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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur
physikalischen Raffinierung und/oder Desodorisierung von essbaren Ölen und
Fetten.
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Die
Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren zum Abtrennen
von Triglyceridölen
und -fetten unter Vakuum.
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Die
Erfindung befasst sich insbesondere auch mit einer neuen Vorrichtung,
die bei diesem Verfahren eingesetzt wird.
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Die
Erfindung ist insbesondere für
essbare Öle
und Fette von Bedeutung, die für
den Verzehr verkauft werden sollen oder die bei Nahrungsmittelprodukten
eingesetzt werden sollen, da diese Produkte erfordern, dass diese
essbaren Öle
und/oder Fette einen milden Geschmack aufweisen. Zusätzlich kann
die Erfindung auf alle Arten von essbaren Ölen und Fetten, wie zum Beispiel
auf pflanzliche Öle,
tierische Fette und Meerestieröle,
deren Mischungen und ebenso auf hydrierte Öle, fraktionierte Öle, Umesterungsprodukte
und deren Mischungen angewandt werden. Im Allgemeinen stellt dies
den letzten Schritt bei der Verarbeitung von essbaren Ölen dar,
bevor das gemäß der Erfindung
behandelte Produkt entweder verpackt oder zu Produkten weiter verarbeitet
wird, wie zum Beispiel zu Margarine.
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Bei
der Raffinierung von essbaren Ölen
werden zwei unterschiedliche Wege eingeschlagen. Bei dem ältesten
Weg wird eine chemische Neutralisation der freien Fettsäuren in
dem Rohöl
vorgenommen, wie es durch Abpressen und/oder Lösungsmittelextraktion gewonnen
wird. Bei diesem Weg wird allgemein Ätznatron eingesetzt, um diese
freien Fettsäuren
zu Natriumseifen umzusetzen, die dann durch eine Trennzentrifuge
entfernt und mit Wasser ausgewaschen werden. Anstatt die Restseifen
durch Auswaschen mit Wasser zu entfernen, können diese auch durch die Adsorption
von zum Beispiel Silicahydrogel entfernt werden.
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Anschließend wird
das neutrale Öl
durch eine Adsorptionsbehandlung gebleicht, die den Gebrauch von
Bleicherde und/oder Aktivkohle einschließt und anschließend werden
die noch in dem Öl vorhandenen, übelriechenden
Verbindungen durch ein Vakuumtrennverfahren, das Desodorisierung
genannt wird, entfernt.
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Bei
dem anderen Weg wird das Rohöl
zu allererst in einem sauren Degummierungs- oder sauren Raffinierungsverfahren
bis auf einen geringen Restphosphorgehalt < 10 ppm P degummiert, ohne die freien
Fettsäuren
zu entfernen. Wenn ein solches degummiertes Öl anschließend gebleicht wird, kann es
physikalisch in einem Vacuumtrennverfahren raffiniert werden, das
sowohl die freien Fettsäuren
als auch die übelriechenden
Verbindungen entfernt, so dass ein mild schmeckendes Produkt von
guter Haltbarkeit entsteht. Eine physikalische Raffinierung kombiniert
somit die Neutralisation und die Desodorisierung des Öls.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
kann nützlich
sowohl bei dem Desodorisierungsverfahren als auch bei dem physikalischen
Raffinierungsverfahren angewandt werden.
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Bei
den bereits bekannten Desodorisierungs- und dem physikalischen Raffinierungsverfahren
wird das zu verarbeitende Öl üblicherweise
einer Temperatur von bis zu 250° oder
sogar höher,
einem Druck, der 5 mbar niedrig oder sogar niedriger ist, sowie
der Wirkung eines Abtrennmittels ausgesetzt. Das im allgemeinen
eingesetzte Abtrennmedium ist Dampf, aber andere inerte Gase, wie
zum Beispiel Stickstoff, werden ebenso eingesetzt, wie dies in EP-A-0 580 896 von Cheng
et. al. beschrieben wird. In diesem Zusammenhang besteht die Aufgabe
des Abtrennmittels darin, die flüchtigen
und aus dem Öl zu
entfernenden Verbindungen zu verdünnen, so dass sie bei höheren Drücken verdampfen
können als
dann, wenn kein Abtrennmedium vorhanden ist.
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Damit
die Desodorisierung und die physikalische Raffinierung wirksam ist,
und um den Einsatz eines Abtrennmediums so gering wie möglich zu
halten, sollte die Konzentration der flüchtigen und aus dem Öl zu entfernenden
Verbindungen so nah wie möglich
an der physikalischen Gleichgewichtskonzentration liegen, wie sie
durch den Dampfdruck der reinen flüchtigen Verbindungen bei der
vorherrschenden Temperatur und ihren Konzentrationen in dem Öl bestimmt
wird. Dazu ist ein inniger Kontakt zwischen dem Abtrennmedium und
dem abzutrennenden Öl unbedingt
erforderlich. Ein solcher Kontakt wird dadurch erreicht, dass man das
Abscheidemedium unter die Oberfläche
eines Beckens von flüssigem
und zu desodorierendem Öl
durch kleine Düsen
einführt, oder
indem man dieses Öl über eine
große
Oberfläche
ausbreitet, die mit dem Abtrennmedium in Kontakt steht. Die zuletzt
genannte Methode, die zum Beispiel in der WO 98/00484 von Hillström et. al.
beschrieben wird, wendet zu diesem Zweck im allgemeinen Füllkörpersäulen an.
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Wenn
indessen eine kleine Blase von Abtrennmedium unter der Oberfläche des
Beckens von Öl
freigesetzt wird, dann ist an dem Punkt der Freisetzung der Druck
gleich der Summe des Systemdrucks und des Drucks, der durch die Ölsäule über dem
Punkt der Freisetzung ausgeübt
wird. Wenn die Blase durch das Öl
hochsteigt, dann verringert sich die Höhe dieser Säule, so dass der Druck innerhalb der
Blase ebenfalls abnimmt, so dass sich die Blase im Ergebnis ausdehnt.
An der Oberfläche
wird die Blase platzen, und das in der Blase enthaltene Gas wird
durch das Vakuumsystem entfernt. Bei diesem Vorgang wird die Blase
indessen auch flüssiges Öl mitreißen und
wenn dieses Öl
das Vakuumsystem erreichen würde,
dann wäre
es unwiederbringlich verloren und würde somit einen Ertragsverlust
darstellen. Dieser Verlust wird oft als „neutraler Ölverlust" oder NOL bezeichnet.
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Dementsprechend
wurden die meisten der industriellen Desodorisierungsvorrichtungen
mit Prallflächen
versehen, die dazu dienen, das durch das aufsteigende Abtrennmedium
mitgeführte Öl zurückzuhalten
und somit den NOL zu verringern. Diese Prallflächen stellen indessen oft einen
Widerstand für
die Dampfströmung
dar und führen
dazu, dass der Druck an dem Punkt, an dem die Blase die Öloberfläche verlässt, erheblich
höher ist
als das durch das Vakuumsystem selbst erreichte Vakuum. Füllkörpersäulen leiden
weniger unter dem NOL, da in diesen Säulen das Abtrennmedium an die Öloberfläche stößt; aber
diese Säulen
stellen dann aber selbst einen Widerstand für die Dampfströmung dar,
so dass wiederum der von dem Öl „gesehene" Druck ein wenig
höher sein
kann als der durch das Vakuumsystem erreichte Druck.
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Wie
oben erwähnt
wurde, wird zu desodorierendes oder physikalisch zu raffinierendes Öl auf erhöhte Temperaturen
gebracht, da die Dampfdrücke der
flüchtigen
und durch Abtrennen zu entfernenden Verbindungen mit einem Anstieg
der Temperatur ansteigt, so dass ihre Flüchtigkeit anwächst. Um
Energie zu sparen, wird das eingespeiste Öl oft durch das weggeführte Öl in einem Öl-zu-Öl-Wärmerückgewinnungsprozess
vorgewärmt,
so dass zugeführte
Energie lediglich dazu notwendig ist, um die Öltemperatur von dem durch den
Wärmeaustauscher
erreichten Niveau auf die Desodorisierungstemperatur anzuheben.
Das Wärmetauschersystem
und/oder das am Ende angeordnete Aufheizsystem kann außerhalb des
Desodorisierungsgehäuses
angeordnet sein, die meisten in Gebrauch befindlichen Vorrichtungen schließen allerdings
diese Systeme innerhalb des Desodorisierungsgehäuses ein. Andrerseits ist die Entlüftungsstufe
meist außerhalb
dieses Gehäuses angeordnet.
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Dementsprechend
enthält
ein solches Gehäuse
in der Regel eine Anzahl von übereinander
angeordneten Austauschböden,
von denen aus das zu desodorierende Öl mittels Schwerkraft nach
unten fließt.
Von oben nach unten können
diese Austauschböden
den folgenden Funktionen dienen: Entlüftung, wenn diese innerhalb
des Gehäuses
angeordnet ist, Erhitzen durch Wärmeaustausch
mit dem abgeführten Öl, Erhitzen
auf die endgültige
Desodorisierungstemperatur, geeignete Desodorisierung, Kühlung durch
Wärmeaustausch
mit dem eingespeisten Öl und
schließlich
weitere Kühlung
auf die Ölauslasstemperatur.
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Im
Allgemeinen werden alle Austauschböden mit dem Abtrennmedium besprengt,
das nicht nur flüchtige
Stoffe von dem zu behandelnden Öl
abscheidet, sondern auch eine Bewegung des Öls sicherstellt und somit die
Wärmeübertragung
fördert. Die
Desodorisierung muss zweckmäßigerweise
nicht auf einen einzigen Austauschboden beschränkt sein, sondern kann auch
in einer Anzahl von übereinander angeordneten
Austauschböden
durchgeführt
werden. In ähnlicher
Weise können
die Öle
auch erhitzt und gekühlt
werden, nachdem sie der ersten Desodorisierungsbehandlung unterworfen
wurden und bevor sie einer folgenden Desodorisierungsbehandlung unterzogen
werden.
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Wenn
die Austauschböden
innerhalb des Desodorisierungsgehäuses an der Wandung des Desodorisierungsgehäuses befestigt
sind und einen zentralen Kamin umgeben, der den von den Austauschböden aufsteigenden
Dampf sammelt und diese Austauschböden mechanisch abstützt, dann
wird die Desodorisierungseinrichtung allgemein als eine Eingehäuse-Desodorisierungsvomchtung
bezeichnet. Anstelle eines zentralen Kamins können die Gase auch von jedem
Austauschboden durch einzelne Vakuumverbindungen entfernt werden,
die mit einem gemeinsamen Rohr verbunden sind. Wenn ein ringförmiger Spalt
zwischen den Austauschböden und
dem Außengehäuse als
Dampfleitung dient, dann wird dieses System als Doppelgehäuse-Desodorisierungsvorrichtung
bezeichnet.
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Flussdiagramme
für die
unterschiedlichen Typen, nämlich
für Doppelgehäuse, Einfachgehäuse, kontinuierlich
und halb-kontinuierlich, können
in dem Practical Handbook of Soybean Processing and Utilization;
herausgegeben von D.R. Erickson, AOCS Press and United Soybean Board,
1995 auf Seite 251 ff gefunden werden. Im Allgemeinen ist eine Einfachgehäuse-Desodorisierungsvorrichtung
weniger teuer in der Konstruktion als eine Doppelgehäuse-Desodorisierungsvorrichtung.
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Um
einen niedrigen Druck innerhalb des Desodorisierungsgehäuses aufrecht
zu erhalten, muss es mit einem Vakuumsystem verbunden sein. Dieses System
entfernt das Abtrennmedium, das in das Gehäuse eingeführt wird, die flüchtigen
Bestandteile, die von diesem Medium mitgeführt werden und sonstiges Gas,
das in das Gehäuse
leckt. Diese flüchtigen Bestandteile
müssen
aus dem Gas, dass das Desodorisierungsgehäuse verlässt, entfernt werden, und zu
diesem Zweck wird das Gas üblicherweise
durch einen Gaswäscher
geleitet. In diesem Gaswäscher kommt
das heiße
Gas mit einem gekühlten
Destillat in Berührung,
in das die flüchtigen
Stoffe kondensieren. Folglich muss das Vakuumsystem diese flüchtigen
Stoffe nicht transportieren und kann deshalb eine geringere Kapazität aufweisen,
was insbesondere im Falle der physikalischen Raffinierung wichtig
ist.
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Dieser
Gaswäscher
kann am oberen Ende des Desodorisierungsgehäuses und unter der Verbindung
zu dem Vakuumsystem angeordnet sein. Das verflüssigte Destillat wird auf dem
Boden dieses Gaswäschers
gesammelt und wird dann teilweise über einen Kühler zu dem oberen Ende des
Gaswäschers
zurückgeführt; was
nicht zurückgeführt wird,
wird in einem Zwischenvorratsgefäß für das Destillat
gesammelt. Diese Anordnung erfordert es indessen, dass der bei niedriger
Temperatur arbeitende Gaswäscherabschnitt
unmittelbar oberhalb eines Austauschbodens für heißes Öl angeordnet ist, und dies
stellt hohe Ansprüche
an die Konstruktion und das Konstruktionsmaterial der Desodorisierungsvorrichtung,
die beträchtlichen
thermischen und mechanischen Spannungen standhalten müssen, und
dies zusätzlich
zu einer dauerhaften Dichtigkeit in Bezug auf das Vakuum.
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Folglich
kann der Gaswäscher
auch außerhalb
des Desodorisierungsgehäuses
in der Leitung angeordnet sein, die die Desodorisierungsvorrichtung
mit dem Vakuumsystem verbindet. Wenn diese Leitung oben an dem Desodorisierungsgehäuses angeordnet
ist, dann liegt der Gaswäscher
gewöhnlich in
der Nähe,
um den Druckverlust in der Vakuumleitung auf ein Minimum zu verringern.
Wenn die Dämpfe
von jedem einzelnen Austauschboden in einer gemeinsamen Leitung
gesammelt werden, dann ist der Gaswäscher nahe dieser gemeinsamen
Leitung gelegen; dies kann am oberen Ende dieser Leitung sein, am
Boden dieser Leitung oder irgendwo dazwischen. Beispiele von Desodorisierungsvorrichtungen mit
einem Gaswäscher
werden von A. Athanassiadis in „Elimination of Air and Water
Pollution by Double-Stage Scrubber," JAOCS, Bd. 59, No. 12 (1982) Seiten
554–557
offenbart.
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Zur
Schaffung des Vakuums werden üblicherweise
Dampfstrahler und Kondensoren eingesetzt. Da diese Fallwasserrohre
erfordern, benötigt das
Vakuumsystem wenigstens 10 m Höhe.
Folglich weisen üblicherweise
eingesetzte Desodorisierungsvorrichtungen am oberen Ende des Vakuumgehäuses eine
Verbindung zu dem Vakuumsystem auf, zum Beispiel gerade oberhalb
dem Gaswäscher, wenn
dieser innerhalb der Desodorisierungsvorrichtung angeordnet ist.
Da Gas eine Druckdifferenz zum Strömen braucht, bedeutet dies,
dass der Systemdruck in dem untersten Teil innerhalb des Desodorisierungsgehäuses etwas
höher ist
als am oberen Ende. Dementsprechend ist das zu desodorierende Öl einem
höheren
Druck ausgesetzt als das zu erhitzende oder zu entgasende Öl, da die
Austauschböden für die Erhitzung
und Entlüftung über den
Austauschböden
für die
Desodorisierung angeordnet sind. Dies stellt einen Nachteil dieses
Konstruktionstyps dar, da die Desodorisierung vorzugsweise bei dem
niedrigsten Druck erfolgen sollte, den das Vakuumsystem erzeugen
kann.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung für die physikalische
Raffinierung und/oder Desodorisierung von essbaren Ölen bereitzustellen, die
weniger thermischen und insbesondere mechanischen Spannungen unterworfen
ist als die üblicherweise
eingesetzten Vorrichtungen.
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Es
ist ebenso eine Aufgabe der Erfindung, den Verlust an neutralem Öl, der durch
mitgerissene Flüssigkeit
entsteht, zu verringern.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, sicherzustellen, dass
desodoriertes Öl
einem möglichst
geringen Druck ausgesetzt ist, um auf diese Weise den Einsatz von
Abtrennmedium zu verringern.
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Noch
eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, die Konstruktion der
Desodorisierungsvorrichtung zu vereinfachen, insbesondere das Montieren
der Hilfsgefäße und -einrichtungen.
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Eine
Aufgabe der Erfindung besteht auch darin, eine Vorrichtung vorzusehen,
die sowohl für
eine kontinuierliche als auch für
eine halbkontinuierliche Betriebsweise geeignet ist.
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Schließlich ist
es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Verfügung zu
stellen, das sowohl in Desodorisierungsvorrichtungen mit einem Einfach-
wie auch mit einem Doppelgehäuse
wirtschaftlich eingesetzt werden kann.
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Gemäß der Erfindung
weist die Vorrichtung zur physikalischen Raffinierung und/oder Desodorisierung
von Triglyceridölen
ein Gehäuse
mit einer Anzahl von übereinander
angeordneten Austauschböden
zum Entgasen, Erhitzen, Kühlen
und/oder Desodorisieren auf, sowie einen Gaswäscher, wobei der Gaswäscher an
dem untersten Teil des Desodorisierungsgehäuses angeordnet ist.
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Weitere
Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sind in den beigefügten
Ansprüchen
2–6 enthalten.
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Die
Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur physikalischen Raffinierung
und/oder Desodorisierung von essbaren Ölen und Fetten, das dadurch
gekennzeichnet ist, dass eine Vorrichtung gemäß der Erfindung eingesetzt
wird.
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Die
Erfindung beansprucht somit ein Verfahren, bei dem der Austauschboden über dem
Gaswäscher
für die
Entgasung des in das Desodorisierungsgehäuse eintretende Öls eingesetzt
wird; von diesem Austauschboden wird dann das entgaste Öl zu dem
obersten Austauschboden gepumpt, von dem aus es durch Schwerkraft
zu den darunter liegenden Austauschböden fließt.
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Weitere
Ausführungsformen
des Verfahren werden in den beigefügten Ansprüchen 9–16 angegeben.
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Um
die Merkmale der Erfindung deutlicher aufzuzeigen, werden bevorzugte
Ausführungsbeispiele
einer Vorrichtung und eines Verfahrens gemäß der Erfindung im Folgenden
beispielhaft und ohne einschränkenden
Charakter mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben,
in denen:
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1 ein
Flussdiagramm einer Desodorisierungsvorrichtung gemäß der Erfindung
zeigt;
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2 einen
Querschnitt durch den unteren Teil der Desodorisierungsvorrichtung
mit dem Weg, den Gase nehmen, die das Desodorisierungsgehäuse verlassen,
zeigt;
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3 ein
Flussdiagramm einer Desodorisierungsvorrichtung hoher Kapazität mit zwei
Temperatur- und zwei Kondensationsbereichen.
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Wie
in 1 dargestellt, wird raffiniertes und gebleichtes Öl kontinuierlich
durch eine Pumpe 2 in das Desodorisierungsgehäuse 1 und
in den Entgasungs-Austauschboden 3 eingeführt, der über dem Gaswäscher 4 angeordnet
ist. Die Pumpe 2 presst das Öl durch Sprühköpfe 5, um eine schnelle
Entgasung des Öls
sicherzustellen.
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Es
ist ebenso möglich
dem Entgasungs-Austauschboden 3 den Abtrenndampf über Einlässe 6 zuzuführen, um
den Vorgang der Entgasung zu unterstützen.
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In
dieser Stufe beträgt
die Öltemperatur
zum Beispiel 90°–100° C, das ist
die Temperatur, die das Öl
normalerweise hat, nachdem es gebleicht und gefiltert wurde.
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Von
dem Austauschboden 3 wird das Öl mit Hilfe einer Transportpumpe 7 für entgastes Öl über Wärmetauscherwindungen 9,
die in dem Wärmerückgewinnungs-Austauschboden 10 liegen,
zu dem obersten Erhitzungs-/Vorabscheidungs-Austauschboden 8 innerhalb
des Desodorisierungsgehäuses 1 geführt.
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In
dem obersten Austauschboden 8 wird das Öl auf die Desodorisierungstemperatur,
zum Beispiel 230°C,
mittels Hochdruckdampf, der in dem Kessel 11 oder mittels
eines anderen Wärmeaustauschmediums
erzeugt wird, erhitzt. Der obere Austauschboden 8 für die Enderhitzung
ist zur Bewegung des Öls und
zur Förderung
des Wärmeaustauschs
mit besprühenden
Dampfeinlässen 6 versehen.
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Von
dem oberen Austauschboden 8 aus fließt das Öl mittels Schwerkraft zu dem
darunter liegenden Desodorisierungs-Austauschboden 12,
wo es desodorisiert wird, und während
es über
die Einlässe 6 mit
Dampf besprüht
wird.
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Von
dem Austauschboden 12 aus fließt das heiße Öl mittels Schwerkraft zu dem
Wärmerückgewinnungs-Austauschboden 10,
wo es durch entgastes Öl
gekühlt
wird, zuletzt wird das Öl
in dem letzten Kühlungs-Austauschboden 13 auf
die Ölliefertemperatur
abgekühlt,
von wo aus es durch die Pumpe 14 als voll raffiniertes,
gebleichtes und desodoriertes Öl abgezogen
wird.
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Die
Austauschböden 10 und 13 werden ebenso
durch Einlässe 6 für das Abtrennmedium
besprüht,
um den Wärmeübergang
zu erleichtern, und ebenso, um übelriechende
Verbindungen aus dem Öl zu
entfernen.
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Die
aus den unterschiedlichen Austauschböden 3, 8, 10, 12 und 13 entweichenden
Dämpfe
werden in dem zentralen Kamin 15 durch regelmäßig in der
Kaminwand angeordnete Fenster 16 gesammelt.
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Von
diesem Kamin 15 aus werden sie aus dem Desodorisierungsgehäuse 1 über eine
Vakuumverbindung 17 abgepumpt, nachdem sie einen Gaswäscher 4 für Fettsäuren und
einen Entnebler 18 passiert haben.
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Einiges
von dem neutralen Öl,
das durch das die Öloberfläche aufreißende Abtrennmedium
mitgerissen wurde, wird in den zentralen Kamin 15 eintreten,
der deshalb auf seiner Wand mit Prallflächen 19 versehen wurde.
Diese Prallflächen 19 sorgen
dafür, dass
der Gasstrom eine spiralförmige
Bewegung annimmt, so dass die Öltröpfchen durch
Zentrifugalkraft gegen diese Wand geschleudert werden.
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Die
Prallflächen 19 auf
der Kaminwand 15 sorgen ebenso dafür, dass das an dieser Wand
nach unten strömende Öl um seine
Fenster 16 herumströmt,
so dass sich dieses Öl
auf dem Boden dieses Kamins 15 sammelt, von wo aus es zu
dem Entgasungs-Austauschboden 3 fließt, um wieder in das Verfahren
eingeführt
zu werden. Die Dämpfe
verlassen den zentralen Kamin durch das Fenster 20, um in
den Gaswäscherbereich 4 einzutreten.
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In
dem Gaswäscher 4 wird
gekühltes
Destillat durch Düsen 21 in
den Dampfstrom eingesprüht, der
dafür sorgt,
dass die flüchtigen
Stoffe kondensieren. Die Pumpe 22 entnimmt dieses Destillat
dem Becken am Boden des Desodorisierungsgehäuses 1 und pumpt es über einen
Kühler 23 durch
die Sprühdüsen 21,
die in dem Dampfstrom angeordnet sind.
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Das
in dem Entnebler 18 gesammelte Destillat rieselt ebenfalls
in das am Boden angeordnete Becken. Die Vakuumverbindung 17 des
Gehäuses 1 ist mit
einer oder mehreren Druckerhöhungspumpen und
atmosphärischen
Kondensoren verbunden, die das Vakuum in dem System aufrecht erhalten.
Diese Druckerhöhungspumpen
sind vorzugsweise an der Seite des Desodorisierungsgehäuses 1 montiert.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist der Durchmesser des zylindrischen Dampfgehäuses 24 in
dem Gaswäscherbereiche 4 größer als
der Durchmesser des zentralen Kamins 15. Dies verringert
die Geschwindigkeit des Dampfes, wenn dieser den Gaswäscher 4 erreicht
und fördert
die Kondensation der flüchtigen
Stoffe in dem Dampfstrom, indem er die Verweilzeit erhöht. Dies wiederum
verringert die Übertragung
von fettigen Bestandteilen in das Vakuumsystem.
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Ein
weiterer Weg, durch den diese Übertragung
noch weiter verringert wird, ist in 2 dargestellt.
Diese Figur zeig den Weg, dem der Dampfstrom folgen muss, um das
Vakuumsystem zu erreichen. Dieser Dampf verlässt das Dampfgehäuse 24 durch
ein Fenster 25, das gegenüber der Vakuumverbindung 17 angeordnet
ist.
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Folglich
muss der Dampf um den halben Umfang des Dampfgehäuses 24 strömen, bevor
er die Vakuumverbindung 17 erreicht. Dies wiederum führt zu einer
kreisförmigen
Bewegung und zu einer Abtrennung von Kondensattröpfchen durch Zentrifugalkraft.
Diese Tröpfchen
sammeln sich auf der Wand des Desodorisierungsgehäuses 1 und
schließlich
in dem am Boden befindlichen Becken. Da der gesamte Querschnitt
des Desodorisierungsgehäuses
für diesen
Weg zur Verfügung
steht, führt
dieser kurvenreiche Weg kaum zu einem Druckabfall, so dass die Kapazität des Vakuumerzeugungssystems
voll ausgenutzt wird.
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Der
Einfachheit halber wurde in 1 nur ein
einziger Desodorisierungs-Austauschboden 12 dargestellt.
Es fallen indessen auch Vorrichtungen mit einer Vielzahl von übereinander
angeordneten Desodorisierungs-Austauschböden in den Schutzbereich der
Erfindung.
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In 1 ist
ebenso eine Desodorisierungsvorrichtung mit einem einzigen Gehäuse dargestellt, bei
der die Austauschböden
an der Wand 1 der Desodorisierungsvorrichtung befestigt
sind; aber auch Desodorisierungsvorrichtungen mit einem Doppelgehäuse, bei
denen die Austauschböden
frei von der Wand sind und der Dampf dadurch entweicht, dass er durch
den ringförmigen
Zwischenraum zwischen diesen Austauschböden und der Wand statt durch
einen zentralen Kamin strömt,
fallen ebenso in den Schutzbereich der Erfindung.
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Gemäß der Erfindung
können
zusätzliche Heizungs-
und/oder Kühl-Austauschböden in das Desodorisierungsgehäuse 1 eingeführt werden,
um das Öl
bei unterschiedlichen Temperaturen desodorisieren zu können, wie
dies in 3 gezeigt ist.
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Sowohl
bei der physikalischen Raffinierung, als auch bei der Desodorisierung
kann es vorteilhaft sein, das Öl
zuerst bei einer ziemlich niedrigen Temperatur zu behandeln und
den Großteil
der freien Fettsäuren
und der flüchtigen übelriechenden
Aldehyde und Ketone zu sammeln, und dann das Öl auf eine höhere Temperatur
zu erhitzen, um die restlichen Fettsäuren zu entfernen und ebenso,
wenn dies notwendig ist, Tocopherole und Sterole sowie andere geringfügigere Verbindungen
aus dem Öl
abzutrennen.
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Das
Kondensat, das bei diesem mit hohen Temperaturen durchgeführten Trennverfahren
abgetrennt wurde, wird dann einen relativ hohen Gehalt an Tocopherolen
und Sterolen sowie anderen geringfügigeren Verbindungen aufweisen
und somit zu einem höheren
Preis pro Gewichtseinheit führen
als bei geringem Gehalt. Überdies
wird es ziemlich frei von übelriechenden
Verbindungen sein, da die meisten von ihnen schon während der
bei niedriger Temperatur verlaufenden Abstrennstufe entfernt wurden.
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Das
getrennte Sammeln von Niedrig- und Hochtemperaturdestillaten erfordert
zwei getrennte Gaswäschersysteme.
Gemäß der Erfindung
sollte eines 4 von diesen an dem untersten Teil innerhalb
des Desodorisierungsgehäuses
angeordnet sein, wobei, wie in 3 gezeigt,
der andere Gaswäscher 26 nahe
der Spitze angeordnet sein kann; in diesem Fall ist aber die Spitze
mit dem Vakuumsystem durch eine außen liegende Dampfleitung 27 verbunden.
Aus konstruktiven Gründen
ist dieser zweite Gaswäscher 26 vorzugsweise
innerhalb des Desodorisierungsgehäuses 1 angeordnet;
aber auch eine Anordnung außerhalb
dieses Gehäuses
fällt in
den Schutzbereich der Erfindung.
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3,
die ein Flussdiagramm mit zwei Temperaturen und Kondensationssystemen
zeigt, bezieht sich auf eine Desodorisierungsvorrichtung mit hoher
Leistung. Demensprechend zeigt sie, dass sowohl die Behandlung bei
niedriger Temperatur als auch die Behandlung bei hoher Temperatur
drei Austauschböden 28 einnimmt,
die einen Niedrigtemperatur-Desodorisierungsabschnitt
bilden, bzw. drei Austauschböden 29,
die einen Hochtemperatur-Desodorisierungsabschnitt
bilden, und dass zwei Austauschböden 10 für die Öl-zu Öl Wärmerückgewinnung
vorgesehen sind.
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Da
die erste Desodorisierung bei einer niedrigeren Temperatur durchgeführt wird
als die zweite Desodorisierung, umfasst das Flussdiagramm auch einen
dazwischen liegenden Hochtemperaturheizungsabschnitt 30.
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Das
Flussdiagramm der 3 zeigt ein System, bei dem
der an den verschiedenen Austauschböden entweichende Dampf in einem
von zwei Gaswäschern
behandelt wird (oben liegender Gaswäscher 26 oder unten
liegender Gaswäscher 4),
wobei aber auch ein System, bei dem alle Dämpfe in zwei in Serie geschalteten
Gaswäschern
behandelt werden, ebenso in den Schutzbereich der Erfindung fällt, vorausgesetzt,
dass einer dieser Gaswäscher
in dem untersten Teil innerhalb des Desodorisierungsgehäuses 1 angeordnet
ist.
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Der
erste dieser zwei Gaswäscher
kann bei einer ziemlich hohen Temperatur betrieben werden, so dass
er Dämpfe
mit einem hohen Siedepunkt kondensiert, wie zum Beispiel partielle
Glyceride. Der zweite dieser Gaswäscher sollte bei einer viel
niedrigeren Temperatur betrieben werden, um die Dämpfe wirklich
von kondensierbaren Stoffen zu befreien. Dieses System hat besondere
Vorteile für
die physikalische Raffinierung und/oder Desodorisierung von Laurinölen, insbesondere
dann, wenn das Kondensat aus dem Hochtemperatur-Gaswäscher zurückgeführt wird,
so dass der Verlust von partiellen Glyceriden so gering wie möglich ist.
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Eine
Kombination eines mit zwei Temperaturen und zwei Kondensationen
arbeitenden Systems, bei dem eines oder sogar beide der Kondensationssysteme
aus zwei in Serie geschalteten Gaswäschern besteht, stellt eine
Ausführungsform
der Erfindung unter der Voraussetzung dar, dass einer der Gaswäscher dieses
Systems in dem untersten Teil und innerhalb des Desodorisierungsgehäuses angeordnet
ist.
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1 und 3 beziehen
sich auf ein voll kontinuierlich ablaufendes Desodorisierungsverfahren;
es ist aber auch dann, wenn man die verschiedenen Austauschböden mit
entsprechenden Auslassventilen versieht, eine halbkontinuierliche
Betriebsweise gemäß der Erfindung
möglich.
In diesem Fall kann es erforderlich sein, die Rückführung von Spritzöl zu dem
Entgasungs- Austauschboden
wegzulassen, um die Übertragung
zwischen aufeinanderfolgenden Chargen zu vermeiden.
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Obwohl
es allgemein üblich
ist, bei der physikalischen Raffinierung und/oder Desodorisierung Austauschböden mit
mehr oder weniger flachen Beckens von Öl zu verwenden, werden bei
diesem Verfahren ebenso Füllkörpersäulen industriell
eingesetzt.
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Wenn
solche Säulen
verwendet werden, dann wird dem Öl
die Möglichkeit
gegeben, in dem Füllkörper nach
unten zu rieseln, während
das Abtrennmedium im Gegenstrom entlang dem Ölfilm auf dem Füllkörper strömt.
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Derartige
Säulen
können
auch in die erfindungsgemäße Vorrichtung
dadurch eingefügt
werden, dass man einen oder mehrere der Desodorisierungs-Austauschböden auswechselt.
In diesem Fall müssen
die die Spitze der Füllkörpersäule verlassenden
Dämpfe
zu einem ringförmigen
Zwischenraum zwischen der Säule
und dem Desodorisierungsgehäuse
geführt
werden und von dort in den zentralen Kamin, wenn die Desodorisierungsvorrichtung
nur einen einzigen Gaswäscher
aufweist.
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Sind
zwei Kondensationssysteme vorgesehen, dann können die Dämpfe, die an der Spitze der Säule austreten,
zum Beispiel in dem Gaswäscher 26 kondensiert
werden, der an der Spitze des Desodorisierungsgehäuses liegt.
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Es
ist gemäß der Erfindung
nicht notwendig sondern nur bevorzugt, den Entlüftungs-Austauschboden innerhalb des Desodorisierungsgehäuses anzuordnen.
Das Flussdiagramm der 1 zeigt eine Situation, bei
der die Entgasungsstufe durchgeführt wird,
indem man das zu desodorisierende Öl in das Vakuum innerhalb des
Desodorisierungsgehäuses einsprüht; dies
kann aber auch in einem getrennten Gefäß außerhalb des Gehäuses durchgeführt werden.
Dann wird der Austauschboden oberhalb dem Gaswäscher zum Zweck des Wärmeaustauschs
eingesetzt.
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Es
ist jedoch von einem konstruktiven Standpunkt aus vorteilhaft, wenn
man den kältesten
Abschnitt zum Waschen im untersten Teil der Desodorisierungsvorrichtung
vorsieht und einen Abschnitt mit einer etwa höheren Temperatur zu Entgasung
oberhalb des kältesten
Abschnitts, wobei ein Abschnitt mit einer noch höheren Temperatur zur Öl-zu-Öl Wärmerückgewinnung
oberhalb des Entgasungsabschnitts vorgesehen ist, und nur dann ein
weiteres Anwachsen der Temperatur an den Austauschböden erlaubt, wenn
dies für
die Desodorisierung notwendig ist.
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Zusammengefasst
können
die Vorteile der Vorrichtung und des Verfahrens gemäß der Erfindung
gegenüber
dem gegenwärtigen
Stand der Technik folgendermaßen
aufgelistet werden, wobei festzustellen ist, dass diese Vorteile
bei weitem die Kosten der zusätzlichen
Pumpe 7 aufwiegen, die das entgaste Öl erfindungsgemäß auf den
obersten Austauschboden 8 hochpumpt:
- – Verringerter
Verlust an neutralem Öl,
da Spritzöl in
dem zentralen Kamin wirksam aus dem Gasstrom und/oder aus dem Dampfstrom
innerhalb des Gaswäschers
abgetrennt wird und somit automatisch innerhalb des Systems zurückgewonnen
wird;
- – verbessertes
Waschen und Kondensieren des Dampfes, was zu einer verminderten
Verschmutzung der heißen
Behälter
in dem Vakuumsystem führt;
- – verringerter
Druckabfall über
dem Gaswäscherabschnitt;
- – Nähe des letzten
Desodorisierungs-Austausbodens zu dem Gaswäscher, so dass dieser Austauschboden
dem geringstmöglichen
Systemdruck ausgesetzt ist;
- – Verringerung
von thermischen und somit mechanischen Spannungen in der Vorrichtung
auf ein Minimum und zwar durch die Trennung von Austauschböden mit
hoher und niedriger Temperatur durch dazwischen liegende Temperatur-Austauschböden mit
dazwischenliegenden Temperaturen;
- – selbsttragende
Konstruktion, die leicht und schnell aufzubauen ist, die nicht innerhalb
eines Gebäudes
untergebracht sein muss und wenig Bodenfläche beansprucht;
- – Anpassungsfähigkeit
deshalb, weil vorhandene erfindungsgemäße Desodorisierungsvorrichtungen
leicht durch das Hinzufügen
von weiteren Austauschböden
verbessert werden können;
- – das
fast völlige
Fehlen von Hilfsgefäßen.