DE68907274T2

DE68907274T2 - Verfahren zur kontinuierlichen Entfernung der Gumphase aus Triglyceride-Öl.

Info

Publication number: DE68907274T2
Application number: DE89106789T
Authority: DE
Inventors: Bernard Cleenewerck; Frans Dewulf; Opstal Martin Van; Ernst Weber
Original assignee: Vandemoortele International NV
Current assignee: GEA Mechanical Equipment GmbH
Priority date: 1988-07-06
Filing date: 1989-04-15
Publication date: 1993-09-30
Anticipated expiration: 2009-04-16
Also published as: CS412689A2; MX169765B; CS274698B2; PL161824B1; CA1322201C; PL278805A1; HU207528B; EP0349718A2; EP0349718A3; US4927544A; SU1743359A3; DE68907274D1; ES2041366T3; HUT54728A; EP0349718B1

Description

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Entfernung einer Schleimphase aus Triglyceridöl, das zu Schleimen (Gummen) mit einem niedrigen Ölgehalt und einem entschleimten Öl mit einem niedrigen Schleimgehalt führt. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Entschleimungsverfahren, das zu einem sehr geringen Raffinierungsverlust an Öl führt und in einer bevorzugten Ausführungsform ein Öl ergibt, das physikalisch raffiniert werden kann.
Rohe Triglyceridöle, wie sie durch Pressen und/oder Extrahieren von Ölsaaten oder tierischen Materialien erhalten werden, enthalten mehrere von Triglyceriden verschiedene Verbindungen. Einige von diesen, wie Diglyceride, Tocopherole, Sterole und Sterolester brauchen nicht unbedingt während der Raffinierung entfernt zu werden, aber andere Verbindungen wie Phosphatide, freie Fettsäuren, Geruchsstoffe, farbgebende Materialien, Wachse und Metallverbindungen müssen entfernt werden, da sie Geschmack, Geruch, Aussehen und Lagerfähigkeit des raffinierten Öls nachteilig beeinflussen.
Mehrere Verfahren sind zur Entfernung dieser unerwünschten Verbindungen und insbesondere der Phosphatide bekannt. Ein üblicherweise verwendetes Verfahren ist das Wasserentschleimungsverfahren, bei dem Wasser oder Dampf (z. B. 3 % für rohes Sojabohnenöl) zu dem heißen (z. B. 70ºC) rohen Öl gegeben wird. Daraufhin werden die meisten der in dem rohen Öl vorhandenen Phosphatide hydratisiert und bilden eine separate Phase. Diese Phase kann dann entfernt werden, wobei das Entfernungsverfahren üblicherweise Tellerzentrifugen verwendet. Der so aus dem Öl entfernte Schlamm enthält Wasser, hydratisierbare Phosphatide, Triglyceridöl und mehrere andere Verbindungen wie Mehlteilchen und Glykolipide von einer bislang nicht genau definierten Art. Dieser Schlamm wird üblicherweise getrocknet, um handelsübliches Lecithin zu ergeben. Wasserentschleimtes Öl hat gegenüber rohem Öl den Vorteil, daß es während Transport und Lagerung keinen Niederschlag bildet.
Wasserentschleimtes Öl enthält allerdings noch Phosphatide, die sogenannten nicht hydratisierbaren Phosphatide (NHP), die während nachfolgender Raffinierungsverfahren entfernt werden müssen. GB-A-1 565 569 überwindet dieses Problem der zweistufigen Phosphatidentfernung durch die Zugabe einer Säure zu dem rohen Öl, das Gestatten einer Kontaktzeit von annähernd 10 Minuten, das teilweise Neutralisieren dieser Säure mit einer Base und das nachfolgende Gestatten einer langen Kontaktzeit zur Entwicklung einer separaten Schleimphase, die schließlich entweder durch Schwerkraft oder durch Zentrifugieren von dem Öl getrennt wird. Wegen der Transport- und Lagerungsprobleme von rohem Öl kann dieses Verfahren nur in einer Mahlanlage durchgeführt werden, wobei diese Situation andererseits den Vorteil hat, daß für eine Einrichtung zur Entsorgung der so erhaltenen Schleime gesorgt ist, da sie in den Mehl-Lösungsmittelabscheider oder in das Mehl, das pelletiert wird, gegeben werden.
Zur Entfernung von NHP aus wasserentschleimtem pflanzlichen Öl gibt es eine Anzahl von Verfahren. In DE-B-26 09 705 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem wasserentschleimtes Öl mit einer Säure behandelt und auf unter 40ºC abgekühlt wird, woraufhin die NHPs Schleime in einer Form bilden, die z. B. durch Zentrifugieren entfernt werden kann. In der Beschreibung wird angemerkt, daß weniger Säure erforderlich ist, wenn ein rohes Öl anstelle eines wasserentschleimten Öls verwendet wird, wobei diese Beobachtung zu einem anderen Verfahren wie in dem Ostdeutschen Patent 132 877 beschrieben geführt hat, bei dem Lecithin zu wasserentschleimtem Öl gegeben wird, um die NHP-Entfernung zu erleichtern.
Ein weiteres Verfahren zur Entfernung von NHP aus wasserentschleimtem Öl ist in US-A-4 698 185 beschrieben. In einer ersten Stufe dieses Verfahrens wird eine ungiftige wäßrige Säure, z. B. Phosphorsäure, in dem wasserentschleimten Öl fein dispergiert und es wird eine ausreichende Kontaktzeit gestattet, um die Zersetzung der Metallsalze der Phosphatidsäure zu vollenden, die das NHP bilden. In einer zweiten Stufe wird eine Base zugegeben, um den pH-Wert ohne wesentliche Bildung von Seife auf über 2,5 zu erhöhen und in einer dritten Stufe werden die wäßrige Phase, die die Schleime enthält, und die Ölphase getrennt.
Um allerdings wirtschaftlich ertragreich zu sein, müssen die obigen Verfahren sicherstellen, daß (I) der Ölgehalt der Schleime so niedrig wie möglich ist, weil dieser Ölgehalt einen Raffinierungsverlust darstellt, und (II) der Schleimgehalt des Öls so niedrig wie möglich ist, insbesondere wenn das entschleimte Öl nachfolgend physikalisch raffiniert werden soll. Mehrere der oben beschriebenen Verfahren empfehlen daher das Waschen des Öls mit Wasser nach der Schleimentfernungsstufe. Dieses Waschverfahren hat jedoch den Nachteil, daß es erneut zu Ölverlusten führt und Umweltverschmutzung und/oder Entsorgungsprobleme des Abwassers verursachen kann und dennoch zu einem unzureichend niedrigen restlichen Phosphatidgehalt führt.

Aufgaben der Erfindung

Es ist demzufolge eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Entschleimung von Triglyceridöl zu liefern, das zu Schleimen mit einem niedrigen Triglyceridölgehalt und zu entschleimtem Öl mit einem niedrigen restlichen Schleimgehalt führt.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, entschleimte Öle zu liefern, die einer physikalischen Raffinierung zugänglich sind.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, die Verwendung normaler Mengen an Bleicherde vor der physikalischen Raffinierung der entschleimten Öle zu gestatten.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, wäßrige Abwässer, die aus dem Waschen des entschleimten Öls resultieren und unzulässig hohe Mengen an biologisch abbaubarem Material enthalten, zu minimieren oder sogar zu eliminieren.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, die Verwendung bestehender Installationen mit einem Minimum an Veränderung zu gestatten.
Diese und weitere Aufgaben mit fortschreitender Beschreibung der Erfindung offenbar.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Entfernung einer Schleimphase aus Triglyceridöl, um Schleime mit einem niedrigen Triglyceridölgehalt und ein entschleimtes Öl mit einem niedrigen restlichen Schleimgehalt herzustellen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Entfernung einer Schleimphase aus Triglyceridöl, bei dem
a) in einer ersten Stufe das eine separate Schleimphase enthaltende Öl einer Zentrifugalabscheidung in einem ersten Zentrifugalabscheider unterworfen wird, um Schleime mit einem niedrigen Ölgehalt und ein Öl, das noch eine Fraktion des ursprünglich in dem Einsatzmaterial vorhandenen Schleims enthält, zu ergeben;
b) in einer zweiten Stufe das aus Stufe a) erhaltene Öl einer Zentrifugalabscheidung in einem zweiten Zentrifugalabscheider unterworfen wird, um Öl mit einem weiter verringerten restlichen Schleimgehalt und eine Schleimphase mit einem höheren Ölgehalt als die in Stufe a) erhaltenen Schleime zu ergeben,
c) in einer dritten Stufe die in Stufe b) erhaltene Schleimphase in den Ölstrom, der in den ersten Zentrifugalabscheider eingespeist wird, zurückgeführt wird, und
d) gegebenenfalls in einer vierten Stufe das in Stufe b) erhaltene Öl einmal oder mehrmals mit Wasser gewaschen wird.
Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren Zentrifugalabscheider können Tellerzentrifugen, Dekanter oder andere Gerätschaften sein, die in der Lage sind, kontinuierlich eine Schleimphase von einer Ölphase zu trennen. Die Leistung solcher Gerätschaften kann üblicherweise so eingestellt werden, daß entweder ein Schleimstrom mit niedrigem Ölgehalt oder ein Ölstrom mit niedrigem Schleimgehalt erhalten wird, aber in der Praxis und mit einem normalen, konstruktionsgemäßen Durchsatz kann ein Gerät nicht beides erreichen. Wenn also ein solches Gerät so eingestellt ist, daß es Schleime mit einem niedrigen und vorzugsweise minimalen Ölgehalt ergibt (vorzugsweise weniger als 40 Gew.%, z. B. 5 bis 40 Gew.%, berechnet auf Trockensubstanz), dann wird gefunden, daß die das Gerät verlassende Ölphase einen signifikanten Teil der Schleime enthält, der unter diesen Betriebsbedingungen nicht aus dem Öl entfernt worden ist.
Überraschenderweise ist nun gefunden worden, daß diese Schleimfraktion durch diesen ersten Zentrifugalabscheider dennoch entfernt werden kann, wenn sie zuerst aus dem Ölstrom durch einen zweiten Zentrifugalabscheider, der so eingestellt worden ist, um Öl mit weiter reduziertem und vorzugsweise minimalem restlichen Schleimgehalt zu ergeben, entfernt und dann in den Ölstrom, der in den ersten Zentrifugalabscheider eingespeist wird, zurückgeführt wird, und daß keine Akkumulation dieser Schleimfraktion auftritt. Die Schleime, die in dem zweiten Zentrifugalabscheider entfernt werden und in den ersten Zentrifugalabscheider zurückgeführt werden, besitzen einen höheren Ölgehalt als die durch den ersten Zentrifugalabscheider entfernten Schleime. In der Praxis ist dieser Ölgehalt meistens über 90 Gew.% oder sogar mehr als 95 Gew.%, berechnet auf Trockensubstanz.
Zusätzlich ist gefunden worden, daß die Menge der zurückzuführenden Schleime (üblicherweise 5 bis 20 % der ursprünglich vorhandenen Schleime) sehr bald nach Inbetriebnahme des Entschleimungsverfahrens einen stationären Zustand erreicht, wobei sich der stationäre Zustand kaum von der Situation unterscheidet, die unmittelbar nach der Inbetriebnahme beobachtet wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhafterweise in dem Entschleimungsverfahren gemäß US-A-4 698 185 verwendet werden. Wenn also wasserentschleimte pflanzliche Öle mit fein dispergierter wäßriger Säure behandelt werden, woraufhin diese Säure teilweise neutralisiert wird, so daß eine Schleimphase gebildet wird, und diese eine separate Schleimphase enthaltenden Öle erfindungsgemäß verarbeitet werden, können die dann isolierten Schleime so wenig wie 35 % oder sogar 15 % Triglyceridöl nach Entfernung des Wassers durch Trocknen enthalten, und die so erhaltenen Öle können so wenig wie 10 oder sogar 5 oder sogar weniger als 2 ppm Phosphor und weniger als 0,1 ppm Eisen enthalten.
In ähnlicher Weise kann das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden, um gemäß GB-A 1 565 569 behandelte Öle zu entschleimen, und dieses Vorgehen verbessert die Wirtschaftlichkeit dieses Verfahrens besonders im Vergleich zu der Trennung durch Schwerkraft, wie in diesem Patent erwähnt.
In dem Hochleistungsentschleimungsverfahren, wie in DE-B- 28 09 705 beschrieben, kann das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise angewendet werden, so daß die Notwendigkeit des erneuten Erhitzens des die Schleimphase enthaltenden Öls vermieden wird und der Ölgehalt der abgetrennten Schleime weiter reduziert wird.
Nach Verlassen des zweiten Abscheiders wird das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Öl üblicherweise einmal oder mehrmals mit Wasser gewaschen, vorzugsweise in einem Gegenstromsystem. Im Fall einer nachfolgenden Alkaliraffinierung kann das Waschen mit Wasser allerdings entfallen, d. h. das in Stufe b) erhaltene Öl kann direkt der Alkaliraffinierungsbehandlung unterworfen werden. Andererseits ist im Fall der physikalischen Raffinierung das vorherige Waschen mit Wasser erforderlich, d. h. Stufe d) kann nicht entfallen (siehe unten).
Es ist ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß für einen gegebenen Durchsatz die Gerätschaften in der Größe oder Nennkapazität reduziert werden können oder daß für gegebene Gerätschaften die Kapazität durch das erfindungsgemäße Verfahren erhöht wird. Wenn ein Zentrifugalabscheider eine schlechte Leistung in Bezug auf die Trennungseffizienz zeigt, ist es allgemein üblich, die Verweilzeit der abzutrennenden Teilchen zu erhöhen und die schwere Phase eine längere Zeitdauer einer Zentrifugalverdichtung zu unterwerfen, indem der Durchsatz verringert wird. Weil in der vorliegenden Erfindung die Eigenschaften von nur einer der Phasen in jedem Zentrifugalabscheider optimiert werden, ist das Verfahren robuster und gestattet einen höheren Durchsatz.
Das durch das erfindungsgemäße Verfahren zu entschleimende Öl ist nicht kritisch. So können eßbare Triglyceridöle wie Sojabohnenöl, Sonnenblumenöl, Rapsöl, Palmöl und weitere pflanzliche Öle sowie Schmalz, Talg und insbesondere Fischöl erfolgreich behandelt werden, vorausgesetzt, daß sich die Schleimphase völlig ausgebildet hat, bevor das Öl in den ersten Zentrifugalabscheider eingespeist wird.
Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren zur Wasserentschleimung von rohen Ölen verwendet werden kann, entstehen die größten Vorteile, wenn das erfindungsgemäße Verfahren bei der Trennstufe eines Verfahrens angewendet wird, das die beinahe vollständige Entfernung von Phosphatiden und Metallen anstrebt und Öl ergibt, das der physikalischen Raffinierung zugänglich ist. Die Kombination des erfindungsgemäßen Verfahrens und physikalischer Raffinierung führt zu der vollständigen Eliminierung von wäßrigem Abwasser mit einem hohen biologischen Sauerstoffbedarf, indem nur Waschwasser, das wenig anorganische Salze enthält, erzeugt wird und die Notwendigkeit einer Seifenabscheidungsstufe vermieden wird. Indem das Wasser zum Waschen des Öls im Gegenstromsystem in Bezug aus die Ölströmung verwendet wird, wird das gesamte Abwasser effektiv aus dem Raffinierungsverfahren eliminiert.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann Tellerzentrifugen, Dekanter oder andere Gerätschaften verwenden, die in der Lage sind, kontinuierlich eine Schleimphase von einer Ölphase zu trennen. In dem Verfahren zu verwendende Dekanter enthalten vorzugsweise kreisförmige Teller, die vor dem konischen Abschnitt als Dichtung wirken. In dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Tellerzentrifugen können ein kontinuierliches und/oder intermittierendes Schleimentfernungssystem verwenden und die kontinuierliche Entfernung kann von einem Typ sein, der eine Zentrifugalpumpe und/oder Düsen in dem äußeren Ring des Zentrifugenmantels verwendet. Das üblicherweise verwendete Schleimentfernungssystem besteht aus einer Zentripetalpumpe oder Düsen zur kontinuierlichen Schleimentfernung oder aus einem zeitweiligen Öffnen des Zentrifugenmantels, das die Entfernung akkumulierter Feststoffe durch teilweises Entschlammen gestattet.
Vorzugsweise rotieren die in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Zentrifugalgerätschaften mit hoher Geschwindigkeit. Solche hohen Geschwindigkeiten verstärken die Zentrifugalkraft und erleichtern so die Trennung. Ihre Verwendung hat den Vorteil, daß die Kapazität für eine gegebene Größe erhöht und ein minimaler Ölgehalt der Schleime und, wenn gewünscht, praktisch schleimfreies Öl sichergestellt wird.

Vergleichsbeispiel 1

In diesem Beispiel wird die Leistung einer einstufigen Schleimphasenentfernung beschrieben. Das Einsatzmaterial bestand aus wasserentschleimtem Sojabohnenöl mit ungefähr 200 ppm restlichem Phosphor. Die separate Schleimphase wurde nach US-A- 4 698 185 unter Verwendung von 0,20 Vol.% Phosphorsäure (80 % Stärke), einer Kontaktzeit von 2,5 Minuten und einer 50 % Neutralisation der Phosphorsäure mit 12º Bé Ätznatron erstellt.
In der ersten Versuchsreihe wurde eine selbstreinigende Tellerzentrifuge (Westfalia Separator AG, Oelde, Westdeutschland) als Abscheider in der ersten Stufe verwendet und zwei mit Wasser waschende Vollwandzentrifugen (Westfalia Separator AG, Oelde, Westdeutschland) wurden in Strömungsrichtung bereitgestellt; der Durchsatz lag bei Nennkapazität. Wenn eine Standard- Zentripetalpumpe zum Entfernen der Schleimphase verwendet wurde, führte das zu einer 88 % Entfernung der Schleime von dem Öl und zu einem Triglyceridgehalt der entfernten Schleime von 20 % (berechnet auf Trockensubstanz).
Die Optimierung der Zentripetalpumpe führte zu einer Erhöhung des Prozentsatzes der entfernten Schleime auf 93 %, ohne den Ölgehalt der Schleimphase wesentlich zu beeinflussen. Eine durch die Tellerzentrifugen gesteuerte Veringerung des Ölauslaßdrucks ermöglichte, daß der Ölgehalt der Schleime auf 16 % gesenkt werden konnte (berechnet auf Trockensubstanz), verursachte aber, daß mehr Schleime in den verarbeiteten Ölen verblieben (88 % Entfernung). In ähnlicher Weise erhöhte eine Steigerung des Ölauslaßdrucks die Schleimphasenentfernung auf 96 %, allerdings auf Kosten eines nicht akzeptablen Anstiegs (auf 65 %) des Triglyceridgehalts der Schleimphase.
Der Ölverlust in den Waschwassern wurde ebenfalls bestimmt und dieser variierte von einem völlig akzeptablen Raffinierungsverlust von 0,03 % (berechnet auf Öleinsatz), wenn 96 % der Schleimphase von dem Öl entfernt wurde (optimierte Zentripetalpumpe, hoher Auslaßdruck) bis zu völlig unakzeptablen 0,27 %, wenn nur 88 % der Schleime entfernt wurden (optimierte Zentripetalpumpe, niedriger Auslaßdruck).
In einer zweiten Versuchsreihe wurde ein Dekanter als Abscheider in der ersten Stufe verwendet, dem wiederum in Strömungsrichtung die gleichen Vollmantel-Waschzentrifugen folgten wie in der ersten Versuchsreihe. Die separate Schleimphase wurde wie in der ersten Versuchsreihe hergestellt, allerdings bei reduziertem Durchsatz und etwas erhöhter Kontaktzeit (4,5 Min).
Wenn dieser Dekanter mit langen Düsen (77 mm, ∅ 200) ausgestattet war, resultierte ein tiefer Teich, der ein effektives Dekantieren der Schleimphase und 96 % Entfernung dieser Phase ermöglichte, aber dann wurde die hydraulische Kraft, die das Strömen der Schleime zu dem Feststoffphasenaustritt des Dekanters sicherstellte, so groß, daß der Ölgehalt der Schleime ein unakzeptabel hohes Niveau von 70 % (berechnet auf Trockensubstanz) erreichte. Das Verringern der Düsenlänge (auf 70 mm, ∅ 214) senkte in der Tat den Triglyceridölgehalt der Schleime auf 32 %, aber gleichzeitig fiel die Schleimphasenentfernung auf 85 % und verursachte so hohe Triglyceridölverluste während der Waschstufen (0,35 %, berechnet auf Öleinsatz). In ähnlicher Weise erhöhte sich der restliche Phosphorgehalt nach den beiden Waschstufen von 5,1 ppm (lange Düsen) auf 14,2 ppm (kurze Düsen), was anzeigt, daß Waschen mit Wasser keine effektive Stufe zur Entfernung der letzten Spuren von restlichen Schleimen ist.
In einer dritten Versuchsreihe wurde eine Vollmantel-Tellerzentrifuge wiederum mit Sojabohnenöl als erster Abscheider mit reduziertem Durchsatz verwendet. Zwei unterschiedliche Oberteller wurden verwendet, um die herum die Schleimphase sich bewegen mußte, bevor sie die Zentripetalpumpe erreichte. Wenn ein Standard-Oberteller verwendet wurde, wurden die Schleime leicht extrahiert, was zu 94 % Entfernung führte. Der Ölgehalt der Schleimphase war allerdings unakzeptabel hoch mit 85 % (berechnet auf Trockensubstanz). Dieser Ölgehalt konnte durch Verwendung eines modifizierten Obertellers auf 40 % gesenkt werden, aber dies senkte sofort den Prozentsatz an entfernten Schleimen auf 87 % und erhöhte den Raffinierungsverlust in den Waschstufen auf 0,23 %.
Die folgende Tabelle faßt die experimentellen Werte zusammen. Versuchsreihe Zentripetalpumpe Auslaßdruck Düsenlänge Oberteller P-Gehalt rohes Öl (ppm) Schleimentfernung (%) Ölgehalt der Schleime (%) Raffinierungsverlust (%) restlicher P-Gehalt nach zweimaligem Waschen (ppm) stand. norm. opt. niedrig hoch lang kurz standard modifiziert
Aus diesen Beispielen kann geschlossen werden, daß die verwendeten Gerätschaften nicht in der Lage sind, gleichzeitig sowohl einen niedrigen Ölgehalt in den Schleimen als auch einen niedrigen restlichen Schleimgehalt in dem abgetrennten Öl (und so einen niedrigen Raffinierungsverlust beim Waschen und einen niedrigen restlichen Phosphorgehalt nach zwei Wasserwaschstufen) zu erreichen. Wenn durch Veränderung der Gerätschaften oder deren Betriebsbedingungen einer der Produktstromparameter verbessert wurde, wurde gefunden, daß der andere sich unweigerlich verschlechterte und ein wirtschaftlich ertragreiches einstufiges Verfahren nicht eingerichtet werden konnte.

Beispiel 2

In diesem Beispiel wird das erfindungsgemäße Verfahren illustriert. Wasserentschleimtes Sojabohnenöl mit einem Phosphorgehalt von 156 ppm wurde als Ausgangsmaterial verwendet und die separate Schleimphase wurde gemäß den in Beispiel 1 gegebenen Bedingungen mit einem reduzierten Durchsatz erzeugt.
Der in diesem Versuch verwendete erste Abscheider war eine Vollmantel-Tellerzentrifuge, die mit dem Standard-Oberteller ausgestattet war. Wie in Beispiel 1 wurden nur 85 % der in dem Einsatzmaterial vorhandenen Schleime aus dem Ölstrom entfernt und der Ölgehalt der Schleime, berechnet auf Trockensubstanz, betrug 38 %. Wenn das Öl mit den restlichen Schleimen zweimal mit Wasser gewaschen wurde, führte dies zu einem zusätzlichen Raffinierungsverlust von 0,21 % (berechnet auf Öleinsatz).
Wenn allerdings das Öl mit den restlichen Schleimen in eine selbstreinigende Tellerzentrifuge eingespeist wurde, in der der Mantel mit Düsen zur kontinuierlichen Schleimentfernung versehen war, wurden Schleime mit hohem Ölgehalt aus dem Ölstrom abgetrennt. Dieser Nebenstrom wurde (in diesem Fall in den Rohölvorratsbehälter) zurückgeführt und der Hauptölstrom wurde zweimal mit Wasser gewaschen. Als Resultat davon sank der Raffinierungsverlust von 0,21 % auf 0,05 % (berechnet auf Ölzufuhr) und der restliche Phosphorgehalt des gewaschenen Öls betrug nur 4,6 ppm.
Es wurde ein stationärer Betrieb beobachtet, und es konnnten keine Anzeichen von Ansammlung der nicht von dem ersten Abscheider entfernten Schleimfraktion beobachtet werden. Gelegentlich wurde ein deutlicher Anstieg der Schleime in den Waschwassern bemerkt, aber diese Leistungsverschlechterung konnte wieder korrigiert werden, indem Wasser in den zweiten Abscheider eingespeist wurde, durch das die Düsen, die verstopft worden waren, wieder freigemacht wurden.

Beispiel 3

In diesem Beispiel wurden zwei selbstreinigende Tellerzentrifugen verwendet, um das erfindungsgemäße Verfahren zu illustrieren. Im ersten Teil des Versuchs wurde allerdings nur eine solche Zentrifuge für Vergleichszwecke verwendet. Sie wurde mit einer optimierten Zentripetalpumpe versehen (siehe Beispiel 1) und bei Normaldruck betrieben. Das wasserentschleimte Sojabohnenöl besaß einen Phosphorgehalt von 149 ppm, die Schleimphase wurde unter Verwendung der in Beispiel 1 angegebenen Bedingungen eingerichtet.
Die beobachtete Leistung war ganz ähnlich zu der einen, die in der zweiten Spalte der Tabelle in Beispiel 1 zusammengefaßt ist, insofern, als 94 % der in dem Einsatzmaterial vorhandenen Schleime entfernt wurden, der Triglyceridgehalt der Schleime 26 % betrug und der kombinierte Raffinierungsverlust in den Waschstufen 0,16 % betrug. Der restliche Phosphorgehalt in dem gewaschenen Öl betrug 7,0 ppm.
Im zweiten Teil dieses Versuchs wurde das den ersten Abscheider verlassende Öl in eine zweite selbstreinigende Tellerzentrifuge eingespeist, in der der Feststoffentleerungscyclus zwischen einmal alle 1 bis 4 Minuten variiert wurde. Der Ausfluß wurde in dieser Stufe nicht zurückgeführt und bildete so einen unakzeptablen Raffinierungsverlust, aber während der kurzen Zeitdauer, in der dieser Versuch fortschreiten gelassen wurde, wurde eine Verbesserung des Raffinierungsverlustes beim Waschen mit Wasser auf 0,09 Gew.% beobachtet. Zusätzlich sank der restliche Phosphorgehalt des gewaschenen Öls auf 5,4 ppm.
Weitere Verbesserungen des Raffinierungsverlustes und des restlichen Phosphorgehaltes konnten durch Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erreicht werden, das zusätzlich den unakzeptablen Verlust aufgrund der häufigen Feststoffentleerung aus der zweiten Zentrifuge eliminierte. An diesem Punkt wurde der zweite Abscheider mit Düsen zum kontinuierlichen Schleimausfluß versehen und die so abgetrennten Schleime mit hohem Ölgehalt wurden in das Einsatzmaterial des ersten Abscheiders zurückgeführt, wodurch der Nettodurchsatz auf ungefähr 85 % sank.
Dieser Betriebsmodus konnte kontinuierlich ohne wahrnehmbaren Aufbau von Schleimen oder Leistungsverschiebung aufrechterhalten werden und führte zu einem Raffinierungsverlust beim Waschen von nur 0,04 % (berechnet auf Ölzufuhr) und einem restlichen Phosphorgehalt von nur 3,8 ppm.
Anscheinend führt die kontinuierliche Schleimentfernung aus dem zweiten Abscheider zu einer stationäreren Betriebsweise und verbesserter Trenneffizienz im Vergleich zu dem intermittierenden stoßweisen Cyclus, wie während des zweiten Teils des Versuchs praktiziert wurde.

Beispiel 4

In diesem Beispiel wurde ein Dekanter mit kurzen Düsen als erster Abscheider verwendet. Das in diesem Beispiel verwendete wasserentschleimte Sojabohnenöl besaß einen restlichen Phosphorgehalt von nur 96 ppm. Die Schleimphase wurde wie in Beispiel 1 eingerichtet.
Der Dekanter entfernte 86 % der in dem Einsatzmaterial vorhandenen Schleime und der Triglyceridölgehalt der Schleime betrug 29 %. Wenn das den Dekanter verlassende Öl in die Waschzentrifugen eingespeist wurde, wurde ein Raffinierungsverlust von 0,20 während des Waschens notiert und der restliche Phosphorgehalt des gewaschenen Öls betrug 8,1 ppm.
Wenn das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wurde, wurde das den Dekanter verlassende Öl in eine mit Düsen versehene Hochleistungsreinigungstellerzentrifuge eingespeist, bevor es zweimal mit Wasser gewaschen wurde. Die durch diesen Hochleistungsreiniger abgetrennten ölreichen Schleime wurden zurückgeführt, was zu einem Nettodurchsatz von etwa 80 % führte. Das erfindungsgemäß verarbeitete Öl besaß nach Waschen mit Wasser einen restlichen Phosphorgehalt von nur 3,2 ppm und der Raffinierungsverlust beim Waschen war auf 0,03 % (berechnet auf Ölzufuhr) gesunken.

Beispiel 5

Dies Beispiel illustriert die Kombination aus der selbstreinigenden Tellerzentrifuge als erstem Abscheider und der Hochleistungsreinigungstellerzentrifuge als zweitem Abscheider mit einer Zufuhrgeschwindigkeit von Nennkapazität. Es wurde Sojabohnenöl mit einem restlichen Phosphorgehalt von 110 ppm verwendet und die Schleimphase wurde wie in Beispiel 1 eingerichtet.
Die selbstreinigende Tellerzentrifuge wurde mit einer optimierten Zentripetalpumpe versehen und geringfügig unterhalb normalem Auslaßdruck betrieben. Demnach wurden 90 % der in diese Zentrifuge eingespeisten Schleime entfernt und der Ölgehalt der Schleime betrug 19 % (berechnet auf Trockensubstanz). Wenn das den ersten Abscheider verlassende Öl mit Wasser gewaschen wurde, wurde ein restlicher Phosphorgehalt von 7,3 ppm beobachtet.
Wie in Beispiel 3 wurde das Öl in eine zweite Zentrifuge eingespeist, die für einen kurzen Zeitraum einen Feststoffentleerungscyclus durchführte, aber in dem vorliegenden Beispiel wurde eine Hochleistungsreinigungstellerzentrifuge für diesen Zweck verwendet. Dies senkte den Raffinierungsverlust beim Waschen von 0,17 % auf 0,08 % und den restliche Phosphorgehalt nach dem Waschen von 7,3 ppm auf 5,6 ppm.
Wenn dann das erfindungsgemäße Verfahren verwendet wurde, wurde die Hochleistungsreinigungstellerzentrifuge mit Düsen zur kontinuierlichen Schleimentleerung versehen, woraufhin als Resultat hiervon eine ölreiche Schleimphase isoliert wurde, deren Strom zurückgeführt wurde. Die Strömungsgeschwindigkeit dieses zurückgeführten Stroms führte zu einem reduzierten Nettodurchsatz von etwa 83 %. Als Resultat dieses Überwechselns zu dem erfindungsgemäßen Verfahren sank der Raffinierungsverlust bei Waschen weiter auf 0,02 % ab und der restliche Phosphorgehalt in dem gewaschenen Öl wurde auf 3,4 ppm reduziert gefunden.
Die obigen Beispiele illustrieren eindeutig die Vorzüge, die sich aus dem erfindungsgemäßen Verfahren ergeben. Indem ein erster Abscheider (eine Tellerzentrifuge oder ein Dekanter) in einer solchen Betriebsweise verwendet wird, daß der Triglyceridgehalt der aus diesem Abscheider kommenden Schleimphase so niedrig wie möglich ist, wird der Ölverlust in dieser Stufe minimiert. Indem dann erfindungsgemäß ein zweiter Abscheider verwendet wird, vorzugsweise mit einem kontinuierlichen Schleimentfernungssystem und Zurückführung der ölreichen Schleimphase, werden die Raffinierungsverluste in den nachfolgenden Waschstufen minimiert, so daß die gesamten Ölverluste in der Tat minimal sind. Zusätzlich sind in dieser Weise verarbeitete Öle einer physikalischen Raffinierung zugänglich, wie im nächsten Beispiel illustriert wird.

Beispiel 6

Wasserentschleimtes Sojabohnenöl wurde gemäß Beispiel 5 verarbeitet, zweimal mit leicht angesäuertem Wasser (pH-Wert 3 bis 4) gewaschen, um Seifenbildung während des Waschverfahrens zu vermeiden, und unter Vakuum getrocknet, bis sich eine Menge von 400 Tonnen angesammelt hatte. Dieses Öl besaß einen Gehalt an freien Fettsäuren von 0,38 %, einen Feuchtigkeitsgehalt von 0,05 %, einen restlichen Phosphorgehalt von 4,0 ppm, einen restlichen Eisengehalt von 0,07 ppm, eine Extinktion bei 268 nm von 0,22 und bei 232 nm von 2,0 sowie einen Anisidinwert von 0,5.
Diese Fabrikationspartie wurde in zwei Teile geteilt, ein Teil wurde chemisch neutralisiert bis auf einen Gehalt an freien Fettsäuren von 0,03 %, gebleicht und desodoriert, der andere Teil wurde nur gebleicht und physikalisch raffiniert. Die Bleichbedingungen waren für beide Fabrikationspartien identisch und verwendeten 0,44 Gew.% Bleicherde (Tonsil ACCFF, Süd-Chemie, München, Westdeutschland) bei der gleichen Temperatur (ungefähr 100ºC). Das kontinuierliche Desodorierungsverfahren wurde mit einem Durchsatz von 25 Tonnen/Stunde durchgeführt, während in dem physikalischen Raffinierungsverfahren die Gerätschaften (Eisenbau Essen, Westdeutschland) und die Betriebsbedingungen die gleichen waren, aber der Durchsatz auf 18 Tonnen/Stunde reduziert war. Proben wurden in Intervallen von einer Stunde, zwei Stunden oder vier Stunden gezogen und analysiert, um die in der folgenden Tabelle zusammengefaßten Werte zu erhalten. nach Bleichen nach Desodorieren nach physikalischer Raffinierung entschleimtes Ausgangsmaterial nach chemischer Neutralisierung entschleimtes Material chemisch neutral freie Fettsäuren (%) Phosphorgehalt (ppm) Eisengehalt (ppm) Extinktion Anisidinwert Peroxidwert Farbe Geschmack frisch nach 1 Woche
Diese Tabelle illustriert, daß das Sojabohnenöl physikalisch raffiniert werden kann, um ein Öl zu ergeben, das genauso stabil ist wie Öl, das chemisch neutralisiert worden ist, wobei die gleiche Menge an Bleicherde verwendet wurde. Dies bedeutet, daß der Ölverlust während der Bleichstufe in beiden Fällen gleich ist.
Ein zusätzlicher großer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, gefolgt von physikalischer Raffinierung, liegt in der Tatsache, daß dieses Raffinierungsverfahren nicht zu Abwasserproblemen führt. Während der Schleimentfernungsstufe werden alle Schleime von dem Öl entfernt, so daß die Waschwässer nur einen kleinen Teil der Chemikalien enthalten, die zur Bildung der Schleime als separate Phase verwendet wurden, und während der physikalischen Raffinierungsstufe werden die freien Fettsäuren und Geruchsstoffe als Destillat gewonnen und so ein Seifenabscheidungsverfahren mit seinen entsprechenden Abwasserproblemen vermieden.

Beispiel 7

Rapsöl mit einem Phosphorgehalt von 219 ppm wurde nach dem Verfahren gemäß US-A-4 698 185 unter Verwendung von 0,18 Vol.% Phosphorsäure (80 % Stärke), einer Kontaktzeit von 2,5 Minuten und einer 60 % Neutralisation der Phosphorsäure durch 12º Bé Ätznatron behandelt. Das verwendete Öl war nicht (vollständig) wasserentschleimt, weil sein Phosphorgehalt auf 98 ppm fiel, als eine Probe des Öls im Labor mit Wasser entschleimt wurde.
Das Verfahren wie in Beispiel 5 beschrieben wurde verwendet. Der erste Abscheider entfernte 91 % der dieser Zentrifuge zugeführten Schleime und der Ölgehalt der Schleime betrug 28 % (berechnet auf Trockensubstanz). Wenn dieses Öl zweimal mit Wasser gewaschen wurde, führte dieses Verfahren zu einem Raffinierungsverlust von 0,16 % und der restliche Phosphorgehalt des gewaschenen Öls lag bei 12,9 ppm.
Unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde die Hochleistungsreinigungstellerzentrifuge mit Düsen versehen, die zu einer ölreichen Schleimphase führten, die zurückgeführt wurde. Als Resultat hiervon sank der Raffinierungsverlust beim Waschen von den ursprünglichen 0,16 % auf weniger als 0,02 Gew.% (berechnet auf Ölzufuhr) und der restliche Phosphorgehalt fiel von 12,9 ppm auf 6,2 ppm.
Das obige Beispiel stellt eindeutig dar, daß das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf wasserentschleimte Öle begrenzt ist, und daß andere Öle als Sojabohnenöl auch von dem erfindungsgemäßen Verfahren profitieren können und zu entschleimten Ölen führen, die der physikalischen Raffinierung zugänglich sind.

Beispiel 8

Beispiel 7 wurde unter Verwendung von Sonnenblumenöl wiederholt, das einen restlichen Phosphorgehalt von 93 ppm aufwies, der auf 41 ppm fiel, nachdem eine Probe im Labor wasserentschleimt wurde. Die Menge an verwendeter Phosphorsäure wurde auf 0,15 Vol.% reduziert und die Menge an verwendetem Ätznatron wurde sogar noch weiter reduziert, um eine 55 % Neutralisation der Phosphorsäure zu erhalten.
Der erste Abscheider (selbstreinigende Tellerzentrifuge mit einer optimierten Zentripetalpumpe) entfernte 81 % der in dem Einsatzmaterial vorhandenen Schleime und die Schleimphase enthielt 21 % Triglyceridöl, berechnet auf Trockensubstanz.
Das Waschen des den ersten Abscheider verlassenden Öls führte zu einem Raffinierungsverlust von 0,16 Gew.%, berechnet auf Einsatzmaterial, und einem gewaschenen Öl mit 12,4 ppm restlichem Phosphor.
Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens durch Verwendung des gleichen zweiten Abscheiders wie in den Beispielen 5 und 7 führte zu einem Schleimstrom, der zurückgeführt wurde, und einem gewaschenen Sonnenblumenöl mit nur 4,8 ppm Phosphor. Der Raffinierungsverlust während der Waschstufen fiel von 0,16 Gew.% auf weniger als 0,04 Gew.%.

Claims

1. Verfahren zur kontinuierlichen Entfernung einer Schleimphase aus Triglyceridöl, bei dem

a) in einer ersten Stufe das eine separate Schleimphase enthaltende Öl einer Zentrifugalabscheidung in einem ersten Zentrifugalabscheider unterworfen wird, um Schleime mit einem niedrigen Ölgehalt und ein Öl, das noch eine Fraktion des ursprünglich in dem Einsatzmaterial vorhandenen Schleims enthält, zu ergeben;

b) in einer zweiten Stufe das aus Stufe a) erhaltene Öl einer Zentrifugalabscheidung in einem zweiten Zentrifugalabscheider unterworfen wird, um Öl mit einem weiter verringerten restlichen Schleimgehalt und eine Schleimphase mit einem höheren Ölgehalt als die in Stufe a) erhaltenen Schleime zu ergeben,

c) in einer dritten Stufe die in Stufe b) erhaltene Schleimphase in den Ölstrom, der in den ersten Zentrifugalabscheider eingespeist wird, zurückgeführt wird, und

d) gegebenenfalls in einer vierten Stufe das in Stufe b) erhaltene Öl einmal oder mehrmals mit Wasser gewaschen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der erste Zentrifugalabscheider in Stufe a) so betrieben wird, daß Schleime mit einem Ölgehalt von weniger als 40 Gew.%, berechnet auf Trokkensubstanz, erhalten werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die separate Schleimphase durch Säurebehandlung des Triglyceridöls entwickelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die separate Schleimphase durch Säurebehandlung des Triglyceridöls und nachfolgende teilweise Neutralisation entwickelt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem in Stufe c) die aus Stufe b) erhaltene Schleimphase in den Rohölvorratsbehälter zurückgeführt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem in Stufe d) das aus Stufe b) erhaltene Öl in einem Gegenstromsystem mit Wasser gewaschen wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das in Stufe b) erhaltene Öl ohne vorhergehendes Waschen direkt einer Alkaliraffinierung unterworfen wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das in Stufe d) erhaltene Öl einer physikalischen Raffinierung unterworfen wird.