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Verfahren zur Entfärbung von flüssigen pflanzlichen oder tierischen
Fetten Zur Entfärbung von flüssigen pflanzlichen oder tierischen Fetten benutzt
man außer anorganischen Adsorbenzien, wie Bleicherde, Kieselsäure- oder Aluminiumoxydgel,
auch pulverförmige Aktivkohlen, die für sich allein oder auch in Kombination mit
anderen Adsorbenzien angewandt werden. Der aktiven Kohle kommt hierbei vornehmlich
die Aufgabe zu, selektiv solche Verunreinigungen zu entfernen, die gar nicht oder
nur wenig polar und zumeist gefärbt sind bzw. den zu behandelnden Flüssigkeiten
einen unerwünschten Geruch oder Geschmack verleihen.
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Es ist bekannt, die zu entfernenden von verschiedenen Adsorbenzien
selektiv adsorbierbaren Stoffe je nach ihren Eigenschaften entweder mit anorganischen
hydrophilen oder auch mit organischen hydrophoben Adsorbenzien bzw. mit deren Gemischen
zu behandeln, um eine dem Verwendungszwecke entsprechende möglichst gute Reinigungswirkung
zu erzielen. Von den anorganischen Adsorbenzien, wie Bleicherde u. a., ist bekannt,
daß sie zur Entfaltung ihrer vollen Wirksamkeit einen bestimmten Wassergehalt besitzen
müssen, der als Hydrat- oder Quellwasser vorliegen kann. Es ist weiterhin bekannt,
organische, mit Wasser nicht oder wenig mischbare Stoffe im flüssigen Zustand zur
Entfernung von bestimmten Verunreinigungen, wie Säureteer, Fettsäuren, Schleimstoffen
u. a., mit wäßrigen Lösungen von Chemikalien zu waschen, wobei die zumeist eine
Emulsion bildenden, nicht miteinander mischbaren Flüssigkeiten nach der Entmischung
in zwei Schichten voneinander getrennt werden. Schließlich ist auch bekannt, bei
der Anwendung von Aktivkohle zur Reinigung organischer Stoffe in flüssigem Zustand
eine Aktivkohle zu verwenden, die einen geringen, von der Herstellung her bedingten
oder zusätzlich aufgebrachten Gehalt an Säure oder Alkali enthält. In manchen Fällen
erreicht man mit solchen Aktivkohlen eine bessere Trennwirkung als mit den deichen
neutralen Aktivkohlen. Bekannt sind für solche Anwendungszwecke Kohlen mit einem
Säuregehalt bis zu 5% oder einem Alkaligehalt von weniger als 3%. Der Wassergehalt
dieser Aktivkohlen liegt bei den üblichen Handelsprodukten zwischen 5 und 12°/o.
:Nach dem bisherigen Stand der Technik wurde auf den Wassergehalt der Kohle als
unwesentlichen Bestandteil nicht geachtet. Die sauren oder alkalischen Aktivkohlen
kamen mit dem der üblichen Handelsware entsprechenden Wassergehalt zum Einsatz.
In bestimmten Fällen wird für besondere Zwecke auch Aktivkohle als wäßriger Brei
oder in wäßriger Aufschlämmung angewandt, wobei die Kohle, wenn sie zur Reinigung
organischer, nicht mit Wasser mischbaren flüssigen Stoffen verwendet wird, zumeist
eine katalytische Wirkung, z. B. die übertragung von Luftsauerstoff für eine Oxydation,
ausübt. Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß pulverförmige Aktivkohle
bei der Entfärbung von flüssigen pflanzlichen oder tierischen Fetten dann besonders
wirksam ist, wenn sie neben einem Wassergehalt von mehr als 15% und weniger als
60% zusätzlich noch Säuren von mehr als 5°/o, errechnet als Schwefelsäure und bezogen
auf die trockene Kohle, bzw. in anderen Fällen mehr als 31>/o Alkali, errechnet
als Natronlauge und bezogen auf die trockene Kohle, enthält. Die Anwendung der Pulverkohle
erfolgt erfindungsgemäß im Einrührverfahren.
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Der optimale Gehalt der pulverförmigen Aktivkohle an Wasser innerhalb
der erfindungsgemäß vorgesehenen Grenze sowie der Gehalt an Säure von mehr als 51)/o
oder an Lauge von mehr als 30% richtet sich nach der Kohlesorte und den Eigenschaften
der zu entfärbenden fetten Öle. Die Aktivkohle nach der Erfindung ist im Gegensatz
zu feuchten, als Brei oder als Aufschlämmung angewandten ähnlichen Produkten rieseltrocken;
der Wassergehalt ist deshalb nach oben hin mit 60°/o begrenzt.
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Das Wasser bzw. die Säure oder das Alkali werden der Aktivkohle zweckmäßig
bei der Herstellung, z. B. beim Löschen des heißen Verkohlungsproduktes oder nach
einer zur Befreiung von aktivierenden oder störenden Chemikalien notwendigen Wäsche
einverleibt.
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Für die Herstellung solcher Kohlen mit mehr als 151>/o Wassergehalt
und bestimmtem höherem als bekanntem Säure- oder Alkaligehalt eignen sich besonders
hochaktive Kohlen mit großem Porenvolumen bzw. einem kleinen Litergewicht, das z.
B. unter 350 g je Liter, bezogen auf trockene Kohle, liegen kann. Solche Kohlen
können eine verhältnismäßig große Flüssigkeitsmenge aufnehmen, ohne daß ihre aktive
Oberfläche dadurch unwirksam wird. Begnügt man sich mit geringeren
Gehalten
an Wasser, Säure oder Alkali, d. h. etwa 15 bis 30°/o Wasser, etwa 5 bis 10% Säure
oder 3 bis 109/o Alkali, so sind auch Aktivkohlen mit geringerem Porenvolumen verwendbar.
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Erfindungsgemäß kann die wasserhaltige Alkalihy drohyde oder Säuren
enthaltende Aktivkohle einer bestimmten Art mit einer Aktivkohle einer anderen Art,
die ebenfalls Wasser und die obengenannten Chemikalien enthalten kann, oder auch
mit anderen Adsorbenzien, wie Bleicherde, Kiesel- oder Aluminogel, gemischt sein.
Die verschiedenen Adsorbenzien können auch in Mischung miteinander oder in Stufen
getrennt zur Anwendung kommen.
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Die Wirkungsweise des Verfahrens gemäß der Erfindung wird durch Beispiele
nachfolgend veranschaulicht.
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Beispiel 1
| Lfd. Behandlung eines trüben, 2,60% freie Zeit bis zur |
| Fettsäure enthaltenden rohen Baum- Emulsions- |
| Nr. wollsaatöles mit trennung |
| 1 unbehandelt nach mehr |
| als 8 Stunden |
| nicht klar |
| 2 50% Aktivkohle X*) als Han- 135 Minuten |
| delsware mit 129/o H.0-Ge- |
| halt, neutral |
| 3 10% Aktivkohle X als Handels- 115 Minuten |
| Ware mit 129/o H.,0-Gehalt, |
| neutral |
| 4 5% Aktivkohle X mit 12% 121 Minuten |
| H20 und 1% Salzsäure |
| 5 SOlo Aktivkohle X mit 12% 95 Minuten |
| H., 0-Gehalt und 6% Salzsäure |
| (100%ig) |
| 6 5% Aktivkohle X mit 45% 55 Minuten |
| H.0-Gehalt und 6 % Salz säure |
| (100%ig) |
| 7 10% Aktivkohle X mit 45% 38 Minuten |
| H.,0-Gehalt und 6%Salzsäure |
| (1 00./ei g |
| 8 5% Aktivkohle X mit 6% H20- 118 Minuten |
| Gehalt und 100% Phosphor- |
| säure |
| 9 59/(h Aktivkohle X mit 25% 45 Minuten |
| H.,0-Gehalt und 10% Phos- |
| phorsäure |
| 10 59/o Aktivkohle X mit 50°/o 32 Minuten |
| H.0-Gehalt und 10% Phos- |
| phorsäure |
| *) »Aktivkohle X« ist eine feingemahlene Kohle, die im |
| Wasserdampfverfahren aus Holzkohle erhalten wurde. |
Dieses Beispiel zeigt den Vorteil der Anwendung säurehaltiger Aktivkohle mit höherem
Wassergehalt entsprechend der in der Beschreibung genannten Kennzeichnung bei der
Entschleimung eines rohen Baumwollsaatöles. Bekanntlich enthalten fette Öle, zumal
wenn unter hohem Druck erhaltene Öle zweiter Pressung vorliegen, Schleimstoffe,
Phosphatide, Lipoide u. a., die oft durch eine Wäsche mit verdünnter Säure abgeschieden
werden. Dabei entstehen oft Emulsionen, die sich nur langsam in eine ölige und wäßrige
Schicht trennen. Bisweilen erhält man nur eine ungenügende Abscheidung der trübenden
Schleimstoffe und Ölverluste an der Grenzschicht Öl-Wasser, weil die sich ausscheidenden
Kolloide Öl einschließen. Wendet man statt einer üblichen Wäsche Aktivkohle gemäß
der Erfindung an, so erhält man nach Abtrennung solcher Kohle, die infolge ihrer
sauren und zugleich adsorptiven Eigenschaften die Schleimstoffe ausscheidet, nach
der Filtration - gegebenenfalls nach Zusatz von Kieselgur - blanke weitgehend entschleirnte
Filtrate ohne großen Ölverlust. Die Wirkung der Kohle kann, wie es Beispiel 1 zeigt,
dadurch beurteilt werden, daß man das bei
60' C während 30 Minuten unter
Rühren behandelte Öl in einer Probe z. B. unter gleichen Bedingungen mit 10 Teilen
Wasser auf 90 Teile Öl mit einem schnell laufenden Turborührer vermischt bzw. emulgiert
und die Zeit bestimmt, die nötig ist, ein sich zunächst als ölige Phase klar ausscheidendes
Öl zu erhalten. Je mehr Schleimstoffe abgetrennt sind, um so schneller klärt sich
das Öl. Die im Beispiel 1 genannten unterschiedlichen Wasser- und Säuregehalte der
gleichen Aktivkohle X zeigen, daß eine wesentlich bessere Wirkung bei dieser Anwendungsweise
der Aktivkohle erzielt wird, wenn sie mehr als 151/o Wasser und zugleich mehr als
59/o Säure enthält. Ist der Wassergehalt zu gering, so ist die erzielbare Wirkung
auch bei Anwesenheit von mehr als 59/o Säure zwar besser als mit neutraler Aktivkohle;
er steigt jedoch noch bedeutend, wenn der Wassergehalt entsprechend der Erfindung
auf mehr als 15% und weniger als 60% eingestellt wird.
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Beispiel 2 Entfärbung und Reinigung von dunklem, entschleimtem und
entsäuertem Baumwollsaatöl Kenndaten Farbe nach L o v i b o n d in 51/4 "-Cüvette
= 13,1 cm Schichtdicke: 163 gelb 20 rot Säurezahl 0,09 Behandlung 30 Minuten bei
80° C unter Rühren mit Bleicherde oder Mischungen von Bleicherde mit Aktivkohle
A*) (80 Teile Bleicherde -f- 20 Teile Aktivkohle) '^') »Aktivkohle A« ist
eine Chlorzink-aktivierte Kohle.
| % Gehalt der angewandten |
| Zur Erzielung einer Gesamtfär- _ »Aktivkohle AK |
| bung von 85 % bzw. einer Rest- Alkali, |
| farbe von 3 rot in 13,1 cm Schicht nasser, berechnet als |
| nach L o v i b o n d werden benö- berechnet auf Na O H auf |
| tiat: angewandte |
| Aktivkohle I Akrik ohle |
| 1. 4,1'% Bleicherde allein - - |
| 2. 3,6% Mischung, 80 Teile |
| Bleicherde zu 20 Teilen |
| Aktivkohle ............ 8,2 0,5 |
| 3. 3,5% wie 2 .......... 0,4 5,1 |
| 4. 2,7% wie 3 .......... 19,6 5,1 |
| 5. 3,3% wie 4 .......... 0,5 10,3 |
| 6. 2,25% wie 7 . . . . . . . . . . 23,0 10,3 |
| 7. 3,2% wie 6 . ...... . . . 58,3 10,3 |
| B. 3,959/owie 7 .......... 71,1 10,3 |
| 9. -1,0°/o wie 8 .......... 0,6 25 |
| 10. 2,1'°/o wie 9 .......... 25 25 |
| 11. 3,1% wie 10 ......... 55 25 |
Beispiel 2 zeigt den Vorteil der Anwendung wasserhaltiger und alkalischer
Aktivkohle im Gemisch mit Bleicherde bei der Entfärbung und Reinigung von dunklem,
entschleimtem und entsäuertem Baumwollsaatöl, das in üblicher Weise mit einem Gemisch
von 80 Teilen Bleicherde und 20 Teilen Aktivkohle behandelt wurde. Auch hier wirkt
die gleiche Aktivkohle wesentlich besser, wenn ihr Wassergehalt höher als 15% und
zugleich ihr Alkaligehalt größer als 30/0 ist. Ein hoher Alkaligehalt allein, ohne
einen erfindungsgemäß ausreichenden Wassergehalt, kann keine genügende Wirkung bei
Anwendung solcher Kohle bringen. Ist die Kohle zu feucht, so kann ihre aktive Oberfläche
nicht mehr adsorptiv wirken, so daß der Wassergehalt nach oben begrenzt werden muß.