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Verfahren zum Abscheiden der in Ölen und Fetten enthaltenen Fettsäure.
Die Erfindung bezieht sich auf die Reinigung von Fetten, die erhebliche Mengen freier
Fettsäure enthalten. Sie bezweckt, diese freie Fettsäure in einem einzigen ununterbrochenen
Arbeitsgang zu beseitigen, und bedient sich dazu des bekannten Verfahrens, das saure
Öl mit Alkalien zu behandeln und die freie Säure dadurch in Seife zu verwandeln,
die sich dann mechanisch von dem .entsäuerten Öl trennen läßt.
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Wenn der Säuregehalt des Öls gering ist, so bietet die Neutralisierung
keine nennenswerte Schwierigkeit, da man das Öl mit einer verdünnten Natronlauge
oder Sodalösung waschen und die entstehende wäßrige Seifenlösung von dem Öl trennen
kann. Es kommen jedoch Öle vor, die mit ganz beträchtlichen Mengen freier Fettsäure
verunreinigt sind, wie z. B. Walfischtran mit z¢ Prozent freier Säure, und wenn
man diese in Seife verwandelt und nicht Flüssigkeitsmengen erhalten will, die die
Arbeit unverhältnismäßig erschweren würden, so muß man Bedingungen anwenden, unter
denen die Seife in fester Form erhalten wird. Man wird daher das Alkali in möglichst
wenig Wasser lösen und diese Lösung so innig wie möglich mit dem zu reinigenden
Öl vermischen.
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Ein solches Verfahren ist in der Tat schon ins Auge gefaßt worden,
und zwar hat man zunächst Schleuder- oder Emulgiermaschinen als Mittel zum Mischen
der Bestandteile vorgeschlagen. Diese Maschinen würden sich aber nicht dazu eignen,
Öle und Fette in ununterbrochenem Vorgang zu entsäuern, weil die Reaktion in ihnen
nicht schnell genug verläuft und die sich bildende Seife die öffnungen verstopfen
würde, durch die das Gemisch entweicht.
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Man hat ferner, als die Kolloidmühle mit ihrer ,eigenartigen Wirkung
erfunden wurde, alsbald daran gedacht, diese Mühle zur schnellen Neutralisierung
von Fettsäuren mit konzentrierten Alkalilösungen zu benutzen. Aber auch diese Mühle
eignet sich nicht dazu, in einem Arbeitsgang feste Seife, also Natronseife, herzustellen.
Die Kolloidmühle in ihrer typischen Ausführungsform hat eine rotierende, am Umfang
mit radialen Stiften besetzte Scheibe, deren Stifte sich zwischen feststehenden
Stiften hindurchbewegen. Die rotierende Scheibe ist also ein Zentrifugalrührer,
der die Flüssigkeit in einem zylindrischen Gefäß herumtreibt und durch die enge
Lücke zwischen den Stiften hindurchpreßt. Eine Schleuderwirkung von Stift zu Stift
tritt dabei niemals ein. Die Zerkleinerung wird, wie man an einer mit Glas bedeckten
Mühle beobachten kann, dadurch bewirkt, daß die Flüssigkeit an den Umfang des Gefäßes
geschleudert wird, wobei teils an der Wand, teils im Innern der Flüssigkeit eine
sehr starke Reibung entsteht,
die die Zerkleinerung zur Folge hat:
Eine solche Mühle kann nicht in einem Arbeitsgang feste Seife herstellen oder Öle
mit hohem Fettsäuregehalt unter Abscheidung fester Stoffe neutralisieren aus folgenden
Gründen: Der wirksame Teil der Kolloidmühle ist eine mit Zähnen besetzte Trommel,
die schnell gedreht wird und dabei mit den Zähnen in Lücken eines Kammes eingreift.
Die Flüssigkeit soll durch die Trommel, die sich in einem zylindrischen Gefäß dreht,
in Umlauf versetzt und zwischen den Zähnen hindurchgetrieben und hierbei zermahlen
werden. Es ist nun klar, daß, sobald in der Flüssigkeit ein zäher fester Körper,
wie Seife, entsteht, dieser von den Zähnen zurückgehalten wird und die Lücken zwischen
den Zähnen sehr schnellverstopfen wird. Dies kann durch keine noch so große Umdrehungsgeschwindigkeit
der Trommel verhindert werden, da die zugeführte Bewegungsenergie zum größten Teil
durch die Reibung der Flüssigkeit an den Wänden des Gehäuses verzehrt wird und der
Rest den ganzen Ballast der Beschickung durch den schmalen Spalt zwischen der Trommel
und dem Kamm hindurchtreiben muß.
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Nach der vorliegenden Erfindung wird das zu entsäuernde Öl in einer
schnellaufenden Stiftscheibenmühle wie der nach dem Patent 4.48 726 oder
dem britischen Patent 186 462 behandelt. Die Beschickung wird im Mittelpunkt der
Mühle eingeführt, erfährt eine Beschleunigung, die in dem Maße wächst, wie die Masse
sich dem Umfang nähert, und wird hier, wo die Reaktion ihr Maximum erreicht hat,
mit einem Maximum von Kraft durch den ringsum freien Anslaß herausgeschleudert.
Der kräftige Luftstrom, der das Gut begleitet (und der in der Kolloidmühle natürlich
nicht vorhanden sein kann), unterstützt noch den Durchgang des Gutes. Es braucht
nur ein sehr geringer überschuß von Alkali angewendet zu werden, wenn überhaupt
ein überschuß nötig ist, und es wird so gut wie kein neutrales Fett verseift.
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Bei der Mühle nach dem erwähnten Patent kann die Entleerung aus der
umlaufenden Stiftscheibe so ziemlich rings um den ganzen Umfang der Mühle stattfinden,
und das ausgeleerte Erzeugnis wird in einem geeigneten, die Stiftscheibe umgebenden
Gefäß oder Trichter aufgefangen. Die Scheibe kann mit einer Geschwindigkeit von
ungefähr 6ooo m in der Minute am Scheibenumfang laufen, und bei solchen Geschwindigkeiten
wird das durch die Mühle gehende Öl und Alkali so fein zerteilt und gemischt, daß
die Reaktion zwischen dem Alkali und der Fettsäure eine fast augenblickliche ist.
Eine Gefahr der überhitzung ist, trotzdem die mechanische Wir-Dung so heftig ist,
nicht vorhanden, weil die Mühle einen starken Luftstrom ansaugt, der mit der öl-Alkali-Mischung
hindurchgeht. Wenn die Auffangkammer rings um die offene Entleerung der Mühle oben
offen gelassen würde, so würde die umgebende Luft mit einem Nebel oder Sprühregen
von feinsten Teilchen erfüllt werden. Die Auffangkammer ist natürlich mit einer
passenden Vorrichtung umschlossen, um das Entweichen der Luft und die Abscheidung
des Ölnebels daraus zu ermöglichen.
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Statt Ätznatron kann man zum Verseifen auch die billigere Soda (Na2GG3)
oder ein anderes Alkali benutzen.
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Das Verfahren ist anwendbar auf die Entfernung von Fettsäuren aus
tierischen Ölen, wie Walfischtran, und aus Pflanzenölen, wie Baumwollsaatöl, Palmkernöl,
Kokusnußöl, Sojabohnenöl usw. Ein Vorzug, den das Verfahren überdies hat, ist, daß
das Öl beim Durchgang durch die Mühle so gut wie geruchlos gemacht wird, eine Wirkung,
die wahrscheinlich auf die erzielte feine Verteilung, verbunden mit der innigen
Mischung mit dem starken Luftstrom, zurückzuführen ist, der die flüchtigen Riechstoffe
wegführt.
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Abgesehen von der Anwendung des Verfahrens zur Herstellung von Speiseölen
und -fetten ist es auch anwendbar, um die Güte von Ölen durch Neutralisieren und
Abscheiden eines Teils ihres Fettsäuregehalts zu verbessern. Eine geringe Sorte
von Wal-fischtran möge z. B. i o bis 15 Trozent Fettsäure enthalten; wenn
diese Menge durch ein einfaches und schnelles Verfahren auf sagen wir
3 Prozent herabgesetzt werden könnte, so würde dadurch der Wert des Öls bedeutend
erhöht werden. Dasselbe gilt für andere Öle, Pfianzenüle usw. Dieser Erfolg wird
nach der Erfindung dadurch erzielt, da'ß man dem Öl weniger festes Alkali, am besten
Soda, zusetzt, als zur vollständigen Verseifung erforderlich ist, ehe die Behandlung
in der Stiftscheibenmühle beginnt, und dann die entstandene Seife nach irgendeinem
passenden Verfahren abscheidet. Das Verfahren hat den großen Vorteil, daß die Verunreinigungen
des rohen Walfischtrans, Blutgerinsel, Eiweiß usw., bei der Verseifung und nachfolgenden
Scheidung in hohem Maße entfernt werden.
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Als Beispiel für die Entfernung von freier Fettsäure aus einem Öl
möge das Folgende dienen: Ein bestimmter Walfischtran enthält io,3 Prozent Fettsäure,
die soweit wie möglich entfernt werden soll. Man stellt eine Lösung her aus 4,3
Gewichtsteilen Soda in 28 Gewichtsteilen Wasser und läßt diese zusammen mit 224
Gewichtsteilen des zu- behandelnden Walfischtrans in die Mühle einlaufen. Die freie
Fettsäure des Trans wird
bei einem einzigen Durchgang durch die
'Mühle bis auf o,5 Prozent verseift. So gut wie kein neutrales Fett in dem Walfischtran
wird bei diesem Verfahren durch die Soda angegriffen.
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Das Öl kann entweder in kaltem Zustande durch die Mühle geschickt
werden, oder es kann, wenn man will, vorgewärmt werden; aber in keinem Falle braucht
es auf eine Temperatur nahe dem Siedepunkt des Öls erhitzt zu werden, und die Reaktion
kann auch ohne jede Erhitzung des Öls zu Ende geführt werden.
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Die praktischen Einzelheiten bei der Ausführung des Verfahrens lassen
mannigfache Abänderungen zu, ohne daß der Erfindungsgedanke verlassen wird; selbstverständlich
kann man das Öl und das Alkali mehr als einmal durch die Stiftscheibenmühle gehen
lassen, ehe man das Verseifte abscheidet.