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Verfahren zum Kochen von Leinöl-Standöl Die bisher bekannten Standölkocher
besitzen meist , einen unmittelbar beheizten Hauptkessel. Diese Apparate arbeiten.
infolge des direkten Aufschlages der Feuergase auf die Heizfläche mit verhältnismäßig
hohen Temperaturdifferenzen auf der feuergasberührten und auf der ölberührten Seite.
Dadurch wird das Auftreten lokaler Überhitzungen begünstigt, die wiederum teilweise
Zersetzüngen und Überpolymerisation des erhitzten Öles zur Folge haben. Ferner ist
bei dieser Arbeitsweise auch eine genaue Kontrolle der Heizflächentemperatur und
eine gleichmäßige und genaug Regelung derselben unmöglich. -Man hat ferner bereits
eine Anlage zum Polymerisieren von trocknenden Ölen in Vorschlag gebracht, bei welcher
das Öl zwischen einem Vorratsbehälter und einer Beheizungsv orrichlung in Umlauf
gehalten wird. Der. Vorratsbehälter entspricht hier in seinem Inhalt etwa dem Raum,
den das Öl auch in der Beheizungsvorrichtung einnimmt. Die Zirkulation des Öles
durch beide Vorrichtungen wird dabei mit Hilfe einer Umlaufpumpe bewirkt, welche
das Öl durch die waagerecht liegenden Zirkulationsrohre des Durchlauferhitzers hindurchtreibt.
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Abgesehen von den Nachteilen, die durch den Kraftverbrauch und-durch
die gegebenenfalls'@unter dem Einfluß des heißen Öles auftretenden Korrosionserscheinungen
der besonderen Zirkulationspumpe bedingt sind, kann die Zirkulationsgeschwindigkeit
des Öles in dem Durchlauferhitzer infolge des verhältnismäßig großen Querschnitts
der Durchläufrohre. nur eine verhältnismäßig geringe sein, so daß die Gefahr des
Eintretens lokaler Überhitzungen nur bis zu einem gewissen Grade, nicht aber vollständig
vermieden wird. Aus diesem Grunde ist man bei der bekannten Anordnung auch auf die
Anwendung 4ndirekter Beheizung beschränkt, da eine direkte Beheizung des groß dimensionierten
Durchlauferhitzers die Gefahr örtlicher Gberhitzungen stark erhöhen würde. 'Ferner
ist auch zu beachten, daß die Pumpe das Öl nicht in rein laminarer Strömung, 'sondern
turbulent .durch den Erhitzer hindurchtreibt, so daß ungleichmäßige Polymerisation
stattfinden kann, falls das stark wirbelnde Öl ungleichmäßig mit der Heizfläche
in Berührung kommt und hierdurch ungleichmäßig erhitzt wird. Die Ölteilchen können
hier weiter in erheblichem Maße durch das Vakuum mitgerissen werden, so daß ein
gewisser Ölverlust unvermeidlich ist.
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Erfindungsgemäß wird das bekannte Verfahren dadurch wesentlich verbessert,
daß neben einem Vorratsbehälter von sehr großem Inhalt, der fast die gesamte Menge
des "Öles faßt, ein Durchlauferhitzer von sehr kleinen Abmessungen vorgesehen wird,
dessen Inhalt z. B. nur in einem Verhältnis. von etwa
i :5o zu dem
Inhalt des Hauptkessels steht, während seine Oberfläche so groß wie möglich ausgestaltet
ist. Anstatt eines einzigen Durchlauferhitzers können auch mehrere direkt oder indirekt
beheizte Behälterzellen von entsprechend kleinem Inhalt vorgesehen sein.
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Zweckmäßig werden die außerhalb des Vorratsbehälters liegenden Hilfsheizkörper
auf der feuergasberührten Seite mit an sich bekannten Vorsprüngen, z. B. mit Rippen,
versehen, welche die Wärmeübertragung verbessern. Dadurch wird wiederum eine noch
weitergehende Verkleinerung der Abmessungen der von Öl durchströmten, direkt oder
indirekt beheizten Behälterzellen ermöglicht, ohne daß die Gefahr lokaler Überhitzung
des durch die Behälterzellen hindurchzirkulierenden Öles eintritt' Außerdem können
die kleinen- mit dem Vorratsbehälter durch eine obere und untere Leitung für sich
in Verbindung stehenden Behälterzellen steil geneigt angeordnet sein. Es ergibt
sich dann eine derart schnelle Förderung des zirkulierenden Öles durch die Behälterzellen
hindurch, daß das Öl ungewöhnlich schnell auf die erforderliche Temperatur gebracht
wird, während es gleichzeitig sofort wieder aus dem Bereich der Erhitzung entfernt
wird, so daß jede Gefahr einer örtlichen Überhitzung behoben ist.
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Um die Zirkulation des Hauptkessels zu verstärken, kann man ferner
das den Hilfserhitzer durchfließende Öl auch in mehreren Rohrzügen, gegebenenfalls
in verschiedener Höhenlage, aus dem Hauptkessel entnehmen und in denselben 'zurückführen.
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Die Rückführung des Öles in den Hauptkessel kann z. B. exzentrisch
etwa in tangentialer Richtung erfolgen, so daß durch diese Maßnahme die Zirkulation
und Durchmischung des Öles im Hauptkessel unterstützt wird.
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Zwecks weiterer Verkleinerung der Apparatur kann- man auch den zur
indirekten Beheizung der Durchlaufzellen dienenden Wärmeträger, der z. B. aus einem
Ölbad, der Lösung einer Salzmischung bestehen kann, wiederum zirkulieren lassen
und außerhalb der eigentlichen Beheizungseinrichtung in einer entsprechenden zweiten
Hilfsapparatur beheizen. Eine weitere Verbesserung erhält man dadurch, daß man das
in den Behälterzellen auf Destillationstemperatur erhitzte Öl in einem erweiterten
Raum, zweckmäßig unter Anwendung eines Vakuums, in feine Verteilung bringt und das
im Verteilungsraum wieder gesammelte Öl in .den großen Vorratsbehälter einführt,
wobei für sofortige Entfernung der im Verteilungsraum ent-@vickelten. DestiIlationsprodukte
Sorge getragen wird. Ferner kann, falls überhitzter Dampi zur Beheizung der Hilfszellen
verwendet wird, dieser in das Öl selbst eingeführt werden, um die Zirkulation des
Öles im Hilfskessel oder .-Hauptkessel zu beschleunigen.
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Da der spezifische Wärmebedarf des Leinöls gegenüber Dampf gering
ist, kann man in diesem Fall auch mit einer direkten Mischung des überhitzten Dampfes
mit dem Leinöl arbeiten, indem man den überhitzten, aus Düsen ausströmenden Dampf
das Leinöl durchströmen läßt oder ihn mit dem bereits fein verteilten Leinöl zusammenbringt.
Die unter entsprechender Druckverminderung, z. B. unter Vakuum, erfolgende Expansion
des Dampfes bewirkt eine Nachüberhitzung, so daß jede Wasserausscheidung vermieden
wird.
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Das Leinöl wird dabei -zweckmäßig erst nach einer entsprechenden Vorwärmung
mit dem Dampf gemischt. Sö kann z. B. das vom Lager gebrachte Leinöl durch einen
Dampfkondensator geführt werden, der. bei nicht genügender Kühlwirkung durch direkte
Wassereinführung unterstützt wird. In diesem Zustande braucht das Öl nur ein verhältnismäßig
geringes Dampfvolumen, um auf die erforderliche Temperatur gebracht zu werden.
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In der beiliegenden Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen
des Erfindungsgegenstandes beispielsweise dargestellt.
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Abb. -i zeigt eine Standölkochanlage gemäß der Erfindung in schematischer
und beispielsweiser Darstellung.
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Abb. 2 zeigt eine solche Anlage mit einem mit Rippen ausgestatteten
Hilfserhitzer. Abb. 3 veranschaulicht die indirekte Beheizung des Hilfskessels.
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Abb. 4. zeigt das Schema einer Anlage mit indirekter Dampfbeheizung
des durchlaufenden Öles. -Abb. 5 zeigt die Arbeitsweise mit Zerstäu-.bung des erhitzten
Öles.
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Abb. 6 veranschaulicht die direkte Heranziehung des überhitzten Dampfes
zur Verteilung und Erhitzung des Öles.
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Im einzelnen bezeichnet in Abb. i das Bezugszeichen i den Hauptkessel,
der in üblicher Art oder auch abweichend von den bekannten Formen als nicht direkt
beheizbarer Kessel mit einem unteren Ablaufhahn :2 ausgebildet sein kann. Der Kessel
kann mit einem Überlaufrohr 3, einem Verschluß 4 und einer ihn ganz umhüllenden
Isolation 5 versehen sein.
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An den Kessel sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei Hilfserhitzer
6, 7 mit unteren Rohrleitungen 8, 9 angeschlossen. Das durch die Kessel hindurchströmende
Öl wird durch die Leitungen io und i i, die zweckmäßig etwa tangential in den Hauptkessel
einmünden, in diesen zurückgeführt.
Die Leitungen 8, 9 sowie io,
i i sind zweckmäßig in verschiedener Höhe.in den Hauptkessel eingeführt. Zur Beheizung
der Hilfskessel 6, 7 dient eine beliebige Feuerung, z. B. eine Rostfeuerung 12.
Die Hilfskessel können dabei in einen Ofen 13 eingebaut sein, aus dem die Rauchgase
durch den Schlot 14 abziehen.
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In Abb. 2 bedeutet das Bezugszeichen 15 den Hauptkessel, dessen Beheizung
mit Hilfe eines mit Rippen versehenen Hilfskessels 16 erfolgt, dem das Öl aus der
unteren Leitung 17 zugeführt wird, während es durch die obere Leitung 18 in den
Hauptkessel zurückfließt. Zweckmäßig wird der Hilfskessel in der bezeichneten Stellung
etwa schräg zum Hauptkessel gelagert; so daß die aufsteigende Bewegung des erhitzten
Öles und der Rückfluß desselben in den Kessel zwanglos ineinander übergehen. Der
Hauptkessel 15 kann ferner mit einem Überlaufröhr i9 in eine Vorlage 20 versehen
sein.
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Nach Abb. 3 ist der mit dem Hauptkessel 21 durch die Leitungen 22
und-23 verbundene Hilfskessel 24, von einer Salzlösung oder einem Ölbad 25 umgeben,
.dessen äußerer Behälter 26 wieder mit Vorsprüngen, z. B. mit Rippen, versehen sein
kann. Die Beheizung ist hier in Form einer Gasbeheizung z7 angenommen. Das wärmeübertragende
Bad 25 kann gegebenenfalls mit einem Kondensationsgefäß 28 durch das Steigrohr 29
in Verbindung stehen. Aus dem Kondensator 28 fließt das Kondensat .durch die Leitung
30 in den Badraum 25 zurück.
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Nach Abb. 4 wird der mit der Hauptkessel 31 durch die Leitungen 3-2
und 33 verbundene Heizkörper 34 indirekt durch eine Dampf-, schlange 35 beheizt.
Der durch die Dampfschlange 35 strömende überhitzte Dampf kann z. B. aus - einer
Verdampfertrommel 36 bekannter Bauart durch eine Dampfpumpe 37 entnommen und ein@m-Strahlüberhitzer
38 zugeführt werden, aus dem er in einen zweiten Überhitzer 39 gelangt, um alsdann
durch die Leitung 40 in -den eigentlichen Dampfheizkörper-35 einzutreten. Das durch
die Leitung 41 und. durch die Hilfsleitung 42 in den Raum 43 gelangte Kondensat
kann z. B. durch eine Rückspeisepumpe 44 wieder . der Verdampfertrommel zugeführt
werden. Der obere Kesselraum 45 steht in diesem Ausführungsbeispiel durch- eine
Leitung 46 mit einem Kühler 47 in Verbindung, aus dem das Destillat in eine Vorlage
48 fließt, die unter der Wirkung einer Vakuumpumpe 49 steht.
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Nach Abb.5 ist über dem Standölkessel So, der mit einer Kühlschlange
5r versehen ist, ein Destillationskessel 52 angeordnet. Das Leinöl wird durch die
Pumpe 53 vom Lager nach dem Hilfsheizkörper 54 gedrückt, aus dem es weiter durch
die Leitung 55 in den Destillationskessel 52 eintritt, in dem es durch die-Düse
56 zerstäubt wird. Die .Beheizung des Hilfskessels 54 erfolgt z. B. mit 'unter hohem
Druck stehendem heißem Wasser oder mit überhitztem Dampf durch die Heizleitung 57.
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Aus dem Destillationskessel gelangen die in dem Raum 58 entwickelten
Dämpfe durch die Leitung 59 in den Olabscheider 6o. -Das im unteren Teil abgeschiedene
Öl fließt durch die Leitung 61 in den Destillationsraurn zurück und gelangt weiter
in den Standölkessel. Die leichteren Ölsäuren, Geruchsstoffe usw. gelangen durch
die Leitung 62 in den Kühler 63 und werden in der Vorlage 64 .Unter einem durch
die Pumpe 65 erzeugten Vakuum kondensiert.
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In Abb. 6 bezeichnet das Bezugszeichen 66 den Standölkessel, der durch
die Kühlschlange 67 gekühlt wird. . Das Öl wird durch die Ölpumpe 68 durch die unter
Dampfvörwärmung stehende Leitung 69 und die Leitung 70 in die Mischdüse 71
gefördert, aus der es mit Dampf (aus Leitung 79) gemischt in feiner Verteilung in
den Expansions- und Destilla= tionsbehälter 72 eingeführt wird. Das gereinigte Öl
fließt durch die Leitung 73 in den Behälter 66, während die leichteren Bestandteile
in den Ölabscheider 74 übergehen; aus dem das Öl durch die Leitung 75 in -den Standölbehälter
abläuft, während die leichteren Bestandteile durch die Leitung 76 entweichen und
z. B. dem Dampfkondensationsraum 77 zugeführt werden, aus dem sie durch die Leitung
78 abgeführt werden.
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Der Mischdüse 71 wird gleichzeitig mit dem durch die Leitung
70 zutretenden Öl noch Heißdampf durch die Leitung 79 zugeführt, der in der
Mischdüse expandiert und gleichzeitig das Öl in feine Verteilung bringt.. Ausführungsbeispiel
Die Versuchsapparatur entsprach Abb. i. Der eigentliche Polymerisier- und Dämpfe.-abscheidekessel
hatte einen Vollinhalt von 1200 1. Das zu behandelnde Öl floß aus diesem Kessel
durch zwei.Verbindungsrohre von je 70 mm lichtem Durchmesser in .zwei Durch=
laufheizkörper von j e 81 mm lichtem Durchmesser und 1,8 m beheizter Länge. Die
Heizkörper wurden im Verhältnis i : 8 mit kippen- v_er_seh_en und durch eine Gasfeuerung
beheizt. Das aus den beiden Durchlaufheizkörpern kommende Ö1 floß durch zwei Verbindungsrohre
von je 8i mm lichtem Durchmesser in den Kessel zurück. Zur Bestimmung der Öltemperaturen
wurden im Kessel sowie an den höchsten Stellen der Heizkörper Quecksilber - Stockthermometer
angebracht. Das durch die Erwärmung sich ausdehnende Öl floß aus dem Kessel
in ein Überlaufgefäß,
so daß ein konstantes Ölniveau während des
Kochprozesses erhalten blieb.
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Die Dämpfe strömten über einen senkrecht angeordneten Röhrenkondensator,
der den kondensierbaren Teil der Dämpfe verdichtete. Eine an rlie Kondensatvorlage
angeschlossene Vakuumpumpe gestattete, , mit beliebigem Druck im Dämpfeabzugsraum
zu arbeiten.
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Während des Aufheizens wurde mit atmosphärischem Druck gearbeitet,
um die Öltemperatur dem atmosphärischen Druck entsprechend hochhalten zu können
und durch die dadurch mögliche höhere Temperaturdifferenz zwischen dem Öl des Kessels
und dein der Heizkörper zu erhalten. Es hat sich ferner gezeigt, daß die Umlaufförderung
mit sinkendem Druck abnimmt, so daß. die zu einem bestimmten Umlauf benötigte Wärmemenge
von dem Druck abhängt, unter dein das Öl steht. Die Temperaturen in den Heizkörpern
wurden allmählich mit dem Steigen der Temperatur im Kessel durch Regeln der Gasfeuerung
erhöht, um zur Schonung des Kochgutes eine möglichst gleichbleibende bzw. gleichmäßig
abnehmende Temperaturdifferenz zu erhalten. Die Temperaturdifferenz zwischen den
Thermbmetern der Heizkörper und dem Thermometer des Kessels betrug anfänglich 72°
C, abnehmend bis auf 1o° (28o bis 270° C) gegen Ende der Aufheizzeit, die insgesamt
1,6 Stunden betrug, gegen 3 bis 4 Stunden beim Standölkessel ohne Zirkulationssystem:
Die Umlaufgeschwindigkeit betrug hiernach im Mittel o,i2 m(Sek. in den Heizkörpern.
Nachdem eine Temperatur von 28o° C im Heizkörper erreicht war, wurde ein Vakuum
von iSo mm Quecksilbersäule absolut eingeschaltet.
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Bei dieser Temperatur wurde das Öl einer Destillations- und Eindickurigszeit
von 4 Stunden unterworfen. Das Öl wurde hierbei stündlich etw2. einmal durch die
Heizkörper gefördert. Die erzielte Konsistenz des Öles war fast 40'/o stärker als
die in einer normalen Standölapparatur in i o Stunden erzielte Konsistenz. Die Säurezahl
des Öles lag bei 3,8; das Öl war fast wasserhell. Die Untersuchung des fertigen
Standöles ergab, daß keinerlei überpolymerisierte Anteile im 0l enthalten waren.
Verarbeitet wurde ein kalt gepreßtes Leinöl mit einer Säurezahl von 1,5.