KR20080015813A - 제취 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나 이상의 트레이를 가지는 컬럼을 통해 유체의 연속 유동 또는 준연속 유동을 생성하는 단계와, 트레이의 출구에 있는 조절 밸브를 사용하여 통로를 통과하는 유동을 조절하여 각 트레이 상에서 미로 통로를 통과하는 유체의 플러그 유동을 생성하는 단계와, 각 트레이 바닥 레벨 상으로 스파징 가스를 도입하는 단계와, 플러그 유동에서 유체를 스파징 가스와 접촉시키는 단계와, 유체로부터 휘발성 물질을 제거하는 단계와, 스파징 가스 및 휘발성 물질을 컬럼 내측 및 외측 덕트 내에 전달하는 단계를 포함하는, 유기 유체 또는 무기 유체를 제취하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 플러그 유동 트레이, 컬럼, 제취 플랜트 및 그 사용에 관한 것이다.

트레이, 컬럼, 조절 밸브, 플러그 유동, 제취 플랜트

Description

제취 방법 {Method for Deodorisation}

본 발명은 유기 유체 또는 무기 유체를 제취하는 방법, 플러그 유동 트레이, 트레이 컬럼, 제취 컬럼, 플랜트 및 그 사용에 관한 것이다.

유지 및 지방을 정화하는 공정은 배치 와이즈 공정(batch wise process)에서 다소 작동하는 컬럼을 포함한다. 이것은, 유지 또는 지방이 오버플로우 배수 원리(overflow drainage principle)에 의해 작동하는 트레이에서 처리되기 때문에, 처리된 유지 또는 지방의 품질 저하로 결과되는 개별 유지 분자에 대한 공정 시간의 차이를 부과할 위험이 있을 수 있다. 1996년에 존 윌리 앤 선즈 인크.(John Wiley & Suns, Inc.)에 의해 출간되고 와이. 에이치. 휴(Y.H. Hui)에 의해 저술된 "식용 유지 및 지방 제품과 공정 기술(Edible Oil and Fat Products; Process Technology)"의 제4권 wp6장의 페이지 339 내지 390에는, 유지 및 지방의 제취를 위해 상이한 원리의 공정이 설명되어 있다.

본 발명의 하나의 목적은 컬럼의 각각의 트레이에서 모든 분자의 대부분에 대해 동일한 체류 시간을 가지는, 유지 및 지방을 정화하기 위한 연속적인 또는 준연속적인 방법을 제공하는 것이다.

또 다른 목적은 상기 방법을 성취하기 위한 도구를 제공하는 것이다.

따라서 본 발명은 예컨대 모든 식용 유지 및 식용 지방 및 광유와 같은 유체를 정화하기 위한 새로운 방법을 제공한다. 그 새로운 방법은 연속적으로, 준연속적으로, 또는 양쪽 모두로 작동할 수 있다. 상기 방법의 개념은 모든 분자 또는 액적에 대해 균일한 체류 시간을 생성하는 것으로서, 즉 모든 분자 또는 액적은 선입선출 원리에 입구로부터 출구까지의 모든 트레이 또는 모든 컬럼을 통해 정상 유동으로서 유동할 수 있다. 따라서, 본 발명은 고비등점의 유기 유체 또는 무기 유체를 제취하는 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 하나 이상의 트레이를 가지는 컬럼을 통해 유체의 연속 유동 또는 준연속 유동을 생성하는 단계와, 트레이의 출구에 있는 조절 밸브를 사용하여 통로를 통과하는 유동을 조절하여 각 트레이 상에서 미로 통로를 통과하는 유체의 플러그 유동을 생성하는 단계와, 각 트레이의 바닥 레벨 상으로 스파징 가스(sparging gas)를 도입하는 단계와, 플러그 유동에서 유체를 스파징 가스와 접촉시키는 단계와, 유체로부터 휘발성 물질을 제거하는 단계와, 스파징 가스 및 휘발성 물질을 컬럼 내측 또는 컬럼 외측의 덕트 내에 전달하는 단계를 포함한다.

상기 방법은 또한 유체 유동을 조절 밸브를 통해 다른 플러그 유동 트레이 또는 이코노마이저 열교환기로 전달하는 단계를 포함할 수 있다. 유체 유동은 조절 밸브를 통해 또는 출구에서 조절 밸브를 가지는 수집 파이프를 통해 다른 플러그 유동 트레이의 중심으로 또는 다른 플러그 유동 트레이의 주연부로 전달될 수 있다.

상기 방법은 또한 트레이의 바닥 레벨에 스파징 가스를 도입하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법의 하나의 대체 실시예에 따르면, 스파징 가스는 약 20㎧ 내지 약 40㎧ 범위 내의 속도로 도입될 수 있다. 상기 방법의 다른 대체 실시예에 따르면, 스파징 가스는 약 30㎧ 이하의 속도로 도입될 수 있다. 상기 방법은 스파징 가스가 수증기, 낮은 분자 유체 또는 그 조합으로부터 선택될 수 있는 것을 포함한다.

본 발명의 방법의 플러그 유동은 컬럼을 통해 60분 이하의 총 체류 시간을 가질 수 있다. 상기 방법의 하나의 대체 실시예에 따르면, 총 체류 시간은 45분 이하일 수 있고, 상기 방법의 다른 대체 실시예에 따르면, 총 체류 시간은 30분 이하일 수 있다. 상기 방법의 또 다른 대체 실시예에 따르면, 총 체류 시간은 약 2 내지 30분 범위 내에 있을 수 있다.

컬럼이 작동할 수 있는 온도는 280℃ 이하일 수 있다. 상기 방법의 하나의 대체 실시예에 따르면, 컬럼은 약 250℃ 내지 약 270℃ 범위 내의 온도에서 작동할 수 있다.

컬럼이 작동할 수 있는 압력은 20 mbar 이하일 수 있다. 상기 방법의 하나의 대체 실시예에 따르면, 컬럼은 15 mbar 이하의 압력에서 작동할 수 있다. 상기 방법의 하나의 대체 실시예에 따르면, 컬럼은 약 0.5 내지 약 10 mbar 범위 내의 압력에서 작동할 수 있다. 상기 방법의 다른 대체 실시예에 따르면, 컬럼은 약 1.5 내지 약 5 mbar 범위 내의 압력에서 작동할 수 있다.

상기 방법에 따르면, 유체는 모든 식용유, 식물성 유지 또는 식물성 지방, 동물성 유지 또는 동물성 지방, 어유, 및 광유로 구성된 그룹으로부터 선택될 수 있다.

본 발명은 또한 트레이 컬럼을 위한 플러그 유동 트레이에 관한 것이며, 상기 플러그 유동 트레이는 트레이 바닥에 연결된 배플들의 조립체의 통로 미로와 트레이 바닥 내의 하나의 조절 밸브를 포함한다.

통로 미로는 배플 판이 유동을 가로질러 배열되고 채널 판이 유동을 따라 배열되도록 배열될 수 있다.

배플은 용접, 납땜, 부분 용접, 부분 납땜, 또는 그들의 조합, 또는 임의의 다른 적절한 연결 방법으로, 바닥에 연결될 수 있다.

트레이 레이아웃은 동심형, 나선형 또는 양쪽 모두의 형상으로 트레이의 바닥에 장착되는 배플 장치를 포함할 수 있다. 각각의 배플 요소는 배플 및 트레이 모두의 간단한 기하학적 형상이 특히 배플 조립체를 바닥에 접합시키기 위해 확인될 수 있는 방식으로 형상화될 수 있다. 전체 배플 장치는 실제로 가능한 한 긴 통로를 만들 목적으로 연속 통로가 트레이 섹션에서 전개될 수 있도록 한다.

트레이 바닥은 수평, 중심으로 경사지거나 또는 중심으로부터 멀리 경사질 수 있고, 하나의 대체 실시예에 따르면, 트레이의 바닥은 편평형, 각주 원뿔형, 또는 둥근 원뿔형일 수 있다. 하나의 대체 실시예에 따르면, 트레이의 바닥은 10°이하의 각도로 하향 또는 상향 경사질 수 있다. 또 다른 대체 실시예에 따르면, 각도는 적어도 0.5°일 수 있다. 또 다른 대체 실시예에 따르면, 각도는 약 0.5°내지 약 5°범위 내에 있는 각도일 수 있다.

플러그 유동 트레이는 트레이의 바닥 레벨에서 장착된 스파징 파이프를 포함할 수 있다. 하나의 대체 실시예에 따르면, 스파징 파이프는 약 0.5 ㎜ 내지 약 2 ㎜ 범위 내의 직경을 구비한, 스파징 가스를 위한 구멍 또는 통로를 가질 수 있다.

통로는 조절 밸브일 수 있는 유동 제어 장치와 끼워 맞춤될 수 있는 단부에서 출구 지점 쪽으로 유체를 연속적으로 지향시킬 수 있다. 출구 지점은 트레이의 중심에 있거나, 트레이의 주연부의 출구 지점, 또는 수집 파이프의 단부에서의 출구 지점에 있을 수 있다.

또한, 배플 장치의 한 섹터는 진공을 분배하기 위한 덕트로서 사용되거나, 아래에 장착된 연속적 트레이로부터 휘발성 가스가 배출되도록 하거나, 또는 그 모두를 위해 보이드(void)일 수도 있다. 따라서, 트레이는 진공 및 스파징 가스를 위한 적어도 하나의 덕트를 포함할 수 있다.

본 발명은 또한 트레이 바닥에 연결된 배플들의 조립체의 통로 미로와 트레이 바닥에서의 하나의 조절 밸브를 가지는 하나 이상의 플러그 유동 트레이를 포함하는 트레이 컬럼에 관한 것이다. 하나의 대체 실시예에 따르면, 트레이 컬럼은 10개 이하의 플러그 유동 트레이를 갖는다. 다른 대체 실시예에 따르면, 트레이 컬럼은 적어도 하나의 플러그 유동 트레이를 가지고, 또 다른 대체 실시예에 따르면, 컬럼은 최대 6개의 플러그 유동 트레이를 가질 수 있다.

본 발명은 또한 적어도 하나의 트레이 컬럼과, 구조화된 패킹 재료를 가지는 적어도 하나의 정제 컬럼 또는 적어도 하나의 스트리퍼를 포함하는 제취 컬럼에 관한 것이다. 정제 칼럼 또는 스트리퍼는 트레이 컬럼 위의 정제 칼럼 또는 스트리퍼의 바닥에 장착된 유체 수집기를 가질 수 있다.

본 발명의 하나의 대체 실시예에 따르면, 컬럼들은 트레이 컬럼 및 정제 컬럼 모두를 포함하는 하나의 용기로서 장착되거나, 트레이 컬럼 및 정제 컬럼이 연결 파이프로 연결된 2개의 용기로서 장착될 수 있다. 스파징 가스, 진공 또는 양쪽 모두는 트레이 내의 덕트를 통해, 컬럼 외측의 덕트를 통해, 또는 그들의 조합을 통해 운반될 수 있다.

본 발명은 또한 제취 컬럼, 적어도 하나의 열교환기 또는 이코노마이저, 및 적어도 하나의 스크루버를 포함하는 플랜트에 관한 것이고, 본 발명은 또한 모든 식용유, 식물성 유지 또는 식물성 지방, 동물성 유지 또는 동물성 지방, 어유, 또는 광유를 정화하기 위한 제취 플랜트 사용법에 관한 것이다. 본 발명의 그 밖의 실시예는 청구범위에 의해 한정된다.

후속하여 본 발명은 첨부된 도면을 이용하여 더욱 상세히 설명될 것이다.

도1은 본 발명에 따른 하나의 대체 배플 장치의 단면도를 도시한다.

도2는 본 발명에 따른 다른 대체 배플 장치의 단면도를 도시한다.

도3은 본 발명에 따른 또 다른 대체 배플 장치의 단면도를 도시한다.

도4는 본 발명에 따른 또 다른 대체 배플 장치의 단면도를 도시한다.

도5는 본 발명에 따른 하나의 대체 실시예에 따라, 출구에서 조절 밸브를 가지는 수집 장치의 측부 단면도를 도시한다.

도6은 하나의 대체 실시예에 따라, 스파징 파이프를 가지는 트레이의 단면도 를 도시한다.

도7은 본 발명의 하나의 대체 실시예에 따른 트레이 컬럼의 측부 단면도를 도시한다.

도8은 본 발명의 다른 대체 실시예에 따른 트레이 컬럼의 측부 단면도를 도시한다.

도9는 하나의 대체 실시예에 따라, 컬럼 내측에 가스 및 진공 덕트를 가지는 트레이 컬럼의 측부 단면도를 도시한다.

도10은 본 발명의 다른 대체 실시예에 따라, 컬럼 외측에 가스 및 진공 덕트를 가지는 트레이 컬럼의 측부 단면도를 도시한다.

유체가 입구 지점(2)으로부터 출구 지점(3)까지 유동하는, 나선형 미로 통로를 형성하는, 나선형 장치의 배플(1)이 도1에 도시되어 있다. 도2, 도3 및 도4에는, 나선형 미로 통로의 다른 장치가 개시되어 있다. 유체는 출구 지점(3)에서 트레이를 벗어나기 전까지 가능한 한 오랜 시간 동안 상기 통로를 통해 유동하도록 지향된다. 스파징 가스 및 진공을 위한 덕트(4)가 도면들에서 도시되어 있다. 트레이 바닥이 상향하는지 또는 하향하는지에 따라서, 입구 지점(2) 및 출구 지점(3)이 본 발명의 대체 실시예에 따라 위치를 변경할 수 있다. 도1 내지 도4 모두에서, 조절 밸브는 출구 지점(3)에 또는 그 근방에 장착되지만, 도면에는 도시되지 않는다.

유체는 트레이의 출구 지점(3)에서 트레이를 벗어나고, 하나의 대체 실시예 에 따라 수집 장치(5)로 전달된다. 수집 장치는 도면에서 도시되지 않은 입구 지점 위에서 그리고 하부 트레이의 주연부 쪽 방향으로 경사진 측로이다. 수집 장치의 단부 지점(6)에는, 상부 트레이의 통로에서 유체 유동을 조절하는 조절 밸브(7)가 장착되어 있다. 스파징 파이프(8)는 트레이의 바닥에 장착되어 있다.

각각의 트레이에는 도6에서 알 수 있는 복개의 스파징 파이프(8)가 장착되어 있다. 도6은 또한 조절 밸브(7)를 가지는 하부에 놓인 수집 장치(5)를 도시한다. 트레이 컬럼에서 플러그 유동 트레이의 바닥은 수평, 상향 또는 하향일 수 있다. 도7에서, 트레이는 하나의 대체 실시예에 따라 상향 및 하향되어 있다. 트레이(9)는 10°이하일 수 있는 각도(θ)로 하향되어 있다. 조절 밸브(7)가 장착되는 출구 지점(3)은 최하위 지점에 있다. 유체의 유동은 트레이의 중심에 장착된 조절 밸브로부터 트레이(10)의 입구 지점(2)으로 전달될 것이다. 트레이(10)는 상향한다. 유체의 유동은 트레이의 중심에 있는 입구 지점으로부터 밖으로 주연부에 있는 출구 지점(3)으로 미로 통로를 통과할 것이다. 조절 밸브(7)는 출구 지점(3)에 장착된다. 트레이(10)는 또한 10°이하의 각도(θ)를 가지고 있다.

도8은 하향 경사진 트레이만을 가지는 트레이 컬럼을 도시한다. 이러한 대체 실시예에 따르면, 트레이에는 컬럼의 주연부에 장착된 조절 밸브(7)와 수집 장치(5)가 구비된다. 하나의 대체 실시예에 따라, 진공, 휘발성 및 스파징 가스를 위한 덕트(4)는 도9에서 알 수 있는 바와 같이 트레이 컬럼 내측에 장착된다. 도10은 턱트(4)가 트레이 컬럼 외측에 장착된 다른 대체 실시예를 도시한다.

Claims (33)

1. 유기 유체 또는 무기 유체를 제취하는 방법이며,

   하나 이상의 트레이를 가지는 컬럼을 통해 유체의 연속 유동 또는 준연속 유동을 생성하는 단계와, 트레이의 출구에 있는 조절 밸브를 사용하여 통로를 통과하는 유동을 조절하여 각 트레이 상에서 미로 통로를 통과하는 유체의 플러그 유동을 생성하는 단계와, 각 트레이의 바닥 레벨 상으로 스파징 가스를 도입하는 단계와, 플러그 유동에서 유체를 스파징 가스와 접촉시키는 단계와, 유체로부터 휘발성 물질을 제거하는 단계와, 스파징 가스 및 휘발성 물질을 컬럼 내측 및 외측의 덕트 내에 전달하는 단계를 포함하는 제취 방법.
2. 제1항에 있어서, 유체 유동을 조절 밸브를 통해 다른 플러그 유동 트레이 또는 이코노마이저 열교환기로 전달하는 단계를 더 포함하는 제취 방법.
3. 제1항 또는 제2항에서, 유체 유동을 조절 밸브를 통해 또는 출구에서 조절 밸브를 가지는 수집 파이프를 통해, 다른 플러그 유동 트레이의 중심으로 또는 다른 플러그 유동 트레이의 주연부로 전달하는 단계를 더 포함하는 제취 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 트레이의 바닥 레벨에 스파징 가스를 도입하는 단계를 더 포함하는 제취 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 스파징 가스는 약 20㎧ 내지 약 40㎧ 범위 내의 속도로 도입되는 제취 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 스파징 가스는 약 30㎧ 이하의 속도로 도입되는 제취 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 스파징 가스는 수증기, 분자량이 낮은 유체 또는 그들의 조합으로부터 선택되는 제취 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 플러그 유동은 60분 이하의 총 체류 시간을 가지는 제취 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 플러그 유동은 약 2 내지 30분 범위 내의 총 체류 시간을 가지는 제취 방법.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 컬럼은 280℃ 이하의 온도에서 작동하는 제취 방법.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 컬럼은 약 250℃ 내지 약 270℃ 범위 내의 온도에서 작동하는 제취 방법.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 컬럼은 20 mbar 이하의 압력에서 작동하는 제취 방법.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 컬럼은 약 1.5 내지 약 5 mbar 범위 내의 압력에서 작동하는 제취 방법.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 유체는 모든 식용유, 식물성 지방 또는 식물성 유지, 동물성 지방 또는 동물성 유지, 어유, 및 광유로 구성된 그룹으로부터 선택되는 제취 방법.
15. 트레이 컬럼을 위한 플러그 유동 트레이이며,

    트레이 바닥에 장착된 배플들의 조립체의 통로 미로와 트레이 바닥 내의 하나의 조절 밸브를 포함하는 플러그 유동 트레이.
16. 제15항에 있어서, 트레이는 또한 트레이의 바닥 레벨에 장착된 스파징 파이프를 더 포함하는 플러그 유동 트레이.
17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 스파징 파이프는 약 0.5 ㎜ 내지 약 2 ㎜ 범 위 내의 직경을 구비하는, 스파징 가스를 위한 구멍 또는 통로를 가지는 플러그 유동 트레이.
18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 트레이는 진공 및 스파징 가스를 위한 적어도 하나의 덕트를 더 포함하는 플러그 유동 트레이.
19. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 배플들의 조립체는 동심형, 나선형 또는 양쪽 모두의 형상으로 트레이의 바닥에 장착되는 플러그 유동 트레이.
20. 제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 조절 밸브는 트레이의 중심의 출구 지점, 트레이의 주연부의 출구 지점, 또는 수집 파이프의 단부에서의 출구 지점에 장착되는 플러그 유동 트레이.
21. 제15항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 트레이 바닥은 편평한 바닥, 각주 원뿔형 바닥, 또는 둥근 원뿔형 바닥인 플러그 유동 트레이.
22. 제15항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 트레이의 바닥은 10°이하의 각도로 하향 또는 상향 경사지는 플러그 유동 트레이.
23. 제15항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 각도는 적어도 0.5°인 플러그 유동 트레이.
24. 제15항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 각도는 약 0.5°내지 약 5°범위 내에 있는 플러그 유동 트레이.
25. 제15항 내지 제24항 중 어느 한 항에 따른 플러그 유동 트레이를 하나 이상 포함하는 트레이 컬럼.
26. 제25항에 있어서, 컬럼 내에 10개 이하의 플러그 유동 트레이가 있는 트레이 컬럼.
27. 제26항에 있어서, 적어도 하나의 플러그 유동 트레이가 있는 트레이 컬럼.
28. 제25항 내지 제27항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 트레이 컬럼과, 구조화된 패킹 재료를 가지는 적어도 하나의 정제 컬럼를 포함하는 제취 컬럼.
29. 제28항에 있어서, 정제 컬럼의 바닥에 유체 수집기가 장착되는 제취 컬럼.
30. 제28항 또는 제29항에 있어서, 트레이 컬럼 및 정제 컬럼은 하나의 용기로서 장착되거나, 연결 파이프로 연결된 2개의 용기로서 장착되거나, 그들의 조합으로서 장착되는 제취 컬럼.
31. 제28항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 스파징 가스, 진공 또는 양쪽 모두는 트레이 내의 덕트를 통해, 컬럼 외측의 덕트를 통해, 또는 그들의 조합을 통해 운반되는 제취 컬럼.
32. 제28항 내지 제31항 중 어느 한 항에 따른 제취 컬럼, 적어도 하나의 열교환기 또는 적어도 하나의 열교환기 이코노마이저, 또는 그들의 조합, 및 적어도 하나의 스크루버를 포함하는 플랜트.
33. 식물성 유지 또는 식물성 지방, 동물성 유지 또는 동물성 지방, 어유, 다른 식용유, 또는 광유를 정화하기 위한 제취 플랜트의 사용.

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