JPS602360B2 - 油脂の脱臭工程における熱交換方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は油脂の脱臭工程における熱交換方法に関し、詳
しくは油脂の脱臭工程において、高温油の冷却部及び低
温油の加熱部に熱媒体を自然循環させて高温油及び低温
油との熱交換を円滑に行なう方法に関する。

油脂の脱臭は、ほとんどすべて減圧下に水蒸気蒸留を行
なって油に含まれている有臭物質を蟹去する方法によっ
てなされている。

この操作でアルデヒド、ケトンなどの揮発性物質は蟹去
され、遊離脂肪酸の含有量も減少する。実際の操業にお
いては、この油脂の脱臭は一般に、原料油（原料油脂）
をまず水蒸気で子熱しながら脱気し、次いで、子熱脱気
された油脂を熱媒体（例えば、高温高圧の水蒸気）によ
って約２５０〜２７０００に加熱し、２〜４肌Ｈｇａ広
の真空下でこの油脂に水蒸気を吹き込んで有臭成分を揮
発除去した後、脱臭された約２３０〜２７ぴ○の高温の
油脂を冷却水で冷却して系外に取り出す方法が採用され
ている。だが、かかる従来の油脂の脱臭方法では多量の
加熱用蒸気と冷却水とを必要とするといった欠陥がある
。

そうしたことから現在では、それらの使用量を低減させ
るために、原料油脂の予熱に高温である脱臭された油脂
を熱源として利用する方法が考えられるようになってき
ており、その代表的な手段として、熱媒体を介在させて
行なう方法が提案されている。これは、脱臭された高温
の油脂（高温油）と熱交換した則ち高温油の冷却に供し
た熱媒体−この熱媒体は従って原料油脂より高温となっ
ている−を原料油脂（低温油）の加熱に用い、次いで、
この低温油と熱交換した熱媒体一この熱媒体は従って高
温油より低温となっている−を再び高温油の冷却に用い
るというものであって、この熱交換方法を熱媒体の自然
循環によって繰り返して行なう方法である。具体的には
、例えば特関昭５２−１５２９０３号公報、西ドイツ特
許出願公開第２０３９５３１号公報などには、熱媒体を
液相循環（熱りＫ循環）することによって高温油及び低
温油との熱交換を行なう方式が記載されている。

また、米国特許第３９９９９６６号明細書には、低温油
の加熱源として熱媒体（水蒸気）の潜熱を利用する熱交
換方式即ち、液状の熱媒体（水）を高温油と熱交換せし
め、そこで気化した熱媒体（水蒸気）を低温油の加熱と
して用い、この低温油との熱交換によって液化した熱媒
体を気液分離器の液相側に導入し、更に、この液化した
熱媒体を気液分離器から流出させて再び高温油の冷却に
用いるようにして、こうした一連の熱媒体の流れをその
自然循環によって行なう方式が記載されている。しかし
ながら、前者の熱交換方式（液相循環方式）にあっては
、低温油と熱媒体との熱交換を液−液で行なうため、後
者の熱交換方式であるところの液−気で熱交換する場合
に比べて、伝熱効率は劣る。

そのため、前者の熱交換方式においては、必要とする伝
熱面積が大きくなることや、また伝熱効率を更に上げる
には熱媒体を多量に循環せねばならず循環ポンプ等の外
部動力が必要となること、などの点で得策でない。これ
に対して、後者の熱交換方式（気液相循環方式）は前者
の液相循環方式に比べて熱媒体の循環量が少なくて済み
、更に、必要となる伝熱面積も小さくなる点で有利であ
る。ところで、米国特許第３９９９９６６号明細書に開
示されたこの気液相循環方式では、熱媒体の循環系内に
脱気装置を付設することが必須の条件となり、加えて、
ここに記載された気液相循環方式では、その始動時に限
ってではあるが熱媒体の循環系とは別に低温油を子熱す
るための予熱蒸気トレイを設けることが必要とされてい
る。

しかし、このような脱気装置や予熱蒸気トレイを設ける
ことは設備費が嵩み、それが結局は製造単価を押上げる
という不都をもたらしていることは否めない。本発明の
目的は、上記のごとき欠点乃至は不都合が一挙に解消さ
れる油脂の脱臭工程における熱交換方法を提供するもの
である。本発明の他の目的は、特別な脱気装置及び熱媒
体の循環系とげ別個の予熱蒸気トレイを必要としない油
脂の脱臭工程における熱交換方法を提供するものである
。即ち、本発明は、油脂の脱臭工程で高温油の冷却部及
び低温油の加熱部に熱媒体を自然循環させ、これら熱媒
体と高温油及び低温油との熱交換を行なう油脂の脱臭工
程における熱交換方法において、液化した熱媒体を気液
分離器から前記高温油の冷却部に導入して高温油との熱
交換を行ない、その高温油との熱交換により気化した熱
媒体を前記低温油の加熱部に導入して低温油との熱交換
を行ない、更に、その低温油との熱交換により液化した
熱媒体を前記液分離器の気相側に導入するようにしたこ
とを特徴としている。以下に、本発明方法を添附の図面
に基づきながら更に詳細に説明する。

図面は、従釆から一般に使用されている半連続式脱臭装
置に本発明方法を適用したものの代表例である。ここで
の半連続式脱臭装置では、複数のトレイ（便宜上、７つ
にしてある）を有する脱臭塔１０の第１トレイ（低温油
の加熱部）１および第６トレイ（高温油の冷却部）６内
の油と熱媒体とが熱交換できるように、トレイ１，６中
にそれぞれ熱媒体コイル８，９が設けられている。

そして、コイル８は、そこに（コイル８に）気化した熱
媒体が流入するラインａ及びそこから（コイル８から）
液化した熱媒体が流出するラインｂによって気液分離器
１３に接続されており、一方、コイル９は、そこに（コ
イル９に）液化した熱媒体が流入するラインｃ及びそこ
から（コイル９から）気化した熱媒体が流出するライン
ｄによって気液分離器１３に接続されており、ここに熱
媒体の循環系が構成されるようになっている。本発明方
法においては、ラインｂが気液分離器１３の気相側に接
続されていなければならない。

従って、本発明方法では、上記の循環系に所定量の熱媒
体を封入し系内のエアーをペントから抜いた後に、熱媒
体を自然循環させて油との熱交換を行なわせることにな
る。原料油は導管１１から一定量づつ回分的に（通常、
１０〜６び分間に−回程度の割合で）第１トレイ１に供
給される。

第１トレイ１で原料油は、気液分離器１３からラインａ
を通ってコイル６に流入された気化した熱媒体によって
、例えば１２０〜２００℃にまで加熱される。ここで、
原料油（低温油）と熱交換することによって液化した熱
媒体は、ラインｂを通って、気液分離器１３の気相側に
流入される。第１トレィーにあって所定時間加熱された
油は、第２トレイ２内に落下しそこで高圧水蒸気などの
熱媒体によって脱臭温度（例えば、２３０〜２７０℃）
にまで加熱される。

空になった第１トレイ１内には新たな原料油（低温油）
が一定量供給され前記と同様な要領で処理される。また
、第２トレイ２で所定時間さらに加熱され高温とされた
油は第３トレイ３、第４トレイ４、第５トレイ５へと同
一周期で順次落下していく。少なくともトレイ３，４，
５中に存在する油は、それらのトレイに吹込み管１２か
ら吹込まれる水蒸気によって、脱臭される。脱臭された
高温油は、第５トレイ５から第６トレイ６に落下しここ
で気液分離器１３からラインｃを通ってコイル９に流入
する液化した熱媒体によって例えば１００ｏｏ前後にま
で冷却される。

第６トレイ６において、高温油と熱交換することによっ
て気化した熱媒体はラインｄを通って気液分離器１３に
流入され、そこから再びラインａを通って第１トレイ（
低温油の加熱部）１へと送り込まれる。当然のことなが
ら、ラインｃは気液分離器１３の液相側に連絡しており
「 ラインｄ及びラインａは気液分離器１３の気相側に
連絡している。冷却された油は第７トレイ７に落下し、
そこで冷却水によって更に冷却されてから系外に取り出
される。なお、第１トレイ竃「第２トレイ２および第７
トレイＴ中の油のいずれか又はそのすべてに吹込み管１
２からの水蒸気が吹込まれてよいことは勿論である。こ
のように、本発明方法においては「熱媒体は系内を自然
循環することとなり低温油及び高温濁との熱交換が良好
に行なわれる。

半連続式脱臭装層では、既述のごとく、油は上段のトレ
イから周期的かつ回分的に一定量ずつ下段のトレイに落
下し、これが同一周期で更にそれより下方のトレイへと
落下していくので、高温油からの熱回収も回分的になさ
れるようになる。従って、この短かし、周期時間内にで
きるだけ効率的に高温油からの熱量を低温油の加熱に利
用できるようにするために、高温油と熱交換された熱媒
体（気化した熱媒体）が決められた経路則ちラインｄを
通って気液分離器１３の気相側にスムーズに流入される
ことが望ましい。それ故、気液分離器１３から第６トレ
イ６に向うラインｃには逆止弁１４が設けられることが
好ましい。

同様な理由から、第１トレイ１から気液分離器１３に向
うラインｂの出口側（即ち、気液分離器１３近辺）に逆
止弁１５が設けられることが好ましく、そのような手段
が探られたことによって、気液分離器１３中に存在する
気化した熱媒体がラインｂに逆流するのが有効に阻止さ
れ、正規の経路であるラインａからラインｂへの循環が
スムーズとなる。また、本発明方法においては、脱臭装
置の始動時にこの熱媒体の循環系に、より具体的には、
低温油の加熱部１に通じるところであって熱媒体の循環
系に系外より熱媒体蒸気ラインｅを付加し、このライン
ｅから熱媒体蒸気を前記循環系に導入せしめて循環系全
体が定常状態に達するまでの時間を大幅に短縮させるこ
とができる。

実際の操作にあたっても、当初は気液分離器１３内には
熱媒体を存在させず空にしておき、ラインｅからの熱媒
体蒸気をラインａを通して第１トレイ１に導入し低温油
と熱交換せしめ、そこで液化した熱媒体をラインｂから
気液分離器１３内に流入させ、その気液分離器１３に流
入された熱媒体の所定量は循環する熱線体として用いら
れ、余剰の熱媒体は液面調節計１６の作動により自動的
にラインｆから系外へ排出される。高温油の冷却部に油
が落下した時点で、ラインｅからの熱媒体蒸気の供給は
停止される。以降、一定量の熱媒体が気化と液化とを綴
り返しながら系内を循環して油の冷却及び加熱に寄与す
る。

なお、図面には低温油の加熱部（第１トレイ）１や高温
油の冷却部（第６トレイ）６が脱臭塔１８内に設けられ
ているが、脱臭塔１０の外部に設けるようにされていて
もかまわない。また、図面では、第１トレイ１と第６ト
レイ６とに熱媒体の循環系が組込まれているが、こうし
た態様だけに限られる訳ではなく、循環系を他のトレイ
にも及ぼすことも可能であり、更にはトこの熱交換方法
を複数段設けることも考えられてよいことである。例え
ば、低温油の加熱部及び高温油の冷却部をそれぞれ２箇
所ずつ（便宜上、前者を第１トレイ、第１′トレイ、後
者を第６トレイ「第６トレイとする）設け、第１トレイ
と第６トレイとで一つの熱媒体の循環系を形成させ、第
１′トレイと第６トレイとでもう一つの熱媒体の循環系
を形成させるようにして、二段階の熱交換方式とするこ
ともできる。この場合、低温油の加熱部においては、油
は第１トレイで初め加熱され、次に第１′トレイで更に
加熱される。また、高温油の冷却部においては、油は第
６トレイで初め冷却され、次に第６トレイで更に冷却さ
れることになる。以上のごとき本発明方法によれば、米
国特許第３９９９９６６号明細書に記載されている気液
循環方式では必要とされる脱気装置の設置は不要であり
「仮りに熱媒体の循環系内に空気が多少存在していると
しても熱媒体の循環系は円滑に機能する。

これは、前者（米国特許第３９９９９６６号明細書）の
方法では熱交換により液化した熱媒体が気液分離器の液
相側に導入される手段が探られているため、熱媒体の循
環系内に僅かの空気が存在していてもそれが循環系を形
成する管の内部の少なくとも一部に集積し、液化した又
は気化した熱媒体の流動を著しく妨げていることからこ
こでの脱気装置の設置は必須条件となっていると思われ
る。これに対して、本発明方法では熱交換により液化し
た熱媒体が気液分離器の気相側に導入される手段が孫ら
れているため、前者で起るような不都合はみられない。
また「 このような手段を採用したことによって装置の
始動時に熱媒体の循還系に系外より熱媒体蒸気を付加す
ることができるようになり、これによって脱臭に良好な
定常状態を、前者のごとき子熱蒸気トレイを設けること
なく、早目につくることが可能となった。更に、本発明
方法では、ラインｂ及び／又はｃに逆止弁を設けること
によって高温油の冷却部に高温油が導入されると同時に
熱媒体の循環が開始されるようになるのでも短い周期時
間内に高効率的な熱交換が可能となった。

なお、本発明における熱交換方法はこれまでに記述した
半連綾式脱臭装置への適用だけでなく、連続式脱臭装置
に応用することもできる。実施例 図面に表わしたような装置を使用して油脂の脱臭を行な
った。

ここでの脱臭装置は７つのトレイすべてが脱臭塔亀０内
に多段に組み込まれており、脱臭塔１０内は約５側Ｈｇ
ａ戊の減圧下に総‘持した。気液相循環には熱媒体とし
て水を用いた。この脱臭装置能力は約１５０トン／日で
あり、３００日の連続運転を行なった結果は表−１のと
おりであった。なお「原料油（大豆油）の温度は約４０
ｑｏで２晩ごごとに一定量づっ最上段トレイに供給した
。また、脱臭温度は２６５００で行ない、製品は１００
ｑｏの温度として取り出した。比較のために「上記とは
異なり、低温油の加熱系と高温油の冷却系とを一体化せ
ず別々に設けた従来法によった以外は同様な条件（但し
、子熱温度は１５０℃とした）で油脂の脱臭を行なった
。

結果は表−１のとおりであった。表−１ ＊）第２トレイで加熱Ｋ用するもの 粉）第７トレィで冷却に用するもの

【図面の簡単な説明】

図面は本発明方法を適用した半連続式脱臭装置の一例を
示す概略図である。 １，２，３，４，５，６，７……トレイ、８，９・・・
・・・熱媒体コイル、１０・・・・・・脱臭塔、１１・
・・・・・原料油導入管、１２・・・・・・水蒸気吹込
管、１３・・・・・・気液分離器、１４，１５・・・・
・・逆止弁、１６・・・…液両論節計。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 油脂の脱臭工程で高温油の冷却部及び低温油の加熱
   部に熱媒体を自然循環させ、これら熱媒体と高温油及び
   低温油との熱交換を行なう方法において（イ）液化した
   熱媒体を気液分離器から前記高温油の冷却部に導入して
   高温油との熱交換を行ない、（ロ）その高温油との熱交
   換により気化した熱媒体を前記低温油の加熱部に導入し
   て低温油との熱交換を行ない、更に（ハ）その低温油と
   の熱交換により液化した熱媒体を前記液分離器の気相側
   に導入することを特徴とする油脂の脱臭工程における熱
   交換方法。 ２ 低温油の加熱部から気液分離器の気相側に熱媒体が
   導入されるラインに及び／又は気液分離器から高温油の
   冷却部に熱媒体が導入されるラインに、逆止弁を設ける
   ようにした特許請求の範囲第１項記載の熱交換方法。３
   始動時に、気液分離器から低温油の加熱部に通じる熱
   媒体の循環ラインに循環系外より熱媒体蒸気を付加する
   特許請求の範囲第１項記載の熱交換方法。