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Verfahren zum Extrahieren öl- und fetthaltiger Stoffe. Beim Extrahieren
öl- und fetthaltiger Stoffe mittels flüchtiger Lösungsmittel wird das innerhalb
oder außerhalb des Extraktors verdampfte Lösungsmittel stets in derselben Strömungsrichtung
durch das Extraktionsgut hindurchgeführt. Hierbei kondensiert sich ein Teil des
Lösungsmittels, indem es Fett und Öl im Kondensat löst. Die Fettlösung sammelt sich
am Boden des Extraktors. Der nicht kondensierte Dampf des Lösungsmittels mischt
sich mit dem aus dem Extraktionsgut ausgetriebenen Wasserdampf, tritt am oberen
Ende des Extraktors aus, wird in einem Kühlersystem kondensiert und vom Wasser,
befreit. Das Lösungsmittel wird also in. dampfförmigem Zustande über das Extraktionsgut
geschickt, kondensiert, von neuem verdampft und wiederum durch das Extraktionsgut
geleitet.
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Diese zweifellos eine große U'ärmeverschwendung bedingende Arbeitsweise
hat man bereits auf zwei verschiedenen Wegen zu verbessern gesucht. Man ließ einmal
das Lösungsmittel über mehrere zu einer Batterie zusammengeschlossene Extraktoren
gehen, um auf diese Weise den Kalorieninhalt des Lösungsmitteldampfes besser auszunutzen.
Dieses Verfahren ist insofern mangelhaft, als der aus dem ersten Extraktor austretende
Lösungsmitteldampf -durch seinen Gehalt an Wasserdampf auf den Inhalt des zweiten
Extraktors schädigend einwirkt; wenn das Extraktionsgut vom Wasserdampf angegriffen
wird, wie dies z. B. bei Knochen und Ölfrüchten der Fall ist. Insbesondere vermeidet
auch dieses Verfahren das vollständige Kondensieren des Lösungsmitteldampfes nicht.
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Andererseits glaubte man den Wärmeverlust durch eine partielle Kühlung
in der Weise vermindern zu können, daß man das Gemisch von Lösungsmitteldanipf und
Wasserdampf nur wenig unter den Hauptsiedepunkt abkühlte und soforteinemWasserabschneiderzuführte.
Lediglich der bei dieser Temperatur nicht kondensierbare Bruchteil des Lösungsmittels
wurde im
zweiten Kühler bis auf die Temperatur des Kühlwassers abgekühlt.
Durch die Stufenkühlung wird ein Teil des Lösungsmittels der Verdampfung mit einem
größeren Wärmeinhalt zugeführt. Der Erfolg dieses Verfahrens ist ein sehr geringer,
denn auch hier muß die ganze Menge des Lösungsmittels, wenn auch in zwei Arbeitsperioden,
kondensiert und zur Wiederverwertung von neuem verdampft werden. Den Hauptwärmeaufwand
verbraucht nämlich beim Übergang des flüssigen Aggregatzustandes in den dampfförmigen
die latente Verdampfungswärme. Dieser Wärmeaufwand wird aber durch einfache oder
Stufenkondensation vernichtet.
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Gemäß der Erfindung wird der große Wärmeverlust dadurch ganz oder
doch wesentlich vermindert, daß man die sich ständig wiederholende Kondensation
des Lösungsmittels ausschaltet. Man kühlt das aus dem Extraktor austretende Gemisch
von Lösungsmittel- und Wasserdampf in einem Kolonnenapparat nur soweit ab, daß sich
der Wasserdampf kondensiert, der auf diese Weise entwässerte Lösungsmitteldampf
also unmittelbar von neuem dem Extraktionsgut zugeführt werden kann.
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Der Lösungsmitteldampf beschreibt einen vollständigen Kreislauf, der
durch ein Gebläse o. dgl. aufrechterhalten wird. Der Wärmeinhalt des Extraktionsmittels,
vor allem der Wärmeinhalt, den die latente Verdampfungswärme darstellt, bleibt hierbei
vollständig unberührt.
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Diese Arbeitsweise hat den weiteren Vorzug, daß man ohne die üblichen
komplizierten Luftpumpenanlagen und die dadurch bedingte weitgeh6nde Kondensation
der Auspuffdämpfe mit Unterdruck arbeiten kann. Der Unterdruck kann nämlich durch
vorübergehende Kondensation von einem Teil des Lösungsmitteldampfes ohne weiteres
erreicht werden.
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Ein weiterer Nachteil der bekannten Verfahren besteht darin, daß der
Lösungsmitteldampf das Extraktionsgut ständig in derselben Strömungsrichtung durchstreicht.
Demgegenüber arbeitet das Verfahren gemäß der Erfindung mit wechselnder Strömungsrichtung.
Per Lösungsmitteldampf tritt abwechselnd oben und unten ein, so daß die Entfettung
an zwei Stellen begonnen und dadurch die Entfettungsdauer außerordentlich abgekürzt
wird. Die Verkürzung des Verfahrens und die dadurch bedingte Ersparnis an Dampf
wird noch gesteigert, wenn man das Lösungsmittel gleichzeitig von oben und unten
eintreten bzw. austreten und an zwei seitlichen einander gegenüberliegenden Stellen
austreten bzw. eintreten läßt. Dann setzt die Entfettung nicht mehr wie früher an
einer Stelle, sondern an vier Stellen ein.
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Auf der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
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Die Lösungsmitteldämpfe treten durch die Leitung i, das Gehäuse 2
der Wechselklappe 3 und die Leitung 4 in den Extraktionsbehälter 5 ein, durchströmen
diesen von oben nach unten und gelangen durch die Leitung 6 sowie das Gehäuse 2
in die Leitung 7. Wird die Wechselklappe 3 um go ° verstellt (gestrichelte Lage
der Abb. i), so treten die Lösungsmitteldämpfe aus der Leitung i durch die Leitung
6, also unten in den Extraktionsbehälter ein, durchströmen diesen von unten nach
oben und treten durch die Leitung 4, 7 aus.
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Die Lösungsmitteldämpfe gelangen aus der Leitung 7 durch den Dreiweghahn
8 in den Behälter g, welcher zwischen zwei perforierten Böden poröses Material,
wie z. B. Bimstein o. dgl. enthält, um die den Dämpfen beigemengten Fetteilchen
zurückzuhalten. Das abgeschiedene Fett gelangt durch die Leitungen io, ii in die
Fettblase 12, welcher auch das Fett aus dem Extraktionsbehälter 5 zufließt.
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Die gereinigten, insbesondere von Fett befreiten Dämpfe gelangen aus
dem Behälter g durch die Leitung 13 in einen Wärmeaustauschapparat 14 und von diesem
in einen darunter angeordneten Kühlapparat 15 mit Wassereintritt 16 und Wasseraustritt
17, um nunmehr durch die Leitung i8 in eine, den Spirituskolonnen ähnliche Spezialkonstruktion
ig und dann in einen darüberliegenden, wassergekühlten Nachkühler 2o einzutreten.
Aus diesem treten die von Wasserdampf befreiten Dämpfe in den Leitungen 21, 22 durch
den Wärmeaustauschapparat 14 hindurch und gelangen durch den Hahn 23 und die Leitung
24 in ein Gebläse 25, das zweckmäßigerweise als Ventilator ausgebildet ist. Aus
dem Gebläse strömen die Gase durch die Leitung 26, den Hahn 27, die Leitung 28 in
den Vorwärmer 29, welchen sie durch die Leitung 30 verlassen, um durch den
Dreiweghahn 31 und die Leitung i wieder in den Extraktionsbehälter 5 zu gelangen.
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Die Kühltemperatur in den Kühlern 15 und 2o wird so reguliert, daß
lediglich der den Lösungsmitteldämpfen beigemengte Wasserdampf kondensiert wird,
das Lösungsmittel selbst aber nicht. Der wasserfreie Lösungsmitteldampf nimmt im
Wärmeaustauschapparat 14 `\ ärme auf, während der wasserhaltige Dampf "ärme abgibt.
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Bei Beginn des Arbeitsvorganges wird die Leitung 24 durch den Hahn
23 und die Leitung 26, 28 durch den Hahn 27 abgesperrt. Dann läßt man aus dem Lösungsmittelbehälter
32 durch den Hahn 33 und die Leitung 34 Lösungsmittel, z. B. Benzin, in den Verdampfer
29 einfließen. Das dort verdampfte Lösungsmittel dringt durch die Leitungen 30,
1 in den Behälter 5 ein und treibt die im System vorhandene Luft vor sich her, welche
durch eine in der Leitung 2i befindliche Vorrichtung entweicht.
Diese
Vorrichtung ist in Abb. 2 gesondert dargestellt. Die Luft gelangt in den Stutzen
35, da die Leitung 21 hinter diesem zunächst abgesperrt ist. Der Stutzen 35, welcher
ein Rückschlagventi136 enthält und von einem Kühlmantel 37 umgeben ist, steht mit
einem Schwimmergefäß 38 in Verbindung. Im Gefäß 38 spielt ein Schwimmer 4o, dessen
spezifisches Gewicht so bemessen ist, daß er im flüssigen Lösungsmittel schwimmt.
Zunächst entweicht die Luft durch den Auslaßstutzen 4= des Schwimmergefäßes 38.
Enthält die Luft Anteile des Lösungsmittels, so verdichten sich diese durch die
Kühlwirkung des Mantels 37. l'ie niedergeschlagene Flüssigkeit sammelt sich im Gefäß
38 und hebt den Schwimmer 40, bis dieser mittels eines mit ihm verbundenen Ventils
42 den am Auslaßstutzen 41 vorgesehenen Ventilsitz 43 abschließt. Mit dem Schwimmer
40 ist ein Seilzug verbunden, der über Führungsrollen zum Stellorgan des fNbsperrorgans
der Leitung 21 geht. Beim Aufstieg des Schwimmers wird gleichzeitig mit dem Abschließen
des Luftaustrittstutzens 41 dieses Absperrorgan geöffnet. Ferner geht ein abgezweigter
Seilzug zum Anlaßorgan des Gebläses 25, so daß beim Aufstieg des Schwimmers auch
das Gebläse und damit die Dampfzirkulation in Gang kommt. Gleichzeitig wird dann
das Ventil 27 geöffnet und der Weg von der Leitung 22 nach der Leitung 24 durch
Umstellung des Dreiweghahnes 23 freigemacht.
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Der Benzinzufluß wird so lange aufrechterhalten, bis das ganze System
unter normalem Dampfdruck steht. Sobald die Zirkulation im Gange ist und die Entfettung
in der gewünschten .#'i'eise erfolgt, geht man zur Entfettungsarbeit unter vermindertem
Druck über. Diese wird dadurch erreicht, daß man einen. Teil des Lösungsmitteldampfes
durch Kondensation bei erhöhter Kühlerarbeit aus dem Kreislauf nimmt. Die Kondensation
wird so lange fortgesetzt, bis sich ein bestimmtes Gleichgewicht einstellt, welches
naturgemäß von der Dichtigkeit der gesamten Apparatur abhängig ist.
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Unter vermindertem Druck verläuft die Entfettung und Trocknung des
Gutes rascher. Der Kreislauf der Dämpfe erfolgt so lange, bis die Entfettung und
Trocknung beendet ist.
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Das im entfetteten Gut und im extrahierten Fett enthaltene Lösungsmittel
wird durch eine zweckentsprechende Einrichtung zurückgenommen, verdampft und dem
oben geschilderten kreisenden Lösungsmittelstrom zugeführt. rie Strömungsrichtung
des Lösungsmitteldampfes durch den Extraktionsbehälter 5 wechselt man periodisch
durch Umstellen der Wechselklappe 3. Soll die Extraktionsarbeit nicht nur an zwei,
sondern an vier Stellen einsetzen, so verwendet man die Einrichtung der Abb.3.
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Der Lösungsmitteldampf strömt durch die Leitung ia und das Gehäuse
2a der Wechselklappe 39 in die Leitung 4a und von dieser durch die Leitungen
4b, 4c oben und unten in den Extraktionsbehälter 5a. Aus dem Extraktionsbehälter
5a entweicht der Lösungsmitteldampf durch die Leitungen 6b, 6c und gelangt
durch die Leitung 6a und das Gehäuse 2a in die Austrittsleitung 7a. Wird die Wechselklappe
3a um go ° gedreht, nimmt sie also die gestrichelte Stellung der Abb. 2 ein, so
gelangt der Lösungsmitteldampf aus der Leitung ia durch das Gehäuse 2a und
die Leitungen 6a, 6b, 6c in den Extraktionsbehälter 5a und aus diesem durch
die Leitungen 4b, 4c, 4a und das Gehäuse 2a in die Leitung 7a. Bei periodischer
Umstellung der Wechselklappe tritt der Lösungsmitteldampf in den Extraktionsbehälter,
also abwechselnd oben und unten bzw. in der Mitte ein und entweicht in der Mitte
bzw. oben und unten.