DE2336639C3

DE2336639C3 - Verfahren zur halbkontinuierlichen Desodorierung von ölen und Fetten

Info

Publication number: DE2336639C3
Application number: DE2336639A
Authority: DE
Inventors: Albert 6056 Heusenstamm Hartmann; Bernhard 6450 Hanau Romeiser; Herbert 6360 Friedberg Schilken
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1973-07-18
Filing date: 1973-07-18
Publication date: 1980-07-24
Also published as: NL179144B; JPS5761076B2; JPS5043105A; DE2336639A1; NL7408657A; GB1467819A; FR2237958A1; BE817803A; NL179144C; FR2237958B1; DE2336639B2; SE7409357L; IT1017050B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahrt ι zur halbkontinuicrlichen Desodorierung von Ölen und Feiten, wobei das zu desodorierende öl oder Feit chargcnwcisc mit vorbestimmter Verweilzeit in mehreren Stufen einen geschlossenen Apparat diskontinuierlich durchläuft und in den einzelnen Stufen nacheinander aufgeheizt, auf Temperatur gehalten, mit Wasserdampf behandelt und abgekühlt wird, wobei das zu desodorierende Öl oder Fett in direkten Wärmeaustausch ohne Zwischenschaltung eines Wärmeträgers gebracht wird.

Bei der Herstellung von Speiseölen und Speisefetten wird nach der Raffination das neutralisierte und gebleichte Öl einer Desodorierstufe zugeführt, in der die unerwünschten Geschmacks- und Geruchsstoffc entfernt werden. Es handelt sich dabei vorwiegend um Alkohole, Ketone, Aldehyde und niedermolekulare Fettsäuren und neuerdings auch Spuren von chlorhaltigen Pestiziden.

Diese Stoffe werden im Prii./.ip durch eine Trägerdampfdestillation mit Wasserdampf bei höheren Temperaturen und vermindertem Druck in einem geschlossenen Apparat behandelt. Über die dabei ablaufenden Vorgänge gibt die »Chcmikeiv.eitung« 88, Seite 412 ff (1964) Auskunft.

Das Verfahren kann diskontinuierlich, halbkontinuierlich und kontinuierlich durchgeführt werden (Fette, Seifen, Anstrichmittel 72. Seite 166 ff, 1970).

Die allgemeinen Bestrebungen gehen von dem diskontinuierlichen alten Verfahren zu einem kontinuierlichen Betrieb. Das kontinuierliche Verfahren hat zwar den Vorteil, daß infolge des kontinuierlichen Zu- und Abflusses ein Wärmeaustausch zwischen ein- und austretendem Produkt möglich ist, jedoch den Nachteil, daß die Verweilzeit des zu desodorierenden Produktes infolge der möglichen Rückvermischung im Desodorierungsapparat nicht genau definiert ist, d. h, ein Teil des Öles durchläuft ihn langsamer und ein anderer schneller. Eine konstante definierte Verweilzeit ist in den einzelnen Stufen des kontinuierlichen Verfahrens nicht zu erreichen. Weiterhin ist ein schneller Wechsel der Chargen nicht möglich. Der schnelle Wechsel von Chargen unterschiedlicher öl- oder Fettsorten ist ein besonderer Vorteil des diskontinuierlichen VerfaLrens.

ίο Das kontinuierliche Verfahren beschränkt sich daher auf solche raffinierten Produkte, die sich leicht desodorieren lassen. Bei schwierig zu raffinierenden ölen und Fetten sowie bei häufigem Produktwechsel benutzt man meist eine Modifikation des diskontinuierh>hen Verfahrens, das halbkontinuierliche Verfahren. Im halbkontinuierlichen Verfahren durchläuft die Charge einen mehrstufigen geschlossenen Apparat, der separate übereinander angeordnete abgeschlossene Stufen aufweist. Durch eine Prozeßsteuerung werden Temperaturen, Dampfzugabe und Verweilzeit sowie der Ablauf des Desodorierungsprozesses optimal gesteuert.

Umfang, Verweilzeit und Wechsel des Produktes sind nach dieser Arbeitsweise in weiten Grenzen variabel.

Man hat versucht, den Prozeß des halbkontinuierlichen Verfahrens zu verbessern, indem man das Produkt in der ersten Stufe der Anlage kontinuierlich zulaufen läßt und aus der letztes Stufe das Produkt kontinuierlich ablaufen läßt und die dazwischenliegenden Stufen diskontinuierlich wechselt. Dadurch wird ein direkter

ίο Wärmeaustausch zwischen ablaufendem heißen Produkt und zulaufendem kalten Produkt in einem separaten Wärmeaustauscher möglich (DE-OS 20 51 999).

Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß bei einem

r, stetigen Zulaufen und Ablaufen die Behandlungszeit des Öles in der ersten und der letzten Stufe nicht einheitlich ist. Auch hier werden Teile des Öles länger und weniger lang behandelt. Eine Voraussetzung bei Anwendung dieses Verfahrens ist. daß über längere Zeiträume ein und dasselbe Produkt bearbeitet wird, also kein häufiger Produktwechscl stattfindet.

Es ist auch bekanni. die erste Stufe über einen geschlossenen Kreislauf eines Wärmeträgers aufzuheizen, wobei der sich abkühlende Wärmeträger in einer

ή der nachfolgenden Slufen durch das erwärmte Produkt wieder aufgeheizt wird (DE-OS 20 39 531). Bei der Verwendung eines Wärmeträger, beispielsweise Thermoöl. Wasser oder Glycerin, sind meistens zwei Stufen mit Heiz- bzw. Kühlsystem ausgerüstet. In dem

V) miieinandcr verbundenen Kühl- und Heizsystem zirkuliert der Wärmeträger. Bei solchen Einrichtungen liegen die Investitionskosten relativ hoch. Ferner wird der Wärmeaustausch durch den doppelten Wärmeübergang: abzukühlendes Produkt — Wärmeträger, aufzuheizendes Produkt — Wärmeträger vermindert.

Es ist ferner bekannt, das zu desodorierende Öl (Rohprodukt) mil dem heißen desodorierten Öl (Fertigprodukt) in direkten Wärmeaustausch zu bringen. Aufheizen und Abkühlen des Produktes erfolgt hier

M) in einem Plattenwärmeaustauscher, ohne Direktdampfzugabe und ohne Vakuum, d. h. unter Pumpendruck (H. P. Kaufmann: »Neuzeitliche Technologie der Fette und Fettprodukte«, Bd. 5 (1968) S. 789.

In der DE-AS 21 61 060 wird ein Wärmeaustauscher beschrieben, in welchem sich auf der einen Seite das aufzuheizende, bzw. abzukühlende Produkt und auf der anderen Seite Heizdampf bzw. Kühlwasser befinden. Es handelt sich hier um eine Aufheiz- bzw. Kühlvorrichtung

deren dem Produkt gegenüberliegende Seite mit Dampf oder Kühlwasser beaufschlagt wird. Ein Wärmeaustausch zwischen undesodoriertem und desodoriertem Produkt (also gleiche Medien) findet nicht statt. Ferner ist nicht vorgesehen, beide Seiten des Wärmeaustauschers unter Vakuum zu halten und eine Direktdampfzuführungauf beiden Seiten vorzunehmen.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und in einem halbkontinuierlichen Verfahren durch diskontinuierliche Behandlung der Chargen unter Einhaltung genau definierter Verweilzeiten einen Wärmeaustausch ohne Wärmeträger direkt zwischen dem aufzuheizenden und abgekühlten Produkt unter vermindertem Druck in einer geschlossenen Apparatur zu finden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man in der ersten Stufe das zu desodorierende öl oder Fett mit dem heißen, desodorierten öl oder Fett im Vakuum und unter Direktdampfzugabe aufheizt und das in der gleichen Stufe abgekühlte desodorierte Öl oder Fett zur Schlußkühlung direkt der letzten Stufe zuführt.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt der Wärmeaustausch zwischen zugelaufenem Produkt und abgepumptem Produkt durch getrenntes Umwälzen der beiden Chargen längs Trennwänden der ersten Stufe.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Umwälzung längs der Trennwände in der ersten Stufe mittels Treibdampf oder einem Inertgas in einem durch Leitbleche gebildeten spaltförmigen Raum zwischen Leitblech und Trennwand.

Das erfindungsgeniäßc Verfahren hat /. B. bei Verwendung von Treibdampf den Vorteil, daß während des Wärmeaustausches in einem Vorvakuum neben einer Entgasung und Trocknung des Materials gleichzeitig eine Vordesodorierung für das zugelaufene Produkt und eine weitere Desodorierung für das abgepumpte Produkt erreicht wird.

Der besondere Vorteil dieses Verfahrens ist aber der einfache und schnelle Wärmeaustausch bei definierter Verweilzeit, denn gerade die Vcrweilzeit hat einen großen Einfluß auf die Qualität und Stabilität des Öles oder Fettes.

Anhand der Figuren wird das Verfahren näher und beispielsweise beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein Fließschema einer Dcsodorierungsanlage,

Fig. 2a einen vergrößerten Längsschnitt durch die Stufe I,

F i g. 2b und 2c verschiedene Ausführungen der Stufe I im Querschnitt.

Das raffinierte Produkt nii Raumtemperatur oder etwas darüber wird in der Leitung 1 über eine Pumpe einem Behälter 2 zugeleitet. Von dort läuft die gewogene Charge über ein Ventil 3 durch die Leitung 3a der Wärmeaustausch-Stufe I der Desodorierapparatur solange zu, bis die geschlossene Einlaßkammer la der Stufe I gefüllt ist. Der Zulauf kann aber auch direkt erfolgen und durch einen Niveaukontakt oder Ähnliches in der Stufe I gesteuert werden. Nach dem nachfolgend beschriebenen Wärmeaustausch mit einer heißen Charge aus beispielsweise Stufe IV des Apparates gelangt das erhitzte Produkt über das Ventil 4 in die nächste Stufe Il und nach Behandlung in der Stufe Il über das Ventil 5 in die darunter sich anschließende nächste Stufe usw.

Bevor das Produkt in din unterste Stufe V gelangt, wird es mit einer stopfbuchslosen Pumpe 8 wieder in die Stufe I, und zwar in deren separate Kühlkammer \b, über die Leitung 9 zurückgepumpt. Hier gelangt das nun heiße vorbehandelte Produkt aus der Stufe IV mit neu zugelaufenem Produkt der Kammer la in einer vorbestimmten Verweilzeit zum Wärmeaustausch.

Der Wärmeaustausch wird dadurch intensiviert, daß Treibdampf von 1,5 bar aus den Leitungen lO.-i über Düsenrohre 10 ausströmt. Der Dampf strömt aufwärts längs der Trennwand oder Trennwände U mit den

ίο Drall- und Umlenkblechen 12 im Innern eines Spaltes 1 Xa zwischen Trennwand und Leitblechen 13 und wälzt das öl um. Diese Umwälzung erfolgt in beiden Kammern Ia und \b. Nach einer vorbestimmten Verweilzeit, und nachdem das zugelaufene öl oder Fett

is aufgeheizt ist, läuft das abgekühlte Produkt der Kammer Ii) über das Ventil Ta und die Leitung 14 direkt in die letzte Stufe. Die lelzte Stufe, Stufe V, ist eine Kühlstufe, in der das öl durch Kühlwasserumlauf im indirekten Wärmeaustausch auf ca. 100⁰C abgekühlt

_>ü wird. In den einzelnen Stufen Il bis V wird das öl durch Zugabe von Direktdampf aus der Lesung 15 desodoriert. Gleichzeitig wird zur Erwärmung de.» Öles auf die Endtemperatur von 200 bis 270°C, je nach öl- oder Fettsorte, Heißdampf über Leitung 16 in die Stufen ! I bis

2t. IV zugegeben.

In den otufen II bis V wird das Öl mit Dampfbrausen und Ölumwälzen, die nach dem Prinzip der Mammut-Pumpe arbeiten, behandelt. Die Heiz- und Kühlsysteme sind in die Umwälzer eingebaut. Im Oberteil jeder Stufe

in sind Auffänger für die Abscheidung des Spritzöles aus dem Brüdendampf vorgesehen; diese verhindern, daß Kondensationsprodukte aus dem Oberteil der einzelnen Stufen in das desodorierte öl oder Fett zurückfließen können. Das Spritzöl wird über die Leitung 17

li abgeführt.

Die Kammer la ist im Gegensatz zu Kammer \b und den übrigen Stufen nicht an das Hochvakuum angeschlossen, sondern an ein etwas niedrigers Vakuum. Dies hat den Vorteil, daß die hier eventuell auftretenden

4» Vakuumschwankungen, z. B. bei Eintritt von feuchtem Produkt, nicht auf die übrigen Stufen übertragen werden und somit das Vakuum in den übrigen Stufen nicht gestört wird.

Für die Vorkühlung des Öles oder Fette", in der letzten Stufe V ist ein geschlossener Kühlkreislauf 18 vorgesehen. Hierbei wird z. B. Kondensat im Kreislauf durch das Kühlsystem der letzten Stufe geführt und in einem außen liegenden Plattenkühler 18a mittels Kühlwasser 19 zurückgekühlt. Hierdurch werden

W Ablagerungen durch Ausfall von Härtebildnern in dem Kühlkreislauf der letzien Stufe vermieden.

Um den Wärmeaustausch noch zu verbessern, unterteilt man zweekmaöigerweise die Stufe I in mehreie Vektoren, die als Kreissektoren oder ringförmig ausgebildet sein können, wie es die F i g. 2b und 2c zeigen. Die fiintrittskammern la, die in beiden Figuren schraffiert sind, können gemeinsam gefüllt und entleert werden, was auch für die Kühlkammern \b gilt. Die Trennwände 11 der einzelnen Sektoren können dabei gerade Bleche oder zur Verbesserung des Wärmeüberganges Wellbleche sein. Die parallel dazu angebrachteii Leitbleche 13 haben einen solchen AbM?.nd, daß in Verbindung mit dem Treibdampf eine optimale Umwälzung in dem gesamten Sektor stattfindet. Als Düsenrohre 10 (in Fig.2a und 2b nicht dargestellt) werden Rohre mit Löchern auf der Oberseite verwendet. Es sind aber auch andere Düsenkonstruktionen denkbar, um den umwälzenden Treibdampf in die

Spalte 11a zu drücken.

Die Stufe I kann auch abweichend von der Darstellung der F i g. I mehr oder weniger getrennt von der übrigen Apparatur angeordnet sein.

Durch die erfindungsgemäße Verfahrensweise wird in einfacher und wirtschaftlicher Weise ein Wärmeaustausch bei definierter Verweilzeit in der ersten Stufe durchgeführt, wobei durch die Umwälzung des Öles für das zugelaufene Öl eine Trocknung, Aufheizung und Vordesodorierung stattfindet, während in der ersten Stufe für das zugepumpte Produkt aus der vierten Stufe eine zusätzliche Desodorierung erfolgt. Der Wärmeaustausch in den Stufen ist sehr intensiv und es werden k-Zahlcnbis 1000 kcal/m² · h · Grad erreicht.

H e i s ρ i e I I

Aus dem Meßbehälter 2 wird eine Charge vorbehandelles Erdnußöl mit einer Temperatur von 50 C in die linke Kammer der Stufe I eingesaugt. Diese Kammer steht unter einem Restdruck von ca. 40 mbar. Zur gleichen Zeit wird aus der Stufe IV des Desodorierapparates eine bereits in Stufe II. IM und IV desodorierte Sojaölchargc in die rechte Kammer der Stufe I mit einer Temperatur von 240"C gepumpt. Die rechte Kammer der Stufe I steht wie die übrigen Stufen des Desodorierapparates unter einem Restdruck von ca. 5.3 mbar. Innerhalb der Stufe I werden die zwei verschiedenen Ölchargen entlang den Trennwanden durch Einblasen von Direktdampf mit einem Druck von 4 bar mit großer Geschwindigkeit umgewälzt, wobei das Erdnußöl in der linken Kammer auf 140 C aufgewärmt und das Sojaöl in der rechten Kammer von 240' C auf 150" C abgekühlt werden.

Die Verweilzeit in den beiden Kammern der Stufe I entspricht der für alle Stufen des Desodorierapparates vorgegebenen Intervallzeit von zum Beispiel O.b bis 0.8 Stunden. Nach Ablauf dieser Intcrvallzcit öffnen die beiden Ventile an den beiden Kammern der Stufe I (was durch automatische Einstellung oder aber von Hand geschehen kann) und das Erdnußöl fließt mit einer Temperatur von 140"C aus der linken Kammer in die Stufe II. in der es dann mit Dampf indirekt von 140 C auf die gewünschte Desodoriertemperatur von /um Beispiel 240"C aufgeheizt wird. Aus der rechten Kammer der Stufe I fließt das Sojaöl mit einer Temperatur von 150"C in die Stufe V. in der es mittels ■"> Kühlwasser von 150 C auf ca. 100 C wcilcrgekühlt wird.

Beispiel 2

In einer Desodorieranlage nach l·'i g. I mit einer Hi Kapazität von 200 t Öl pro Tag wurde die Wärmeaus tausch-Stufe I weggelassen und durch eine normale Desodorierstufe wie 11 bis IV ersetzt. In diese Anlage wurden 30 Chargen von je 7 Tonnen Öl von einer Temperatur von 50 C in einer Taktzeit von 0.8 Stunden ι , gegeben. Das Öl wurde mittels Dampf von 41 bar in den Stufen I bis IV von 50 C auf 240 C erhitzt und bei dieser Temperatur desodoriert. Nach der Desodorierung wurde das öl in der Stufe V mit Kühlwasser auf etwa 100"C abgekühlt. Der Dampfverbrauch für das Atifhei-2» /en und die Desodorierung betrug 280 kg pro i onnc Öl.

Beispiel 3

Zum Vergleich mit Beispiel 2 wurde die gleiche Desodorieranlage wie in Beispiel 2 verwendet, jedoch

-'"> bestand die erste Stufe aus dem Wärmeaustauscher, wie er als Stufe I in F i g. 1 und 2a gezeigt ist.

Das zu desodorierende Öl von 50 C wurde in Stufe I durch Wärmeaustausch mit dem heißen, bereits desodor.erten Öl aus Stufe IV auf etwa I4O"C erwärmt.

so wobei sich letzteres auf etwa 150 C abkühlte. Die Umwälzung in der Wärmeaustausch-Stufe I erfolgte mit Treibdampf von 4 bar Druck. Das in Stufe I auf 140 C erwärmte Öl wurde dann in den Stufen Il bis IV mit Dampf von 41 bar auf 240"C erhitzt und bei dieser

)"> Temperatur desodoriert. Das in der Wärmeaustausch-Stufe I von 240°C auf etwa 150 C abgekühlte, desodorierte öl wurde der Kühlstufc V zugeführt und dort mit Kühlwasser auf etwa 100"C gekühlt.

Gegenüber dem Beispiel 2 ergab sich eine Dampfer-

w sparnis von 115 kg pro Tonne öl, was die Wirksamkeit der neuen Verfahrensweise eindrucksvoll belegt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur halbkontinuierlichen Desodorierung von ölen und Fetten, wobei das zu desodorierende öl oder Fett chargemweise mit vorbestimmter Verweilzeit in mehreren Stufen einen geschlossenen Apparat diskontinuierlich durchläuft und in den einzelnen Stufen nacheinander aufgeheizt, auf Temperatur gehalten, mit Wasserdampf behandelt und abgekühlt wird, wobei das zu desodorierende öl oder Fett in direkten Wärmeaustausch ohne Zwischenschaltung eines Wärmeirägers gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß man in der ersten Stufe das zu desodorierende öl oder Fett mit dem heißen, desodorierten öl oder Fett im Vakuum und unter Direktdampfzugabe aufheizt und das in der gleichen Stufe abgekühlt desodorierte öl oder Fett zur Schlußkühlung direkt der letzten Stufe zuführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustausch zwischen zugelaufenem Produkt und abgepumptem Produkt durch getrenntes Umwälzen der beiden Chargen längs Trennwänden der ersten Stufe erfolgt.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwälzung längs der Trennwände in der ersten Stufe mittels Treibdampf in einem durch Lcitbleche gebildeten spaltförmigen Raum zwischen Leitblech und Trennwand erfolgt.