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" Perfectionnements apportas ou relatifs aux
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méthodes de fraotiennement ou séparation de
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J..e3!e grasses '%
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la PrQsente invention est relative à un procédé d'hydro- lyse de graisses et huiles du ty e ¯r1fJ:'ésentê par la graisse dE! tripes, le suif, l fhuile d- 4E1.;;.e,'t, 1. 'huile de noix de ooèo,et autres huile,$ végétales et animales ou mélanges de oelles-eli- Lé: jroôédà est adapt4 à use mise en oeuvre par utilisation dteau seule, 0 00=e- =' ee;eut hydrolisant, quoique des savons ou des rêa0tire connus et conventio=ezs puissent aussi ttre em- ple Y63, si on le désire-. - '- .confor-gémut' 4'la présente in n%ion;
la méthode perfeo- tionne de '-traatiOJU1ent de matières grasses consiste' mettre la graisse en oon%@g% aveo'lfaauâ sontre-curant à des tempé- ratures inférieures aux t4eati=egi ds tre.otio1Ù1ement et à élever la température dQ la graisse et de leau- à la tempéra- tur ,de fra.oianneBs'nt entre les zones de eontMt initial.
Dans une force de la présente 1!plent1on:, la méthode per- :Çect1oun.êe de ctonnepnt 4es graisses comp:rend la mise en .6mtaut de graisse et d'Tau à oontre""oourant dans une tour, par introduction de la graisse au wisimge du fond de la tour et- introduction de l''eau au'vois1nQS$ du sommet de la tour-, lfÇ\p'- ;pU-cn.'lt1011 de *haleur à la tour entre ses extremltêse et la té... alisation dt#i éaher.de chaleur entre la graisse et l'eau 'au voisinage! de chaque extraite de ).a;' tour. - , . il Bans. une autre foraie de-la rste" invention, la méthode 9erfeôtighnéo.à'hydQ01YsOE à'ung graisse dê$nêr6e contenant en substance" S 6 50 %-diacide graâ,11bl'$;
oQm}P1&nd le -chauffage Qe la graisse en présence d'eau 4 une température de fraction- nement 90UY sonssrver sa' teneur en acides gras libres et - sa mise en contact à avec ,1 f eau pour -hyc-L-colyser' ses 1;yer1des gras restants.
1 procédé de la pr4sente invention envisage de laisser tomber-de l'eau d1esèe à travers .une oolonne'montante-de " graisse à une.teêr&ture de'160ô a pu au-dessus, la limite
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supérieure de' température étant celle 4 laquelle la graisse
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ou 1'hú11e est flfÎE3aùàe défavorablement par la chaleur-ou a' le.el1e '1S' deux 11hase.s 94;pgr6es disparaissent, Cette tempê... rature azt, Vour beaucoap de graisses et d'huiles, de 2900 0 environ. 14 "resston doit être telle quelle puisse maintenir lteau à,l6tat liquid-a la tmérature ohqis1e. ,
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, Il a été proposé antérieurement de chauffer l'huile et
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lteau aux températures et pressions désirées avant leur mise en contact a contre-courant.
L'idée de base de la présente invention de chauffer 1' .eau à la température de fonctionnement par le contact direct
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-avec l'acide gras chaud résultant de l'hydrolyse et, réoipro- quement"de chauffer-18. graisse-à la température de fonction- nement au moyen'de l'eau glyoérineusa chaude résultant de 3 ¯ hydrolyse. Ainsi, si la graissa et l'eau sont entroduites dans un rapport correspondant pratiquement aux chaleurs' spécifiques des deux corps, très peu de chaleur doit âtre ajoutée une fois
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que l'apparatl a été porté à la température de fonctionnements Plus spécifiquement, l'eau a une chaleur spécifique de 1p . et la graisse a-une chaleur spécifique pratiquement égale à.
Q;6 . ' 'Ainsi. >si 10 parties de graisse pour 6 parties d'eau sont fournies dans l'appareil, le chaleur de l'eau est suffis santé pour chauffer la graisse froide à la température désirée et vice--versa* Ce-rapport convient aussi pour achever pratiquement la réaction chimique et 'dans le même temps obtenir -une
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eau glyoïgfxauso relativement ooncB :ftr4e. .. , ' Cette méthode de fonotioanement est oons1dtSr6e, tris sou- haitable pour plusieurs raisons.
En Jre.m1er lieu, 1'hyOolyao est commencée pendant que la graisse est chauffée par l'eau glycérineuso- chaude, de sorte que la' graisse est- fractionnée dans une mesure importante avant d'entrer dans la zone de caha- leur maximum.- -Ceci -est très souhaitable paroo 'que, come on If a découvert., un mélange de graisse et d'acide gras, se comporta d tune'"'manière très différente sous le rapport de son mélange avec l'eau par rapport à la graisse neutre" -Le mélange absorbe -l'humidité beaucoup plus aisément et à des. températures infé- rîeures.
Ainsi, par ce système opératoire, la graisse paut atre fractionnée, à un degré àonn4 plus rapidement à une température donnée ou peut dire séparée à un degré-donné dans un laps de temps déterminé à une température inférieure,
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Par cette méthode ppérato1re, '1 teau glyaérineuse et a graisse sont obtenues à 1#6tat lativement.troic1, ce qui ,a l'avantage pratique que l'eau glyoérineuse contiendra moins de
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graisse ou d.ae1dsf gras absorbés que si elle était chaude, et un acide gras relativement froid oonoiendroemoins 4#bLumidit6 que si.il était ahaNà. De aeùte manière fonte l'eau introduite dans l'appareil est râcup1r'e au bas de la tour au. lieu qu'une partie de nelle-oi soit enlevée avec ltaci4e gras chaud au sonmet.
VU qu'il est nécessaire de chauffa l'hoile et l'eau à la température opératoire -.T1Plm désirée et de les refroidir toutes deux après traitement par un moyen-ou l'autre, et puisque lilydrolyse s'effectue à des températures supérieures au m.art utilisé, quoique moins rapidement, 1 0' est le- concept da la 9résente invention d'utiliser Ies'p8riodes de chauffage pour le fractionnement. Ceci non seulement accélère le procédé at en augmente le rendement mais réduit aussi à un 1D-'n111"W la ïpr&p5 -" tion du chauffage à haute température requise.
Plus spécialement, l'eau et la graisse peuvent être intro- duites à n'Importe-quelle température convenable de pompage par exemple de la température ambiante à 1000 C pour. 1 eau et du
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point de fusion à 10± C pour.la. graisse. Ceci est souhaitable afin d'éliminer l'air que contient l'eau, et aussi pour rendre la graisse complètement fluide.
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Si l'on traite une graisse fluide, a'ex%=ààdir6 une huile, il n'est pas nécessaire de chauffer à ce degré avant que le traitement commence.
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A - Vu que etest la haute température qui est-la plus oôÍ1- teuse à produire et qui requièrt uri"4quîpeklent 8pàoial, le pro- cédé est ainsi mené de manière à réduire à un minimum, la quan- tité'de chaleur coûteuse, qui est nécessaire. Théoriquement, l'opération ne nécessiterait aucune chaleur additionnelle après
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gu'on.a atteint la température de régime ou opératoire, meis, pratiquement il est noessire'de rer les pertes dues au rayonnement, à 1 chaleur nécessaire'a l'hydrolyse, et ussi les cartes résultant de ce -que la tenWêrature des constitua antes sortants sont légèrement au-dessus de la température des constituants entrant dans l'équipement.
Cette dQP3.oienae de , chaleur peut étre compensés de n'mprte quelle manière aven... tageuse. ,
Une autre particularité de la présente invention est la remise en cycle, décide gras pour incorporer la graisse frac-
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tiOmW6 dans l'alimentation de graisse non fractionnée. Bien qu'il puisse sembler que -1a remise en- cycle de graisse frac- 'tiann.s ' d3.nuerai t le débit de l'équipement, il a cependant été montré que l'incorporation de graisse- fractionnée accélère tellement l'hydrolyse que le résultat net est un gain effectif en rendement et que le fonctionneront de l'équipement tout en- tier est accéléré plut8t 'que ralenti.
D'autres buts et d'autres avantages de la présente inven- tion deviendront plus évidents lorsqu'ils seront considérés en
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relation avec la description à4taillàe du dessin ci-annexé, dans lequel :
La figure 1 est une vue en coupe schématique de l'appa- reil. , La. figure 2 est une vue en coupe plus détaillée de l'ap- pareil représenté sur la figure 1.
En se référant au dessin, on voit que 1 désigne une tour
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fabriquée en acier inoxydable ou en une autre matière oemvena- ble résistant à la corrosion par les acides gras et capable de résister aux pressions et températures, requises. une pompe 2 alimente au -eau le sommet de la tour 1 'par la canalisation
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ou tuyauterie 3. Lteau, glyoérineuse 0- Ina7îqu&e en 4, est enle- vée du fond cle-la tour au moyen d'une canalisation 5 sur,-va- . quelle est adaptée .une aoupaya 6 pour régler la viatesse d'é- o6ulement, ,' graisse ou l'huile est introduite dans .le bas de la tour su. moyen d'une pompe 7 montée dans la canalisation
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8.
L'acide gras s6par6 est enleva du sommer de la tour par une a n lisation 9 qui est en liaison avec la canalisation 8 en un point voisin de celui auquel cette dernière .alimente'te bas de la tour.
, Cette canalisation 9 contient une soupape 10 et une pom-
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pe 11 pour-le réglage de Ig remise en circulation de 1-tuoide étaZ%àpoé, Le. canalisation 18, sur laquelle est adaptée'une soupape de oomaande , part da'oalisat1on 9 de/faço à extraire'du aystèma t'acide. gras sô9 éà qui n t e st pas remis en cyo.e.- " proximité-dû, bas de la tour 1 et au-dessus du ni-, va de lfeau i,yc.riucuse 4 se trouva un serpentin 14 à va- leur d'eau -directe ( -environ- 1000 j, - qui est :prévu âur main- tenir.la température d4aÎr4e dans le centre de la tour. un ser- pentin 15 a valeur d'eau directe siNdaire est situé dans la partie supérieure de la--tour.
Des moyense autres que les ser- pentns à>veur dve4,4 directe pour fournir la chaleur néoes- sa:tre FOur amener la 'température au centre de le: tour au maxi- d3Q%Té, par exemple,'. des chemifseze extérieures de serpen- tins (le chauffage fermés peuvent aussi être utilises si on le
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-44atrejï ou bien ou en plus des serpentins à -vapeur d'eau
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décrits, Un regard en verre 16 est monté de préférence au bas
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de la tlalonne à peu près au niveau de l'eau glyoérineuse 4 afin de pouvoir déterminer la uivéaù exact de celle-ci et de le régler, par exemplp en réglant son débit.
. Une série de plateaux ou de chicanes 17 sont placés dans la partie supérieure de la tour afin d'améliorer Inefficacité de Inchangé de chaleur entre lucide gras et l'eau froide en- trant. Cependant remploi de ces plateaux ou chicanes n'est
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pas essentiel qpoigwii soit recommandé, Attendu-que l'acide gras est refroidi de bas en haut dans la zone supérieure d'é-
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change de chaleur', on 1tequena pas d'obtenir un état dans laquel.liaoîde gras plus froid est de densité plus grande que Itacide gras plus chaud en dessous de lui..
Cet¯état, fêtait les chicanes,, aurait pour résultat des remous ou de grands courants de, conversion qui porteraient le contenu de la partie supérieure de la tour, acide gras et eau
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à là fois, pratiquement-a un équilibre de température. Itéoh6n- go de chaleur ainsi obtenu serait moindre que celui possible et requis, pour cette raison on préfère employer une série de plateaux ou chicanes 17 sur lesquels l'eau introduite se répand.
Chaque plateau est pourvu d'un conduit tubulaire 18 par lequel ltacide gras peut se diriger de bas en haut, un trop-plein tubulaire 19 dont la partie supérieure est disposée au-dessus du
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plateau de* faqon à déterminer la hauteur d'eau se trouvant sur oelui-di. La partie inférieure du trop-plein'se prolonge vers le bas jusqu'a proximité du plateau suivant. De cette manière, l'acide gras, partiellement ou totalement séparé, se dirige du bas vers le haut par les tubes 18/t et.l'eau-s'écoule vers le
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bas, de plateau en plateau par lesuyaux, de rop-,lein 19.
En dessous du plateau inférieur est montée' une' plaque perforée de distribution 20 au travers de laquelle.l'eau s'é-
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coule dans la section de %aationnemeùb. ou séparation centrale de la tour. Près de cette.plaque il est prévu un tube 21 dans lequel l'acide gras ou la graisse et l'acide gras, s'écoulent de bas en haut vers les plateaux. Au-dessus de cette plaque perforée est prévue une cuvette annulaire 22 dans laquelle dé-
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bouche le serpentin à vapeur d'eau di%eate%5. Les tuyaux de trop-plein de la plaque Immédiatement au-dessus introduisent l'eau dans la cuvette annulaire ou auge dans laquelle elle est chaufféepar le serpentin à vapeur pour déborder ensuite dans la partie centrale de la plaque de distribution.
Par cette dis- position, le serpentin à vapeur d'eau ouvert'est toujours re- couvert' d'eau quelle que soit la mesure dans laquelle la quan- tité d'eau située au--dessus de la plaque perforée peut varier, d'après les conditions spécifiques de fonctionnement enployées à ce moment.
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Le dessin indique une connexion 24 dans laquelle est. pré- vue une soupape 25 entre la sortie d'eau glyoérineuse située au bas de la tour et le tuyau d'amenée d'eau. Cotte connexion
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peut être employée pour la remise en cyo1e.#lieau ou lteau gly- oérineuse pour aider à amener la tour à la température requise lorsqu'elle est mise en fonctionnement, ou peut être employée
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pour réintroduire dans le circuit lteal1 glyoérineuse cuand I tour est employée pour le fonctionnement par charges.
Un avan-
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.tage de la construction de tour déorite est que celle-ci est susceptible d'être employée pour un fonctionnement par charges ou intermittent quand il est désiré de traiter une petite quan- tité de graisse ou une graisse spéciale en une quantité qui n' est pas suffisante pour garantir le fonctionnement continu à contre-courant.
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e Cette disposition chauffe aon%inui1leriRn% l'eau, achève le fractionnement, et refroidi t'la graisse séparée de telle sorte que 1'.acide gras-,est =en6.â une température relative- mant'basse'a laquelle il'peut être traité aisément, et l'eau est chufffi prdaat3,vnont &' 1* tenpergture -de régime,* - L'hydrolyse, si elle est 3xa léta au a0mnan ement do cette étape de refroidissement, continue à progresser en dépit de la diminution de température,quoique à une vitesse moin-
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dre, jusqu'à ce que l'eau soit expulsée de l'acide gras par suite' de sa porte de température..
De- cette mamière ,;ratiguemnt'toute 1 eau d'alimentation excepte 1%k quantité qui entre en réaction chimique traverse à bout en bout la tour,,otest-à-41re entre par le somnet et est transportée à la base, au lieu d'être enlevée avec l'acide gras chaud.
Alors, qu'une graisse neutre s'hydrolysera en présence d'
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une eau liquide à une température de l80" C ou même sensible- ment -plus .basse, une graisse fractionnée partiellement ou un mélange de graisse avec de la graisse fractionnée .partiellement
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ou un malange de graisse neutre et'd'acide gras tend à s'hydro- lyser plus aisénent à des températures inférieures que la grais- se neutre.
Ainsi, la zone de chauffage de 'l'eau au sommet de la colonne est utilisée pour accomplir le degré de.fractionne- ment requis et la zone de chauffage de la graisse située au bas de la colonne est utilisée pour amorcer le fractionnement
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me 4, ras si les températures maintenues dans ces zones sont au-* dessous des températures considérées comme désirables pour pro-
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' duire le degré maximum de séparation.
De nombreuses graisses disponibles commercialement, par exemple la graisse de déchet ou d'issues, contiennent un pour-
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centage important d'acide gras libre du à la détérioration oo- camionnée par le transport ou l'emmagasinage, suffisant pour causer une allure sensible de fractionnement dans la zone in-
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fêrieure d'échange, de chaleur, cependant, lorsqu'une graisse neutre ou pratiquement,neutre est utilisée, il est recommandé que l'acide gras séparé ou partiellement séparé soit remis en circulation pour fournir une acidité initiale comprise entre
5 et 25 % ou, de préférence, entre 10 et 20 %, de sorte que
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l'eau glyoérimeuse entre en contact avec la graisse pour' tro .
¯ hydrolysée en présence de suffisamment d'acide gras ou de gly- céride partiel, ou des deux, pour accomplir un fractionnement
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important pendant la période d* échange de chaleur. Me chauffage de la graisse contenant de l'acide gras libre par -l'eau glyoé-' rineuse écarte la.possibilité que l'acide gras retourne à 1' état de graisse neutre en entier ou en partie.
Sous les pressions prévues, le'poids spécifique de la graisse relativement froide peut être plus grand que le poids
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spécifique de l'eau glycérineuse relativement chaude. Ainsi, les particules d'eau chaude.ne peuvent tomber au travers de la couche de graisse froide sans céder au moins suffisamment de chaleur à la graisse pour la rendre plus légère que l'eau.
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pour tte.r3son, la zone inférieure d'échange de chaleur peut G- tre relativement courte.
La tour ou colonne de la présente invention comprend trois zones, (1) la zone supérieure d'échange de chaleur dans 'laquelle sont situés les plateaux et dans laquelle l'eau rela-
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tivement 'froide est chauffée par la graisse relativement ohau- de à une température se rapprochant de la température trat3,- re ou 'de régime requise, (2) la zone Inférieure d'échange de
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chaleur dans laquelle la graisse relativement froide ou le mé- lange de graisse et-d'acide sont chauffés par l'eau glycérineuse relativement chaude à une température se rapprochant de la tem- pérature opératoire naximum requise,-et (3)
une zone centrale dans laquelle la température opératoire maximum, par exemple
240 a à 250 C, est maintenue au moyen de chaleur appliquée.
De préférence, ces zones sont toutes trois utilisées pour le . fractionnement en-introduisant la graisse à une allure telle ' que l'hydrolyse ne cesse pas avant que la graisse.soit entrée dans la zone supérieure d'échange de chaleur.
En obtenant une séparation partielle dans la'zone inférieure d'échange de cha- leur et la séparation finale dans la zone supérieure d'échange de ohaleur, la partie centrale de la tour n'a pas besoin d'être aussi haute.que ce ne serait nécessaire autrement;
ou, pour une hauteur donnée de la tour, le débit ou rendement peut être plus grand.-
Bien que la tour puisse être employée pour traiter com- plètement les graisses neutres- la présence d'acide gras libre dans la 'zone inférieure d'échange de chaleur est considérée comme désirable parce que l'on croit qu'elle accélère l'action de fractionnement qui a lieu à la température maintenue dans la zone inférieure d'échange de ohaleur.
- - Bien que cet appareil et cette méthode opératoire intro- duisent et enlèvent les composants entrant en réaction à l'état relativement froid et que ni l'acide gras ni l'eau glyaérineuse n'aient assez de chaleur emmagasinée pour être utilisés ulté- rieurement, par exemple pour la vaporisation spontanée dite flashing, l'emploi de l'équipement est avantageux en ce sens que 1 t op éra.t ion est accomplie avec un minimum de dépenses de chaleur à haute température et que l'équipement auxiliaire peut être très simple parce, que ni les acides gras ni l'eau glycérineuse n'ont pas besoin d'être traités à haute pression et à haute température.
Gamme on l'a indiqué., le rapport entre l'eau fournie au système et la quantité de graisse fournie-au système, est réglé en'tenant compte de la chaleur spécifique des deux.corps, c'est-à-dire environ 10 parties de graisse pour
6 parties d'eau, quoique la concentration de l'eau glycérineuse puisse être quelque peu augmentée,' si on. le désire, en diminu- ant l'eau et en appliquant une plus grande quantité de chaleur à haute température dans la partie centrale de la colonne.
Lorsqu'on utilise.les serpentins de chauffage à vapeur d'eau directe en substance dans les positions indiquées, la vapeur d'eau est introduite sous une pression telle qu'elle s'échappe dans le contenu de la tour sous forme d'eau liquide. puisque la quantité requise n'est pas grande, vu l'efficacité des zones supérieur et inférieure-d'échange de chaleur, l'eau glyoérineuse n'est pas fortement diluée. Si une plus grandè concentration dteau glyoérineuse est désirée, la quantité d' eau introduite au sommet de -la tour au-dessus de la zone'supé- rieure d'échange de chaleur est réduite quelque peu en. volume.
Ceci ne contrarie* pas le rendement de la réaction chimique pour la raison que celle-ci s'est achevée ou s'aohève dans cette zone et, en fait, l'eau est précipitée de l'acide gras plutôt que d'être absorbée par lui.
L'eau additionnelle est ajoutée au sommet de la zone cen- trale de chauffage comme facteur'incident pour amener la cha- leur de lteau recueillie au-dessus de la plaque de distribution à la température opératoire maximum désirée, L'eau qui passe à travers la plaque de distribution filtre vers le bas à tra- vers la.'colonne montante de graisse'pour effectuer la réaction
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bhimique désirée et entraîner i'e n"Glya6biheusa.
Ltau,qui s'échappe par le serpentin inférieur de ohauf- fage pour chauffer la colonne montante de graisse lorsqu'elle entre dans la. zone centrale de fractionnement., est. Obab1e- ment absorbée par 1% colonne :m.ontrolte de graisse qui n'est pas ,'encore saturée- quant à sa trr. sn ziu et monte problableraeut -Avec elle jusqu t'à ce - 4un équilibre do teia6r4ture ait 'été atteint et que la graisse s'est sture d*û. La quantité eut
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eau introduite par ce serpentin intérieur de chauffage est re-
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lattve':Jnen:tr)>>et1te, à oàuse de l'efficacité de la zone inféri- eure dchange de chaleur dans 2u-.- das gouttelettes d'eau tamben antinuai.eu,t -, tra,vers la colonne montante de grais- sa, "to-st-,.i lz elz Em4e surface de contact direct en- tre les 4ew(-' ';.
"'- . - -,"" 1 a , Il est estime a'rea.gec pour obtenir 'W1 oavticznt de -1 t$quipement 'à capacité :rwu:1mtuIl. (l'employer un peu moins d eau dans -la zone supérieure d * age ' ds ohaleur qu'il nfen - .faudrait pour obtenir un transfert de.-b4nleur d'une efficacité ma pour .tas,rai. tout'e3er, dt.jouter'un..eu d'eau sup- ,Plé:ntenta1;-e au sQ11Wlet .;-liè 'la zone centrale de fractionnement at .-!ajouter encore de 1u supplémentaire à une température plus haute, que colle defla .ozne moatant .dc graisse-a.. la base de la isone. centrale de fraet1omiemeJm.t. De Qette n1è>re, les aon± dlt1ons' .theriues étales "concentrations d'eau) sont contrôlées ,pour fournir un fractionnement max1m;#n:dans un tenps minimum, . avec un :t"$ndeI!1Em. t g6n-6raL-quant à'la qonsomma tion de chaleur
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approchant encore la valeur théorise.
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RIAI - 1) Une méthode de fractionnemeat ou séparation de ma-
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tières grasses consistant à mettre la graisse eN/* contact avec
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de l'eau à a4xtré-esurar.t des ,températu:t:'es inférieures aux températures de fractionnement ,et à élever- la température de-
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la graisse et de l'eau à la température de fractionnement entre les zones'-de contact initial.. ' -'
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3) Une méthode'de fractionnement des graisses, qui oom-' .prend xz *m3.s n oontaat la graisse et d'eau à 00ntre-COUraUt '4ans,une tour par introduction de la graisse dans le voisinage du bne de le. tour et par introduction de l'eau dans le voisi- nage du sommet de la tour, 3.*aga2iat'on d chaleur à la tour
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entre ses extrémités et la production d'un,échange de chaleur
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entre lu graisse et. l'eau au voisinage de chaque extrémité de la tour... ..
, 3.) Une méthode d'hydrolyse d'un@ graisse détériorée con- tenant environ 5 à 50 % d'acide gras libre, ladite méthode aon- prenunt-le chauffage de ladite graisse en présence d'eau à une - température de fractionnement our conserver sa teneur en ¯aci- de gr,,-s libre et sa mise en contact à aontre.qcurant avec 1' eau pour hydrolyser ses résidus de 'glyoérides gras. ' 4*') lune mêthoàe selon 1'Une gUé1aOngUo"àes"revendioatio#s las, qui consiste à mettre la'graisse en contact avec de ils eau a côntre-courant à une température inférieure à 1a tem-.
ra.ture .-de fractionnement,et a eeotue'r un échange de chaleur entre de l'acide gras ahud et de l'eau relativamemt froide à un bout de- l'opération et-à e'satuer un échange de chaleur entre-de l'eau glycérineuse reiG%iV@t19nt chaude et de la grais-
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se relativement froide à 'l'autre bout de l'opération, en ré-
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gluant l'alimentation en graisse et- l'alimentation en eau de façon à fournir un rapport d'envircin 10 parties de graisse pour
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6- parties d'eau, et à maintenir une température entre les zones
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d'échange de chaleur, à un-plus haut point que les températures maintenues dans.'les zones d'échange de"chaleur.
. 5.) une méthode selon l'une quelconque-das revendications
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1 à 4 pour hydrolyser des graisses-a, contres-courant continu à des températures Inférieures à 180 0, sous une pression suffisante'pour maintenir l'eau, dans la phase liquide, qui con- siste à introduire la graisse à une température sensiblement
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inférieure à ladite température et pratiquement sous la même pression en contact intime direct, avec l'eau douoe provenant .
de l'hydrolyse,
6.) Une méthode sélon l'une quelconque des revendications
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1 à 4 pour hydrolyser de.la graisse et -de l'eau à -eontre-oou- .rRil.H #le il 1 ïïoo CI) sous -une pression suffisante pour maintenir l'eau dans la phase liquide, qui consiste à in- troduire l'eau à une température sensiblement inférieure à la-* dite température et pratiquement sous la même pression en oontact intime direct avec l'acide gras produit par l*hydrolyse.
7.) Urie méthode d'hydrolyse de la graisse pratiquement neutre,' qui consiste en eau et graisse s'écoulant à contre-cou- rant à une température élevée supérieure à 180 C sous une pression suffisante pour maintenir l'eau à l'état liquide., et à remettre en cycle une partie de la graisse hydrolysée et à la mélanger avec la graisse neutre pour fournir une matière de départ contenant 5 à 25 % diacide' gras libre...
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8. Une méthode selon n'importe laquelle des revendica-- tions précédentes, qui consiste à chauffer l'eau à employer dans le procédé d'hydrolyse en la mettant en contact directe- - ment avec l'acide gras. séparé par le procédé, et à abaisser la
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température des acides gras pour précipiter leur teneur en hu- midité.
9.) Une méthode selon n'importe 3-aquelle des revendioa- tions précédentes 1 à 7, qui consiste a refroidir les acides gras séparés pour réduire leur teneur en humidité par contact direct avec l'eau destinée à être employée dans le procédé,.et
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à chauffer ensuite ladite eau à la température opératoire dési- rée.
10.) Une méthode selon n'importe laquelle des revendica- tions précédentes, qui consiste à introduire de l'eau relative- ment froide dans le voisinage du sommet de la tour de fraction- nement, à faire oouler l'eau sur une série de plateaux, et à la . faire passer à travers une plaque de distribution pour descen- dre à travers la colonne montante de graisse dans ladite tour, à faire couler la graisse et l'acide gras séparé sur l'eau. se trouvant sur lesdits plateaur pour effectuer un échange de cha-
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leur gar contact direct entre eux et àoenlever lacicle gras au sommet de ladite tour.
' . ,Il,) Une méthode selon n'importe laquelle des revendica- tions précédentes, qui consiste à introduire de la graisse re-
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nativement froide dans le voisinage du bas de la tour de :trac- t1onnemen.t à contre"'lJour(U1t, à :raire- descendre l'eau à trqyers la colonne montante de graisse dans ladite tour. et à appliquer de la chaleur au contenu de la tour, à peu près à la distance de la base de celle-ci à laquelle la graisse et l'eau montantes ont atteint pratiquement..
un équilibre de température.
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12.) Une méthode selon n'importe laquelle des revendica- tions précédentes, qui oonsiste à introduire de l'eau relative- ment froide en un point voisin du sommet de la tour, à intro- duire de la graisse relativement froide en un point adjacent à la base de la tour, à retirer l'acide gras relativement froid
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.du sommet de la tour, à retiror l'eau BlyoÓr1uQusQ rùlativo- ment froide du bas de la tour, à effectuer un échange de oha- leur entre l'eau entrante et l'acide gras sortant près du som- met de la tour;
à effectuer un échange de chaleur entre la
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a1j;se'relativement froide et l'eau glyoêrineuse relativement chaude au voisinage de la base de la .tour,' et à appliquer de la chaleur au contenu de la tour près de- l'extrémité supérieu- re de la zone inférieure d'échange de chaleur et/ou à l'extré- mité inférieure de la zone supérieure d'échange de-chaleur.
13.) Une méthode selon la revendication 12, dans laquel- la.la chaleur est appliquée par l'introduction d'eau chaude sous haute pression.
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"Improvements made or relating to
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methods of processing or separation of
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J..e3! E fat '%
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the present invention relates to a process for the hydrolysis of fats and oils of the type ¯r1fJ: 'presented by the fat of E! tripe, tallow, oil d- 4E1. ;;. e, 't, 1.' ooèo nut oil, and other oils, $ vegetable and animal or mixtures of oelles-eli- Lé: jroôédà is suitable for use implemented by use of water alone, 0 00 = e- = 'ee; had hydrolysis, although known and conventional soaps or reagents can also be used Y63, if desired. - '- .confor-gémut' 4'la presents in n% ion;
the perfected method of 'fat treatment is to put the fat in oon% @ g% aveo'lfaauâ are safe at temperatures below the t4eati = egi dstre.otio1Ù1ement and raising the temperature of the grease and water- at temperature, cool between the areas of the initial state.
In a force of the present 1! Plent1on :, the per-: ect1oun.êe method of ctonnepnt 4es comp: makes the setting .6mtaut of fat and Tau against "" current in a tower, by introduction of the grease to the wisimge of the bottom of the tower and- introduction of water to the'vois1nQS $ from the top of the tower-, lfÇ \ p'-; pU-cn.'lt1011 of * hauler to the tower between its ends and the té ... alization of heat release between fat and water 'in the vicinity! of each taken from) .a; ' tower. -,. he Bans. another foraie of the rste "invention, the method 9erfeôtighnéo.à'hydQ01YsOE à'ung nêr6e fat containing substantially" S 6 50% -diacid graâ, 11bl '$;
oQm} P1 & nd the -heating Qe the fat in the presence of water 4 a fractionation temperature of 90UY sonsrver its 'free fatty acid content and - its contact with, 1 f water for -hyc-L-colyser' its 1; yer1 of remaining fat.
The method of the present invention contemplates dropping dewatered water through an ascending column of grease to a temperature of 160ô above the limit.
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higher temperature being that at which the fat
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where the heat is unfavorably affected by heat-or has two phases 94; pgr6es disappear, This azt ... temperature, Vour lots of fats and oils, about 2900 0 . 14 "resston must be such as to maintain the water at, the liquid state at the ohqis1 temperature.,
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, It has previously been proposed to heat the oil and
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ltwater at the desired temperatures and pressures before they are brought into contact against the current.
The basic idea of the present invention to heat the water to operating temperature by direct contact.
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-with hot fatty acid resulting from hydrolysis and, again, heating-18. fat-to operating temperature by means of hot glycerin water resulting from 3 ¯ hydrolysis. Thus, if the grease and the water are entrained in a ratio corresponding practically to the specific heat of the two bodies, very little heat must be added once
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that the apparatus has been brought to operating temperature More specifically, water has a specific heat of 1p. and fat has a specific heat practically equal to.
Q; 6. ' 'So. > if 10 parts of fat to 6 parts of water are supplied in the appliance, the heat of the water is sufficient to heat the cold fat to the desired temperature and vice versa * This ratio is also suitable for finishing practically the chemical reaction and 'at the same time obtain -a
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relatively ooncB glyoïgfxauso water: ftr4e. .., 'This method of fundamentalization is highly desirable, for several reasons.
In the first place, the hyOolyao is started while the fat is heated by the hot glycerin water, so that the fat is fractionated to a large extent before entering the maximum heat zone. This is very desirable because, as it has been found, a mixture of fat and fatty acid behaved in a very different manner in relation to its mixture with water than compared to neutral fat "-The mixture absorbs moisture much more easily and at. lower temperatures.
Thus, by this operating system, the fat can be fractionated to an extent faster at a given temperature or can say separated to a given degree within a specified period of time at a lower temperature,
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By this peratermal method, glycerin water and fat are obtained in the troic1 state, which has the practical advantage that the glycerin water will contain less
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fat or fat d.ae1dsf absorbed only if it was hot, and a relatively cold fatty acid oonoiendro less 4 # bLumidit6 than if.it was ahaNà. In this way the water introduced into the device is melted down at the bottom of the tower. place that a part of nelle-oi is removed with the hot fatty ltaci4e in bran.
CONSIDERING that it is necessary to heat the star and the water to the desired operating temperature -.T1Plm and to cool them both after treatment by one means-or the other, and since lilydrolysis takes place at higher temperatures In the art used, although less rapidly, it is the concept of the present invention to use the heating periods for the fractionation. This not only speeds up the process and increases its efficiency, but also reduces the required high temperature heating requirement to a minimum.
More especially, water and fat can be introduced at any suitable pumping temperature, for example from room temperature to 1000 C for. 1 water and
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melting point at 10 ± C pour.la. fat. This is desirable in order to remove the air in the water, and also to make the fat completely fluid.
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If a fluid fat is treated, eg% = i.e. oil, it is not necessary to heat to this degree before the treatment begins.
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A - Since it is the high temperature which is the most expensive to produce and which requires a high amount of heat, the process is thus carried out in such a way as to reduce to a minimum the amount of expensive heat, Theoretically, the operation would not require any additional heat after
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If the operating or operating temperature has been reached, however, in practice it is necessary to erase the losses due to radiation, to the heat necessary for hydrolysis, and ussi the maps resulting from this -that the temperature of the outgoing constituents are slightly above the temperature of the outgoing constituents in the equipment.
This dQP3.oienae of, heat can be compensated in any pleasant way. ,
Another feature of the present invention is the repackaging, decides fat to incorporate fat frac-
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tiOmW6 in the unfractionated fat diet. Although it may appear that -1a re-cycle of frac- 'tiann.s' fat will affect the flow rate of the equipment, it has, however, been shown that the incorporation of fractionated-fat so accelerates the hydrolysis that the net result is an effective gain in efficiency and that the operation of the whole equipment is accelerated rather than slowed down.
Other objects and advantages of the present invention will become more evident when considered in conjunction.
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relation with the detailed description of the accompanying drawing, in which:
FIG. 1 is a schematic sectional view of the apparatus. Figure 2 is a more detailed sectional view of the apparatus shown in Figure 1.
Referring to the drawing, we see that 1 designates a tower
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made of stainless steel or other suitable material resistant to corrosion by fatty acids and capable of withstanding the pressures and temperatures required. a pump 2 feeds the top of tower 1 'via the pipe
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or pipe 3. Lteau, glycerin 0- Ina7îqu & e in 4, is removed from the bottom of the tower by means of a pipe 5 on, -va-. which is suitable .une aoupaya 6 to regulate the speed of delivery,, 'fat or oil is introduced into .the bottom of the su tower. by means of a pump 7 mounted in the pipe
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8.
The fatty acid separated is removed from the top of the tower by a n ization 9 which is connected with the pipe 8 at a point close to that at which the latter is fed at the bottom of the tower.
, This line 9 contains a valve 10 and a pump
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pe 11 for the adjustment of Ig recirculation of 1-tuoide étaZ% àpoé, Le. pipe 18, on which is fitted an oomaande valve, part da'oalisat1on 9 / fao to extract'du aystem the acid. fat sô9 éà which is not returned to cyo.e.- "proximity-due, bottom of tower 1 and above the level, va of the water i, yc.riucuse 4 was found a coil 14 at value water -direct (-about- 1000 d, - which is: expected to maintain.the temperature d4aÎr4e in the center of the tower. a serpentine 15 with direct water value siNdaire is located in the upper part of the tower.
Means other than the direct dve4.4 vorner snakes to provide the necessary heat: to be to bring the 'temperature in the center of the: turn to the maximum 3Q% Tee, for example,'. outer coil jackets (closed heating can also be used if it is
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-44atrejï or else or in addition to water vapor coils
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described, A sight glass 16 is preferably mounted at the bottom
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of the tlalonne approximately at the level of the glycerinous water 4 in order to be able to determine the exact uivéaù of the latter and to adjust it, for example by adjusting its flow rate.
. A series of trays or baffles 17 are placed in the upper part of the tower in order to improve the efficiency of unchanged heat between lucid gras and the incoming cold water. However, the re-use of these trays or baffles is
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not essential qpoigwii be recommended, Whereas the fatty acid is cooled from bottom to top in the upper zone of
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changes in heat, this does not prevent a state in which the colder fatty acid is of greater density than the hotter fatty acid below it.
This state, feted the chicanes, would result in eddies or large currents of, conversion which would carry the contents of the upper part of the tower, fatty acid and water
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at the same time, practically has a temperature equilibrium. The heat itéoh6ngo thus obtained would be less than that possible and required, for this reason it is preferred to use a series of trays or baffles 17 on which the introduced water spreads.
Each tray is provided with a tubular duct 18 through which the fatty acid can be directed from bottom to top, a tubular overflow 19, the upper part of which is disposed above the
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plateau of * faqon to determine the height of water being on oelui-di. The lower part of the overflow extends downward to near the next shelf. In this way, the fatty acid, partially or completely separated, goes from the bottom upwards through the tubes 18 / t and the water flows towards the
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bottom, from tray to tray through the pipes, from rop-, lein 19.
Below the lower plate is mounted a perforated distribution plate 20 through which the water flows.
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flows into the section of% aationnemeùb. or central separation of the tower. Near this plate there is provided a tube 21 in which the fatty acid or the fat and the fatty acid, flow from the bottom up towards the trays. Above this perforated plate is provided an annular bowl 22 in which de-
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clogs the di% eate% 5 water vapor coil. Immediately above plate overflow pipes introduce water into the ring bowl or trough where it is heated by the steam coil and then overflow into the central part of the distribution plate.
By this arrangement, the open water vapor coil is always covered with water regardless of the extent to which the amount of water above the perforated plate may vary, according to the specific operating conditions employed at that time.
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The drawing indicates a connection 24 in which is. a valve 25 is provided between the glycerinous water outlet located at the bottom of the tower and the water supply pipe. Connection box
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can be used for recirculation. # Water or glycerin water to help bring the tower to the required temperature when it is put into operation, or can be used
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to reintroduce lteal1 glycerinator into the circuit when I turn is used for load operation.
An advance
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The first step in the deorite tower construction is that it is capable of being employed for batch or intermittent operation when it is desired to handle a small amount of grease or a special grease in an amount that is not. not sufficient to guarantee continuous operation against the current.
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This arrangement heats up the water, completes the fractionation, and cools the separated fat so that the fatty acid is at a relative low temperature at which it 'can be treated easily, and the water is chufffi prdaat3, vnont &' 1 * tenpergture -de regime, * - The hydrolysis, if it is 3x leta at the start of this cooling step, continues to progress despite decrease in temperature, although at a slower rate
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dre, until the water is expelled from the fatty acid as a result of its temperature gate.
From this, all 1 feed water except 1% k quantity which enters into a chemical reaction crosses end to end the tower ,, otest-à-41re enters by the somnet and is transported to the base, to the instead of being removed with the hot fatty acid.
So that a neutral fat will hydrolyze in the presence of
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liquid water at a temperature of 180 ° C. or even substantially lower, a partially fractionated fat or a mixture of fat with partially fractionated fat.
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or a mixture of neutral fat and fatty acid tends to hydrolyze more readily at lower temperatures than neutral fat.
Thus, the water heating zone at the top of the column is used to accomplish the required degree of fractionation and the fat heating zone at the bottom of the column is used to initiate fractionation.
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me 4, ras if the temperatures maintained in these zones are * below the temperatures considered desirable to pro-
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'reduce the maximum degree of separation.
Many commercially available greases, for example waste or exhaust grease, contain a pros-
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high percentage of free fatty acid due to the deterioration of the transport or storage, sufficient to cause a noticeable rate of fractionation in the affected zone.
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However, when a neutral or substantially neutral fat is used, it is recommended that the separated or partially separated fatty acid be recirculated to provide an initial acidity of between
5 and 25% or, preferably, between 10 and 20%, so that
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glyceride water comes into contact with the fat for 'tro.
¯ hydrolyzed in the presence of sufficient fatty acid or partial glyceride, or both, to effect fractionation
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important during the heat exchange period. Heating the fat containing free fatty acid with glycerin water precludes the possibility of the fatty acid reverting to neutral fat in whole or in part.
Under the expected pressures, the specific weight of relatively cold fat may be greater than the weight.
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specific to relatively hot glycerin water. Thus, hot water particles cannot fall through the cold fat layer without giving up at least enough heat to the fat to make it lighter than water.
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for tte.r3son, the lower heat exchange zone can be relatively short.
The tower or column of the present invention comprises three zones, (1) the upper heat exchange zone in which the trays are located and in which the water rela-
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The relatively cold fat is heated by the relatively warm grease to a temperature approaching the required trat3, - re or 'operating temperature, (2) the lower heat exchange zone.
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heat in which the relatively cold fat or the mixture of fat and acid is heated by the relatively hot glycerol water to a temperature approaching the maximum required operating temperature, -and (3)
a central zone in which the maximum operating temperature, for example
240A to 250C, is maintained by means of applied heat.
Preferably, all three of these areas are used for. fractionation by introducing the fat at such a rate that hydrolysis does not cease until the fat has entered the upper heat exchange zone.
By achieving partial separation in the lower heat exchange zone and the final separation in the upper heat exchange zone, the central part of the tower does not need to be as high as it is. would not be necessary otherwise;
or, for a given height of the tower, the flow or efficiency can be greater.
Although the tower can be used to completely process neutral fats - the presence of free fatty acid in the lower heat exchange zone is considered desirable because it is believed to accelerate action. fractionation which takes place at the temperature maintained in the lower heat exchange zone.
- - Although this apparatus and this operating method introduces and removes the components which react in a relatively cold state and neither the fatty acid nor the glycerinous water have enough stored heat to be used subsequently. At the same time, for example for spontaneous vaporization called flashing, the use of the equipment is advantageous in that the operation is accomplished with a minimum expenditure of heat at high temperature and that the auxiliary equipment can be very simple because neither fatty acids nor glycerin water do not need to be treated at high pressure and high temperature.
Range as indicated., The ratio between the water supplied to the system and the quantity of grease supplied to the system, is adjusted taking into account the specific heat of the two bodies, that is to say approximately 10 parts of fat for
6 parts of water, although the concentration of glycerin water may be somewhat increased, if one. desired by reducing the water and applying more high temperature heat to the central part of the column.
When using the direct water vapor heating coils in substance in the positions shown, water vapor is introduced under a pressure such that it escapes into the contents of the tower as water. liquid. since the required amount is not large, considering the efficiency of the upper and lower heat exchange zones, the glycerin water is not greatly diluted. If a greater concentration of glycerin water is desired, the amount of water introduced to the top of the tower above the top heat exchange zone is reduced somewhat by. volume.
This does not adversely affect the performance of the chemical reaction because it has completed or stopped in this area and, in fact, water is precipitated from the fatty acid rather than being absorbed. by him.
Additional water is added at the top of the central heating zone as an incident factor to bring the heat from the water collected above the distribution plate to the maximum desired operating temperature. filter down through the distribution plate through the 'fat riser' to perform the reaction
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bhimical desired and to train i'e n "Glya6biheusa.
Ltau, which escapes through the lower heating coil to heat the riser of grease as it enters the. central fractionation zone., est. Obviously absorbed by 1% column: fat control which is not yet saturated as to its trr. sn ziu and rises problemably -With it until - 4a teia6r4ture equilibrium has been reached and the fat has sturdled. The quantity had
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water introduced by this indoor heating coil is re-
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lattve ': Jnen: tr) >> et1te, where the efficiency of the lower zone of heat exchange in 2u -.- das water droplets tamben antinuai.eu, t -, tra, towards the riser of grease, "to-st - ,. i lz elz Em4e direct contact surface between the 4ew (- '';.
"'-. - -," "1 a, It is estimated a'rea.gec to obtain' W1 oavticznt of -1 t $ equipment 'at capacity: rwu: 1mtuIl. (Use it a little less water in - the upper zone of heat age that it would be necessary to obtain a transfer of.-b4nor with a ma for .tas efficiency, rai. tout'e3er, dt.a..eu of water sup-, Plé: ntenta1; -e au sQ11Wlet.; - linked to the central fractionation zone at .-! add more additional 1u at a higher temperature, that glue defla .ozne moatant .dc grease-a .. la base of the central isone. of fraet1omiemeJm.t. De Qette n1è> re, the aon ± dlt1ons' .theriues (water concentrations) are controlled, to provide a maximum fractionation1m; #n: in a minimum time,. with a: t "$ ndeI! 1Em. t g6n-6raL-as to the heat consumption
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still approaching the theorized value.
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RIAI - 1) A method of fractionationmeat or separation of ma-
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fatty matters consisting in putting the fat in / * in contact with
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water at a4xtré-esurar.t, temperatures below the fractionation temperatures, and to raise the temperature of-
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grease and water at the temperature of fractionation between the zones' - of initial contact .. '-'
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3) A method 'of fractionation of the fats, which oom-'. Takes xz * m3.s n oontaat the grease and water to 00ntre-COUraUt '4 years, a turn by introducing the fat in the vicinity of the bne of the. tower and by introducing water in the vicinity of the top of the tower, 3. * heat aga2iat'on to the tower
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between its ends and the production of a, heat exchange
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between fat and. water around each end of the tower ...
3.) A method of hydrolysis of a deteriorated fat containing about 5 to 50% free fatty acid, said method comprising heating said fat in the presence of water to a temperature of. fractionation to retain its free fatty acid content and countercurrent contact with water to hydrolyze its fatty glyceride residues. '4 *') moon methoàe 1'Une gUé1aOngUo "to" sells weary, which consists of putting the 'grease in contact with them water against the current at a temperature below 1a tem-.
r.ture. -fractionation, and to effect a heat exchange between ahud fatty acid and relatively cold water at one end of the operation and-to achieve a heat exchange between - hot reiG% iV @ t19nt glycerin water and grease
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is relatively cool at the other end of the operation, in response to
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sticky grease supply and water supply so as to provide a ratio of approx. 10 parts of fat to
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6- parts of water, and to maintain a temperature between the zones
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heat exchange, at a higher point than the temperatures maintained in the heat exchange zones.
. 5.) A method according to any one of claims
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1 to 4 to hydrolyze α-fats, countercurrently at temperatures below 180 0, under a pressure sufficient to maintain the water, in the liquid phase, which consists in introducing the fat at a temperature substantially
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lower than said temperature and substantially under the same pressure in direct intimate contact, with the coming soft water.
hydrolysis,
6.) A method according to any one of the claims
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1 to 4 to hydrolyze fat and water against-oor- .rRil.H #le il 1 ïoo CI) under sufficient pressure to maintain water in the liquid phase, which consists of introducing the water at a temperature substantially below said temperature and at substantially the same pressure in direct intimate contact with the fatty acid produced by the hydrolysis.
7.) A substantially neutral method of hydrolysis of fat, which consists of countercurrently flowing water and fat at an elevated temperature above 180 ° C. under sufficient pressure to maintain the water at the same level. liquid state., and recirculating part of the hydrolyzed fat and mixing it with the neutral fat to provide a starting material containing 5 to 25% diacid 'free fatty ...
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8. A method according to any one of the preceding claims, which consists in heating the water to be employed in the hydrolysis process by bringing it into direct contact with the fatty acid. separated by the process, and to lower the
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temperature of fatty acids to precipitate their moisture content.
9.) A method according to any of the preceding claims 1 to 7, which consists in cooling the fatty acids separated to reduce their moisture content by direct contact with the water intended to be employed in the process, .and
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then heating said water to the desired operating temperature.
10.) A method according to any of the preceding claims, which consists in introducing relatively cold water in the vicinity of the top of the fractionation tower, in making the water flow over a series of trays, and at the. passing through a distribution plate to descend through the riser of fat in said tower, to flow the fat and the separated fatty acid onto the water. being on said platforms to perform an exchange of cha-
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keep them in direct contact with each other and remove the fatty item at the top of said tower.
'. , II,) A method according to any of the preceding claims, which consists in introducing re- grease
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natively cold in the vicinity of the bottom of the tower of: trac- t1onnemen.t against "'the day (U1t, to: make- lower the water through the riser of grease in said tower. and to apply heat. to the contents of the tower, approximately the distance from the base of the tower that the rising grease and water have practically reached.
a temperature equilibrium.
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12.) A method according to any of the preceding claims, which consists of introducing relatively cold water at a point near the top of the tower, and introducing relatively cold fat at a point adjacent to the base of the tower, to remove the relatively cold fatty acid
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.from the top of the tower, to withdraw the cold BlyoÓr1uQusQ water from the bottom of the tower, to perform an oha- ph exchange between the incoming water and the fatty acid exiting near the top of the tower ;
to perform a heat exchange between the
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a1j; se 'relatively cold and relatively warm glycerin water in the vicinity of the base of the tower,' and to apply heat to the contents of the tower near the upper end- of the lower zone of ' heat exchange and / or at the lower end of the upper heat exchange zone.
13. A method according to claim 12, wherein the heat is applied by the introduction of hot water under high pressure.