la conduite 116 vers le décanteur 117 où ces phases se séparent.
La phase supérieure est un miscella constitué par de 15'huile neutre entrainée lors des purges et additionnée des acides gras provenant de la décomposition des savons entraînés. Cette phase supérieure est amenée par la conduite 118 à la pompe P4 qui la refoule vers le mélangeur 11 afin de la
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reneutrali ser.
La reneutrah sation a pour but de compenser les entraînements dhuile neutre et de savon qui auraient pu se produire lors des purges.
Etant débarrassé des muci lages précipités en milieu acide -se présentant par conséquent sous un volume fortement réduit dans 1?interphase du dé- canteur 117- le Descella d'huile neutre et diacide gras n'apporte donc
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plus d'impuretés supplémentaires lors de la reneutrallsat4on dans le mé- langeur Il): tout en assurant un rendement élevé.
Les mucilages de la couche intermédiaire du décanteur 117, de même que la phase Inférieure de ce même décanteur, sont évacués res-
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pectivement par les conduites 119 et 120 vers le bas de la colonne dépui- sement 94 qui en chasse les mati ères volatiles. Au bas de la colonne
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dépuj5ement on trouve donc, d9une part les acides gras provenant de la décomposition des savons débouchant en 76, d'autre part les mucilages pro- venant de la purge du décanteur 117.
Par l'action combinée de la vapeur
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viveS) entretenant 19ébulli-t4on, et de 1?électrolyte (acide sulfurique en excès, acide citrique, sulfate de soude),les mucilages se coagulent sous
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une forme qui n'est plus soluble ou qui ne permet plus deénulslon stable avec les acides graso Un trop plein en 121 évacue au fur et à mesure un mélange d'acide gras, de mucilages et d'électrolyte vers le décanteur 123, par la conduite 122 en col de cygne. A cause de la présence de l'électro- lyte chaud., les acides gras se séparent rapidement en une phase bien homo- gène débordant vers la conduite 124 où ils sont évacués. Les mucilages ne décantant que très lentement., sont évacués par les eaux résiduaires, for-
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mant léleetrolyte9 par la conduite 125.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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PROCESS FOR REFINING OILS AND FAT, AND INSTALLATION FOR THE
IMPLEMENTATION OF THIS PROCEDURE.
The present invention relates to a process for refining oils and fats, especially vegetable oils and fats, by means of a treatment in a solvent medium in which the crude miscella is mixed, that is to say the solution of crude oils and fats, with a neutralizing agent. There are various refining processes of this kind. However, the process according to the present patent application differs from the known processes, in particular by its high yield, by the fact that it makes it possible to treat miscellas of very different concentration and acidity and by the fact that it allows economical recovery of the solvents used.
For this purpose, the crude miscella and the neutralizing agent are mixed with a third solvent, that is to say with a liquid which partially dissolves in the solvent of the miscella and in the neutralization agent. , after which the phases of the mixture thus obtained are separated.
In a particular embodiment, isopropyl alcohol is used as third solvent.
In a preferred embodiment of the same invention, the upper phase resulting from settling and containing miscella is washed with water, after which this washed phase is treated with a solution of an electrolyte and subjected to the process. mixture thus obtained in a second decantation, the upper phase of this second decantation being subjected to an evaporation.
In the same preferred embodiment of the same invention, the lower phase resulting from the decantation of the mixture is washed.
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the crude miscella, the neutralizing agent and the third solvent by means of a liquid containing the solvent of the miscella and the third solvent, after which this washed phase is treated with a strong acid and subjected to the mixture thus obtained to evaporation.
The invention also relates to the installation for implementing the predetermined method. Other details and features of the invention will emerge from the description of a process for refining vegetable oils and fatty materials, and of an installation for carrying out this process, given below by way of non-limiting example and with reference to the accompanying drawing.
The figure, subdivided into figures la, lb, lc, and ld, is a schematic view of the installation according to the invention.
In the installation the crude oil dissolved in a solvent is treated. The solution of oil in this solvent, for example in hexane, is called miscella. When the dissolved oil is still crude, therefore unrefined, the solvent containing the dissolved oil is called crude miscella. This crude miscella can be obtained in several different ways, either by direct solvent extraction of the oil contained in oil seeds, or by dissolving in hexane or another solvent, the oil obtained from the oil seeds. by means of presses. Crude oil contains fatty acids, impurities, seed debris, mucilage, resins, colorants and sometimes appreciable amounts of phosphatides.
All these materials, which give the oil a color and a taste that make it unfit for consumption, must be removed by refining.
Refining in solvent medium
Considering the general diagram, note that the crude oil contained in the tank 1 (crude oil tank) is brought into the mixer 5 via the pipes 2 and 4 and the flowmeter 3. This mixer 5-provided a heating shell - also receives a mixture of pure solvent and mixed solvent (this mixture is hereinafter referred to as hexane-azeotropic) contained in the tank 6 (hexane-azeotropic tank) via the pipes 7 and 9 and the flowmeter 8. The flowmeters 3 and 8 and the heating shell of the mixer 5 make it possible to act on the concentration and the temperature of the miscella. This leaves the mixer 5 through line 10 to the mixer 11.
The installation according to the invention makes it possible to treat miscellas of very variable concentration and acidity. It is possible to process miscella with a concentration of up to 40% fat with an acidity of up to 80%. As an example, let us take a miscell which contains an amount of oil of about 20% by weight, this oil having an acidity of 4% expressed as free oleic acid. The amount of caustic soda which is added depends on the acidity of the miscella and can be determined by titration; it should be sufficient to neutralize the miscella, but it is advisable to use an excess of about 10%. The concentration of caustic soda can vary between very wide limits. Caustic soda which has a concentration of 20 Be is perfectly suitable.
In the case of the example cited, one liter of caustic soda with a concentration of 20 Be and 15 l of isopropyl alcohol per 100 kg of 20% miscella and 4% acidity is added.
In the mixer 11 the raw miscella is treated with caustic soda coming from the caustic soda tank 12 via the pipes 13 and 15 A flowmeter 14 makes it possible to adjust the flow rate of caustic soda necessary for the neutralization of the raw miscella. A mixture of third solvent and water (hereinafter referred to as IPA-azeotropic) is added to the mixer 11. contained in the tank 16 (IPA-azeotropic tank) by the conduits 17 and 19 and the flowmeter 18.
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In order to better emphasize the role of alcohol, a description is given below of some experiments which predated the practical realization of the present invention.
When a dilute solution of a base (for example NaOH) is added to a crude miscella and when the mixture thus obtained is stirred, a neutralization of the fatty acids settling in the form of soap takes place which causes mucilages, phospatides, etc. .. This settling is slow and incomplete, the miscella is poorly discolored and there remains between the two phases an important intermediate layer without very clear separation.
When the water concentration in this system is reduced, the quantity of caustic soda remaining constant and sufficient to neutralize the fatty acids, the soap formed becomes granular and settles more quickly.
The discoloration is better, but there is still an intermediate layer which prevents any quantitative separation.
Finally, when very concentrated caustic soda is used, the whole mass takes on the appearance of a gel. There is only one phase "and therefore no longer a question of separation.
Since it is difficult under these conditions to remove by mechanical means the physical adsorption of the oil by the soap, the addition of caustic soda to the crude miscella does not lead to an economical refining of the oil. oil.
The applicant has, however, observed that the use of a third solvent, for example alcohol, that is to say a liquid which partially dissolves in the solvent and in water, allows separation. The soap goes into real solution in diluted alcohol, the intermediate layer disappears and a very clear separation line appears where the mucilages and impurities of the oil accumulate.
In order for the process to be applied with good efficiency, it is essential to avoid any saponification of neutral oil. Such saponification occurs cold with primary alcohols and is all the more rapid the shorter the aliphatic chain of the alcohols and the lower the water concentration of the system. It does not occur with dilute secondary alcohols o Among the third solvents which can in principle be used, for example alcohols, ketones, ketone alcohols, glycols and glycerol, short chain secondary alcohols aliphatic are particularly suitable; isopropyl alcohol meets these latter conditions.
The raw miscella, mixed with caustic soda in the presence of a third solvent, is brought through line 21 to be decanted in decanter 20. A line sight glass 22 makes it possible to realize the regular flow and to take measurements. samples to ensure the neutrality of mi scella. By settling, two continuous phases and one interphase occur in the settling tank 20. The upper phase essentially contains the neutralized miscella, the lower phase mainly the soap dissolved in the third solvent. The interphase, located at the separation of the miscellan and the soap, consists of mucilages and impurities in the oil. This intermediate layer is made visible by the viewing window 23 placed on the outer wall of the settling tank 20; it is the subject of special treatment.
The upper phase of decanter 20 consists essentially of neutral oil and hexane. However, because of the partial solubility of the isoprene alcohol diluted in hexane, we also find in this upper phase a little soap dissolved in the alcohol. in the same way, in the lower phase, constituted by soluble soap in dilute isopropyl alcohol, a little neutral oil is however present because of the solubility of hexane in isopropyl alcohol. These considerations show - and the analyzes carried out on the liquids of the two phases confirm it - that despite a perfect separation of the two phases
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a little soap is normally present in the miscella and likewise a little oil is in the lower phase.
In order to effect the total separation of the fatty acids and the neutral oil, it is therefore not sufficient to separate the two phases of the settling tank 20, but it is necessary to extract the neutral oil from the soap and proceed the same goes for the neutral miscella to extract the soap. The extraction of these constituents is carried out by washing in a washing column 24. This column is constituted by trays provided with filling bodies, and operates according to the principle of the countercurrent.
The miscella from the settling tank 20 is brought through line 25 to the injector 26 located towards the middle of the washing column 24; likewise, the soap from the settling tank 20 is brought through line 27 to the injector 28.
The miscella, loaded with soap, entering at 26 gradually rises in the washing column and first encounters there a dilute solution of isopropyl alcohol injected at 29 and distributed uniformly by the intermediate distributing plate. On line 30 - supplying the diluted alcohol - are connected the flowmeters 31 and 32, respectively connected by lines 33 and 34 to a water pipe and to the reservoir 16 of IPA-azeotropic. This arrangement makes it possible to adjust at will the dilution of the mixed solvent at the injector 29 In addition, a flowmeter 35, connected by line 3 6 to the caustic soda line 13, provides an adjustable flow of this product to the injector 29 , by the same pipe 30.
By injecting a certain quantity of caustic soda, a high pH is ensured in the intermediate zone of the washing column 24, in order to keep a decantation rate suitable for the phases brought together. By the action of the liquid injected at 29 and distributed by the intermediate plates, the miscella gradually gets rid of the soap it contains. In order to make this washing complete, a certain quantity of water supplied by lines 43 and / + 1a is injected via 37 and 38 -respectively connected by pipes 39 and 40 to flowmeters 41 and 42-. The miscella - completely freed from the soap - leaves the column through line 45-. The neutral oil mi scella is then treated in mixer 46 with an electrolyte consisting of citric acid and salt in dilute solution.
A flowmeter 47 connected by line 48 to the electrolyte reservoir 49 makes it possible to regulate the supply of the latter in the line 50 leading to the mixer 46 This washing -which is none other than demucilagination in an acid medium- aims to precipitate certain mucilages which do not coagulate in a basic medium. After settling in decanter 51 where the clarified mi scella is brought through line 52, the upper phase of this settling tank overflows into line 53 leading to evaporator 54.
The soap, which through line 27 is introduced through injector 28 to the middle of washing column 24, descends into the latter to first encounter therein a mixture of azeotropic hexane injected at 55 and supplied by the pipe 56 of the flowmeter 57 itself connected by 58 to the reservoir 6 of azeotropic hqxane.
As for washing the miscella, a washing with pure solvent is also provided, which is injected at 59 and supplied via line 60 via flowmeter 61 and line 62 from hexane tank 63.
As previously, the distribution of these liquids is effected by means of distribution trays provided with filling bodies.
In order to prevent the introduction of air possibly contained in the various liquids introduced by the injectors 26-28-29-37-38- 55 and 59, these are provided with a deaerator container. The ventilation pipes not shown in the diagram, but represented by a small arrow, meet in a phlegm collector connected to a condenser, a refrigeration installation or an activated carbon recuperator, not shown.
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Washing the soap with azeotropic hexane then with pure hexane has the effect of extracting all the neutral oil. The alcoholic soap solution exits through line 64 This is arranged in a swan neck so as to maintain the separating level towards the middle of the manhole 65 of the washing column 24. A manhole 66 -functioning as a cutter. siphon and allowing to take samples-also allows to realize the regular flow of soap. This is brought through line 67 to mixer 68 where, by the action of sulfuric acid, it is decomposed into fatty acids and sodium sulphate.
The flow of sulfuric acid, coming from the reservoir 69 and brought by the pipe 70 to the flowmeter 71, can thus be controlled to ensure, via the pipe 72, a slight excess of acid in the mixer 68. The pipe 73 brings the soap decomposed in the heating coils 74 of the exchanger-separator 75, from where, after having been brought to a suitable temperature, it opens into the exhaustion column, at 76
The miscella coming through line 53 at the bottom of evaporator 54 is concentrated therein. The hexane is released from it and is discarded in the separator 77 from the fine oil droplets which it contains (primage). Part of the hexane vapors condenses on the exchanger coil 74, to heat the decomposed soap there.
This condensate is collected at 78; it consists of hexane which the pump P2 draws in through line 79 and delivers through line 80 to reservoir 63. The non-condensed vapors enter 81 into the rectification column.
The neutral oil freed of the greater part of the hexane, in the vaporizer, leaves the separator-exchanger at level 82 in line 83 arranged in a swan neck. This oil is sucked into the finisher 84, the latter being under vacuum. Under the effect of the reduced pressure and the injection of live steam, the oil is freed of the last traces of volatile matter. The pump P3 withdraws the finished oil through line 85 and delivers it to the oil outlet 86. The water and hexa- vapors from the finisher 84 rise towards the condenser C2 A steam ejector 87 maintains the vacuum in finisher 84 and condenser C2.
After condensation in C3, the condensates of C2 and C3 are brought respectively through lines 88 and 89 into a barometric condensate tank 90. The hexane and water brought through line 91 separate in the Florentine 92 , where the hexane overflows in line 93 to reach via pump P2 and line 80 the hexane tank 63
The recovery of third solvent is subject to a special azeotropic distillation in the fractionation column. This fractionation column consists of a stripping column 94 and a rectification column 95. This column is fed to the medium at two different points: at 76 with a liquid composed essentially of third solvent and at 81. by pure solvent gas.
This liquid and this gas come from the separator-exchanger 75. At the bottom of the exhaustion column 94, live steam is injected at 96; furthermore, a heating shell 97 is provided to maintain the boiling of the liquid at the base of the stripping column 94. At the top of the fractionation column 95 a gas of ternary azeotropic composition hexane-isopropyl alcohol-water exits. These gases condense in the condenser c1 The condensates, being also azeotropic, therefore have an identical composition to the gases, but like the azeotrope hexane, isopropyl alcohol, water is heterogeneous, there is separation into two liquid phases. These liquid phases are brought through line 98 to separate in settling tank 99.
The upper phase - essentially consisting of hexane and isopropyl alcohol - overflows in line 100 towards the azeotropic hexane reservoir 6; the lower phase - essentially consisting of isopropyl alcohol and water - is brought through line 101 to the IPA-azeotropic tank 16.
Part of the lower phase of settling tank 99 is downgraded in the column via line 102. A flowmeter 103 makes it possible to adjust the rate of the azeotropic distillation.
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The evacuation of impurities and mucilages is the subject of a system specially designed to obtain a high yield of both neutral oil and fatty acids,
These impurities are constituted by gums, proteins, seed debris, etc. They are mainly located in the interphase of the settling tank 20. A less abundant fraction is found in the intermediate zone of the washing column 24 and the remainder is formed by the intermediate layer of the settling tank 51. The intermediate layer of the settling tank 20 is discharged continuously through the pipe 104 towards the settling tank 105.
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This purge necessarily involves part of neutral m-7iscella and soap.
As, however, the purge flow rate is low, a relatively long stay in the settling tank 105 is exploited to separate the mucilages from the continuous phases of miscella and of soap which, through lines 106 and 107, join with the identical phases coming respectively from 25. and 27.
As for the intermediate layer of the settling tank 105, it is discharged to the collector 109 via the pipe 108 The collector 109 receives, in addition to the mu- lages of the settling tank 105, the interphase and the lower acid phase of the settling tank 51 - discharged respectively through conduits 110 and 111; it also receives the intermediate layer of the washing column 24 supplied through line 112. The liquids from the sight-glass collector 109 are treated in mixer 113 with acid electrolyte supplied through the line.
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114 of the flowmeter 115 which is connected to line 48, The electrolyte causes coagulation of the mucilages and gives rise to the decomposition of the entrained soaps.
In fact, there is a doubling of the phases which are brought through line 116 to the settling tank 117 where these phases separate.
The upper phase is a miscella consisting of neutral oil entrained during the purges and added with fatty acids originating from the decomposition of the entrained soaps. This upper phase is brought through line 118 to pump P4 which delivers it to mixer 11 in order to
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reneutrali ser.
The purpose of the regeneration is to compensate for the carry-over of neutral oil and soap which could have occurred during the purges.
Being freed from mucilages precipitated in an acidic medium - therefore having a greatly reduced volume in the interphase of decoder 117 - Descella of neutral oil and fatty diacid does not therefore provide
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no additional impurities during the reneutrallsat4on in the mixer II): while ensuring a high yield.
The mucilages of the intermediate layer of the settling tank 117, as well as the lower phase of this same settling tank, are evacuated res-
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pectively by the conduits 119 and 120 towards the bottom of the discharge column 94 which drives out the volatile matter. At the bottom of the column
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depuj5ement we therefore find, on the one hand the fatty acids coming from the decomposition of the soaps opening at 76, on the other hand the mucilage coming from the purge of the settling tank 117.
By the combined action of steam
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lively) maintaining the boiling point, and the electrolyte (excess sulfuric acid, citric acid, sodium sulphate), the mucilages coagulate under
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a form which is no longer soluble or which no longer allows stable deénulslon with fatty acids o An overflow in 121 gradually evacuates a mixture of fatty acid, mucilages and electrolyte towards the decanter 123, through the pipe 122 gooseneck. Due to the presence of the hot electrolyte, the fatty acids rapidly separate into a very homogeneous phase overflowing to line 124 where they are discharged. The mucilages settling only very slowly., Are evacuated by the residual water, for-
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mant leleetrolyte9 via line 125.
CLAIMS.
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