DE2938805C2 - - Google Patents
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- DE2938805C2 DE2938805C2 DE19792938805 DE2938805A DE2938805C2 DE 2938805 C2 DE2938805 C2 DE 2938805C2 DE 19792938805 DE19792938805 DE 19792938805 DE 2938805 A DE2938805 A DE 2938805A DE 2938805 C2 DE2938805 C2 DE 2938805C2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11B—PRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
- C11B3/00—Refining fats or fatty oils
- C11B3/12—Refining fats or fatty oils by distillation
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Description
Es ist seit langem bekannt, daß die bei der Desodorierung von Speisefetten
durch Ausdämpfen im Vakuum anfallenden Brüden große
Schwierigkeiten bei der Kondensation bereiten, weil sie sehr stabile
Emulsionen bilden. Kondensation dieser Brüden durch Wärmeaustausch
an gekühlten Flächen wird deshalb bisher in der Praxis nie angewendet,
sondern ausschließlich Kondensation durch direkte Einspritzung von
Wasser. Die dadurch regelmäßig notwendig werdende Entfernung der dabei
anfallenden, sehr hochschmelzenden und fest an den Wänden haftenden
Ausscheidungen verursacht einen erheblichen technischen Aufwand. Hohe
Kosten verursacht auch der erhebliche Kühlwasserverbrauch im System
der direkten Einspritzung, da 80 bis 90 Prozent des gesamten im
Kondensator anfallenden Kondensates aus Kühlwasser bestehen. Das
anfallende Kühlwasser kann normalerweise weder ohne aufwendige
Reinigung rezykliert noch ohne zusätzliche Behandlungsmaßnahmen in den
Vorfluter abgelassen werden. Eine gewisse Einsparung an Kühlwasser kann
zwar durch indirekte Vorkühlung an gekühlten Flächen auf eine
Temperatur oberhalb der Temperatur der Kondensation und anschließende
Kondensation der so vorgekühlten Brüden in herkömmlicher Weise durch
direkte Wassereinspritzung erzielt werden, vgl. Fette-Seifen-Anstrichmittel,
76, 197 (1974), Seite 203, rechts unten. Hierdurch werden die
geschilderten Nachteile der Kondensation durch direkte Wassereinspritzung
lediglich etwas gemildert, keinesfalls jedoch grundsätzlich
beseitigt.
Die festeingewurzelte, allgemein verbreitete Meinung der Fachwelt, daß
die Kondensation dieser Brüden nur durch direkte Wassereinspritzung
und keinesfalls auch indirekten Wärmeaustausch möglich ist, ist sogar
noch in einem relativ neuen Artikel einer anerkannten Fachzeitschrift
wiederholt, vgl. Möller, Fette-Seifen-Anstrichmittel (1964), Seite
453.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, das es erstmals
ermöglicht, die bei der Desodorierung von Speisefetten durch
Ausdämpfen im Vakuum anfallenden Brüden durch indirekten Wärmeaustausch
an gekühlten Flächen total zu kondensieren und dadurch die geschilderten
Nachteile der bekannten Verfahren völlig zu vermeiden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß der
Druck der Brüden in der Weise eingestellt wird, daß die betreffende
Kondensationstemperatur mindestens 30°C, vorzugsweise mindestens 40°C,
beträgt und die Brüden anschließend durch indirekte Kühlung an
gekühlten Flächen bei einer Temperatur von mindestens 30°C, vorzugsweise
von mindestens 40°C, kondensiert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf mehreren neuen, überraschenden
Erkenntnissen. Die wichtigste dieser Erkenntnisse ist die,
daß das bei der Speisefettdesodorierung anfallende Gemisch aus
Wasserdampf und flüchtigen Substanzen, emulsionsstabilisierende
organische Anteile enthält. Die entstehenden Emulsionen sind jedoch
lediglich, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, in einem relativ engen,
technologisch leicht vermeidbaren Temperaturbereich stabil; das
Stabilitätsmaximum liegt im Bereich von etwa 15-20°C.
In den Bereichen von etwa 7 bis 15°C einerseits und 30 bis 41°C
andererseits sinkt die Stabilität der Emulsion deutlich ab, um im
Bereich unterhalb 0°C und oberhalb 42°C ganz auf Null abzusinken.
Man kann also auf Grund dieser erfindungsgemäßen Erkenntnis die
Emulsionsbildung vollkommen vermeiden, wenn man entweder bei
Temperaturen unter 0°C oder über 43°C arbeitet. Da es selbstverständlich
wirtschaftlicher ist, mit wärmerem Kühlwasser zu arbeiten als mit
kälterem, wird erfindungsgemäß der Temperaturbereich oberhalb 30°C,
vorzugsweise oberhalb etwa 40°C, angewendet. Die genauen Grenzen
der Emulsionsstabilitäten schwanken bei Brüden verschiedener Herkunft
etwas, jedoch nicht mehr als etwa 2 bis 5°C. Allgemein kann man sagen,
daß man bei Kondensationstemperaturen oberhalb etwa 41°C bereits
stets im sicheren Gebiet ist, wenn auch bei dieser Temperatur
Emulsionsbildung in geringem Umfang nicht ganz auszuschließen ist.
Die in diesem Temperaturbereich anfallenden Emulsionen führen aber
zu keinen Störungen im praktischen Betrieb.
In den Temperaturbereichen zwischen etwa 0°C und 15°C einerseits und
30°C und 42°C andererseits ist zwar die Emulsionsbildung nicht
verhindert, die Emulsion fällt aber in sehr grobblasiger Struktur an,
die keine Scherkräfte ausbildet und somit zu einer den Produktionsablauf
störenden Brückenbildung zwischen den Kühlflächen nicht
befähigt ist. Deshalb ist es erfindungsgemäß sogar möglich, in
Temperaturbereichen zu arbeiten, bei denen Emulsionsbildung nicht
vollkommen ausgeschlossen ist. Bevorzugt wird aber ein Temperaturbereich
in der Nähe desjenigen, in dem überhaupt keine Emulsionsbildung
auftritt, d. h. etwa im Bereich von 40-43°C.
Weiter wurde gefunden, daß die gefürchteten, sehr hochschmelzenden,
fest anhaftenden Ausscheidungen, wie sie bei der bisher bekannten
Kondensation durch direkte Wassereinspritzung anfallen, gerade
durch die direkte Wassereinspritzung verursacht werden. Sie bestehen
nämlich zum größten Teil aus mono-fettsauren Calciumsalzen, die sich
aus den in den Brüden enthaltenden Fettsäuren und den im Einspritzwasser
enthaltenen Calcium- und/oder Magnesiumsalzen unter den
Kondensationsbedingungen bilden. Da erfindungsgemäß die Brüden nicht
mit diesen Salzen in Berührung kommen, ist die Bildung dieser
unerwünschten Verbindungen beim erfindungsgemäßen Verfahren mit
Sicherheit ausgeschlossen.
Entsprechend können die Lipide aus den im Oberflächenkondensator
anfallenden Kondensaten direkt mittels einer Zentrifuge mit niedrigem
Wassergehalt gewonnen werden. Im Vergleich zum konventionellen
Verfahren ergeben sich hierbei zwei wesentliche Vorteile:
- a) Kosteneinsparungen durch Fortfall der wegen der Calciumseifen erforderlichen Verfahrensstufe zur Behandlung der Brüdenkondensate mit Mineralsäuren und Fortfall des Betriebes einer Fettfanganlage (die vergleichsweise sehr großen Volumina an Brüdenkondensaten können nicht in wirtschaftlich vertretbarer Weise zentrifugiert werden);
- b) größere Umweltfreundlichkeit, da keine zusätzlichen Aufsalzungen des Abwassers erfolgen.
Um die erfindungsgemäß erforderliche, relativ hohe Kondensationstemperatur
über 30°C, vorzugsweise über 40°C, einhalten zu können, muß die
Kondensation bei höherem Druck erfolgen als bei bekannten Verfahren.
Da die Brüden bei der Dämpfung normalerweise mit einem Druck von etwa
0,8 kPa anfallen, müssen die Brüden vorher auf einen entsprechend hohen
Druck von mindestens 4 kPa, vorzugsweise mindestens 7,3 kPa, gebracht
werden, um die erfindungsgemäße Kondensationstemperatur von über
30°C und vorzugsweise über 40°C, insbesondere über 43°C, einhalten zu
können. Diese Druckerhöhung kann in beliebiger, an sich bekannter Weise
am einfachsten durch Zwischenschaltung eines Dampfstrahlers zwischen
Dampfkolonne und Kondensator erfolgen.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird für die
Kondensation der auf etwa 7,3 kPa oder darüber angebrachten Brüden ein
Röhrenkondensator, und zwar vorzugsweise in vertikaler Anordnung,
verwendet. Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung umfaßt
einen Mindestabstand zwischen den Röhren im Kondensator von 1 bis 1,5 cm,
um Brückenbildung zwischen den Röhren, welche das Kondensierungsverfahren
beeinträchtigt, zu verhindern.
Die zu kondensierenden Brüden werden um die Kühlrohre geführt und
kondensieren an deren Außenflächen, während das auf mindestens 30°C,
vorzugsweise auf mindestens 37°C, temperierte Kühlwasser durch die
Kühlrohre geleitet wird. Bei Einhaltung der erfindungsgemäßen
Verfahrensbedingungen werden nämlich die Kühlflächen so wenig
verschmutzt, daß es nicht notwendig ist, die Brüden durch die -
bekanntlich leichter zu reinigende - Innenseite der Kühlrohre zu
führen, wodurch der weitere Vorteil erzielt wird, daß das Kühlwasser
besonders einfach im Kreislauf gefahren werden kann. Ein weiterer auf
der Hand liegender Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht
darin, daß es mit höheren Kühlwassertemperaturen arbeitet, als es
bisher allgemein üblich gewesen ist, wodurch Rückkühlkosten gespart
werden.
Es ist üblich, als Kühlmedium Wasser zu verwenden, das am einfachsten
erhältlich ist. Aber auch Umluft-Luftkühler, in denen temperierbare
Luft als Kühlmedium verwendet wird, ergeben sehr befriedigende
Resultate.
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung können vorübergehende
Emulsionsbildungen, wie sie sich bei Betriebsstörungen, z. B. unerwartetem
Abfall der Kühlwassertemperatur unter die erfindungsgemäß zulässige
Höchstgrenze und/oder Leistungsabfall des für die Brüdenkompression
eingesetzten Kompressors ergeben, dadurch beseitigt werden, daß den
Brüden vor ihrem Eintritt in den Kondensator oder im Brüdenraum des
Kondensators selbst kleine Mengen, 0,001 bis 0,1%, vorzugsweise 0,01
bis 0,05%, z. B. 0,02%, bezogen auf die Fettphase, an geeigneten
Demulgatoren zugesetzt werden, die die Bildung von W/O-Emulsionen
verhindern. Geeignet sind Demulgatoren mit HLB über 15 bei
Molekulargewichten ≦5000.
Besonders bevorzugt werden handelsüblich erhältliche Demulgatoren.
Diese Demulgatoren sind zusammengesetzt aus Copolymeren von Polypropylenglykol
und Polyäthylenglykol und können durch Polydaddition
von Äthylenoxid an die endständigen OH-Gruppen von Polypropylenglykol
hergestellt werden. Das mittlere Molekulargewicht dieses
Produktes liegt zwischen etwa 1000 und 16 000. Am besten sind geeignet
Demulgatoren, die die Bedingung
erfüllen, wobei
MG= Molekulargewicht,
L= lipophiler oder Polypropylenglykol-Anteil und
H= hydrophiler oder Polyäthylenglykol-Anteil ist.
Beispiele derartiger Demulgatoren sind:
Ein Polyadditionsprodukt (PAP) mit einem Molekulargewicht von 1050, wovon 950 auf Polypropylenglykol und 100 auf Polyäthylenglykol entfallen,
ein PAP mit einem Molekulargewicht von 1500, wovon 1200 auf Polypropylenglykol und 300 auf Polyäthylenglykol entfallen und
ein PAP mit einem Molekulargewicht von 6750, wovon 1750 auf Polypropylenglykol und 5000 auf Polyäthylenglykol entfallen.
Ein Polyadditionsprodukt (PAP) mit einem Molekulargewicht von 1050, wovon 950 auf Polypropylenglykol und 100 auf Polyäthylenglykol entfallen,
ein PAP mit einem Molekulargewicht von 1500, wovon 1200 auf Polypropylenglykol und 300 auf Polyäthylenglykol entfallen und
ein PAP mit einem Molekulargewicht von 6750, wovon 1750 auf Polypropylenglykol und 5000 auf Polyäthylenglykol entfallen.
Fig. 2 zeigt das Schema einer Anlage zur Direktkondensation von
Brüden aus der Speisefettdesodorierung. Das Verfahren wird anhand
des Beispiels der batch-Desodorierung einer 15 to-Charge bei 0,8 kPa,
190°C und einer Dämpfdampfmenge von 200 kg/h erläutert:
Der aus dem Dämpfer (1) austretende Dämpfdampf wird zur Abscheidung
von Spritzfett über den Ölabscheider geführt und im Booster (3) von
0,8 auf 5,6-7,3 kPa verdichtet. Die hierfür erforderliche Treibdampfmenge
beträgt ca. 1000 kg/h. Nach Passieren eines Kondensatabscheiders
(4) wird das verdichtete Gemisch aus Dämpfdampf und Boosterdampf durch
Oberflächenkondensation, gegebenenfalls nach Zudosierung geeigneter
Demulgatoren in den Dampfstrom bzw. in den Dampfraum des Röhrenkondensators
(5), kondensiert.
Um den Röhrenbündelkondensator wegen des erforderlichen Röhrenabstandes
von 10 bis 15 mm nicht zu groß werden zu lassen - bei reinen Dampfkondensatoren
sind Röhrenabstände von 3-4 mm üblich - empfiehlt es
sich, die in dem gewählten Beispiel erforderliche Kühlfläche von
400 m² auf zwei parallel arbeitende Röhrenkondensatoren (5) aufzuteilen.
Aus dem über die vereinigten Fallwasserrohre in den Fallwasserbehälter
(6) gelangenden Kondensat kann durch Zentrifugieren, beispielsweise
unmittelbar nach dem Fallwasserbehälter, ein Brüdenfett mit geringem
Wassergehalt gewonnen werden.
Fig. 2 stellt eine reine Schema-Skizze des Verfahrens dar, in welcher im
Interesse der Übersichtlichkeit mehrere Vereinfachungen vorgenommen
wurden. So wurden beispielsweise die Injektoren für die Demulgatoren
nicht eingezeichnet; außerdem wird man in der Praxis die erforderliche
Temperatur des Kondensator-Kühlwassers über Kühltürme und nicht durch
geregelte Zugabe von Frischwasser einstellen.
Claims (11)
1. Verfahren zur Kondensation der bei der Desodorierung von Speisefetten
durch Ausdämpfen anfallenden Brüden, dadurch gekennzeichnet,
daß der Druck der Brüden in der Weise eingestellt wird, daß die
betreffende Kondensationstemperatur mindestens 30°C, vorzugsweise
mindestens 40°C, beträgt und die Brüden anschließend durch indirekte
Kühlung an gekühlten Flächen bei einer Temperatur von mindestens 30°C,
vorzugsweise von mindestens 40°C, kondensiert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im
Brüdenkondensator die Temperatur des Kühlmediums mindestens 30°C,
vorzugsweise mindestens 37°C, ist.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die zu kondensierenden Brüden um die Rohre eines Röhrenwärmeaustauschers
herumgeleitet werden.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß den Brüden vor ihrem Eintritt in den Kondensator oder im Brüdenraum
des Kondensators selbst ein oder mehrere Demulgatoren, welche die
Bildung von W/O-Emulsionen verhindern, zugesetzt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Menge der zugesetzten Demulgatoren 0,001 bis 0,1%, vorzugsweise 0,01
bis 0,05, besonders etwa 0,02%, bezogen auf die Fettphase, beträgt.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die verwendeten Demulgatoren Polyadditionsprodukte von Äthylenoxid
und Polypropylenglykol sind.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen
1 bis 6, enthaltend einen Dämpfer (1), eine Brüdenleitung (2) und einen
Röhrenkondensator (5), dadurch gekennzeichnet, daß in der Brüdenleitung
(2) zwischen dem Dämpfer (1) und dem Röhrenkondensator (5) eine
druckerhöhende Vorrichtung (3) eingebaut und der Röhrenkondensator (5)
ein indirekter Wärmeaustauscher ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
Röhrenkondensator (5) ein Röhrenwärmeaustauscher ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
Röhrenkondensator (5) ein vertikal angeordnetes Kühlerbündel mit beiderseits
glatten Kühlröhren und Mantelkühlung ist.
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Röhren voneinander einen Abstand von mindestens 1, vorzugsweise
mindestens 1,5 cm haben.
11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß sie auch einen Umluft-Luftkühler einschließt.
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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DE (1) | DE2938805A1 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB8314496D0 (en) * | 1983-05-25 | 1983-06-29 | Unilever Plc | Treating triglyceride oil |
-
1979
- 1979-09-25 DE DE19792938805 patent/DE2938805A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2938805A1 (de) | 1980-04-03 |
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