BRPI0610984A2 - método para desodorização de fluidos orgánicos e inorgánicos, bandeja de fluxo tampão para colunas de bandeja, colunas de bandeja e de desodorização, instalação, e, uso de uma instalação de desodorização - Google Patents

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Abstract

MéTODO PARA DESODORIZAçãO DE FLUIDOS ORGáNICOS E INORGáMCOS, BANDEJA DE FLUXO TAMPãO PARA COLUNAS DE BANDEJA, COLUNAS DE BANDEJA E DE DESODORIZAçãO, INSTALAçãO, E, USO DE UMA INSTALAçãO DE DESODORIZAçãO. A presente invenção refere-se a um método para desodorização de fluidos orgânicos ou fluidos inorgânicos, que compreende a criação de um fluxo contínuo ou um fluxo semi-contínuo dos fluidos através de uma coluna tendo uma ou mais bandejas, criando um fluxo tampão dos fluidos através de um labirinto de passagens em cada bandeja pela regularização do fluxo através das passagens pelo uso de uma válvula reguladora numa saida na bandeja, introduzindo gás de borrifação no nível inferior de cada bandeja, contatando os fluidos com o gás de borrifação no fluxo tampão, removendo voláteis dos fluidos, e transferindo o gás de borrifação e os voláteis em dutos dentro da coluna ou fora da coluna. A presente invenção refere-se, além disso, a uma bandeja de fluxo tampão, uma coluna, uma instalação de desodorização, e à utilização destes.

Description

"MÉTODO PARA DESODORIZAÇÃO DE FLUIDOS ORGÂNICOS EINORGÂNICOS, BANDEJA DE FLUXO TAMPÃO PARA COLUNAS DEBANDEJA, COLUNAS DE BANDEJA E DE DESODORIZAÇÃO,INSTALAÇÃO, E, USO DE UMA INSTALAÇÃO DE DESODORIZAÇÃO"
A presente invenção refere-se a um método para desodorizarfluidos orgânicos ou fluidos inorgânicos, uma bandeja de fluxo tampão, umacoluna de bandeja, uma instalação, e a utilização destes.
Fundamentos da invenção
Processos para a purificação de óleos e gorduras compreendemcolunas, que operam, mais ou menos, em processos em forma de lote. Istopode ser arriscado por impor diferenças no tempo de processamento para amolécula de óleo individual, resultando em uma baixa qualidade do óleo ougordura tratado, uma vez que o óleo ou gordura são tratados em bandejasoperando pelo princípio da drenagem por transbordamento. No capítulo 6,volume 4 de "Edible Oil and Fat Products; Process Technology", editado porΥ. H. Hui, páginas 339 a 390, Copyright © 1966 por John Wiley & Sons, Inc.são descritos diferentes processos para a desodorização de óleos e gorduras.
Um objetivo da presente invenção é prover um métodocontínuo, ou semi-contínuo para a purificação de óleos e gorduras tendo umtempo igual de retenção, para a maioria de todas as moléculas, em cadabandeja da coluna.
Outro objetivo é prover ferramentas para a realização dométodo.
A invenção
Conseqüentemente, a presente invenção provê um métodonovo de para purificação de fluidos, tais como, todos os óleos e gordurascomestíveis e óleos minerais. O novo método pode operar continuamente,semi-continuamente, ou de ambos os modos. O conceito do método é criar umtempo de retenção uniforme para todas as moléculas ou gotículas, porexemplo, todas as moléculas ou gotículas podem fluir, como um fluxo estável,através de toda a bandeja ou de toda a coluna, desde a entrada até a saída,segundo o princípio de 'o primeiro a entrar, o primeiro a sair'. Assim, apresente invenção refere-se a um método para desodorização de fluidosorgânicos ou inorgânicos com alto ponto de ebulição, o métodocompreendendo a criação de um fluxo contínuo ou um fluxo semi-contínuo defluidos através de uma coluna tendo uma ou mais bandejas, criar um fluxotampão dos fluidos através de um labirinto de passagens em cada bandeja,regular o fluxo através das passagens com o uso de uma válvula reguladoranuma saída na bandeja, introduzir gás de borrifação no nível inferior de cadabandeja, contatar os fluidos com o gás de borrifação no fluxo tampão,remover os voláteis dos fluidos, e transferir o gás de borrifação e os voláteisem um duto dentro da coluna ou fora da coluna.
O método também pode compreender a transferência do fluxode fluidos, através da válvula reguladora, para outra bandeja de fluxo tampão,ou para um trocador de calor economizador. O fluxo de fluidos pode sertransferido através da válvula reguladora para o centro de outra bandeja defluxo tampão, para a periferia de outra bandeja de fluxo tampão, ou através deum tubo coletor tendo a válvula reguladora na saída.
O método também pode compreender a introdução de gás deborrifação em um nível inferior das bandejas. De acordo com um modo derealização alternativo do método, o gás de borrifação pode ser introduzido auma velocidade dentro da faixa de cerca de 20 m/s à cerca de 40 m/s. Deacordo ainda com outro modo de realização alternativo do método, o gás deborrifação pode ser introduzido a uma velocidade menor do que cerca de 30m/s. O método também compreende que o gás de borrifação possa serselecionado dentre vapor d'água, fluidos de baixo peso molecular, oucombinações destes.O fluxo tampão do presente método pode ter um tempo deretenção total de menos de 60 minutos ao longo da coluna. De acordo com ummodo de realização alternativo do método, o tempo total de retenção pode sermenor do que 45 minutos e, de acordo ainda com outro modo de realização dométodo, o tempo total de retenção pode ser menor do que 30 minutos. Deacordo com mais um modo de realização alternativo do método, o tempo totalde retenção pode estar na faixa de cerca de 2 a 30 minutos.
A temperatura na qual a coluna pode ser operada pode sermenor do que 280°C. De acordo com um modo de realização alternativo dométodo, a coluna pode ser operada dentro de uma faixa de cerca de 25O°C àcerca de 270°C.
A pressão na qual a coluna pode ser operada pode ser menordo que 2 MPa. De acordo com um modo de realização alternativo do método,a coluna pode ser operada numa pressão menor do que 1,5 MPa. De acordocom um modo de realização alternativo do método, a coluna pode ser operadanuma pressão dentro da faixa de cerca de 0,5 à cerca de 1 MPa. De acordoainda com mais um modo de realização alternativo do método, a coluna podeser operada numa pressão dentro da faixa de cerca 1,5 à cerca de 5 MPa.
De acordo com o método, os fluidos podem ser selecionadosde um grupo consistindo de todos os óleos comestíveis, óleos ou gordurasvegetais, óleos ou gorduras animal, óleos de peixe, como também, óleosminerais.
A presente invenção também se refere a uma bandeja de fluxotampão para colunas de bandeja, cujas bandejas compreendem uma passagemlabiríntica de um conjunto de defletores conectados ao fundo da bandeja e auma válvula reguladora no fundo da bandeja.
A passagem labiríntica pode ser arranjada de modo que asplacas defletoras estejam colocadas transversalmente ao fluxo, e as placas doscanais estejam colocadas ao longo do fluxo.Os defletores podem ser conectados no fundo por solda,brasamento, solda parcial, brasamento parcial ou combinações disto, ou porqualquer outro meio apropriado de conexão.
O layout da bandeja pode compreender um arranjo dedefletores montados de forma concêntrica, de forma espiralada, ou ambas,num fundo de bandeja. Cada elemento defletor pode ser formatado de talmaneira que uma geometria simples para ambos, defletor e bandeja, possa serassegurada, particularmente para a conexão do conjunto de defletores nofundo. O arranjo completo dos defletores pode ser tal que uma passagemcontínua possa ser desenvolvida na seção da bandeja com o objetivo deproduzir uma passagem tão longa quanto, praticamente, possível.
O fundo da bandeja pode ser horizontal, inclinado em direçãoou opostamente ao centro e, de acordo com um modo de realizaçãoalternativo, o fundo da bandeja pode ser plano, em prisma cônico ou circularcônico. De acordo com um modo de realização alternativo, o fundo dabandeja pode ser inclinado para cima, ou para baixo, num ângulo menor doque 10o. De acordo ainda com outro modo de realização alternativo, o ângulopode ser de, pelo menos, 0,5°. De acordo com mais um outro modo derealização alternativo, o ângulo pode estar numa faixa de cerca de 0,5° à cerca de 5°.
A bandeja de fluxo tampão pode compreender, além disso,tubos borrifadores, que são montados no nível inferior da bandeja. De acordocom um modo de realização alternativo, os tubos borrifadores podem terfuros, ou passagens para borrifamento de gás, com diâmetro dentro de umafaixa de cerca de 0,5 mm a cerca de 2 mm.
A passagem pode direcionar continuamente os fluidos emdireção de um ponto de saída na extremidade, que pode ser ajustado com umdispositivo de controle de fluxo, que pode ser uma válvula reguladora. Oponto de saída pode estar no centro da bandeja, num ponto de saída naperiferia da bandeja, ou num ponto de saída na extremidade de um tubocoletor.
Adicionalmente, um setor no arranjo de defletores pode ter umvazio de modo a ser usado como um duto para a distribuição de vácuo, oupara deixar sair gases voláteis de sucessivas bandejas montadas abaixo, oupara ambos. Por isso, a bandeja também pode compreender, pelo menos, umduto para vácuo e gás a ser borrifado.
A presente invenção refere-se, além disso, a uma coluna debandeja, que compreende uma ou mais bandejas de fluxo tampão tendo umapassagem labiríntica de um conjunto de defletores conectados no fundo dabandeja e uma válvula reguladora no fundo da bandeja. De acordo com ummodo de realização alternativo, a coluna de bandeja pode ter menos de 10bandejas de fluxo tampão. De acordo com um outro modo de realizaçãoalternativo, a coluna de bandeja pode ter, pelo menos, uma bandeja de fluxotampão, e de acordo com ainda um outro modo de realização alternativo, acoluna pode ter até seis bandejas de fluxo tampão.
A presente invenção refere-se, também, a uma coluna dedesodorização, que compreende, pelo menos, uma coluna de bandeja e, pelomenos, uma coluna de destilação ou, pelo menos, um extrator tendo materialde recheio estruturado. A coluna de destilação ou o extrator pode ter coletoresde fluido montados no fundo da coluna de destilação, ou extrator, acima dacoluna de bandeja.
De acordo com um modo de realização alternativo dainvenção, as colunas podem ser montadas como um vaso único contendoambas, a coluna de bandeja e a coluna de destilação, ou pode ser montadacomo dois vasos, a coluna de bandeja e a coluna de destilação conectadas porum tubo de conexão. O gás a ser borrifado, o vácuo, ou ambos podem sertransportados via dutos nas bandejas, via dutos fora da coluna ou porcombinações desses.A presente invenção refere-se, também, a uma instalaçãocompreendendo a coluna de desodorização, pelo menos um trocador de calorou economizador e, pelo menos, um depurador de gás, a invenção referindo-se, além disso, ao uso da instalação de desodorização para a purificação detodos os óleos comestíveis, óleos ou gorduras vegetais, óleos ou gordurasanimais, óleos de peixe, ou óleos minerais. Outros modos de realização dainvenção serão definidos nas reivindicações.
Descrição sumária dos desenhos
Fig. 1 mostra uma seção transversal de um arranjo alternativode defletores de acordo com a invenção.
Fig. 2 mostra uma seção transversal de outro arranjoalternativo de defletores de acordo com a invenção.
Fig. 3 mostra uma seção transversal de ainda outro arranjoalternativo de defletores de acordo com a invenção.
Fig. 4 mostra uma seção transversal de mais um arranjoalternativo de defletores de acordo com a invenção.
Fig. 5 mostra uma seção transversal da vista lateral de umdispositivo de coleta tendo uma válvula reguladora na saída, de acordo comum modo de realização alternativo da invenção.
Fig. 6 mostra uma seção transversal de uma bandeja tendotubos para borrifamento de acordo com um modo de realização alternativo.
Fig. 7 mostra uma seção transversal de uma vista lateral deuma coluna de bandeja, de acordo com um modo de realização alternativo dainvenção.
Fig. 8 mostra uma seção transversal de uma vista lateral deuma coluna de bandeja, de acordo com outro modo de realização alternativoda invenção.
Fig. 9 mostra uma seção transversal de uma vista lateral deuma coluna de bandeja, mostrando dutos para gás e vácuo dentro da coluna,de acordo com um modo de realização alternativo da invenção.
Fig. 10 mostra uma seção transversal de uma vista lateral deuma coluna de bandeja, mostrando dutos para gás e vácuo fora da coluna, deacordo com outro modo de realização alternativo da invenção.
Descrição detalhada dos desenhos
Na Figura 1 é mostrado um arranjo de defletores em espiral 1,formando passagens labirínticas em espiral, pelas quais os fluidos fluem deum ponto de entrada 2 para um ponto de saída 3. Na Figura 2, sãoapresentados outros arranjos 3 e 4 de passagens labirínticas em espiral. Osfluidos são direcionados através das passagens para fluírem por tanto tempoquanto possível antes de deixarem a bandeja pelo ponto de saída 3. NasFiguras é mostrado um duto 4 para o gás a ser borrifado e vácuo. Dependendodos fundos da bandeja estarem virados para cima ou para baixo, os ponto deentrada 2 e ponto de saída 3 podem trocar de lugar, de acordo com os modosde realização alternativos da invenção. Em todas as Figuras 1 a 4, umaválvula reguladora está montada no, ou na proximidade do ponto de saída 3,não sendo a válvula reguladora mostrada nas figuras.
De acordo com um modo de realização alternativo, os fluidosdeixam as bandejas num ponto de saída 3, na bandeja, e são transferidos paraum dispositivo de coleta 5. O dispositivo de coleta é inclinado lateralmenteem direção da periferia de uma bandeja, abaixo e acima de um ponto deentrada, não mostrado na figura. No ponto terminal 6, do dispositivo decoleta, é montada uma válvula reguladora 7, que regula o fluxo do fluido naspassagem da bandeja acima. Tubos de borrifamento 8 estão montados nofundo da bandeja.
Cada bandeja é equipada com vários tubos de borrifamento 8que podem ser vistos na Figura 6. A Figura 6 também mostra o dispositivo decoleta 5, subjacente, tendo a válvula reguladora 7. Os fundos das bandejas defluxo tampão na coluna de bandeja podem ser horizontais, virados para cimaou para baixo. Na figura 7, ambas as bandejas estão viradas para cima e parabaixo, de acordo com um modo de realização alternativo. A bandeja 9 estávirada para baixo tendo um ângulo Θ, que pode ser menor do que 10°. Noponto mais baixo há um ponto de saída 3 no qual é montada uma válvulareguladora. O fluxo dos fluidos será transferido da válvula reguladoramontada no centro da bandeja para um ponto de entrada 2 na bandeja 10. Abandeja 10 está virada para cima. O fluido dos fluxos passará pelas passagenslabirínticas, desde o ponto de entrada no centro da bandeja, até para fora, porum ponto de saída 3, na periferia. Uma válvula reguladora 7 está montada noponto de saída 3. A bandeja 10 também tem um ângulo Θ, que é menor do que 10°.
A Figura 8 mostra uma coluna de bandeja tendo, somente,bandejas inclinadas para baixo. De acordo com este modo de realizaçãoalternativo as bandejas estão equipadas com dispositivos de coleta 5 eválvulas reguladoras 7, que são montadas na periferia da coluna. Dutos 4 paravácuo, voláteis e gás para borrifamento, de acordo com um modo derealização alternativo, são montados dentro da coluna de bandeja, como podeser visto na Figura 9. A Figura 10 mostra outro modo de realizaçãoalternativo, onde os dutos 4 estão montados fora da coluna de bandeja.

Claims (33)

1. Método para desodorização de fluidos orgânicos einorgânicos, caracterizado pelo fato de compreender a criação de um fluxocontínuo ou um fluxo semi-contínuo dos fluidos através de uma coluna tendouma ou mais bandejas, a criação de um fluxo tampão dos fluidos através depassagens labirínticas em cada bandeja, regulando o fluxo através daspassagens pelo uso de uma válvula reguladora em uma saída na bandeja,introdução de gás de borrifação no nível inferior de cada bandeja, contatar osfluidos com o gás de borrifação no fluxo tampão, remover voláteis dosfluidos, e a transferência do gás de borrifação e dos voláteis em um dutodentro da coluna ou fora da coluna.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de adicionalmente compreender a transferência do fluxo dos fluidosatravés da válvula reguladora para outra bandeja de fluxo tampão, ou para umtrocador de calor economizador.
3. Método de acordo com as reivindicação 1 ou reivindicação 2, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender a transferência dofluxo dos fluidos através da válvula reguladora para o centro de outra bandejade fluxo tampão, para a periferia de outra bandeja de fluxo tampão, ou atravésde um tubo coletor tendo a válvula reguladora na saída.
4. Método de acordo com quaisquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender aintrodução de gás de borrifação num nível inferior das bandejas.
5. Método de acordo com quaisquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizado pelo fato do gás de borrifação ser introduzidonuma velocidade dentro de uma faixa de cerca de 20 m/s a cerca de 40 m/s.
6. Método de acordo com quaisquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizado pelo fato do gás de borrifação ser introduzidonuma velocidade menor do que cerca de 30 m/s.
7. Método de acordo com quaisquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizado pelo fato do gás a ser borrifado ser selecionado devapor d'água, fluidos de baixo peso molecular ou combinações destes.
8. Método de acordo com quaisquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizado pelo fato do fluxo tampão ter um tempo total deretenção menor do que 60 minutos.
9. Método de acordo com quaisquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizado pelo fato do fluxo tampão ter um tempo total deretenção dentro da faixa de cerca de 2 a 30 minutos.
10. Método de acordo com quaisquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizado pelo fato da coluna operar numa temperaturamenor do que 280°C.
11. Método de acordo com quaisquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizado pelo fato da coluna operar numa temperaturadentro da faixa de cerca de 250°C à cerca de 270°C.
12. Método de acordo com quaisquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizado pelo fato da coluna operar numa pressão menor doque 2 MPa.
13. Método de acordo com quaisquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizado pelo fato da coluna operar numa pressão dentro deuma faixa de cerca de 0,15 a cerca de 0,5 MPa.
14. Método de acordo com quaisquer das reivindicaçõesprecedentes, caracterizado pelo fato dos fluidos serem selecionados de umgrupo consistindo em todos os óleos comestíveis, óleos e gorduras vegetais,óleos e gorduras animais, óleos de peixe, e óleos minerais.
15. Bandeja de fluxo tampão para colunas de bandejacaracterizada pelo fato de compreender uma passagem labiríntica de umconjunto de defletores montados no fundo da bandeja e uma válvulareguladora no fundo da bandeja.
16. Bandeja de fluxo tampão de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato da bandeja compreender, além disso, tubosborrifadores montados no nível inferior da bandeja.
17. Bandeja de fluxo tampão de acordo com a reivindicação 15ou reivindicação 16, caracterizada pelo fato dos tubos borrifadores teremfuros, ou passagens, para borrifar gás, com um diâmetro dentro de uma faixade cerca de 0,5 mm a cerca de 2 mm.
18. Bandeja de fluxo tampão de acordo com quaisquer dasreivindicações 15 a 17, caracterizada pelo fato da bandeja compreender, alémdisso, pelo menos um duto para vácuo e gás a ser borrifado.
19. Bandeja de fluxo tampão de acordo com quaisquer dasreivindicações 15 a 18, caracterizada pelo fato do conjunto de defletores sermontado em formatos concêntricos, ou formatos espiralados, ou ambos, nofundo da bandeja.
20. Bandeja de fluxo tampão de acordo com quaisquer dasreivindicações 15 a 19, caracterizada pelo fato da válvula reguladora estarmontada num ponto de saída no centro da bandeja, num ponto de saída naperiferia da bandeja, ou num ponto de saída na extremidade de um tubo coletor.
21. Bandeja de fluxo tampão de acordo com quaisquer dasreivindicações 15 a 20, caracterizada pelo fato do fundo da bandeja ser umfundo plano, um fundo em prisma cônico ou um fundo circular cônico.
22. Bandeja de fluxo tampão de acordo com quaisquer dasreivindicações 15 a 21, caracterizada pelo fato do fundo da bandeja estarinclinado para baixo ou para cima num ângulo menor do que 10°.
23. Bandeja de fluxo tampão de acordo com quaisquer dasreivindicações 15 a 22, caracterizada pelo fato do ângulo ser, pelo menos, 0,5°.
24. Bandeja de fluxo tampão de acordo com quaisquer dasreivindicações 15 a 23, caracterizada pelo fato do ângulo estar dentro da faixade cerca de 0,5° a cerca de 5o.
25. Coluna de bandeja, caracterizada pelo fato de compreenderuma ou mais bandejas de fluxo tampão como definidas nas reivindicações 15 a 24.
26. Coluna de bandeja de acordo com a reivindicação 25,caracterizada pelo fato de ter, menos, de 10 bandejas de fluxo tampão na coluna.
27. Coluna de bandeja de acordo com a reivindicação 26,caracterizada pelo fato de ter pelo menos uma bandeja de fluxo tampão.
28. Coluna de desodorização, caracterizada pelo fato decompreender, pelo menos, uma coluna de bandeja como definida emquaisquer reivindicações 25 a 27, e pelo menos, uma coluna de destilaçãocontendo material de recheio estruturado.
29. Coluna de desodorização de acordo com a reivindicação 28, caracterizada pelo fato de serem montados coletores de fluido no fundo dacoluna de destilação.
30. Coluna de desodorização de acordo com a reivindicação 28ou reivindicação 29, caracterizada pelo fato da coluna de bandeja e a colunade destilação serem montadas como um vaso único, ou montadas como doisvasos conectados por um tubo de conexão, ou combinações destes.
31. Coluna de desodorização de acordo com quaisquer dasreivindicações 28 a 30, caracterizada pelo fato do gás de borrifação, o vácuo,ou ambos serem transportados vias dutos nas bandejas, via dutos fora dacoluna, ou combinações destes.
32. Instalação, caracterizada pelo fato de compreender umacoluna de desodorização como definida em quaisquer das reivindicações 28 a 31, pelo menos um trocador de calor ou pelo menos um trocador de caloreconomizador, ou combinações destes, e, pelo menos, um depurador.
33. Uso de uma instalação de desodorização caracterizado pelofato de ser para purificar óleos ou gorduras vegetais, óleos ou gordurasanimais, óleos de peixe, outros óleos comestíveis, ou óleos minerais.
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