<Desc/Clms Page number 1>
BESCHRIJVING behorende bij een uitvindingsoctrooiaanvrage ten name van
Sanbra-Sociedade Algodoeira do Nordeste Brasileiro S/A gevestigd te
Sao Paulo, Brazilië voor "Vacuumproces om oliën en vetten door middel van rechtstreekse kondensatie van dampen te desodoriseren/fysisch te zuiveren." onder inroeping van het recht van voorrang uit de overeenkomstige aanvrage nr. 8504651, ingediend in Brazilië dd. 23 september 1985.
<Desc/Clms Page number 2>
Zoals in het algemeen bekend is, wat betreft de behandeling von zowel het desodoriseren als wel het fysisch zuiveren van eetbare oliën/vetten worden de genoemde produkten onderworpen aan een omgeving met een zeer lage luchtdruk (2 a 6 mmHg) gedurende een bepaalde tijd en temperatuur. Gedurende deze tijd wordt stoom in het systeem ingespoten met het doel om de partiële druk van de vluchtige bestanddelen van de olie/het vet in de inwendige atmosfeer van het apparaat nog meer te verminderen.
Opdat de bizondere lage absolute druk gehandhaafd zal blijven, zelfs met de direkte inspuiting van stoom, worden de industriële apparaten voorzien van een vacuüm systeem, waarvan de funktie is om deze stoom en andere gassen (lucht en vluchtige bestanddelen) continu te verwijderen
EMI2.1
en zo de inwendige atmosfeer van het apparaat in de bedrijfsdruk te houden.----------------Voor het boven beschreven wordt in de industrie in de regel gebruikt de gangbare samenstel van stoom ejecteuren, met een tussen kondensatie, gekoppeld al dan niet aan vacuüm vloeistof ring pompen.
In deze systemen worden de gassen, voornamelijk samengesteld uit stoom, lucht en vluchtige componenten, eerstens gecomprimeerd van een operationele druk van het apparaat (2 a 6 mmHg) tot een hogere druk (typerend : 30 tot 50 mmHg) waarbij water op de gebruikelijke temperatuur gekondenseerd kan worden.
Het apparaat dat benut wordt voor het verrichten van de kompressie, is een stoom injecteur, waar de kinetische energie van de bewegende stoom de te comprimeren dampen meezuigt, zich met de stoom vermengt en vervolgens de
<Desc/Clms Page number 3>
druk verhoogt. Afhangende van de graad van de benodigde kompresse worden er één, twee of drie fasen gebruikt. De uitgaande stroom van de eerste ejecteur is nog een mengsel van gassen, voor het overgrote deel stoom onder een enig- zins hoge absolute druk (30 tot 50 mmHg). Dit wordt gedaan in kondensors van het type direkt kontakt, waarbij koelwa- ter wordt gebruikt.
Na de kondensatie van het grootste gedeelte van de stoom vorden de niet kondenseerbare overblijfselen die nog met stoom verzadigd zijn, nogmaals gepompt tot een atmosferische druk.------------ Afhankelijk van ekonomische overvyegingen wordt dit gedaan door middel van een samentstel van ejecteuren met of zonder tussen kondensatie, vacum pompen of een kombi natie van beiden.
Voor de eerste fase van de kompresse (van 2/6 mmHg naar 30/50) worden er geen mechanische kompressors gebruikt in verband met de daarbij betrokken grote volumes.---------------------- Verder moet worden opgemerkt dat de ejecteur die de eerste kompresse verricht, de grootste stoomverbruiker is in het proces van het fysisch zuiveren van eetbare olden/ vetten. Van het energetisch oogpunt bezien, is het apparaat buitengewoon inefficient, gezien het feit dat de benodigde hoeveelheid stoom twee tot vijf maal groter is dan de af te zuigen dampen.
Deze inefficiencie verergert als de temperatuur van het beschikbare koelwater en derhalve ook de druk tijdens de daarna te verrichten kondensatie
EMI3.1
hoog is.------------------------- De ondervolgende tabel, gepubliceerd in de"Journal of American Gil Chemist Society", n9 2, ed. 62, blz. 314, van februari 1985, geeft heel erg juist weer de invloed van de temperatuur van stoom :--------------
EMI3.2
<tb>
<tb> ZUIGKRACHT <SEP> : <SEP> stoom <SEP> 102 <SEP> kg/u <SEP> vacuüm <SEP> : <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP> mmHg <SEP>
<tb> lucht <SEP> 10 <SEP> kg/u <SEP> stoomdruk <SEP> :
<SEP> 3 <SEP> bar <SEP> 9
<tb>
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
<tb>
<tb> Temp. <SEP> koelwater <SEP> 26C <SEP> 100c <SEP>
<tb> Volume <SEP> koelwater <SEP> 76 <SEP> m3/u <SEP> 47 <SEP> m <SEP> 3/u <SEP>
<tb> Stoom <SEP> verbruik <SEP> 630 <SEP> kg/u <SEP> 360 <SEP> kg/u
<tb> Verbruik <SEP> electr. <SEP> energie <SEP> 17 <SEP> kw <SEP> 12 <SEP> kw
<tb>
Een ander belangrijk probleem verbonden aan het proces van desodoriseren en in het bizonder aan het vacuüm systeem, is het aspekt van de vervuiling van de omgeving zowel waterkundig alswel atmosferisch. Dit probleem is een gevolg van de grote hoeveelheid van koelwater dat daarbij betrokken is. Dit water is doorgaans gekontamineerd met organische bestanddelen van lage koncentratie.
De direkte behandeling hiervan brengt onbetaalbare kosten met zich mee vanwege de grote volume hiermee betrokken.
EMI4.2
De gedeeltelijke wordt door de raffinaderijen om dit oplossing, die gewoonlijk gebruiktin afkoeltorens, waarbij evenwel ongewenste geuren verwekt kunnen worden.-----------------Alhoewel het onderwerp al veel beschreven werd in tijdschriften en veel besproken in recente gehouden kongressen specifiek op dit gebied, bestaat er nog geen ideale oplossing voor het boven omschreven probleem. De oplossingen die tot dusver zijn geopperd, zijn van twijfelachtige doelmatigheid of brengen met zich mee het contra punt van een nog hoger verbruik van energie in verhouding tot het huidig ge.
Een voorbeeld hiervan is het idee om indirekte warmte wisselaars te gebruiken om het water van de kondensors van het type direkt kontakt af tire koelen om aldus het voeren van met organische bestanddelen gekontaminneerde water naar de afkoel torens te voorkomen. Het probleem of het ongerief van de verwekking van geuren werd hiermee
<Desc/Clms Page number 5>
opgelost, omdat het gekontamineerde water werd gerecirculeerd in een gesloten kringloop. De temperatuur van het water echter, is hoger aangezien er een extra temperatuur verschil nodig is bij de warme uitwisseling in de indirekte warmte wisse) aars.
In een lokaal waar er een warm' < Umaat heerst, waar de temperatuur van het water al impliceert in een uitzonderlijk hoog verbruik van stoom is de bovenaangehaalde oplossing parktisch onuitvoerbaar of zal reflekteren in een zeer hoge bewerkingskosten.----Het onderhavige voorgestelde operationele proces, om te werken onder kondities van een direkte kondensatie op laag temperatuur houdt in wezen in, het kondenseren van het grootste deel van de stoom in de eigen bedrijfsdruk van het desodoriseer of fysisch zuivering apparaat.
Op deze manier is de zu ! g ! ast d ! e gecomprimeerd moet worden tot atmosferische dru k parktisch onbetekenend en bestaat in principe alleen uit niet kondenseerbare gassen en verza- d igde dam ? en.---------------------- Opdat de kondensatie kan plaats vinden op de betrokken lage absolute drukwaarden, is het noodzakelijk met temperaturen te werken, die beneden het vriespunt van zuiver water liggen.
Dit is de reden waarom het gebruik van oppervlakte kondensors niet geschikt wordt geacht, want behalve dat er een grote warmte uitwisseling oppervlak nodig is, leidt de afzetting van ijs en organische stoffen op het uitwisseling oppervlak tot stoppen en verschoningen en andere probl em en.-------------------Zoals de bijgevoegde tekening van de schematische kringloop weergeeft, wordt er in het geperfektioneerde proces
EMI5.1
gebruik gemaakt van een gekoncentreerde van 15-24% natrium ch een kondensor van het type direkt kontakt (2). De gekonden-
<Desc/Clms Page number 6>
seerde stoom verenigt zich aldus met de oplossing.
De op- lossing van natrium chloride is een geschikte kondensatie middel, omdat het vriespunt veel lager ligt dan de bij de bedrijfsdrukken behorende stoomtemperaturen. De aanwe- zigheid van een oplossing natrium chloride, begunstigt het proces door een kleine verlaging van de waterdam-ispanning in de oplossing in vergelijking met zuiver water.---- De dam ? en afkomstig van het reukloos maken of fysisch zuiveren (3) voornamelijk samengesteld uit stoom, kleine hoeveelheden organische stoffen en niet kondenseerbare gassen, gaan door de barometrische kondensor van het type jin direkt kontakt (2), waar zij nauw kontakt komen met de reeds genoemde oplossing van natrium chloride,
bij een temperatuur van 5 tot 15 graden Celcius beneden 0.--- Het grootste gedeelte van de stoom wordt gekondenseerd en vermengt zich met de stromende oplossing waaraan het zijn kondensatie warmte afstaat. De niet kondenseerbare gassen tezamen met de verzadigde dampen worden dan ver- wijderd en gecomprimeerd door de ejecteuren en/of vacuüm pom ? en (4).
Het grote verschil zit in het feit dat het vo- lume van de gassen die gecomprimeerd moten worden thans 10 tot 20 keer kleiner zijn.--------------- De oplossing van natrium chloride, toegevoegd met het kondensat in de kondensor (2) met een temperatuur, die 3 tot 100C hoger is dan bij de ingang, gaat door de zwaar- tekracht naar een flotatie-koelapparaat (5), speciaal voor dit doel ontworpen, waar de organische bestanddelen (6) die bij deze temperatuur ook kondenseren worden afgeschei- den door middel van een flotatie. De nu gezuiverde oplos- sing wordt afgekoeld door de verdamping van een koude medium, binnen in de slangvorminge leiding (7) ingedom- peld in de oplossing.
Aldus keert de temperatuur van de
<Desc/Clms Page number 7>
oplossing terug naar de ingangstemoeratuur in de kondensor (5 tot 15 graden Celcius beneden het vriespunt). Een centrifugaal pom ? (8) drijft de oplossing continu terug naar de kondensor (2).-----------------Gezien de oplossing continu wordt verdund door de toevoeging van water bij de kondensatie, is het nodig dat er periodiek natrium chloride wordt toegevoegd (9) en de op- lossing wordt verwij/'derd opdat de totale hoeveelheid en de koncentratie gehandhaafd blijven.
De gekoncentreerde oplossing van natrium chloride, die konstant verwijderd moet worden vormt een kl eine stroom (in de hoeveelheid van 200 tot 300 kg/u bij de gebruikelijke desodorizatoren) met een lage organische last en is daarom gemakkelijk te behandelen als het nodig mocht zijn.
In de meeste gevallen is het mogel ijk om deze oplossing te benutten in andere processen, zoals bijvoorbeeld het fabriceren van zepen (10) of de behandeling van de van raffinage afkomstig afval.--------------------------Indien men het boven beschreven proces vergelijkt met datgene dat in de industrie wordt aangewend en dat in de internationale wereld is erkend als zijnde het daarvoor bestemde juiste proces, kan men duidelijk de volgende technische en economische voordelen onderscheiden :
- - - - - a) vermindering in het totale gebruik van energie ;---b) gehele eliminatie van de atmosferische vervuiling ;-- c) grotere stabiliteit van de absolute druk ;------- De drie boven aangehaalde punten kunnen worden gestaafd
EMI7.1
met/en door het rü De juiste hoeveelheid van de vermindering in het totale gebruik van de energie hangt af van de specifieke omstandigheden van ieder projekt en installatie, in het bizonder
<Desc/Clms Page number 8>
van de bedrijfsdruk van het apparaat voor het desodorise- ren/fysisch zuiveren en de temperatuur van het koelwater dat ter plaatse voorhand ! g ! s.--------------
Bezien van het energetische standpunt, wordt in de onder- havige kwestie een apparaat (stoom ejecteur"booster"),
dat voor het com ? rimeren van een gas stroom een hoeveel- heid stoom verbruikt 3 tot 6 m' : 1al groter dan de te com ? rimeren gas stroom, vervangen door een mechanisch koelsys- teem met een elektrische energie verbruik dat een fraktie is van de over te brengen warmte energie. Beschouwd uit het oogpunt van gelijkwaardige energie is de berbruiksver- meerdering van de elektrische energie gelijk aan 10 tot
15% van de verbruiksvermindering van stoom uitgedrukt in gelijkwaardige energie.
Deze verhouding maakt dat het geperfektioneerde proces heel wat voordeliger komt te liggen wat betreft de kosten verbonden aan het verbruik van elektrische en warmte energie.-----------
Het is mogelijk om bij het desodoriseren van eetbare oliën en vetten, middels deze bewerkings systeem, een stoom verbruik van 50 tot 55 kg/t gedesodoriseerde olie te be- werkstelligen, terwijl de gebruikelijke hoeveelheden voor de huidige industriële apparaten varieren van 170 tot 400 kg/t.
Vermeld dient te worden dat de verhoging van het
EMI8.1
elektrische energie verbruik ligt in de orde van 12 tot 20 Kwu/t.------------------------b) ¯I¯L¯¯eiiminctie Het onderhavige bewerkings systeem, dat in beschouwing wordt genomen, is geheel luchtdicht, want de oplossing van natrium chloride, die gerecirculeerd wordt, en die in aanraking komt met de organische bestanddelen komt ni et
EMI8.2
vrijelijk in verbinding met de omgeving.-------De gassen, samengesteld en niet kondenseerbare
<Desc/Clms Page number 9>
uit luchtkomponenten, die konstant verwijderd worden van de installatie worden geleid via een buis naar de warme vloeistof ketel, verbonden aan desodoriserende of fysisch zuiverende installatie ; en de organische bestanddelen worden geëlimineerd door verbranding.
Deze gassen zijn minder gekontamineerd dan die in de gebruikelijke installatie, want ondergaan een wassing met een waterige oplossing bij een temperatuur van 5 tot 15 graden Celcius beneden 0.
De koeltoren die voordien werkt met gekontamineerd water en een bron was voor het verwekken van geuren, werd vervangen door een toren, waarvan de kapaciteit van de warm. te belasting 5 tot 15 maal kleiner is en die met schoon wa-
EMI9.1
ter werkt dat in de kondensors van het koelsysteem leert zonder in aanraking te komen met organische bestanddelen.-------------------------c) r.
De absolute druk in de bewerkingen van de desodorisatie en zuivering van eetbare oliven en vetten is een kritieke variante van het proces. Als gedurende de bewerking grote schommeling hierin plaats vinden, dusdanig dat bizonder hoge waarden worden bereikt, zelfs slechts voor een korte tijd, dan zal de kwaliteit van het eind produkt benadeeld
EMI9.2
worden.------------------------In In vanwege de dinamische karakteristieken van het systeem, de gebruikelijke vocudm systemen met stoom eiecteuren,heeft iedere schommeling in de stoomdruk of belasting van de te comprimeren gassen een direkte invloed op de absolute druk met alle schadelijke gevolgen.
De plotselinge vermeerdering in de belasting van de te comprimeren gassen is een dikwijls voorkomende gebeurtenis en die veroorzaakt kan worden, door bijvoorbeeld, de toelating tot het produkt, dat gedesodoriseerd/fysisch gezuiverd moet
<Desc/Clms Page number 10>
worden van kleine hoeveelheden water, dat in deze kondities van het proces, onmiddellijk evaporeert. In de onder-
EMI10.1
havige bewerking echter, neemt de warmte kapaciteit van de hoeveelheid ter grootte van 15 tot 25t, het grootste gedeelte van deze schomme- lingen op, waardoor de absolute druk stabiel blijft niet onderhevig aan schommelingen.-------------