DE1099499B - Treibdampfkolonne - Google Patents

Description

Es ist bekannt, zum Abtrennen von wesentlich niedriger als die Hauptkomponente siedenden Zusatzkomponenten, z. B. Verunreinigungen, Treibdampf zu verwenden, der durch das Komponentengemisch hindurchgeschickt wird und hierbei die niedriger siedenden Komponenten mit sich fortführt. Dieses Verfahren wird insbesondere beim Desodorieren von Speiseölen und Fetten verwendet, aus denen die in geringer Menge vorhandenen Aldehyde, Ketone und sonstige den Geruch oder den Geschmack beeinträchtigenden Verunreinigungen abgetrennt werden müssen.

Zum Desodorieren verwendet man bereits diskontinuierliche bzw. sogenannte halbkontinuierliche Verfahren, die jedoch infolge der hierbei notwendigen langen Einwirkzeit von mehreren Stunden zu einer Beeinträchtigung der Qualität der Speiseöle oder Fette führen.

Man hat auch schon Kolonnen für den vorliegenden Zweck entwickelt, die im Gegenstromverfahren eine vollkontinuierliche Durchführung des Treibdampf-Abtrennverfahrens ermöglichen.

Die bekannten Kolonnen zur Durchführung der vollkontinuierlichen Verfahren weisen jedoch ebenfalls schwerwiegende Nachteile auf. Bei den üblichen mit Tauchglocke und Ablaufrohr ausgestatteten Kolonnenböden erleidet der aufsteigende Dampf einen großen Druckverlust, so daß infolge des in der Kolonne nach unten hin steigenden Druckes die Treibdampfmenge entsprechend dieser Drucksteigerung zunehmen muß, was ein Mehrfaches der Treibgasmenge erforderlich macht, die ohne Druckanstieg notwendig wäre.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, sind auch schon Kolonnen entwickelt worden, bei denen die Kolonnenböden ohne Tauchglocke und Abflußrohr mit einem freien Überlauf zum nächstunteren Kolonnenboden ausgebildet sind, wobei jedem Kolonnenboden eine Wasserdampfzuführung zugeordnet ist. Hierdurch wird ein Druckanstieg in der Kolonne von den oberen zu den unteren Kolonnenböden vermieden und der von einem Kolonnenboden aufsteigende, mehr oder minder mit den abzutrennenden Verunreinigungen gesättigte Wasserdampf kann ungehindert an den folgenden oberen Böden vorbeistreichen, ohne daß hierfür ein erwähnenswerter Druckabfall erforderlich ist.

Auch bei den letztgenannten Kolonnen liegt insofern noch ein schwerwiegender Nachteil vor, als die Damp fm enge, die jeweils einem Boden zugeordnet ist, sich nur entsprechend der in dem jeweiligen Kolonnenboden vorhandenen Konzentration mit Verunreinigungen aufladen kann. Dies bedeutet beispielsweise, daß der Dampf am untersten Kolonnenboden nur einen Bruchteil der Verunreinigungen aufnimmt, die dieselbe Dampfmenge am obersten Kolonnenboden, an Treib dampf kolonne

Anmelder:
Dipl.- Chem. Dr. Hermann Stage,

Wilhelm Schmidding

Kupfer- und Aluminiumschmiede,

und Heckmann-Apparate G.m.b.H.,

Köln-Niehl, Emder Str. 10

Dipl.-Chem. Dr. Hermann Stage, Köln-Niehl,
ist als Erfinder genannt worden

dem sich der Zulauf für die zu reinigenden Fette bzw. Speiseöle befindet, abführt.

Die Erfindung, die sich auf eine Kolonne bezieht, deren mit freiem Überlauf versehene Kolonnenböden ohne Tauchglocke und Abflußrohr ausgebildet sind, vermeidet die genannten Nachteile der genannten Kolonnen und ermöglicht es, auch den Treibdampf bis zur Sättigung mit den abzutrennenden Verunreinigungen aufzuladen, der von den unteren Böden mit einer geringen Konzentration von Verunreinigungen stammt.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zwischen dem Überlauf der Kolonnenböden und dem jeweiligen nächstfolgenden unteren Kolonnenboden eine wenig raumfüllende Geflechtpackung aus feinen Fäden, Draht od. dgl. vorgesehen ist, längs der die Flüssigkeit von einem Boden zum anderen mit großer Kontaktfläche abfließt und durch die der Treibdampf aus den darunterliegenden Kolonnenböden hindurchtritt.

Die Geflechtpackungen aus feinstem Draht weisen nur eine Raumfüllung von 2 % auf, so daß trotz der erzielten riesigen Austauschfläche nur ein vernachlässigbarer Druckabfall in Druckströmrichtung des Dampfes auftritt, der sich während des Aufsteigens in der Kolonne bis zur vollen Sättigung mit den abzutrennenden Verunreinigungen auflädt. Hierdurch wird bei vorgegebener Bodenzahl eine erhebliche Steigerung des Wirkungsgrades der Kolonne sowie eine beträchtliche Ersparnis an Treibdampf erzielt.

Da jedem Kolonnenboden eine Heiz- bzw. Kühlschlange sowie eine Verteilervorrichtung für den Treibdampf zugeordnet sein muß, wurde ein leicht

109 510/388

auswechselbarer Einsatz für die Zuleitungen entwikkelt, der in einer Öffnung bzw. einem Ansatz des Ko'^: lonnenmantels eingesetzt werden kann. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der Einsatz aus einer Grundplatte, die auf dem Kolonnenmantel oder Teilen desselben aufliegt und von einem die Grundplatte umgebenden Hohlgehäuse überdeckt ist, das mit der Grundplatte verbunden ist und in welches eine Wasserdampfdruckleitung mündet, wobei Grundplatte und Hohlgehäuse als Halterungen und Durchführungen für die dem Kolonnenboden zugeordneten Zuleitungen dienen. Vorzugsweise sind am Kolonnenmantel an den Einsetzstellen offene, rohrförmige Stutzen vorgesehen, die an ihrem freien Ende geflanscht sind, um ein sattes Aufliegen der Grundplatte zu gewährleisten.

Diese Ausbildung der Einsetzböden hat den Vorteil, daß infolge des im Hohlgehäuse herrschenden Überdruckes keine Luft in dasselbe eindringen kann, während andererseits selbst bei undichter Auflage der Grundplatte nur der im Hohlgehäuse befindliche vollkommen unschädliche Wasserdampf in das Innere der Kolonne eindringen kann, wo er von dem anderen Wasserdampfstrom aufgenommen wird.

Gemäß einem weiteren Kennzeichen der Erfindung kann das vom letzten Boden abfließende Öl bzw. flüssige Fett im Wasserdampfstrom gekühlt werden. Der Kühler kann als querliegender Bündelrohrkühler ausgebildet sein, wobei das herabfiießende Öl sich als Film auf der Außenumfangsfläche der Rohre verteilt.

Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Kühlvorrichtung für das herabfiießende Öl als senkrecht stehender Rieselkühler ausgebildet sein, wobei das Öl über einen Zackenrand an der Innenwand jedes Rohres hinunterläuft.

Zur zusätzlichen Kühlung des heißen, ablaufenden Öles kann auch das zulaufende Öl verwendet werden, welches hierdurch gleichzeitig vor der Einspeisung auf die Kolonnenboden einer Vorwärmung unterzogen wird. Bei Verwendung eines querliegenden Bündelrohrkühlers mit um den Außenmantel abfließendem gereinigtem Öl kann das zu reinigende, später dem Zulauf zugeführte Öl durch das Innere der Rohre geführt werden, um das abfließende Öl zu kühlen und dabei gleichzeitig eine Vorwärmung zu erfahren. Im Falle der Verwendung eines senkrecht stehenden Rieselkühlers würde umgekehrt das für den Zulauf bestimmte, zu reinigende Öl als Film an den Außenwandungen der Rieselkühlerrohre ablaufen, während, wie oben beschrieben, das ablaufende, gereinigte Öl an den Innenwandungen jedes Rohres entlang ablaufen würde. In beiden Fällen, wird die Kühlwirkung des Wasserdampfes erheblich durch die Kühlwirkung des für den Zulauf bestimmten Öles erhöht, was wegen der Sauerstoffempfindlichkeit des Öles bei hohen Temperaturen wesentlich ist, weil man aus diesem Grunde die Kühlung möglichst noch in der Apparatur mit ihrer inerten Wasserdampfatmosphäre durchzuführen bestrebt ist. Außerdem wird durch die letztgenannte erfindungsgemäße Maßnahme eine wirtschaftliche Ausnutzung der Abwärme des heißen Öles erzielt. Bei Verwendung eines Rieselkühlers mit auf der Außenrohrwandung ablaufendem ungereinigtem Öl wird außerdem eine Vorreinigung dieses unter der Treibdampfwirkung stehenden Ölanteils erzielt, was den Gesamtwirkungsgrad der Kolonne günstig beeinflußt.

In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. "

Fig. 1 ist ein Schnitt durch die erfindungsgemäße schematisch dargestellte Kolonne; Fig. 2 ist eine Aufsicht auf einen einzelnen Kolonnenboden mit den zugehörigen Dampf- und Heizleitungen.

In den Kolonnenmantel 1 sind die Böden 2 eingesetzt, die mit einem seitlichen freien Überlauf 3 versehen sind. Entlang des Überlaufes 3 sind die Drahtgeflechtpackungen 4 vorgesehen, die in den nächstunteren Kolonnenboden eintauchen. Jeder Kolonnenboden ist mit einer Wasserdampfzuführung 5 versehen, die dicht oberhalb der Bodenfläche liegt und die mit Öffnungen versehen ist, durch welche der Wasserdampf, wie durch die kleinen Fontänen angedeutet, in die auf dem Boden befindliche, zu desodorierende Flüssigkeit eintritt. Die zu desodorierende Flüssigkeit wird durch den Zulauf 6 auf den obersten Kolonnenboden zugeführt und von der Grundsohle 7 der Kolonne mittels der Leitung 8 abgezogen.

Zwischen dem untersten Kolonnenboden und der Grundsohle 7 der Kolonne kann ein querliegender Bündelrohrkühler 20 vorgesehen sein, auf den das vom letzten Kolonnenboden ablaufende öl auftropft und auf den Außenflächen der Rohre nach unten abläuft. Zur Kühlung dieses ablaufenden Öles dient erstens eine Wasserdampf zuführung 5' und zweitens das durch das Innere der Rohre 20 hindurchlaufende, später dem Zulauf 6 zugeführte, zu reinigende Öl. In Fig. 1 ist nur ein Rohr des Bündel rohrkühlers schematisch veranschaulicht; die übrigen Rohre erstrecken sich parallel zu dem veranschaulichten Rohr in einer Richtung, die im wesentlichen senkrecht zur Zeichenebene liegt.

Wie man aus Fig. 1 ersieht, strömt der Dampf, der aus den unteren Kolonnenboden aufsteigt, durch die Drahtgeflechtpackungen 4, wo er sich mit Verunreinigungen auflädt, bis er gesättigt ist. Der Dampf der untersten Kolonnenboden, der am wenigsten mit Verunreinigungen angereichert ist, strömt hierbei durch eine größere Anzahl von Drahtgeflechtpackungen als der Dampf von der oberen Gruppe der Kolonnenboden, so daß der am wenigsten angereicherte Dampf eine entsprechend größere Möglichkeit hat, sich später aufzusättigen, als der ohnehin schon stärker gesättigte Dampf, der aus den oberen Kolonnenboden aufsteigt. Insgesamt wird erreicht, daß der gesamte Wasserdampf voll mit Verunreinigungen gesättigt werden kann, ohne Rücksicht darauf, ob der Dampf aus den unteren oder oberen Kolonnenboden stammt.

In Fig. 2 ist ein einzelner Kolonnenboden 2 veranschaulicht, der eine Zuleitung 9 für den Wasserdampf aufweist, während durch die Zuführung 10 Heizdampf eingespeist wird, der an der Abführung 11 wieder abgezogen wird. Das System der an die Zuführungen 9 und 10 angeschlossenen Rohrleitungen liegt in einer horizontalen Ebene, die sich dicht über der Bodenfläche des Bodens 2 erstreckt. Die an die Treibdampfzuführung angeschlossene Doppelrohrabzweigung 12 weist die Öffnungen 13 auf, durch die der Treibdampf in die auf dem Kolonnenboden befindliche Flüssigkeit ausströmt. Das gesamte Zuführungs- und Leitungssystem wird durch eine Grundplatte 14 geführt, die mit ihrer Berandungsfläche auf dem Flansch 15 aufliegt, der an dem Rohrstutzen 16 befestigt ist, welcher vom Kolonnenmantel 1 ausgeht. Die Grundplatte 14 wird allseitig von dem Hohlgehäuse 17 überdeckt, dessen Innenraum 18 an die Wasserdampfdruckleitungen 19 und 19' angeschlossen ist. Der unter Überdruck im Hohlraum 18 befindliche Wasserdampf verhindert auch bei Undichtigkeiten ein Eindringen der Außenluft, so daß durch die Grundplatte, falls diese Undichtigkeiten aufweisen sollte, keine Luft, sondern nur der

im Hohlgehäuse 18 befindliche Wasserdampf in das Kolonneninnere eindringen kann.

Es versteht sich von selber, daß nicht zwischen jedem Bodenüberlauf und dem nächstunteren Kolonnenboden eine Drahtgeflechtpackung vorgesehen zu wer- S den braucht. Die Anzahl. der insgesamt vorhandenen Drahtgeflechtpackungen richtet sich nach dem jeweiligen Anwendungsfall.

Die Drahtgeflechtpackungen brauchen hierbei nicht senkrecht zu stehen, sondern können auch einen Neigungswinkel zur Senkrechten aufweisen, wodurch sich die Kontaktfläche vergrößern läßt. Diese Lösung ist deshalb insbesondere bei Kolonnen mit einer geringen Bodenanzahl angezeigt.

Die Desodorierung wird bei Speiseölen und Fetten vorzugsweise zwischen 1 und 10 mm Hg-Säule durchgeführt. Je nach der Menge und der Art der Verunreinigungen werden im allgemeinen zwischen fünf und fünfzehn Böden und vorzugsweise zehn Böden benötigt. Um einen Druckverlust von 1 mm nicht zu überschreiten, soll der Bodenabstand vorzugsweise zwischen 400 und 800 mm liegen. Das von oben zulaufende öl, das in einer Vorkolonne bei 10 bis 40 mm Hg-Säule entgast und entwässert wird, nachdem es im Wärmetausch mit dem ablaufenden Öl auf 140 bis 180° C vorgewärmt wurde, wird nun in der eigentlichen Desodorierkolonne mit nach unten hin steigenden Temperaturen desodoriert. Auf jedem Boden wird zunächst so viel Dampf eingeblasen, daß die Bodenflüssigkeit gut durchgearbeitet wird. Die Hauptmenge des Einblasdampfes wird aber vorzugsweise den unteren zwei bis drei Böden zugegeben, damit er sich nach oben hin noch mit den Verunreinigungen entsprechend der Zulaufkonzentration aufsättigen kann.

Die verwendeten Drahtgeflechtpackungen weisen eine Dicke von vorzugsweise 5 bis 10 cm auf. Es ist anzustreben, daß das Drahtgeflecht höchstens eine 5°/oige Raumfüllung bewirkt.

Claims (11)

PATENTANSPRÜCHE: 40

1. Treibdampf kolonne, bei der die Böden mit freiem Überlauf ohne Tauchglocken und Abflußrohre ausgebildet sind und jedem bzw. mehreren der Kolonnenboden eine Treibdampfzuführung zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Überlauf (3) der Kolonnenboden (2) und dem jeweiligen nächstfolgenden, unteren Kolonnenboden eine wenig raumfüllende Geflechtpackung (4) aus feinen Fäden, Drähten od. dgl. vorgesehen ist.

2. Treibdampfkolonne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geflechtpackung (4) um einen kleinen Winkel gegenüber der Senkrechten geneigt ist.

3. Treibdampfkolonne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Überlauf (3) sich von der Kolonnenwandung (1) bis zum gegenüberliegenden Wandungsteil erstreckt und die Drahtgeflechtpackung (4) längs des ganzen Überlaufes an demselben befestigt ist und bis in die Flüssigkeit des darunterliegenden Kolonnenbodens sich erstreckt.

4. Treibdampfkolonne, bei der die Böden mit freiem Überlauf ohne Tauchglocken und Abflußrohre ausgebildet sind und jedem bzw. mehreren der Kolonnenboden eine Treibdampfzuführung zugeordnet ist, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsleitungen (9, 12) für den Treibdampf sowie gegebenenfalls für eine Heizflüssigkeit bzw. Heizdampf (10., 11) in einem herausnehmbaren Einsatz (14, 17) zusammengefaßt sind.

5. Treibdampf kolonne nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der herausnehmbare Einsatz (14, 17) aus einer Grundplatte (14) besteht, die auf dem Kolonnenmantel (15) oder einem Teil desselben aufliegt und von einem Hohlgehäuse (17) an der Außenseite überdeckt ist, in welches eine Wasserdampfdruckleitung (19) mündet, wobei die Grundplatte (14) und das Hohlgehäuse (17) gleichzeitig als Halterungen und Durchführungen der dem Kolonnenboden zugeordneten Leitungen (9 bis 12) dienen.

6. Treibdampfkolonne nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Leitungsteile (9 bis 12) in einer gemeinsamen Ebene liegen, die sich dicht oberhalb der Bodenfläche des zugehörigen Kolonnenbodens erstreckt.

7. Treibdampfkolonne nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Kolonnenmantel (1) offene mit einem Endflansch (15) versehene Rohrstutzen (16) vorgesehen sind, auf denen die Grundplatte (14) mit ihrer Berandungsfläche satt aufliegt.

8. Treibdampfkolonne nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlgehäuse (17) durch die durchgeführten Leitungsteile (9 bis 12) mit der Grundplatte (14) fest verbunden ist.

9. Treibdampfkolonne, bei der die Böden mit freiem Überlauf ohne Tauchglocken und Abflußrohre ausgebildet sind und jedem bzw. mehreren der Kolonnenboden eine Treibdampfzuführung zugeordnet ist, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem untersten Boden (2) und der Ablaufsohle (7) der Kolonne (1) ein System von Rohren (20) vorgesehen ist.

10. Treibdampf kolonne nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrsystem (20) aus einem querliegenden Bündelrohrkühler besteht.

11. Treibdampf kolonne nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Rohrsystem (20) ein senkrecht stehender Rieselkühler dient.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 109 510/388 2.61