DE69933465T2 - Verfahren und vorrichtung zur kontrolle eines unter vakuum durchgeführten prozesses zur behandlung von fetten und ölen - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Überwachen eines Prozesses zur Behandlung von pflanzlichen oder tierischen Ölen, wie etwa Raffinieren, Bleichen oder Desodorieren, wobei im Prozess eine Anzahl von Verfahrensschritten unter einem von einem Vakuumsystem erzeugten Vakuum durchgeführt werden. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Anordnung zum Ausführen des vorgeschlagenen Verfahrens.
• Bei der Herstellung von pflanzlichen oder tierischen Ölen aus unterschiedlichen Rohmaterialien gibt es gewöhnlich eine Anzahl von Verfahrensschritten, in denen das Öl unter Vakuum mit oder ohne Trenngas („stripping gas") behandelt wird. Das Ziel dieser Verfahrensschritte besteht darin, Substanzen zu entfernen, die zu unerwünschtem Geruch oder Geschmack führen. Diese Substanzen können während unterschiedlicher früherer Behandlungsschritte gebildet worden oder schon im Rohöl vorhanden gewesen sein. Das Resultat dieser Vakuumbehandlung hängt zu einem hohen Ausmaß davon ab, ob der gewünschte Vakuumpegel auch wirklich erreicht wird. Die Gefäße, in denen die Vakuumbehandlung stattfindet, sind gewöhnlich sehr groß. Eine große Anlage kann z.B. ein Gefäß mit einer Höhe von 35 m und einem Durchmesser von 3 m haben. Die Vakuumgefäße sind gewöhnlich mit Vakuummessern versehen, um das Vakuum zu kontrollieren.
• Oft ist eine Anzahl von Vakuumgefäßen, in denen das Öl behandelt wird, mit einer gemeinsamen Vakuumquelle verbunden. Diese kann aus einem Vakuumsystem bestehen, das eine Einrichtung zum Erzeugen des Vakuums und Kondensatoren umfasst. Die Einrichtung zum Erzeugen des Vakuums kann aus einer Vakuumpumpe oder einem Dampferzeuger bestehen. In großen Anlagen wird oft eine Anzahl von Dampferzeugern mit dazwischen befindlichen Kondensatoren verwendet. Der Kondensator wird mit Wasser, einem Destillat oder einer anderen geeigneten Flüssigkeit gekühlt, um das Kondensieren kondensierbarer Gase zu erreichen.
• In der EP 513 739 ist ein Desodoriersystem mit Vakuumboostern und Kondensatoren gezeigt, wobei die Ausrüstung das Erreichen eines hohen Vakuums ermöglicht, das zum Durchführen der Behandlung notwendig ist. Nach diesem Stand der Technik werden nicht-kondensierbare Gase an die Umgebung abgegeben.
• Das Vakuumsystem arbeitet so, dass während der Behandlung von fettem Öl in den unterschiedlichen Gefäßen und Wärmetauschern ein Vakuumpegel von 0,5–6 mbar erreicht wird. Das hinzugefügte Trenngas wie auch gelöste Gase im Öl und unterschiedliche während der Behandlung gebildete Zusammensetzungen werden aus den Behandlungsgefäßen entfernt.
• Eine effiziente Behandlung fetter Öle erfordert die erwähnten Vakuumpegel. Der Vakuumwert wird gewöhnlich durch einen Drucksensor überwacht. Ein Arbeiten bei einem derart hohen Vakuum bedeutet, dass das Instrument, das zum Erfassen des Drucks dient, zunächst auf ein absolutes Vakuum entleert werden muss und dass der Druck im Gefäß dann in Bezug auf das absolute Vakuum gemessen wird.
• Die JP-A-09 055 369 lehrt eine Vakuumbehandlungsvorrichtung, die Gasleitungen mit automatischen Abschaltventilen an den Primär- und Sekundärseiten sowie einen Massenstrommesser aufweist, der ein Alarmsignal erzeugt, wenn die Abschneidewerte überschritten werden. Der Massenstrommesser ist an einem Ort gerade vor dem Eintritt des Gases in das Vakuumsystem installiert und muss kalibriert werden, um die tatsächliche Gasströmung mit einer Referenzgasströmung zu messen.
• Eine Leckage in der Ausrüstung oder in den Pumpen oder den Ventilen, die für den Aufbau der Anlage notwendig sind, führt zu Problemen beim Erreichen des gewünschten Vakuumwertes. Eine Luftleckage in dem Gefäß führt weiterhin zu einer ungewünschten Oxidation und kann zu beeinträchtigten Produkten führen.
• Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine genaue und schnelle Steuerung des Vakuumwerts in der Ausrüstung zu erreichen, und ein weiteres, eine frühe Erfassung irgendwelcher Fehler im Vakuumsystem zu ermöglichen. Eine weitere Bedeutung der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass das Hochfahren einer Anlage in sehr viel kürzerer Zeit erfolgen kann als nach dem Stand der Technik.
• Nach einem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird nun vorgeschlagen, dass der Massenstrom an nicht-kondensierbarem Gas aus dem Vakuumsystem gesteuert und registriert wird. Während des stabilen Betriebs in einer Anlage ist der Massenstrom durch den Massenstrommesser konstant. Das Trenngas wird in bekannter und konstanter Menge zugeführt. Besteht das Trenngas aus Dampf, wird es in den Kondensatoren im Vakuumsystem kondensiert. Wird ein Edelgas zum Trennen verwendet, ist der Strom an nicht-kondensierbarem Gas größer, der Wert ist jedoch konstant, wenn die Ausrüstung funktioniert.
• Eine Anordnung in einer Anlage zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung umfasst ein Vakuumsystem mit mindestens einer Einrichtung zum Erzeugen eines Vakuums und mindestens einem Kondensator und einem Massenstrommeter für Gas, der über eine Pumpe mit dem letzten Kondensator im Vakuumsystem verbunden ist. Massenstrommesser geeigneter Art sind auf dem Markt erhältlich.
• Nach dem Verfahren der Erfindung ist es möglich, die Menge an Gas, die den Massenstrommesser durchströmt, die ganze Zeit über zu steuern. Unter Betriebsbedingungen ist der Massenstrom konstant und stellt den Anteil nicht-kondensierbarer Gasen im Trenngas dar. Sollte sich dieser Wert bei konstant bleibendem Druck ändern, ist irgendwo in der Anlage eine Leckage vorhanden.
• Ist die Anlage neu oder soll sie nach einem Stopp wieder gestartet werden, werden die Gefäße und die weitere Ausrüstung, die unter Vakuum gesetzt werden, entleert, wonach das Vakuumsystem abgeschaltet wird. Tritt ein Druckanstieg auf, ist in der Anlage eine Leckage vorhanden. Oft beginnt die Suche mit einer Kontrolle jedes separaten Vakuumgefäßes und danach der ganzen Anlage. Das ist sehr umständlich und kann einige Tage bis zu mehreren Wochen für die Lecksuche in Anspruch nehmen, falls die Tests wiederholt werden müssen.
• Gemäss dem Verfahren nach der Erfindung kann der Entleerungsprozess gesteuert werden, und falls der Druck (in Bezug auf den Massenstrom) in der Ausrüstung nicht mit der Rate abfällt, die bei Kenntnis der Kapazität des Vaku umsystems erwartet werden kann, erhält man einen frühen Hinweis, dass es irgendwo eine Leckage gibt oder mit dem Vakuumsystem etwas nicht in Ordnung ist.
• Das vorgeschlagene Verfahren schlägt sehr viel früher Alarm als das allgemein verwendete Verfahren, wo nur der Druck überwacht wird.
• Die vorliegende Erfindung wird nun weiter beschrieben unter Bezugnahme auf eine Desodorieranlage, die in der beigefügten Zeichnung gezeigt ist und nur als Beispiel dient.
• Die Alfa Laval Desodorieranlage, die sehr schematisch gezeigt ist, zeigt nur diejenige Ausrüstung, die im Zusammenhang mit der Erfindung von Bedeutung ist. Es werden weder Pumpen, Ventile, alle Wärmetauscher, die Trenn-Ausrüstung noch die Steuerausrüstung gezeigt.
• Das Öl 1, das in der Anlage behandelt werden soll, wird in einem Wärmetauscher 2 durch behandeltes Öl 3 mit einer hohen Temperatur, das in der Anlage behandelt worden ist, vorerhitzt. Das ankommende Öl strömt durch den Wärmetauscher in Rohre, die vom behandelten Öl umgeben sind, das dadurch gekühlt wird. In das behandelte Öl wird Trenngas, Dampf oder ein Edelgas eingespritzt. Das Gas tritt durch ein Rohr 4 aus, das mit dem Vakuumsystem verbunden ist. Das vorerhitzte Öl 5 wird weiter an einen zusätzlichen Wärmetauscher 6 geleitet, wo das Öl mit Dampf auf eine gewünschte hohe Temperatur erhitzt wird. In diesem Wärmetauscher wird auch Trenngas, das mittels des Rohres 7 entleert wird, zugefügt. Das erhitzte Öl wird vom Wärmetauscher 6 an dies Desodoriersäule („column") geleitet.
• In dieser Säue 9 strömt das Öl zunächst durch einen oberen Raum abwärts, der mit einem strukturierten Packmaterial gefüllt ist, und dann durch eine Anzahl von Böden im unteren Teil des Gefäßes. In dieser Säule wird das Öl auch an einer Anzahl von Orten in der Säule mit Trenngas behandelt. Die Desodoriersäule 9 wird mittels eines Rohres 10 entleert. Das Rohr 4 führt zur Desodoriersäule 9, und der Wärmetauscher 2 wird dementsprechend mittels der Säule 9 entleert. Die Rohre 7 und 10 führen zu einem Gefäß 11, das durch ein Destillat gekühlt wird und in dem Öl, das dem Gasstrom gefolgt ist, kondensiert wird.
• Dieses Gefäß 11 ist mit dem Vakuumsystem 12 verbunden, das aus Gründen der Einfachheit nur so weit gezeigt ist, dass es einen Dampfeinspritzer und einen Kondensator 14 aufweist. Gewöhnlich wird der gewünschte Vakuumwert in der Anlage durch eine Anzahl von Schritten erreicht, von denen jeder einen Dampfeinspritzer und einen Kondensator erfordert. Am Auslass des Kondensators 14 ist eine Pumpe 15 vorhanden, die nicht-kondensierbare Gase an einen Massenstrommesser 16 befördert. Dieser Massenstrommesser erfasst die Menge an Gas, das die Anlage verlässt. Die Menge an Gas wird registriert, und wenn die Menge an Gas steigt, wird ein Alarm ausgelöst. Eine ansteigende Gasströmung während der Behandlung des Öls deutet an, dass mit der Ausrüstung oder mit den Verfahrensbedingungen etwas nicht in Ordnung ist.

Claims (3)

1. Verfahren zum Überwachen der Vakuumbedingungen in einer Ausrüstung zur Behandlung von pflanzlichem oder tierischem Öl, wie etwa Raffinieren, Bleichen oder Desodorieren, wobei während der Behandlung eine Anzahl von Verfahrensschritten unter einem durch ein Vakuumsystem erzielten Vakuum durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Massenstrom von nichtkondensierbarem Gas aus dem Vakuumsystem erfasst und registriert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Menge an Gas, die von einem gesetzten Wert abweicht, unter Betriebsbedingungen ein Alarm ausgelöst wird.
3. Anordnung in einer Anlage zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei die Anlage wenigstens eine Ausrüstung umfasst, die durch ein Vakuumsystem (12) unter Vakuum gehalten wird, umfassend mindestens eine Vakuumerzeugungseinrichtung (13) und mindestens einen Kondensator (14), dadurch gekennzeichnet, dass eine Pumpe (15) am Auslass des letzten Kondensators angeordnet ist, die an einen Massenstrommesser (16) für Gas angeschlossen ist, wobei das Signal des Messers registriert wird.