SU568359A3 - Способ разделени смесей жировых веществ на компоненты с различными точками плавлени - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСЕЙ ЖИРОВЫХ ВЕЩЕСТВ

НА КОМПОНЕНТЫ С РАЗЛИЧНЫМИ , ТОЧКАМИ ПЛАВЛЕНИЯг

или нитрата 1-3 - взлетного металла, а затем, после испарительного охлаждени  и кристаллизации высокоплавких компонентов, вводить раствор смачивающего агента.

В этом случае на испарительное охлаждение требуетс  только 30 мин.

Способ применим дл  разделени  самых различных смесей жировых веществ, преимуществеш10 смесей жирных кислот, их эфиров или спиртов жирного р да, если точки плавлени  раздел емых компонентов в достаточной степени отличаютс  друг от друга.

-Предлагаемый способ может быть использован дн  разделени  смесей жирных кислот на олеин и стеарин дл  разделени  смесей спиртов жирного р да на олеиловый и стеариловьш спирт и дл  разделени  твердых смесей триглидеридов жировых веществ на низкоплавкую и высокопларкую фракцию, примен емые дл  получе1ш  пищевых жиров, даже в том случае, когда все раздел емые компоненты при комнатной температуре наход тс  в твердом состо нии, лищь бы они в достаточной степени отличались друг от друга по точкам плавлени .

Процесс осуществл ют следующим образом.

Раздел емую смесь жировых веществ полностью или частично расплавл ют, например, в баке с мешалкой, так, чтобы температура смеси была выше заданной температуры разделени . Полностью раплавленную смесь предварительно охлаждают обычным способом, например, в теплообменниках, наблюда  частичное осажде1ше раздел емых компонентов жировых веществ. Однако на этой стадии во избежание частичной кристаллизации температура должна быть немного выше температуры качальной кристаллизации.

Затем к смеси жировых веществ в вакууме при сильном размешивании добавл ют раств ор электролита и выдерживают в вакууме при посто нном удалении (отсос) образующегос  вод ного пара до тех пор, пока за счет кристаллизации твердых частиц из смеси жировых веществ не образуетс  в зка  суспензи  кристаллов и маточного раствора, которую трудно перемешивать мешалкой. Достигнута  вследствие испарительного охлаждени  температура  вл етс  предельной температурой начальной кристаллизации. Дальнейшее удаление воды затруднено из-за плохого перемешивани , что приводит к значительному умещшению скорости охла5кдени .

При работе по периодической схеме давление в баке с мещалкой снижают (над жидкостью устанавливаетс  давление вод ного пара при соответствующей температуре), след  за тем, чтобы. охлажде1ше происходило без скачков температуры по кривой давлени  вод ного пара в метастабильной области кристашлизашш (см.чертеж), где в основном не наблюдаетс  спонтанного образовани  зародышей и образуютс  сравнительно большие кристаллы, хорошо отдел ющиес  от прилипающей масл ной фазы .

После вакуумировани  бака с мещалкой периодически или непрерывно ввод т раствор электро лита 1шже поверхности смеси жировых веществ, преимуществе шо в тонкодиспергированном виде, что способствует более интенсивному перел;ещиванию смеси.

При работе по непрерывной схеме используют каскад котлов с мешалками. Жировое вещество и раствор электролита подаю в первый котел каскада и насосом перекатавают во второй, уменьша  скачкообразно давление и температуру (в соответствии С давлением вод ного пара) от одного котла к другому. Изменение температуры должно быть небольшим. Количество котлов в каскаде должно быть таким, чтобы кристаллизаци , как и при работе по периодической схеме, происходила в метастабильной области без спотанного образовани  зародышей.

Количество тепла, отводимого при испарительном охлаждешш, зависит от температуры исходной смеси и требуемой температуры охлажденной смеси , а также от теплоть кристаллизации.

К исходной смеси преим тдественно добавл ют такое количество раствора электролита, какое достаточно дл  необходимого сниже1ш  температуры и одновременного получени  суспензии кристаллов и маточного раствора, которую еще можно размешивать и перекачивать при достижении предельной температуры начальной кристаллизащш.

Как правило, добавллют столько электролита, сколько удал ют из цикла воды и раствора смачивающего агеша.

Вьшодимое из цикла количество раствора смачивающего агента в большой степени зависит от чистоты жировых веществ, так как с раствором смачивающего агенга удал ютс  слизистые и загр зн ющие вещества, которые мешают кристаллизации и ухудшают качество (йодное число) твердых компонентов жировых веществ.

Температура раствора электролита должна быть примерно равна температуре исходной смеси жировых веществ. Водный раствор электролита содержитО ,1-10, предпочтительно 0,5-2 вес.% растворимого в воде хлорида, сульфата или нитрата 1-3 - валентного металла, в частности щелочного, щелочноземельного или редкоземельного металла. Он может представл ть собой сульфат натри , магну  или алюмини . Общее количество электролита зависит от количества удал емого из цию1а раствора смачивающего агента, содержащего электро1ШТ .

После достижени  необходимой температуры разделешш вакуум отключают, добавл ют необходимое дл  диспергировани  жидких и твердых жировых веществ количество раствора смачивающего areina и интенсивно перемешивают.

Целесообразно еще до достижени  температуры разделе1ш  добавл ть часть раствора сматавающего агента.

Испарительное охлаждение в вакууме ведут до достижени  заданной температурьЕ разделени  с одновременным пересмаадванием и образованием жидкотекучей дисперсии, содержащей как масл ные, так и выкристаллизовавшиес  компоненты жировых веществ.

В качестве раствора смачивающего агента приимен ют циркулирующий отработа{шый раствор смачивающего агента, к которому добав;юют (в случае необходимости) свежий смачивающий агент.

Пенообразовани  не наблюдаетс , ес;ш еще до достижени  температуры разделени  в вакууме ввод т раствор смачивающего агента, предпочтительно выще поверхности жидкости, чтобы обеспечить почти полное его обезгаживание (удаление растворенного воздуха) до введени  в смесь жировых веществ и раствора электролита.

Примен емые жиров ые вещества вследствие испарительного охлаждени  в вакууме практически не содержат газов (воздух). Образующийс  вод ной пар находитс  очень близко (почти вплотную) к поверхности жидкости и не может вызьтать образовани  иены.

Дл  получени  раздел емой дисперсии количество водной фазь в конде испарительного охлаждени  должно в 0,3-5, преимущественно в 0,7-3 .раз превышать количество исходного жирового вещества.

В качестве смачивающих агентов используют анионные или неионогенные растворимые в воде вещества, которые уменьшают поверхностное нат жение водного раствора и таким образом способствуют вытеснению масл ных компонентов исходной смеси с поверхности выкристаллизовавшихс  ком11онентов.

Примером смачивающих агентов могут служить мыла, алкилбензолсульфонаты, алкилсульфонаты, сульфаты спиртов жирного р да, сульфатиров анные продукты взжмодействи  спиртов жирного р да с 1-10, предпочтительно с 2-5 моль окиси этилена и/или окиси пропилена, сульфаты моноглицерида жирной кислоты.

Анионные смачивающие агенты примен ют преимущественно в виде натриевых, калиевых, аммониевых , МОНО-, ДИ-, или триэтаноламинных солей.

В качестве неионогенных соединений используют , например, растворимые в воде продукты присоединени  окиси этилена к алкилфенолам или спиртам жирного р да.

Дисперси  жировых веществ до.пжна содержать 0,05-2, преимуществе(шо 0,1-1 вес.ч. сматавающего агента на 100 вес.ч. раствора. Указанные количества смачивающего агента растворены в водной и масл ной фазе или адсорбированы на поверхности твердых компонешовПосле охлаждени  и прекращени  вакуумировани  дисперсию жировых веществ раздел ют , например, в отстойной центрифуге или сепараторе на масл ную фазу, содержшиую низкоплавкие жировые вещества, и фазу, содержащую выкристаллизовавшиес  жировые ве5 шества в диспергированном состо ш-ш.

Дл  разделешш можно использовать трубчать1е центрифуги, тарельчатые центробежные сепараторы или черпальные трубчатые центрифуги, которые особенно эффективны.

gПосле центрифугировани  масл ные жировые

компоненты (при необходимости после промьткк и супжи) гюхшергают дальнейшей переработке или дополнительно раздел ют при более Ш1зкой температуре , получа  масло с более низкой точ-ой помутнени .

Выход щую из цеетрифуга суспензию выкристаплизовав пихс  жировых веществ нагревают дл  расплавлешш кристаллических жировых компонентов с последу юшим отделением цетрифугироваQ нием или отстаиванием, например, в отстойниках. Можно также отфильтровывать выкристаллизовавшиес  компоненты жировых веществ.

Полученные высокоплавкие компоненты смеси жировых веществ после повторного разделени  5 характеризуютс  высокой чистотой.

Раствор смачивающего агента рециркулируют (отработанный раствор). Однако необходимо посто нно удал ть часть этого раствора из цикла (во избежание накоплени  слизистых загр знений из Q исходных 1О{ровых. веществ, которые затрудн ют кристаллизгиц-по и ухудшают качество высокоплавких жировых веществ) и замен ть свежим раствором смачиваюидего агента.

Потери электролита компенсируютс  добавле5 нием раствора электролита при испарительном охлаждении, в частности при начальной кристаллизации .

Кроме того, потери воды при испарггтельном охлаждеюп или при отводе раствора смачивающего 0 агента возмещаютс  введением раствора электролита или свежего раствора смачивающего агента.

Пример 1. Периодическое разделение смеси жирных кислот.

Сырьем служит недистил ированна  жирна 

5 кислота гов жьего сала, полученна  расщеплением

(кислотное число 198, число омылени  204, йодное

число 59,6, 3,5 вес.% органических примесей, точка

затвердевани  38°С).

В вакуум-вьшарной кристаллизатор с мещалкой .(полез1 а  емкость 2 м ) при 50° С подают 500 л смес лшрных кислот и 350 л расгаора электролита (2%-ный водный раствор сульфата магни ).

Давление в аппарате снижагот с помощью пароструйной вакуум-установки. Через 7 мин температура в крисгаилнзаторе ста1ювитс  ниже 38° С и начинаетс  кристаллизаци  насыщенных компонентов смеси жирных кислот. Через 8 NUIH, когда образуетс  очень в з1сий раствор кристаллов, кото60 рыи трудно размешивать мешалкой, в кристаллизатор непрерьшно добавл н  490л предварительно охлажденного до 33° С раствора смачивающего агент}, состо щего из циркулирующего отработанного раствора (0,2вес.% додецилсульфата натри , 1 вес.% сульфата магни ) и 5л свежего 30%-ного раствора додецилсульфата натри . Через 45 мин достигаетс  требуема  температура разделени  (20°С). За это врем  испар етс  60кг воды (в соответствии с количеством отводимого тепла). Таким образом количество водной фазы в конце испарительного охлаждени  в 1,9 раза бол1г ше количества используемой смеси жирных кислот. Водна  фаза содержит 0,32 вес.% додецилсульфата натри  и 1,64 вес.% сульфата магни . После достижени  температуры разделени  (20° С) вакуум сиимают и центрифугируют относительно жидкотекучую суспензию на олеиновую фазу, содержащую ненасыщенные жирные компоненты, и в одно-стеариновую фазу, содержащую закристаллизовавщиес  насыщенные жирные компониггы. Водно-стеариновую фазу нагревают до 70°С в теплообменнике , подают в отделитель (отстойный бак), где стеарин отдел ют от водного раствора смачивающего агента (отработанный раствор). Выход стеарина 38%, йодное шсло 16-17. Выход олеина 62%, йодное число 85-87. Точка помутнени  14-15°С. Поступают, как указано выше, но к исходному раствору злектролита (350л) добавл ют 2л 30%-ного раствора додецилсульфата иатри  и к отработанному раствору смачивающего агента (490 л) прибавл ют только 3 л свежего раствора смачивающего агента. Таким образом концентраци  додецилсупьфата натри  в водном растворе также составл ет 0,32 вес.%. Присутствие смачивающего агента при испа дательном охлаждении приводга к значительному пенообразованию, дл  уменьщени  которого необходимо снизить скорость охлаждени . Температура разделени  (20 С) в этом случае достигаетс  лищь через 70 мин. Выход стеарина 38 вес.%, йодное число 15-17. Выход олеина 62..вес.%, йодное число 85-87. Точка помутнени  14-15° С. П р и м е р 2. Непрерьшное разделение смеси жирных кислот. В качестве ис; здного сырь  используют недиотиллнрованную чслоту гов жьего сала, полученуую расщеплен м (кислотное число 196; число омылени  203; йодное число 58; 4,1 вес.% органических примесей; точка затвердевани  39°С). Процесс ведут непрерьшно в трех последовательно расположенных вакуум- аппаратах с мешалкой . В первый аппарат (полезна  емкость 1,6м, рабочее давление 42,16 мм рт. ст непрерьшно подают 300 л/час смеси жирных кислот, нагретой до 50° С, и 185 л/чж: предварительно нагретото до 35° С раствора -электролита (2%-ный водный раствор сульфата магни ). При 34°С кристаллизуетс  часть насыщенных твердых веществ. Полученную смесь перркачивашг во второй аппарат (полезна  емкость ,0 м, рабочее давление 28,34 мм рт. ст.), охлаждают до 28°С, наблюда  кристаллизацию остальных насыщенных компонентов.Образующийс  очень в зкий раствор кристаллов перекачивают в третий аппарат (полезна  емкость 2,0 м, рабочее давление 17,52 мм рт. ст.), разбавл ют водным раствором смачивающего агента, состо щего из 315 л/час циркулирующего отработанного раствора (0,2 вес.% додецилсульфата натри , 1 вес.% сульфата магни ) и 3,5 л/час свежего 30%-ного раствора додецилсульфата натри . В третьем аппарате количество водной фазы в 1,9 раза больше количества исходной смеси жирных кислот. Водна  фаза содержит 0,35 вес.% додецилсульфата натри  и 1,5 вес.% сульфата магни . Получеш ю жидкотекучую суспензию раздел ют , как в примере 1. Водно-стеариновую фазу нагревают в теплообменнике до 70° С, отстаивают и отдел ют стеарин от водной фазы в сепараторе. 70% водной фазы (315 л/час) вновь используют в качестве циркулирующего отработанного раствора, а оставшиес  30% водной фазы удал ют во избежание концентрировани  примесей, отрицательно вли ющих на разделение. Количество испарившейс  воды в первом, втором и третьем аппарате 7,8 и 15 кг/час соответственно . Вькод стеарина 38%, йодное число 16-17. Выход олеина 62%, йодное число 85-87. Точка помут нени  14-15 °С. Дл  улучшени  результатов можно увеличить адсло стадий кристаллизации от трех до п ти и провести ступенчатое охлаждение смеси на 3°С в каждой отдельной стадии (дл  осуществлени  кристаг1лизации в метастабильной области). В тех же самых услови х при температуре на первой-п той стадии 37, 34, 31, 28 и 20° С и кристаллизации в присутствии водного раствора электролита (добавление смачивающего агента) получают сгеарин, йод-, ное число 14-15, с выходом 36,8 вес.%, и олеин, йодное число 85-87, с выходом 63,2 вес.%. Эти данные примерно соответствуют результатам , полученным при проведении процесса по периодической схеме, когда благодар  равномерно му охлаждению (без скачков температуры) кристаллизаци  проходит в метастабильной области. П р и м е р 3. Периодическое разделение смеси триглицерида. В вакуум-вьшарной кртсталлизатор с мешалксш (полезна  емкость .2м) при 40° С подают 500 л сырого масла сем н масличной пальмы (кислотное число 17,5; число омылени  250; йодное число 15,2; точка затвердевани  28,6°С) и 180л раствора электролита (3%-ный водный раствор сульфата натри ) и аналогично тфимеру 1 провод т испарительное охлаждение в течение 30 мин до 24° С. Затем в вакууме медленно добавл ют 560 л предварительно нагретого до 23° С водного растйора смачивающего агента, содержащего 0,8 вес.%. натриевой соли сульфониропаиислО )дукта присоединени  2,1 моль окиси пропилена к 1 моль вторичных спиртов с, ,-С|, и 3 всс.% сульфата натри . При ишепсивном перемешивании образуетс  относительно жидкотек ча  суспензи , которую упаривают и медленно охлаждают в течение 30 мин до температуры paздeлe ш  (22°С). Во врем  процесса испар етс  45л воды (в соответствии с количеством отводимого тепла). Полученную суспензию центрифупфуют, раздел   на масл ную фазу и водную суспензию выкристаллизовавшихс  компонентов. Твердые компоненты жира получан  путем расплавлени  и отстаивани  аналогично примеру 1. Выход масл ной фазы 73%; йодное число 21,3; кислотное число 12,6; число омылени  240, Выход твердой фазы 27%, йодное число 5,0; кислотное число 6,1; число омылени  265; точка затвердевани  33,2° С, П р и м е р 4. Периодическое разделение смеси спиртов жирного р да. В вакуум-аппарат с мешалкой (полезна  емкость 2м) при 35° С подают 500л смеси высших спиртов жирного р да С,, -Q „ (йодное число 67,5, получена путем расщеплени  спермацетового масла с последующей перегонкой) и 200 л раствора электролита ( водный раствор сульфата магни ), провод т испарительное охлаждение не- мното медленнее, чем в примере 1 (температура 22 С достигаетс  за 70 мин), полученную кашеобразную дисперсию разбавл ют 540л предварительно нагретого до 22° С водного раствора смачивающего агента , содержащего 0,55 вес.% хлорида додеципбензилдизтиламмони  и 6 вес.% сульфата магни , и интенсивно перемешивают, наблюда  образование отностельно жидкотекучей суспензии. Путем дальнейшего упаривани  воды в вакууме смесь очень медленно (65 мин) охлаждают до . В ходе процесса испар етс  40л воды (в соответствии с KOjTHMecTBOM отводил ого тепла). Полученную дисперсию центрифугарук  па жидкие сгтрты и на водную фазу, содержа цую твердые сгшрты, которые отдел ют от воды аналогично примеру 1 путем расплавлени  и отстаивани . Выход жи;лких - спиртов 75,5% йодаое число 85.6. Выход твердых спиртов 24,5%, йодное чиачо 12,6. Фо() изобретени.ч 1.Способ разделени  смесей жировых веществ - жирных кислот, RX эфиров и спиртов жирного р да - на компоненты с различными точками плавлени  с применением водного раствора смачивающего агеета и электролита, содержащего 0,1-10вес.% хлорида, с льфата или нитрата 1-3 валентного металла, путем расплавлени  исходной смеси с последуюидам охлаждением ее за счет испарени  воды в вакууме, диспергированием смеси жировых веществ. Отделением легкой фазы от т желой, например, отстойным центрифугированием , с после;аующим разделением т желой фазы на твердые жировые вещества и водный раствор смачивающего агента, который частично или полностью рециркулирукп, от л и ч а ющи и с   тем, что. с целью интенсификации процесса, к расплавленной исходной смеси жировых веществ сначала добавл ют водный раствор электрошгга, а затем после охлаждени  за счет испарени  водь в вакууме и кристаллизации высокоплавких компонентов, ввод т раствор смачивающего агета. 2.Способ по п. 1, отличающийс  тем. что в процессе используют раствор электролита, содержащий 0,5-2 вес.% хлорида, сульфата или нитрата 1-3- валентного металла.

у

fh

};а UffdffSe fi/cjiff WO Насыщенна  jnu/Jftoffiwc/fomo „„ . ненас гщенно  t/7(/O iffupffO А лу/хд ox/fe/ffffe/ie/v и mffW ffa 9i/,ef-/ffff ffuofpoMfif f ffjf.