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BREVET D'INVENTION
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Procédé de séparation de graisse et dispositif pour la réalisation réalisation ------------------------------------------------------v. v. 1 Inventeurs : Miroslav M n POHORALY "k PECHA. et Frantisek Convention Internationale : Priorité d'une demande de brevet déposée en Tchécoslovaquie le 16 septembre 1982 sous le No.
PV 6664-82 aux noms des inventeurs.
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Procédé de séparation de graisse et dispositif pour la réalisation de ce procédé.
L'invention concerne un procédé en vue de séparer la graisse d'un mélange liquide obtenu par pressage de matières contenant de la graisse, en particulier, des morceaux de peau, par alimentation contin u e d'un mélange liquide dans un récipient de sédimentation, sédimentation des matières non grasses et élimination continue de la graisse séparée à la surface du mélange liquide.
En outre, l'invention concerne un dispositif pour la réalisation de ce procédé, ce dispositif étant constitué d'un récipient de sédimentation à la partie inférieure duquel est située l'ouverture d'entrée inférieure d'une conduite à déchets et à la partie centrale duquel est raccordée l'embouchure d'une conduite d'admission au-dessus de laquelle, au niveau de la surface du mélange liquide, est située l'ouverture d'entrée supérieure d'un conduit collecteur.
Lors de la préparation des peaux en vue du tannage, il se forme une grande quantité de morceaux qui contiennent de la graisse, des matières albumineses et d'autres substances. En pressant ces morceaux, on obtient, d'une part, des produits pressés contenant principalement des matières albumineuses et, d'autre part, un mélange liquide contenant principalement de la graisse. Ce mélange liquide est essentiellement une émulsion peu stable de graisse dans l'eau qui contient, en outre, des matières albumineuses pouvant être dissoutes, des dispersions de matières albumineuses non solubles et différents sels. Par suite des masses spécifiques différentes des substances en présence, le mélange liquide se sépare spontanément en deux couches dans le récipient.
La couche inférieure contient une solution aqueuse de sels, une partie de matières albumineuses solubles et insolubles, ainsi qu'une petite
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quantité de graisse. La couche supérieure contient principalement de la graisse, de l'eau et ce que l'on appelle des matières non grasses contenant, en particulier, des matières albumineuses solubles et insolubles. L'eau et les matières non grasses contaminent la graisse à un point tel que celle-ci ne peut être utilisée à l'échelle industrielle sans subir un raffinage ultérieur.
On connaît un procédé en vue de séparer la graisse d'un mélange liquide par une réaction avec l'acide sulfurique. Le mélange liquide est acheminé à un récipient de sédimentation, puis on ajoute 1 à 1,5% d'acide sulfurique concentré, calculé sur le volume du mélange liquide, et l'on agite convenablement le contenu du récipient de sédimentation. Par la réaction de l'acide sulfurique, les constituants non gras, en particulier les constituants albumineux, coagulent et se déposent sous forme d'un précipité au fond du récipient de sédimentation. Au terme du processus de coagulation et de précipitation, la couche supérieure de graisse est évacuée dans un récipient, tandis que la couche inférieure contenant principalement de l'eau contaminée est évacuée comme déchet, le sédiment étant acheminé à un traitement ultérieur.
On remplit alors le récipient de sédimentation d'une ncuvelle charge du mélange liquide et le processus de séparation se reproduit. Au lieu de l'acide sulfurique, on peut également utiliser un autre acide tel que, par exemple, l'acide chlorhydrique, l'acide phosphorique, l'acide borique et analogues ou une solution de tanin, du chlorure de calcium et du chlorure de zinc.
Afin d'accroître l'effet de coagulation, dans de nombreux cas, on chauffe la totalité du contenu du récipient de sédimentation. L'inconvénient de ce procédé de séparation de graisse réside dans la faible
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productivité et dans le fait qu'il est nécessaire d'utiliser des produits chimiques néfastes pour la purification et le traitement éventuel des déchets formés.
Lorsqu'on chauffe le mélange liquide, ce procédé est très coûteux du point de vue énergétique.
En outre, on connaît un procédé en vue de séparer de l'huile de palme d'un mélange aqueux qui est acheminé continuellement à un récipient de sédimentation.
Ce mélange aqueux se sépare également spontanément en une couche inférieure contenant principalement de l'eau et en une couche supérieure sur la surface de laquelle se concentre l'huile de palme d'une pureté suffisante.
L'huile de palme ainsi séparée est acheminée continuellement de la surface de la couche supérieure dans un récipient, la couche inférieure de la solution aqueuse étant également évacuée continuellement vers les déchets. Les constituants non solubles se déposent au fond du récipient de sédimentation d'où, au besoin, ils sont évacués vers un traitement complémentaire.
Le procédé décrit n'est pas approprié pour séparer la graisse d'une solution aqueuse contenant des constituants albumineux solubles. Conjointement avec la graisse et l'eau, les substances albumineuses solubles forment notamment une émulsion relativement stable de laquelle la graisse ne peut que très difficilement être séparée.
En outre, on connaît un dispositif en vue de séparer l'huile de palme d'un mélange aqueux, ce dispositif étant constitué d'un récipient de sédimentation à la partie centrale duquel est raccordée l'embouchure d'une conduite d'alimentation.
Au-dessus de cette embouchure, au niveau de la surface du mélange aqueux, est située une ouverture d'entrée d'un conduit collecteur. L'ouverture d'entrée de la conduite à déchets est située d'une manière ap-
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propriée dans la partie inférieure du récipient de sédimentation où la teneur en graisse est à un minimum.
De là, la conduite à déchets arrive au-dessus du niveau du mélange liquide. Une solution de ce type présente un inconvénient du fait que la conduite à déchets nécessite une pompe, ce qui augmente les frais consentis.
De plus, par suite du pompage, le mélange liquide subit un mouvement inopportun dans la zone de l'ouverture d'entrée de la conduite à déchets, ce qui perturbe le dépôt des matières non solubles sur le fond du récipient de sédimentation.
Grâce au procédé suivant l'invention en vue de séparer la graisse, on évite les inconvénients précités en chauffant continuellement la couche supérieure de graisse du mélange liquide à une température supérieure à 100 C.
La caractéristique essentielle du dispositif prévu pour la réalisation de ce procédé réside dans le fait que l'ouverture de sortie e la conduite à déchets est située en dessous de l'ouverture d'entrée supérieure du conduit collecteur, en fait à une distance qui est égale à l'épais- seur de la couche supérieure de graisse. Des anneaux d'écartement sont incorporés dans la conduite à déchets.
Entre l'ouverture d'entrée supérieure du conduit collecteur et l'ouverture de sortie de la conduite à déchets, sur toute la section transversale du récipient de sédimentation, sont disposés des corps chauffants.
L'effet supérieur réalisé par le procédé suivant l'invention pour la séparation de la graisse réside dans le fait que, par suite du chauffage uniforme de la couche supérieure de graisse, les matières albumineuses solubles subissent une coagulation thermique, la stabilité de la dispersion étant annihilée par les matières albumineuses non solubles contenues dans la graisse, tandis que l'eau présente dans la couche supérieure de graisse
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s'évapore. Par suite de leur masse spécifique supérieure, les constituants albumineux coagulés et dissous descendent spontanément dans la couche inférieure du mélange liquide.
L'effet supérieur obtenu par le dispositif prévu pour la réalisation de ce procédé réside dans le fait que la couche de déchets s'écoule spontanément par l'ouverture de sortie de la conduite à déchets sans imprimer un mouvement inopportun au mélange liquide dans la zone de l'ouverture d'entrée inférieure.
Les corps chauffants chauffent uniquement la couche supérieure de graisse, réalisant ainsi une haute efficacité énergétique avec une consommation d'énergie calorifique relativement faible. Grâce aux anneaux d'écartement, on peut aisément régler le niveau de l'ouverture d'entrée inférieure de la conduite à déchets selon l'épaisseur réelle de la couche supérieure de graisse.
Exemple de réalisation du procédé
On achemine continuellement un mélange liquide obtenu, en pressant des morceaux de peau à-a partie centrale d'un récipient de sédimentation où, par suite des masses spécifiques différentes des différents composants, ce mélange se sépare spontanément en deux couches. De la sorte, la graisse plus légère, qui est contaminée par l'eau et les constituants albumineux, se concentre dans la couche supérieure. Dans la couche inférieure, subsistent principalement ce que l'on appelle les matières non grasses qui sont constituées d'une solution aqueuse de différents sels et qui, en outre, contiennent des substances albumineuses, et de petites quantités de graisse.
Toute la couche supérieure de graisse est chauffée uniformément et sans interruption à une température supérieure au point d'ébullition de l'eau, de préférence, à 130oC. Sous l'action de cette tempé-
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rature, les substances albumineuses solubles subissent une coagulation thermique, la stabilité de la dispersion des substances albumineuses insolubles est annihilée et l'eau s'évapore. De la sorte, la graisse raffinée se concentre à proximité du niveau du mélange liquide, cette graisse étant évacuée continuellement dans un récipient. La couche inférieure du mélange liquide est également évacuée continuellement vers les déchets.
Les substances albumineuses insolubles et les substances albumineuses coagulées et initialement solubles se déposent sur le fond du récipient de sédimentation d'où elles sont évacuées vers un traitement complémentaire.
Un exemple du dispositif destiné à la réalisation du procédé suivant l'invention est illustré schématiquement dans l'unique dessin annexé qui est une coupe longitudinale du récipient de sédimentation.
Le récipient de sédimentation 1 comporte un fond incliné 11 pourvu d'une soupape de dégorgement 12.
A la partie centrale du récipient de sédimentation 1, est raccordée l'embouchure 21 d'une conduite d'alimentation 2 au-dessus de laquelle, au. niveau h du mélange liquide, est prévue une ouverture d'entrée 31 d'un conduit collecteur 3. Dans la partie inférieure du récipient de sédimentation 1, au-dessus du sédiment su est située l'ouverture d'entrée inférieure 41 d'une conduite à déchets 4 s'étendant verticalement à l'exté- rieur du récipient de sédimentation 1 au-dessus de la couche inférieure de déchets d. La conduite à déchets 4 se termine par une ouverture de sortie 42.
Cette ouverture de sortie 42 est située en dessous de l'ouverture d'entrée supérieure 31 du conduit collecteur 3 à une distance qui est égale à l'épaisseur t de la cou-
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che supérieure de graisse k. la conduite à déchets 4, sont incorporés des anneaux d'écartement 43.
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DansEntre l'ouverture d'entrée supérieure 31 du conduit collecteur 3 et l'ouverture de sortie 42 de la conduite à déchets 4, sur toute la section transversale du récipient de sédimentation fizz sont répartis uniformément des corps chauffants 5.
Mode de fonctionnement
Le mélange liquide est acheminé continuellement par la conduite 2 au récipient de sédimentation 1 où il se sépare spontanément en une couche supérieure de graisse k et en une couche inférieure de déchets d.
Les corps chauffants 5 chauffent la couche supérieure de graisse k, provoquant ainsi l'évaporation de l'eau et une séparation complémentaire de substances non grasses de la couche supérieure de graisse k, ainsi que le dépôt de ces matières dans la couche inférieure de déchets d et dans le sédiment s.
La graisse séparée s'écoule continuellement dans le récipient qui lui est destiné, via l'ouverture d'entrée supérieure 31 et le conduit collecteur 3. La couche inférieure de déchets d est également évacuée continuellement via l'ouverture d'entrée inférieure 41 et la conduite 4 sous l'effet automatique de la colonne du mélange liquide. De la sorte, la couche inférieure de déchets d pénètre, avec une teneur minimum en graisse, dans l'ouverture d'entrée inférieure 41 de la conduite à déchets 4. La profondeur de l'ouverture d'entrée inférieure 41 est réglé en installant ou en enlevant le nombre requis d'anneaux d'écartement 43 suivant l'épaisseur réelle t de la couche supérieure d, graisse k.
Au besoin, le sédiment déposé s est évacué par la soupape de dégorgement 12, pour être acheminé ensuite à un traitement ultérieur.
Le procédé et le dispositif suivant l'invention peuvent être adoptés pour séparer continuellement la graisse d'un mélange liquide obtenu par pressage de
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morceaux de peau.
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PATENT
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Method of grease separation and device for carrying out realization --------------------------------------- --------------- v. v. 1 Inventors: Miroslav M n POHORALY "k PECHA. And Frantisek International Convention: Priority of a patent application filed in Czechoslovakia on September 16, 1982 under No.
PV 6664-82 in the names of the inventors.
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Method for separating fat and device for carrying out this method.
The invention relates to a method for separating fat from a liquid mixture obtained by pressing materials containing fat, in particular skin pieces, by continuous feeding of a liquid mixture into a sedimentation vessel, sedimentation of non-fatty matter and continuous removal of the separated fat on the surface of the liquid mixture.
In addition, the invention relates to a device for carrying out this method, this device consisting of a sedimentation container at the lower part of which is located the lower inlet opening of a waste pipe and at the part central of which is connected the mouth of an intake pipe above which, at the level of the surface of the liquid mixture, is located the upper inlet opening of a collecting duct.
When preparing the hides for tanning, a large quantity of lumps is formed which contains fat, albuminous materials and other substances. By pressing these pieces, one obtains, on the one hand, pressed products containing mainly albuminous matter and, on the other hand, a liquid mixture containing mainly fat. This liquid mixture is essentially an unstable emulsion of fat in water which also contains albuminous materials which can be dissolved, dispersions of insoluble albuminous materials and various salts. Due to the different specific masses of the substances present, the liquid mixture spontaneously separates into two layers in the container.
The lower layer contains an aqueous solution of salts, part of soluble and insoluble albuminous matter, as well as a small
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amount of fat. The upper layer contains mainly fat, water and so-called non-fat matter containing, in particular, soluble and insoluble albuminous matter. Water and non-fatty materials contaminate the fat to such an extent that it cannot be used on an industrial scale without undergoing further refining.
A method is known for separating fat from a liquid mixture by reaction with sulfuric acid. The liquid mixture is conveyed to a sedimentation container, then 1 to 1.5% of concentrated sulfuric acid, calculated on the volume of the liquid mixture, is added, and the contents of the sedimentation container are stirred well. By the reaction of sulfuric acid, the non-fatty constituents, in particular the albuminous constituents, coagulate and deposit in the form of a precipitate at the bottom of the sedimentation vessel. At the end of the coagulation and precipitation process, the upper layer of fat is discharged into a container, while the lower layer containing mainly contaminated water is discharged as waste, the sediment being sent for further treatment.
The sedimentation container is then filled with a new charge of the liquid mixture and the separation process is repeated. Instead of sulfuric acid, it is also possible to use another acid such as, for example, hydrochloric acid, phosphoric acid, boric acid and the like or a solution of tannin, calcium chloride and chloride zinc.
In order to increase the coagulation effect, in many cases the entire contents of the sedimentation vessel are heated. The disadvantage of this fat separation process is the low
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productivity and the fact that it is necessary to use harmful chemicals for the purification and possible treatment of the waste formed.
When the liquid mixture is heated, this process is very costly from an energy point of view.
In addition, a method is known for separating palm oil from an aqueous mixture which is continuously supplied to a sedimentation vessel.
This aqueous mixture also spontaneously separates into a lower layer containing mainly water and into an upper layer on the surface of which concentrates palm oil of sufficient purity.
The palm oil thus separated is continuously conveyed from the surface of the upper layer into a container, the lower layer of the aqueous solution also being continuously discharged into the waste. The insoluble constituents are deposited at the bottom of the sedimentation container from where, if necessary, they are evacuated to an additional treatment.
The process described is not suitable for separating fat from an aqueous solution containing soluble albuminous constituents. Together with the fat and water, the soluble albuminous substances in particular form a relatively stable emulsion from which the fat can only be very difficult to separate.
In addition, a device is known for separating palm oil from an aqueous mixture, this device consisting of a sedimentation container at the central part of which is connected the mouth of a supply line.
Above this mouth, at the surface of the aqueous mixture, is located an inlet opening of a collecting duct. The inlet opening of the waste line is conveniently located
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propriée in the lower part of the sedimentation container where the fat content is at a minimum.
From there, the waste line arrives above the level of the liquid mixture. A solution of this type has a drawback because the waste pipe requires a pump, which increases the costs incurred.
In addition, as a result of pumping, the liquid mixture undergoes an untimely movement in the area of the inlet opening of the waste pipe, which disturbs the deposition of insoluble matter on the bottom of the sedimentation container.
Thanks to the process according to the invention with a view to separating the fat, the abovementioned drawbacks are avoided by continuously heating the upper layer of fat of the liquid mixture to a temperature above 100 C.
The essential characteristic of the device provided for carrying out this process resides in the fact that the outlet opening of the waste pipe is located below the upper inlet opening of the collecting pipe, in fact at a distance which is equal to the thickness of the top layer of fat. Spacer rings are incorporated in the waste line.
Between the upper inlet opening of the collecting duct and the outlet opening of the waste pipe, over the entire cross section of the sedimentation vessel, are arranged heating bodies.
The superior effect achieved by the process according to the invention for the separation of fat lies in the fact that, as a result of the uniform heating of the upper layer of fat, the soluble albuminous materials undergo thermal coagulation, the stability of the dispersion being annihilated by the insoluble albuminous matter contained in the fat, while the water present in the upper layer of fat
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evaporates. As a result of their higher specific mass, the coagulated and dissolved albuminous constituents spontaneously descend into the lower layer of the liquid mixture.
The superior effect obtained by the device intended for carrying out this process lies in the fact that the layer of waste flows spontaneously through the outlet opening of the waste line without imparting an undesirable movement to the liquid mixture in the zone from the lower entrance opening.
The heating elements heat only the upper layer of fat, thus achieving high energy efficiency with a relatively low consumption of heat energy. Thanks to the spacing rings, the level of the lower inlet opening of the waste pipe can easily be adjusted according to the actual thickness of the upper layer of grease.
Example of the process
A liquid mixture obtained is continuously conveyed, by pressing pieces of skin in a central part of a sedimentation container where, owing to the different specific masses of the different components, this mixture spontaneously separates into two layers. In this way, the lighter fat, which is contaminated by water and the albuminous constituents, is concentrated in the upper layer. In the lower layer, there remains mainly what are called non-fatty substances which consist of an aqueous solution of different salts and which, in addition, contain albuminous substances, and small amounts of fat.
The entire upper layer of fat is heated uniformly and continuously to a temperature above the boiling point of water, preferably at 130oC. Under the action of this temperature
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the soluble albuminous substances undergo thermal coagulation, the dispersion stability of the insoluble albuminous substances is annihilated and the water evaporates. In this way, the refined fat is concentrated near the level of the liquid mixture, this fat being continuously discharged into a container. The bottom layer of the liquid mixture is also continuously discharged to the waste.
Insoluble albuminous substances and coagulated and initially soluble albuminous substances are deposited on the bottom of the sedimentation vessel from where they are discharged for further treatment.
An example of the device for carrying out the method according to the invention is illustrated schematically in the single appended drawing which is a longitudinal section of the sedimentation container.
The sedimentation container 1 has an inclined bottom 11 provided with a drain valve 12.
At the central part of the sedimentation container 1, is connected the mouth 21 of a supply line 2 above which, at. level h of the liquid mixture, an inlet opening 31 of a collecting duct 3 is provided. In the lower part of the sedimentation container 1, above the sediment is located the lower inlet opening 41 of a waste line 4 extending vertically outside the sedimentation vessel 1 above the lower waste layer d. The waste pipe 4 ends with an outlet opening 42.
This outlet opening 42 is located below the upper inlet opening 31 of the collecting duct 3 at a distance which is equal to the thickness t of the neck.
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upper fat che k. the waste line 4, spacer rings 43 are incorporated.
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DansEntre the upper inlet opening 31 of the collecting duct 3 and the outlet opening 42 of the waste pipe 4, over the entire cross section of the sedimentation container fizz are uniformly distributed heating bodies 5.
Operating mode
The liquid mixture is continuously conveyed via line 2 to the sedimentation container 1 where it spontaneously separates into an upper layer of fat k and a lower layer of waste d.
The heating elements 5 heat the upper layer of fat k, thereby causing the evaporation of water and a complementary separation of non-fatty substances from the upper layer of fat k, as well as the deposition of these materials in the lower layer of waste. d and in the sediment s.
The separated grease flows continuously into the container intended for it, via the upper inlet opening 31 and the collecting duct 3. The lower layer of waste d is also continuously discharged via the lower inlet opening 41 and line 4 under the automatic effect of the column of the liquid mixture. In this way, the lower layer of waste d enters, with a minimum fat content, into the lower inlet opening 41 of the waste pipe 4. The depth of the lower inlet opening 41 is adjusted by installing or by removing the required number of spacing rings 43 according to the actual thickness t of the upper layer d, grease k.
If necessary, the sediment deposited is evacuated by the drain valve 12, to be then conveyed for further treatment.
The method and the device according to the invention can be adopted for continuously separating the fat from a liquid mixture obtained by pressing
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pieces of skin.