EP0981593B1 - Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von stearin aus fetten tierischer oder pflanzlicher herkunft - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von stearin aus fetten tierischer oder pflanzlicher herkunft Download PDF

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EP0981593B1
EP0981593B1 EP98917043A EP98917043A EP0981593B1 EP 0981593 B1 EP0981593 B1 EP 0981593B1 EP 98917043 A EP98917043 A EP 98917043A EP 98917043 A EP98917043 A EP 98917043A EP 0981593 B1 EP0981593 B1 EP 0981593B1
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nozzle
nozzles
centrifuge
stearin
capacity
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Wolfgang Wieking
Ernst Dolle
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GEA Mechanical Equipment GmbH
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Westfalia Separator GmbH
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11BPRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
    • C11B7/00Separation of mixtures of fats or fatty oils into their constituents, e.g. saturated oils from unsaturated oils
    • C11B7/0075Separation of mixtures of fats or fatty oils into their constituents, e.g. saturated oils from unsaturated oils by differences of melting or solidifying points
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B1/00Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
    • B04B1/10Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with discharging outlets in the plane of the maximum diameter of the bowl
    • B04B1/12Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with discharging outlets in the plane of the maximum diameter of the bowl with continuous discharge

Definitions

  • the invention relates to a method for obtaining stearin from fats of animal or vegetable origin, in which the fat is heated to a Temperature is liquefied at which there are no crystals in the liquid and in which a gradual cooling then takes place to form crystals and the crystallized oil into the inlet of a plate pack Centrifuge is introduced.
  • the invention further relates to an apparatus for performing this method.
  • the invention has for its object a method of the aforementioned Kind as well as a device for performing this method so that the selectivity between the stearin phase during the duration of a production and the oil phase for optimal stearin quality and stearin yield constant can be held.
  • This object is achieved in that the cooling of the crystallized oil up to to a temperature in the temperature range of 40 ° C and below, but above 10 ° C and the crystallized oil in the inlet of a not self-draining, with a plate pack and a stationary gripping device for the oil phase equipped nozzle centrifuge is introduced and the solid phase led through flow spaces tapering to the nozzles and through the Nozzles is discharged, the to achieve a high selectivity Ratio between the feed rate in l / h and the nozzle rate in l / h in the Range between 2: 1 and 4: 1 is set.
  • the crystallized Cooling oil By using a nozzle centrifuge, it is sufficient that the crystallized Cooling oil to a temperature in the temperature range from 10 ° C to 40 ° C, before it is inserted into the centrifuge inlet.
  • the nozzles arranged in the peripheral area of the centrifugal drum tapered flow spaces are limited by segment inserts that are made up of Stainless steel. These segment inserts ensure a predetermined Guiding the solid phase from the outside of the plate pack to the nozzles. Deposits of solid particles between two neighboring nozzles and also the occurrence of mixed phases in the solid space are avoided.
  • a device for performing the method according to the invention is in the Drawings shown and will be described below.
  • crystallizer 1 a fat of animal or vegetable origin except for one Liquefied temperature at which there are no crystals in the liquid. This is followed by gradual cooling to form crystals.
  • the crystallizer 1 has a receptacle 2 for the fat to be liquefied on, which is equipped with an agitator 3, which is driven by a motor 4 becomes.
  • the receptacle is in its peripheral and in its bottom area equipped with a jacket 5 of a heat exchange medium.
  • This coat will in the bottom area by a heat insulation layer 6 and in the peripheral area a heat insulation layer 7 covered on the outside.
  • Heat exchange medium circulated by a pump 8.
  • Heat exchange medium is used water, either through a steam operated heat exchanger 9 heated or by one with ice water operated heat exchanger 10 can be cooled.
  • the crystallizer 1 e.g. Butter oil heated to 55 ° C by means of hot water from the jacket 5 and over a period of 30 min. kept at this temperature while the agitator rotates at 8 rpm. This ensures that the entire Oil is in liquid, uncrystallized form.
  • the oil is then cooled with a temperature difference of 15 ° C until the water has reached 32 ° C. Then one takes place at constant water temperature further cooling of the oil until a product temperature of 36 ° C is reached. On this is to prevent too much oil from spontaneously crystallizing out. It many, uniformly sized crystals are formed.
  • the agitator runs at 8 Rpm at.
  • the next goal is to reach the required fractionation temperature.
  • this embodiment is with a temperature difference of 6 ° C and a Agitator speed of 8 rpm worked until the fractionation temperature is achieved.
  • the temperature control in the crystallizer is different.
  • crystallizer 1 is followed by a nozzle centrifuge 11, which in the Figures 2 and 3 shows the crystal size distribution in the starting material relatively unimportant, so that there are shorter crystallization times than in the Carrying out the separation of the solid phase and the liquid phase under Use of filter devices.
  • the crystallized oil processed in the crystallizer 1 is the inlet 12 of the Centrifuge 11 supplied and from there passes through a distributor 13 in the Rising channels 14 of a plate pack 15. In the separation spaces between the individual Plates of the plate pack are separated from the stearin phase from the oil phase instead of.
  • the oil phase flows to the center of the centrifuge and is via a stationary one Gripping device 16 and a nozzle 17 discharged from the centrifuge.
  • the stearin phase flows through the solid space 18 of the centrifugal drum 19 and is distributed evenly around the circumference of the centrifugal drum Nozzles 20 discharged into a collecting space 21.
  • the nozzles 20 preferably have a nozzle diameter of 0.5 or 0.6 mm on.
  • the nozzle output of a nozzle is approx. 150 l / h.
  • the ratio between the centrifuge feed rate and the nozzle rate lies in the range between 2: 1 and 4: 1.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Gewinnung von Stearin aus Fetten tierischer oder pflanzlicher Herkunft, bei dem das Fett durch Erwärmen auf eine Temperatur verflüssigt wird, bei der keine Kristalle in der Flüssigkeit vorhanden sind und bei dem anschließend zur Kristallbildung eine stufenweise Abkühlung erfolgt und das kristallisierte Öl in den Einlauf einer mit einem Tellerpaket ausgerüsteten Zentrifuge eingeführt wird.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Es ist bekannt, zur Trennung der festen (Stearin) von der flüssigen Phase Vakuum-Bandfilter oder Filterpressen einzusetzen. Schwierigkeiten treten bei einem Verstopfen der Filterporen insbesondere dann auf, wenn sich diese Filterporen auch durch eine Dampfbehandlung nicht wieder öffnen lassen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens so zu gestalten, daß während der Dauer einer Produktion die Trennschärfe zwischen der Stearinphase und der Ölphase für eine optimale Stearinqualität und Stearinausbeute konstant gehalten werden kann.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Abkühlung des kristallisierten Öls bis auf eine Temperatur im Temperaturbereich von 40 °C und darunter, jedoch oberhalb 10 °C vorgenommen und das kristallisierte Öl in den Einlauf einer nicht selbstentleerenden, mit einem Tellerpaket und einer ortsfesten Greifeinrichtung für die Ölphase ausgestatteten Düsenzentrifuge eingeführt wird und die Feststoffphase durch sich zu den Düsen verjüngende Strömungsräume geführt und durch die Düsen ausgetragen wird, wobei zur Erzielung einer hohen Trennschärfe das Verhältnis zwischen der Zulaufleistung in l/h und der Düsenleistung in l/h in dem Bereich zwischen 2 : 1 und 4 : 1 eingestellt wird.
Durch die Verwendung einer Düsenzentrifuge ist es ausreichend, das kristallisierte Öl bis auf eine Temperatur im Temperaturbereich von 10 °C bis 40 °C abzukühlen, bevor es in den Einlauf der Zentrifuge eingeführt wird.
Die sich zu den im Umfangsbereich der Schleudertrommel angeordneten Düsen verjüngenden Strömungsräume werden durch Segmenteinsätze begrenzt, die aus Edelstahl gefertigt sind. Diese Segmenteinsätze gewährleisten eine vorgegebene Führung der Feststoffphase aus dem Außenbereich des Tellerpakets zu den Düsen. Ablagerungen von Feststoffteilchen zwischen zwei benachbarten Düsen und auch das Auftreten von Mischphasen im Feststoffraum werden vermieden.
Durch diesen Segmenteinsatz kann eine Trennschärfe zwischen der Stearinphase und der Ölphase erzielt werden, die besser ist als die der übrigen heute eingesetzten Technologien.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden beschrieben.
Es zeigen:
Figur 1
einen Kristallisator in schematischer Darstellung,
Figur 2
eine dem Kristallisator nachgeschaltete Düsenzentrifuge, teilweise im Vertikalschnitt und
Figur 3
einen schematischen, horizontalen Schnitt nach der Linie III-III durch die Düsentrommel.
In dem Kristallisator 1 wird ein Fett tierischer oder pflanzlicher Herkunft bis auf eine Temperatur verflüssigt, bei der in der Flüssigkeit keine Kristalle vorhanden sind. Anschließend erfolgt zur Kristallbildung eine stufenweise Abkühlung.
Der Kristallisator 1 weist einen Aufnahmebehälter 2 für das zu verflüssigende Fett auf, der mit einem Rührwerk 3 ausgerüstet ist, das über einen Motor 4 angetrieben wird. Der Aufnahmebehälter ist in seinem Umfangs- und in seinem Bodenbereich mit einem Mantel 5 eines Wärmetauschermediums ausgestattet. Dieser Mantel wird im Bodenbereich durch eine Wärmeisolierschicht 6 und im Umfangsbereich durch eine Wärmeisolierschicht 7 nach außen abgedeckt. In dem Mantel 5 wird das Wärmetauschermedium durch eine Pumpe 8 umgewälzt. Als Wärmetauschermedium wird Wasser benutzt, das entweder durch einen mit Dampf betriebenen Wärmetauscher 9 aufgeheizt oder durch einen mit Eiswasser betriebenen Wärmetauscher 10 abgekühlt werden kann.
Im Kristallisator 1 wird z.B. Butteröl auf 55 °C mittels Heißwasser des Mantels 5 aufgeheizt und über einen Zeitraum von 30 min. auf dieser Temperatur gehalten, während das Rührwerk mit 8 U/min umläuft. Hierdurch wird erreicht, daß das gesamte Öl in flüssiger unkristallisierter Form vorliegt.
Das Öl wird dann mit einer Temperaturdifferenz von 15 °C so lange abgekühlt, bis das Wasser 32 °C erreicht hat. Dann erfolgt bei konstanter Wassertemperatur eine weitere Abkühlung des Öls, bis eine Produkttemperatur von 36 °C erzielt wird. Auf diese Weise soll verhindert werden, daß zuviel Öl spontan auskristallisiert. Es kommt zur Bildung vieler, gleichmäßig großer Kristalle. Das Rührwerk läuft mit 8 U/min um.
Hat das Produkt 36 °C erreicht, so wird für eine Dauer von 420 min mit einer konstanten Temperaturdifferenz von 3 °C langsam abgekühlt. Es findet nun die hauptsächlich, schonende Kristallbildung statt. Das Rührwerk läuft mit 4 U/min um.
Nach diesem Verfahrensschritt ist die Kristallbildung weitgehend abgeschlossen. Das nächste Ziel ist das Erreichen der erforderlichen Fraktionierungstemperatur. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird mit einer Temperaturdifferenz von 6 °C und einer Rührwerksdrehzahl von 8 U/min gearbeitet bis die Fraktionierungstemperatur erreicht wird.
Bei Pflanzenölen und anderen Fetten erfolgt eine andere Temperaturführung im Kristallisator.
Sofern dem Kristallisator 1 eine Düsenzentrifuge 11 nachgeschaltet ist, die in den Figuren 2 und 3 aufgezeigt ist, ist die Kristallgrößenverteilung im Ausgangsmaterial relativ unwichtig, so daß sich kürzere Kristallisationszeiten ergeben als bei der Durchführung der Trennung der Feststoffphase und der Flüssigkeitsphase unter Verwendung von Filtereinrichtungen.
Das im Kristallisator 1 aufbereitete kristallisierte Öl wird dem Einlauf 12 der Zentrifuge 11 zugeführt und gelangt von dort über einen Verteiler 13 in die Steigkanäle 14 eines Tellerpakets 15. in den Trennräumen zwischen den einzelnen Tellern des Tellerpakets findet die Trennung der Stearinphase von der Ölphase statt. Die Ölphase strömt zum Zentrum der Zentrifuge und wird über eine ortsfeste Greifeinrichtung 16 und einen Stutzen 17 aus der Zentrifuge ausgestragen.
Die Stearinphase durchströmt den Feststoffraum 18 der Schleudertrommel 19 und wird durch am Umfang der Schleudertrommel gleichmäßig verteilt angeordnete Düsen 20 in einen Auffangraum 21 ausgetragen.
Zwischen zwei benachbarten Düsen 20 ist jeweils ein aus rostfreiem Stahl gefertigtes Segment 21 angeordnet und begrenzt einen aus dem Umfangsbereich des Tellerpakets 15 sich erstreckenden und zur Düse 20 hin sich verjüngenden Strömungsraum 22 für die Feststoffphase.
Die Düsen 20 weisen vorzugsweise einen Düsendurchmesser von 0,5 oder von 0,6 mm auf. Die Düsenleistung einer Düse beträgt ca. 150 l/h.
Das Verhältnis zwischen der Zulaufleistung der Zentrifuge und der Düsenleistung liegt im Bereich zwischen 2 : 1 und 4 : 1.
Bezugszeichenliste
1
Kristallisator
2
Aufnahmebehälter
3
Rührwerk
4
Motor
5
Mantel
6
Wärmeisolierschicht
7
Wärmeisolierschicht
8
Pumpe
9
Wärmetauscher
10
Wärmetauscher
11
Zentrifuge
12
Einlauf
13
Verteiler
14
Steigkanal
15
Tellerpaket
16
Greifeinrichtung
17
Stutzen
18
Feststoffraum
19
Schleudertrommel
20
Düse
21
Segment
21a
Auffangraum
22
Strömungsraum

Claims (5)

  1. Verfahren zur Gewinnung von Stearin aus Fetten tierischer oder pflanzlicher Herkunft, bei dem das Fett durch Erwärmen auf eine Temperatur verflüssigt wird, bei der keine Kristalle in der Flüssigkeit vorhanden sind und bei dem anschließend zur Kristallbildung eine stufenweise Abkühlung erfolgt und das kristallisierte Öl in den Einlauf einer mit einem Tellerpaket ausgerüsteten Zentrifuge eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung des kristallisierten Öls bis auf eine Temperatur im Temperaturbereich von 40 °C und darunter, jedoch oberhalb 10 °C vorgenommen und das kristallisierte Öl in den Einlauf (12) einer nicht selbstentleerenden Düsenzentrifuge eingeführt wird und die Feststoffphase durch sich zu den Düsen (20) verjüngende Strömungsräume (22) geführt und durch die Düsen (20) ausgetragen wird, wobei zur Erzielung einer hohen Trennschärfe das Verhältnis zwischen der Zulaufleistung in l/h und der Düsenleistung in l/h in den Bereich zwischen 2 : 1 und 4 : 1 eingestellt wird.
  2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Kristallisator zur Erwärmung und anschließenden stufenweisen Abkühlung des Fetts pflanzlicher oder tierischer Herkunft und einer nachgeschalteten, mit einem Tellerpaket ausgestatteten Zentrifuge, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrifuge als nicht selbstentleerende Düsenzentrifuge (11) ausgebildet ist, in deren Schleudertrommel (19) sich zu den Düsen (20) verjüngende, durch eingesetzte Segmente (21) begrenzte Strömungsräume (22) für die Feststoffphase angeordnet sind und das Verhältnis zwischen der Einlaufleistung und der Düsenleistung in dem Bereich zwischen 2 : 1 und 4 : 1 liegt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Schleudertrommel (19) vorgesehenen Segmente (21) aus rostfreiem Stahl gefertigt sind.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (21) sich vom Außenbereich des Tellerpakets (15) bis zu den Düsen (20) erstrecken.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (20) eine Düsenöffnung mit einem Durchmesser von ca. 0,5 oder ca. 0,6 mm aufweisen.
EP98917043A 1997-05-10 1998-03-21 Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von stearin aus fetten tierischer oder pflanzlicher herkunft Expired - Lifetime EP0981593B1 (de)

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