Verfahren zur Reinigung von Fetten. Die vorliegende Erfindung hat ein Ver fahren zur Reinigung von Fetten zu indu striellen Zwecken zum Gegenstand, mit des sen Hilfe flüchtige Stoffe, wie Fettsäuren, Geruchstuffe und dergleichen, aus -den Fet ten abgetrennt und entfernt werden. Die wesentlichen Massnahmen des neuen Verfah rens bestehen darin, dass in das unter nie drigem Druck von z.
B. 10-40 mm Queck silbersäule stehende, auf hohe Temperaturen, zweckmässig auf etwa 900-3b0 C erhitzte Fett- oder Ölflüssigkeiten, wie Wasser, Ben zol, Toluol, Alkohol usw., in möglichst fei ner, zweckmässig nebelartiger Verteilung ein geleitet oder eingeblasen werden. Handelt es sich darum, leicht flüchtige Fettsäuren aus Fetten oder Ölen zu entfernen, so kommt zweckmässig ein etwas niedrigerer Tempera turarbeitsbereich von etwa. 100-950 C in Betracht.
Die zur Behandlung der Fette benutzten Flüssigkeiten können dabei zweckmässig im vorgewärmten Zustande eingeleitet werden.
Das Verfahren wird vorteilhaft in der Weise ausgeführt, dass als Träger der fein verteilten Flüssigkeiten neutrale Gase, wie Wasserstoff, Kohlensäure, Stickstoff oder Gemische solcher Gase, die vor der Beladung mit den Flüssigkeitsnebeln ebenfalls vorge wärmt sein können, verwandt werden.
Als Träger der fein verteilten Flüssig- keiten ist z. B. ein gasförmige Stickstoffverbindungen enthaltendes Ge misch geeignet, das, wenn nötig, aus den von Sauerstoff befreiten, meist aber direkt verwendbaren Abgasen von Kesselfeuerun gen und dergleichen Anlagen gewonnen ist.
Ferner wurde gefunden, dass an Stelle der neutralen Gase oder Gasgemische auch überhitzter Dampf oder trockener Sattdampf als Träger der fein verteilten Flüssigkeiten dienen kann.
Besonders wirkungsvoll ist zum Beispiel die Verwendung von nassem Satt-dampf, das heisst von mit Wasserstaub oder Flüssigkeits bläschen oder Nebeln beladenem Dampf von höherer Temperatur. Zweckmässig wird zum Beispiel Wasserstaub von Temperaturen von 100-180 und dem entsprechenden Druck angewandt.
Statt dessen kann auch ein Ge- miseh von überhitztem Dampf und nassem Saudampf oder überhitztem Dampf, Sau dampf und Flüssigkeitsstaub, das zum Bei spiel in bekannter Weise durch Einspritzen von kaltem oder vorgewä,rmteni Wasser in überhitzten Dampf von höherer Spannung erzeugt werden kann, zur Verwendung kom men.
In solchen Fällen können, wie neuere Untersuchungen ergeben haben, die Formen des überhitzten Dampfes und des Saudampfes kurze Zeit nebeneinander bestehen. Es ist also bei dieser Ausführungsform des Ver fahrens Sorge dafür zu tragen, da.ss das Ge misch von überhitztem Dampf und nassem Sattdampf oder von überhitztem Dampf, Sattdampf und Flüssigkeitsnebeln unmittel bar nach oder während seiner Entstehung in das hocherhitzte Gut eingeblasen wird.
In manchen Fällen, so zum Beispiel bei der Verwendung von Rohölen mit harz artigen Beimengungen als Ausgangsmaterial, wie zum Beispiel bei Behandlung von Baum wollsaatöl, lässt sich das beschriebene Ver fahren vorteilhaft auch mit andern Massnah men. wie zum Beispiel mit den bekannten Alkaliverfahren oder der Fetthärtung in Form einer alkalischen Nachwaschung, kom binieren.
Handelt es sich ferner um die Reinigung der Fette und Öle von nicht destillierbaren Bestandteilen, so lässt sich die im Laufe der Behandlung stattfindende Ausfällung sol cher, zum Beispiel kolloidal gelöster Be standteile. z. B. Farbstoffe. Schleimstoffe. Proteinstoffe, Vitamine, Fermente, Lipasen usw., beschleunigen und verstärken durch die Anwesenheit von bei höherer Temperatur mit oder ohne Dehydrierung oder partielle Verkohlung koagulierenden Stoffen, z. B. von Eiweissstoffen, Alkaloiden usw.
Falls keine solche koagulierenden Stoffe in den behandelten Fetten oder Ölen enthalten sind, kann man solche Stoffe, wie z. B. Eiweiss mid dt@rgleichen, vor oder während der Be handlung mit den Flüssigkeitsnebeln zu setzen.
Vorteilhaft kann in manchen Fällen gleichzeitig mit dem Reinigungsverfahren eine chemische Beeinflussung der behandel ten Stoffe in der Weise erfolgen, dass che mische Agentien mit den Dämpfen und Flüs sigkeitsnebeln miteingeführt bezw, mitzer- stäubt oder den Ölen und Fetten schon frü her zugesezt werden. So kann man zum Bei spiel die Farbe von Ölen, Fetten günstig be einflussen, indem man in dieselben gleich zeitig mit Flüssigkeitsnebeln Wasserstoff superoxyd oder schweflige Säure in der an gegebenen Weise einführt.
Ferner kann in gehebenen Fällen der Zusatz katalytisch wirkender Reagentien vor oder während der Behandlung zu den Fetten oder Ölen vor teilhaft sein, so zum Beispiel bei Leinöl der Zusatz von die Lackbildung fördernden Ka talysatoren, wie z. B. .Sikkativ, R.esinate von Mangan, Blei und andern Metallen.
Eine besondere Anwendung ergibt sich für das angemeldete Verfahren in der Sei fen-, Stearin- und Oleinfabrikation, bei der die Neutralfette und Glyzerinester möglichst weitgehend in Glyzerin und Fettsäure ge spalten werden. wobei das, Glyzerin ausge waschen und das Gemisch von beispielsweise 85 ö Fettsäure und<B>15</B> % gespaltenem Neu tralfett der üblichen Fettsäuredestillation unterworfen wird, um neutralfettfreie Fett säure zu gewinnen.
Unter Anwendung des neuen Verfahrens zur Abtrennung der Fett säure von dem Neutra.lfett kann man im er wähnten Fall derart arbeiten, dass die Fett spaltung nur bis zu einem geringeren Grade als dem bisher üblichen zum Beispiel auf etwa 70 % freie Fettsäuren betrieben wird, wobei die Säuren mit Hilfe des angemelde ten Verfahrens unter Schonung des Neutral teils bezw. unter Vermeidung der pyrogenen Zersetzung derselben abgeschieden werden, mit der Massgabe,
dass man das zurückblei bende Neutralfett immer wieder in den Spal- tungsprozess zurückwandern lässt.
In Ausiibiin@- des Verfahrens arbeitet. man vorteilhaft so. ,dass die zii behandelnden in dustriellen Fette oder Öle kontinuierlich . durch hintereinander geschaltete Reaktions- gefässe von verhältnismässig kleiner Füllung unter solcher Regelung der Geschwindigkeit geleitet werden, dass die abfliessenden Pro dukte von den flüchtigen Anteilen praktisch befreit sind.
Vorteilhaft kann man dabei für die gute Durchmischung der eingeführten Flüssig keitsnebel mit. den zu behandelnden Stoffen Sorge tragen, zum Beispiel durch Anord nung von Verteilungsorganen in den Reak tionsgefässen, z. B. Rührwerken, oder von wechselseitig übereinandergreifenden Prall- flächen oder Anordnung von die Verteilung fördernden Füllkörpern, wie Raschigringen und dergleichen.
Anstatt verschiedene hintereinander ge schaltete Reaktionsgefässe anzuordnen, kann man auch einen oder mehrere zum Beispiel rohrförmig ausgebildete Reaktionsräume zweckmässig mit innerhalb derselben ange ordneten Verteilungsorganen.. Füllkörpern oder dergleichen anwenden, durch welche das Fett oder der Mischdampf im Gegenstrom zueinander geführt werden. Vorteilhaft kann man zum Beispiel so verfahren, -dass durch ein mit Raschigringen angefülltes, senkrecht angeordnetes Reaktionsrohr der Mischdampf von unten nach oben geleitet wird, während das zu behandelnde Öl oder Fett von oben nach unten fliesst.
Um eine sehr hochgradige Befreiung der behandelten .Stoffe von Fettsäure und der gleichen durchführen zu können, hat es sich ferner als vorteilhaft erwiesen, die Endzone der Apparatur, in der die letzten Fettsäure- reste ausgetrieben werden, für sich abzu schliessen und die entweichenden Gase in die erste Zone bezw. in die Vorwärmezone zu rückzuleiten, in der die zurückgeleiteten Fettsäuren und etwa mit übergegangene Neutralöle vollkommen absorbiert werden.
Beim Arbeiten mit mehreren hintereinander geschalteten Reaktionsgefässen kann man zum Beispiel das letzte Gefäss für sich ab schliessen und die aus ihm entweichenden Fettsäuren und gegebenenfalls geringe Men gen von Neutralfett enthaltenden Gasen nach dem ersten Reaktionsgefäss der Apparatur zurückleiten, während die aus den mittleren Reaktionsgefässen entweichenden Gase, die keine Neutralfette enthalten, fortgeleitet und kondensiert werden.
Mit Hilfe des beschriebenen Verfahrens können zum Beispiel höhere Fettsäuren aus Fetten, z. B. fetten Ölen, ferner z. B. niedere Fettsäuren aus den gespaltenen Fetten der Seifenindustrie, sowie solche beiderlei Art aus dem Soapstock des Handels entfernt werden. Das Verfahren ist auf Fette, z. B. fette Öle beliebigen FettsEtuTegehaltes, an wendbar, so dass sich Öle mit etwa 5 % freier Fettsäure ebenso leicht und vollständig ent- säuren lassen wie Öle mit einem Gehalt von etwa 50 und mehr Prozent an freier Fett säure. Ferner lässt sich das Verfahren auch erfolgreich auf nicht fettsäurehaltige, z. B.
auf vorbehandelte oder bereits entsäuerte Fette oder Öle zwecks Entfernung anderer Verunreinigungen, z. B. zwecks Ausfällung kolloidal gelöster Bestandteile, anwenden. Beispiel <I>1:</I> In einem heizbaren Vakuumapparat, dich ten Behälter oder in mehreren derartigen hintereinander geschalteten Behältern wur den insgesamt 2 kg eines Erdnussöls von 13 Fettsäuregehalt auf 280 erhitzt und auf dieser Temperatur gehalten. Hierauf wurde unter gleichzeitiger Erzeugung eines Va kuums von etwa 30 mm Quecksilbersäule durch eine Anzahl geeignet gestalteter, in die einzelnen Gefässe mündender Düsen ein Strom von in Kohlensäure suspendiertem Wasserstaub, zweckmässig im vorgewärmten Zustande. eingeleitet.
Die in dichten Nebeln entweichenden Fettsäurebrüden wurden in einem Kondensator aufgefangen. Nach einer Behandlung von zirka fünf bis acht Minuten Dauer betrug der Fettsäuregehalt des Öls noch 0,2 % freie Fettsäure. Bei zweckmässiger Regelung des . Ölzulaufes und Abflusses konnte man einen kontinuierlichen Ölstrom durch den Apparat leiten, der an der Aus trittsstelle beständig den erwähnten Fett säuregehalt von 0,2 % zeigte.
Beispiel <I>2:</I> Kokosfett mit einem Fel;tsäuregehalt von 7 \.'" wurde ent.spi-erliencl Beispiel 1 auf ?50" C erhitzt und mit .einer Mischung von Wasser taub von zirka 10G und überhitztem Dampf von 150" und Atm. behandelt, die kurz vor der Eintrittsstelle des Ge- inisc-lies hergestellt war.
Die Entsäuerung <I>des</I> Fetles vollzog sich bereits in zirka drei Minuten vollständig, so class ihr Gehalt an Fettsilure unter O1 " gesunken war.
Beispiel ,\3: Besamö l von 5 "@ Fettsäure wurde, wie in Beispiel 1, auf<B>270</B> " erhitzt und hierauf mit nassen, Sattdampf von 130 bezw. mit einem Gemisch von gewöhnlichem trocke nem Saudampf mit Wasserstaub während acht bis zehn -Iinut4n behandelt. Nach dieser Zeit betrug der Fettsäuregehalt noch zirka 0.3 ö.
Beispid'l t: Leinsamenöl von 5 % Fettsäure wurde auf ? 70 " bis<B>280</B> " erhitzt und hierauf mit Alkoholdämpfen bezw. einem Gemisch von Alkoholdämpfen und neutralen Gasen 30 bis 1(=) Minuten behandelt. Nach dieser Zeit be trug der Gehalt an freier Fettsäure noch zirka. 0,S-0,9 <B>'</B>".
Die des neuen Verfahrens be ruht wesentlich darauf, dass die eingespritz ten Flüssigkeiten, welche in dem hoeberhitz- ten Fett oder Öl fein verteilt sind, augen- blicklich zur heftigen Expansion kommen. Dabei wirkt das Öl, wesentlich unterstützt durch das wertgetriebene Vakuum, auf die fein verteilten Flüssigkeitstropfen gewisser massen als Verdampfer und gleichzeitig als Vberliitzer für de" gebildeten Dampf.
Die Folge dieser heftigen und explosionsartigen Verdampfung der Flüssigkeit innerhalb des Öls ist ein augenblickliches Austreiben und überdestillieren der Fellsäure. Die in Form eines dichten Nebels abziehenden Fettsäuren haben eine Temperatur von<B>120-150'.</B>
3Iit den überdestillierten Stoffen werdet, unter anderem auch die riechenden Bestand teile entfernt, so dass eine vollkommene Desodoratkn cler Fette und Öle erzielt wird. So gelier! zuin Beispiel bei der Behandlung des 11Oli0.iöli alle .sohlecht riechenden betone fort.
Der Vorgang der Entsäuerung und der Desodorierung spielt sich in den der Einwir kung der eingespritzten Flüssigkeitsnebel unmittelbar ausgesetzten Teilchen momen tan, in der ganzen Ölmasse dementsprechend in wenigen Minuten ab, so dass bereits nach etwa zwei bis zehn Minuten dauernder Be handlung ein praktisch fettsäurefreies und desodoriertes Produkt erzielt wird.
Der Säuregehalt des nach dem v orliegeit- den Verfahren behandelten Fettes oder Öls betrügt zwischen 0.1-0,3 'ö freier Fett <B>s;,</B> was einer praktisch quantitativen Ent- säuerung entspricht. Ausser der Entfernung destillierbarer und ausser der Fällung nicht destillierbarer Verunreinigungen twird durch das Verfahren auch eine Verbesserung der Farbe, bezw. einer Aufhellung der Fette und Öle erzielt.
Wahrscheinlich tritt. infolge der Expansionswirkung der momentan verdamp fenden Flüssigkeilsteilehen eine Auflockung etwa i@olloidal gelöster Farbstoffe, wie Chlo- rophylle, Phlobaphenc usw., ein.
Die Vorteile des neuen Verfahrens vor den bekannten bestehen darin, dass die Ent fernung der Fettsäuren. sowie der riechen den Bestandteile und anderer Verunreinigun gen viel vollständiger und in viel kürzerer Zeit gelingt. als es bei der bekannten Fett. üuredesillation mit iil)erliitzteni Wasser- dampf möglich ist.
Bei Anwendung dieser bekannten Mittel ,.t oft stundenlange Be handlung erforderl.ieh. und es lassen siel, die letzten Teile der Textsäuren immer nur unter gleichzeitigem Verlust von Neutralfetten, bezw. unter Zersetzung und Polvmerisa- tionserseheinungen,
Vertiefung des Farb tones und andern auf Scliädigun"-en des Fel.- tes hindeutenden Begleiterselicinungen be- scit:
igen. Bei der Fel.ts@iureclestillation nach diesem bekannten Verfahren darf deshalb der Neutralfettgehalt des Fettgemiselies 1? .@ nielit übersteigen. Dagegen lässt sich nach dein neuen Verfahren bei Fetten und Ölen von beliebig hohem Fettsäuregehalt die rest lose Entfernung derselben unter Vermeidung aller schädlichen Nebenwirkungen durch führen.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch das Verfahren eine besondere Be handlung des Öls zwecks Desodoration des selben überflüssig gemacht wird. Ferner ist ein Vorzug des Verfahrens, dass man infolge der ausserordentlich schnellen Reinigungs wirkung die zu behandelnden Stoffe im kon tinuierlichen Strom durch den Apparat lei ten und behandeln kann.
Bei der oben )beschriebenen Anwendung des Verfahrens auf die Neutralfettspaltung der Seifen-, Stearin- und Oleinfabrikation wird d.er Vorteil erzielt, dass keinerlei pyro- gene Zersetzung, die bei den bekannten Ver fahren, die unter hoch:gracliger Spaltung arbeiten, einen Teil der Fettsäuren und be sonders der Neutralfette zerstört, eintritt, so dass also Entstehen von Stearinpech als lästi ges Nebenprodukt, sowie die Bildung von Akrolein und anderer unangenehmen Neben produkte vermieden wird.
Bei der praktischen Ausführung des Verfahrens hat sich gezeigt, dass für viele Fettsäure enthaltenden Stoffe, z. B. Öle, eine gewisse unterste Grenze des Fettsäuregehal tes existiert bis zu der reine 100 % Fettsäure sich austreiben lässt. Bei Fortsetzung der Entsäuerung über diese unterste Grenze ge hen geringe Mengen von Neutralfetten mit über, die die Fettsäure verunreinigen.
Diese Nachteile werden durch die oben erwähnte Arbeitsweise vermieden, bei der die End- zone der Apparatur für sich abgeschlossen ist und die aus derselben entweichenden Gase in die erste Zone zurückgeleitet werden, während nur die aus dem mittleren Teil der Apparatur entweichenden Bestandteile fort- geleitet und kondensiert werden.
In diesem Teil der Apparatur ist aber die Entsäuerung nicht so weit getrieben, so d.ass er immer ober halb der Entsäuerungsgrenze, also in einem Bereich arbeitet, in dem ein Übergang von Neutralfett nicht stattfindet.