DE2336639A1

DE2336639A1 - Verfahren zur halbkontinuierlichen desodorierung von oelen und fetten

Info

Publication number: DE2336639A1
Application number: DE19732336639
Authority: DE
Inventors: Albert Hartmann; Bernhard Romeiser; Herbert Schilken
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1973-07-18
Filing date: 1973-07-18
Publication date: 1975-02-06
Also published as: NL179144B; JPS5761076B2; FR2237958A1; NL7408657A; BE817803A; DE2336639B2; DE2336639C3; FR2237958B1; JPS5043105A; NL179144C; GB1467819A; IT1017050B; SE7409357L

Description

METALLGESELLSCHAFT irtinkfurs/E.,-, 16. Juli 1973 Aktiengesellschaft Bbl/HGa 6 Frankfurt (Main)

prov. Nr. 7225 LT

Verfahren zur halbkontinuierlichen Desodorierung von Ölen und Fetten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur halbkontinuierlichen Desodorierung von Ölen und Fetten, wobei das zu desodorierende Produkt chargenweise mit vorbestimmter Verweilzeit in mehreren Stufen einen geschlossenen Apparat diskontinuierlich durchläuft und das Öl oder Fett in den einzelnen Stufen nacheinander aufgeheizt, auf Temperatur gehalten, mit Wasserdampf behandelt und abgekühlt wird.

Bei der Herstellung von Speiseölen und Speisefetten wird nach der Raffination das neutralisierte und gebleichte Öl einer Desodorierstufe zugeführt, in der die unerwünschten Geschmacks- und Geruchsstoffe entfernt werden. Es handelt sich dabei vorwiegend um Alkohole, Ketone, Aldehyde und niedermolekulare Fettsäuren und neuerdings auch Spuren von chlorhaltigen Pestiziden.

Diese Stoffe werden im Prinzip durch eine Trägerdampfdestillation mit Wasserdampf bei höheren Temperaturen und vermindertem Druck in einem geschlossenen Apparat behandelt, Über die dabei ablaufenden Vorgänge gibt die "Chemikerzeitung¹¹ 88, Seite 412 ff. (1964) Auskunft.

Das Verfahren kann diskontinuierlich, halbkontinuierlich und kontinuierlich durchgeführt werden (Fette, Seifen, Anstrichmittel 72, Seite 166 ff., 1970).

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Die allgemeinen Bestrebungen gehen von dem diskontinuierlichen alten Verfahren zu einem kontinuierlichen Betrieb. Das kontinuierliche Verfahren hat zwar den Vorteil, daß infolge des kontinuierlichen Zu- und Abflusses ein Wärmeaustausch zwischen ein- und austretendem Produkt möglich ist, jedoch den Nachteil, daß die Verweilzeit des zu desodorierenden Produktes infolge der möglichen Rückvermischung im Desodorierungsapparat nicht genau definiert ist, d.h. ein Teil des Öles durchläuft ihn lungsamer und ein anderer schneller. Eine konstante definierte Verweilzeit ist in den einzelnen Stufen des kontinuierlichen Verfahrens nicht zu erreichen. Weiterhin ist ein schneller Wechsel der Chargen nicht möglich. Der schnelle Wechsel von Chargen unterschiedlicher öl- oder Fettsorten ist ein besonderer Vorteil des diskontinuierlichen Verfahrens.

Das kontinuierliche Verfahren beschränkt sich daher auf solche raffinierten Produkte, die sich leicht desodorieren lassen. Bei schwierig zu raffinierenden Ölen und Fetten sowie bei häufigem Produktwechsel benutzt man meist eine Modifikation des diskontinuierlichen Verfahrens, das halbkontinuierliche Verfahren. Im halbkontinuierlichen Verfahren durchläuft die Charge einen mehrstufigen geschlossenen Apparat, der separate übereinander angeordnete abgeschlossene Stufen aufweist. Durch eine Prozeßsteuerung werden Temperaturen, Dampfzugabe und Verweilzeit sowie der Ablauf des Desodorierungsprozesses optimal gesteuert. Umfang, Verweil— zeit und Wechsel des Produktes sind nach dieser Arbeitsweise in weiten Grenzen variabel.

Man hat versucht, den Prozeß des halbkontinuierlichen Verfahrens zu verbessern, indem man das Produkt in der ersten Stufe der Anlage kontinuierlich zulaufen läßt und aus der letzten Stufe das Produkt kontinuierlich ablaufen läßt und die dazwischenliegenden Stufen diskontinuierlich wechselt. Dadurch wird ein direkter Wärmeaustausch zwischen

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ablaufendem heißen Produkt und zulaufendem kalten Produkt in einem separaten Wärmeaustauscher möglich (DT-OS 2 051 999)

Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß bei einem stetigen Zulaufen und Ablaufen die Behandlungszeit des Öles in der ersten und der letzten Stufe nicht einheitlich ist'. Auch hier werden Teile des Öles langer und weniger lang behandelt. Eine Voraussetzung bei Anwendung dieses Verfahrens ist, daß über längere Zeiträume ein und dasselbe Produkt bearbeitet .wird, also kein häufiger Produktwechsel stattfindet.

Es ist auch bekannt, die erste Stufe über einen geschlossenen Kreislauf eines Wärmeträgers aufzuheizen, wobei der sich abkühlende Wärmeträger in einer der nachfolgenden Stufen durch das erwärmte Produkt wieder aufgeheizt wird (DT-OS 2 039 531).

Bei der Verwendung eines Wärmeträgers, beispielsweise Thermoöl, Wasser oder Glycerin, sind meistens zwei Stufen mit Heiz- bzw. Kühlsystem ausgerüstet. In dem miteinander verbundenen Kühl- und Heizsystem zirkuliert der Wärmeträger. Bei solchen Einrichtungen liegen die Investitionskosten relativ hoch. Ferner wird der Wärmeaustausch durch den doppelten Wärmeübergang: abzukühlendes Produkt - Wärmeträger, aufzuheizendes Produkt - Wärmeträger vermindert.

Die.Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Nachteile zu vermeiden und in einem halbkontinuierlichen Ver~ fahren durch diskontinuierliche Behandlung der Chargen unter Einhaltung genau definierter Verweilzeiten einen "Wärmeaustausch ohne Wärmeträger direkt zwischen dem aufzuheizenden und abgekühlten Produkt unter vermindertem Druck in einer geschlossenen Apparatur zu finden.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der ersten Stufe das zugelaufene Produkt mit dem abgepumpten Produkt' einer aufgeheizten Stufe, insbesondere der vorletzten Stufe, im direkten Wärmeaustausch aufgeheizt wird und der letzten

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Stufe, die mit einer indirekten Kühlung ausgerüstet ist, zugeführt wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt der Wärmeaustausch zwischen zugelaufenem Produkt und abgepumptem Produkt durch getrenntes Umwälzen der beiden Chargen längs Trennwänden der ersten Stufe.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Umwälzung längs der Trennwände in der ersten Stufe mittels Treibdampf oder einem Inertgas in einem durch Leitbleche gebildeten spaltförmigen Raum zwischen Leitblech und Trennwand.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat z. B. bei Verwendung von Treibdampf den Vorteil, daß während des Wärmeaustausches in einem Vorvakuum neben einer Entgasung und Trocknung des Materials gleichzeitig eine Vordesodorierung für das zugelaufene Produkt und eine weitere Desodorierung für das abgepumpte Produkt erreicht wird.

Der besondere Vorteil dieses Verfahrens ist aber der einfache und schnelle Wärmeaustausch bei definierter Verweilzeit, denn gerade die Verweilzeit hat einen großen Einfluß auf die Qualität und Stabilität des Öles oder Fettes.

An Hand der Figuren wird das Verfahren näher und beispielsweise beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Fließschema einer Desodo'rierungs-

anlage Flg. 2a einen vergrößerten Längsschnitt durch

die Stufe I
Fig. 2b und 2c verschiedene Ausführungen der Stufe I im

Querschnitt.

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Das raffinierte Produkt mit Raumtemperatur oder etwas darüber wird in der Leitung 1 über eine Pumpe einem Behälter 2 zugeleitet. Von dort läuft die gewogene Charge über ein Ventil 3 durch die Leitung 3a der Wärmeaustausch-Stufe I der Desodorierapparatur solange zu, bis die geschlossene Einlaßkammer Ia der Stufe I gefüllt ist. Der Zulauf kann aber auch direkt erfolgen und durch einen Niveaukontakt oder Ähnliches in der Stufe I gesteuert werden,, Nach dem nachfolgend beschriebenen Wärmeaustausch mit einer heißen Charge aus beispielsweise Stufe IV des Apparates gelangt das erhitzte Produkt über das Ventil 4 in die nächste Stufe II und nach Behandlung in der Stufe II über das Ventil 5 in die darunter sich anschließende nächste Stufe usw. -

Bevor das Produkt in die unterste Stufe V gelangt, wird es mit einer stopfbuchslosen Pumpe 8 wieder in die Stufe I, und zwar in deren separate Kühlkammer Ib, über die Leitung 9 zurückgepumpt. Hier gelangt das nun heiße vorbehandelte Produkt aus der Stufe IV mit neu zugelaufenem Produkt der Kammer Ia in einer vorbestimmten Verweilzeit zum Wärmeaustausch.

Der Wärmeaustausch wird dadurch intensiviert, daß Treibdampf von 0,5 atü aus den Leitungen 10a über Düsenrohre 10 ausströmt. Der Dampf strömt aufwärts längs der Trennwand oder Trennwände 11 mit den Drall- und Umlenkblechen 12 im Innern eines Spaltes 11a zwischen Trennwand und Leitblechen 13 und wälzt das öl um. Diese Umwälzung erfolgt in beiden Kammern Ia und Ib. Nach einer vorbestimmten Verweilzeit, und nachdem das zugelaufene öl oder Fett aufgeheizt ist, läuft das abgekühlte Produkt der Kammer Ib über das Ventil 7a und die Leitung 14 direkt in die letzte Stufe. Die letzte Stufe, Stufe V, ist eine Kühlstufe, in der das öl durch Kühlwasserumlauf im indirekten Wärmeaustausch auf ca. 100 ⁰C abgekühlt wird.

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In den einzelnen Stufen II bis V wird das Öl durch Zugabe von Direktdampf aus der Leitung 15 desodoriert. Gleichzeitig wird zur Erwärmung des Öles auf die Endtemperatur von 200 bis 270 ⁰C, je nach Öl- oder Fettsorte, Heißdampf über Leitung 16 in die Stufen II bis IV zugegeben.

In den Stufen II bis V wird das Öl mit Dampfbrausen und ölumwälzern, die nach dem Prinzip der Mammut-Pumpe arbeiten, behandelt. Die Heiz- und Kühlsysteme sind in die Umwälzer eingebaut. Im Oberteil jeder Stufe sind Auffänger für die Abscheidung des Spritzöles aus dem Brüdendampf vorgesehen; diese verhindern, daß Kondensationsprodukte aus dem Oberteil der einzelnen Stufen in das desodorierte Öl oder Fett zurückfließen können. Das Spritzöl wird über die Leitung 17 abgeführt.

Die Kammer Ia ist im Gegensatz zu Kammer Ib und den übrigen Stufen nicht an das Hochvakuum angeschlossen, sondern an ein etwas niedrigeres Vakuum. Dies hat den Vorteil, daß die hier eventuell auftretenden Vakuumschwankungen, z. B. bei Eintritt von feuchtem Produkt, nicht auf die übrigen Stufen übertragen werden und somit das Vakuum in den übrigen Stufen nicht gestört wird.

Für die Vorkühlung des Öles oder Fettes in der letzten Stufe V ist ein geschlossener Kühlkreislauf 18 vorgesehen. Hierbei wird z.B. Kondensat im Kreislauf durch das Kühlsystem der letzten Stufe geführt und in einem außen liegenden Plattenkühler 18a mittels Kühlwasser zurückgekühlt. Hierdurch werden Ablagerungen durch Ausfall von Härtebildnern in dem Kühlkreislauf der letzten Stufe vermieden.

Um den Wärmeaustausch noch zu verbessern, unterteilt man zweckmaßigerweise die Stufe I in mehrere Sektoren, die als Kreissektoren oder ringförmig ausgebildet sein

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können, wie es die Fig. 2b und 2c zeigen. Die Eintrittskammern Ia, die in "beiden Figuren schraffiert sind, können gemeinsam gefüllt und entleert werden, was auch für die Kühlkammern Ib gilt. Die Trennwände 11 der einzelnen Sektoren können dabei gerade Bleche oder zur Verbesserung des Wärmeüberganges Wellbleche sein. Die parallel dazu angebrachten Leitbleche 13 haben einen solchen Abstand, daß in Verbindung mit dem Treibdampf eine optimale Umwälzung in dem gesamten Sektor stattfindet. Als Düsenrdhre 10 (in Fig. 2a und 2b nicht dargestellt) werden Rohre mit Löchern auf der Oberseite verwendet. Es sind aber auch andere Düsenkonstruktionen denkbar, um den umwälzenden Treibdampf in die Spalte 11a zu drücken.

Die Stufe I kann auch abweichend von der Darstellung der Fig. 1 mehr oder weniger getrennt von der übrigen Apparatur angeordnet sein.

Durch die erfindungsgemäße Verfahrensweise wird in einfacher und wirtschaftlicher Weise ein Wärmeaustausch bei definierter Verweilzeit in der ersten Stufe durchgeführt, wobei durch die Umwälzung des Öles für das zugelaufene Öl eine Trocknung, Aufheizung und Vordesodorierung stattfindet, während in der ersten Stufe für das zugepumpte Produkt aus der fünften Stufe eine zusätzliche Desodorierung erfolgt. Der Wärmeaustausch in den Stufen ist sehr intensiv und es werden k-Zahlen bis 1000 kcal/m² · h · Grad erreicht.

Beispiel 1

Aus dem Meßbehälter 2 wird eine Charge vorbehandeltes Erdnußöl mit einer Temperatur von 50 ⁰C in die linke Kammer der Stufe I eingesaugt. Diese Kammer steht unter einem Restdruck von ca. 30 Torr. Zur gleichen Zeit wird aus der Stufe IV des Desodorierapparätes eine bereits

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in Stufe II, III und IV desodorierte Sojaölcharge in die rechte Kammer der Stufe I mit einer Temperatur von 240⁰C gepumpt. Die rechte Kammer der Stufe I steht wie die übrigen Stufen des Desodorierapparates unter einem Restdruck von ca. 4 Torr. Innerhalb der Stufe I werden die zwei verschiedenen Ölchargen entlang den Trennwänden durch Einblasen von Direktdampf mit einem Druck von 3 atü mit großer Geschwindigkeit umgewälzt, wobei das Ernußöl in der linken Kammer auf 140 ⁰C aufgewärmt und das Sojaöl in der rechten Kammer von 240 ⁰C auf 150 C abgekühlt werden.

Die Verweilzeit in den beiden Kammern der Stufe I entspricht der für alle Stufen des Desodorierapparates vorgegebenen Intervallzeit von zum Beispiel 0,6 bis 0,8 Stunden. Nach Ablauf dieser Intervallzeit öffnen die beiden Ventile an den beiden Kammern der Stufe I (was durch automatische Einstellung oder aber von Hand geschehen kann) und das Erdnußöl fließt mit einer Temperatur von 140 ⁰C aus der linken Kammer in die Stufe II, in der es dann mit Dampf indirekt von 140 ⁰C auf die gewünschte Desodoriertemperatur von zum Beispiel 240 ⁰C aufgeheizt wird. Aus der rechten Kammer der Stufe I fließt das Sojaöl mit einer Temperatur von 150 ⁰C in die Stufe V, in der es mittels Kühlwasser von 150 ⁰C auf ca. 100 ⁰C weitergekühlt wird.

Beispiel 2

In einer Desodorieranlage nach Fig. 1 mit einer Kapazität von 200 t Öl pro Tag wurde die Wärmeaustausch-Stufe I weggelassen und durch eine normale Desodorierstufe wie II bis IV ersetzt. In diese Anlage wurden 30 Chargen von je 7 Tonnen Öl von einer Temperatur von 50 ⁰C in einer Taktzeit von 0,8 Stunden gegeben. Das Öl wurde mittels Dampf von 40 atü in den Stufen I bis IV von 50 ⁰C auf 240 ⁰C erhitzt und bei dieser Temperatur desodoriert.

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Nach der Desodorierung wurde das Öl in der Stufe V mit Kühlwasser auf etwa 100 ⁰C abgekühlt. Der Dampf verbrauch für das Aufheizen und die Desodorierung betrug 280 kg pro Tonne öl.

Beispiel 5

Zum Vergleich mit Beispiel 2 wurde die gleiche Desodorieranlage wie in Beispiel 2 verwendet, jedoch bestand die erste Stufe aus dem Wärmeaustauscher, wie er als Stufe I in Fig. 1 und 2a gezeigt ist.

Das zu desodorierende Öl von 50 ⁰C wurde in Stufe I durch Wärmeaustausch mit dem heißen, bereits desodorierten Öl aus Stufe IV auf etwa 140 C erwärmt, wobei sich letzteres auf etwa 150 ⁰C abkühlte. Die Umwälzung in der Wärmeaustausch-Stufe I erfolgte mit Treibdampf von 3 atü Druck. Das in Stufe I auf 140 ⁰C erwärmte Öl wurde dann in den Stufen II bis IV mit Dampf von 40 atü auf 240 ⁰C erhitzt und bei dieser Temperatur desodoriert. Das in der Wärmeaustausch-Stufe I von 240 ⁰C auf etwa 150 ⁰C abgekühlte, desodorierte Öl wurde der Kühlstufe V zugeführt und dort mit Kühlwasser auf etwa 100 ⁰C gekühlt.

Gegenüber dem Beispiel 2 ergab sich eine Dampfersparnis von 115 kg pro Tonne Öl,' was die Wirksamkeit der neuen Verfahrensweise eindrucksvoll belegt.

-■ 10 Patentansprüche

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Claims

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Patentansprüche

Qf). Verfahren zur halbkontinuierlichen Desodorierung von Ölen und Fetten, wobei das zu desodorierende Öl oder Fett chargenweise mit vorbestimmter Verweilzeit in mehreren Stufen einen geschlossenen Apparat diskontinuierlich durchläuft und in den einzelnen Stufen nacheinander aufgeheizt, auf Temperatur gehalten, mit Wasserdampf behandelt und abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Stufe das zugelaufene Öl oder Fett mit dem abgepumpten Öl oder Fett einer aufgeheizten Stufe, insbesondere der vorletzten Stufe, im direkten Wärmeaustausch ohne Zwischenschaltung eines Wärmeträgers aufgeheizt wird und der letzten Stufe, die mit einer Kühlung ausgerüstet ist, zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustausch zwischen zugelaufenem Produkt und abgepumptem Produkt durch getrenntes Umwälzen der beiden Chargen längs Trennwänden der ersten Stufe erfolgt.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwälzung längs der Trennwände in der ersten Stufe mittels Treibdampf in einem durch Leitbleche gebildeten spaltförmigen Raum zwischen Leitblech und Trennwand erfolgt.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustausch im Vakuum und unter Direktdampfzugabe erfolgt.

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