JP2008539066A - 脱臭方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、有機流体または無機流体を脱臭する方法であって、１つまたは２つ以上のトレーを有するカラムを通る流体の連続的な流れまたは半連続的な流れを形成することと、トレー内の出口で調整弁を使用することにより、各トレー上の迷路状の流路を通る流れを調整して、流路を通る流体のプラグ流れを形成することと、各トレーの底部レベル上に拡散ガスを導入することと、プラグ流れ内で流体を拡散ガスと接触させることと、流体から揮発物を除去することと、カラムの内側またはカラムの外側のダクトで拡散ガスおよび揮発物を送ることとを含む方法に関する。本発明は、プラグ流れトレー、カラム、脱臭プラント、およびその使用法にも関する。

Description

本発明は、有機流体または無機流体を脱臭する方法、プラグ流れトレー（plug flow tray）、トレーカラム（tray column）、脱臭カラム、プラント、およびそれらの使用法に関する。

油および脂肪を浄化するプロセスは、多かれ少なかれバッチ式のプロセスで動作するカラムを含む。この場合、個々の油分子の処理時間に差が生じ、処理後の油または脂肪の品質が低下する恐れがある。これは、油または脂肪が溢流排水原理によって動作するトレーで処理されるからである。Edible Oil and Fat Products; Process Technology（Y.H. Hui編、３３９〜３９０ページ、著作権（Ｃ）１９９６、John Wiley & Sons, Inc.）の第４巻第６章には、油および脂肪を脱臭する様々な主要プロセスが記載されている。

本発明の一目的は、カラムの各トレー内のすべての分子の大部分について等しい保持時間を有する、油および脂肪を浄化する連続的または半連続的な方法を提供することである。

他の目的は、この方法を実現する手段を提供することである。

したがって、本発明は、たとえばすべての食用油や脂肪や鉱油などの流体を浄化する新しい方法を提供する。この新しい方法は、連続的または半連続的に実施することができ、あるいは連続的にも半連続的にも実施することができる。この方法のコンセプトは、すべての分子または液滴について一様な保持時間を与え、すなわち、すべての分子または液滴は、先入れ先出し法によってトレー全体またはカラム全体を通って入口から出口まで一定の流れとして流れることができる。したがって、本発明は、高沸点の有機または無機流体を脱臭する方法であって、１つまたは２つ以上のトレーを有するカラムを通る流体の連続的な流れまたは半連続的な流れを形成することと、トレー内の出口において調整弁を使用することにより、各トレー上の迷路状の流路を通る流れを調整して該流路を通る流体のプラグ流れ（plug flow）を形成することと、各トレーの底部レベル上に拡散ガスを導入することと、プラグ流れ内で流体を拡散ガスと接触させることと、流体から揮発物を除去することと、カラムの内側またはカラムの外側のダクトで拡散ガスおよび揮発物を送ることとを含む方法に関する。

この方法は、流体の流れを調整弁を通して別のプラグ流れトレーまたはエコノマイザ熱交換器に送ることを含んでもよい。流体の流れは、調整弁を通して別のプラグ流れトレーの中心または別のプラグ流れトレーの周囲に送るか、あるいは出口に調整弁を有する収集管を通して送ることができる。

この方法は、トレーの底部レベルに拡散ガスを導入することを含んでもよい。本発明の他の実施態様によれば、拡散ガスは、約２０ｍ／ｓｅｃから約４０ｍ／ｓｅｃの範囲内の速度で導入することができる。本発明の他の実施態様によれば、拡散ガスを約３０ｍ／ｓｅｃ未満の速度で導入することができる。この方法ではさらに、拡散ガスを水蒸気、低分子流体、またはそれらの組み合わせから選択することができる。

本発明の方法のプラグ流れは、カラムを通る総保持時間が６０分未満であってよい。本発明の他の実施態様によれば、総保持時間は４５分未満であってよく、本発明の他の実施態様によれば、総保持時間は３０分未満であってよい。この方法の他の実施態様によれば、総保持時間は約２分〜３０分の範囲内であってよい。

カラムを動作させる温度は、２８０℃未満であってよい。本発明の他の実施態様によれば、カラムを約２５０℃から約２７０℃の範囲内の温度で動作させることができる。

カラムを動作させる圧力は、２０ｍｂａｒ未満であってよい。本発明の他の実施態様によれば、カラムを動作させる圧力は１５ｍｂａｒ未満であってよい。本発明の他の一実施形態によれば、カラムを約０．５ｍｂａｒから１０ｍｂａｒの範囲内の圧力で動作させることができる。この方法の他の実施態様によれば、カラムを約１．５ｍｂａｒから約５ｍｂａｒの範囲内の圧力で動作させることができる。

この方法によれば、流体は、食用油、野菜油または脂肪、動物性油または脂肪、魚油から成るが、鉱油を含んでもよい群から選択することができる。

本発明は、トレーカラム用のプラグ流れトレーであって、トレー底部に連結されたバッフル（baffle）の組立体の迷路状流路とトレー底部の１つの調整弁とを有するトレーに関する。

迷路状流路は、バッフル板が流れを横切るように配置され、流路板が流れに沿って配置されるように構成することができる。

バッフル板は、溶接、ろう付け、部分溶接、部分ろう付け、またはそれらの組み合わせ、あるいは他の任意の適切な連結方法によって底部に連結することができる。

トレーは、同心形状、らせん形状、またはその両方でトレー底部に取り付けられたバッフル板を有してよい。各バッフル部材は、バッフル板とトレーの両方について、特にバッフル板の組立体と底部の接合部について簡素な形状を確保できるような形状であってよい。バッフル板の全体的な構成は、実用上できるだけ長い流路を形成するためにトレー部に連続的な流路を形成することができるような構成であってよい。

トレー底部は、水平であっても、中心の方へ傾斜していても、あるいは中心から離れる方向に傾斜していてもよく、他の一実施態様によれば、トレーの底部は平坦であっても、角錘状であっても、あるいは円錐状であってもよい。本発明の他の一実施態様によれば、トレーの底部は、下向きまたは上向きに１０度未満の角度で傾斜していてもよい。他の実施態様によれば、この角度は少なくとも０．５度であってよい。他の実施態様によれば、この角度は、約０．５度〜約５度の範囲内であってよい。

プラグ流れトレーは、トレーの底部レベルに取り付けられた拡散管を有してもよい。他の一実施態様によれば、拡散管は、約０．５ｍｍ〜約２ｍｍの範囲の直径を有するガス拡散用の穴または流路を有してよい。

流路は、調整弁であってよい流量調節装置を備えることのできる、端部の所の出口点の方へ流体を連続的に送ることができる。出口点は、トレーの中心に位置しても、あるいはトレーの周囲の出口点または収集管の端部の出口点に位置してもよい。

さらに、バッフル板の一部の領域は、真空を分散させるダクトとして使用するか、または下方に取り付けられた連続的なトレーから揮発性ガスを逃がすか、あるいはその両方のための空隙であってよい。したがって、トレーは、真空および拡散ガス用の少なくとも１つのダクトを有してもよい。

本発明は、トレーカラムであって、トレー底部に連結されたバッフル板の組立体の迷路状流路とトレー底部に１つの調整弁とを有する１つまたは２つ以上のプラグ流れトレーを有するトレーカラムに関する。他の一実施態様によれば、トレーカラムは１０個未満のプラグ流れトレーを有する。他の実施態様によれば、トレーカラムは少なくとも１つのプラグ流れトレーを有し、他の実施態様によれば、カラムは最大で６つのプラグ流れトレーを有する。

本発明は、脱臭カラムであって、少なくとも１つのトレーカラムと、構造化された充填材料を有する少なくとも１つの蒸留カラムまたは少なくとも１つのストリッパとを有する脱臭カラムにも関する。蒸留カラムまたはストリッパは、トレーカラムの上方の蒸留カラムまたはストリッパの底部に取り付けられた流体収集装置を有してよい。

本発明の他の一実施態様によれば、各カラムは、トレーカラムと蒸留カラムの両方を含む１つの容器として取り付けるか、または２つの容器、すなわち、連結管によって連結されたトレーカラムおよび蒸留カラムとして取り付けることができる。拡散ガス、真空、またはその両方をトレー内のダクト、カラムの外側のダクト、またはそれらの組み合わせを介して送ることができる。

本発明はさらに、脱臭カラムと、少なくとも１つの熱交換器またはエコノマイザと、少なくとも１つの洗浄装置とを有するプラントに関し、本発明は、すべての食用油、野菜油または脂肪、動物性油または脂肪、魚油、あるいは鉱油を浄化する脱臭プラントの使用法にも関する。本発明の他の実施態様は特許請求の範囲によって定義される。

以下に、本発明について添付の図面によって詳しく説明する。

流体が入口点２から出口点３まで流れるらせん状の迷路状流路を形成するバッフル板１の構成が図１に示されている。図２、３、および４には、らせん状の迷路状流路の他の構成も示されている。流体は、出口点３の位置でトレーから流出する前にできるだけ長時間にわたって流れるように流路を通して導かれる。ガスおよび真空を拡散させるダクト４が各図に示されている。本発明の実施形態によれば、トレー底部が上向きに傾斜しているかそれとも下向きに傾斜しているかに応じて、入口点２および出口点３の場所が変わる。図１〜４では図示されていないが、出口点３に、または出口点３の近くに調整弁が取り付けられている。

流体は、一実施形態では、トレー内の出口点３の位置でトレーから流出して、収集装置５に送られる。収集装置は、横方向に、図示されていない入口点の下方および上方のトレーの周囲に向かう方向へ傾斜している。上方のトレーの流路内の流体の流れを調整する調整弁７が収集装置の端部６に取り付けられている。拡散管８がトレーの底部に取り付けられている。

各トレーは、図６に見ることのできる数本の拡散管８を備えている。図６は、調整弁７を有する下方の収集装置５も示している。トレーカラム内のプラグ流れトレーの底部は、水平であっても、上向きまたは下向きに傾斜していてもよい。図７では、本発明の一実施形態によって、トレーは上向きと下向きの両方に傾斜している。トレー９は、下向きに、１０度未満であってよい角度θで傾斜している。最下点の所に、調整弁７が取り付けられた出口点３がある。流体の流れは、トレーの中心に取り付けられた調整弁からトレー１０上の入口点２に移される。トレー１０は上向きに傾斜している。流体の流れは、迷路状流路をトレーの中心の入口点から周囲の出口点まで移動する。出口点３には調整弁７が取り付けられている。トレー１０も、１０度未満である角度θを有している。

図８は、下向きに傾斜したトレーのみを有するトレーカラムを示している。この実施形態によれば、トレーはカラムの周囲に取り付けられた収集装置５および調整弁７を備えている。一実施形態による真空、揮発物、および拡散ガス用のダクト４は、図９に見ることのできるトレーカラムの内側に取り付けられている。図１０は、ダクト４がトレーカラムの外側に取り付けられる他の実施形態を示している。

本発明によるバッフル構成の断面図である。 本発明による他のバッフル構成の断面図である。 本発明による他のバッフル構成の断面図である。 本発明による他のバッフル構成の断面図である。 本発明の一実施形態による、出口に調整弁を有する収集装置の側面断面図である。 一実施形態による拡散管を有するトレーの断面図である。 本発明の一実施形態によるトレーカラムの側面断面図である。 本発明の他の実施形態によるトレーカラムの側面断面図である。 一実施形態による、カラムの内側のガス・真空ダクトを示す、トレーカラムの側面断面図である。 他の実施形態による、カラムの外側のガス・真空ダクトを示す、トレーカラムの側面断面図である。

Claims (33)

1. 有機流体または無機流体を脱臭する方法であって、１つまたは２つ以上のトレーを有するカラムを通る前記流体の連続的な流れまたは半連続的な流れを形成することと、前記トレー内の出口で調整弁を使用することにより、各トレー上の迷路状の流路を通る流れを調整して、前記流路を通る流体のプラグ流れを形成することと、各トレーの底部レベル上に拡散ガスを導入することと、前記プラグ流れ内で前記流体を拡散ガスと接触させることと、前記流体から揮発物を除去することと、前記カラムの内側または前記カラムの外側のダクトで前記拡散ガスおよび前記揮発物を送ることとを含む方法。
2. 前記流体の流れを前記調整弁を通して別のプラグ流れトレーまたはエコノマイザ熱交換器に送ることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記流体の流れを、前記調整弁を通して別のプラグ流れトレーの中心または別のプラグ流れトレーの周囲に送るか、あるいは前記出口に前記調整弁を有する収集管を通して送ることをさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記トレーの底部レベルに拡散ガスを導入することをさらに含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記拡散ガスは、約２０ｍ／ｓｅｃから約４０ｍ／ｓｅｃの範囲内の速度で導入される、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記拡散ガスは、約３０ｍ／ｓｅｃ未満の速度で導入される、請求項１から５に記載の方法。
7. 前記拡散ガスは、水蒸気、低分子流体、またはそれらの組み合わせから選択される、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記プラグ流れの総保持時間が６０分未満である、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記プラグ流れの総保持時間が約２分〜３０分の範囲内である、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記カラムを２８０℃未満の温度で動作させる、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記カラムを約２５０℃から約２７０℃の範囲内の温度で動作させる、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記カラムを２０ｍｂａｒ未満の圧力で動作させる、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記カラムを約１．５ｍｂａｒから約５ｍｂａｒの範囲内の圧力で動作させる、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記流体は、食用油、野菜脂肪または油、動物性脂肪または油、魚油、および鉱油から成る群から選択される、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
15. トレーカラム用のプラグ流れトレーであって、トレー底部に連結されたバッフル板の組立体の迷路状流路と前記トレー底部の１つの調整弁とを有するトレー。
16. 前記トレーの前記底部レベルに取り付けられた拡散管をさらに有する、請求項１５に記載のプラグ流れトレー。
17. 前記拡散管は、約０．５ｍｍ〜約２ｍｍの範囲内の直径を有する拡散ガス用の穴または流路を有する、請求項１５または１６に記載のプラグ流れトレー。
18. 真空および拡散ガス用の少なくとも１つのダクトをさらに有する、請求項１５から１７のいずれか一項に記載のプラグ流れトレー。
19. 前記バッフル板の組立体が、同心形状、らせん形状、またはその両方で前記トレー底部に取り付けられている、請求項１５から１８のいずれか一項に記載のプラグ流れトレー。
20. 前記調整弁が、前記トレーの中心の出口点、前記トレーの周囲の出口点、または前記収集管の端部の出口点に取り付けられている、請求項１５から１９のいずれか一項に記載のプラグ流れトレー。
21. 前記トレー底部が、平坦な底部、角錐状底部、または円錐状底部である、請求項１５から２０のいずれか一項に記載のプラグ流れトレー。
22. 前記トレーの底部が、下向きまたは上向きに１０度未満の角度で傾斜している、請求項１５から２１に記載のプラグ流れトレー。
23. 前記角度が少なくとも０．５度である、請求項１５から２２のいずれか一項に記載のプラグ流れトレー。
24. 前記角度が約０．５度〜約５度の範囲内である、請求項１５から２３のいずれか一項に記載のプラグ流れトレー。
25. 請求項１５から２４のいずれか一項に記載のプラグ流れトレーを１つまたは２つ以上有するトレーカラム。
26. 前記カラム内に１０個未満のプラグ流れトレーがある、請求項２５に記載のトレーカラム。
27. 少なくとも１つのプラグ流れトレーがある、請求項２６に記載のトレーカラム。
28. 請求項２５から２７のいずれか一項に記載の少なくとも１つのトレーカラムと、構造化された充填材料を有する少なくとも１つの蒸留カラムとを有する脱臭カラム。
29. 前記蒸留カラムの底部に流体収集装置が取り付けられている、請求項２８に記載の脱臭カラム。
30. 前記トレーカラムおよび前記蒸留カラムが、１つの容器として取り付けられているか、または連結管によって連結された２つの容器として取り付けられているか、あるいはその組み合わせとして取り付けられている、請求項２８または請求項２９に記載の脱臭カラム。
31. 前記拡散ガス、前記真空、またはその両方が、前記トレー内のダクト、前記カラムの外側のダクト、またはそれらの組み合わせを介して送られる、請求項２８から３０のいずれか一項に記載の脱臭カラム。
32. 請求項２８から３１のいずれか一項に記載の脱臭カラムと、少なくとも１つの熱交換器または少なくとも熱交換器エコノマイザあるいはそれらの組み合わせと、少なくとも１つの洗浄装置とを有するプラント。
33. 野菜油または脂肪、動物性脂または脂肪、魚油、他の食用油、あるいは鉱油を浄化する脱臭プラントの使用方法。

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