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Verfahren zur Herstellung von reinem hochprozentigem Glycerin Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von reinem hochprozentigem
Glycerin, das, zumal in bezug auf den. Geruch, von besonders guter Qualität ist.
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Bis vor kurzem war es üblich, Glycerin durch Destillation im Vakuum
zu reinigen, wobei der Dampf fraktioniert kondensiert wurde, derart, daß etwa 70%
des Destillats als die sogenannte chemisch reine Qualität und der übrige Teil a,ls
zweite Qualität anfiel.
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In dien letzten Jahren ist ein Herstellungsverfahren für das chemisch
reine Produkt ausgearbeitet worden, das auf der Anwendung von Ionenaustauschern
beruht. Die Ausbeute an chemisch reinem Glycerin liegt dabeai bedeutend höher. Bei
diesem Verfahren wird das bei der Fettabspaltung erhaltene Glyce@rinwasser, das
meist eine Vorreinigung erfahren hat und S bis 2511/o Glycerin enthält, nacheinander
über Kation- und Aniomaustauscherharze geführt. Meistens benutzt man drei Paare
von Austauschern, wobei der erste jedes Paares ein Kationaustauscher und der zweite
ein Anionaus.tausaher ist. Außerdem benutzt man manchmal ein sogenanntes »m-ixeid
beid«, das aus einem homogenen Gemii.sch eines Kationaustauschers und eines Anionaustauschers
besteht. Glycerinwasser mit .einem höheren Gehalt als 35°/o läßt sich nach diesem
Verfahren nicht gut verarbeiten, weil die Viskos,ität zu hoch ist.
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Das in. dieser Weise behandelte Glycermwasseir -wird darauf eingedampft.
Eine Destillation des Glycerins ist dabei nicht länger erforderlich. Die Konzentrierung
des gereinigten Glycerinwas,sers erfolgt gewöhnlich in einem Mehrstufenverdampfer.
Eine solche Vorrichtung besteht aus einer Anzahl, meistens drei oder vier Vordampfeirn,
die in Serie aufgestellt sind, derart, daß der Dampf, der in dem ersten Verdampfer
entwickelt wird, dem zweiten Verdampfer als Wärmequelle dient, der in. diesem entwickelte
Dampf wieder als Wärmequelle für den dritten Verdampfer dient usw. V ordampfervorrichtungen
dieser Art sind allgemein bekannt und werden u. a. in großem Ausmaß in der Zuckerfabrikation
angewendet.
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Will man zu einem hochprozentigen Glycerin gelangen, unter dem hier
wenigstens 94"/o,iges Glycerin verstanden wird, sä erfolgt nach dieser Meh:rstufenverdämpfung
noch eine weitere Verdampfung unter Anwendung gewöhnlichen Dampfes. Die Mehrstufenverdampfung
wird im allgemeinen so weit wie möglich fortgesetzt, weil sie wirtschaftlicher ist
als die Verdampfung mit Betriebsdampf, aber es ist im allgemeinen nicht recht möglich,
in diesen Mehrstufenverd.ampfern weiter als etwa über 90"/o zu kommen. Das so erhaltene
hochprozentige Glycerin wird dann noch als letzter Bearbeitung einer Behandlung
mit Aktivkohle unterwarfen.. Diese Behandlung ist zum Erzielen. einer guten Farbe
erforderlich.
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Dass Glycerinwas@s,er verläßt die Ionenaustauscherzone meist in völlig
farblosem und geruchlosem Zustand. Beim Konzentrieren entsteht jedoch immer eine
ge@r-inge Verfärbung. Außerdem nimmt das Glycerin beim Eindampfen, zumal in der
letzten Stufe, in der meistens die höchste Temperatur des Prozesses angewendet wird,
einen unangenehmen Geruch an. Dieser Geruch läßt sich durch die, obige Behandlung
des Endproduktes mit Aktivkohle oder in anderer Weise nicht beseitigen. Obgleich
das unter Anwendung vom Ionenaustauschern erhaltenes Glycerin von besserer Qualität
ist als das destillierte; Glycerin (vgl. Ind. Eng. Chem., 43, 1070, 1951), ist aus
obigem Grundei der Geruch das Fertigproduktes dennoch nicht so, daß denn heutzutage
von der pharmazeutischem, kosmetischen und Nahrungsmittelindustrie gestellten sehr-
hohen und noch immer höher werdenden Anforderungen entsprochen wird. Dieser Rückgang
der Qualität beim Eindampfen des in der vorbeschriebenen Weise mit Ionenaustauschern
gereinigten, selbst völlig geruchlosem Glycerin:wassers ist etwas überraschend,
weil beim Eindampfen keine Temperaturen über etwa 125° angewendet werden.
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Die Erfindung bezieht sich nunmehr auf ein Verfahren zum Eindampfen
reinen Glycerinwassers, wobei
ein praktisch völlig geruchloses
hochprozentiges Glycerin erhalten. wird. Dieses Verfahren besteht darin, daß man
das Glycerinwasser zunächst in einer Mehrstufon:verd:ampfungsan:lage eindampft,
den Eindampfprozeß bei einem. Glyceringehalt von höchstens 85°/o unterbricht und
die Verdampfung bis zu der gewünschten. Konzentration in einem Dünnschichtverdampfer
fortsetzt.
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Als Ausgangsprodukt wird zweckmäßig ein mittels Ionenaustausch:er
gereinigtes Glycerin:wass.er benutzt. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beischränkt
und man kann auch von in anderer Weise erhaltenem Glyceri.nwasser ausgehen, wofern.
dieses genügend rein und geruchlos ist.
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Es hat sich gezeigt, daß in der vorgeschilderten Weise ein hochprozentiges
Glycerin erhalten wird, das sich zumal in bezug auf den Geruch günstig von Glycerin
gleicher Konzentration unterscheidet, das durch. Eindampfen desselben reinen Glycerinwassers
in der bisher üblichem Weise erhalten wurde. Auch der Geschmack und die Farbe sind
besser, und das Produkt verfärbt sich unter Einfluß des Lichtes und bei hohen Temperaturen
weniger.
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Die Weise, in der der Ein.dampfproze@ß im der Melirstufenverdamp-fungsan.lage
ausgeführt wird, hängt einigermaßen von der Anfangskonzentration des Glycerinwassers
ab-. Ist diese etwa 10%, so empfiehlt es sich, für die erste Stufe des Prozesses
eine Dreistufenverdampfungsanlage anzuwenden. Eine solche Anlage eignet sich daher
ausgezeichnet zum. Konzentrieren von Glycerinwasser, das bei der kontinuierlichen
Fettspaltung unter hohen Druck, insbesondere nach dem in. dem holländischen Patent
62 001 beschriebenen Verfahren erhalten wurde. Hat das reine Glycerinwasser eine
höhere Konzentration, z. B. von etwa 35%, so kann das Eindampfen. in einem Zweistufe;nverdamp.fer
erfolgen.
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Die, Verdampfung in der M.ehrstufenvorrichtung wird unterbrochen,
bevor, ebne Konzentration von etwa 85% überschritten wird. Geht man über diese Konzentration
hinaus, so nimmt das Glycerin einen unangenehmen. Geruch an, der sich nachher in
keiner bisher bekannten Weise mehr beseitigen läßt. In der Praxis wird man versuchen,
möglichst nahe an diese Grenze von etwa 85% heranzukommen, weil das Eindampfen in.
einer Mehrstufenanlage wirtschaftlicher ist, als das Eindampfen in dem obenerwähnten
Dünnschichtverdampfer. Vorzugsweise verfährt man daher so, da.ß -das dem Dünnschichtverdampfer
zugeführte Glycerin eine Konzentration. von 80 bis 85 0lo hat.
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Die oben angegebene Grenze von etwa. 85% hängt einigermaßen von. den
in den Vemdampfern der Mehrstufen:vorrichtung angewendeten Temperaturen bzw. Drücken
und der Dauer des Verdampfungsprozesses in diesen Verdampfern ab. Im allgemeinen
kann man sagen, daß diese Grenze niedriger zu stellen ist, je höher die angewendeten
Temperaturen sind.
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Die benutzten Dünnsahichtverdampfer können von verschiedener Art sein.
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Vorzugsweise wird für das erfindungsgemäße Verfahren ein Müller- oderLuwa-Dün.nschichtverdampfer
angewendet. Ein solcher Verdampfer besteht aus einem vertikalzylindrischen Behälter,
dessen Wandung erhitzt wird und in dem sich koaxial ein umlaufender Rühret befindet,
der die zugeführte Flüssigkeit an, die Wand schleudert, und deren Schaufeln sich
bis in die Nähe der Wand erstrecken. In der Praxis- wurden damit besonders günstige
Resultate erhalten. In dein Verdampfer kann z. B. bei einem Druck von 15 mm und
einer Temperatur des Erhitzungsmittels von -etwa 140° eingedampft werden. Die Verweilzeit
des Glycerins in dem Dünnschichtverdampfer ist sehr kurz, z. B. 30 bis 60 Sekunden.
Beim Eindampfen in diesem nimmt der Geruch des Glycerins eher a1> als zu, im Gegensatz
zu den üblichen Ein.dampfverfahren..
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Das erfindungsgemäße Verfahren befaßt sich nur mit der Herstellung
von hochprozentigem Glycerin. Die geschilderten Schwierigkeiten kommen nicht auf,
wenn das Eindampfen nicht weiter als bis zu etwa 85% fortgesetzt wird. Ein geruchloses
GIyceTin von 85°/o oder weniger kann man auch nach dem üblichen Verfahren leicht
erhalten.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist zumal zur Herstellung von Produkten
mit einem sehr geringen Wassergehalt, z. B. 97- bis 99%aigem Glycerin, vom Bedeutung.
Man kann das Verfahren erwünschtenfalls kontinuierlich ausführen, indem man das
Glycerinwas:ser kontinuierlich der Mehrstufenverdampfervorrichtung und das in dieser
Vorrichtung erhaltene konzentrierte Glycerin kontinuierlich dem Dünnsch.ichtverdampfer
zuführt. Erwünschtenfalls kann auch die vorhergehende Reinigung des Glycerinw assers
mittels. Ion:enaustauschern in dem kontinuierlichen Verfahren aufgenommen werden.
Es ist jedoch auch. möglich:, das in. der Mehrstufenverdampferanlage erhaltene Glycerin
vorübergehend zu lagern und später unter Anwendung des Dünnschichtverdampfers weiter
zu konzentrieren.
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Obgleich das nach der Erfindung erhaltene Glycerin eine bessere Farbe
besitzt als das in der üblichen Weise eingedampfte, Glycerin, ist es vielfach doch
erwünscht, noch eine Behandlung mit Aktivkohle anzuwenden. Die dafür benötigte Menge
Aktivkohle ist jedoch geringer als bei den bekannten Verfahren. Bei dieser Behandlung
mit Aktivkohle verschwindet auch der sehr schwache Geruch, den das aus dem Dünnschichtverdainpfer
anfallende Glycerin manchmal noch haben kann, völlig.