Procédé de raffinage des huiles et graisses. La présente invention est relative à un procédé de raffinage des huiles et graisses renfermant des constituants acides, notam ment. d'huiles et graisses végétales, par traite ment. de ces matières en solution avec un agent liquide clé neutralisation.
Ce procédé est caractérisé en ce qu'on mé- lanne cet agent de neutralisation avec l'huile ou graisse à traiter, un solvant de celle-ci et un tiers solvant, apte à se mélanger avec le solvant de l'huile ou graisse et avec l'agent. de neutralisation, après quoi on laisse décanter le mélange ainsi obtenu.
On utilise avantageusement, comme tiers solvant de l'alcool isopropylique.
Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, on lave la phase supérieure résul tant clé la décantation et contenant la. majeure partie de l'huile ou graisse 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 provenant clé cette seconde décantation étant soumise à une évaporation.
Dans cette même forme de réalisation pré férée, on lave la phase inférieure résultant de la décantation et contenant la majeure par tie clés corps neutralisés au moyen d'un liquide contenant du solvant de la graisse ou huile et (lu tiers solvant, après quoi on traite cette phase lavée au moyen d'un acide fort. et. on ,soumet le mélange ainsi obtenu à une évapo ration.
L'invention est. décrite en détail ci-après, avec référence au dessin annexé, qui repré sente une installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
La figure, subdivisée en fig. 1a et lb, est une vue schématique de ladite installation. Dans l'installation, on traite l'huile brute par exemple dissoute dans un solvant. La solu tion d'huile dans ce solvant, par exemple dans de l'hexane, est dénommée miscella. Lorsque l'huile dissoute est encore brute, donc. non :
affinée, le solvant contenant l'huile dissoute est dénommé miscella brut. Ce miscella brut peut être obtenu de plusieurs manières diffé rentes, soit par extraction directe par solvant de l'huile contenue dans des graines oléagi neuses, soit en dissolvant, dans l'hexane ou un autre solvant, l'huile obtenue des graines oléagineuses ail moyen de presses.
L'huile brute contient des acides gras, des impuretés, des débris de graines, des mucilages, des ré sines, 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 éliminées par le raffinage.
En considérant le schéma général, on re marque que l'huile brute contenue dans le réservoir 1 (réservoir à huile brute) est ame née dans le mélangeur 5 par l'intermédiaire des conduites 2 et 4 et du débitmètre 3. Ce mélangeur 5 - muni d'une virole chauffante - reçoit en outre un mélange de solvant pur et de solvant mixte (ce mélange est dénommé ci-après hexane-azéotropique), contenu dans le réservoir 6, par les conduites 7 et 9 et le débit- mètre 8.
Les débitmètres 3 et 8 et la virole chauffante du mélangeur 5 permettent d'agir sur la concentration et la température du miscella. Celui-ci sort. du mélangeur 5 par la conduite 10 vers le mélangeur 11.
L'installation représentée permet de traiter des miscellas de concentration et d'acidité très variables. Il est possible de traiter un miscella de concentration atteignant 401/o de matières grasses dont l'acidité peut atteindre jusqu'à 80%. 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 conseil ler d'utiliser un excès d'environ 10 0/0. La con centration de la soude caustique peut varier entre de très larges limites.
La soude caustique qui présente une concentration de 20 Eé con vient parfaitement. Par exemple, on ajoute un litre de soude caustique d'une concentra tion de 20 Eé et 15 litres d'alcool isopropy- lique pour 100 kg de miscella à 20 % et à 4 % d'acidité (exprimée en acide <RTI
ID="0002.0032"> oléique).
Dans le mélangeur 11, le miscella brut est traité par de la soude caustique venant. du réservoir à soude caustique 12 par les con duites 13 et 15. Un débitmètre 14 permet de régler le débit de soude eaustique nécessaire à la. neutralisation du miscella brut. On ajoute au mélangeur 11 un mélange de tiers solvant et d'eau (dénommé ci-après IPA-azéotropi- que), contenu dans le réservoir 16, par les conduites 17 et 19 et le débitmètre 18.
Pour mieux faire ressortir le rôle de l'alcool, il est donné ci-dessous une description de quelques expériences ayant précédé 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 agité, il se produit une neutralisation des acides gras décantant sous forme de savon qui entraîne des mucilages, phosphatides, etc. Cette décantation est lente et incomplète, le miscella se décolore mal et, il reste entre les deux phases une couche intermédiaire impor tante sans séparation bien nette.
Quand la concentration en eau dans ce sys tème est diminuée, la quantité de soude caus tique 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 em pêche toute séparation quantitative.
Enfin, quand on utilise la. soude caustique très concentrée, toute 1a 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'ad sorption physique de l'huile par le savon, l'addition de soude caustique au miscella brut ne mène pas à un raffinage économique de l'huile.
Le titulaire a cependant constaté que l'em ploi d'un tiers solvant, par exemple l'alcool, c'est-à-dire un liquide qui se dissout partielle ment 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 sépara tion bien nette où s'accumulent les mucilages et impuretés de l'huile.
Pour que le procédé puisse être appliqué avec un bon rendement, 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 ra pide que la chaîne aliphatique des alcools est plus courte et que la concentration en eau du système est plus faible. Elle ne se produit pas avec des alcools secondaires dilués.
Parmi les tiers solvants qui peuvent en principe être utilisés, par exemple les alcools, les cé tones, les eétone-aleools, les glycols et le gly- cérol, les alcools secondaires à courte chaîne aliphatique conviennent particulièrement; l'alcool isopropylique répond à ces dernière.; conditions. Le miseella brut, mélangé avec de la soude caustique en présence de tiers solvant, est amené par la conduite 21 à décanter dans le décanteur 20.
Un regard de conduite 22 per met. de se rendre compte du débit. régulier et de. prendre des échantillons pour s'assurer (le la neutralité du miscella. Par la. décanta tion, il se produit dans le décanteur 20 deux phases continues et une interphase. La. phase supérieure contient essentiellement le miscella neutralisé, la phase inférieure surtout le savon dissous dans le tiers solvant. L'interphase, située à la séparation du miscella et du savon, est contituée par des mucilages et les impure tés de l'huile. Cette couche intermédiaire est rendue visible par le regard 23 placé sur la paroi extérieure du décanteur 20; elle fait l'objet d'un traitement spécial.
La phase supé rieure du décanteur 20 est constituée essen tiellement d'huile neutre et d'hexane. A cause cependant de la solubilité partielle de l'alcool isopropy lique dilué dans l'hexane, nous trou vons en outre dans cette phase supérieure un peu de savon dissous dans l'alcool.
De même, dans la phase inférieure, constituée par du savon soluble dans 1-'alcool isopropylique di lué, un peu d'huile neutre est. cependant pré- #;ente à cause de la. solubilité de l'hexane dans l'alcool isopropylique. Ces considérations mon trent - et les analyses pratiquées sur les liquides des deux phases le confirment - que malgré une séparation parfaite des deux phases, un peu de savon est. normalement présent. dans le miscella et. que, de même, un peu d'huile se trouve dans la phase infé rieure.
Pour effectuer la séparation totale des acides gras et de l'huile neutre, il ne suffit. clone pas de séparer les deux phases du dé canteur 20, mais il faut procéder à l'extrac tion d'huile neutre hors du savon et procéder clé même sur le miscella neutre pour en extraire le savon. L'extraction de ces consti tuants se fait par clés lavages dans une co lonne de lavage 24. Cette colonne est consti tuée par des plateaux munis de corps de rem plissage, 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 pro gressivement dans la colonne de lavage et y rencontre d'abord une solution diluée d'alcool isopropylique injectée en 29 et répartie uni formément par le plateau répartiteur intermé diaire.
Sur la conduite 30 - amenant l'alcool dilué - sont branchés les débitmètres 31 et 32, respectivement reliés, par les conduits 33 et 34,à une canalisation d'eau et au réservoir 16 d'IPA-azéotropique. Cette disposition per met de régler à volonté la dilution du solvant mixte à l'injecteur 29. En outre, un débit- mètre 35, relié par la conduite 36 à la con duite 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 plateaux intermédiaires, le miscella se dé barrasse progressivement. du savon qu'il con tient.. 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 44. Le miscella débarrassé complètement du savon - sort de la colonne par la conduite 45.
Le miscella d'huile neutre est. ensuite traité dans le mé langeur 46 par un électrolyte constitué d'acide eitrique et de sel en solution diluée. Un débit- mètre 47, relié par la. conduite 48 au réser voir d'électrolyte 49, permet. de régler l'ap port de celui-ci dans la conduite 50 menant au mélangeur 46. Ce lavage - qui n'est, autre qu'une démucilagination en milieu acide a pour but. de précipiter certains mucilages qui ne coagulent pas en milieu basique.
Après une décantation dans le décanteur 51, où le miscella clarifié est. amené par la: conduite 52, la phase supérieure de ce décanteur dé- borde dans la. conduite 53 menant à l'évapo rateur 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 mé lange d'hexane azéotropique injecté en 55 et amené par la conduite 56 du débitmètre 57 relié lui-même, par 58, au réservoir 6 d'hexane azéotropique.
Comme pour le lavage du miscella. on prévoit également un lavage 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 rem plissage.
Afin d'empêcher l'introduction d'air éven tuellement contenu dans les différents liquides introduits par les injecteurs 26, 28, 29, 37, 38, 55 et 59, ceux-ci sont munis d'un réci pient désaérateur. Les conduites d'aération, non dessinées sur le schéma, mais représen tées par une petite flèche, se rejoignent dans un collecteur de flegmes relié à un conden- seur, une installation frigorifique ou un récu pérateur à charbon actif non représentés.
Le lavage du savon par l'hexane azéotro- pique, 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 faon à maintenir le niveau séparateur vers le milieu du regard 65 de la colonne de la vage 24. Un regard 66 - fonctionnant comme coupe-siphon et permettant 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 mélangeur 68 où, par l'action de l'acide sulfurique, il est décomposé en acides 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 con- duite 73 amène le savon décomposé dans les serpentins chauffants 74 de l'échangeur-sépa- rateur 75 d'où, après avoir été porté à tem pérature convenable, il débouche dans la co lonne d'épuisement., en 76.
Le miscella, venant par la conduite 53 dans le bas de l'évaporateur 54, est concentré dans celui-ci. L'hexane s'en dégage et se dé barrasse, 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, polo' y ré chauffer le savon décomposé. Ce condensai est recueilli 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 vapeurs non condensées pénètrent en 81 clans la colonne de rectification. L'huile neutre, débarrassée de la plus grande partie de l'hexane, dans l'évaporateur, sort du sépa- rateur-échangeur au niveau 82 dans la con duite 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 pres sion 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'hexane 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 condensais de C2 et de C3 sont amenés, respectivement par les conduites 88 et 89, dans un réservoir à condensais barométrique 90. L'hexane et l'eau amenés par la conduite 91 se séparent dans le florentin 92 où l'hexane déborde dans la. conduite 93 pour rejoindre par la pompe P2 et la conduite 80 le réser voir à hexane 63.
La. récupération de tiers solvant fait. l'objet d'une distillation azéotropique spéciale dans la colonne de fractionnement. Cette colonne de fractionnement. se compose d'une colonne d'épuisement 94 et d'une colonne de rectifica tion 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- éeliangeur 75.
Au bas de la colonne d'épuise ment 94, on injecte de la. vapeur vive en 96; en outre, une virole chauffante 97 est. prévue polir maintenir l'ébullition du liquide à la base de la colonne d'épuisement 94. Au som met de la colonne de fractionnement 95 sort. uni gaz de composition azéotropique ternaire liexane-aleool isopropylique-ean. Ces gaz se condensent dans le eondenseur Cl. Les con denses étant également azéotropiques ont.
clone une composition identique aux gaz, mais comme l'azéotrope hexane, alcool isopropyli- qne, eau est hétérogène, il y a séparation en deux phases liquides. Ces phases liquides sont amenées pai- la conduite 98 à se séparer dans le décanteur 99.
La phase supérieure - essen tiellement constituée d'hexane et d'alcool iso- propylique - déborde dans la conduite 100 cers le réservoir d'hexane azéotropique 6; la phase inférieure - essentiellement constituée d'alcool isopropylique et d'eau - est amenée par la conduite<B>101</B> vers le réservoir à IPA- azéotropique 16.
Une partie de la phase inférieure du dé eanteur 99 est rétrogradée dans la, colonne par la conduite 102. Un débitmètre 103 permet de régler l'allure de la. distillation azéotropique.
L'évacuation des impuretés et des muci- !as;@es fait l'objet d'un système spécialement conçu pour obtenir un rendement élevé aussi bien en huile neutre qu'en acide 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 <B>(le</B> la, colonne de lavage 24 et le solde est formé par la couche intermédiaire du décan- teur 51. La couche intermédiaire du décanteur 20 est évacuée de façon continue par la con cluite 104 vers le décanteur 105. Cette purge entraîne nécessairement une partie de miscella neutre et de savon.
Comme, cependant, le débit de purge est faible, on exploite un séjour relativement long clans le décanteur 105 pour séparer les mucilages des phases continues de miscella. et de savon qui, par les conduites<B>106</B> et 107, se joignent aux phases indentiques venant respectivement de 25 et de 27. Quant à la couche intermédiaire du décanteur 105, on l'évacue vers le collec teur 109 par la conduite 108. Le collecteur 109 reçoit, outre les mucilages du décanteur 105, l'interphase et la phase inférieure acide du décanteur 51 - évacuées respectivement. par les conduites 110 et 11l.; il reçoit égale ment 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 l'élec trolyte acide amené par la conduite 114 du débitmètre <B>115,</B> qui est relié à la conduite 48. L'électrolyte provoque la. coagulation des mu cilages et donne lieu à la. décomposition des savons entraînés. En fait, il se produit un dédoublement des phases que 'l'on amène par la conduite 116 vers le décanteur 117, où ces phases se séparent. La phase supérieure est un miscella constitué par de l'huile neutre entraînée 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 reneutr aliser.
Le reneutralisation a. pour but. de compen ser les entraînements d'huile neutre et de savon qui auraient pu se produire lors des purges. Etant débarrassé des mucilages pré cipités en milieu acide - se présentant par conséquent sous un volume fortement réduit dans l'interphase du décanteur 117 - le miscella d'huile neutre et d'acide gras n'ap porte donc plus d'impuretés supplémentaires lors de la reneutralisation dans le mélangeur 11, tout en assurant un rendement élevé.
Les mucilages de la couche intermédiaire du décanteur 117, de même que la phase infé rieure de ce même décanteur, sont évacués respectivement par les conduites 119 et 120 vers le bas de la. colonne d'épuisement 94, qui en chasse les matières volatiles. Au bas de la colonne d'épuisement, on trouve donc, d'une part, les acides gras provenant de la décompo sition des savons débouchant en 76, d'autre part, les mucilages provenant de la purge du décanteur 117. Par l'action combinée de la vapeur vive, entretenant. l'ébullition, et de l'électrolyte (acide sulfurique en excès, acide citrique, sulfate de soude), les mucilages se coagulent sous une forme qui n'est plus solu ble ou qui ne permet. plus d'émulsion stable avec les acides gras.
Un trop-plein en 121 évacue au fur et à mesure un mélange d'acide gras, de mucilages et d'électrolyte vers le décanteur<B>123,</B> par la conduite 122 en col de cygne. A cause de la présence de l'électrolyte chaud, les acides gras se séparent rapidement en une phase bien homogène débordant vers la conduite 124, où ils sont. évacués. Les muci lages, ne décantant. que très lentement, sont évacués par les eaux résiduaires, formant l'électrolyte, par la. conduite<B>125.</B>
Refining process for oils and fats. The present invention relates to a process for refining oils and fats containing acid constituents, in particular. vegetable oils and fats, by treatment. of these materials in solution with a key liquid neutralizing agent.
This process is characterized in that this neutralization agent is mixed with the oil or fat to be treated, a solvent for the latter and a third solvent, capable of mixing with the solvent of the oil or fat and with the agent. neutralization, after which the mixture thus obtained is allowed to settle.
Isopropyl alcohol is advantageously used as third solvent.
In a preferred embodiment of the invention, the upper phase resulting from the decantation and containing the upper phase is washed. most of the oil or fat by means of water, after which this washed phase is treated with a solution of an electrolyte and subjected. the mixture thus obtained undergoes a second settling, the upper phase coming from this second settling being subjected to evaporation.
In this same preferred embodiment, the lower phase resulting from the settling and containing the major part of the neutralized bodies is washed by means of a liquid containing solvent for the fat or oil and (a third solvent, after which it is this washed phase is treated with a strong acid, and the mixture thus obtained is subjected to evaporation.
The invention is. described in detail below, with reference to the accompanying drawing, which represents an installation for carrying out the method according to the invention.
The figure, subdivided into fig. 1a and lb, is a schematic view of said installation. In the installation, the crude oil is treated, for example dissolved in a solvent. The solution of oil in this solvent, for example in hexane, is called miscella. So when the dissolved oil is still crude. no :
refined, 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 garlic oil seeds. medium presses.
Crude oil contains fatty acids, impurities, seed debris, mucilages, resins, dyes, and sometimes appreciable amounts of phosphatides. All these materials, which give the oil a color and a taste which make it unfit for consumption, must be removed by refining.
Considering the general diagram, it can be seen 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 - fitted with a heating shell - additionally receives a mixture of pure solvent and mixed solvent (this mixture is hereinafter referred to as hexane-azeotropic), contained in tank 6, through lines 7 and 9 and flow meter 8 .
The flow meters 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 one comes out. from mixer 5 via line 10 to mixer 11.
The installation shown makes it possible to process miscellas of very variable concentration and acidity. It is possible to process miscella with a concentration of up to 401 / o of fat with an acidity of up to 80%. 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 Ee, is perfect. For example, one liter of caustic soda with a concentration of 20 Ee and 15 liters of isopropyl alcohol are added per 100 kg of miscella at 20% and 4% acidity (expressed as acid <RTI
ID = "0002.0032"> oleic).
In mixer 11, the raw miscella is treated with coming caustic soda. of the caustic soda tank 12 via the conduits 13 and 15. A flowmeter 14 makes it possible to adjust the flow rate of water soda required for the. neutralization of the raw miscella. A mixture of third solvent and water (hereinafter referred to as IPA-azeotropic), contained in tank 16, is added to mixer 11 via lines 17 and 19 and flowmeter 18.
In order to better emphasize the role of alcohol, a description is given below of some experiments which preceded the practical realization of the present invention.
When a dilute solution of a base (eg '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 mucilage, phosphatides, etc. This settling is slow and incomplete, the miscella is poorly discolored and there remains between the two phases an important intermediate layer without any clear separation.
When the water concentration in this system is reduced, the quantity of causative 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 we use the. Very concentrated caustic soda, the whole mass takes on the appearance of a gel. There is only one phase and therefore no longer a question of separation.
How difficult it is under these conditions. to suppress by mechanical means the physical sorption of the oil by the soap, the addition of caustic soda to the crude miscella does not lead to economical refining of the oil.
However, the holder noted 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 becomes a real solution in the 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 a good yield, it is essential to avoid any saponification of neutral oil. Such saponification takes place in the cold with primary alcohols and is the steeper the shorter the aliphatic chain of the alcohols and the lower the water concentration of the system. It does not occur with diluted secondary alcohols.
Among the third solvents which can in principle be used, for example alcohols, ketones, eetone-aleools, glycols and glycerol, secondary alcohols with a short aliphatic chain are particularly suitable; isopropyl alcohol responds to the latter .; conditions. The raw miseella, mixed with caustic soda in the presence of a third solvent, is brought through line 21 to settle in decanter 20.
A driving look 22 allows. to realize the flow. regular and. take samples to ensure the neutrality of the miscella. By decantation, two continuous phases and one interphase occur in the decanter 20. The upper phase contains mainly the neutralized miscella, the lower phase mainly the soap dissolved in the third solvent. The interphase, located at the separation of the miscella and the soap, is made up of mucilages and the impurities of the oil. This intermediate layer is made visible by the viewing window 23 placed on the outer wall of the decanter 20; it is the subject of a special treatment.
The upper phase of decanter 20 consists essentially of neutral oil and hexane. However, because of the partial solubility of isopropyl alcohol diluted in hexane, we also find in this upper phase a little soap dissolved in the alcohol.
Similarly, in the lower phase, consisting of soap soluble in 1-diluted isopropyl alcohol, a little neutral oil is. however pre- #; ente 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, a little soap is. normally present. in the miscella and. that, likewise, a little oil is in the lower phase.
To effect the total separation of fatty acids and neutral oil, it is not enough. It is not necessary to separate the two phases of the separator 20, but it is necessary to proceed with the extraction of neutral oil out of the soap and to proceed even on the neutral miscella to extract the soap. The extraction of these constituents is carried out by key washings in a washing column 24. This column is constituted by trays provided with filling body, and operates according to the counter-current principle.
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; similarly, the soap from the settling tank 20 is brought via line 27 to the injector 28. The miscella, loaded with soap, entering at 26, gradually rises in the washing column and first meets there a dilute solution of isopropyl alcohol injected at 29 and distributed uniformly by the intermediate distributor plate.
On line 30 - supplying the diluted alcohol - are connected the flow meters 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 the dilution of the mixed solvent at the injector 29 at will. In addition, a flow meter 35, connected by the pipe 36 to the pipe 13 of caustic soda, ensures an adjustable flow rate of this product at the injector 29, via 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. soap that it contains .. In order to make this washing complete, one injects by 37 and 38 - respectively connected by pipes 39 and 40 to flowmeters 41 and. 42 - a certain quantity of water brought in through lines 43 and 44. The miscella completely freed from soap - leaves the column through line 45.
The neutral oil miscella is. then treated in the mixer 46 with an electrolyte consisting of eitric acid and salt in dilute solution. A flow meter 47, connected by the. conduct 48 to the electrolyte reservoir 49, allows. to regulate the contribution of the latter in the pipe 50 leading to the mixer 46. This washing - which is, other than a degumming in an acid medium, is intended. to precipitate certain mucilages which do not coagulate in a basic medium.
After decantation in decanter 51, where the clarified miscella is. brought by the: pipe 52, the upper phase of this settling tank overflows into the. pipe 53 leading to the evaporator 54.
The soap, which, through line 27, is introduced. through the injector 28 towards the middle of the washing column 24, descends into the latter to first encounter there an azeotropic hexane mixture injected at 55 and brought through the pipe 56 of the flowmeter 57 itself connected, through 58, to the azeotropic hexane reservoir 6.
As for washing miscella. there is also provision for washing with pure solvent which is injected at 59 and supplied via line 60 via. the flowmeter 61 and the. pipe 62 of the hexane tank 63.
As before, the distribution of these liquids is effected by means of distribution trays fitted 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 deaerating container. The aeration 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.
Washing the soap with azeotropic hexane and 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 column of the vage 24. A manhole 66 - functioning as a cut-off. siphon and allowing to take samples - also allows to realize the flow. regular 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 through the line 70 to the flowmeter 71, can thus be controlled to ensure, via the line 72, a slight excess of acid in the mixer 68. The line 73 brings the decomposed soap into the heating coils 74 of the exchanger-separator 75 from where, after having been brought to a suitable temperature, it emerges 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 gets rid of the fine oil droplets which it contains in separator 77. (primage). Some of the hexane vapors condense on the exchanger coil 74, polo 'reheating the decomposed soap there. This condensate is collected at 78; he is. consisting of hexane that the pump P2 sucks through. pipe 79 and back through the. pipe 80 to the reservoir 63.
The uncondensed vapors enter at 81 clans the rectification column. The neutral oil, freed of most of the hexane, in the evaporator, leaves the separator-exchanger at level 82 in the duct 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. Pump P3 draws the finished oil through line 85 and 1a. delivers to the oil outlet 86.
Water and hexane vapors from finisher 84 rise to condenser C2. A steam ejector 87 maintains a vacuum in finisher 84 and condenser C2. After condensation in C3, the condensates of C2 and C3 are brought, respectively by the pipes 88 and 89, into a barometric condensate tank 90. The hexane and the water brought by the pipe 91 separate into the Florentine 92 where the hexane overflows in the. line 93 to reach via pump P2 and line 80 the hexane tank 63.
Third-party solvent recovery is done. undergo 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 a third solvent and at 81. with gas of pure solvent. This liquid and this gas come from the separator-mixer 75.
At the bottom of the exhaustion column 94, is injected. live steam in 96; in addition, a heating shell 97 is. planned polishing keep the liquid boiling at the base of stripping column 94. At the top of fractionating column 95 exits. uni gas of ternary azeotropic composition liexane-aleool isopropyl-ean. These gases condense in the condenser Cl. The dense cones are also azeotropic.
clones identical in composition to gases, but since 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 tank 6; the lower phase - essentially consisting of isopropyl alcohol and water - is brought through line <B> 101 </B> to the IPA-azeotropic tank 16.
Part of the lower phase of the decanter 99 is downgraded in the column via line 102. A flowmeter 103 makes it possible to adjust the rate of the. azeotropic distillation.
The removal of impurities and mucus is the subject of a system specially designed to obtain a high yield of both neutral oil and fatty acid.
These impurities are formed 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 <B> (the </B> la, washing column 24 and the remainder is formed by the intermediate layer of the settler. tor 51. The intermediate layer of settling tank 20 is continuously discharged through line 104 to settling tank 105. This purge necessarily entrains a part of neutral miscella and of soap.
Since, however, the purge rate is low, a relatively long stay in settler 105 is exploited to separate the mucilages from the continuous phases of miscella. and soap which, through the pipes <B> 106 </B> and 107, join the identical phases coming from 25 and 27 respectively. As for the intermediate layer of the settling tank 105, it is discharged to the collector 109 via line 108. The collector 109 receives, in addition to the mucilages of the settling tank 105, the interphase and the lower acid phase of the settling tank 51 - discharged respectively. via lines 110 and 11l .; it also receives the intermediate layer of the. washing column 24 supplied via line 112.
The liquids from the sight-glass collector 109 are treated in the mixer 113 with acid elec trolyte supplied by the line 114 of the flowmeter <B> 115, </B> which is connected to the line 48. The electrolyte causes the. coagulation of the mucous membranes and gives rise to the. decomposition of entrained soaps. In fact, there is a doubling of the phases which are brought through line 116 to 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 re-neutralize it.
Reneutralization a. for goal. to compensate for the carry-over of neutral oil and soap which could have occurred during the purges. Being free of the mucilages precipitated in an acidic medium - consequently presenting itself in a greatly reduced volume in the interphase of the settling tank 117 - the miscella of neutral oil and fatty acid therefore does not bring any additional impurities during the re-neutralization in the mixer 11, while ensuring high efficiency.
The mucilages of the intermediate layer of the settling tank 117, as well as the lower phase of the same settling tank, are discharged respectively through the pipes 119 and 120 towards the bottom of the. exhaustion column 94, which drives out volatile matter. At the bottom of the exhaustion column, we therefore find, on the one hand, the fatty acids originating from the decomposition of the soaps opening at 76, on the other hand, the mucilages originating from the purge of the decanter 117. By the combined action of live steam, sustaining. boiling, and of the electrolyte (excess sulfuric acid, citric acid, sodium sulphate), the mucilages coagulate in a form which is no longer soluble or which does not allow. more stable emulsion with fatty acids.
An overflow in 121 gradually discharges a mixture of fatty acid, mucilages and electrolyte towards the settling tank <B> 123, </B> via the pipe 122 in a swan neck. Because of the presence of the hot electrolyte, the fatty acids quickly separate into a very homogeneous phase overflowing towards line 124, where they are. evacuated. The muci lages, not settling. that very slowly, are evacuated by the waste water, forming the electrolyte, by the. pipe <B> 125. </B>