Verfahren zum kontinuierlichen Spalten von pflanzlichen und tierischen Fetten. Es ist bekannt,,dass die Spaltung pflauz- l.ieher und tierischer Fette in Fettsäure und Glyzerin ohne Chemikaliendurchgeführt werden kann, wenn hochgespannter Wasser- ,
dampf von mindestens 30 Atmosphären zur Verfügung steht. Diese Hochdruckspaltung bedingt jedoch grossvolumige Hochdruck autoklaven und Hochdruckdampfkessel. Wenn ein genügend hoher Spaltungsgrad erreicht werden soll, müssen mehrere Spaltprozesse durchgeführt werden. Das Glyzerinwasser fällt bei diesem Spaltverfahren in starker Verdünnung an.
Bekannt ist auch die ununterbrochene Spaltung von pflanzlichen und tierischen Fetten in einem direkt beheizten Hochdruck- röhrensystem in Gegenwart von Wasser.
Bei dieser Spaltmethode werden die Fette mit Wasser emulgiert und mit Hilfe einer Druckpumpe durch ein direkt beheiztes Röh- rensystem gedrückt.
Der Druck wird hierbei so hoch gewählt, dass bei der Spalttempe- ratur das Wasser nicht verdampft.
Während des Spaltungsprozesses muss das Wasser be kanntlich als Glyzerinlösemittel wirken und muss sich .demzufolge in flüssigem Aggre- gatzustande befinden. Nach dem Durchlau fen der Spaltzone passiert ,
das hocherhitzte Spaltgut ein Druckreduzierventil und egpau- .diert in einem unter Niederdruck stehenden Verdampfer.
Durch die Druckermässigung tritt eine Selbstverdampfung von Glyzerin- wafer und Fettsäure ein. Es kann jedoch nur soviel von dem Spaltprodukt verdamp fen als Überhitzungswärme zur Verfügung steht.
Würde beispielsweise bei. einer Tempe ratur von 250 Grad Celsius die Spaltung ,durchgeführt, so müsste in der Spaltzone ein Druck von mindestens 4.1 Atmosphären herr schen, um die Wasserverdampfung zu ver hindern.
Liess man das Spaltgut in die unter Niederdruck bezw. unter Vakuum stehende Verdampfungszone eintreten, so lag die Ver- ,
dampfungstemperatur wesentlich unterhalb der Spalttemperatur. Das Spaltgut befand sich also in überhitztem Zustande in der Vendampfungs.zone. Es verdampfte nun zu nächst soviel Glyzerinwassser und Fettsäure. als überschüssige Überhitzungswärme in dem Spaltgut vorhanden war. Sollte die Fett- säure
und das Glyzerinwazser vollkommen zur Verdampfung gebracht werden, so müsste dem Verdampfer neue Wärme zugeführt werden. Es wären also mindestens, zwei Heizstellen notwendig.
Die Hinzuführung weiterer Verdampfungswärme in den unter Niederdruck bezw. unter Vakuum stehenden Verdampfer rief jedoch meistens ein verhält nismässig stürmisches Sieden hervor. Dieses führte häufig zum Überschäumen und zum Mitreissen von Flüssigkeitstropfen. Diese
Spaltungseinrichtung bedarf einer sorgfälti gen Wartung. Das Bedienungspersonal hat nicht nur den Spaltprozess, zu b,eaufsichti.gen,
sondern es muss auch die Zuführung der zu sätzlichen Verdampfungswärme in dem Ver dampfer beaufsichtigen. Es muss ausserdem eine zweite Wärmequelle von entsprechender Temperatur vorhanden sein.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Spalten von pflanz- lichen und tierischen Fetten in Fettsäure und Glyzerin, ohne Zusatz von Chemikalien, durch welches die vorbeschriebenen Übel stände beseitigt werden.
Das Verfahren gemäss der Erfindung be- steht darin, da3eine von einer einzigen Heiz- quelle beheizte Spaltvorrichtung verwendet wird, .die in drei hintereinander ,geschaltete Druckzonen unterteilt ist,
wobei Druck und Temperatur in der nächstfolgenden Zone im mer geringer sind als in der voraufgegange nen.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungs- beispiel der zur Durchführung des Verfah rens dienenden :Spaltvorrichtung dargestellt.
Die Durchführung des Verfahrens- er folgt zum Beispiel in folgender Weise: Das zu spaltende Fett wird durch die Leitung A dem E.mulsionsapparat 1 zuge führt.
Durch die Leitung B wird in den Emulsiomapparat Frischwasser gebracht. Das Rohfett und das Frischwasser werden durch eingebaute Rührwerke zu einer E@mul- sson vermischt. Durch die Hochdruckpumpe 2 wird die Mischung der Hochdruckspaltzone 3 zugeführt.
Je nach den zu verarbeitenden Fetten wird in äer Hoohdruckspaltzone mit Drücken zwischen 30 und 100 Atmosphären gearbeitet.
Die Spalttemperatar liegt je nach der Qualität der zu verarbeitenden Fette zwischen 2.00 und 2,80 Grad Celsius. Der Arbeitsdruck muss jeweils so hoch gewählt werden, dass bei der anzuwendenden Spalt- temperatur das Wasser nicht verdampft,
sondern flüssig bleibt. In der Hochdruck spaItzone 3 erfolgt die Zerlegung ;des Fettes in Fettsäure und Glyzerin. Das Glyzerin vermischt sich mit dem Spaltwasser zu Gly- zerinwasser. Nach Passieren der Hochdruck spaltzone 3 wird durch ein HocIldruckredu- zierventil 4 der Arbeitsdruck so weit redu ziert,
dass das Glyzerinwasser und ein Teil der niederen Fettsäure in der nachfolgenden Mitteldruckverdampfungszone 5 verdampfen. Der Arbeitsdruck in der Mitteldruckver- dampfungs.zone liegt je nach der Qualität ,des Fettes zwischen 2 und 20 Atmosphären. Dementsprechend bewegt sieh die Tempera tur zwischen 120 und 2!10 Grad Celsius.
Die Verdampfung der Spaltprodukte und des Wassers erfolgt nach der Druckreduzierung in der Mitteldruckvendampfungs@zone 5 zum Teil durch Selbstverdampfung, Zwobei die überschüssige Überhitzungswärme verzehrt wird. Zum andern Teil erfolgt die Ver dampfung durch die Zufuhr weiterer Wärme massen aus den Rauchgasen.
Da die Arbeitstemperatur in. der Mittel- druckverdampfungszone 5 niedriger liegt als in der Hochdrucks.paltzone 3, erfolgt der Ein bau in .den Heizofen in der Waise, daB die Hochdruckspaltzone 3 im heissesten Ofenteil und die Mitteldruckverdampfungszone 5 im Rauchabzug liegt.
Es erfolgt dadurch eine bessere Ausnutzung der Heizgase.
In der Mitteldruckverdampfungszone 5 wird das gesamte Glyzerinwasser und der grösste Teil der Fettsäuren unter Druck ver dampft. Da die Verdampfung in einem Röh- rensystem erfolgt, ist für eine zwangsläufige Dampfführung jede Garantie vorhanden.
Am Ausgang der Mitteldruckverdampfungszone 5 befindet sieh das Mitteldruckreduzierventil 6. Durch dieses gelangen die Spaltprodukte in vollkommen gleichmässigem Strom in den Niederd.ruckverdampfer 7, in welchem die restlichen hochsiedenden Fettsäuren durch Selbstverdampfung in Dampfform überge führt werden.
Da die Verdampfungstempe- ratur in dem Niederdruckverdampfer 7 ge genüber der Mittel:druckverdampfungszone 5 erheblich niedriger liegt, steht ein genügend grosses Temperaturgefälle für die Verdamp fung der restlichen Fettsäuren. zur Ver fügung.
Da das Spaltwasser mit der Fett säure in Dampfform in den Niederdruckver- dampfer 7 eintritt, drückt die Tension des Wasserdampfes die Siedetemperatur der höher siedenden Fettsäure weiter herab.
Die unverdampfbaren Neutralölanteile des Spaltgutes sinken in dem Niederdr uck- verdampfer 7 zu Boden und .gelangen in die Neutralölsammelvo.rlage 8, in die eine För- dereinriehtung eingebaut ist. Von hier :
ans wandert das im ersten Durchgang ungespal- tene Neutralö1 als Umlauffett ,durch die Lei tung C zurück in den Emulsionsapparat 1 und nimmt gemeinsam mit dem kontinuier- lich zufliessenden Rohfett erneut an dem Spaltprozess teil.
Die verdampfbaren Produkte, bestehend aus Fettsäure und Glyzerinwasser, steigen in dem Niederdruckverdampfer 7 hoch und ge langen in den Niederdruckkondensator 9.
Hier erfolgt durch Kühlung mit Luft, Roh fett oder Wasser das Niederschlagen der hochsiedenden Fettsäuren. Diese verlassen .das Unterteil wies Niederdruckkondensators und gelangen in .die Sammelvorlage 10.
Die verbleibenden Dämpfe gehen von dem Ober- teil des Niederdruckkondensators 9 in das Unterteil des Niederdru.ckkondensators 11. Hier werden durch geeignete Kühlung die niedrig siedenden Fettsäuren zum. Konden- sraren gebracht. Diese werden in der Sam- melvorlage 12 aufgefangen.
Die verbleiben; den Dämpfe gehen nach dem NiedA-rdruok- ko ,densator 13. Hier wird durch fraktio- nierte Kühlung das Glyzerin in konzentner- ter Form ausgeschieden und in der Sammel- vorlage 14 gesammelt.
Die verbleibenden Wasserdämpfe, welche noch Spuren; von Glyzerin enthalten, werden in dem Nieder- druckkondensator 15 niedergeschlagen und gelangen als sogenanntes Süsswasser in die mit eingebauter Fördereinrichtung versehene Sammelvorlage 16,
von wo das Süsswasser durch die Leitung <B>D</B> zurück in den Emul- sionsapparat 1 geführt wird und zur weite ren Spaltung von Fetten Verwendung fin det.
Die unkondensierbaren Gase und Dämpfe werden durch die Gas,- bezw. Luftabsauguug 17 abgesaugt, aus der sie bei E abgeleitet werden. Durch diese Vorrichtung wird der @Tiederdruok bezw. das Vakuum in der Nie- derdruckzone der Spalteinrichtung aufrecht erhalten.
Die Kondensate können bei dem Ablauf aus den Apparaten durch die Schaugläser 18 beobachtet werden.
% die Spalteinrichtung in :drei Druck zonen mit abfallenden Betriebsdrücken und abfallender Temperatur arbeitet, kann der Spaltprozess in der Weise geführt werden, dass in der Hochdruckspaltzane 3 sich alle Produkte in flüssigem Zustande befinden, während in der Mittel:
druckverdampfungs- zone die niedrig siedenden Substanzen, welche bei Niederdruck bezw. im Vakuum zum Schäumen neigen, unter einem gewissen Überdruck verdampft werden.
In der zwei ten, der Mitteldruckverdampfungszone 5, be finden sieh also die Produkte teilweise in flüssigem und teilweise in dampfförmigem Zustand. Bei dem Eintritt des Spaltgutes in den Niederdruckverdampfer 7 ist also der weitaus grösste Teil,der Verdampfungsarbeit bereits geleistet. Das Wasser,
welches be kanntlich die grösste latente VeTdempfungs- wä.--ne hat, ist also bereits in der Mittel- druckverdampfungszone 5 durch .die Ab- hitzeverwertung aus, . den Rauchgasen. in Dampfform umgewandelt worden.
Der Nie derdruckverdampfer 7 wird also ganz er heblich entlastet, da in ihm nur noch die letzten Reste der hochsiedenden Fettsäuren durch Selbstverdampfung unter Aufzehren der Überhitzungswärme zu verdampfen sind.
Da in dem Niederdruckverdampfer 7 das un- gespaltene Neutralöl zur Ausscheidung kommt, ist es für die Reinheit der Destillate von grösster Wichtigkeit, dass die Verdamp- fungsarbeit in dem Niederdruckverdampfer 7 so gering wie möglich ist und stossfrei ohne die Zufuhr neuer Wärmemengen erfolgt.
Process for the continuous splitting of vegetable and animal fats. It is known that the splitting of plum and animal fats into fatty acids and glycerine can be carried out without chemicals if high water,
Steam of at least 30 atmospheres is available. However, this high-pressure splitting requires large-volume high-pressure autoclaves and high-pressure steam boilers. If a sufficiently high degree of cleavage is to be achieved, several cleavage processes must be carried out. In this splitting process, the glycerine water is highly diluted.
The uninterrupted splitting of vegetable and animal fats in a directly heated high-pressure pipe system in the presence of water is also known.
With this splitting method, the fats are emulsified with water and pressed through a directly heated pipe system with the aid of a pressure pump.
The pressure is chosen so high that the water does not evaporate at the cracking temperature.
As is well known, the water must act as a glycerine solvent during the splitting process and must therefore be in a liquid state of aggregation. After passing through the cleavage zone,
the highly heated cleavage material passes a pressure reducing valve and pau- .diert in a low-pressure evaporator.
The reduction in pressure causes self-evaporation of glycerine wafer and fatty acid. However, only so much of the cleavage product can evaporate as superheating heat is available.
Would for example. If the cleavage is carried out at a temperature of 250 degrees Celsius, a pressure of at least 4.1 atmospheres would have to prevail in the cleavage zone to prevent water evaporation.
If you let the split material in the BEZW under low pressure. enter the evaporation zone under vacuum, the
Steaming temperature significantly below the gap temperature. The split material was therefore in an overheated state in the vaporization zone. So much glycerine water and fatty acid evaporated at first. was present as excess overheating in the log. Should be the fatty acid
and the glycerine water is completely evaporated, new heat would have to be supplied to the evaporator. So at least two heating points would be necessary.
The addition of further heat of vaporization in the BEZW under low pressure. However, evaporators under vacuum usually caused a relatively violent boiling. This often led to foaming over and droplets of liquid being carried away. These
Fission setup requires careful maintenance. The operating staff not only has to supervise the splitting process,
but it must also supervise the supply of the additional heat of vaporization in the evaporator. There must also be a second heat source at the appropriate temperature.
The invention relates to a method for the continuous splitting of vegetable and animal fats into fatty acid and glycerol, without the addition of chemicals, by means of which the above-described inconveniences are eliminated.
The method according to the invention consists in using a cracking device heated by a single heating source, which is divided into three pressure zones connected one behind the other,
where the pressure and temperature in the next zone are always lower than in the previous zone.
The drawing shows an exemplary embodiment of the splitting device used to carry out the method.
The method is carried out, for example, in the following way: The fat to be split is fed to the emulsifier 1 through line A.
Fresh water is brought into the emulsion apparatus through line B. The raw fat and fresh water are mixed by built-in agitators to form an E @ mulsson. The mixture is fed to the high pressure gap zone 3 by the high pressure pump 2.
Depending on the fats to be processed, pressures between 30 and 100 atmospheres are used in the outer high-pressure gap zone.
Depending on the quality of the fats to be processed, the splitting temperature is between 2.00 and 2.80 degrees Celsius. The working pressure must be selected so high that the water does not evaporate at the splitting temperature to be used,
but remains fluid. The breakdown of the fat into fatty acid and glycerine takes place in high pressure spa zone 3. The glycerine mixes with the crevice water to form glycerine water. After passing through the high pressure gap zone 3, the working pressure is reduced by a high pressure reducing valve 4
that the glycerine water and part of the lower fatty acid evaporate in the subsequent medium pressure evaporation zone 5. The working pressure in the medium pressure evaporation zone is between 2 and 20 atmospheres, depending on the quality of the fat. Accordingly, the temperature moves between 120 and 2! 10 degrees Celsius.
The evaporation of the decomposition products and the water takes place after the pressure reduction in the medium pressure evaporation zone 5 partly by self evaporation, whereby the excess superheating heat is consumed. On the other hand, the evaporation takes place by supplying additional heat from the flue gases.
Since the working temperature in the medium pressure evaporation zone 5 is lower than in the high pressure gap zone 3, the installation in the heating furnace takes place in the orphan that the high pressure gap zone 3 is in the hottest part of the furnace and the medium pressure evaporation zone 5 is in the smoke vent.
This results in better utilization of the heating gases.
In the medium pressure evaporation zone 5, all of the glycerine water and most of the fatty acids are evaporated under pressure. Since the evaporation takes place in a pipe system, there is every guarantee for an inevitable steam supply.
At the outlet of the medium-pressure evaporation zone 5 is the medium-pressure reducing valve 6. Through this, the cleavage products pass in a perfectly even flow into the low-pressure evaporator 7, in which the remaining high-boiling fatty acids are converted into vapor form by self-evaporation.
Since the evaporation temperature in the low-pressure evaporator 7 is considerably lower than the mean pressure evaporation zone 5, there is a sufficiently large temperature gradient for the evaporation of the remaining fatty acids. to disposal.
Since the cracking water with the fatty acid enters the low-pressure evaporator 7 in vapor form, the tension of the water vapor presses the boiling temperature of the higher-boiling fatty acid further down.
The non-evaporable neutral oil components of the fission material sink to the bottom in the low-pressure evaporator 7 and reach the neutral oil collecting device 8, in which a conveying device is installed. From here:
On the other hand, the neutral oil, which was not split in the first pass, migrates as circulating fat, through line C back into the emulsion apparatus 1 and, together with the continuously flowing raw fat, takes part in the splitting process again.
The vaporizable products, consisting of fatty acid and glycerine water, rise in the low-pressure evaporator 7 and enter the low-pressure condenser 9.
Here, the high-boiling fatty acids are precipitated by cooling with air, raw fat or water. These leave the lower part of the low-pressure condenser and enter the collecting tank 10.
The remaining vapors go from the upper part of the low-pressure condenser 9 into the lower part of the low-pressure condenser 11. Here, the low-boiling fatty acids are converted into a liquid by suitable cooling. Brought condensers. These are collected in the collective template 12.
The remain; The vapors go to the low pressure condenser 13. Here, the glycerine is excreted in concentrated form by fractional cooling and collected in the collecting receiver 14.
The remaining water vapors, which still have traces; of glycerine, are precipitated in the low-pressure condenser 15 and reach the collecting receiver 16, which is provided with a built-in conveying device, as so-called fresh water,
from where the fresh water is led back through the line <B> D </B> into the emulsion apparatus 1 and is used for further splitting of fats.
The non-condensable gases and vapors are through the gas, - respectively. Luftabsauguug 17 sucked, from which they are derived at E. With this device the @Tiederdruok bezw. maintain the vacuum in the low pressure zone of the splitting device.
The condensates can be observed through the sight glasses 18 as they drain out of the apparatus.
% if the splitting device works in: three pressure zones with falling operating pressures and falling temperature, the splitting process can be carried out in such a way that all products are in a liquid state in the high-pressure splitting zone 3, while in the mean:
pressure evaporation zone the low-boiling substances, which respectively at low pressure. tend to foam in a vacuum and evaporate under a certain excess pressure.
In the second, the medium-pressure evaporation zone 5, you can see the products partly in liquid and partly in vapor state. When the split material enters the low-pressure evaporator 7, by far the greater part of the evaporation work has already been done. The water,
which is known to have the largest latent evaporation zone is already in the medium-pressure evaporation zone 5 due to the waste heat utilization. the smoke gases. has been converted into vapor form.
The Nie derdruckverdampfer 7 is so completely relieved, since in it only the last remnants of the high-boiling fatty acids are to be evaporated by self-evaporation while consuming the superheating heat.
Since the uncleaved neutral oil is separated in the low-pressure evaporator 7, it is of the greatest importance for the purity of the distillates that the evaporation work in the low-pressure evaporator 7 is as low as possible and occurs smoothly without the supply of new amounts of heat.