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Verfahren zum Trennen von Öl und Fettsäureseife bei der Neutralisation
von Ölen oder Fetten Die Erfindung bezieht sich auf denjenigen Teil der Raffination
von vegetabilischen und animalischen Ölen und Fetten, welcher die Abscheidung der
im Rohöle befindlichen Verunreinigungen - Schleimstoffe, Phosphatide, Butterstoffe
u. dgl. - und der freien Fettsäuren bezweckt.
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Die bisher hierfür benutzten Verfahren haben verschiedene Nachteile.
Einerseits entstehen erhebliche Neutralölverluste dadurch, daß die Seife Neutralöl
einschließt, ferner bleibt häufig Seife im Öl zurück.
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Durch Anwendung konzentrierter Neutralisationsmittellösungen oder
durch Zusatz von Kochsalz zu diesen Lösungen oder Mischung des Öles mit Kochsalzlösung
vor der Neutralisation lassen sich wohl Emulsionsbildungen und andere Erscheinungen,
die Seife im Öl zurückhalten, unterdrücken. Die anderen Verlustquellen werden dadurch
indessen nicht oder nicht wesentlich verringert.
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Außerdem bleibt die günstige Wirkung des Kochsalzzusatzes in manchen
Fällen überhaupt aus. So läßt sich bei der Reinigung von Rizinusöl mit wäßriger
Alkalicarbonatlösung durch Kochsalzzusatz die Seife nicht vom Öl trennen. Statt
einer wäßrigen Alkalicarbonatlösung ;hat man deshalb für die Neutralisation der
freien Fettsäuren des Rizinusöles eine Lösung von Alkalicarbonat, -phosphat oder
-borat in verdünntem Methylalkohol, Äthylalkohol oder Aceton, z. B. 5oprozentigem
Spiritus, verwendet. Dabei entstehen zwei Schichten, eine obere Ölschicht und eine
untere Schicht, bestehend aus einer wäßrigen, alkoholischen Lösung von Soda und
Seife. Man wäscht die Ölschicht mit 40- bis 5oprozentigem Spiritus und, wenn Emulsionsbildung
nicht mehr zu befürchten ist, mit Wasser und erhält ein helles, klares, dickes Öl.
Statt der alkoholischen Alkalicarbonatlösung kann anfänglich auch eine wäßrige Lösung
angewendet und dann so lange Spiritus zugesetzt werden, bis die emulgierte Masse
sich glatt schichtet. Dieses Verfahren ist anscheinend aber nur für die Reinigung
von Rizinusöl brauchbar. Werden nämlich mit einer Lösung von Alkalicarbonat in wäßrigem
Alkohol z. B. tierische oder pflanzliche Speiseöle neutralisiert, so sind die Neutralölverluste
wesentlich größer als bei der Neutralisation mit einer wäßrigen Alkalilösung. _
Eine gewisse Menge Neutralöl geht in die wäßrige, alkoholische Seifenlösung über;
ferner gelangt ein Teil der im Soapstock befindlichen Verunreinigungen in das Öl.
Dazu tritt der weitere Nachteil, daß Ätzalkalien in alkoholischer Lösung nicht allein
die Fettsäuren, sondern auch stark und schnell Neutralöl verseifen.
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Ebenso mangelhafte Ergebnisse erhält man, wenn bei der Neutralisation
der gleichen Ausgangsstoffe anfallende Seifenstöcke mit wäßrigem Alkohol behandelt
werden. Weiter ist bekannt, daß Fettsäuren aus Ölen und Fetten mit Alkohol abgetrennt
werden können; dabei lösen sich aber im Alkohol auch größere Mengen Neutralöle und
-fette. Wird wäß-
Tiger Alkohol verwendet, so bietet außerdem die
Trennung der Alkoholfettsäurelösung vom ungelösten Neutralöl infolge der geringen
spezifischen Gewichtsdifferenz und des Vorhandenseins von Schleimstoffen u. dgl.
große Schwierigkeiten.
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Infolge dieser Schwierigkeiten hat die Raffination von Ölen und Fetten
mittels Alkohol sowie diejenige mit Alkalien in alkoholischer Lösung und die Gewinnung
des Neutralöles aus dem Seifenstock durch Alkohol in der Praxis keine Bedeutung
erlangen können.
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Ferner ist bekannt, die Neutralisation von Ölen oder Fetten mittels
einer Lösung von Ammoniak in wäßrigem Alkohol durchzuführen. Öl und Seifenlösung
sollen sich dabei schnell und in völlig glatten Schichten voneinander trennen, und
es sollen nach Abdestillation von Wasser, Alkohol und Ammoniak ziemlich reine Fettsäuren
entstehen. Durch Zusatz von geringen Mengen Salmiak zu einem derartigen Neutralisationsmittel
wollte man gleichzeitig noch die Entfärbung der Öle- und Fette bewirken. Andererseits
sollen durch Zusatz geringer Mengen Glaubersalz die Öle und Fette schneller und
gründlicher entsäuert und entschleimt werden, wenn Ammoniak in wäßriger, alkoholischer
Lösung als Neutralisationsmittel angewendet wird. Die Verwendung von Ammoniak hat
indessen den Nachteil, daß für die Neutralisation eine geschlosseneApparatur notwendig
wird. Dieser und andere Nachteile haben dazu geführt, daß nach derartigen Verfahren
ausgeführte Anlagen wieder stillgelegt worden sind.
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Erfindungsgemäß werden die Fettsäureseifen, die bei der Neutralisation
von pflanzlichen oder tierischen Fetten und Ölen mit Alkalien, wie Alkalihydroxyd
oder Alkalicarbonat, entstehen, mit einer konzentrierten alkoholischen Alkal.isalzlösung,
d. h. eines Salzes, das mit Ölen und Fettsäuren unlösliche Verbindungen nicht eingeht,
innig gemischt. Der Alkohol kann mehr oder weniger große Mengen Wasser enthalten,
z. B. 40- bis 8oprozentig sein, was, abgesehen von der Kostenfrage, auch noch den
Vorteil hat, daß seine Löslichkeit für Salze und Fettsäureseifen größer ist. Als
Salze kommen hauptsächlich Glaubersalz, Kochsalz, Salpeter oder auch Salze organischer
Säuren, z. B. Alkaliacetat, in Frage. Die Behandlung kann bei gewöhnlicher Temperatur
ausgeführt werden; zweckmäßiger arbeitet man, z. B. -zur Erzielung besserer Löslichkeiten
und schnellerer Trennung der ineinander unlöslichen Flüssigkeiten, bei z5 bis 7o°
C. Sie wird so lange fortgesetzt, bis die Seife gelöst ist und die Mischung von
Neutralöl, Seifenlösung und gegebenenfalls vorhandenen anderen Stoffen, wie Schleimstoffe,
Phosphatide, Bitterstoffe u. dgl. Verunreinigungen, ein emulsionsartiges Aussehen
hat. Läßt man dann absitzen, so trennt sich sehr schnell das Neutralöl von der Seifenlösung,
und man erhält ein reines Neutralöl und eine Seifenlösung, die praktisch die Gesamtmenge
der vorhandenen Verunreinigungen enthält. Neutralöl und Seifenlösung lassen sich
gut voneinander, z. B. durch Dekantation, trennen, und es sind die Neutralölverluste,
die bei dem Verfahren gemäß der Erfindung entstehen, unerreicht gering.
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Die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen zeigen, daß das Verfahren
gemäß der Erfindung in vieler Hinsicht abgeändert und somit besonderen Verhältnissen
der Praxis stets bestens angepaßt werden kann.
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Zwecks Raffination von Rohölen oder -fetten werden daraus zunächst
die kolloidal gelösten Verunreinigungen, wie Schleimstoffe, Phosphatide, Bitterstoffe
usw., durch Säuren, Elektrolytsalzlösungen o. dgl. zur Ausscheidung gebracht. Die
kernigen Flocken schwimmen im gereinigten Öl. Die freien Fettsäuren werden dann
mit Alkalien neutralisiert. Wenn Säuren zur Ausscheidung der Schleimstoffe u. dgl.
benutzt werden, so müssen diese bei der Berechnung der für die Neutralisation erforderlichen
Alkalimenge ebenfalls berücksichtigt werden. Bei der Neutralisation bilden sich
kleine, kernige Seifenflocken. Dem Öl wird hierauf unter kräftigem Rühren ein Gemisch
von wäßrigem Alkohol und einer mit Fettsäuren und Neutralöl unlösliche Verbindungen
nicht eingehenden konzentrierten Alkalisalzlösung, insbesondere Elektrolytsalzlösung,
beigegeben, und zwar in solchen Mengen, daß die Seifenflocken bei der gewählten
Arbeitstemperatur gelöst werden. Die ausgeschiedenen Verunreinigungen lösen sich
hierbei nicht wieder im Öl, sondern werden nach Abstellen des Rührwerkes von .ler
Alkoholseifenlösung aufgenommen, während diese sich vom Neutralöl trennt. Da Alkohol
auch Bittetstoffe löst, werden auch diese, wenn sie nicht bereits durch die Alkalibehandlung
unlöslich gemacht wurden, aus dem Neutralöl abgeschieden. Auch die geringen Mengen
von Phosphatiden u. dgl., welche durch die Vorreinigung und die Alkalibehandlung
nicht aus dem Neutralöl entfernt sein sollten, gehen in die alkoholische Lösung
über. Neutralöl wird dagegen durch die erfindungsgemäß benutzte alkoholische Salzlösung
nicht in Lösung gebracht. Die flüssige Alkohol-Seifen-Salzlösung, in der sich auch
die aus dem Rohöl ausgeschiedenen Verunreinigungen befinden, trennt sich scharf
von
dem Neutralöl und enthält nur ganz geringe Mengen Neutralöl.
Das Verfahren gemäß der Erfindung führt also zu einer vorzüglichen Ausbeute an reinem,
hochwertigem Neutralöl und liefert einen fast neutralölfreien Seifenstock, der nach
der Abdestillation des Alkohols und Zerlegung der Seife durch Säure eine sehr hochprozentige
Fettsäure ergibt, die direkt für die Destillation verwendet werden kann. Die Abtrennung
und Wiedergewinnung des Alkohols aus der Seifenlösung geschieht entweder unmittelbar
durch Abdestillation, oder es wird die alkoholische Seifenlösung mit Mineralsäure
in ein Alkohol-Fettsäure-Geinisch zerlegt und hierauf der Alkohol abdestilliert,
je nachdem ob die eine oder andere Ausführungsform der Alkoholwiedergewinnung als
die in bezug auf Ausbeute, Sicherheit und Bequemlichkeit des Betriebes u. dgl. vorteilhaftere
zu bevorzugen ist: Man kann auch die im Rohöle enthaltenen Verunreinigungen, nachdem
sie durch ein an sich bekanntes Vorreinigungsverfahren zur Ausscheidung gebracht
sind, sofort vom Öl trennen. Es ergibt sich dann nach der erfindungsgemäßen Trennung
der Seifenlösung vom Neutralöl, Abdestillation des Alkohols und Zerlegung der Seife
durch Säure eine reine, sehr hochprozentige Fettsäure, die auch gut direkt, also
ohne vorhergehende Destillation, in der Seifenindustrie Verwendung finden kann.
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Ohne vorherige Reinigung des Rohöles sind die Ausbeuten an Neutralöl
ebenfalls noch sehr gut, wenn auch nicht so hoch wie bei den beiden ersten Arbeitsweisen.
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Das Rohöl oder das vorgereinigte Rohöl kann auch finit einem Gemisch
von Alkalien und konzentrierter alkoholischer Salzlösung neutralisiert werden. In
diesem Falle wird die bei der Neutralisation der freien Fettsäuren entstehende Seife
sofort in Lösung gebracht. Um die Zersetzung des neutralen Öles zu verringern, ist
es in diesem Falle zweckmäßig, Alkalicarbonat oder eine Mischung von Alkalicarbonat
und -hydroxyd als Neutralisationsmittel zu verwenden.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß Rohöl
oder vorgereinigtem Öl zuerst die konzentrierte alkoholische Salzlösung beigegeben
und hierauf erst mit einer Alkalilösung neutralisiert wird.
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Es ist auch möglich, dem Öl nach der Neutralisation mit Alkalilösung
zuerst den Alkohol und dann das Salz, z. B. in Form einer wäßrigen oder alkoholischen
konzentrierten Lösung, zuzusetzen. Man kann auch umgekehrt verfahren.
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Oder es wird dem Rohöl oder dem vorgereinigten Öl zuerst die Salzlösung
beigegeben, dann werden die freien Fettsäuren mit Alkalilösung neutralisiert -und
hierauf -erst der Alkohol hinzugefügt.
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Auch kann das Rohöl oder vorgereinigte Öl mit einer Mischung aus einer
Alkalilösung und einer konzentrierten Salzlösung neutralisiert und dann der Alkohol
beigegeben werden.
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Bei vielen Verfahren zur Abdestillation der freien Fettsäuren aus
Ölen und Fetten ergeben sich Öle, die noch eine ge-,visse Menge freier Fettsäuren
und O@yfettsäuren enthalten.' Erfindungsgemäß werden aus derartigen Ölen und Fetten
die noch vorhandenen Fettsäuren sowie Oxyfettsäuren mit Allzalilösungen neutralisiert,
und es wird die Seife durch eine alkoholische Salzlösung in Lösung gebracht, worauf
diese Lösung vom Neutralöl getrennt und aufgearbeitet wird.
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Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung können auch bei der 1\Teutralisation
der Öle und Fette anfallende Soapstocks behandelt werden, nachdem sie durch Dekantieren,
Filtrieren, Zentrifugieren u. dgl. von dein Neutralöl getrennt wurden. Hierbei werden
ebenfalls sehr hochprozentige Fettsäuren erhalten.
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Unter dem im vorstehenden vielfach benutzten Begriff konzentrierte
alkoholische Salzlösung oder alkoholische Salzlösung sind starke Lösungen, die zweckmäßig
gesättigt sind, aber keineswegs stets gesättigt zu sein brauchen, von solchen Salzen
zu verstehen, die mit Neutralöl und Fettsäure keine unlöslichen Verbindungen eingehen
und für die als Lösungsmittel bis z. B. auf 40 und weniger Prozent verdünnter oder
aber auch konzentrierterer Alkohol verwendet worden ist, wobei der Wassergehalt
die Löslichkeit des Neutralöles in Alkohol vermindert und die Löslichkeit der Seife
und in vielen Fällen auch des erfindungsgemäß angewendeten Salzes verbessert.
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Statt Äthylalkohol können auch andere Alkohole, die Seifen, aber nicht
Neutralöl lösen, z. B. Methylalkohol, oder Gemische von Alkoholen, die den gleichen
Bedingungen genügen, angewendet werden.
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Beispiel r 1500 g rohes Cottonöl mit einer Säurezahl von 4,0 werden
in einem Becherglase -auf 2-5'C angewärmt. Unter Rühren werden 5 ccm (0,4 Volumprozent)
5oprozentige Schwefelsäure und 6 ccm konzentrierte Glaubersalzlösung beigegeben.
Die im Öle kolloidal gelösten Verunreinigungen, wie Phosphatide, Schleimstoffe u.
dgl., werden in kurzer Zeit in Form von kernigen Flocken, die im Öl schwimmen, ausgeschieden.
Hierauf wird unter weiterem Rühren Ätznatronlösung von 2o° B6 zugesetzt, wobei dieser
Zusatz so zu
bemessen ist, daß sowohl die im Öl noch vorhandene
überschüssige Schwefelsäure als auch die freien Fettsäuren neutralisiert werden.
Es bilden sich kleinkernige Seifenflocken. Das Öl wird hierauf unter weiterem Rühren
auf 50 bis 55' C angewärmt und hierauf 150 ccm eines Gemisches,
bestehend aus 9o ccm 5oprozentigem Alkohol und 6o ccm einer kalt gesättigten Glaubersalzlösung,
beigegeben. Es wird 15 Minuten lang gut gemischt, wobei die Seifenflocken in Lösung
gehen. Nach Abstellen des Rührwerkes setzt sich die alkoholische Glaubersalz-Seifen-Lösung,
welche auch die ausgeschiedenen Verunreinigungen enthält, am Boden des Becherglases
ab in einer Schicht, die scharf vom Neutralöl getrennt ist und die fast kein Neutralöl
enthält. Diese Lösung wird von dem Neutralöl getrennt und vor oder nach der Abdestillation
des Alkohols mit Säure behandelt, um die Fettsäureseifen zu zerlegen.
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Die Konzentration der erfindungsgemäß verwendeten alkoholischen Salzlösung
kann selbst so hoch gewählt werden, daß beim Abkühlen der alkoholischen Salz-Seifen-Lösung
unter die Temperatur, bei der die Lösung der Seife erfolgte, Ausscheidungen von
Salzen oder Seifen eintreten. Es ist nämlich ohne weiteres möglich, die Trennung
des Neutralöles von der Seifenlösung auszuführen, bevor eine derartige Abkühlung
und die damit verbundenen Ausscheidungen eintreten. Finden dann Ausscheidungen in
der vom Neutralöl getrennten Seifenlösung statt, so sind diese nicht mehr störend,
da sie leicht durch bekannte Mittel, z. B. Zersetzung der Seifen, Abdestillation
des Alkohols usw., unschädlich gemacht werden können.
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Beispiel e Dasselbe Baumwollsaatöl wurde gemäß dem Verfahren der Erfindung
behandelt, jedoch mit dem Unterschied, daß die Vorbehandlung mit saurer Salzlösung
weggelassen wurde. Es wurde also sofort die für die Neutralisation erforderliche
Natronlauge beigegeben. Die weitere Behandlung geschah genau so wie in Beispiel
i. Auch jetzt setzte sich die Seifenlösung scharf von dem neutralen Öle ab: Während
jedoch der beim Versuch i ermittelte Neutralölverlust o,47 Il. betrug, so wurde
bei Versuch 2 ein Verlust von 1,29 °1o festgestellt.
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Wenn auch die Behandlung nach Beispiel i die bessere Ausbeute zeigt,
so zeigt dennoch das Ergebnis bei Versuch 2 eine Ausbeute, die erheblich besser
ist als diejenigen, die mit den zur Zeit üblichen Raffinationsmebhoden erzielt werden
können.