DE2351428C2 - Verfahren zum Abtrennen flüchtiger Stoffe aus einem im wesentlichen in flüssigen Zustand gebrachten Fluid, wie Öl und Fett sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1,2 und 3 jeweils in einer perspektivischen Darstellung bzw. im Längsschnitt typische Austührungsformen von bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendbaren Kanal- oder Leitungsteilen;

Fig.4 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abtrennen flüchtiger Stoffe aus einem im wesentlichen in flüssigen Zustand gebrachten Fluid;

F i g. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 in F i g. 4.

In Fig. 1, 2 und 3 sind vereinfacht Verfahren und Konstruktionen zum Bewirken eines Wärme- und Stoffaustausches zwischen einem vorherrschend als flüssige Phase vorhandenen Fluid — im vorliegenden Fall öl — und einem vorwiegend als Dampfphase vorhandenen Fluid — im vorliegenden Fall Wasserdampf — dargestellt Der Dampf wird gemäß·F i g. 1 dem Kanal 1 vom unteren Ende aus vorzugsweise mit Hilfe eines Dampf-Verteilers zugeführt Das Gemisch aus Dampf und öl bewegt sich zum oberen Ende des Kanals, wo es überläuft F i g. 1 zeigt einen Satz von Kanälen, bei dem der aus dem Kanal 1 entweichende Strom mit Hilfe von zusätzlich zugeführtem Dampf nacheinander weiteren Kanälen 2,3 und 4 zugeführt wird, um den Strömungsweg für das öl zu verlängern.

Der Form des bzw. jedes Kanals kommt keine besondere Bedeutung zu. Gemäß F i g. 2 kann man einen Kanal la in Form eines Kreiszylinders oder gemäß F i g. 3 einen Kanal in Form eines zylindrischen Ringraums ib benutzen. Es ist zweckmäßig, die Vorrichtung unter einem Teilvakuum zu betreiben, damit sich der zugeführte Dampf entspannen kann, um eine turbulente Bewegung hervorzurufen und so den Wärme- und Stoffaustausch zwischen den Fluiden zu fördern.

Im folgenden wird die Vorrichtung als solche zum Desodorieren von Speisefetten und Speiseölen anhand von F i g. 4 und 5 beschrieben. Speiseöle werden bei der Herstellung von Margarine, Bratfett und Salatölen verwendet, doch haben die öle einen relativ starken natürlichen Geruch, der vor der Verarbeitung zum Endprodukt beseitigt werden muß. Bei einem hierzu geeigneten Verfahren werden die geruchhaltigen Bestandteile des Öls mit Dampf unter einem hohen Vakuum und bei hoher Temperatur abgetrennt. Hierbei handelt es sich im wesentlichen um ein Dampfdestillationsverfahren, bei dem die relativ flüchtigen, den Geruch hervorrufenden Stoffe von dem vergleichsweise nicht flüchtigen öl abgetrennt werden. Durch die Anwendung eines Unterdrucks während des Betriebs der Vorrichtung läßt sich eine erhebliche Verringerung der benötigten Dampfmenge und/oder eine Herabsetzung der erforderlichen Temperatur erreichen. Jedoch muß dafür gesorgt sein, daß das heiße Öl gegen jede Berührung mit Luft geschützt wird. Da bei den hohen Temperaturen, mit denen bei der Desodorierung gearbeitet wird, gewöhnlicher Stahl die Oxidation des Öls fördert, ist es üblich, die betreffende Vorrichtung aus nichtrostendem Stahl herzustellen.

vorrichtung dargestellt, zu der ein Behälter 10 aus nichtrostendem Stahl gehört. Sämtliche Verfahrensschritte zum Vorwärmen, Entlüften, Erhitzen auf eine hohe Temperatur, Desodorieren und Abkühlen werden in dem Behälter 10 in Gegenwart eines Unterdrucks durchgeführt. Der Behälter 10 weist an seinem einen Ende 16 eine Fluideinlaßöffnung 11 und an seinem andeen Ende 17 eine Fluidauslaßöffnung 12 auf. Das zugeführte Fluid strömt von dem Einlaßende 16 zu dem Auslaßende 17 allgemein in Richtung der Längsachse des Behälters 10.

An seiner Oberseite ist der Behälter 10 mit abdichten der Wirkung durch eine abnehmbare Abdeckung 13 abgeschlossen. Die Abdeckung 13 weist mehrere öffnungen 14 auf, an die eine nicht dargestellte Absaugeinrichtung angeschlossen ist Diese Absaugeinrichtung dient dazu, in dem Behälter 10 einen Unterdruck aufrechtzuerhalten, damit sich eine in den Behälter 10 eingeleitete vorbestimmte Dampfmenge auf ein größeres Volumen entspannen kann, um eine größere Berührungsfläche für den Wärme- und Stoffaustausch zu schaffen.

Zwar ist bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ein Behälter 10 aus nichtrostendem Stahl vorhanden, doch könnte natürlich auch ein Außenbehälter vorhanden sein, der aus einem anderen Werkstoff besteht und einen Behälter oder eine Auskleidung aus nichtrostendem Stahl enthält Die letztere Anordnung würde wirtschaftliche Vorteile bieten, da nichtrostender Stahl nur in einem geringeren Ausmaß verarbeitet zu werden braucht, und da es möglich ist, zu verhindern, daß Luft in den Innenbehälter gelangt und in Berührung mit dem ö! kommt

Gemäß F i g. 4 und 5 weist der Behälter 10 im wesentlichen drei Abschnitte auf, und zwar einen Abschnitt 2X) zum Erhitzen des Fluids, einen Abschnitt 40, in dem das Fluid in Berührung mit Dampf gebracht wird, und einen Abschnitt 60 zum Abkühlen des Fluids. Diese drei Abschnitte, die einander nachgeordnet sind, stehen in Strömungsverbindung miteinander.

Der Heizabschnitt 20 und der Kühlabschnitt 60 sind auf bekannte Weise ausgebildet und mit Heizrohrschlangen 21 und 25 bzw. einer Kühlrohrschlange 61 versehen. Der Heizrohrschlange 21 wird Dampf zum Vorwärmen des Öls oder Fetts zugeführt, während der Heizrohrschlange 25 ein organisches Fluid zugeführt wird, das dazu dient, das öl oder Fett auf seine endgültige Temperatur zu bringen. Der Kühlrohrschlange 61 wird ein Kühlmittel, z. B. Wasser, zugeführt. Zwischen dem Heizabschnitt 20 und dem Wärme- und Stoffaustauschabschnitt 40 ist ein Umlenkglied in Form einer Wand 22 angeordnet, und ein weiteres Umlenkglied 62 in Form einer Zwischenwand trennt den Kühlabschnitt 60 von dem Abschnitt 40. Die Wirkung der Heiz- und Kühlabschnitte kann durch Zuführen von Dampf zum Zweck des Befeuchtens gesteigert werden. Da in dem Behälter 10 während des Betriebs ein Unterdruck herrscht, bewirkt das Entspannen des zur Befeuchtung zugeführten Dampfes, daß die erforderliche Turbulenz entsteht, durch die der Wärmeübergang gefördert wird.

Die Erfindung befaßt sich insbesondere damit, den Abschnitt 40 der Vorrichtung zu verbessern, in dem das öl in Berührung mit Dampf gebracht wird. Bei dem Abschnitt 40 handelt es sich um eine mehrstufige Anordnung, bei der man jede einzelne Stufe als einen umgekehrt U-förmigen Kanal 41 betrachten kann, der sich allgemein quer zur Längsachse des Behälters erstreckt und dazu dient, den größten Teil des Stroms in senk-

Die umgekehrt U-förmigen Kanäle werden durch mehrere in waagerechten Abständen verteilte Reihen von !.tehencl angeordneten Rohren 42 gebildet, von denen jede einen nach vorn gerichteten Endabschnitt 43 aufweist. Jede der durch einen Satz von Rohren 42 gebildeten Querreihen ist von den benachbarten Querreihen durch eine als Umlenkgüed wirkende Wand 44 ge-

5 6 $

trennt, deren Ränder mit dem Boden und den Seiten- $.

wänden des Behälters 10 verbunden sind. Daher strömt ,':.'

das Fluid in jedem U-förmigen Kanal 41 durch das be- ;;'

treffende Rohr 42 nach oben, um dann in Richtung nach ν;.

unten von den Endabschnitten 43 an den Raum zwi- 5 ii'i

sehen dem zugehörigen Umlenkglied 44 und der Außen- D'-,

fläche der nächsten Querreihe von Rohren 42 abgege- \*

ben zu werden. ;ϊί

Die U-förmigen Kanäle 41 oder Stufen sind einander \ή

so nachgeschaltet und stehen derart in Strömungsver- 10 ■:'}

bindung miteinander, daß ein allgemein Schlangenlinien- p|,

formiger Strömungsweg für das Fluid vorhanden ist, bei |j

dem sich das Fluid größtenteils in senkrechter Richtung ti

bewegt !'

Dem unteren Ende jedes der Rohre 42 ist eine Ein- 15 f|

richtung 45 zum Zuführen von Dampf zugeordnet, die zwei Aufgaben zu erfüllen hat Erstens gibt jede Einrichtung 45 Dampf ab, der zum Verflüchtigen der flüchtigen Bestandteile des Öls dient, und zweitens liefert der zugeführte Dampf eine Kraft zum Bewegen des zwei Phasen enthaltenden Produktstroms in Form eines sich in Wellen fortbewegenden Stroms oder eines Films oder eines Nebels.

Den Einrichtungen 45 wird ständig Frischdampf zugeführt, um eine maximale Antriebskraft zu erzeugen, und den Wärme- und Stoffaustausch zu fördern, so daß ein hoher Wirkungsgrad der Desodorierung erzielt wird.

Das zu desodorierende öl wird zunächst dem Heizabschnitt 20 über den Einlaß 11 zugeführt. Sobald das öl den Abschnitt 40 erreicht, in dem es in Berührung mit Dampf gebracht wird, ist es bereits auf eine für die Desodorierung geeignete Temperatur erhitzt worden.

In dem Abschnitt 40 wird das öl mit Hilfe der Dampfzuführungseinrichtungen 45 in den Rohren 42 der ersten Querreihe zwangsläufig nach oben gefördert Da in dem Behälter 10 ein Unterdruck herrscht, kann sich der zugeführte Dampf entspannen und ein größeres Volumen annehmen, so daß eine größere Berührungsfläche zwischen dem Dampf und dem öl entsteht Die flüchtigen freien Fettsäuren, sowie die Aroma- und Duftstoffe werden aus dem öl in den Dampf überführt, und beim Verlassen der Endabschnitte 43 der Rohre 42 werden der Dampf und das öl voneinander getrennt

Das den letzten Kanal 41 bzw. die letzte Stufe des Abschnitts 40 verlassende öl fließt direkt zu dem Kühlabschnitt 60, wo es in Berührung mit der Kühlrohrschlange 61 kommt, um abgekühlt und dann über die Auslaßöffnung 12 abgeführt zu werden.

Durch die Erfindung ist somit eine mit hohem Wirkungsgrad arbeitende, wenig Raum beanspruchende Vorrichtung zum Desodorieren von ölen und Fetten geschaffen worden. Es sei bemerkt, daß sich die Anwendbarkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht auf das Desodorieren von ölen und Fetten beschränkt, d. h, daß die Vorrichtung nach geringfügigen Abänderungen ebenso gut als Vorrichtung zum Inberührungbringen von Gasen und Flüssigkeiten, d. h. als chemische Reaktionsvorrichtung, benutzen läßt

60

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

P''

Claims (9)

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Patentansprüche: Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung ist

1. Verfahren zum Abtrennen flüchtiger Stoffe aus in der CA-PS 8 73 859 beschrieben und dargestellt Die einem im wesentlichen in flüssigen Zustand gebrach- 5 in dieser Druckschrift beschriebene Desodoriervorrichten Fluid, wie öl und Fett, mit Hilfe von dieses Fluid tung weist einen ersten Abschnitt, einen zweiten Abdurchströmenden Dampfes, der in einem dafür vorge- schnitt und einen dritten Abschnitt auf, und öi wird sehenen Abschnitt einer mit Einlaß und Auslaß für das nacheinander durch diese Abschnitte geleitet Der erste Fluid versehenen Vorrichtung mit dem Fluid in Kon- Abschnitt enthält eine mit Dampf zu betreibende Heiztakt gebracht wird, gekennzeichnet da- io einrichtung, die eine erste Steigerung der Temperatur durch, daß in der Vorrichtung zwischen Einlaß (11) des Öls herbeiführt Der zweite Abschnitt enthält eine und Auslaß (12) kontinuierliches Strömen des Fluids weitere Heizeinrichtung zum Erzeugen einer hohen auf einem schlangenartigen Wege bewirkt wird, der Temperatur, und in diesem zweiten Abschnitt spielt sich mehrfachabwechselndaufwärtsundabwärtsverläuft, der größte Teil der Desodorierung des Öls ab. Der dritte daß auf diesem Wege der Dampf jeweils zu Beginn 15 Abschnitt enthält eine Kühleinrichtung, die dazu dient, einesAufwärts-WegteilsdiesesschlangenartigenWe- die Temperatur des Öls herabzusetzen, bevor das öl ges mit einer Auftriebswirkung für die Strömung des erneut der Einwirkung der Umgebungsluft ausgesetzt Fluids zugeführt wird, und daß am oberen Ende eines wird. In allen drei Abschnitten steht das öl unter einem jeweiligen Aufwärts-Wegteils eine Trennung von zu- hohen Unterdruck. Da diese Vorrichtung von dem ProgeführtemDampfunddemFluiddurchgeführtwircL 20 duktstrom kontinuierlich durchströmt wird, kann sie im

2. Verfahren nach Anspruch !,gekennzeichnet da- Vergleich zu chargenweise oder halbkontinuierlich ardurch, daß in dem Behälter (10) der Vorrichtung Un- beitenden Vorrichtungen zum Verarbeiten der gleichen terdruck erzeugt wird. ölmenge kleinere Abmessungen erhalten.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekenn- Diese bekannte Desodoriervorrichtung arbeitet in zeichnet dadurch, daß das Fluid erhitzt wird, bevor 25 der nachstehend beschriebenen Weise. Das öl wird zues in Kontakt mit dem Dampf gebracht wird. nächst mit Hilfe von Dampf auf eine Temperatur von

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekenn- etwa 150⁰C erwärmt und dann unter Verwendung eines zeichnet dadurch, daß als Fluid Speiseöl desodoriert organischen Heizmittels auf die endgültige Temperatur wird. zum Desodorieren gebracht, die je nach der Art des Öls

5. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfah- 30 einen Wert im Bereich von etwa 232 bis etwa 260°C hat. rens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zum Abtren- Die Desodorierung erfolgt in Verdampfungskammern, nen flüchtiger Stoffe aus in im wesentlichen in fliissi- in denen das öl der Einwirkung der Wärme eines Untergen Zustand gebrachtem Fluid wie Öl und Fett, mit drucks und einer turbulenten Bewegung durch den zuHilfe von Dampf, der in der mit Einlaß und Auslaß geführten Dampf ausgesetzt ist.

für das Fluid versehenen Vorrichtung in einem Ab- 35 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das beschnitt derselben mit dem Fluid in Kontakt gebracht kannte Verfahren bzw. die bekannte Vorrichtung so wird, gekennzeichnet dadurch, daß dieser Abschnitt weiterzubilden, daß eine höhere Effektivität erreicht (40) eine Vielzahl von als Umienkglieder wirkende wird.

Wände (22, 44, 62) aufweist, durch die eine Anzahl Diese Aufgabe wird durch die Kennzeichnungsmerknebeneinanderliegender Kanäle (41) gebildet sind 40 male des Anspruchs 1 bzw. 5 gelöst
und wobei in den Kanälen jeweils eine Anzahl von Beim erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Bestehend angeordneten Rohren (42) vorgesehen siind, rührung zwischen dem Fluid und dem es durchströmendaß die oberen, als Auslaß benutzten Enden (43) der den Dampf nicht nur auf einem im Vergleich mit dem Rohre so ausgebildet sind, daß sie das in den einzel- Stand der Technik erheblich verlängerten Strömungsnen Rohren nach oben strömende Fluid jeweils in 45 weg, sondern auch auf einem Strömungsweg bzw. Ströden nächstfolgenden Kanal leiten, wodurch die Roh- mungswegabschnitten kontinuierlicher Strömung. Dare und die Kanäle einen schlangenartigen Strö- bei wird das Fluid auf den sich abwechselnd aufwärts mungsweg für das Fluid in der Vorrichtung bilden und abwärts gerichteten Strömungswegabschnitten und daß nahe dem unteren Ende eines jeden Rohrs durch den Dampf abwechselnd im Sinne einer aufwärts eine Dampfzuführungseinrichtung (45) jeweils so an- 50 gerichteten Strömung beaufschlagt, wobei sich zwigeordnet ist, daß dadurch eine Aufwärtsströmung in sehen diesen Beaufschlagungen eine verhältnismäßig dem betreffenden Rohr erfolgt und mit Hilfe dieser ruhige, abwärts gerichtete Strömung einstellt. Hier-Strömung ein Fließen des Fluids entlang dem schlan- durch wird der das Abtrennen der flüchtigen Stoffe aus genartigen Weg bewirkt ist. dem Fluid bewirkende Kontakt zwischen dem Fluid und

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet 55 dem Dampf erheblich begünstigt, was den angestrebten dadurch, daß ein Kanal (41) durch zwei einander verbesserten Reinheitsgrad des Fluids ermöglicht,
gegenüberliegende, parallel angeordnete ebene Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt eine einfa-Platten gebildet ist. ehe Lösung dar, die eine gute Funktion nach dem erfin-

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet dungsgemäßen Verfahren gewährleistet. Der Strödadurch. daß ein Rohr (42) als Hohlzylinder a us ge- «η miingsweg hzw, Hip Ströniungswegabschnittfi werden bildet ist durch nebeneinanderliegende, durch Wände begrenzte

8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 7, gekenn- Kanäle mit darin stehend angeordneten Rohren gebilzeichnet dadurch, daß ein Kanal (\b) ein zylindri- det. Es werden somit auf einfache Weise Trennwände scher Ringraum ist. zwischen den aufwärts und abwärts gerichteten Strö-

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, 65 mungswegabschnitten gebildet. Hierdurch ist die angegekennzeichnet dadurch, daß in der Vorrichtung strebte gute Funktion gewährleistet

während des Betriebs Unterdruck herrscht Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.