DE102020101649B4

DE102020101649B4 - In reihe-entschleimung und -neutralisation von ölen und fetten unter verwendung hydrodynamischer durchflusskavitationsreaktoren

Info

Publication number: DE102020101649B4
Application number: DE102020101649.2A
Authority: DE
Inventors: Marc Kellens; Vincent Van den Schrieck
Original assignee: Desmet Belgium NV
Current assignee: Desmet Belgium NV
Priority date: 2019-01-25
Filing date: 2020-01-24
Publication date: 2023-12-21
Anticipated expiration: 2040-01-25
Also published as: GB2582415A; GB202000316D0; US10808202B2; DE102020101649A1; US20200239809A1; GB2582415B

Abstract

Kontinuierliches Verfahren für die kombinierte Entschleimung und Neutralisation von Öl, enthaltend Phosphatide und freie Fettsäuren (FFS), das Verfahren umfassend die Schritte von:a) Dosieren eines wässrigen Entschleimungsreaktanten in das Öl, enthaltend Phosphatide und FFS, um eine Mischung aus wässrigem Entschleimungsreaktanten, dispergiert in dem Öl, enthaltend, Phosphatide und FFS, zu bilden,b) Einleiten der Mischung aus wässrigem Entschleimungsreaktanten, dispergiert in Öl, enthaltend Phosphatide und FFS, in einen ersten hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktor oder einen ersten Satz von hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren, um an dem Ausgang des ersten hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktors oder des ersten Satzes von hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren eine Mischung aus Öl, enthaltend hydratisierte Phosphatide und FFS, zu bilden,c) Dosieren, am Ausgang des ersten hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktors oder des ersten Satzes von hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren, einer wässrigen kaustischen Lösung in das Öl, enthaltend hydratisierte Phosphatide und FFS, um eine Mischung aus wässrigem Kaustikum, dispergiert in dem Öl, enthaltend hydratisierte Phosphatide und FFS, zu bilden,d) Einleiten der Mischung eines wässrigen Kaustikums, dispergiert in dem Öl, enthaltend hydratisierte Phosphatide und FFS, in einen zweiten hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktor oder in einen zweiten Satz von hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren, um an dem Ausgang des zweiten hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktors oder des zweiten Satzes von hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren eine Mischung aus Öl, enthaltend hydratisierte Phosphatide und neutralisierte FFS (Seifen), zu bilden,e) Trennen der Mischung aus Öl, enthaltend hydratisierte Phosphatide und Seifen, um eine Ölphase und eine wässrige Phase zu erhalten, d. h. ein entschleimtes und neutralisiertes Öl und hydratisierte Phosphatide (Gummis) und neutralisierte FFS (Seifen), die in Wasser dispergiert und/oder gelöst sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeder erste und zweite hydrodynamische Durchflusskavitationsreaktor oder jeder der hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren des ersten Satzes und des zweiten Satzes mindestens eine Kavitationskammer mit einer Kavitationszahl Cv, die niedriger als 1 ist, umfasst.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf die in Reihe, kavitationsunterstützte, kombinierte Entschleimung und -Neutralisation von Ölen oder Fetten unter Verwendung von mindestens zwei spezifischen hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren, die in Reihe geschaltet sind.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung nutzt den Vorteil der Energie, die bei der Implosion der Blasen, die durch die Kavitationsereignisse erzeugt werden, freigesetzt wird, um die Reaktivität der mit den Ölen oder Fetten vermischten Entschleimungs- und Neutralisationsreaktanten zu verbessern. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Entschleimung von Ölen oder Fetten durch Nutzen von Kavitationsereignissen, um sowohl Phosphatide, d. h. hydratisierbare Phosphatide (HP) und nicht hydratisierbare Phosphatide (NHP), zu modifizieren als auch um die freien Fettsäuren (FFS), die in den Ölen oder Fetten enthalten sind, zu neutralisieren. Die Erfindung erlaubt auch die einstufige effiziente Trennung der modifizierten Phosphatide (Gummis) und neutralisierten freien Fettsäuren (Seifen), die sich beide in einer bestimmten wässrigen Phase trennen, um ein entschleimtes und neutralisiertes Öl oder Fett zu erhalten.
Die bevorzugten Öle, die unter Verwendung der vorliegenden Erfindung entschleimt und neutralisiert werden können, sind zum Beispiel pflanzliche Öle, d. h. Öle, extrahiert aus Soja, Sonnenblumen, Raps, Mais, Baumwollsamen, Traubenkernen, Erdnuss, Pahnfrüchten oder Leinsamen. Fette tierischen Ursprungs können ebenfalls von der vorliegenden Erfindung profitieren. Im Allgemeinen können diese Öle oder Fette, die von nun an kollektiv als Öle (oder Öl, je nach Kontext) bezeichnet werden, roh sein, d. h. direkt aus mechanischen oder Lösungsmittel-Extraktionsverfahren hervorgehen, oder können bereits mindestens einem basischen Reinigungsschritt, wie einer Filtration und/oder einem Waschen mit Wasser und/oder einer Wasserentschleimung unterzogen worden sein. Trotz des einen oder der mehreren grundlegenden Reinigungsschritts bzw. -schritte enthalten diese Öle oft noch übermäßige Niveaus an Phosphatiden, insbesondere nicht hydratisierbaren Phosphatiden (NHP), sowie eine übermäßige Menge an freien Fettsäuren (FFS), die vorteilhafterweise durch das erfindungsgemäße Verfahren entfernt werden.
Somit enthalten rohe oder teilweise gereinigte Öle mehrere Verunreinigungen, wie Phosphatide, freie Fettsäuren (FFS), geschmacksneutrale Verbindungen, Chlorophyll und andere Pigmente, Metallspuren, Wachse und gegebenenfalls andere verschiedene Verunreinigungen. Diese Verunreinigungen beeinflussen den Geschmack, den Geruch, das Erscheinungsbild und die Haltbarkeit von Ölen negativ und müssen vor dem Verzehr oder vor nachgeordneten Behandlungen, wie Bleichen, Desodorieren oder Modifikationen, einschließlich zum Beispiel Fraktionierung, Umesterung oder Hydrierung, entfernt werden. Phosphatide degradieren bei den erhöhten Temperaturen, die während der Desodorierung verwendet werden, mit dem Risiko, ihr Wirtsöl irreversibel zu verdunkeln. Um dieses Risiko zu unterdrücken und um sicher desodoriert zu werden, sollte die Ölphosphatidkonzentration unter 5 ppm und vorzugsweise unter 2 ppm liegen. Das Ölbleichen erfordert auch eine niedrige Konzentration an Restkonzentration, um effizient durchgeführt zu werden, in der Regel sollte die Ölphosphatidkonzentration vor dem Bleichen unter 20 ppm und vorzugsweise unter 10 ppm liegen.
Viele Entschleimungsverfahren wurden entwickelt, einschließlich Wasserentschleimung (Behandlung von Rohöl mit heißem Wasser oder Dampf); Säureentschleimung (Behandlung von Rohöl mit einer wässrigen Lösung einer starken Säure, wie Phosphorsäure oder Citronensäure); trockenen Entschleimung (Säureentschleimung mit einer sehr geringen Wassermenge, kombiniert mit Bleichen); enzymatischen Entschleimung (Modifikation von Phospholipiden mit Enzymen, um die wasserlöslichen Verbindungen zu erhalten); Entschleimung mit Chelatbildnern (wie beispielsweise EDTA). Einige dieser Verfahren sind besser an eine Ölart angepasst. Zum Beispiel wird trockene Entschleimung bei Palmöl effizienter sein, da es natürlicherweise eine geringe Konzentration an Phosphatiden enthält. Öle, die natürlicherweise eine höhere Konzentration an Phosphatiden enthalten, insbesondere nicht hydratisierbare Phosphatide (NHP), wie beispielsweise Sojaöl, Sonnenblumenöl und Rapsöl (auch bekannt als Rapssamenöl), benötigen in der Regel den Kontakt mit einer wässrigen Lösung einer starken Säure, um angemessen entschleimt zu werden, und werden besonders von dem erfindungsgemäßen Verfahren profitieren.
Die FFS-Entfernung kann durch die chemische Neutralisation durchgeführt werden, indem das Öl mit einer wässrigen kaustischen Lösung in Kontakt gebracht wird, die mit den FFS reagiert, um Seifen zu bilden, die als eine separate wässrige Phase entfernt werden, am häufigsten unter Verwendung eines Zentrifugalseparators. FFS können auch durch die physikalische Raffination, auch als Trocken- oder Dampfraffination bekannt, entfernt werden. Die physikalische Raffination beruht auf der höheren Flüchtigkeit von FFS im Vergleich zu Triglyceriden und wird in der Praxis gleichzeitig mit der Desodorierung realisiert.
Die klassischen Schritte, die erforderlich sind, um ein vollständig raffiniertes Öl zu erhalten, d. h. die Entschleimung, die alkalische Neutralisation, das Bleichen, das Entwachsen und das Desodorieren, sind im Stand der Technik wohlbekannt, und werden daher nicht weiter besprochen, aber es versteht sich, dass jeder einzelne Reinigungsschritt zu etwas Ölverlust sowie chemischem und/oder Energieverbrauch und der Erzeugung von einem oder mehreren Abfallströmen führt. Es ist der Zweck dieser Erfindung, jeglichen Ölverlust, Energie- und chemischen Verbrauch und Abfallstromerzeugung während der in Reihe kombinierten Entschleimung und -Neutralisation von Ölen unter Verwendung hydrodynamischer Durchflusskavitationsreaktoren so stark wie möglich zu minimieren.
Das offenbarte erfindungsgemäße Verfahren eignet sich sowohl für Öle, die zuvor mit Wasser entschleimt wurden, als auch für solche, bei denen dies nicht der Fall war. Tatsächlich wird die Notwendigkeit solcher vorläufigen Wasserentschleimung, unter Verwendung herkömmlicher Verfahren, meist von der Art der Ölquelle abhängen. Zum Beispiel wird Sojaöl unmittelbar nach seiner Extraktion oft mit Wasser entschleimt, besonders wenn Lecithin gewünscht ist, aber andere Öle, wie beispielsweise Sonnenblumenöl oder Rapssamenöle, werden nicht gezielt mit Wasser entschleimt. Jedoch ist das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft bei Ölen, die hauptsächlich nicht hydratisierbare Phosphatide enthalten, und daher entspricht es größtenteils Ölen, die zuvor mit Wasser entschleimt wurden. Ein weiterer Vorteil der vorläufigen Wasserentschleimung besteht darin, dass sie intakte Gummis, oder Lecithin, mit einem nicht vernachlässigbaren Wert ergibt. Bei dem Verfahren gemäß unserer Erfindung führen die Entschleimung und Neutralisation, da sie kombiniert sind, zu Gummis, die mit den Seifen vermischt sind und weiterhin die Entschleimungs- und Neutralisationsreaktanten enthalten. Daher können diese kontaminierten Gummis nicht als Lecithin verwendet werden.
Selbst wenn zahlreiche Ölentschleimungsverfahren offenbart wurden, wurden bisher nur wenige Entschleimungsverfahren, die Kavitation beinhalten, vorgeschlagen. Kavitation kann unterschiedlicher Ursprünge sein, einschließlich hydrodynamischer Kavitation und Ultraschallkavitation.
Es wurde berichtet, dass rohes Sojaöl durch die Anwendung von Ultraschall-Beschallung in Gegenwart einer geringen Menge an Entschleimungsmittel entschleimt werden kann (Moulton, K.J., Mounts, T.L. Continuous ultrasonic degumming of crude soybean oil. J Am Oil Chem Soc 67, 33-38 (1990)). Diese Prozedur entfernt, wenn sie in einer Laboranlage im kleinen Maßstab stattfindet, bis zu 99 % der Phospholipide. Jedoch sei darauf hingewiesen, dass die Ultraschalltechnologie nur als ein Chargenverfahren anwendbar ist, und da die Ultraschallwirkung mit der Zunahme des Abstands von der Strahlungsquelle abnimmt, hängt die Effizienz der Behandlung der Schallkavitation von der Größe eines Behälters ab und ist daher bei größeren Behältern sehr gering. Die Ultraschallwirkungen treten an bestimmten Stellen in Abhängigkeit von der Strahlungsfrequenz auf und sind daher nicht einheitlich. Außerdem kann die Schallkavitation in kontinuierlichen Verfahren mit hohem Durchsatz nicht effizient verwendet werden. Bei der Schallkavitation ist der Energiebedarf zu hoch und die Verweilzeit zu lang, um für eine Hochdurchsatz-Entschleimung wirtschaftlich brauchbar zu sein.
US 9,481,853B2 von Gordon et al. offenbart ein hydrodynamisches Durchfluss-Verfahren zur kavitationsunterstützten Raffination, Entschleimung und Entwachsung von Ölen und Fetten, das, im Unterschied zur Schallkavitation, keine Verwendung eines Behälters erfordert. Das Verfahren beinhaltet das Vermischen des Rohöls mit Entschleimungsmitteln, d. h. Wasser oder Säure, und das Unterziehen der Mischung einer hydrodynamischen Durchflusskavitationsverarbeitung. Die Kavitationsverarbeitung überträgt zur leichteren Trennung Verunreinigungen aus dem Rohöl an eine Wasserphase. Die Wasserphase kann durch allgemein erhältliche Trennverfahren von der Ölphase getrennt werden. Dieses Verfahren sagt jedoch nichts über die Neutralisation, d. h. die Entfernung von FFS aus dem behandelten Öl aus.
Jedoch deutet eine jüngste Veröffentlichung ( WO 2016/178676 A1 von Kozyuk et al.) darauf hin, dass Kavitation in der Tat vermieden werden sollte, um die Phasentrennung nicht zu gefährden (d. h. die Trennung und Entfernung der Wasserphase, die die Gummis und andere Verunreinigungen enthält, aus dem Öl). Da eine effiziente Phasentrennung für eine effiziente Ölentschleimung und/oder -neutralisation von größter Bedeutung ist, kann man folgern, dass Kavitationsverfahren vermieden werden sollten. In WO 2016/178676 A1 wird ein Verfahren zur Entschleimung von Triglyceridölen unter Verwendung eines mehrstufigen Homogenisierungsverfahrens offenbart. Es werden zwei Hochdruckhomogenisatoren in Reihe verwendet. Die Homogenisatoren weisen mehrere Strömungsverengungen auf, um Reagenzien in dem Öl fein zu dispergieren, während gleichzeitig Kavitation in dem Fluid unterdrückt wird. Es kann ein Trennschritt verwendet werden, um die Phosphatide und andere Verunreinigungen aus dem behandelten Öl zu entfernen, um ein gereinigtes Ölprodukt zu bilden. Gemäß WO 2016/178676 A1 induziert Kavitation die Freisetzung von gelösten Gasen in der Ölmischung und erzeugt in der Fluidströmung nach der Kavitation Gasfelder aus kleinen Blasen. Diese Blasen werden zu Koagulationszentren für die Seifenteilchen, fangen Öl in den größeren Agglomeraten ein und können die Phasengrenze in der Öl-Säure-/Basenlösung verringern. Als Ergebnis nimmt die Hydrolysegeschwindigkeit der Phosphatide, und der Grad ihrer Entfernung, in dem Reinigungsverfahren ab, wenn die Felder der Blasen in dem Fluid bestehen bleiben. Das Einfangen des Öls in größeren Agglomeraten kann ebenso die Ölausbeuteverluste erhöhen. Aus diesen Gründen nutzt WO 2016/178676 A1 Homogenisierungsvorrichtungen, bei denen keine hydrodynamische Kavitation auftritt.
Daher kann man schlussfolgern, dass hydrodynamische Kavitation keine empfohlene Technologie für die kombinierte Entschleimung und Neutralisation von Öl ist, da die notwendige Phasentrennung nach diesen beiden Schritten ineffizient wäre. Diese Situation ist empfindlich, da hydrodynamische Kavitation bekanntermaßen ein energieeffizientes Verfahren ist, das in der Lage ist, chemische Reaktionen in Fluiden zu beschleunigen und einen verringerten Verbrauch an Chemikalien im Vergleich zu Standardverfahren zu ermöglichen. Darüber hinaus könnten, da keine Behälter erforderlich sind, ebenfalls die Montagekosten und der Platzbedarf der Anlage drastisch gesenkt werden.
Daher besteht in der Technik ein Bedarf, ein Verfahren für die kombinierte Entschleimung und Neutralisation von Öl unter Verwendung von hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren, gefolgt von einer effizienten Phasentrennung, zu konzipieren, während der Energieverbrauch, der chemische Verbrauch, der Ölverlust und die Größe der Anlage gesenkt werden. Techniken aus dem Stand der Technik bieten nicht das effizienteste Verfahren der kombinierten Entschleimung und Neutralisation von Ölen in der kürzestmöglichen Zeit.
Die vorliegende Erfindung stellt solche Verfahren mit kürzerer Verarbeitungszeit, geringerem Ölverlust und geringerem Verbrauch an Chemikalien und folglich geringerer Produktion von umweltschädlichen Abfällen bereit, während ein verbessertes Produkt erzeugt wird. Ebenso wird der Platzbedarf des erfindungsgemäßen Verfahrens im Vergleich zu Verfahren aus dem Stand der Technik gesenkt.
Daher ist es mit dem Ziel der Maximierung der Gewinnspanne notwendig, die Verarbeitungszeit, den Energie- und Chemikalienverbrauch, den Ölverlust zu verringern und die Abfallerzeugung während der Entschleimung und Neutralisation so stark wie möglich zu senken. Die Verfahren aus dem Stand der Technik bieten nicht das effizienteste Verfahren in der kürzestmöglichen Zeit. Daher besteht ein Bedarf an dem verbesserten Verfahren zur Ölentschleimung und -neutralisation mit minimaler Verweilzeit und minimalen Energiekosten, das entschleimte Öle mit geringen Mengen an Rest-Phospholipiden und -FFS erzeugt. Die vorliegende Erfindung erfüllt diese Bedürfnisse und stellt andere damit zusammenhängende Vorteile bereit.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es wurde überraschenderweise beobachtet, dass die zuvor aufgeführten Ziele mit einem kontinuierlichen Verfahren für die kombinierte Entschleimung und Neutralisation von Öl, enthaltend Phosphatide und FFS, erreicht werden können, das Verfahren umfassend die Schritte von:

a) Dosieren eines wässrigen Entschleimungsreaktanten in das Öl, enthaltend Phosphatide und FFS, um eine Mischung aus wässrigem Entschleimungsreaktanten, dispergiert in dem Öl, enthaltend Phosphatide und FFS, zu bilden,
b) Einleiten der Mischung aus wässrigem Entschleimungsreaktanten, dispergiert in Öl, enthaltend Phosphatide und FFS, in einen ersten hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktor oder einen ersten Satz von hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren, um an dem Ausgang des ersten hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktors oder des ersten Satzes von hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren eine Mischung aus Öl, enthaltend hydratisierte Phosphatide und FFS, zu bilden,
c) Dosieren, an dem Ausgang des ersten hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktors oder des erstens Satzes von hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren, einer wässrigen kaustischen Lösung in das Öl, enthaltend hydratisierte Phosphatide und FFS, um eine Mischung aus wässrigem Kaustikum, dispergiert in dem Öl, enthaltend hydratisierte Phosphatide und FFS, zu bilden,
d) Einleiten der Mischung eines wässrigen Kaustikums, dispergiert in dem Öl, enthaltend hydratisierte Phosphatide und FFS, in einen zweiten hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktor oder einen zweiten Satz von hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren, um an dem Ausgang des zweiten hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktors oder des zweiten Satzes von hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren eine Mischung aus Öl, enthaltend hydratisierte Phosphatide und neutralisierte FFS (Seifen) zu bilden,
f) Trennen der Mischung aus Öl, enthaltend hydratisierte Phosphatide und Seifen, um eine Ölphase und eine wässrige Phase zu erhalten, d. h. ein entschleimtes und neutralisiertes Öl und hydratisierte Phosphatide (Gummis) und neutralisierte FFS (Seifen), die in Wasser dispergiert und/oder gelöst sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeder erste und zweite hydrodynamische Durchflusskavitationsreaktor oder jeder der hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren des ersten Satzes und des zweiten Satzes mindestens eine Kavitationskammer mit einer Kavitationszahl Cv, die niedriger als 1 ist, umfasst.

Es wurde überraschenderweise beobachtet, dass die zuvor aufgelisteten Ziele ferner mit einem kontinuierlichen Verfahren zur kombinierten Entschleimung und Neutralisation von Öl, enthaltend Phosphatide und FFS, wie zuvor beschrieben, erreicht werden können, wobei das Öl, enthaltend Phosphatide und FFS, durch die Wirkung einer Hochdruckpumpe, die vor dem ersten hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktor oder vor dem ersten Satz von hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren positioniert ist, durch den ersten und den zweiten hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktor oder durch den ersten und zweiten Satz von hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren gedrängt wird.
Es wurde überraschenderweise beobachtet, dass die zuvor aufgelisteten Ziele ferner mit einem kontinuierlichen Verfahren zur kombinierten Entschleimung und Neutralisation von Öl, enthaltend Phosphatide und FFS, wie zuvor beschrieben, erreicht werden können, wobei das Öl, enthaltend Phospholipide und FFS, durch die Wirkung von zwei Hochdruckpumpen durch den ersten und den zweiten hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktor oder durch den ersten und zweiten Satz von hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren gedrängt wird, wobei die erste vor dem ersten hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktor oder vor dem ersten Satz von hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren positioniert ist und die zweite Hochdruckpumpe zwischen dem ersten und dem zweiten hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktor oder zwischen dem ersten und dem zweiten Satz von hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren platziert ist.
Es wurde überraschenderweise beobachtet, dass die zuvor aufgeführten Ziele ferner mit einem kontinuierlichen Verfahren zur kombinierten Entschleimung und Neutralisation von Öl, enthaltend Phosphatide und FFS, wie zuvor beschrieben, erreicht werden können, wobei der Phasentrennschritt e) mittels eines Zentrifugalseparators durchgeführt wird.
Es wurde überraschenderweise beobachtet, dass die zuvor aufgeführten Ziele ferner mit einem kontinuierlichen Verfahren zur kombinierten Entschleimung und Neutralisation von Öl, enthaltend Phosphatide und FFS, wie zuvor beschrieben, erreicht werden können, wobei 0,5 bis 2,0 Vol-% Wasser dem entschleimten und neutralisierten Öl vor der Behandlung mittels eines Zentrifugalseparators zugesetzt werden.
Es wurde überraschenderweise beobachtet, dass die zuvor aufgeführten Ziele ferner mit einem kontinuierlichen Verfahren zur kombinierten Entschleimung und Neutralisation von Öl, enthaltend Phosphatide und FFS, wie zuvor beschrieben, erreicht werden können, wobei das entschleimte und neutralisierte Öl bei einer Temperatur erhitzt wird, die zwischen 70 und 95 °C liegt.
Es wurde überraschenderweise beobachtet, dass die zuvor aufgeführten Ziele ferner mit einem kontinuierlichen Verfahren zur kombinierten Entschleimung und Neutralisation von Öl, enthaltend Phosphatide und FFS, wie zuvor beschrieben, erreicht werden können, wobei das Entschleimungsmittel eine wässrige Lösung einer Säure, wie Citronensäure oder Phosphorsäure, ist.
Es wurde überraschenderweise beobachtet, dass die zuvor aufgeführten Ziele ferner mit einem kontinuierlichen Verfahren zur kombinierten Entschleimung und Neutralisation von Öl, enthaltend Phosphatide und FFS, wie zuvor beschrieben, erreicht werden können, wobei das Entschleimungsmittel Enzym, so wie, aber nicht beschränkt auf, Lipase, Phospholipase oder Acyltransferase oder beliebige Mischungen davon ist.
Es wurde überraschenderweise beobachtet, dass die zuvor aufgeführten Ziele ferner mit einem kontinuierlichen Verfahren zur kombinierten Entschleimung und Neutralisation von Öl, enthaltend Phosphatide und FFS, wie zuvor beschrieben, erreicht werden können, wobei die wässrige kaustische Lösung einer wässrigen Lösung eines Alkalis, wie Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid.
Es wurde überraschenderweise beobachtet, dass die zuvor aufgeführten Ziele ferner mit einem kontinuierlichen Verfahren zur kombinierten Entschleimung und Neutralisation von Öl, enthaltend Phosphatide und FFS, wie zuvor beschrieben, erreicht werden können, wobei der wässrige Entschleimungsreaktant von Schritt a) und/oder das wässrige Kaustikum von Schritt d) mittels einer Hochdruckdosiervorrichtung eingeleitet wird.
Es wurde überraschenderweise beobachtet, dass die zuvor aufgeführten Ziele ferner mit einem kontinuierlichen Verfahren zur kombinierten Entschleimung und Neutralisation von Öl, enthaltend Phosphatide und FFS, wie zuvor beschrieben, erreicht werden können, wobei das Öl, enthaltend Phosphatide und FFS, weiter in dem Bereich von 20 bis 70 °C vor Schritt a) erhitzt wird.
Es wurde überraschenderweise beobachtet, dass die zuvor aufgelisteten Ziele ferner mit einem kontinuierlichen Verfahren zur kombinierten Entschleimung und Neutralisation von Öl, enthaltend Phosphatide und FFS, wie zuvor beschrieben, erreicht werden können, wobei der erste und/oder der zweite Satz von hydrodynamischem Durchflusskavitationsreaktor oder hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren mindestens einen hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktor enthalten.
Es wurde überraschenderweise beobachtet, dass die zuvor aufgeführten Ziele ferner mit einem kontinuierlichen Verfahren zur kombinierten Entschleimung und Neutralisation von Öl, enthaltend Phosphatide und FFS, wie zuvor beschrieben, erreicht werden können, wobei der erste und/oder der zweite Satz von hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren mindestens zwei hydrodynamische Durchflusskavitationsreaktoren enthalten.
Es wurde überraschenderweise beobachtet, dass die zuvor aufgeführten Ziele ferner mit einem kontinuierlichen Verfahren zur kombinierten Entschleimung und Neutralisation von Öl, enthaltend Phosphatide und FFS, wie zuvor beschrieben, erreicht werden können, wobei der erste und/oder der zweite Satz von hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren mindestens zwei hydrodynamische Durchflusskavitationsreaktoren enthalten und die mindestens zwei hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren seriell oder parallel verbunden sind.
Somit stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen von Kavitationsereignissen in einer Ölströmung bereit, die mit den genauen Mengen an Reaktanten gemischt wird, die kontinuierlich durch Dosierpumpen bereitgestellt werden, wobei die Kavitationsereignisse in mindestens zwei Durchflusskavitationsreaktoren auftreten. Das Verfahren ergibt entschleimtes und neutralisiertes Öl nach einer einstufigen Phasentrennung, die die Produkte der Entschleimung (d. h. Gummis) und der Neutralisation (d. h. Seifen) als eine wässrige separate Phase entfernt.
Die vorliegende Erfindung ist auf ein Verfahren zur Verarbeitung von fluidischen Ölen in mindestens zwei in Reihe montierten Sätzen von hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren gerichtet: mindestens einem ersten Kavitationsreaktor oder einen ersten Satz von Kavitationsreaktoren, in dem die Entschleimung durchgeführt wird, und mindestens einem zweiten Kavitationsreaktor oder einen zweiten Satz von Kavitationsreaktoren, in dem die Neutralisation durchgeführt wird. Die vorliegende Erfindung ist auch auf ein Verfahren zur kombinierten Entschleimung und Neutralisation von Öl, enthaltend Phosphatide, FFS und gegebenenfalls andere Verunreinigungen gerichtet. Die anderen Verunreinigungen können geschmacksneutrale Verbindungen, schwefelhaltige Verbindungen, Pigmente, Chlorophyll, Wachse, Metalle, Kohlenhydrate, Liposaccharide, Proteine, Aldehyde, Ketone, Terpene, Sterole, Carotene oder Pestizide einschließen. Einige dieser Verunreinigungen sowie andere Verunreinigungen, die zuvor nicht aufgelistet sind, können ebenfalls durch das erfindungsgemäße Verfahren verringert werden. Mit kombiniert ist gemeint, dass das erfindungsgemäße Verfahren sowohl die Entschleimung als auch die Neutralisation des Öls einschließt. Die beiden Reaktionen erfolgen nicht zur gleichen Zeit, sondern in Folge: die Entschleimung wird zuerst ausgeführt, da ein effizienter Entschleimungsreaktant oft Säuren einschließt, und die Neutralisation erfolgt als zweites, da die Neutralisation die Gegenwart eines Alkalis oder einer Base erfordert, die den Überschuss an Entschleimungsreaktant, falls vorhanden, ebenso neutralisiert. Diese beiden Reaktionen werden somit in dem Verfahren gemäß unserer Erfindung kombiniert.
Jedoch wurde überraschenderweise beobachtet, dass die Mischung, die aus dem letzten Kavitationsreaktor austritt, effizient mittels eines Zentrifugenseparators getrennt werden kann, ohne die Notwendigkeit, einen großen Reifetank oder einen großen Lagertank verwenden zu müssen, trotz der Tatsache, dass die Kavitation in zwei oder mehreren Kavitationsreaktoren erfolgt. Damit diese Kavitation erfolgt, muss die Kavitationszahl kleiner als 1 sein.
Jedoch wird normalerweise, selbst wenn es nicht absolut notwendig ist, ein kleiner Puffertank unmittelbar stromabwärts des letzten Kavitationsreaktors oder des letzten Satzes von Kavitationsreaktoren installiert, um eine Ausgabevariation zwischen den Kavitationsreaktoren und dem Zentrifugalseparator unterzubringen. Dies ist besonders zweckmäßig, wenn der Separator gewartet oder gereinigt werden muss. Allerdings weist dieser Puffertank nicht die Funktion eines wirklichen Reifetanks vor der Phasentrennung auf.
Es wurde überraschend festgestellt, dass hydrodynamische Kavitation signifikant die Entschleimung und Neutralisation von Ölen erleichtert, d. h. die schnelle und effiziente Hydratation von Phosphatiden und die Neutralisation von FFS ermöglicht, gefolgt von der Phasentrennung unter Verwendung herkömmlicher Ausrüstung, wie eines Zentrifugalseparators. Es wird angenommen, dass solche unerwarteten Ergebnisse auf das Vorhandensein mindestens eines Plasmators und/oder mindestens eines Zerstäubungskegels zurückzuführen sind, die vorzugsweise innerhalb des letzten Kavitationsreaktors bzw. der letzten Kavitationsreaktoren und noch mehr bevorzugt in der Nähe des Auslasses des letzten Kavitationsreaktors bzw. der letzten Kavitationsreaktoren montiert sind, der das sekundäre Mikroblasenfeld am Ausgang des letzten Kavitationsreaktors bzw. der letzten Kavitationsreaktoren unterdrücken könnte und eine schnelle und effiziente Phasentrennung ermöglicht, ohne die Notwendigkeit, einen Reifetank zwischen dem letzten Kavitationsreaktor bzw. den letzten Kavitationsreaktoren und dem Zentrifugalseparator verwenden zu müssen. Wie im übrigen Teil dieser Beschreibung deutlicher wird, ist es möglich, da die Kavitationsreaktoren parallel in einem jeweiligen Satz verbunden werden können, dass das erfindungsgemäße Verfahren mehrere letzte Kavitationsreaktoren verwendet, die mit der Phasentrennvorrichtung verbunden sind.
Daher ist die Phasentrennung in dieser Hinsicht schnell, da das Öl nicht für eine lange Zeit in einem großen Reifetank gehalten werden muss, was sowohl aus einer Montagekostensenkungs- als auch einer Platzbedarfsenkungsperspektive vorteilhaft ist, aber auch aus einer Verfahrensperspektive vorteilhaft ist. In der Tat führt es zu einem schnelleren Verfahren, das leichter anzupassen ist, da die Anpassungen direkt am endgültigen entschleimten und neutralisierten Öl messbar sind. Andererseits wird das Verfahren viel schwieriger zu kontrollieren, wenn ein großer Reifetank zwischen dem letzten Kavitationsreaktor und dem Zentrifugalseparator erforderlich ist, da nicht nur eine erhebliche zeitliche Verzögerung zwischen jeglicher Verfahrensanpassung und deren Auswirkung auf die endgültigen Eigenschaften des entschleimten und neutralisierten Öls eingeführt wird, sondern ein solcher großer Reifetank auch eine Trübungswirkung aufgrund des unvermeidlichen Vermischens, das in dem Reifetank erfolgt, aufweist.
Daher führt die vorliegende Erfindung zu einem Verfahren, um Öl mit einer niedrigen Konzentration an Phosphatiden, FFS und anderen Verunreinigungen, wie Seifen und Wasser, herzustellen, der leicht und schnell steuerbar ist. Solch ein innovatives in Reihe Entschleimungs- und -Neutralisationsverfahren wird durch das Verarbeiten des Öls, das mit geeigneten Reaktionspartnern gemischt wird, durch mindestens zwei Kavitationsreaktoren oder mindestens zwei Sätze von Kavitationsreaktoren, die in Reihe geschaltet sind, die die notwendigen Reaktionen beschleunigen, erreicht, wobei das Verfahren ferner durch die endgültige schnelle Trennung der Gummis und Seifen und gegebenenfalls anderer Verunreinigungen aus dem Öl mittels eines einzigen Phasentrennungsschritts abgeschlossen wird. Mit in Reihe geschaltet ist gemeint, dass der erste Reaktor oder erste Satz von Reaktoren, wo die Entschleimung erfolgt, seriell mit dem zweiten Reaktor oder zweiten Satz von Reaktoren, wo die Neutralisation erfolgt, verbunden ist. Die Neutralisation beginnt nach der Entschleimung. Das erfindungsgemäße Verfahren kann jedoch mehrere Entschleimungs-Kavitationsreaktoren und/oder mehrere Neutralisations-Kavitationsreaktoren einschließen, und die Entschleimungs-Kavitationsreaktoren sowie die Neutralisations-Kavitationsreaktoren können innerhalb ihres jeweiligen Satzes seriell oder parallel verbunden sein.
Dementsprechend sind neben den Aufgaben und Vorteilen der zügigen Ölentschleimung und -neutralisation an sich, wie oben beschrieben, mehrere zusätzliche Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindungen die folgenden:

1) den Energie- und Chemikalienverbrauch, den Ölverlust und die Abfallerzeugung während der Ölentschleimung und -neutralisation zu senken;
2) eine Vorrichtung mit kontinuierlichem Durchfluss zum Entschleimen und Neutralisieren von Öl in einer stark beschleunigten und vereinfachten Weise mit gesenkten Montagekosten und einem im Vergleich zu alternativen Verfahren deutlich gesenkten Platzbedarf, bereitzustellen;
3) ein Verfahren zur Entschleimung und Neutralisierung durch Unterziehen des Öls mindestens einem Kavitationsereignis in Gegenwart eines Entschleimungsreaktanten (wie Säuren oder Enzymen) und zweitens durch Unterziehen der Mischung, die aus dem mindestens ersten Kavitationsereignis hervorgeht, mindestens einem zweiten Kavitationsereignis in Gegenwart einer kaustischen wässrigen Lösung, unmittelbar gefolgt von einer schnellen und effizienten Phasentrennung, bereitzustellen, somit ohne die Notwendigkeit eines Reifetanks, dadurch kann das Verfahren leicht gesteuert werden.

Daher werden die Aufgaben der vorliegenden Erfindung durch Zuführen des Öls und geeigneter wässriger Lösungen von Reaktanten in mindestens zwei hydrodynamische Durchflusskavitationsreaktoren oder mindestens zwei Sätze von hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren, die in Reihe montiert sind, um die notwendigen Reaktionen durchzuführen und die Übertragung der Reaktionsprodukte (Gummis und Seifen) von Öl in eine eindeutige wässrige Phase zu erleichtern, die leicht und schnell, zum Beispiel in einem Zentrifugalseparator, getrennt werden kann, erreicht. Das Phänomen wird Kavitation genannt, da sich Hohlräume (oder Blasen) bilden, wenn der Strömungsdruck auf den Dampfdruck des Fluids verringert worden ist. Die Dampfblasen dehnen sich aus und kollabieren plötzlich, wenn sie einen Bereich höheren Drucks erreichen. Der heftige Kollaps verursacht in lokalisierten Bereichen einen plötzlichen Druck- und Temperaturstoß sowie starke Scherkräfte, was zu einer gründlichen Vermischung und chemischen Reaktionsbeschleunigung führt. Es ist nicht ungewöhnlich, eine Erhöhung der Temperatur der durch die Kavitationsvorrichtung gehenden Ölmischung zu beobachten.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen deutlich, welche beispielhaft die Prinzipien der Erfindung veranschaulichen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beigefügten Figuren veranschaulichen die Erfindung.

1 veranschaulicht, wie der erste Entschleimungs-Kavitationsreaktor oder der erste Satz der mehreren Entschleimungs-Kavitationsreaktoren mit dem zweiten Neutralisationsreaktor oder dem zweiten Satz der mehreren Neutralisationsreaktoren verbunden ist.
2 veranschaulicht verschiedene mögliche Verbindungen, wenn mehrere Entschleimungs-Kavitationsreaktoren und/oder mehrere Neutralisations-Kavitationsreaktoren in jedem Satz verwendet werden.
3 veranschaulicht eine bevorzugte Ausführungsform des erfinderischen Verfahrens.
4 veranschaulicht eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfinderischen Verfahrens.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden durch Zuführen von fluidischem Öl und einer entsprechenden wässrigen Lösung von Reaktanten in zwei hydrodynamische Durchflusskavitationsreaktoren oder zwei Sätze von hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren, die in Reihe verbunden sind, erreicht. Jeder Satz enthält mindestens einen hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktor. In der folgenden Beschreibung werden die Begriffe „Durchflusskavitationsreaktor bzw. Durchflusskavitationsreaktoren“ häufig durch „Kavitationsreaktor bzw. Kavitationsreaktoren“ oder „Reaktor bzw. Reaktoren“ ersetzt, um die Beschreibung zu verkürzen.
Die in diesen Reaktoren auftretenden hydrodynamischen Kavitationsereignisse induzieren Bedingungen, die die Entschleimung und Neutralisation begünstigen. Hydrodynamische Kavitation führt zur Bildung von Dampfhohlräumen in der Strömung der Öl-/Reaktanten-Mischung, wenn sie mit einer Pumpe beschleunigt wird. Das Phänomen wird Kavitation genannt, da sich Hohlräume bilden, wenn sich der Strömungsdruck auf den Wasserdampfdruck verringert. Die Hohlräume werden beim Erreichen eines stromabwärtigen Hochdruckbereichs zum Kollabieren gebracht. Der Kollaps dieser Hohlräume erzeugt eine plötzliche und lokalisierte Erhöhung des Drucks und der Temperatur sowie starke Scherkräfte, was zu beschleunigten chemischen Reaktionen führt. Aber diese starke Bewegung begünstigt natürlich auch die Bildung von Emulsion. Darüber hinaus hebt die Gegenwart von Phosphatiden und Seifen, wohlbekannten Emulgiermitteln, eine solche Emulgierung hervor und stabilisiert sie. Diese Situation ist für eine effiziente Phasentrennung besonders nachteilig. Es wurde aber überraschenderweise beobachtet, dass eine schnelle und effiziente Phasentrennung, wahrscheinlich durch die Gegenwart eines Plasmators und/oder Zerstäubungskegels in mindestens einem der Kavitationsreaktoren, vorzugsweise dem letzten bzw. der letzten, ermöglicht wird. In der Tat ist es bevorzugt, dass, wenn die Neutralisations-Kavitationsreaktoren parallel verbunden sind, jeder der Neutralisations-Kavitationsreaktoren direkt mit den Phasentrennvorrichtungen verbunden ist, die mit einem Plasmator und/oder einem Zerstäubungskegel ausgestattet sind. Die Kavitationsreaktoren sind konzipiert, um ein intensives und gleichmäßiges Kavitationsvorkommnis bei minimalem Energieeintrag zu fördern. Ein einzelner Kavitationsreaktor kann eine Abfolge von mehreren in Reihe ausgelegten Kavitationskammern enthalten, so dass das den Reaktor durchlaufende Fluid daher einer Abfolge mehrerer Kavitationsereignisse, d. h. einer Blasenbildung gefolgt von dem Kollaps dieser Blasen, unterzogen wird. Ein solcher Kavitationsreaktor, der mehrere Kavitationskammern enthält, wird als mehrstufiger Kavitationsreaktor bezeichnet. Wenn nur eine Kavitationskammer vorhanden ist, wird er normalerweise als einstufiger Kavitationsreaktor bezeichnet. Der Verfahren gemäß unserer Erfindung kann beide Arten von Reaktoren einschließen, schließt jedoch vorzugsweise mehrstufige Kavitationsreaktoren ein.
1 veranschaulicht vor allem, wie die zwei Kavitationsreaktoren oder zwei Sätze von Kavitationsreaktoren verbunden sind. Der erste oder der erste Satz enthält einen oder mehrere Entschleimungs-Kavitationsreaktoren und ist in Reihe mit dem zweiten Neutralisations-Kavitationsreaktor oder mit dem zweiten Satz, der mehrere Neutralisations-Kavitationsreaktoren enthält, verbunden. Daher ist erfindungsgemäß der eine Entschleimungs-Kavitationsreaktor oder der Satz der mehreren Entschleimungs-Kavitationsreaktoren (1.1) seriell mit dem einen Neutralisationsreaktor oder mit dem Satz der mehreren Neutralisationsreaktoren (1.2) verbunden. Tatsächlich sind alle anderen Vorrichtungen, die in der vorliegenden Erfindung eingeschlossen sind, ebenfalls seriell verbunden, wie der Rohöltank (1.3), von dem das Rohöl durch eine Leitung (1.4) mittels einer Niederdruckpumpe (1.5) gepumpt wird. Entschleimungsreaktant wird in das Öl mittels einer Dosiervorrichtung (1.6) (zum Beispiel einer Dosierpumpe) eingeleitet. Der Entschleimungsreaktant und die Ölmischung werden dann unter hohem Druck mittels einer Hochdruckpumpe (1.7) gepumpt und in den einen Entschleimungs-Kavitationsreaktor oder in den Satz der mehreren Entschleimungs-Kavitationsreaktoren (1.1) eingeleitet. In der Leitung (1.8), die den einen Entschleimungs-Kavitationsreaktor oder den Satz der mehreren Entschleimungs-Kavitationsreaktoren (1.1) mit dem einen Neutralisations-Kavitationsreaktor oder mit dem Satz der mehreren Neutralisations-Kavitationsreaktoren (1.2) verbindet, wird Neutralisationsreaktant mittels einer zweiten Dosiervorrichtung (1.9) in das Öl eingeleitet, und die Mischung wird dann in den einen Neutralisations-Kavitationsreaktor oder in den Satz der mehreren Neutralisations-Kavitationsreaktoren (1.2) eingeleitet. Optional kann unmittelbar vor dem einen Neutralisations-Kavitationsreaktor oder vor dem Satz der mehreren Neutralisations-Kavitationsreaktoren (1.2) eine zweite Hochdruckpumpe (1.10) montiert sein. Dann führt eine Leitung (1.11) die verarbeitete Ölmischung zu einer Phasentrennvorrichtung (1.12), zum Beispiel einen Zentrifugalseparator, worin die Gummis, Seifen, Wasser, Reaktanten und anderen Verunreinigungen (1.13) von dem verarbeiteten Öl getrennt werden, um ein entschleimtes und neutralisiertes Öl (1.14) zu erhalten. Das entschleimte und neutralisierte Öl wird zum Beispiel gelagert oder direkt einem anderen Raffinationsprozess, wie Bleichen oder Desodorieren, zugeführt. Die Mischung aus Gummis, Seifen, Wasser, Reaktanten und anderen Verunreinigungen wird ebenfalls gelagert oder weiterverarbeitet. Optional kann das Öl erhitzt werden, zum Beispiel beim Verlassen des Rohöltanks und/oder vor dem Eintritt in die Phasentrennvorrichtung. Optional kann vor der Phasentrennung Wasser eingeleitet werden (1.15). Daher wird das erfindungsgemäße Verfahren kontinuierlich und in Reihe realisiert.
Wenn jedoch in dem erfindungsgemäßen Verfahren mehrere Entschleimungs-Kavitationsreaktoren oder mehrere Neutralisations-Kavitationsreaktoren in dem Satz eingeschlossen sind, können diese in Reihe oder parallel innerhalb eines bestimmten Satzes verbunden sein. Dies ist in 2A, 2B und 2C veranschaulicht. 2A veranschaulicht die Verwendung eines Entschleimungs-Kavitationsreaktors, der mit zwei Neutralisations-Kavitationsreaktoren verbunden ist, die in Reihe als einzelne Leitung angeordnet sind. 2B veranschaulicht die Verwendung von zwei Entschleimungs-Kavitationsreaktoren und zwei Neutralisations-Kavitationsreaktoren. Die zwei Entschleimungs-Kavitationsreaktoren sowie die zwei Neutralisationsreaktoren sind parallel verbunden. 2C veranschaulicht die Verwendung von zwei Entschleimungs-Kavitationsreaktoren in Reihe und vier Neutralisations-Kavitationsreaktoren. Die vier Neutralisationsreaktoren sind als zwei parallele Leitungen verbunden, die jeweils zwei seriell verbundene Neutralisations-Kavitationsreaktoren enthalten. Daher sind viele Anordnungen möglich, wenn mehrere Entschleimungs-Kavitationsreaktoren und/oder mehrere Neutralisations-Kavitationsreaktoren verwendet werden. Die in den 2A, 2B und 2C gezeigten Beispiele sind nur veranschaulichend und nicht einschränkend. Tatsächlich kann eine unbegrenzte Anzahl von Entschleimungs-Kavitationsreaktoren sowie eine unbegrenzte Anzahl von Neutralisations-Kavitationsreaktoren verwendet werden und entweder seriell, parallel oder durch Kombinieren einer seriellen und einer parallelen Verbindung (wie in 2C veranschaulicht) verbunden sein. Jedoch sind der Entschleimungs-Kavitationsreaktor bzw. die Entschleimungs-Kavitationsreaktoren und der Neutralisations-Kavitationsreaktor bzw. die Neutralisations-Kavitationsreaktoren als Ganzes, oder als ein Satz, immer seriell verbunden. Es ist zu beachten, dass in den 2A, 2B und 2C die Pumpen, die Dosiervorrichtungen, die Phasentrennvorrichtungen usw. nicht dargestellt sind, um die Zeichnungen zu vereinfachen. Tatsächlich wird die Implementierung dieser Gegenstände nicht durch die Anordnung der Entschleimungs- und/oder Neutralisations-Kavitationsreaktoren innerhalb eines Satzes beeinflusst.
Daher basiert das erfindungsgemäße Verfahren auf hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren, die in der Lage sind, sowohl die Entschleimung als auch die Neutralisation des Öls drastisch zu beschleunigen und zu optimieren. Bevorzugte Ausführungsformen des erfinderischen Verfahrens sind in den 3 und 4 dargestellt, worin zwei hydrodynamische Durchflusskavitationsreaktoren in Reihe geschaltet sind. Das Öl, das verarbeitet wird, zum Beispiel mit Wasser entschleimtes Sojaöl, das bei Raumtemperatur in dem Speichertank (3.1) gelagert wird, wird durch die Niederdruckpumpe (3.2) gepumpt, bei 60 °C durch den Wärmetauscher (3.3) erhitzt, mit einem Entschleimungsreaktanten (3.4) über eine entsprechende Dosiervorrichtung, zum Beispiel eine Dosierpumpe (3.5), gemischt. Vorzugsweise umfasst der Entschleimungsreaktant Wasser und eine Säure, wie beispielsweise Phosphorsäure oder Citronensäure, oder Enzyme, wie Phospholipase. Direkt nach der gesteuerten Einleitung des Entschleimungsreaktanten in das Öl wird die erhaltene Mischung mittels einer Hochdruckpumpe (3.6) unter hohem Druck, vorzugsweise im Bereich von 180 bis 1800 psi, gepumpt und durch einen ersten hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktor (3.7) gedrängt, worin die Phosphatide hydratisiert werden. Eine zweite Dosiervorrichtung (3.8) leitet eine wässrige kaustische Lösung in die Strömung (3.9) des teilweise behandelten Öls ein, das aus dem ersten hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktor austritt. Die kaustische wässrige Lösung ist zum Beispiel konzentriertes NaOH, das kontinuierlich in das noch unter hohem Druck stehende ölige Fluid dosiert wird. Eine Hochdruckdosierpumpe (3.8) ist daher erforderlich, da aber das Volumen der kaustischen wässrigen Lösung, die injiziert wird, sehr klein ist, ist eine solche Hochdruckpumpe in den Kosten begrenzt. Es ist jedoch wichtig, dass die Dosierung kontinuierlich ist, so dass eine exakte Menge an NaOH in das vorbehandelte Öl abgegeben wird. Direkt nach der gesteuerten Einleitung der wässrigen kaustischen Lösung in das vorbehandelte Öl wird die erhaltene Mischung wieder in wenigstens einen zweiten hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktor oder in einen zweiten Satz von Durchflusskavitationsreaktoren (3.10) gedrängt, worin die Neutralisation erfolgt. Die Neutralisation ist die Transformation von FFS in Seifen. Optional kann eine zweite Hochdruckpumpe in Reihe zwischen dem ersten Kavitationsreaktor und den anderen montiert sein. Dieser spezielle Aufbau ist in 4 gezeigt. Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch eine einstufige Phasentrennung beendet, und daher wird das kavitationsbehandelte Öl zu einem Phasenseparator (3.11), wie beispielsweise einem Zentrifugalseparator, geschickt. Daher wird entschleimtes und raffiniertes Öl erhalten und zum Beispiel im Tank (3.12) gelagert. Die abgetrennte wässrige Phase, die die Gummis, die Seifen, die Reaktanten und eventuell andere Verunreinigungen enthält, wird im Tank (3.13) gelagert. Alternativ kann das entschleimte und raffinierte Öl direkt anderen Raffinationsprozessen, wie Bleichen oder Desodorieren, zugeführt werden. Optional kann das kavitationsbehandelte Öl mittels eines Wärmetauschers (3.14) bei zum Beispiel 90 °C erhitzt werden, um die Phasentrennung weiter zu erleichtern. Optional kann ein kleiner Puffertank (3.15) eingeschlossen sein, um zum Beispiel die eventuelle Ausgabeschwankung der Phasentrennvorrichtung aufgrund von Wartung zu bewältigen. Optional kann dem kavitationsbehandelten Öl eine kleine Menge an Wasser (etwa 1 %) zugesetzt werden, um die Phasentrennung weiter zu erleichtern. Normalerweise wird dieser Zusatz unmittelbar vor der Phasentrennung durchgeführt.
4 ist ähnlich zu 3, umfasst aber eine zusätzliche Hochdruckpumpe (4.6'), die unmittelbar nach dem Zusatz des kaustischen neutralisierenden Reaktanten (4.9) platziert ist. Solch eine Ausführungsform schließt daher zwei Hochdruckpumpen (4.6 und 4.6') ein und kann bevorzugt sein, um mehr Kontrolle über den Druck des fluidischen öligen Fluids zu haben, die in den Neutralisations-Kavitationsreaktor bzw. die Neutralisations-Kavitationsreaktoren eintritt.
In 3 und 4 sind nur ein Entschleimungs-Kavitationsreaktor und nur ein Neutralisations-Kavitationsreaktor eingeschlossen, und diese Reaktoren sind seriell geschaltet. Darüber hinaus wird der Zusatz geeigneter Reaktanten ebenfalls in Reihe realisiert. Jedoch, wie vorher beschrieben, schließt die vorliegende Erfindung auch die Verwendung mehrerer Entschleimungs-Kavitationsreaktoren und/oder mehrerer Neutralisations-Kavitationsreaktoren ein. In diesem Fall können entweder die Entschleimungs-Kavitationsreaktoren oder die Neutralisations-Kavitationsreaktoren innerhalb ihres eigenen Satzes seriell oder parallel verbunden sein. Nichtsdestotrotz bleibt ungeachtet der Art und Weise, wie die Entschleimungs-Kavitationsreaktoren verbunden sind oder wie die Neutralisations-Kavitationsreaktoren verbunden sind, das Verfahren, wie es in den 3 und 4 beschrieben ist, gültig.
Hydrodynamische Kavitation ist die Bildung von wasserdampfgefüllten Hohlräumen in der Fluidströmung, worauf ein Blasenkollaps in einer Hochdruckzone folgt. In der Praxis wird das Verfahren wie folgt durchgeführt: Die Fluidströmung wird in einen Einlass in der Kavitationsvorrichtung gepumpt. In lokalisierten Zonen der Kavitationsvorrichtung (d. h. der einen oder den mehreren Kavitationskammern) ist die Geometrie so konzipiert, dass sie die Geschwindigkeit der Fluidströmung stark erhöht, was bewirkt, dass der Fluiddruck gemäß dem Bernoulli-Gesetz abfällt. Dies führt zur Bildung von Blasen, die mit den Dämpfen von Verbindungen gefüllt sind, die unter den gegebenen Bedingungen sieden. Wenn sich die Blasen vorbei zu einer Hochdruckzone bewegen, nimmt der Druck in der Strömung auf solche Weise zu, dass die Blasen kollabieren. Dies setzt die Dämpfe innerhalb der Blasen und der angrenzenden Fluidschichten erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur, starken Scherkräften, Stoßwellen, akustischen Schwingungen und elektromagnetischer Strahlung aus. Solche extremen physikalischen Bedingungen führen zu Reaktionen, die innerhalb der kollabierenden Blasen oder/und in den benachbarten Fluidschichten stattfinden. Es ist wohlbekannt, dass eine Erhöhung sowohl des Drucks als auch der Temperatur zusammen mit dem heftigen Vermischen, das durch Kavitation bereitgestellt wird, zahlreiche Reaktionen und Verfahren mittels der Energie, die beim Kollabieren von Hohlräumen (oder Blasen), die in den fluidischen Medien erzeugt werden, abgegeben wird, initiieren und beschleunigen kann. Jedoch sind extremer Druck oder Wärme nachteilig, da sie zu unkontrollierten Reaktionen und/oder Abbau führen können. Daher kann nur die gesteuerte und optimierte Kavitationsbehandlung kombiniert mit der Gegenwart des geeigneten bzw. der geeigneten Reaktanten potentiell vorteilhaft sein. Daher nutzt die vorliegende Erfindung vorzugsweise spezifische hydrodynamische Durchflusskavitationsreaktoren, die in der Lage sind, gesteuerte Kavitationsereignisse zu erzeugen. Geeignete Reaktoren werden zum Beispiel von Cavitation Technologies Inc. (USA) geliefert und sind im Fachgebiet als „Nanoreaktoren“ in Bezug auf ihre besonders kleinen Größen bekannt.
Kavitationsreaktoren, die sich für das erfindungsgemäße Verfahren eignen, werden zum Beispiel von US-Patent Nr. 8,911,808B2 beschrieben. Eine der Besonderheiten solcher Konstruktionen besteht darin, dass die Kavitation vorübergehend die hochsiedenden Ölbestandteile von den eingeschlossenen Gasen, dem Wasserdampf und den Dämpfen der flüchtigen Verunreinigungen trennt, die sich innerhalb der Blasen finden können. Die Pulsation und/oder Implosion dieser Blasen vermischt die Mischung aus Öl, Wasser und den Reaktanten heftig, was die Oberflächenkontaktfläche dieser unmischbaren Flüssigkeiten stark vergrößert. Jedoch verliert die fluidische Mischung alle Kavitationsmerkmale in einem Plasmator und/oder Zerstäubungskegel. Es wird angenommen, dass dieses besondere Merkmal überraschenderweise eine effiziente nachfolgende Phasentrennung ohne die Notwendigkeit eines realen Reifetanks ermöglicht. Effiziente Phasentrennung bedeutet, dass das abgeschiedene Öl ausreichend gereinigt wird (daher nur Spuren der ursprünglichen Verunreinigungen enthält), und dass die entfernte Verunreinigungsphase nicht viel mitgeführtes Öl enthält. Jedoch ist unsere Erfindung nicht streng durch die Kavitation, die in dieser vorherigen Referenz beschrieben wurde, eingeschränkt, sondern nur durch die Ansprüche.
Es wird angenommen, dass, da die hydrodynamische kavitationsunterstützte Entschleimung enormes Vermischen und Kontaktoberfläche bietet, es wesentlich kleinere Mengen an Entschleimungsreaktant (zum Beispiel Säure oder Enzym) und Neutralisierungsreaktant (Base) als herkömmliche Verfahren erfordert. In der Tat neutralisiert die Base nicht nur die FFS des Öls, sondern auch die restlichen Entschleimungsmittel, die häufig eine Säure sind. Zusätzlich kann eine hydrodynamische kavitationsunterstützte Entschleimung leicht hochskaliert werden, um große Durchsätze aufzunehmen, und diese Hochskalierung kann ohne einen Platzbedarf Nachteil realisiert werden.
Neben den hydrodynamischen Kavitationsreaktoren, die von US-Patent Nr. 8,911,808B2 beschrieben werden, sind andere bevorzugte Kavitationsreaktoren, die in der Lage sind, die Aufgaben der vorliegenden Erfindung zu lösen, in den US-Patentanmeldungen mit den Veröffentlichungsnummern US 2009 / 0 182159 A1 , US 2010 / 0 103 768 A1 und US 2010 / 0 290 307 A1 offenbart.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Kavitationsreaktoren, die sich für das erfindungsgemäße Verfahren eignen, schließen einen mehrstufigen Durchflusskavitationsreaktor ein, der in der US-Anmeldung mit der Veröffentlichungsnummer US 2010 / 0 290 307 A1 beschrieben ist. Der Kavitationsreaktor weist einen Strömungsweg mit einem Einlass und einem Auslass auf. Der Strömungsweg weist verschiedene Strukturen einschließlich Mehrstrahldüsen, Arbeitskammern, Strömungsführungen, halbkugeliger Körper, Verwirbelungsscheiben und einer Vortexkammer auf. Die Strukturen im Strömungsweg sind spiegelsymmetrisch um einen Mittelpunkt der Vorrichtung angeordnet, der in der Vortexkammer positioniert ist. Die Konfiguration und der Betrieb des Kavitationsreaktors, einschließlich der Mehrstrahldüsen, der Strömungsführungen, der halbkugeligen Körper, der Verwirbelungsscheiben und des Vortexgenerators, ist wie in der US-Anmeldung mit der Veröffentlichungsnummer US 2010 / 0 290 307 A1 beschrieben.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Kavitationsvorrichtung, die sich für das erfindungsgemäße Verfahren eignet, schließt einen mehrstufigen hydrodynamischen Kavitationsreaktor ein, der auch in der US-Anmeldung mit der Veröffentlichungsnummer ist. Dieser hydrodynamische Kavitationsreaktor weist einen Strömungsweg mit einem Einlass und einem Auslass auf. Der Strömungsweg weist eine Reihe von darin angeordneten Mehrstrahldüsen auf. Jede der Mehrstrahldüsen schließt eine Reihe von Kanälen ein, die über ihre Oberflächen hinweg angeordnet sind, wobei die Größe und Konstruktion der Kanäle von Düse zu Düse variiert.
Es muss betont werden, dass die oben beschriebenen Reaktoren neben der spezifischen Geometrie und dem Merkmal der inneren Teile, die auf die Erzeugung der hydrodynamischen Kavitation abzielen, optional einen Plasmator, wie in der US-Anmeldung mit der Veröffentlichungsnummer US 2009 / 0 182 159 A1 beschrieben, und/oder einen Zerstäubungskegel, wie in der US-Anmeldung mit der Veröffentlichungsnummer US 2010 / 0 103 768 A1 beschrieben, enthalten können. Es wird angenommen, dass der Plasmator und/oder der Zerstäubungskegel eine wichtige Rolle bei der Effizienz des erfindungsgemäßen Verfahrens spielen, insbesondere für die Förderung der schnellen und effizienten Phasentrennung des verarbeiteten Öls.
Im Allgemeinen sollten die Durchflusskavitationsreaktoren aus inerten Materialien gefertigt sein. Um die Beständigkeit gegen korrosive Mittel wie starke Säuren/Basen zu erhöhen, können die inneren Teile mit Keramiken, Kunststoffen, Teflon, Nano-Diamanten und anderen geeigneten Materialien und deren Verbundstoffen beschichtet sein. Die Eigenschaften der Vorrichtung können durch Härten, Anodisieren, Verbinden oder beliebige geeignete Technologien optimiert werden.
Die innere Geometrie des Durchflusskavitationsreaktors ist vorzugsweise statisch. Es ist jedoch möglich, die Intensität der Kavitationsereignisse durch Modifizieren zum Beispiel des Einlassdrucks, der Einlasstemperatur und der Zusammensetzung des fluidischen Mediums zu steuern. Zum Beispiel können bestimmte Öle, fluidische Fette oder Talge erfordern, dass bei hoher Temperatur gearbeitet wird, um ihre Viskosität zu verringern.
Die Durchflusskavitationsreaktoren können an einer Stelle des Ölpressens, in der Nähe eines Vorratsbehälters oder an einer solchen Struktur angebracht werden. Es besteht dennoch eine weitere Möglichkeit, in der die Vorrichtung nicht befestigt, sondern beweglich ist. Die Kavitationsvorrichtung ist so konzipiert, dass sie große Ölvolumina entschleimt und neutralisiert. Zusätzliche Leitungen und Schleudersysteme können zusammengebaut werden, um ältere Einrichtungen nachzurüsten und ihre Kapazität zu vergrößern. Diese Systeme können einfach montiert und transportiert werden, so dass sie für Felder und entfernte Standorte gleichermaßen geeignet sind wie für große zentralisierte Einrichtungen.
Die Verweilzeit des verarbeiteten Öls in den mindestens zwei hydrodynamischen Kavitationsreaktoren ist im Vergleich zu Verfahren des Standes der Technik besonders verringert. Die übliche Verweilzeit in einer einzelnen Kavitationsreaktion beträgt in der Regel weniger als 30 Sekunden, vorzugsweise weniger als 10 Sekunden. Die spezielle Verweilzeit in der Dekavitationskammer beträgt in der Regel weniger als 10 Sekunden, vorzugsweise weniger als 3 Sekunden.
Es ist eine Entscheidung der Ausrüstungskosten, welche Art von hydrodynamischem Durchflusskavitationsreaktor und welche Art von Pumpen eingesetzt werden, da eine Reihe von Konfigurationen innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung technisch machbar sind, ob für in großem Maßstab permanent genutzte oder für kleine und gelegentlich verwendete Entschleimungs- und Neutralisationsanlagen. Man kann optimale Bedingungen durch Erzeugen intensiver Kavitation sicherstellen, die gleichmäßig über die Ölströmung erzeugt wird, während Energieverschwendung vermieden wird. Idealerweise sollte die aufgewandte Energie auf ein optimiertes Niveau gesenkt werden, bei dem die Kavitation noch effizient erfolgt und der Energieverbrauch minimal ist. Eine alternative erfindungsgemäße Konfiguration ist in 4 dargestellt. Es werden zwei Hochdruckpumpen verwendet. Der Nenndruck, der von jeder dieser zwei Hochdruckpumpen abgegeben wird, ist dann niedriger als der Nenndruck der einzelnen Hochdruckpumpe, die das Öl und entsprechende Reaktanten dazu drängen muss, durch die mindestens zwei Kavitationsreaktoren in Reihe zu gehen, wie in 4 dargestellt. Die Verwendung von zwei Hochdruckpumpen, wie in 3 dargestellt, ermöglicht es, die Feinabstimmung des Einlassdruckes von jedem der Kavitationsreaktoren zu erleichtern. Darüber hinaus muss betont werden, dass unter bestimmten Umständen die Kosten von zwei kleinen Hochdruckpumpen gleich oder sogar niedriger sein können als die Kosten einer größeren Hochdruckpumpe, wenn die nominalen Drücke, die durch die zwei kleinen Hochdruckpumpen abgegeben werden, niedriger sind als die nominellen Drücke, die durch die große Hochdruckpumpe abgegeben werden.
Somit wird ein Verfahren zur kombinierten Entschleimung und Neutralisation von Ölen durch die Erzeugung von Kavitationsereignissen offenbart. Roh- oder teilweise raffinierte Öle enthalten Verunreinigungen, wie Phosphatide, freie Fettsäuren und andere Verunreinigungen. Diese Verunreinigungen müssen vor den nachfolgenden Verarbeitungen entfernt werden. Zusätzlich sind einige von diesen Verunreinigungen in anderen Verfahren verwendbar, je nach ihrer Reinheit und Zusammensetzung.
Die Begriffe Öl, Öle oder ölig schließen fettige Materialien oder Mischungen davon ein, die von Pflanzen, von Tieren oder von Wildtyp- oder genetisch modifizierten Bakterien, Hefen, Algen und anderen Prokaryoten und Eukaryoten stammen, sind aber nicht darauf beschränkt. Die Begriffe Öl, Öle oder ölig beinhalten auch ein zweiphasiges oder mehrphasiges System, umfassend Öl, Wasser und/oder andere unmischbare Flüssigkeiten, Lösungen von Salzen, Säuren, Alkali, Gasen und/oder anderen gelösten Stoffen, Dispersionen, Emulsionen, Suspensionen, geschmolzene Feststoffe, Gase in einem superkritischen Zustand und Mischungen davon. Das Öl kann erhitzt, gekühlt, entgast oder mit Stickstoff, Kohlenstoffdioxid und anderen Gasen oder Mischungen davon gesättigt werden.
Die kavitationsunterstützte Entschleimung erfordert nicht viel Vorerwärmen von rohem Pflanzenöl oder Wasser und kann daher bei Temperaturen von 20 bis 90 °C durchgeführt werden. Eine niedrige Temperatur von 20 °C kann in einigen Fällen vorteilhaft sein, um ungesättigte Fettsäuren vor Oxidation und Verderben zu schützen, und spart außerdem Energie. Eine hohe Temperatur von 90 °C kann unter anderen Umständen vorteilhaft sein, um zum Beispiel insbesondere viskose Öle oder Fette zu behandeln. Es wurde jedoch beobachtet, dass das Öl in vielen Fällen vorteilhafterweise bei etwa 60 °C erwärmt wird. Bei dieser Temperatur ist die Viskosität der am weitesten verbreiteten Öle bereits wesentlich niedriger, und es wird weniger Energie zum Verarbeiten des Öls durch die Kavitationsreaktoren benötigt. Darüber hinaus sind die am weitesten verbreiteten Öle bei solchen mäßigen Temperaturen stabil.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird das Roh- oder teilweise raffinierte Öl entweder mit Wasser oder einer Wasserlösung des Reaktanten kombiniert, um ein Fluidmedium zu bilden, das eine Ölphase und eine Wasserphase umfasst. Die Wasserphase kann weiches, destilliertes oder durch Umkehrosmose gereinigtes Wasser umfassen. Die Wasserlösung des Reaktanten umfasst vorzugsweise geeignete Entschleimungsmittel, d. h. Phosphorsäure und/oder Citronensäure oder andere ähnliche Reagenzien. Es kann jedoch potentiell jeder der entschleimten Reaktanten aus dem Stand der Technik in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, einschließlich beispielsweise Enzymen und Chelatbildnern. Das Fluidmedium wird dann einer kavitationsunterstützten Verarbeitung unterzogen. Nach der kavitationsunterstützten Entschleimung wird das noch unter wesentlichem Druck stehende Fluidmedium mit einer kaustischen wässrigen Lösung vermischt und zu mindestens einem zweiten Kavitationsreaktor geleitet, wo FFS zu Seifen neutralisiert werden, die sich schnell in die eindeutige Wasserphase bewegen.
Die behandelte Ölphase kann dann direkt am Ausgang des letzten Kavitationsreaktors von der Wasserphase getrennt werden, um ein entschleimtes und neutralisiertes Öl zu ergeben, das stark verringerte Mengen an Phospholipiden und FFS enthält. Der Restgehalt an Phospholipiden in dem behandelten Öl liegt vorzugsweise unter 10 ppm, noch mehr bevorzugt unter 5 ppm. Das Niveau von FFS in dem behandelten Öl liegt vorzugsweise unter 0,1 %, vorzugsweise sogar unter 0,05 %. Diese Niveaus basieren auf dem Gewichtsverhältnis der Phospholipide und der FFS in dem Öl. Wie bereits vorstehend beschrieben ist es, auch wenn die vorliegende Erfindung ermöglicht, dass eine effiziente Phasentrennung direkt am Ausgang des letzten Kavitationsreaktors erfolgt, dennoch vorteilhaft, einen kleinen Puffertank zwischen dem letzten Kavitationsreaktor und der Vorrichtung, die die Phasentrennung durchführt, (zum Beispiel ein Zentrifugalseparator) zu installieren. Vielmehr erfordern die meisten Phasentrennvorrichtungen einen regelmäßigen Wartungs- und Reinigungsbetrieb, der im Fachgebiet als „Entschlammen“ bekannt ist. Eine solche Wartung wird jedoch normalerweise sehr schnell durchgeführt, und daher ist ein kleiner Puffertank, der wenigen Minuten Betrieb entspricht, ausreichend. Daher kann ein solcher Puffertank nicht die Funktion eines Reifetanks aufweisen, da sein Volumen zu klein ist.
Die kavitationsunterstützte Verarbeitung wird durch die Verwendung einer einstufigen oder mehrstufigen hydrodynamischen Durchflusskavitationsvorrichtung erreicht, um Kavitationsereignisse in der Fluidströmung zu erzeugen. Diese Kavitationsereignisse erzeugen zuerst eine große Anzahl von Blasen innerhalb des verarbeiteten Fluids. Der nachfolgende Kollaps dieser Kavitationsblasen ergibt lokale Bereiche von erhöhtem Druck, erhöhter Temperatur und enormer Vermischung, um das Öl zu entschleimen und zu neutralisieren. Die anschließende Aufhebung jeglicher Kavitation, vorzugsweise in der Nähe des Auslasses des letzten Kavitationsreaktors, treibt die Produkte der Entschleimung (Gummis) und die Produkte der Neutralisation (Seifen) zumindest teilweise in die Wasserphase. Vorzugsweise treten die Kavitationsereignisse in mehreren Kavitationskammern auf und die Aufhebung jeglicher Kavitationsereignisse und die Unterdrückung jeglicher Blasen der zweiten Generation tritt in einem oder mehreren Plasmatoren und/oder einem oder mehreren Zerstäubungskegeln auf, die gemeinsam als Dekavitationskammer bezeichnet werden.
Während der kavitationsunterstützten Verarbeitung, die in den Kavitationskammern der zwei oder mehreren Kavitationsreaktoren und in Gegenwart von entsprechender wässriger Lösung von Reaktanten erfolgt, werden die Phosphatide hydratisiert und in Gummis umgewandelt und die FFS werden neutralisiert und in Seifen umgewandelt, und während der Dekavitation bewegen sich beide und agglomerieren zumindest teilweise in einer eindeutigen Wasserphase. Um das raffinierte Öl zu isolieren und die potentiell wertvollen Nebenprodukte zu sammeln, muss auf die kavitationsunterstützte Verarbeitung ein stromabwärts effizienter Phasentrennvorgang folgen. In dem stromabwärts Separator werden die hydratisierten Phosphatide (oder Gummis) und Seifen entfernt und zur Lagerung oder zum alternativen Verarbeiten geschickt. Solche Trennverfahren sind vorzugsweise Zentrifugation, aber alternative Verfahren können zum Beispiel Absetzen und Filtrieren durch Membran oder Ultramembran einschließen. Die isolierte wässrige Mischung aus Gummis und Seifen kann als Tierfutterzusatz verwendet oder mit bekannten Verfahren, wie Gummi-Entölung und/oder Seifenspaltung weiterverarbeitet werden.
Diese Trennung wird vorzugsweise in einer Zentrifuge bei den gleichen Temperaturen wie den Kavitationsschritten oder nach moderater Erwärmung, zum Beispiel auf 90 °C, erreicht. Es wurde beobachtet, dass die Phasentrennung bei 90 °C verbessert werden kann, da die Viskosität des Öls weiter verringert wird. Es wurde beobachtet, dass sogar mit 0,5-5 Vol.-% Wasser, das während des kombinierten Entschleimungs- und Neutralisationsverfahrens zugesetzt wird, der Feuchtigkeitsgehalt des entschleimten und neutralisierten Öls nach der Zentrifugentrennung auf 0,2 bis 0,4 Massen-% abfällt. Daher wird weniger Trocknung erforderlich und das Öl kann sogar direkt einer stromabwärts Raffinierung, wie Bleichen und/oder Desodorieren, unterzogen werden.
Die Implosion oder der Kollaps der Blasen, die durch die anfänglichen Kavitationsvorkommnisse erzeugt werden, führt zur Bildung einer zweiten Generation von Mikroblasen. Wenn sich diese Mikroblasen in eine Zone verringerten Drucks bewegen, werden sie zu Kernen, was die Kavitationsfelddichte erhöht und den Kavitationsschwellenwert senkt. Solch eine Verstärkung erleichtert die Phosphatid-Hydratation und FFS-Neutralisation, wenn Öl mit geeigneten Reaktanten in Kontakt ist. Dies macht mehrstufige Durchflusskavitationsreaktoren besonders geeignet für die Entschleimung und Neutralisation von Ölen, da der Kavitationsschwellenwert stetig von der ersten zur letzten Kavitationskammer abgesenkt wird. Jedoch können, wie in WO 2016/178676A1 dargelegt, diese Mikroblasen und Kerne die Phasentrennung verkomplizieren. Daher statten Mittel zum Aufheben der Bildung von Mikroblasen vorzugsweise mindestens einen des Kavitationsreaktors und mehr bevorzugt den letzten Kavitationsreaktor, der in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird, aus. Noch mehr bevorzugt sind diese Mittel zum Aufheben der Bildung von Mikroblasen nach der letzten Kavitationskammer des letzten Kavitationsreaktors angebracht, der in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird. In einer bevorzugten Ausführungsform folgt der letzten Kavitationskammer des letzten Kavitationsreaktors mindestens eine Dekavitationskammer, umfassend mindestens einen Plasmator und/oder einen Zerstäubungskegel. Solch eine Dekavitationskammer ist überraschend hocheffizient, da eine schnelle und effiziente Phasentrennung der behandelten Ölmischung selbst dann erreichbar ist, wenn die Verweilzeit der Ölmischung in einer solchen Dekavitationskammer besonders kurz ist, in der Regel weniger als 10 Sekunden, vorzugsweise weniger als 3 Sekunden.
Das Phänomen der Kavitation wird durch die Kavitationszahl Cv kategorisiert, definiert als: $Cv = (P - Pv) / (0,5 ρ V^{2}),$
wobei P der Druck der Fluidmischung stromabwärts der Verengung ist, Pv der Dampfdruck von Wasser ist, V die Geschwindigkeit der Fluidmischung an der Verengung ist und ρ die Dichte des Öls ist. Die Kavitation beginnt idealerweise bei der Kavitations-Anfangszahl Cvi=1, und das Cv<1 impliziert einen hohen Grad an Kavitation. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die Kavitations-Anfangszahl Cv in mindestens einer der Kavitationskammern niedriger als 1, vorzugsweise der ersten, einschließlich in den mindestens zwei Kavitationsreaktoren, die für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden.
Die Intensität von Kavitationsereignissen (d. h. die Größe und die Anzahl der Blasen pro Volumeneinheit der verarbeiteten Flüssigkeit), ist ein wichtiger Parameter für die Effizienz des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Intensität der Kavitationsereignisse hängt von den Eigenschaften der Fluidströmung, dem Aufbau der Kavitationsvorrichtung, der Strömungsgeschwindigkeit, die durch die Hochdruckpumpe bzw. die Hochdruckpumpen anhält, der Temperatur der Fluidströmung und anderen Behandlungsbedingungen ab. In der Praxis wird der Druck der Pumpe bzw. der Pumpen erhöht, bis eine geeignete Kavitationsintensität erreicht ist. Das wünschenswerte Ergebnis wird durch Erzeugen einer hydrodynamischen Kavitation erhalten, die überall in der Fluidströmung eine optimale Intensität aufweist. Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung optimiert die Kavitationsintensität, um Öl effizient zu entschleimen und zu neutralisieren, durch Anwenden des am besten geeigneten Pumpendrucks, ausgewählt aus einem Bereich von zum Beispiel 180 bis 1.800 psi. Ferner ist die Effizienz der kavitationsunterstützten Entschleimung und Neutralisation für einen breiten Temperaturbereich hoch, was bei Bedarf eine bessere Konservierung von instabilen wertvollen Inhaltsstoffen bei niedrigen Temperaturen ermöglicht. Ein praktischer Ansatz, um das Verfahren zu optimieren, besteht darin, einen geeigneten Einlassdruck herzustellen, der ausreichend Kavitationsintensität für eine gründliche Vermischung des sequentiell zugesetzten entschleimenden Reaktanten und der kaustischen wässrigen Lösungen zu der Ölströmung bereitstellt, die zu der vollständigen Hydratation der Phosphatide und der vollständigen Neutralisation der FFS führen.
Die Menge an Wasser, die dem zu entschleimenden und neutralisierenden Öl zugesetzt wird, liegt vorzugsweise im Bereich von 0,5-5,0 Vol.-%. Zum Beispiel können 25 % dieser Menge zugesetzt werden, wenn die saure Lösung injiziert wird, und 75 % dieser Menge können injiziert werden, wenn die kaustische Lösung zugesetzt wird. Jedoch kann eine wichtige Variation dieses Anteils in Abhängigkeit von der relativen Konzentration der Phosphatide und der FFS in dem verarbeiteten Öl auftreten. Je höher die Menge der zu entfernenden Phosphatide oder je höher die Menge der zu entfernenden FFS, desto höher ist im Allgemeinen die Menge der wässrigen Säurelösung bzw. der kaustischen wässrigen Lösung, die dem behandelten Öl zugesetzt werden soll.
Allerdings versteht der Fachmann, dass verschiedene Öle unterschiedliche Bedingungen erfordern, um eine effiziente Entschleimung und/oder Neutralisation erfolgen zu lassen. Daher sollen der 180- bis 1.800-psi-Pumpendruck und die Menge von 0,5-5,0 Vol.-% zugesetztem Wasser den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränken. Die kavitationsunterstützte sequentielle Entschleimung und Neutralisation, wie in der vorliegenden Erfindung beschrieben, kann unter beliebigen Bedingungen nach Bedarf erfolgen, um eine korrekte Kavitationsintensität zu erreichen, die zu den gewünschten Ergebnissen führt.
Folglich dient das folgende Beispiel zur Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung und sollte nicht als eine Beschränkung auf entweder den Schutzumfang oder den Geist der Erfindung angesehen werden. Dieses Beispiel veranschaulicht, wie mit Wasser entschleimtes Sojaöl mit dem erfindungsgemäßen Verfahren nachhaltig entschleimt und neutralisiert werden kann.
BEISPIEL
In diesem Beispiel ist das behandelte Öl ein mit Wasser entschleimtes Sojaöl, das immer noch die wesentliche Menge von 140 ppm Phosphor enthält, da eine Wasserentschleimung die meisten hydratisierbaren Phosphatide entfernt, aber weniger in der Lage ist, die NHP zu entfernen. Die FFS-Konzentration beträgt 1,2 %. Diese Werte sind eher üblich für Sojaöl, das direkt nach der Extraktion mit Wasser entschleimt wurde. Das mit Wasser entschleimte (WDG) Sojaöl, das bei Raumtemperatur (etwa 20 °C) gelagert wird, wird zu einem Wärmetauscher geleitet, um seine Temperatur auf 60 °C anzuheben. Dann injiziert eine Dosierpumpe eine wässrige Lösung von Phosphorsäure (2M) in den Strom von warmem Öl. Das Volumen dieser wässrigen Säurelösung stellt nur 0,05 % des verarbeiteten Ölvolumens dar. In der industriellen Praxis wird das relative Volumen dieser wässrigen Säurelösung einfach berechnet und mit geeigneter Pumpenleistung konstant gehalten. In diesem Beispiel beträgt die Leistung der einspeisenden Niederdruckölpumpe 5 T pro Stunde und die Leistung der Dosierpumpe beträgt 2,5 kg pro Stunde. Um den Verbrauch an Chemikalien zu minimieren und eine effiziente Entschleimung zu gewährleisten, ist es wichtig, eine stetige Konzentration der wässrigen Säurelösung in dem Öl aufrechtzuerhalten, und daher ist eine effiziente Auswahl der Dosierpumpe unerlässlich. In der Tat, wenn zeitweise zu viel Säurelösung zugeführt wird, wird zumindest ein Teil davon verschwendet. Wenn im Gegensatz dazu zeitweise eine unzureichende Menge an Säurelösung zugeführt wird, wird eine vollständige Entschleimung nicht stattfinden. Gute Ergebnisse wurden mit Hochleistungs-Mehrkolbenpumpen beobachtet, die das Pulsationsphänomen der zugeführten wässrigen Säurelösung vermeiden.
Die Mischung aus Öl/wässriger Säure wird dann zu einer Hochdruckpumpe geleitet, um die Mischung auf 885 psi zu komprimieren. Solch ein hoher Druck von 885 psi ist erforderlich, um die Mischung durch den hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktor zu drängen und die Kavitation auszulösen. In der Tat tritt Kavitation auf, wenn die Kavitationszahl niedriger als 1 ist, und daher muss der Druck P ausreichend hoch sein. Gute Ergebnisse wurden mit mehrstufigen Kreiselhochdruckpumpen erhalten. Jedoch ist zu erwarten, dass die meisten Hochdruckpumpen eine effiziente Leistung zulassen, vorausgesetzt, die Leistung ist konstant. Selbst wenn die Hochdruckpumpe bzw. -pumpen für die Erzeugung der geeigneten Kavitationsintensität eine wesentliche Voraussetzung ist bzw. sind, bieten viele bekannte Hersteller Hochdruckpumpen, die ein korrektes Arbeiten zulassen. Die Mischung aus Öl/wässriger Säure strömt durch einen ersten hydrodynamischen Kavitationsreaktor, wo die Reaktion mit der Säure stattfindet, d. h. die Phosphatide werden in Gegenwart der wässrigen Säurelösung in Kombination mit der in diesem ersten Kavitationsreaktor stattfindenden Kavitation sehr schnell hydratisiert. Das Vermischen ist so stark, dass die Temperatur der Mischung um etwa 5 °C erhöht wird. Am Ausgang des ersten Reaktors injiziert eine zweite Dosierpumpe eine kaustische wässrige Lösung von Natriumhydroxid (3M/Liter) in die Ölströmung. Das Volumen der kaustischen wässrigen Lösung stellt 1,5 % des Volumens des verarbeiteten Öls dar. Daher betrug die Leistung dieser zweiten Dosierpumpe 75 kg/h. Die zweite Dosierpumpe ist auch eine Hochleistungs-Mehrkolbenpumpe, die das Pulsationsphänomen des zugeführten Fluids vermeidet. Die Ölmischung dringt bei einem Druck von 635 psi (gemessen mit einem Druckmesser) in den zweiten Kavitationsreaktor ein, und die Neutralisation der FFS in Seifen erfolgt schnell in Gegenwart von Natriumhydroxid in Kombination mit der in diesem zweiten Kavitationsreaktor stattfindenden hydrodynamischen Kavitation. Die zwei Durchflusskavitationsreaktoren in Reihe sind vom mehrstufigen Typ und bestehen aus einer Anordnung von 7 Kavitationskammern. Der zweite Durchflusskavitationsreaktor ist mit einer zusätzlichen Dekavitationskammer ausgestattet, die direkt nach der letzten Kavitationskammer platziert ist. Die beiden Durchflusskavitationsreaktoren werden von Cavitation Technologies Inc. (USA) unter dem Handelsnamen Nanoreactor™ geliefert und für eine übliche Strömung von etwa 5 Tonnen pro Stunde eingestuft. Am Ausgang des zweiten Kavitationsreaktors wurde 1 % zusätzliches Wasser in das behandelte Öl eingeleitet, das dann unter Verwendung eines Zentrifugalseparators (GEA, Deutschland) zentrifugiert wurde, der in der Regel bei der Ölentschleimung und/oder Ölneutralisation verwendet wird. Es wurde entschleimtes und neutralisiertes Öl mit einer Phosphorkonzentration von 4,8 ppm, einer Rest-FFS-Konzentration von 0,05 %, einer Restseifenkonzentration von 0,02 % und einer Wasserkonzentration von 0,3 % erhalten. Die abgetrennte wässrige Phase enthielt die entfernten Gummis, Seifen, Phosphatnatriumsalze und eine minimale Menge an mitgeführtem Öl (0,3 %). Solch ein Öleintrag ist kein Nachteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, sondern ist mit den Emulgiereigenschaften von Phospholipiden und Seifen verbunden. Solch ein Öleintrag würde in jedem Entschleimungs- und/oder Neutralisationsverfahren geschehen, aber in dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Öleintrag auf zum Beispiel 0,3 % (bezogen auf Gewicht/Gewichtsverhältnis) des behandelten Öls minimiert.
Daher schafft die vorliegende Erfindung, wie in dem vorherigen Beispiel veranschaulicht, vorteilhafte Bedingungen, die nicht vom Stand der Technik dupliziert werden können, insbesondere die schnelle und vollständige Entschleimung und Neutralisation, direkt gefolgt von der effizienten Phasentrennung, die Öl mit besonders niedriger Konzentration von Rest-Phosphatiden, FFS, Seifen und Wasser hervorbringt.
Signifikante wirtschaftliche Vorteile werden durch die Verwendung der vorliegenden Erfindung erfahren. Die optimierte Nutzung eines hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktors dient der Senkung von Anlagen-, Handhabungs-, Montage- und Energiekosten, senkt den Chemikalienverbrauch und Ölverlust und verbessert die Effizienz der Entschleimung, der Neutralisation und der Phasentrennung. Ferner stellt die kombinierte kavitationsunterstützte Entschleimung und Neutralisation weniger Umweltprobleme dar, da Schmutzwasser minimiert wird. Der Platzbedarf der Anlage ist ebenfalls drastisch gesenkt. Die Kombination aus technischer Einfachheit und wirtschaftlicher Machbarkeit macht die kavitationsunterstützte Entschleimung und Neutralisation sowohl für eine kleine als auch für eine große Ölproduktion attraktiv. Es ist besonders vorteilhaft, dass die kavitationsunterstützte kombinierte Entschleimung und Neutralisation durch einen einzigen Separator, zumeist einen Zentrifugalseparator, abgeschlossen wird. Daher kann der Verlust von mitgeführtem Öl im Vergleich zu einem alternativen Verfahren aus dem Stand der Technik gesenkt werden, das einen individuellen Phasenseparator nach dem Entschleimungsschritt und mindestens einen zweiten nach der Neutralisation erfordert. Tatsächlich erfordern die meisten Neutralisationsverfahren zwei Zentrifugentrennungen, einen ersten unmittelbar nach der Neutralisation per se, der die meisten Seifen und Gummis entfernt, und eine zweite zentrifugale Trennung, um die letzten Spuren von Seifen und Gummis zu entfernen. Daher ersetzt das Verfahren gemäß unserer Erfindung zwei zentrifugale Trennungsschritte durch einen einzigen zentrifugalen Trennungsschritt. Ohne an die Theorie gebunden sein zu wollen, wird angenommen, dass die kaustische Neutralisation des Öls unmittelbar nach der Säureentschleimung vorgenommen werden kann, ohne dazwischenliegende Phasentrennung, um die Gummis und die restliche Säure zu entfernen, da die hydrodynamische kavitationsunterstützte Entschleimung effizient mit deutlich verringerter Menge an Säure stattfinden kann, in der Regel 50 % oder weniger als die erforderliche Menge in herkömmlichen Entschleimungsverfahren, die nicht durch die hydrodynamische Kavitation unterstützt werden.
Die vorteilhaften Effekte, die durch die vorliegende Erfindung erzielt werden, können nicht durch Verfahren aus dem Stand der Technik unter Verwendung herkömmlicher Mischer, Schall- oder Ultraschallkavitation, Rotor-Stator-Kavitation, Homogenisatoren oder anderer Kavitationsverfahren des Standes der Technik erreicht werden, da die durch die mindestens zwei Durchflusskavitationsreaktoren, wie hierin beschriebenen, erzeugten Bedingungen nicht durch andere Mittel dupliziert werden können. Bei schallinduzierter Kavitation bilden die Blasen eine Barriere für die weitere Übertragung und dämpfen die Schallwellen, was den wirksamen Bereich der induzierten Schallwellen begrenzt. Darüber hinaus modifiziert die Ultraschallbestrahlung Medium an den spezifischen Stellen in Abhängigkeit von der Frequenz und der Energiequelle. Eine Rotor-Stator-induzierte Kavitation ist nicht in der Lage, ein dichtes und gesteuertes Kavitationsfeld zu erzeugen. Homogenisatoren sind konzipiert, um ein intensives homogenes Vermischen zu erzeugen, aber unterhalb des Kavitationsschwellenwerts, daher führt die Reaktionsgeschwindigkeit zu der Entschleimung, und die Neutralisation bleibt unterhalb den in der vorliegenden Erfindung beobachteten.
Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind hierin offenbart. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich beispielhaft für die Erfindung sind, die in verschiedenen Formen ausgeführt sein kann. Daher sind die hierin offenbarten Details nicht als einschränkend zu interpretieren, sondern lediglich als über die Erfindung informierend und als Grundlage, um einen Fachmann die Herstellung und Verwendung der vorliegenden Erfindung zu lehren.
Obwohl mehrere Ausführungsformen zum Zwecke der Veranschaulichung im Detail beschrieben worden sind, können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden, ohne vom Schutzumfang und Geist der Erfindung abzuweichen. Dementsprechend soll die Erfindung nicht eingeschränkt werden, außer durch die beigefügten Ansprüche.

Claims

Kontinuierliches Verfahren für die kombinierte Entschleimung und Neutralisation von Öl, enthaltend Phosphatide und freie Fettsäuren (FFS), das Verfahren umfassend die Schritte von: a) Dosieren eines wässrigen Entschleimungsreaktanten in das Öl, enthaltend Phosphatide und FFS, um eine Mischung aus wässrigem Entschleimungsreaktanten, dispergiert in dem Öl, enthaltend, Phosphatide und FFS, zu bilden, b) Einleiten der Mischung aus wässrigem Entschleimungsreaktanten, dispergiert in Öl, enthaltend Phosphatide und FFS, in einen ersten hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktor oder einen ersten Satz von hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren, um an dem Ausgang des ersten hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktors oder des ersten Satzes von hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren eine Mischung aus Öl, enthaltend hydratisierte Phosphatide und FFS, zu bilden, c) Dosieren, am Ausgang des ersten hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktors oder des ersten Satzes von hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren, einer wässrigen kaustischen Lösung in das Öl, enthaltend hydratisierte Phosphatide und FFS, um eine Mischung aus wässrigem Kaustikum, dispergiert in dem Öl, enthaltend hydratisierte Phosphatide und FFS, zu bilden, d) Einleiten der Mischung eines wässrigen Kaustikums, dispergiert in dem Öl, enthaltend hydratisierte Phosphatide und FFS, in einen zweiten hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktor oder in einen zweiten Satz von hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren, um an dem Ausgang des zweiten hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktors oder des zweiten Satzes von hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren eine Mischung aus Öl, enthaltend hydratisierte Phosphatide und neutralisierte FFS (Seifen), zu bilden, e) Trennen der Mischung aus Öl, enthaltend hydratisierte Phosphatide und Seifen, um eine Ölphase und eine wässrige Phase zu erhalten, d. h. ein entschleimtes und neutralisiertes Öl und hydratisierte Phosphatide (Gummis) und neutralisierte FFS (Seifen), die in Wasser dispergiert und/oder gelöst sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeder erste und zweite hydrodynamische Durchflusskavitationsreaktor oder jeder der hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren des ersten Satzes und des zweiten Satzes mindestens eine Kavitationskammer mit einer Kavitationszahl Cv, die niedriger als 1 ist, umfasst.
Kontinuierliches Verfahren für die kombinierte Entschleimung und Neutralisation von Öl, enthaltend Phosphatide und FFS, nach Anspruch 1, wobei das Öl, enthaltend Phosphatide und FFS durch den ersten und den zweiten hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktor oder durch den ersten und den zweiten Satz von hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren durch die Wirkung einer Hochdruckpumpe, positioniert vor dem ersten hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktor oder dem ersten Satz von hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren, gedrängt wird.
Kontinuierliches Verfahren für die kombinierte Entschleimung und Neutralisation von Öl, enthaltend Phosphatide und FFS, nach Anspruch 1, wobei das Öl, enthaltend Phospholipide und FFS, durch den ersten und den zweiten hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktor oder durch den ersten und den zweiten Satz von hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren durch die Wirkung von zwei Hochdruckpumpen gedrängt wird, wobei die erste vor dem ersten hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktor oder vor dem ersten Satz von hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren positioniert wird und die zweite Hochdruckpumpe zwischen dem ersten und dem zweiten hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktor oder vor dem ersten und dem zweiten Satz von hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren platziert wird.
Kontinuierliches Verfahren für die kombinierte Entschleimung und Neutralisation von Öl, enthaltend Phosphatide und FFS, nach Anspruch 1, wobei der Phasentrennschritt e) durch einen Zentrifugalseparator durchgeführt wird.
Kontinuierliches Verfahren für die kombinierte Entschleimung und Neutralisation von Öl, enthaltend Phosphatide und FFS, nach Anspruch 4, wobei 0,5 bis 2,0 Vol-% Wasser dem entschleimten und neutralisierten Öl vor der Behandlung durch einen Zentrifugalseparator zugesetzt werden.
Kontinuierliches Verfahren für die kombinierte Entschleimung und Neutralisation von Öl, enthaltend Phosphatide und FFS, nach Anspruch 4, wobei das entschleimte und neutralisierte Öl bei einer Temperatur, umfasst zwischen 70 und 95 °C, erhitzt wird.
Kontinuierliches Verfahren für die kombinierte Entschleimung und Neutralisation von Öl, enthaltend Phosphatide und FFS, nach Anspruch 1, wobei das Entschleimungsmittel eine wässrige Lösung einer Säure ist, vorzugsweise Citronensäure oder Phosphorsäure.
Kontinuierliches Verfahren für die kombinierte Entschleimung und Neutralisation von Öl, enthaltend Phosphatide und FFS, nach Anspruch 1, wobei das Entschleimungsmittel Enzym ist, vorzugsweise ist das Entschleimungsmittel Lipase, Phospholipase, Acyltransferase oder eine beliebige Mischung davon.
Kontinuierliches Verfahren für die kombinierte Entschleimung und Neutralisation von Öl, enthaltend Phosphatide und FFS, nach Anspruch 1, wobei die wässrige kaustische Lösung einer wässrigen Lösung eines Alkalis ist, vorzugsweise eine wässrige Lösung von Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid.
Kontinuierliches Verfahren für die kombinierte Entschleimung und Neutralisation von Öl, enthaltend Phosphatide und FFS, nach Anspruch 1, wobei der wässrige Entschleimungsreaktant von Schritt a) und/oder das wässrige Kaustikum von Schritt d) durch eine Hochdruckdosiervorrichtung eingebracht wird.
Kontinuierliches Verfahren für die kombinierte Entschleimung und Neutralisation von Öl, enthaltend Phosphatide und FFS, nach Anspruch 1, wobei das Öl, enthaltend Phosphatide und FFS, weiter in dem Bereich von 20 bis 70 °C, vor Schritt a), erhitzt wird.
Kontinuierliches Verfahren für die kombinierte Entschleimung und Neutralisation von Öl, enthaltend Phosphatide und FFS, nach Anspruch 1, wobei der erste und/oder der zweite hydrodynamische Durchflusskavitationsreaktor oder der erste und/oder der zweite Satz von hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren mindestens einen hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktor enthalten.
Kontinuierliches Verfahren für die kombinierte Entschleimung und Neutralisation von Öl, enthaltend Phosphatide und FFS, nach Anspruch 1, wobei der erste und/oder der zweite hydrodynamische Durchflusskavitationsreaktor oder der erste und/oder der zweite Satz von hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren mindestens zwei hydrodynamische Durchflusskavitationsreaktoren enthalten.
Kontinuierliches Verfahren für die kombinierte Entschleimung und Neutralisation von Öl, enthaltend Phosphatide und FFS, nach Anspruch 1, wobei der erste und/oder der zweite hydrodynamische Durchflusskavitationsreaktor oder der erste und/oder der zweite Satz von hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren mindestens zwei hydrodynamische Durchflusskavitationsreaktoren enthalten und die mindestens zwei hydrodynamischen Durchflusskavitationsreaktoren seriell oder parallel verbunden sind.