DE2442217A1 - Verfahren zur desodorierung und dampfraffination von fetten und oelen - Google Patents

Description

9430-7^/Dr.U/ma
US-Serial No. 393,783
Piled September 4, 1973

PARKSON CORPORATION Port Lauderdale, Florida / USA

"Verfahren zur Desodorierung und Dampfraffination von Fetten und Ölen"

Die vorliegende Erfindung betrifft die Desodorierung und Raffination von Glyceridfetten und -ölen. Gemäß den Verfahren nach dem Stande der Technik werden flüchtige Bestandteile j wie beispielsweise Fettsäuren aus einem Fett oder Öl (z.B. einem Glyceridfett oder -öl) unter einem* hohen Vakuum und bei der Maximaltemperatur, bei welcher unerwünschte Nebenreaktionen auf ein Minimum herabgesetzt werden können, abgestreift. Bei den vorliegenden, kommerziell angewandten Ansatz-, halbkontinuierlichen oder kontinuierlichen Verfahren wird das Abstreifen und Desodorieren von Fetten und ölen zur Verdampfung der den Geruch tragenden Fettsäure und anderer flüchtiger Komponenten bequem durch In-

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Kontakt-bringen und Dispergieren des abstreifenden Dampfes in einen ölvorratsbehälter, der in seiner Höhe variabel ist, erreicht, üblicherweise ist die Strömungsrichtung des Dampfes bzw. des Öls in den halbkontinuierlichen oder kontinuierlichen Verfahren gegenläufig. In allen Fällen wird das Abstreifmedium, das üblicherweise Dampf ist, in das öl eingeblasen um die flüchtigen Komponenten abzustreifen und so auch ein Rühren und Mischen der Flüssigkeit zu bewirken, und um ausreichende Wärme- und Massenübergangsgeschwindigkeiten zu begünstigen, die zum Abstreifen der flüchtigen Bestandteile und zur Verhinderung eines thermischen Abbaus der Flüssigkeit notwendig sind. Zur Herabsetzung der Verluste an ölausbeute infolge des mechanischen Mitreissens von Dampf und des Verspritzens werden Ablenkbleche und Abfangsiebe in und oberhalb der flüssigen Schicht angewandt, die außerdem das Vermischen der zwei Phasen unterstützen.

Der Desodorierungsapparat vom Ansatz-Typ kann ein Kessel sein, der mit Innenschlangen zum Durchblasen vom Dampf und zum Heizen und Kühlen des Öls während des Verarbeitungszyklus versehen ist. Die Beschickung wird in den Kessel unter Hochvakuum mit kontinuierlicher Dampfinjektion eingetragen, um eine lokale thermische Überhitzung zu verhindern, da der Dampf vorerhitzt und entlüftet ist. Nach der Entlüftung wird das öl unter kontinuierlichem Dampfdurchblasen weiter

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bis zur endgültigen Desodorierungsternperatur erhitzt. Das Dampfdurchblasen wird fortgesetzt, bis die geforderte Produktspezifikation erreicht ist und das Produkt wird abgekühlt. Die normale Zeit zur vollständigen Durchführung dieses Verarbeitungszyklus beträgt typischerweise 6 bis 12 Stunden. Eine derartige lange Verweilzeit ist notwendig, um die inhärente schlechte Dispersionstendenz des Dampfes in der Flüssigkeit zu überwinden, welche zu schlechten Wärme- und Massenübergangsgeschwindigkeiten führt. Auch hat ein hoher ölstand ein beträchtliches, durch die Schwerkraft bedingtes Druckgefälle, das einen Anstieg des mittleren Gleichgewichtsdruckes bis zu einem Punkt bewirkt, der beträchtlich höher liegt als der zur Entfernung der flüchtigen Verbindungen förderliche Druck.

Die üblichen halbkontinuierlichen und kontinuierlichen Einheiten werden so konstruiert, daß man den ölspiegel bis auf annähernd 20 inch (50,8 cm) absenkt und Tröge zur Durchführung selbständiger, diskreter Punktionen installiert, wie beispielsweise Ölentlüftung, Vorheizen, Desodorieren und Kühlen, Punktionen die früher alle aufeinanderfolgend innerhalb des Ansatzkessels durchgeführt wurden. Jeder Trog enthält Rohrschlangen zum Dampfdurchblasen, Ölfänger oder Abfangsiebe, und Heiz- oder Kühlschlangen. Durch das Senken des ölspiegels und hierdurch des durch-

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schnittlichen Öldruck-Gradienten und der Verbesserung der Kontaktwirksamkeit von Flüssigkeit-Dampf kann die gesamte Verweilzeit bis auf etwa eine Stunde herabgesetzt werden.

In den halbkontinuierlichen oder kontinuierlichen Einheiten fließt das öl von Trog zu Trog. Jeder Trog hat eine getrennte Dampfinjektion-Strömungsregelung und der Dampf von einem Trog wird abgetrennt und wird nich't in einen anderen Trog eingeführt. Das öl strömt kaskadenartig kontinuierlich oder in diskontinuierlichen Zeitzyklen bei der halbkontinuierlichen Betriebsweise von Trog zu Trog. Jedoch fördert die niedrige Flüssigkeitsgeschwindigkeit und die schlechte Durchmischung innerhalb eines jeden Troges die Bildung von abgebauten Feststoff-Materialien (Polymerisaten) was schließlich zu einer Abnahme des Wirkungsgrades der Betriebseinheit und der Qualität führt und was schließlich zu einem Abstellen der Anlage und einer notwendigen mechanischen und chemischen Säuberung führen kann.

Die Dampfraffination in den herkömmlichen Ansatz- und halbkontinuierlichen Desodorierungseinheiten wurde wegen ihrer hohen möglichen Ölverluste₃ der Notwendigkeit der Verwendung von .Stahlkonstruktionen aus rostfreiem Stahl, der Brauchbarkeitsanforderungen und wegen einer im allgemeinen schlechteren Qualität infolge der langen Verweilzeiten bei hoher

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Temperatur als unbefriedigend befunden. Die Dampfraffination erfordert im Vergleich zur Desodorierung die Verdampfung von größeren Mengen von leicht flüchtigen Stoffen (z.B. Fettsäuren) und es wird in den meisten Fällen mehr Dampf benötigt. Diese inhärenten Probleme der oben beschriebenen Betriebseinheit werden noch ausgeprägter bei, der höheren Dampfgeschwindigkeit. Beispielsweise bewirken sowohl das mechanische Mitreissen der Flüssigkeit in der Dampfphase und das Iierausspritzen von öl aus den wirksamen Verfahrensbereichen einen Produktverlust und einen exponentiellen Anstieg mit der Gasgeschwindigkeit oder dem Volumen in jeder Einheit und sind untragbar hoch für eine gleichzeitige "Dampfraffination" und Desodorierung^ was entweder höhere Dampfgeschwindigkeiten oder niedrigere Absolutdrucke erfordert. Demzufolge müßte zur Erhöhung des Dampf/Öl-Verhältnisses zur Verarbeitung des "aterials für jedes System die Flüssig-Kapazität herabgesetzt werden. Oder es müssen größere» kompliziertere und teurere Anlagen konstruiert werden, um die normale Kapazität der für die Desodorierung verwendeten Einheiten zu erreichen. Ferner übersteigt der Flüssigkeits-Holdup innerhalb der üblichen Desodorierungsbehälter normalerweise den stündlichen Durchsatz urn einen Faktor von zwei. Deshalb sind für eine Anlage zur technischen Durchführung des Verfahrens große Fundamente und Tragekonstruktionen erforderlich.

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Da, wie bereits oben erwähnt, die flüchtigen Verbindungen, wie z.B. Fettsäuren, aus Fetten und ölen durch eine herkömmliche Dampfbehandlung nur schwierig entfernt werden, wurde ganz allgemein ein Verfahren, das als Alkaliraffination bekannt ist, angewandt. Die Alkaliraffination ist durch die Reaktion der freien Fettsäuren und der verschiedenen organischen Verunreinigungen, welche in Fetten und ölen enthalten sind, mit einem geeigneten Alkali gekennzeichnet. Seifen und andere Verunreinigungen ( d.h. die Reaktionsprodukte) welche auf diese Weise hergestellt werden, werden anschließend durch Zentrifugieren oder Filtration entfernt. Das "raffinierte" öl wird neutralisiert und wiederholt zur Beseitigung der letzten Spuren des Alkali und der Seife gewaschen und anschließend getrocknet. Die Verluste an Neutralöl sind hoch und das Verfahren verwendet eine große Zahl komplizierter, kostspieliger Apparate für die Rückgewinnung, Handhabung und Beseitigung der Nebenprodukte und der Reaktionsteilnehmer. Ebenso werden durch das Abwasser, das Salze und emulgiertes öl enthält, Probleme der Umweltverschmutzung aufgeworfen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein kontinuierliches Dampfraffinations- und Desodorierungsverfahren für Fette und öle, typischerweise Glyceridfette und -öle mit niedrigem Holdup und kurzer Verweilzeit geschaffen. Dieses Verfahren

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ist gekennzeichnet durch die Ausnutzung der kinetischen Energie und Geschwindigkeit eines expandierenden Volumens"von AbstreifgaSj wodurch die Wärme- und Massenübergangs- und Reaktionsgeschwindigkeiten, die Abstreifwirksamkeit j und die mit der Verdampfung von unerwünschten flüchtigen Verbindungen aus Glyceridfetten und -ölen verbundenen Ausbeuten bemerkenswert verbessert werden. Dieser Effekt wird durch die turbulente Strömung von Gas und Flüssigkeit zwischen den Grenzen von in engem, räumlichen Abstand angeordneten Kontaktgefäß-Oberflächen erzielt. Es werden hohe Verhältnisse von Gasvolumen zu Flüssigvolumen und Kontaktgefäß-Oberfläche zu Kontaktgefäß-Volumen verwendet, wobei die Flüssigkeit in dem Träger-Abstreifgas dispergiert ist. Der expandierenden und durch das Kontaktgefäß strömenden Flüssigkeit wird eine hohe Geschwindigkeit und eine Strömung von hoher Turbulenz erteilt, was den Massenübergang vergrößert und eine vollständige Entfernung der leichtflüchtigen Verbindungen bewirkt. Diese Zwei-Phasen-Mischung wird in einen Separator geführt, der für die Ausnutzung der hohen kinetischen Energie des Stromes für eine wirksame Trennung der zwei Phasen konstruiert ist.

Die vorliegende Erfindung bietet eine Anzahl von Vorteilen gegenüber herkömmlichen Desodorierungs- und Dampfraffinationstechniken. Sehr hohe Massenübergangs- und Abstreifge-

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schwindigkeiten erniedrigen in drastischer Weise die für eine ausreichende Entfernung von Fettsäuren und den Geruch tragenden Komponenten notwendige Verweilzeit auf Bruchteile einer Minute. Die niedrige Verweilzeit ermöglicht eine höhere Desodorierungstemperatur und verringert den thermischen Abbau, der bei normalen Desodorierungszeiten bei erhöhten Temperaturen auftritt. Die kurze Verweilzeit ermöglicht ferner eine Dampfraffination von relativ rohen Beschickungsmaterialien zu annehmbaren Produkten. Ebenso wird die Wirksamkeit des Wärmeüberganges verbessert durch Verwendung einer hochturbulenten Zwangszirkulationsströmung in den Kontaktbereichen mit dem Heizmedium. Hohe Filmtemperaturen und lokales überhitzen des Öls, was normalerweise zu einem Abbau des neutralen Öls führt, werden hierdurch verringert und ebenso ist die Expositionszeit an der Heizoberfläche stark verringert. Durch die Anwendung eines Beschickung/Produkt-Wärmeaustauschers und einer turbulenten Strömung für hohe Wärmeübergangskoeffizienten mit einer kompakten Anlagenkonstruktion (geringer Wärmeverlust) wird eine gute Wärmeausnützung erzielt.

Außerdem wird es durch das vorliegende Verfahren möglich, in der gleichen Einheit eine Dampfraffination und eine Desodorierung durchzuführen, ohne daß dabei ein erhöhter Ausbeuteverlust, herrührend vom mechanischen Mitreissen oder Ver-

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spritzen, auftritt. Obwohl man bereits vorgeschlagen hat, daß man fette öle in einem Abstreifapparat vom Platten-Typ desodorieren kann, wurden bisher weder die zur Durchführung der Desodorierung notwendigen Bedingungen "noch der Vorschlag offenbart, daß eine Dampfraffination in einer derartigen Vorrichtung bewerkstelligt werden kann.

Dadurch, daß man die Vorteile der höheren AbstreifWirksamkeiten, Temperaturen und Dampfgeschwindigkeiten ohne den damit verknüpften exponentiellen Anstieg des Ausbeuteverlustes mit einbezieht, wird die Gewinnung von wertvollen Nebenprodukten, wie z.B. von Tocopherolen und Sterinen in einer reinen und konzentrierten Form erhöht. Das desodorierte Ölprodukt ist außerdem sehr stabil, da die durchgreifende Entfernung von Verunreinigungen und die kurze Kontaktzeit bei Desodorierungstemperaturen den Abbau und die Bildung von zur Reaktionsumkehr beitragenden Komponenten verzögert. Im Hinblick auf die Dampfraffination ist die Bleichbarkeit und die Qualität des raffinierten Öls, die Produktausbeute und die Qualität des Fettsäure-Nebenproduktes aus den gleichen Gründen verbessert bzw. erhöht.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung dient die nachfolgende Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsform in Ver-■bindung mit der anliegenden Zeichnung, welche ein Fließ-

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schema eines repräsentativen Zwei-Stufen-Systems für die Desodorierung und Dampfraffination von Fetten und Ölen darstellt.

In der bevorzugten Ausführungsform werden Glyceridfette und -öle, wie beispielsweise Palmöl, Palmkernöl, Kokosnußöl, Sojabohnenöl, Baumwollsaatöl, Maisöl, Rapsöl, Sonnenblumenöl, Safloröl, Ricinusöl, tierischer Talg oder Fett in 'einer sehr kurzen Zeit mit verbesserten Ergebnissen in einer kompakten, relativ billigen Apparatur desodoriert oder dampfraffiniert. In der Ausfuhrungsform, die durch die Zeichnung wiedergegeben wird, wird das Beschickungsöl durch die Leitung 1 in die Entlüfter-Beschickungspumpe 2 und von dort in einen herkömmlichen Entlüfter 3 geführt. Die Entlüftung des Öls vor der Desodorierung und der Raffination wird, obwohl nicht unbedingt erforderlich, bevorzugterweise durchgeführt, um ein Produkt von hoher Qualität zu erhalten.

Nach der Belüftung wird das öl bevorzugt durch die Pumpe 4 in den Wärmeaustauscher 5 gepumpt, wo das öl vorerhitzt wird. Dieser Wärmeaustauscher kann eine beliebige, geeignete Konstruktion aufweisen, einschließlich eines Wärmeaustauschers vom Platten-Typ, wo das öl durch wechselweise parallel angeordnete Zwischenräume zwischen dünnen, abgedichteten Platten geführt wird und das Heizmedium durch die wechselständi-

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gen Zwischenräume läuft, die nicht vom Öl ausgefüllt sind. In der gezeigten Ausführungsform wird als Heizmedium das heiße, desodorierte und raffinierte ölprodukt verwendet, und so eine verbesserte, ökonomische Wärmeführung ermöglicht. Durch die Verwendung des heißen ölproduktes als Heizmedium ist es möglich, das als Beschickung eingeführte öl bis auf eine Temperatur von 300 P (148,89 ⁰C) oder darüber ohne äußere Wärmezufuhr zu erhitzen.

Nach dem Vorerhitzen wird das öl dann durch einen zweiten Wärmeaustauscher 6 geführt, worin die Einspeisungstemperatur des Öles bis auf den gewünschten Temperaturwert erhöht werden kann. Diese Temperatur kann durch Einstellen der Temperatur und der Strömungsgeschwindigkeit des Heizmediums (z.B. Dampf oder Öl) in Leitung 7 genau geregelt werden.

Das erhitzte öl wird dann gleichzeitig mit einem Abstreifgas, im allgemeinen Dampf, in ein Kontaktgefäß 8 eingeführt, das durch einen eingeengten gekrümmten Strömungsweg gekennzeichnet ist, der ein hohes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen aufweist (z.B. für jeden foot (ο,3048 cm) der Länge des Strömungsweges ein Verhältnis von zumindest 50 (4,64514 m ) und vorzugsweise 75 (6,9677 m ) square feet der Strömungsweg-Oberfläche pro cubic foot (28,317 dnr) des Volumens des Strömungsweges).

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Unmittelbar vor dem Injizieren des Dampfes und des Öls in
das Kontaktgefäß können der Dampf und die Flüssigkeit aus
den Leitungen 9 bzw. 10 in einen Mischer 11 zur Herstellung einer gut-gemischten Dispersion der zwei Phasen eingeleitet werden. Es kann eine beliebige Mischvorrichtung einschließlich der in der US-Patentschrift 3 469 617 beschriebenen
Venturi- oder Spalt-Typ-Vorrichtungen (fid-type devices)
verwendet werden. Der Dampf und die Flüssigkeit können auch innerhalb des Kontaktgefäßes ohne eine Außenmischvorrichtung in geeigneter Weise vereinigt werden, z.B. durch gleichmäßiges Versprühen der Flüssigkeit in die Kontaktgefäß-Leitungen, wobei man den Dampf unabhängig in die gleichen Leitungen einströmen läßt. Die US-Patentschrift 3 469 617, die ein Verfahren zum Desodorieren von Verbindungen, wie beispielsweise Latex, beschreibt, enthält auch eine detaillierte Beschreibung eines Kontaktgefäßes vom Platten-Typ, das
für eine Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet ist.

Die Eingangsgeschwindigkeiten von Dampf und Flüssigkeit
können eingestellt werden, um die gewünschte Entfernung der flüchtigen Bestandteile bei optimalen Bedingungen von Temperatur und Druck zu erzielen, um so das System ökonomisch zu betreiben. Wenn der Dampf und die Flüssigkeit durch das Kontaktgefäß geführt wird, wird der Druck kontinuierlich abge-

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senkt (d.h. durch Aufrechterhalten des Ausgangsdruckes unter Vakuum-Bedingungen und durch geeignetes Anpassen der Anordnung des Strömungsweges) und es entwickelt die folgende rasche Expansion des Gases fortschreitend eine zusätzliche Geschwindigkeit und Turbulenz in der Strömung und bewirkt, daß das Verhältnis von gasförmigem zu flüssigem Volumen rasch ansteigt. Zum Beispiel kann das volumetrische Verhältnis von Gas zu Flüssigkeit bis herunter zu einem Wert von 50 : 1 am Eingang liegen und während des Durchgangs durch das Kontaktgefäß bis zu einem Wert von 30 000 : 1 ansteigen, obwohl diese Verhältnisse vorzugsweise bei Werten von 1 000 : 1 bzw. I5 "000 : 1 liegen. Demzufolge kann je nach dem Typ der Beschickung der Anteil an Abstreifgas in Gewichtsprozenten in der Beschickungsflüssigkeit ganz allgemein innerhalb eines Bereiches von etwa 0,5 % bis etwa I5 % variieren.

Obwohl das in der Zeichnung abgebildete Kontaktgefäß 8 nicht durch ein von außen zugeführtes Heizmedium erhitzt wird, ist es jedoch möglich, ein derartiges Heizmedium in der gleichen Weise zuzuführen, wie bei den Wärmeaustauschern 5 und 6. Wenn dem Kontaktgefäß 8 durch ein Heizmedium Wärme zugeführt wird, ist es möglich, niedrigere Beschickungstemperaturen sowohl für das öl als auch für den Dampf zu verwenden und dennoch eine Temperatur innerhalb des Kontaktge-

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fäßes zu erzielen, die ausreicht, das öl zu desodorieren oder zu raffinieren. Wie nachstehend ausführlicher erläutert v/erden wird, ist eine Ausgangstemperatur von zumindest 300 ⁰P (148,89 ⁰C) und vorzugsweise zwischen etwa 350 ⁰F und 600 ⁰P (176,67 °C und 316 ⁰C) wünschenswert. Temperaturen in diesem Bereich stellen die Zerstörung und/oder die Entfernung von irgendwelchen unerwünschten Peroxiden oder anderen organischen Materialien, welche in dem öl enthalten sind, sicher.

Die Zwei-Phasen-Strömungsbedingungen bewirken eine kontinuierliche Wiederberührung der verschiedenen Fraktionen der Flüssigkeit mit dem Abstreifgas, wodurch rasch ein Gleichgewicht erreicht und ein hoher Massenübergang und hohe Abstreifgeschwindigkeiten entwickelt werden, was wiederum eine Verringerung der Zeit zur Folge hat, die normalerweise für eine ausreichende Entfernung von flüchtigen Bestandteilen benötigt wird (z.B. weniger als 3 Minuten und gegebenenfalls sogar weniger als 1 Sekunde).

Der Dampf-Flüssigkeit-Strom verläßt das Kontaktgefäß mit einer hohen Geschwindigkeit und die hohe kinetische Energie dieses Stromes wird gegen die Wand eines Zyklonabscheiders 12 geführt, der so konstruiert ist, daß er eine wirksame Trennung von Gas und Flüssigkeit in leichter Weise ermög-

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licht und ein mechanisches Mitreissen verhindert.

In der gezeigten Ausfuhrungsform wird der Separator 12 über die Leitung 13 unter Vakuum gehalten und die gasförmige Phase wird durch diese Vakuumleitung 13, welche mit den Dampfstrahlsaugern 14 verbunden ist, entfernt. Die gasförmige Phase wird nach ihrer Kompression durch Vakuum-Hilfssauger zu einer Weiterverarbeitungsapparatur geführt, die so konstruiert ist, daß man in ihr wertvolle Nebenprodukte gewinnen kann.

Das desodorisierte und/oder raffinierte öl wird mittels der Pumpe 15 über die Leitung 16 aus dem Separator abgezogen. Wenn ein Ein-Stufen-System angewandt wird₃ kann das Produktöl aus dem System an diesem Punkt einfach abgezogen werden oder, falls gewünscht, vor dem Abziehen durch den Wärmeaustauscher 5 geführt werden. Die Entscheidung, ob ein Ein-Stufen-System ausreichend ist, hängt selbstverständlich von dem gewünschten Produkt als auch von der Zusammensetzung des Beschickungsöls ab.

Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren auch in einer einzigen Stufe durchgeführt werden kann, kann man eine zusätzliche Betriebsflexibilität und -Ökonomie, eine erhöhte Leistungsfähigkeit und eine Verbesserung des Produktes erzielen, wenn ^!

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man die Flüssigkeit durch aufeinanderfolgende Kontaktstufen führt und frischen Abstreifdampf in einer Vielzahl von Stufen injiziert, insbesondere dann, wenn man Beschickungsmaterialien mit einem hohen Gehalt an flüchtigen Stoffen verarbeitet. Aus ökonomischen Gründen werden jedoch gewöhnlich zwei Stufen bevorzugt. Auf diese Weise werden die flüchtigen Stoffe des rohen Beschickungsmaterials teilweise in der ersten Stufe entfernt und kontinuierlich in die zweite Stufe eingespeist, um den Gehalt an diesen Komponenten auf Werte zu reduzieren, die gewöhnlich niedriger sind als die Werte aus der ersten Stufe. So wird, wie aus der Zeichnung entnommen werden kann, das Produktöl aus der ersten Stufe durch die Leitung 17 in einen Mischer 18 geführt. Dampf aus der Leitung 19 wird zusammen mit dem öl in den Mischer geführt und die Öldampfmischung in das Kontaktgefäß 20 weitertransportiert. Selbstverständlich können der Mischer 18 und das Kontaktgefäß 20 Apparate vom gleichen allgemeinen Typ wie der oben beschriebene Mischer 11 und das oben beschriebene Kontaktgefäß 8 sein.

Nachdem das öl in dem Kontaktgefäß 20 weiter desodoriert oder raffiniert worden ist, tritt es in den Separator 21 ein, der ebenso wie der Separator 12 ein solcher vom Zyklon-Typ sein kann. Der Separator 21 wird ebenfalls mittels der Dampfstrahlsauger lH unter Vakuum gehalten, die durch die

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Leitungen 22 und 13 die gasförmige Phase der Öl-Gas-Mischung in dem Separator zum Zwecke der Aufarbeitung und Gewinnung
des Nebenproduktes abziehen.

Das fertiggestellte Ölprodukt wird (unter der Voraussetzung, daß weiter keine Desodorierungs- oder Raffinationsstufen angewendet werden) vom Boden des Separators durch die Leitung 23 mittels der Pumpe 24 abgezogen. Anschließend wird
das ölprodukt gegebenenfalls durch einen Wärmeaustauscher 5 geführt und aus dem System abgezogen.

Es sei darauf hingewiesen, daß gemäß der gezeigten Ausführungsform der Entlüfter 3 durch die Leitung 25 mit den Dampfstrahlsaugern lH verbunden ist. Auf diese Weise werden irgendwelche in dem Entlüfter aus dem Öl entfernten flüchtigen Stoffe als auch irgendwelche, möglicherweise darin enthaltene wertvolle Nebenprodukte mit dem gasförmigen Abzug aus
den Separatoren vereinigt und für die xveitere Behandlung
gesammelt.

Da der gesamte injizierte Dampf bei den optimalen Verfahrensbedingungen der Temperatur und des Druckes mit der Flüssigkeit in Berührung gelangt und die Stufen-Massenübergangswirksamkeit hoch ist, kann die Dampfraffination bei ähnli-•chen Bedingungen und Geschwindigkeiten, wie sie während der

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Desodorierung erhalten werden, durchgeführt werden. Bei der kurzen Kontaktzeit können höhere Temperaturen vorteilhafter Weise angewandt werden, um die Flüchtigkeit der Fettsäuren zu erhöhen und die erforderlichen Abstreifdampfgeschwindigkeiten zu reduzieren.

Die durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderliche kurze Kontaktzeit und die Vermeidung von anorganischen Reaktionsteilnehmern, wie sie bei der Alkaliraffination Verwendung finden, verbessern ferner noch die Produktqualität. Die öle werden nach der Raffination normalerweise adsorptiv (z.B. mittels Tonerde) zur Entfernung von Chlorophyll und anderen Stoffen, die eine Verfärbung geben.und die durch eine Alkaliraffination oder eine Heißbleiche während der Dampfraffination nicht entfernt werden, gebleicht. Die adsorptiv gebleichten Produkte werden anschließend zu eßbaren Produkten durch Desodorierung verarbeitet. Demzufolge darf eine Dampfraffinationseinheit nicht allein nur die Fettsäuren abstreifen, sondern sie sollte imstande sein, ein bleichfähiges Produkt herzustellen. Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde gefunden, daß das erfindungsgemäße Verfahren die Bleichfähigkeit bzw. Bleichbarkeit von ölen, wie beispielsweise Palmöl im Vergleich zu ölen, welche einer Alkaliraffination und früheren Dampfraffinationsverfahren unterworfen worden waren, verbessert. Dementsprechend können PaIm-

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ölprodukte, die gemäß der vorliegenden Erfindung behandelt worden sind₃ adsorptiv bis zu Farbwerten von 15 Lovibond Yellow bis I₃6 Lovibond Red bei Verwendung einer relativ rohen Ausgangsbeschickung und bis zu Farbwerten von 3 Yellow bis 0,3 Red bei Verwendung eines Ausgangsmaterials von höherer Qualität gebleicht werden (die Farben basieren auf dem Lovibond Colorimeter bei 5~lM inch Tubustiefe). In ähnlicher Weise können Kokosnuß- und Palmkernöle, die gemäß Erfindung behandelt worden sind, adsorptiv bis zu Farbwerten von 1 Yellow bis 0,1 Red gebleicht werden. Zusätzlich können Glyceridöle, wie beispielsweise Sojabohnenöl, dampfraffiniert und gebleicht zu einem Produkt werden, äquivalent einem alkaliraffinierten und gebleichten Produkt, geeignet für die Desodorierung zu schmackhaften und stabilen Produkten. Normale alkaliraffinierte und gebleichte Rohpalmöl-Farbwerte übersteigen 3₃O Red, während Kokosnuß- und Palmkernöl 0,5 Red übersteigen.

Zusammenfassend werden in der, in der vorliegenden Erfindung beschriebenen Ausführungsform Glyceridfett- oder -ölprodukte durch Mischen des Fett- oder ölproduktes mit Dampf und Führen der Produkt-Dampf-Mischung durch einen begrenzten, gekrümmten Strömungsweg, der so angeordnet ist, daß er einen geregelten Druckabfall ermöglicht, um unerwünschte flüchtige Substanzen,'wie beispielsweise Fettsäuren, zu

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verdampfen, und anschließend Führen der Produkt-Dampf-Dämpfe-Mischung in einen Zyklonseparator, desodoriert und raffiniert. Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einer oder mehreren Stufen ausgeführt werden und es kann die Stufen des Ent luft ens und des Vorwärmens des Beschickungsraaterials als auch der Wärmerückgewinnung durch Kühlen des Produktes mit der in die Anlage eintretenden, kalten Beschickung, umfassen.

Besondere Beispiele der Bestandteile, der Bedingungen und der Ergebnisse für die Raffinierung und Desodorierung von Fetten und ölen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren sind folgende:

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Beispiel 1

Palmöl wurde in einem Ein-Stufen-System zur Entfernung von Fettsäuren daraus dampfraffiniert. Die folgenden Ergebnisse geben summarisch die aus sieben Versuchen mit Palmöl mit variierenden Beschickungszusammensetzungen erhaltenen Werte wieder.

Tabelle I

Versuchs-Nr.

Beschickungszusammensetzung 4,03 4,23 4,23 3,80 2,42 2,42 4,03 % FFA*

Peroxidzahl der _{4 k} 4 0 7 2 3 2 3 2 6 7 Beschickung ⁴^ ⁴'^{u 4jU (}d} ^ ^_# ^Dj'

Beschickungsgeschw.

lbs./Std. 108 160 160 195 100 I50 I50 (kg/Std.) (48,99) (72,58) (72,58) (88,45) (45,36) (68,04) (68,04)

Dampfgeschw.

lbs./3td. 5,0 5,0 4,0 6,0 5,0 5,0 5,0 (kg/Std.) (2,27) (2,27) (1,81) (2,27) (2,27) (2,27) . (2,27)

Kontaktgefäfö-Ausgang
⁵

Temp., 0F (°C)	500 (260)	560 (293)	566 (296,3)	564 . (295,2)	528 (275,5)	561 (293,6)	549 (287)
Separator-Druck mm Hg (abs.)	3	3	3	3	3	3	3
Kontaktgefäß-Ein gangsdruck mm tig (abs.)	380	335	335	355	310	310	.335
Produkt zusammen- setzung % FFA*	0,18	0,11	0,18	0,09	0,06	0,06	0,06
Peroxidzahl des Produktes	Keine	Keine	Keine	Keine	Keine	Keine	Keine

FFA = Freie Fettsäuren (als Ölsäure)

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Beispiel 2

Es wurde wiederum Palmöl in einem Zwei-Stufen-System dampfraffiniert, um die möglichen Dampfersparnisse gegenüber einer Ein-Stufen-Betriebsweise für eine gegebene Ölprodukt-Qualität zu demonstrieren.

Tab	Versuchs-Nr.	eile	Erste	II	2	Erste	Zweite
	Stufe		4,37		4,50	0,25
Beschickungszusam mensetzung % FFA*	1	-		-	-
Peroxidzahl der Be schickung	300 (136)	Zweite	300 (136)	285 (129)
Beschickungsgeschw. lbs./Std. (kg/Std.)	3,5 (1,59)	0,24	3,5 (1,59)	4,0 (1,81)
Dampfgeschw. (lbs./Std. (kg/Std.)	542 (283)	-	535 (279,8)	540 (282)
Kontaktgefäß-Ausg. · Temp., °F (0C)	3,5	285 (129)	3,5	3,5
Separator-Druck mm Hg (abs.)	175	4,0 (1,81)	175 ■	185
Kontaktgefäß-Ein gangsdruck mm Hg (abs.)	0,21	530 (277)	0,25	0,06
Produktzus. % PPA*	-	3,5	-	-
Peroxidzahl des Produktes	185
0,04
-

PPA = Freie Fettsäuren (als ölsäure)

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Beispiel 3

Um die Brauchbarkeit der vorliegenden Erfindung für die Dampfraffination von Kokosnußöl zu zeigen, wurden vier Ein-Stufen-Versuche und ein Zwei-Stufen-Versuch mit folgenden Ergebnissen durchgeführt.

T a b e 1 1 e III -

Versuchs-Nr. 1

Stufe Eine Eine Eine Eine Erste Zweite

Beschickungszu-

sanmensetzung 1,73 1,68 1,68 1,64 4,01 0,22

% FFA*

Peroxidzahl der ι ι ι
Beschickung

Bes chickungsges chw.

lbs./Std. 100 60 100 . 105 300 300 (kg/Std.) (45,4) (27,2) (45,4) (47,6) (136) (136) ·

Dampf geschw.

lbs./Std. 11,5 3,8 6,5 4,1 4^,5 4,5 (kg/Std.) (5,22) (1,72) (2,95) (1,86) (2,04) (2,O4)

Kontaktgefäß-Ausg.

Temp., °F 360 439 441 463 474 466

(⁰C) (182) (226,5) (227,6) (239,7) (245,2) (241,3)

Separator-Druck ^ , η

mm Hg (abs.) ο j 5 i>5 . D>0

Kontaktgefäß-Eingangsdruck 375 202 335 228 175 175 mm Hg (abs.)

Produkt zusanmen-

setzung 0,18 0,04 0,21 0,08 0,22 0,04

,% FFA*

Peroxidzahl des „ . „ . _T, . „ . „ . _Tr . Produktes Keine Keine Keine Keine Keine Keine

* FFA = Freie Fettsäuren (als Ölsäure)

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Beispiel 4

Ein tierischer Talg wurde dampfraffiniert und desodoriert, um den Fettsäuregehalt auf einen Viert von unterhalb 0,2 Gew.-% herabzusetzen und ein schmackhaftes Produkt zu erzeugen. Es wurde ein Zwei-Stufen-System angewandt.

T a b e 1 1	Stufe	e IV	2
	Beschickungszusammen setzung % FFA*		0,52
Beschickungsgeschw. lbs./Std. (kg/Std.)	1	150 (68,04)
Dampfgeschwindigkeit lbs./Std. (kg/Std.)	3,77	10 (4,54)
Kontaktgefäß-Ausgang Temp., 0P (°C)	100 (45,4)	405 (206,8)
Separator-Druck mm Hg (ab s. )	10 (4,54)	3
Kontaktgefäß-Eingangsdruck mm- Hg (abs.)	402 (205,1)	406
Produktzusammensetzung % PFA*	3	0,13
406
0,33

FFA = Freie Fettsäuren (als ölsäure)

- 25 509 8 13/0793

Beispiel 5

In einem Zwei-Stufen-Apparat wurde ein Fett dampfraffiniert und desodoriert mit dem Ziel, wie in Beispiel 4 den Fettsäuregehait auf einen V/ert von unterhalb 0,2 Gew.-% herabzusetzen. Es wurden folgende Ergebnisse erzielt.

Tabelle V

	1	2
Stufe	6,47	■0,83
Beschickungszusammen setzung % FFA*	75 (34,0)	75 (34,0)
Beschickungsgeschw. lbs./Std. (kg/Std.)	10 (4,54)	10 (4,54)
Dampfgeschwindigkeit lbs./Std. (kg/Std.)	402 (205,1)	411 (210,6)
Kontaktgefäß-Ausgang Temp., 0F (°C)	3	3
Separator-Druck mm Hg (abs. )	406	380
Kontaktgefäß-Eingangsdruck mm Hg (abs. )	0,69	0,15
Produktzusammensetzung % PPA*

* PPA = Freie Fettsäuren (als ölsäure)

- 26 -50981 3/0793

Beispiel 6

Ein gemischtes· öl, das raffiniertes und gebleichtes Sojabohnenöl und Baumwollsaatöle enthielt, wurde erfolgreich zu einem schmackhaften Produkt desodoriert, und zwar sowohl in einem Ein-Stufen-System, als auch in einem Zwei-Stufen-System. Die Ergebnisse sind summarisch in der nachfolgenden Tabelle wiedergegeben.

Tabelle VI

	1	2	Erste	Zweite :	3	4	firste	5	Zweite
Versuchs-Nr.	Eine	0,043	0,013	Eine	Eine ]	0,04	0,01
Stufe	0,044	6,8	0,56	0,06	0,04	4,0	Keine
Beschickungs- zusantEensetzung % EiPA*	14,6	185 (83,9)	185 (83,9)	5,6	2,8	150 (68,0)	125 (56,7)
Peroxidzahl	100 (45,4)	5,5 (2,49)	5,5. (2,49)	100 (45,4)	100 (45,4)	4,5 (2,04)	3,7 (1,68)
Beschickungs- geschw. lbs./Std. (kg/Std.)	5,5 (2,49)	505 (262,8)	517 (269,9)	4 (1,81)	5,5 (2,49)	485 (251,8)	485 (251,8)
Dampfgescbw. lbs./Std. (kg/Std.) '	512 (267,1)	3	3	486 (252,3)	530 (277)	3	3
Kontaktgefäß- Ausgang Temp., Ί1 (0C)	3	300	355	3	3	300	300
Separator-Druck mm Hg (abs.)	300	0,013	0,004	202	325-	0,01	0,01
Kontaktgefäß-Ein gangsdruck mm Hg (abs.)	0,008	-	Keine	0,01	0,01	Keine	Keine
Produktzus. ■ % EF1A*	Keine			Keine	Keine
Peroxidzahl

* PPA = Freie Fettsäuren (als ölsäure)

- 27 -509 813/0793

Beispiel 7

Eine geeignete, raffinierte und gebleichte Sojabohnenöl-Beschickung wurde zufriedenstellend zur Herstellung eines ■ schmackhaften Produktes in einem Ein-Stufen-System und in Zwei-Stufen-Systemen desodoriert.

Tabelle VII

	1	2	Erste	Zweite	Erste	3	Zweite
Versuchs-Nr.	Eine	0,056	0,024	0,062	0,008
Stufe	0,060	3,9	Keine	8,4	1,0
Beschickungszus. % FFA*	1,4	185 (83,9)	I85 (83,9)	135 (61,2)	135 (61,2)
Peroxidzahl	100 (45,4)	5,5 (2,49)	5,5 (2,49)	43O' (1,81)	(1,81)
Beschickungsgeschw. lbs./Std. (kg/Std.)	5 (2,27)	525 273,8)	524 (273,2)	550 (288)	55O (288)
Dampfgeschw. lbs./Std. (kg/Std.)	540 (282) (	3	3	3	3
Kontaktgefäß-Ausg. Temp., 0P (°C)	3	330	330	255	255
Separator-Druck mm Hg (ab s. )	280	0,024	0,002	0,007	0,006
Kontaktgefäß-Ein gangsdruck mm Hg (ab s . )	0,006	Keine	Keine	Keine	Keine
Produktzus. % FPA*	Keine
Peroxidzahl

FFA = Freie Fettsäuren (als Ölsäure)

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Beispiel 8

Eßbare 0Ie₃ wie Kokosnuß- und Palmöle können gleichzeitig In einem System zur Herstellung eines schmackhaften Produktes desodoriert und dampfraffinlert werden. Die folgenden Yersußhe erläutern die Fähigkeit dieses ¥erfahrens, die Rafflnatlons- und Desodorierung^stufe In einer kontinuierlichen Betriebswelse zur Herstellung eines eßbaren Produktes durchzuführen.

Tabelle YIII

Yersoacfas-ffe*. 1 2 3

lokosnuß- Kokosnuß- lokosrasfö- Ibkcsnuß- Ealtas- PaIm-61 Sl öl öl öl 61

Stufe Erste

BeseMekuingszus, _:C. _Än

% FM* -⁵^

Beroxldzahl -

SescMcllsariigsgpschw, Bis./Std. 300

(3feg/Std.) (136)

Zweite	Erste	Zweite	Erste	Zweite
03fö0	1,64	0,084	3,71	0,113
-	O3B	Eeiue	3,2	0,79
300 (136)	ICO	100	150 [6S3O) l	150 [68,O)

Ifes./Std. 30 30,5 3,2 2,5 6,0 4,5

(kg/Std.) (13_S6) (13,8) (1,45) (1,13) (2,72) (2,0%)

Kontakfegefäßr-Äusg.

TeBp., °F 407 404 463 460

(°C) (207,9) (206,2) (239,7) (238) (288) (282)

,Separatoip-öraick

am Mg (abs.) 5 4 3 3 3 3

5F5 530 225 225 355 255

(ate.)

Bresöutefazais. % M* 0₃48 O₃IOO O₃O84 Ο₉Ο15 O₃O9 O,O25

Ferosidzahl - - Xeijae Ifeiße 0₃4 Keane

* Si = Irele Fettsäuren (als ölsäure)

- 29 509813/0793

Beispiel 9

Palmkernöl wurde in ähnlicher Weise nach einem Ein- und "Zwei-Stufen-Verfahrensschema dampfraffiniert 3 wie in den nachfolgenden Versuchen gezeigt wird.

Tabelle IX

	1	2	Erste	Zweite
Versuchs-Nr.	Eine	3,50	0,27
Stufe	3,50	300 (136)	300. (136)
Beschickungszus. % FFA*	200 (90,7)	4,5 (2,04)	4,5 (2,04)
Beschiekungsgeschw. lbs./Std. (kg/Std.)	7,5 (3,4)	476 (246,3)	466 (241,3)
Dampfgeschwindigkeit lbs/Std. (kg/Std.)	480 (249)	3,5	3,5
Kontaktgefäß-Ausgang TemD., °F (0C)	3,5	0,24	0,05
Separator-Druck mm Hg (abs.)	0,09	175	175
Produktzus. % FPA*	255
Kontaktgefäß-Ein gangsdruck mm Hg (abs.)

PPA = Freie Fettsäuren (als Ölsäure)

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Beispiel 10

Die 'Wirkung der einzigartigen kurzen Verweilzeit-Behandlung für die Dampfraffination wird in den nachfolgenden Versuchen beispielhaft belegt, in denen ein Sojabohnenöl erfolgreich zu einem für das adsorptive Bleichen und die Desodorierung geeigneten Produkt dampfraffiniert wurde.

T a b e	Versuchs-Nr.	lie X	2	3
	Beschickungszus. % FFA*		0,40	0,37
Beschickungsgeschw. lbs/Std. (kg/Std.)	1	300 (136)	200 (90,7)
Dampfgeschwindigkeit lbs/Std. (kg/Std.)	0,37	3,0 (1,36)	3,0 (1,36)
Kontaktgefäß-Ausgang Temp., 0F (0C)	150 (68,0)	470 (243)	540 (282)
Separator-Druck mm Hg (ab s.)	5,0 (2,27)	3	3
Kontaktgefäß-Ein gangsdruck mm Hg (ab s.)	525 (273,8)	355	500
Produktzusammensetzung % PPA*	3	0,13	0,03
500
0,02

* PPA = Freie Fettsäuren (als Ölsäure)

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Claims (16)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Desodorierung und Dampf raffination Glyceridfetten und -ölen, dadurch gekennzeichnet 3 daß es die Stufen des Mischens eines Abstreifgases mit dem flüssigen Glyeerid₃ das Leiten der Gas-Flüssigkeifc-Mischling durch ein₅ aus einem engen., gekrümmten Ströaungsweg bestehenden Kontaktgefäß₃ das Regeln der Temperatur Innerhalb des StroMungsweges derart ₃ daß Irgendwelche Peroxide zerstört und entfernt werden und 'man eine Ä gangsfceiapeiratrar anas cee Kontaktgefäß in Höhe won

350 ⁰F {177 ⁰C) erzielt ₃ das Bewirken eines Drüickäfefalls innerhalb des Kontaktgef äßes derart ₃ -daß die In. dem als Besehlckungsimaterial eingesetzten Glycerid enthaltenen oder durch eine Reaktion gebildeten leichtflüchtigen ¥erblndimgen in dem Kontaktgefäß ¥erdampfen ₃ und das Leiten der erhaltenen Gas-Flüssigkeit-Mischung In einen Separator und Entfernen des desodorierten oder raffinierten Produktes _s umfaßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet j, daß es die Stufe des Torerliitzens der flüssigen Besehickun,g vor dem Durchgang derselben drasch, den StroMungsweg einschließt.

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INSPECTED

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet j daß es die Stufe der Wärmezufuhr durch die Wände des Strömungsweges einschließt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Druckabfall innerhalb des Kontaktgefäßes ausreichend ist, um einen Anstieg des Volumverhältnisses von Abstreifgas.zu Flüssigkeit bis auf etwa 15 000 : 1 an dem Kontaktgefäß-Ausgang zu bewirken.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das. Volumverhältnis von Abstreifgas

zu Flüssigkeit am Eingang des Kontaktgefäßes zumindest
50 : 1 beträgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Kontaktgefäß-s/v-Verhältnis zumindest 50 : 1 beträgt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Glyceridfett ausgewählt ist aus
der·Gruppe bestehend aus Palmöl, Palmkernöl, Kokosnußöl,
Sojab'ohnenöl, Baumwollsaatöl, Maisöl, Rapsöl, Sonnenblumenöl, Safloröl, Ricinusöl, tierischer Talg oder Fett.

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8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Abstreifgas Dampf ist.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet j daß es die Stufe der Entlüftung der Flüssigkeit vor dem Durchleiten derselben durch das Kontaktgefäß einschließt. _ ^l

10. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet j daß es die Stufe des Vorerhitzens der Beschickungsflüssigkeit mit Wärme aus dem desodorierten oder raffinierten Produkt einschließt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Wärme auf die Beschickungsflüssigkeit aus dem von flüchtigen Stoffen befreiten Produkt durch die Wände eines Wärmeaustauschers übertragen wird.

12. Verfahren nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet , daß die Ausgangstemperatur des Kontaktgefäßes auf einen Wert von etwa 350 ⁰P bis etwa 600 ⁰P (etwa 177 ⁰C bis etwa 316 °C) gehalten wird.

13· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Separator ein Separator vom

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Zyklon-Typ ist.

l4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Druck im Separator im Bereich von 2 bis 10 mm Hg absolut liegt.

15· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß es die Stufe des Durchleitens des von flüchtigen Stoffen befreiten Produktes aus dem Separator
durch zumindest eine nachfolgende Stufe umfaßt, in welcher
das Produkt erneut mit Abstreifgas gemischt und durch ein
Kontaktgefäß geführt wird, um im wesentlichen alle flüchtigen Verbindungen daraus zu entfernen.

16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Anteil an Abstreifgas in der Beschickungsflüssigkeit im Bereich von etwa 0,5 Gew.-% bis
etwa 15 Gew. -% liegt'.

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