DE1223093B - Verfahren zur kontinuierlichen Extraktion von Verunreinigungen und Glyzerin aus Rohseife - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

ClId

Deutsche Kl.: 23e-l

C 26361IV a/23 e
28. Februar 1962
18. August 1966

Bei der Seifenherstellung entsteht beim Verseifen eine glycerinhaltige Rohseifenmischung, welche verschiedene aus den Ausgangsstoffen stammende oder durch Nebenreaktionen gebildete Verunreinigungen enthält. Die Rohseife muß daher zur Entfernung dieser Verunreinigungen und zur Gewinnung des wertvollen Glycerins gewaschen werden. Das Waschen erfolgt im allgemeinen mit alkalischen Laugen oder alkalischen Salzlösungen, deren Elektrolytkonzentration höher liegt als bei der sogenannten Grenzlauge, von deren Konzentration an die Seife in der Lauge löslich ist.

Um die Nachteile der klassischen, absatzweise in Kesseln durchgeführten Arbeitsweise zu vermeiden, wurden bereits verschiedene kontinuierlich arbeitende Verfahren vorgeschlagen. So ist aus der USA.-Patentschrift 2300 749 ein kontinuierliches Verseifungsverfahren bekannt, bei welchem man das Fett mit der Verseifungslauge im Gleichstrom durch Mischvorrichtungen führt und nachfolgend die Seife durch Zentrifugieren abtrennt. Aus der USA.-Patentschrift 2 562 207 ist ferner bereits ein Verfahren zum kontinuierlichen Waschen von Rohseife bekannt, bei welchem man die Rohseife und die Waschlauge kontinuierlich in einer Mischzone vermischt, die erhaltene Mischung aus der Mischzone in eine Absetzzone überführt und aus dieser die gewaschene Seife und die glycerinhaltige Waschlauge getrennt abzieht. Hierbei arbeitet man in nach unten konisch zugespitzten Kesseln, welche mit einer unteren Laugeschicht und einer oberen Seifenschicht gefüllt sind, wobei die Rohseife durch eine Einspritzdüse in die untere Laugenschicht eingespritzt wird und durch diese zur oberen Seifenschicht aufsteigt, während die Frischlauge durch eine Einspritzdüse in die obere Seifenschicht eingespritzt wird und durch diese zur unteren Laugenschicht absinkt. Am unteren Ende des Kessels wird die glycerinhaltige Lauge abgezogen, während die gewaschene Seife über den wehrartig ausgebildeten Kesselrand abfließt. Das Durchmischen erfolgt lediglich durch das Einspritzen des zugeführten Materials. Es kann eine Reihe derartiger Misch- und Absetzkessel hintereinandergeschaltet und die Seife und die Waschlauge im Gegenstrom von einem Kessel zum nächsten geführt werden. In den Kessel selbst strömt die Mischung aus Seife und Waschlauge jedoch im Gleichstrom aus der Mischzone in die Absetzzone.

Die bislang bekannten Verfahren erfordern jedoch neben einem'großen Energieverbrauch einen erheblichen apparativen Aufwand und ermöglichen einen Luftzutritt und damit eine Oxydation und dem-Verf ahren zur kontinuierlichen Extraktion von
Verunreinigungen und Glyzerin aus Rohseife

Anmelder:

Colgate-Palmolive Company,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. rer. nat. J. D. Frhr. v. Uexküll, Patentanwalt,
Hamburg 52, Königgrätzstr. 8

Als Erfinder benannt:

Pierre Godet, L'Isle-Adam, Seine Maritime;
Rene Gachon,

Saint-Germain-en Laye, Seine-et-Oise
(Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 23. März 1961 (856 582)

zufolge eine Qualitätsverschlechterung der erhaltenen Seife.

Das gleiche gilt für Vorrichtungen, z. B. gemäß deutscher Auslegeschrift 1069319, mit denen Seife und Salzwasser im Gleichstrom in eine untere Kammer eines Waschstromes eingebracht und mittels einer Stiftmühle oder eines Schneckenrührwerkes durchmischt werden, wobei eine rotierende, mit schrägen Bohrungen versehene Scheibe Zentrifugalkräfte zur besseren^ Abtrennung erzeugt. Bei diesen Vorrichtungen wird die durchbohrte Scheibe als Pumpvorrichtung eingesetzt, um die abgeschleuderte Seife nach oben zu drücken und den gesamten Inhalt jeder Waschstufe in drehender Bewegung zu halten. Mit einer derartigen Vorrichtung wird etwa nach dem Prinzip einer Trommelzentrifuge der Trennungsgrad durch die Vergrößerung des Dichteunterschiedes bei Einwirkung der Zentrifugalkräfte verbessert. Eine derartige komplizierte Anlage mit zahlreichen bewegten Einzelelementen erfordert große Antriebskräfte und ist wegen der erforderlichen Korrosionsfestigkeit überaus aufwendig.

Zur Behebung dieser Nachteile wird nun ein Verfahren zur kontinuierlichen Extraktion von Verunreinigungen und Glycerin aus Rohseife vorgeschlagen, bei welchem man die glycerinhaltige Rohseife in einer Waschzone unter mechanischem Durch-

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mischen mit Waschlauge behandelt und gereinigte Seife und glycerinhaltige Waschlauge getrennt abzieht. Erfindungsgemäß wird bei diesem Verfahren so vorgegangen, daß man Rohseife und Waschlauge im Gegenstrom in die Waschzone einführt, der flüssigen Mischung aus Rohseife und Waschlauge in der Waschzone eine.pulsierende Bewegung aufprägt und gereinigte Seife und die das Glycerin und im wesentlichen die gesamten Verunreinigungen enthaltende Waschlauge in getrennten Absetzzonen auffängt.

Vorzugsweise wird so vorgegangen, daß man die Rohseife dem unteren Ende und die Waschlauge dem oberen Ende einer Waschkolonne zuführt, die gereinigte Seife in efher Absetzzone am oberen Ende der Kolonne und die glycerinhaltige Waschlauge in einer Absetzzone am unteren Ende der Kolonne auffängt.

Ferner ist es zweckmäßig, wenn man eine Waschlauge mit einer der Grenzlauge etwa gleichen oder wenig geringeren Konzentration verwendet. Bei einer besonders bevorzugten Verfahrensweise wird so vorgegangen, daß man die Rohseife dem unteren Ende und die Waschlauge dem oberen Ende einer Waschkolonne zuführt, welche eine Vielzahl von vorzugsweise hl Abständen von 2 bis 20 cm übereinander angeordneten perforierten· Böden mit zahlreichen, vorzugsweise 1 bis 10 mm, insbesondere 2 bis 6 mm weiten Öffnungen enthält und die Seifenphase durch die pulsierende Bewegung beim Hindurchtreten durch die Öffnungen zu Teilchen mit einem Volumen von vorzugsweise höchstens 0,1 cm³ zerteilt.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, wenn man der flüssigen Mischung eine pulsierende Bewegung mit einer Amplitude von 2 bis 50 mm, vorzugsweise 5 bis 30 mm, und einer Frequenz von 50 bis 300, vorzugsweise 100 bis 200 Pulsen pro Minute aufprägt.

Schließlich ist es noch von Vorteil, wenn der Durchmesser der Absetzzone größer ist als der Durchmesser der Waschkolonne.

Obwohl das Waschen der Seife bzw. die Abtrennung des Glycerins einer üblichen Flüssig-Flüssig-Extraktion ähnelt, konnte die klassische Methode,' nämlich die Extraktion in einer Waschsäule im Gegenstrom, bisher nicht auf das Waschen der Seife angewendet werden. Bei der am nächsten kommen-= den Methode wird .immer noch mit Misch- und Trennteilschritten gearbeitet, wie es in »Progress in the Technology of;Fats and other Lipids«, VoLV, Advances in Technology, Pergamon Press, 1958, Kap. 2. »Monsavon : Continuous Process for Soap Manufacture«, F..Lachampt, R. Perron beschrieben ist. Hierbei wird betont, daß es nicht möglich ist, in einer Säule nach" dem üblichen Flüssig-Flüssig-Extraktionsverfahren zu arbeiten. . ' ■

Durchgeführte Versuche haben diesen grundlegenden Unterschied zwischen dem Waschen der Seife zum Extrahieren von Glycerin und einer üblichen Flüssig-Flüssig-Extraktion bestätigt. In einer Füllkörperkolonne fließen die beiden Phasen Seife und Lauge nicht im Gegenstrom, da die Seife von den Füllkörpern zurückgehalten wird..Wenn man möglichst wenig Füllkörper verwendet, damit die Phasen fließen können,, wird'.in der Seife enthaltenes Glycerin nicht an die Lauge ausgetauscht. Die Seifenphase kann also nicht mit einer Glycerin in Lösung enthaltenden Flüssigkeit, gleichgestellt werden.

Das .erfindungsgemäße Verfahren stellt nun eine außerordentlich vorteilhafte Lösung dar, indem man die zu waschende Seife und eine Wasehlösung im Gegenstrom pulsierend durch eine Kolonne fließen läßt. Dadurch kann das Waschen der Seife mit einer Waschlauge oder Wasehlösung überraschend einfach im Gegenstrom ausgeführt werden, obwohl dies zunächst unmöglich erschien.

Es wurde festgestellt, daß die sehr kleinen Fäden

ίο oder Teilchen in der nach der Verseifung erhaltenen Seifenphase selbst bei Berührung miteinander erst nach verhältnismäßig langer Zeit von 30 Minuten zusammentreten. Diese Zeit reicht aus, um die in den zu waschenden Seifenfäden enthaltene glycerinhaltige Lauge durch frische Lauge zu ersetzen und so das Glycerin und die es begleitenden Verunreinigungen zu extrahieren. Je kleiner die Fäden oder Seifenpartikeln sind, um so leichter kann die Lauge ersetzt werden. Die Fäden sollen vorzugsweise ein Volumen unter 100 mm³ haben.

Im folgenden soll das erfindungsgemäße Verfahren an Hand einer Zeichnung näher erläutert werden, welche schematisch einen Vertikalschnitt durch eine für das erfindungsgemäße Verfahren bestimmte Kolonne zeigt.

In der Kolonne, an deren beiden Enden sich zwei Absetzbehälter 8 und 9 befinden, wird mittels einer Vorrichtung 7 eine Pulsation herbeigeführt. Als Vorrichtung 7 kann man eine Kolbenpumpe, wie in der Zeichnung dargestellt, eine pneumatische oder jede andere Vorrichtung verwenden, die das in der Kolonne befindliche Produkt von oben nach unten und von unten nach oben bewegt.
. Die Kolonne enthält im Inneren horizontale, perforierte Böden oder Scheiben 2, 3, 4, 5, 6 usw. Der Lochdurchmesser kann von 1 bis 10 mm, vorzugsweise 2 bis 6 mm, schwanken. Die Lochzahl je Oberflächeneinheit der Scheiben kann so variieren, daß der Prozentsatz von freiem Durchgang durch eine Scheibe 20 bis 50% beträgt. Die Grenzen sind durch die Normierung der perforierten Flächen, die* zur Herstellung der Scheiben dienen, gesetzt. Der Abstand zwischen den Scheiben hängt von bestimmten Faktoren, wie z. B. vom gewünschten Wirkungsgrad, den Verstopfungsgrenzen, den Pulsationskennzeichen usw., ab. Er beträgt vorzugsweise 2 bis 20 cm. Der Kolonnendurchmesser hängt von der gewünschten Produktionskapazität ab. Mit der Kolonne sind verschiedene Zuführungs- und Austrittsleitungen verbunden, die bei der Erläuterung der Arbeitsweise der Kolonne, beschrieben werden.

Die bei der Verseifung entstandene zu waschende Seife wird durch die Leitung 10 eingeführt. Durch die Leitung 11 wird die Wasehlösung hinzugebracht; sie enthält so viel Lauge und Salz, daß die die Kolonne oben verlassende Seife die gewünschte Laugen- und Salzkonzentration hat. Die durch die Leitung 10 zugeführte Seife steigt also zwischen 10 und 11 auf und berührt dabei im Gegenstrom die Waschlauge.

Im Absetzbehälter 8 kann die Lauge von der zu waschenden Seife dekantiert werden; die Lauge wird durch die Öffnung. 13 entleert. Im Absetzbehälter 9 soll die Lauge von der zu waschenden Seife getrennt werden, die über die Leitung 12 abgezogen wird. Das Volumen der Absetzbehälter ist so groß, .daß die Dekantierzeit zur Trennung der Lauge von der Seife ausreicht. Die Dekantierzeit kann 10 bis 60 Minuten betragen. Der Durchmesser der Absetzbehälter ist

vorzugsweise größer als der Kolonnendurchmesser und ist z. B. 10 bis 50% größer, als es bei Extraktionskolonnen üblich ist.

Die Pulsation, die die Säule durch die Vorrichtung 7 erhält, ist durch ihre Frequenz und die Verschiebungsamplitude der Flüssigkeit in der Kolonne gekennzeichnet. Eine Frequenz von 50 bis 300, vorzugsweise 100 bis 200 Stoßen pro Minute sowie eine Amplitude von 2 bis 50 mm, vorzugsweise 5 bis 30 mm, erwiesen sich als günstig.

Die erwähnte Arbeitsweise hat folgende Vorteile:

a) Man kann das Verhältnis von Waschlauge zu Seife stark verkleinern, d. h. eine sehr hohe Glycerinkonzentration in den Laugen erreichen und somit beim Einengen der Laugen und Wiedergewinnen des Glycerins sparen. Das kann prinzipiell bei jedem Verfahren durch die Vergrößerung der Zahl der Waschböden erreicht werden; infolge der hohen Kosten für weitere Böden sowie für die Installation von Pumpen, Dekantiervorrichtungen, Zentrifugen usw. beschränkt man sich praktisch auf drei bis sechs Böden. Es genügt, die Kolonnenlänge zu vergrößern, um preisgünstig die Zahl der theoretischen Böden zu vermehren.

b) Da man in einer völlig geschlossenen Vorrichtung arbeitet, in der keine Dekantierzwischenzonen vorhanden sind, die ein Ruhen der Flüssigkeiten erforderlich machen, um eine Trennung zu bewirken, kann man Elektrolytkonzentrationen in der Waschlauge verwenden, die der Grenzlauge beliebig nahekommen und sogar etwas darunterliegen; das ist zur Reinigung der Seife besonders günstig.

c) Die Zusammensetzung der aus der Kolonne austretenden gewaschenen Seife ist besonders konstant, so daß man eine Seife von gleichbleibender Qualität erhält; dadurch wird die Nachbehandlung stark vereinfacht.

Für das erfindungsgemäße Verfahren sind die Laminarströmung sowie die Anwendung einer Pulsationssäule für das Waschen von Rohseife besonders kennzeichnend.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken.

Beispiel 1

Eine 570 cm hohe Säule von 120 cm Durchmesser, die mit sechsundvierzig perforierten Scheiben mit 50 000 Löchern von 3 mm ausgerüstet ist, erhält eine Pulsation von 150 Stoßen pro Minute bei einer Amplitude von 6,5 mm Flüssigkeitsverschiebung in der Säule. Diese Säule wird unten mit 6000 kg Natronseife je Stunde beschickt, die durch Verseifen einer Mischung von 80% Talg und 15% Kopraöl bei 80 bis 100° C erhalten wurde und 3,7% Glycerin enthält. Von oben wird die Säule mit 3000 kg Lauge von 80 bis 100⁰C pro Stunde beschickt, die 6,3% Salz und 2,1 % Natronlauge enthält. Die Elektrolytkonzentration dieser Lauge ist geringer als die Grenzkonzentration, wie man aus dem Aussehen der Lauge schließt. Aus der oberen Austrittsstelle der Kolonne erhält man eine Seife, die nur 0,1% Glycerin enthält.

Beispiel 2

Eine 480 cm hohe Säule von 40 cm Durchmesser, die mit achtundzwanzig perforierten Scheiben mit 4000 Löchern von 4 mm ausgerüstet ist, erhält eine Pulsation von 180 Stoßen pro Minute bei einer Amplitude von 10 mm Flüssigkeitsverschiebung in der Kolonne.
Diese Kolonne wird im unteren Teil mit 650 kg

ίο Natronseife pro Stunde beschickt, die durch Verseifen einer Mischung von 40% Talg, 12% Kopraöl, 36% Fett und 12% Harz bei 80 bis 90° C erhalten wurde und 4% Glycerin enthält. In den oberen Teil der Säule leitet man 350 kg Waschlauge pro Stunde; als Waschlauge verwendet man eine 8,2% Salz und 1,8% Natronlauge enthaltende Lösung. Die Elektrolytkonzentration ist größer als die Konzentration der »Grenzlauge«. Die oben austretende gewaschene Seife enthält nur 0,2% Glycerin.

• Beispiel 3

Eine 400 cm hohe Säule von 70 cm Durchmesser, die mit fünfzig perforierten Scheiben (5000 Löcher von 5 mm) ausgerüstet ist, erhält eine Pulsation von

as 120 Stoßen pro Minute, bei einer Amplitude von 5 mm Flüssigkeitsverschiebung in der Kolonne. Diese Kolonne wird unten mit 2000 kg Natronseife pro Stunde beschickt, die durch Verseifen einer Mischung von 80% Erdnußöl und 20%Kopraöl bei 90° C erhalten wurde. Diese Mischung enthält 5% Glycerin. Man leitet oben 900 kg Lauge von 90° C pro Stunde ein, die 6,75% Salz und 1,75% Natronlauge enthält. Die Elektrolytkonzentration dieser Lauge ist geringer als die Konzentration der Grenzlauge. Die aus dem oberen Teil der Kolonne geleitete gewaschene Seife enthält 0,4% Glycerin.

Beispiel 4

Eine 700 cm hohe Kolonne von 50 cm Durchmesser, die mit fünfundvierzig durchbohrten Scheiben (2650 Löcher von 6 mm) ausgerüstet ist, erhält eine Pulsation von 200 Stoßen pro Minute bei einer Amplitude von 8 mm Flüssigkeitsverschiebung in der Kolonne. Diese Kolonne wird unten mit 1000 kg Kernseife pro Stunde beschickt, die durch Verseifen einer Mischung von 60% Talg, 20% Palmöl und 20%Palmitinöl (huile de palmiste) bei 95° C erhalten wurde. Die Seife enthält 5,7% Glycerin. 650 kg Lauge von 100⁰C, die 5,85% Salz und 1,90% Natronlauge enthält, werden von oben pro Stunde zugeführt. Die Elektrolytkonzentration dieser Lauge ist geringer als die Konzentration der Grenzlauge. Die aus dem oberen Teil der Kolonne austretende Seife enthält 0,07% Glycerin.

Beispiel 5

Eine 500 cm hohe Kolonne von 90 cm Durchmesser, die mit vierzig perforierten Scheiben (28 000 Löcher von 3 mm) ausgerüstet ist, erhält eine Pulsation von 100 Stoßen pro Minute bei einer Amplitude von 7 mm Flüssigkeitsverschiebung in der Kolonne. Diese Kolonne wird im unteren Teil mit 3500 kg Kaliseife von 90° C pro Stunde, die durch Verseifen von Olivenöl erhalten wurde, beschickt.

Diese Seife enthält 5,2% Glycerin. 1800 kg Waschlauge werden von oben pro Stunde zugeführt; als Waschlauge wird eine 12% Kaliumchlorid enthaltende Lösung verwendet. Diese Konzentration ist

größer als die Konzentration der Grenzlauge. Die gewaschene Seife im oberen Teil der Säule enthält nur 0,20 °/a Glycerin.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Extraktion von Verunreinigungen und Glycerin aus Rohseife,

v· bei welchem man die glycerinhaltige Rohseife in einer Waschzone unter mechanischem Durch-

• mischen mit Waschlauge behandelt und gerei- ; nigte Seife und glycerinhaltige Waschlauge ge-⁵ trennt abzieht, dadurch gekennzeich- > net, daß man Rohseife und Waschlauge im

• Gegenstrom in die Waschzone einführt, der flüssigen Mischung aus Rohseife und Waschlauge in

^: der Waschzone eine pulsierende Bewegung auf- ^: prägt und gereinigte Seife und die das Glycerin und im wesentlichen die gesamten Verunreinigungen enthaltende Waschlauge in getrennten Absetzzonen auffängt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Rohseife dem unteren Ende und die Waschlauge dem oberen Ende einer

• Waschkolonne zuführt und die gereinigte Seife in

einer Absetzzohe am oberen Ende der Kolonne ■ und die glycerinhaltige Waschlauge in einer Ab-' setzzone am unteren Ende der Kolonne auffängt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Waschlauge mit einer der Grenzlauge etwa gleichen oder wenig geringeren Konzentration verwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Rohseife dem unteren Ende und die Waschlauge dem oberen Ende einer Waschkolonne zuführt, welche eine Vielzahl von vorzugsweise in Abständen von 2 bis 20 cm übereinander angeordneten perforierten Böden mit zahlreichen, vorzugsweise 1 bis 10 mm, insbesondere 2 bis 6 τη τη weiten Öffnungen enthält und die Seifenphase durch die pulsierende Bewegung beim Hindurchtreten durch die öffnungen zu Teilchen mit einem Volumen von vorzugsweise höchstens 0,1 cm³ zerteilt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man der flüssigen Mischung eine pulsierende Bewegung mit einer Amplitude von 2 bis 50 mm, vorzugsweise 5 bis 30 mm, und einer Frequenz von 50 bis 300, vorzugsweise 100 bis 200 Pulsen pro Minute aufprägt.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man Absetzzonen verwendet, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Waschkolonne.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 069 319.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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