PL161824B1 - Sposób ciaglego usuwania fazy zywicowej z oleju trójglicerydowego PL - Google Patents

Abstract

1. Sposób ciaglego usuwania fazy zywicowej z oleju trójglicerydowego, znamienny tym, ze a/ w pierwszym etapie olej zawierajacy oddzielna faze zywicowa poddaje sie odsrodkowemu rozdzialowi w pierwszym rozdzielaczu odsrodkowym i otrzymuje sie sub- stancje zywicowe o niskiej zawartosci oleju i olej, który nadal zawiera frakcje substancji zywicowych pierwotnie obecnych w oleju zasilajacym, b/ w drugim etapie olej otrzymany z etapu a/ poddaje sie rozdzialowi odsrodkowemu w drugim rozdzielaczu odsrodkowym i otrzymuje sie olej o jeszcze bardziej obnizonej zawartosci resztkowej substancji zywicowej i faze zywicowa o wyzszej zawartosci oleju niz zywice otrzymane w etapie a/, c/ w trzecim etapie faze zywicowa otrzymana w etapie b/ zawraca sie do strumienia oleju dostarczanego do pierwszego rozdzielacza odsrodkowego i d/ ewentualnie w czwartym etapie olej otrzyma- ny w etapie b/ przemywa sie raz albo kilka razy woda. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób ciągłego usuwania fazy żywicowj z oleju trójglicerydowego, w którym otrzymuje się substancje żywicowe o niskiej zawartości oleju i odżywicowany olej o niskiej zawartości substancji żywicowych. Bardziej szczegółowo wynalazek dotyczy sposobu odżywicowania, który zapewnia bardzo niskie straty oleju a w korzystnym przypadku daje olej, który może być rafinowany fizycznie.

Surowe oleje trójglicerydowe otrzymane przez wytłaczanie i/lub ekstrakcję nasion oleistych lub surowców zwierzęcych zawierają kilka innych związków poza trójglicerydami. Niektóre z nich, takie jak dwuglicerydy, tokoferole, sterole i estry sterolu nie muszą być usuwane podczas rafinacji, natomiast inne związki, takie jak fosfatydy, wolne kwasy tłuszczowe, substancje zapachowe, substancje barwiące, woski i związki metali muszą być usunięte, gdyż wpływają niekorzystnie na smak, zapach, wygląd i trwałość podczas przechowywania rafinowanego oleju.

Znane są różne sposoby usuwania tych niepożądanych związków, a zwłaszcza fosfatydów. Szeroko stosowanym sposobem jest odżywicowanie wodne, które polega na tym, że wodę lub parę wodną /np. 3% w przypadku surowego oleju sojowego/ dodaje się do gorącego /np. o

161 824 temperaturze 70°C/ oleju surowego dzięki czemu większość obecnych w surowym oleju fosfatydów ulega uwodnieniu i tworzy oddzielna fazę. Faza ta może być następnie usunięta, przy czym zwykle stosuje się w tym celu wirówki talerzowe. Usunięty w ten sposób szlam zawiera wodę, ulegające uwodnieniu fosfatydy, olej trójglicerydowy i kilka innych związków, takich jak cząstki mąki i glikolipidy o nieustalonym jeszcze charakterze. Szlam ten zwykle suszy się w celu otrzymania handlowej lecytyny. Olej odżywicowany wodą ma tę zaletę w porównaniu z surowy olejem, że podczas transportu i magazynowania nie tworzy osadu.

Jednakże olej odżywicowywany wodą nadal zawiera fosfatydy, tak zwane fosfatydy nie ulegające uwodnieniu /NHP/, które podczas następnych operacji rafinowania muszą być usunięte. Według brytyjskiego opisu patentowego nr 1565569 rozwiązano problem dwustopniowego usuwania fosfatydów przez dodawanie kwasu do surowego oleju, pozwalając na kontaktowanie się obu substancji przez około 10 minut, a następnie częściowe zobojętnianie dodanego kwasu zasadą, przedłużając czas kontaktowania na tyle, żeby mogła utworzyć się oddzielna faza żywicowa, którą wyodrębnia się następnie z fazy olejowej albo grawitacyjnie albo przez wirowanie. Z powodu trudności przy przewożeniu i magazynowaniu surowego oleju opisany sposób obróbki może być tylko stosowany w tłoczniach oleju, co stwarza jednak potrzebę wyposażenia tłoczni w urządzenia do magazynowania substancji żywicowych otrzymanych w ten sposób. Substancje te kieruje się więc do desorbera mąki albo dodaje się do mąki, którą poddaje się granulacji.

Jest wiele znanych sposobów usuwania NHP z olejów roślinnych odżywicowanych wodą. W opisie patentowym rFn DE-AS 26 09 705 podano sposób, który polega na traktowaniu kwasem oleju odżywicowanego wodą i ochłodzenia całości do temperatury poniżej 40°C, przy czym fosfatydy nHp tworzą żywice, które mogą być usunięte, na przykład przez wirowanie. W opisie stwierdzono, że jeżeli używa się surowego oleju zamiast oleju odżywicowywanego wodą, to trzeba zastosować mniejsze ilości kwasu. Obserwacja ta wiąże się z innym sposobem opisanym w opisie patentowym NRD nr 132877, w którym do oleju odżywicowanego wodą dodaje się lecytynę w celu łatwiejszego usunięcia fosfatydów typu NHP.

• Inny znany sposób usuwania fosfatydów NHP z oleju odżywicowanego wodą opisano w opisie patentowym St. Zjedn. Ameryki nr 4698185. W pierwszym etapie tego procesu wodny roztwór nietoksycznego kwasu, np. kwasu fosforowego, dysperguje się starannie w oleju odżywicowanym wodą i zapewniając odpowiedni czas kontaktowania pozwala się na całkowity rozkład soli kwasu fosfatydowego z metalem, tworzących składnik NHP. W drugim etapie procesu dodaje się do uprzednio otrzymanej mieszaniny zasadę w celu podwyższenia wartości pH ponad 2,5, bez tworzenia się w zauważalnym stopniu mydła, a w trzecim etapie rozdziela się fazę wodną zawierającą żywice i fazę olejową.

Jednak dla zachowania atrakcyjności ekonomicznej powyższe procesy muszą zapewniać /1 tak niską zawartość oleju w żywicach jak to jest możliwe, ponieważ olej ten stanowi stratę rafinacyjną i /U/ tak niską zawartość żywicy w oleju jak to jest możliwe, zwłaszcza wtedy, gdy odżywicowany olej ma być dalej rafinowany metodami fizycznymi.

Niektóre z opisanych wyżej, znanych procesów zalecają przemywanie oleju wodą po etapie oddzielania żywicy. Jednak zabieg przemywania wodą ma tę wadę, że także prowadzi do strat oleju, jak również może spowodować zanieczyszczenie i/lub trudności z usuwaniem odpadów a ponadto przyczynia się do dalszego, niepożądanego rozcieńczenia pozostałości fosfatydowej.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu odżywicowywania olejów trójglicerydowych dającego żywice o niskiej zawartości olejów trójglicerydowych i odżywicowane oleje o niskiej zawartości resztkowej żywicy, a także otrzymywanie odżywicowanych olejów, które nadają się do rafinacji fizycznej, przy czym przed rafinacją fizyczną można użyć normalnych ilości ziemi bielącej.

Ponadto celem wynalazku jest opracowanie takiego sposobu, który pozwala na minimalizację lub nawet całkowite uniknięcie otrzymywania jako odpadu odcieków wodnych pochodzących z przemywania odżywicowanego oleju, gdyż odpady te zawierają niekorzystnie wysokie ilości substancji ulegających rozpadowi biologicznemu.

Dalszym celem wynalazku jest przystosowanie sposobu odżywicowania olejów do używanych obecnie urządzeń, które będą wymagały jedynie niewielkiej modyfikacji.

Sposób według wynalazku dotyczy ciągłego usuwania fazy żywicowej z oleju trójglicerydowego w celu otrzymania żywic o małej zawartości oleju trójglicerydowego i odżywicowanego oleju o małej zawartości resztkowej żywicy.

Zgodnie z wynalazkiem sposób ciągłego usuwania fazy żywicowej z oleju trójglicerydowego obejmuje następujące etapy: a/ w pierwszym etapie olej zawierający oddzielną fazę żywicową poddaje się odśrodkowemu rozdziałowi w pierwszym rozdzielaczu odśrodkowym i otrzymuje się substancje żywicowe o niskiej zawartości oleju i olej, który nadal zawiera frakcję substancji żywicowych pierwotnie obecnych w oleju zasilającym, b/ w drugim etapie olej otrzymany z etapu a/ poddaje się rozdziałowi odśrodkowemu w drugim rozdzielaczu odśrodkowym i otrzymuje się olej o jeszcze bardziej obniżonej zawartości resztkowej substancji żywicowej i fazę żywicową o wyższej zawartości oleju niż żywice otrzymane w etapie a/, c/ w trzecim etapie fazę żywicową otrzymaną w etapie b/ zawraca się do strumienia oleju dostarczanego do pierwszego rozdzielacza odśrodkowego i d ewentualnie w czwartym etapie olej otrzymany w etapie b/ przemywa się raz albo kilka razy wodą.

Rozdzielacze odśrodkowe używane w sposobie według wynalazku mogą być wirówkami talerzowymi, odstojnikami lub innymi urządzeniami umożliwiającymi ciągłe oddzielanie fazy żywicowej od fazy olejowej. Urządzenie takie może być zwykle nastawiane albo na uzyskiwanie strumienia substancji żywicowych o niskiej zawartości oleju albo na otrzymywanie strumienia oleju o niskiej zawartości żywicy, jednak w praktyce, przy normalnie zaprojektowanym urządzeniu jeden aparat nie może wykonywać obu tych operacji. Tak więc, jeżeli aparat jest nastawiony na oddzielanie żywic o niskiej, a korzystnie minimalnej zawartości oleju /korzystnie niższej niż 40% wagowych, np. 5-40% wagowych w przeliczeniu na suchą substancję/, to faza olejowa opuszczająca urządzenie zawiera, jak stwierdzono, znaczącą ilość żywic, które nie są usuwane z oleju w tych warunkach operacyjnych.

Nieoczekiwanie stwierdzono, że ta frakcja żywicowa może być ostatecznie usunięta w pierwszym rozdzielaczu odśrodkowym, jeżeli uprzednio zostanie usunięta ze strumienia oleju w drugim rozdzielaczu odśrodkowym, który został nastawiony na uzyskiwanie oleju o jeszcze bardziej obniżonej, a korzystnie doprowadzonej do minimum resztkowej zawartości żywicy a następnie zawrócona do strumienia olejowego zasilającego pierwszy rozdzielacz odśrodkowy, przy czym nie następuje nagromadzanie się frakcji żywicowej. Żywice usunięte w drugim rozdzielaczu odśrodkowym i zawrócone do pierwszego rozdzielacza odśrodkowego mają wyższą zawartość oleju niż żywice usuwane przez pierwszy rozdzielacz. W praktyce ta zawartość oleju jest znacznie wyższa od 90% wagowych albo nawet wyższa niż 95% wagowych, w przeliczeniu na suchą substancję. Stwierdzono ponadto, że ilość żywic / zwykle 5-20% żywic obecnych w oleju pierwotnie/, która ma być zawrócona, osiąga stan stały bardzo szybko po rozpoczęciu procesu odżywicowania, przy czym ten stan stały jest całkowicie różny od sytuacji obserwowanej bezpośrednio po rozpoczęciu procesu.

Sposób według wynalazku może być z korzyścią stosowany do odżywicowywania prowadzonego według procesu znanego z opisu patentowego St. Zjed. Ameryki nr 4 698 185. Tak więc, jeżeli oleje roślinne odżywicowywane wodą potraktuje się dokładnie zdyspergowanym, wodnym roztworem kwasu, a następnie ten kwas zobojętni się częściowo w taki sposób, żeby utworzyła się faza żywicowa, natomiast oleje zawierające oddzielną fazę żywicową przerabia się sposobem według wynalazku, to wyodrębnione następnie żywice mogą zawierać zaledwie 35% lub nawet 15% oleju trójglicerydowego po usunięciu wody przez suszenie a otrzymane w ten sposób oleje mogą zawierać zaledwie 10 lub nawet 5 albo nawet mniej niż 2 ppm fosforu i mniej niz 0,1 ppm żelaza.

Podobnie, sposób według wynalazku może być stosowany do odżywicowywania olejów obrabianych według brytyjskiego opisu patentowego nr 1565569 i w praktyce znacznie poprawia walor\ ekonomiczne tego procesu, zwłaszcza w porównaniu z oddzielaniem grawitacyjnym wspomnianym w tym opisie.

W procesie superodżywicowywania opisanym w opisie patentowym RFN nr DE-AS 26 09 705 sposób według wynalazku może być z korzyścią stosowany, przez co eliminuje się potrzebę ponownego ogrzewania oleju zawierającego fazę żywicową i dodatkowo obniża się zawartość oleju w oddzielonych żywicach.

Po opuszczeniu drugiego rozdzielacza olej otrzymany zgodnie ze sposobem według wynalazku jest zwykle przemywany raz lub kilka razy wodą, korzystnie w układzie przeciwprądowym. Jednak w przypadku następnej alkalizacji rafinacyjnej może być pominięte przemywanie wodą, czyli olej otrzymany w etapie b/ może być bezpośrednio poddany alkalizacji rafinacyjnej. Z drugiej strony, w przypadku rafinacji fizycznej konieczne jest uprzednie przemycie wodą, czyli etap d/ nie może być pominięty /patrz poniżej/.

Zaletą sposobu według wynalazku jest to, że urządzenie do jego realizacji może mieć mniejsze rozmiary lub nominalną zdolność produkcyjną, bądź też, że dla danego urządzenia jego zdolność produkcyjna zostanie zwiększona dzięki stosowaniu sposobu według wynalazku. Ostatecznie, jeżeli rozdzielacz odśrodkowy ma małą wydajność w zakresie efektywności rozdzielania, to praktykuje się powszechnie przedłużenie czasu pozostawiania cząstek, które mają być oddzielone i poddanie fazy ciężkiej przez dłuższy okres czasu działania ściskającemu sił odśrodkowych przez obniżenie wydajności. Ponieważ w sposobie według wynalazku optymalizuje się właściwości tylko jednej z faz w każdym rozdzielaczu odśrodkowym, to proces jest bardziej sprawny i umożliwia uzyskanie wyższych wydajności.

Rodzaj oleju poddawanego odżywicowaniu sposobem według wynalazku nie jest ściśle ograniczony. Tak więc jadalne oleje trójglicerydowe typu oleju sojowego, oleju słonecznikowego, oleju z nasion rzepaku, oleju palmowego i innych olejów roślinnych, ja również smalec, łój a zwłaszcza olej rybi mogą być z korzyścią obrabiane, pod warunkiem, że faza żywicowa zostanie całkowicie rozwinięta zanim olej zostanie dostarczony do pierwszego rozdzielacza odśrodkowego.

Chociaż sposób według wynalazku może być stosowany do wodnego odżelowywania surowego oleju, to największe korzyści uzyskuje się wtedy, gdy sposób według wynalazku stosuje się w etapie rozdzielania w procesie, w którym celem jest prawie całkowite usunięcie fosfatydów i metali i otrzymanie oleju, który nadaje się do rafinacji fizycznej. Połączenie sposobu według wynalazku i rafinacji fizycznej prowadzi do całkowitego wyeliminowania odcieku wodnego o wysokim zapotrzebowaniu na biologiczny tlen, gdyż w takim procesie powstaje jedynie woda płucząca zawierająca niewielką ilość soli nieorganicznych, dzięki czemu unika się konieczności przeprowadzenia etapu hydrolizowania mydła. Dzięki użyciu wody do przemywania oleju w systemie przeciwprądowym w stosunku do strumienia oleju skutecznie eliminuje się cały odciek z procesu rafinacji.

Sposób według wynalazku może być wykonywany w urządzeniu obejmującym wirówki talerzowe, odstojniki i inne aparaty nadające się do ciągłego oddzielania fazy żywicowej od fazy olejowej. Odstojniki stosowane w procesie korzystnie mają okrągły talerz, który działa jako zamknięcie części stożkowej. Wirówki talerzowe używane w procesie według wynalazku mogą mieć ciągły i/lub przerywany układ usuwania żywicy, przy czym usuwanie ciągłe może być przeprowadzane za pomocą pompy odśrodkowej i/lub dysz rozmieszczonych na zewnętrznym pierścieniu bębna wirówki. Zwykle stosowany układ usuwania żywicy składa się z pompy odśrodkowej lub dysz do ciągłego usuwania żywicy albo może polegać na otwieraniu co pewien czas bębna wirówki w celu usunięcia nagromadzonych w nim ciał stałych przez odszlamowanie.

Urządzenie wirujące stosowane w sposobie według wynalazku ma korzystnie wysokie obroty, które utrzymują dużą siłę odśrodkową i w ten sposób ułatwiają oddzielanie. Stosowanie takiego urządzenia ma tę zaletę, że zwiększa wydajność w danej objętości i zapewnia najniższą zawartość oleju w żywicach, a wtedy, gdy jest to potrzebne daje olej praktycznie wolny od żywicy.

Przykład I. W tym przykładzie zostanie opisane jednoetapowe usuwanie fazy żywicowej. Surowiec stanowi olej sojowy odżywicowany wodą o przybliżonej zawartości fosforu resztkowego około 200 ppm. Oddzielną fazę żywicową uformowano według opisu patentowego St. Zjedn. Ameryki nr 4698185, stosując 0,20% objętościowych kwasu fosforowe6 go o stężeniu 80%, czas kontaktowania równy 2,5 min i 50% zobojętnienia kwasu fosforowego roztworem sody kaustycznej o stężeniu 12°Be.

W pierwszej grupie doświadczeń stosowano samooczyszczającą się wirówkę talerzową /Westfalia Separator AG, RFN/ w pierwszym etapie oddzielania i dwie bębnowe wirówki talerzowe do mycia wodą ciała stałego /Westfalia Separator AG, Oelde, RFN/, umieszczone za nimi, przy czym wydajność nastawiono na poziom nominalny. Jeżeli do usuwania fazy żywicowej używa się zwykłej pompy odśrodkowej, to uzyskuje się 88% usunięcie żywic z oleju a zawartość trójglicerydu w usuniętych żywicach wynosi 20% /w przeliczeniu na suchą substancję/.

Optymalizacja pompy odśrodkowej prowadzi do wzrostu procentowej ilości usuwanych żywic do 93% bez istotnego wpływu na zawartość oleju w fazie żywicowej. Obniżenie ciśnienia wylotowego oleju regulowane wirówką talerzową pozwala na obniżenie zawartości oleju w żywicach do 16% /w przeliczeniu na suchą substancję/, ale prowadzi do pozostawania większej ilości żywic w przerabianych olejach /88% usunięcia/. Podobnie, wzrost ciśnienia na wylocie oleju podwyższa usuniecie fazy żywicowej do 96% ale kosztem niedopuszczalnego wzrostu /do 65%/ zawartości trójglicerydu w fazie żywicowej.

Określano również straty oleju w wodach myjących, która zmieniała się od w pełni dopuszczalnej straty rafinacyjnej wynoszącej 0,03% /w przeliczeniu na doprowadzany olej/, gdy z oleju usuwano 96% fazy żywicowej /optymalizowana pompa odśrodkowa, wysokie ciśnienie na wylocie/ do całkowicie niedopuszczalnej 0,27% przy zaledwie 88% usuniętych żywic /optymalizowana pompa odśrodkowa, niskie ciśnienie na wylocie/.

W drugiej grupie doświadczeń jako separator w pierwszym etapie stosowano odstojnik. po którym były takie same bębnowe wirówki talerzowe do mycia ciała stałe jak w pierwszej grupie doświadczeń. Oddzielną fazę żywicową otrzymywano tak jak w pierwszej grupie doświadczeń, ale przy obniżonej wydajności i nieco przedłużonym czasie kontaktowania /4,5 min./.

Jeżeli ten odstojnik był wyposażony w długie dysze /77 mm, średnica 200/, to stanowił głęboki zbiornik, który pozwalał na skuteczną dekantację fazy żywicowej i 96% usuwanie tej fazy, ale wtedy siła hydrauliczna zapewniająca przepływ żywic z odstojnika fazy stałej w kierunku wylotu była tak duża, że zawartość oleju w żywicach osiągnęła poziom niedopuszczalnie wysoki, 70% /w przeliczeniu na suchą substancję/. Zmniejszanie długości dysz /do 70 mm, średnica 214/ prowadziło do rzeczywistego obniżenia zawartości oleju trójglicerydowego w żywicach do 32% ale równocześnie spadło usuwanie fazy żywicowej do 85%, powodując ysokie straty tróglicerydu podczas etapów przemywania/0.35% w przeliczeniu na doprowadzany olej/. Podobnie, po dwóch etapach przemywania resztkowa zawartość fosforu wzrosła z 5,1 ppm /długie dysze/ do 14,2 ppm /krótkie dysze/ wskazując na to, że mycie wodne nie jest skutecznym etapem dla usuwania ostatnich śladów resztkowych żywic.

W trzeciej grupie doświadczeń stosowano jako pierwszy oddzielacz, bębnową wirówkę talerzową do usuwania ciała stałego z oleju sojowego, również przy obniżonej wydajności. Stosowano dwa różne talerze wierzchnie, wokół których musi przepływać faza żywicowa przed dotarciem do pompy odśrodkowej. Jeżeli stosowano standardowe talerze wierzchnie, to żywice były usuwane łatwo, osiągając stopień usunięcia 94%. Jednak zawartość oleju w fazie żywicowej była niedopuszczalnie wysoka i wynosiła 85% /w przeliczeniu na suchą substancję/. Tę zawartość oleju można było obniżyć do 40% przez zastosownie zmodyfikowanego talerza wierzchniego, ale natychmiast obniżało to procent usuwanych żywic do 87% i zwiększało stratę rafinacyjną w etapach przemywania do 0,23%.

W tabeli 1 zestawiono wyniki doświadczeń.

Z tych doświadczeń można wyciągnąć wniosek, że stosowane urządzenie nie może zapewnić jednocześnie uzyskania zarówno niskiej zawartości oleju w żywicach jak i małej zawartości resztkowej żywicy w oddzielonym oleju /a więc niskiej straty rafinacyjnej podczas mycia i niskiej zawartości resztkowej fosforu po dwóch etapach mycia wodą/. Jeżeli przez zmiany urządzenia lub jego warunków operacyjnych zostanie poprawiony jeden z parametrów

161 824 strumienia produktu, to drugi, jak stwierdzono niezmiennie, zostanie obniżony, czyli nie można zaproponować ekonomicznie korzystnego procesu jednoetapowego.

Tabela 1

Numer doświadczenia	1	1	1	1	2	2	3	3
-,—	standar- dowa	optymal- na	optymal- na	optymal- na	-	-	-	-
Ciśnienie wylotowe	normalna	normalna	niska	wysoka	-	-	-	-
DUigość dyszy	-	-	-	-	długa	krótka	-	-
Talerz wierzchni	-	-	-	-	-	-	standar- dowa	modyfi- kowana
Zawartość fosforu w surowym oleju (ppm)	200	202	206	206	194	198	198	196
Usuwanie żywicy (%)	88	93	88	96	96	85	94	87
Zawartość oleju w żywicy (%)	20	22	16	65	70	32	85	40 |
Strata rafinacyjna	0,20	0,18	0,27	0,04	0,17	0,35	0,15	0,23
Resztkowa zawartość fosforu po dwukrotnym myciu (ppm)	11,1	8,0	12,3	6,0	5,1	14,2	8,1	12,6

Przykład Π. W tym przykładzie zilustrowano sposób według wynalazku. Jako materiał wyjściowy stosowano olej sojowy odżywicowany wodą o zawartości fosforu 156 ppm, a oddzielną fazę żywicową wytwarzano w warunkach podanych w przykładzie I przy obniżonej przepustowości.

Pierwszym rozdzielaczem używanym w tym doświadczeniu była talerzowa wirówka bębnowa do usuwania ciała stałego ze standardowym talerzem wierzchnim. Jak w przykładzie I tylko 85% obecnych w doprowadzanym surowcu było usuwane ze strumienia oleju, a zawartość oleju w żywicach, w przeliczeniu na suchą substancję, wynosiła 38%. Jeżeli olej z resztkowymi żywicami był dwukrotnie przemywany wodą, to powodowało to dodatkową stratę rafinacyjną wynoszącą 0,21% /w przeliczeniu na olej wlotowy/.

Jednak, jeżeli olej z resztkową zawartością żywic był doprowadzany do samoczyszczącej wirówki talerzowej, w której bęben został zaopatrzony w dysze do ciągłego usuwania żywicy, to ze strumienia oleju oddzielano dużą ilość zawartych w nim żywic. Ten strumień odlotowy zawracano/w tym przypadku do zbiornika surowego oleju zasilającego/i główny strumień oleju przemywano dwukrotnie wodą. W wyniku tego strata rafinacyjna spadała z 0,21% do 0,05% /w przeliczeniu na olej doprowadzany/, natomiast resztkowa zawartość fosforu w przemytym oleju wynosiła zaledwie 4,6 ppm.

Zauważono stałość operacji i brak oznak nagromadzania się frakcji żywicowej, która nie została usunięta przez pierwszy oddzielacz. Czasami zauważono wzrost zawartości żywic w wodzie myjącej, ale to pogorszenie się biegu procesu wyrównywano przez doprowadzanie wody do drugiego rozdzielacza, a na skutek tego dysze, które zatkały się, były oczyszczane.

Przykład ΙΠ. W tym doświadczeniu stosowano dwie samooczyszczające się wirówki talerzowe w celu zilustrowania sposobu według wynalazku. Jednak w pierwszej części doświadczenia, dla celów porównawczych, stosowano tylko jedną taką wirówkę. Wirówkę zaopatrzono w zoptymalizowaną pompę odśrodkową /patrz przykład 1/ i prowadzono proces pod normalnym ciśnieniem. Olej sojowy odżywicowany wodą miał zawartość fosforu 149 ppm. Ustabilizowano fazę żywicową stosując podane w przykładzie I.

Tok procesu był zupełnie podobny do określonego w drugiej kolumnie tablicy I, według której usuwano 94% żywic obecnych w strumieniu zasilającym, zawartość trójglicerydu w żywicach wynosiła 26% a łączna strata rafinacyjna w etapach przemywania 0,16%. Resztkowy fosfor w przemytym oleju stanowił 7,0 ppm. W drugiej części tego doświadczenia olej opuszczający pierwszy rozdzielacz dostarczano do drugiej, samooczyszczającej się wirówki talerzowej, z której ciała stałe były odprowadzane raz na 1 do 4 minut. Odpływ w tym etapie nie był zawracany i dlatego stanowił niedopuszczalną stratę rafinacyjną, ale podczas krótkiego okresu czasu prowadzenia tego doświadczenia pozwalano na ciągłe poprawianie straty rafinacyjnej podczas mycia wodnego i doprowadzono ją do 0,09%. W dodatku obniżono resztkową zawartość fosforu w przemytym oleju do 5,4 ppm.

Dalszą poprawę straty rafinacyjnej i resztkowej zawartości fosforu można było uzyskać dzięki zastosowaniu sposobu według wynalazku, który dodatkowo eliminuje niedopuszczalną stratę wynikającą z częstego usuwania ciał stałych z drugiej wirówki. W tym celu drugi rozdzielacz był zaopatrzony w dysze do ciągłego usuwania żywicy a żywice o wysokiej zawartości oleju otrzymane w ten sposób zawracano do surowca doprowadzanego do pierwszego rozdzielacza, obniżając w ten sposób wydajność netto do około 85%. Ten sposób prowadzenia procesu umożliwia prowadzenie go w sposób ciągły bez znaczącego nagromadzania się żywic lub zmian biegu procesu i pozwala na uzyskanie straty rafinacyjnej podczas przemywania zaledwie 0,04% /w przeliczeniu na doprowadzany olej/ i resztkową zawartość fosforu tylko 3,8 ppm. Oczywiście ciągły sposób usuwania żywicy z drugiego rozdzielacza pozwala na bardziej stabilny bieg procesu i poprawia skuteczność rozdzielania w porównaniu z metodą okresową stosowaną w drugiej części doświadczenia.

Przykład IV. W tym przykładzie jako pierwszy rozdzielacz zastosowano odstojnik zaopatrzony w krótkie dysze. Używany w tym przykładzie olej sojowy odżywicowany wodą miał resztkową zawartość fosforu zaledwie 96 ppm. Fazę żywicową ustalono jak w przykładzie I.

Odstojnik usuwał 86% żywic obecnych w surowcu a zawartość oleju trójglicerydowego w żywicach wynosiła 29%. Jeżeli olej opuszczający odstojnik był dostarczany do wirówek myjących, to strata rafinacyjna podczas mycia wynosiła 0,20 a zawartość resztkowego fosforu w przemytym oleju 8,1 ppm.

Jeżeli stosuje się sposób według wynalazku, to olej opuszczający odstojnik kieruje się do wirówki talerzowej super klasyfikującej zaopatrzonej w dysze, przed dwukrotnym przemyciem wodą. Żywice bogate w olej oddzielane podczas superklaryfikacji zawraca się, co daje przerób netto około 80%. Olej przerabiany sposobem według wynalazku ma po przemyciu wodą resztkową zawartość fosforu zaledwie 3,2 ppm a strata rafinacyjna przy myciu obniża się do 0,03% /w przeliczeniu na doprowadzany olej/.

Przykład V. Przykład ten ilustruje kombinację samooczyszczającej się wirówki talerzowej jako pierwszego rozdzielacza i wirówki talerzowej super klaryfikującej jako drugiego rozdzielacza przy szybkości zasilania odpowiadającej pojemności nominalnej. Stosowano olej sojowy o resztkowej zawartości fosforu 110 a fazę żywicową nastawiano jak w przykładzie 1.

Samooczyszczająca się wirówka talerzowa była zaopatrzona w optymalizowaną pompę odśrodkową i działała nieco poniżej normalnego ciśnienia wylotowego. Zgodnie z tym usuwano 90% dostarczanych żywic w tej wirówce, a zawartość oleju w tych żywicach wynosiła 19% /w przeliczeniu na suchą substancję/. Jeżeli olej opuszczający ten pierwszy rozdzielacz przemyto wodą, to resztkowa zawartość fosforu wynosiła 7,3 ppm.

Jak w przykładzie ΙΠ, olej dostarczano do drugiej wirówki działającej w układzie usuwania ciał stałych przez krótki okres, ale w niniejszym przykładzie używanej do celu super klaryfikacji. Zmniejszyło to stratę rafinacyjną podczas mycia z 0,17% do 0,08%, a resztkową zawartość fosforu po myciu z 7,3 ppm do 5,6 ppm.

Stosując następnie sposób według wynalazku zaopatrzono superklaryfikującą wirówkę talerzową w dysze do ciągłego usuwania żywicy, w wyniku czego wyodrębniano fazę żywicową bagatą w olej, którą zawracano. Szybkość dopływu tego zawracanego strumienia powodowała spadek przerobu netto do około 83%. W wyniku tej zmiany wprowadzonej do procesu według wynalazku strata rafinacyjna po myciu obniżyła się jeszcze bardziej do 0,02%, a resztkowa zawartość fosforu w przemytym oleju została obniżona, jak stwierdzono, do 3,4 ppm.

Powyższe przykłady wyjaśniają dokładnie korzyści płynące ze stosowania sposobu według wynalazku. Dzięki użyciu pierwszego rozdzielacza /wirówka talerzowa lub odstojnik/ w takim sposobie prowadzenia procesu, w którym zawartość trójglicerydu w fazie żywicowej wychodzącej z tego rozdzielacza jest obniżona na tyle, na ile jest to możliwe, strata oleju w tym etapie jest sprowadzona do minimum. Przez użycie drugiego rozdzielacza, korzystnie z układem ciągłego usuwania żywicy i zawracaniem fazy żywicowej bogatej w olej według wynalazku, straty rafinacyjne w następnych etapach mycia zostają na tyle obniżone, że całkowitej straty oleju są rzeczywiście minimalne. W dodatku oleje przerabiane w ten sposób nadają się do rafinacji fizycznej, co zostanie zilustrowane w następnym przykładzie.

Przykład VI. Olej sojowy odżywicowany wodą przerabiano według przykładu V przemyto dwukrotnie lekko zakwaszoną wodą /pH 3 do 4/, żeby uniknąć tworzenia się mydła podczas przemywania i suszono w próżni. Zgromadzono 400 ton tego oleju, w którym zawartość wodnych kwasów tłuszczowych wynosiła 0,38%, zawartość wilgoci 0,05%, zawartość resztkowego fosforu 4,0 ppm, zawartość resztkowego żelaza 0,07 ppm, ekstynkcja przy 268 nm wynosiła 0,22, a przy 232 nm 2,0, natomiast liczba anizydynowa była równa 0,5.

Tabela 2

	Odżywicowany surowiec	Po zobojętnieniu chemicznym	Po bieleniu	Po dezodo- ryzacji	Po rafinacji chemicznej
matenał odżywico- wany	matenał zobojętniony chemicznie	matenał odżywico- wany	matenał zobojętniony chemicznie
Wolne kwasy tłuszczo-
we(%)	0,38	0,03	0,38	0,05	0,02	0,02
Zawartość fosforu (ppm)	4,0	1,3	1,0	0,9	1,3	0,8
Zawartość zelaza (ppm)	0,07	0,03	0,05	0,03	0,04	0,06
Extynkcja przy 268nm	0,22	0,14	1,22	1,29	1,20	1,24
Extynkcja przy 232nm	2,0	2,1	2,0	2,2	4,4	4,5
Liczba anizydynowa	0,5	1.0	1,7	2,2	1,2	1,5
Liczba nadtlenkowa					0,3	0,1
Barwa/4 1/47					0,7/4	0,6/4
Smak: - świeży					8,5/10	8,5/10
po 1 tygodniu					8,5/10	8,5/10
po 2 tygodniach					8,0/10	8,0/10
po 3 tygodniach					8,0/10	8,0/10

161 824

Olej podzielono na dwie części, z których pierwszą zobojętniono chemicznie do zawartości wolnych kwasów tłuszczowych 0,03%, poddano bieleniu i dezodoryzacji, natomiast drugą wybielono i rafinowano fizycznie. Warunki bielenia dla obu części były takie same i stosowano 0,44% ziemi bielącej /Tonsil ACOFF, Siid Chemie Munich, RFN/ w takiej samej temperaturze /około 100°C/. Ciągły proces dezodoryzacji prowadzono z wydajnością 25 ton/godzinę, natomiast w procesie rafinacji chemicznej urządzenia/Eisenbau Essen, RFN/ i warunki procesu były takie same a obniżono jedynie wydajność do 18 ton/godzinę. Próbki pobierano w odstępach 2 i 4 godzinnych i analizowano w celu otrzymania wyników, które podano w tabeli 2.

Z tabeli 2 wynika, że olej sojowy może być rafinowany fizycznie dając olej, który jest równie trwały jak olej zobojętniony chemicznie, jednak wtedy, gdy użyje się tej samej ilości ziemi bielącej. Oznacza to taką samą stratę oleju w etapie bielenia w obu przypadkach.

Dodatkową ważną zaletą sposobu według wynalazku, po którym przeprowadza się rafinację fizyczną jest to, że rafinacja nie daje odcieku. Podczas etapu usuwania żywicy wszystkie żywice zostają z oleju usunięte, a więc woda myjąca zawiera jedynie małe ilości substancji chemicznych używanych do utworzenia żywic jako oddzielnej fazy, a podczas etapu rafinacji wolne kwasy tłuszczowe i substancje zapachowe są odzyskiwane jako destylat, dzięki czemu unika się operacji rozszczepiania mydła, która stwarza trudności z powodu zanieczyszczeń w odpadach.

Przykład VII. Olej z nasion rzepaku o zawartości fosforu 219 ppm traktowano według sposobu z opisu patentowego St. Zjedn. Ameryki nr 4698185 stosując 0,18% objętościowych kwasu fosforowego o stężeniu 80%, czas zetknięcia równy 2,5 minuty, 60% zobojętnianie kwasu fosforowego sodą kaustyczną o stężeniu 12°Be. Stosowany olej nie był /całkowicie/ odżywicowany wodą, gdyż zawartość w nim fosforu spadała do 98 ppm, jeżeli próbkę oleju odżywicowywano wodą w laboratorium.

Stosowano postępowanie opisane w przykładzie V. Pierwszy rozdzielacz usuwał 91% żywic doprowadzanych do tej wirówki a zawartość oleju w żywicach wynosiła 28% /w przeliczeniu na suchą substancję/. Jeżeli olej ten przemyto dwukrotnie wodą, to operacja powodowała stratę rafinacyjną 0,16% a zawartość resztkowego fosforu w przemytym oleju wynosiła 12,9 ppm.

Stosując następnie sposób według wynalazku super klaryfikującą wirówkę talerzową zaopatrzono w dysze, co spowodowało otrzymanie fazy żywicowej bogatej w olej, którą zawracano. W wyniku tego strata rafmacyjna po myciu spadła z początkowej 0,16% do mniej niż 0,02% wagowych /w przeliczeniu na doprowadzany olej/ a resztkowa zawartość fosforu spadła z 12,9 ppm do 6,2 ppm.

Powyższy przykład wykazuje wyraźnie, że sposób według wynalazku nie jest ograniczony do olejów odżywicowanych wodą i że oleje inne niż olej sojowy mogą być również oczyszczane korzystnie sposobem według wynalazku, dając odżywicowane oleje nadające się do rafinacji fizycznej.

Przykład VIII. Przykład VII powtórzono stosując olej z nasion słonecznika o resztkowej zawartości fosforu 93 ppm, której poziom spadł do 41 ppm po odżywicowaniu próbki wodą w laboratorium. Ilość użytego kwasu fosforowego obniżono do 0,15% objętościowych a ilość sody kaustycznej obniżono nawet jeszcze bardziej a mianowicie do 55% zobojętnienia kwasu fosforowego.

Pierwszy rozdzielacz /samooczyszczająca się wirówka talerzowa z optymalizowaną pompą odśrodkową/ usuwał 81% żywic obecnych w surowcu a faza żywicowa zawierała 21% oleju trójglicerydowego w przeliczeniu na suchą substancję. Przemywanie oleju opuszczającego pierwszy rozdzielacz dwukrotnie wodą dało stratę rafinacji 0,16% wagowych w przeliczeniu na surowiec i zawartość resztkową fosforu w przemytym oleju 12,4 ppm.

Stosując sposób według wynalazku przez użycie takiego samego rozdzielacza jak w przykładach V i VII otrzymano strumień żywicy, który zawracano, i zaledwie 4,8 ppm fosforu w przemytym oleju słonecznikowym. Strata raf nacyjna podczas etapów przemywania spadła z 0,16% wagowych do poniżej 0,04% wagowych.

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób ciągłego usuwania fazy żywicowej z oleju trójglicerydowego, znamienny tym, że a/ w pierwszym etapie olej zawierający oddzielną fazę żywicową poddaje się odśrodkowemu rozdziałowi w pierwszym rozdzielaczu odśrodkowym i otrzymuje się substancje żywicowe o niskiej zawartości oleju i olej, który nadal zawiera frakcję substancji żywicowych pierwotnie obecnych w oleju zasilającym, b/ w drugim etapie olej otrzymany z etapu a/ poddaje się rozdziałowi odśrodkowemu w drugim rozdzielaczu odśrodkowym i otrzymuje się olej o jeszcze bardziej obniżonej zawartości resztkowej substancji żywicowej i fazę żywicową o wyższej zawartości oleju niż żywice otrzymane w etapie a/, c/ w trzecim etapie fazę żywicową otrzymaną w etapie b/ zawraca się do strumienia oleju dostarczanego do pierwszego rozdzielacza odśrodkowego i d/ ewentualnie w czwartym etapie olej otrzymany w etapie b/ przemywa się raz albo kilka razy wodą.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwszym rozdzielaczem odśrodkowym w etapie a/ kieruje się w taki sposób, żeby otrzymywać substancje żywicowe o zawartości oleju niższej niż 40% wagowych w przeliczeniu na suchą substancję.
3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że powstanie oddzielnej fazy żywicowej wywołuje się przez traktowanie oleju trójglicerydowego kwasem.
4. 4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że powstanie oddzielnej fazy żywicowej wywołuje się przez traktowanie oleju trójglicerydowego kwasem a następnie przeprowadza się częściowe zobojętnienie.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w etapie c/ zawraca się do zasilającego zbiornika surowego oleju, fazę żywicową otrzymaną z etapu b/.
6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w etapie óJ przemywa się wodą w układzie przeciwprądowym olej otrzymany z etapu b/.
7. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że olej otrzymany w etapie b/ poddaje się bezpośrednio rafinacji alkalicznej bez uprzedniego przemywania wodą.
8. 8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że olej otrzymany w etapie d/ poddaje się rafinacji fizycznej.