DE69205884T2

DE69205884T2 - Desodorisierung von essbarem Öl und/oder Fett mit einem nichtkondensierbaren Inertgas und Rückgewinnung von einem hochwertigen Fettsäuredestillat.

Info

Publication number: DE69205884T2
Application number: DE69205884T
Authority: DE
Inventors: Jose Ramon Calvo; Alan T Y Cheng; Barrado Ramon Rodriquez
Original assignee: Praxair Technology Inc
Current assignee: Praxair Technology Inc
Priority date: 1991-05-13
Filing date: 1992-05-12
Publication date: 1996-06-05
Anticipated expiration: 2012-05-13
Also published as: US5374751A; DE69205884D1; CA2068460C; CA2068460A1; JPH05179282A; EP0513739A3; EP0513739B1; MX9202203A; ES2079097T3; EP0513739A2; US5241092A

Description

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf die Verwendung einer bestimmten Menge eines nicht kondensierbaren inerten Gases als Stripmedium beim Desodorisieren von Speiseölen und/oder Speisefetten und insbesondere bezieht sie sich auf die Verwendung einer Menge von Stickstoff als ein Stripmedium beim Desodorisieren von Speiseölen und/oder Speisefetten, die wesentlich geringer als die theoretisch erforderliche Menge ist.
Die Desodorisierung stellt gewöhnlich den abschließenden Prozeßschritt bei der Herstellung von Speiseöl- und Speisefettprodukten dar. Gewöhnlich werden Speiseöle oder Speisefette entweder einer chemischen Raffinierung mit Entschleimungs- Neutralisierungs-, Entwachsungs- Wasch- und Filterschritten oder einer physikalischen Raffinierung mit Entschleimungs- Entfärbungs- und Filterschritten vor der Desodorisierung unterzogen. Die verwendete Raffinierungsart, d.h. chemische oder physikalische Raffinierung, kann die Betriebsbedingungen der Desodorisierung bestimmen. Es können beispielsweise strengere Desodorisierungsbetriebsbedingungen zum Erhalten von Speiseöl- und Speisefettprodukten mit den gewünschten Eigenschaften nötig sein, wenn vor der Desodorisierung eine physikalische Raffinierung, im Gegensatz zu einer chemischen Raffinierung, eingesetzt wird. Mit der physikalisehen Raffinierung erhält man im allgemeinen Speiseöle oder Speisefette mit einem größeren Verunreinigungsgrad als wenn man eine chemische Raffinierung einsetzt, da beschränkte Raffinierungsschritte verwendet werden.
Die Desodorisierung umfaßt im wesentlichen das Strippen von Speiseölen und/oder Speisefetten um unter anderem Substanzen zu entfernen, die ihnen einen unangenehmen Geruch und Geschmack verleihen. Die entfernten Substanzen schließen gewöhnliche freie Fettsäuren; verschiedene, einen unangenehmen Geruch und Geschmack verursachende Verbindungen wie beispielsweise Aldehyde, Ketone Alkohole und Kohlenwasserstoffe; sowie verschiedene durch die Hitzezersetzung von Peroxiden und Pigmenten gebildeten Verbindungen ein. Diese Substanzen sollten in einem ausreichenden Grad entfernt werden, um dem Speiseöl und/oder Speisefett die gewünschte Eigenschaft zu verleihen. Die Fettsäuren in den Speiseölen und/oder Speisefetten sollten beispielsweise wesentlich auf etwa 0,1 bis 0,2 % verringert werden, so daß man Speiseöl und/oder Speisefett mit den gewünschten Eigenschaften erhält.
Während der Desodorisierung bilden sich als Folge des Strippens des Speiseöls und/oder Speisefetts mit inertem Stripgas bei Hochtemperaturbedingungen Dämpfe. Diese Dämpfe, welche wertvolle Nebenprodukte enthalten, beispielsweise Fettsäuren- und andere Verunreinigungen, können hinsichtlich der Äbfallentsorgung Schwierigkeiten verursachen. Die Dämpfe werden deshalb gewöhnlich kondensiert, um Kondensate mit wertvollen Nebenprodukten herzustellen. Die Kondensation, ebenso wie die Desodorisierung, wird gewöhnlich im Hochvakuum erzielt, welches mittels Vakuumboostern und/oder mit Dampf (Antriebsdampf) versorgten Ejektoren erzeugt werden kann. Der zur Erzeugung des Hochvakuums verwendete Antriebsdampf ist jedoch mit verdampften Verunreinigungen kontaminiert, welche durch die Booster und Ejektoren gelangen und behandelt werden müssen, bevor er abgelassen werden kann. Der Äntriebsdampf könnte deshalb die mit dem Betrieb von Desodorisierungssystemen verbundenen Kosten steigern, solange sein Verbrauch nicht reduziert wird.
Der Einsatz von Dampf (Prozeßdampf) als Stripgas in vielen Desodorisierungssystemen ist bekannt Prozeßdampf ist als Desodorisierungsstripgas geeignet, weil er ein hohes spezifisches Volumen aufweist, billig ist sowie leicht kondensierbar und entfembar ist. Die theoretisch nötige Prozeßdampfmenge zum Maximieren des Strippens kann mittels der folgenden Formel bestimmt werden:
worin
S = molare Durchflußrate des Stripdampfs
Pv = Dampfdruck der freien Fettsäure
P = Systemgesamtdruck
C = molare Konzentration der Fettsäure in dem Öl
M = Gesamtzahl an Mol des Speiseöls und/oder Speisefetts
E = Verdampfungseffizienz
Ac = Äktivitätskoeffizient
C* = Fettsäure in dem Öl im Gleichgewicht
Ci = anfängliche molare Konzentration der freien Fettsäure
Cf = molare Endkonzentration der Fettsäure.
In der kommerziellen Praxis beträgt die zum Maximieren des Strippens verwendete Prozeßdampfmenge allgemein etwa 17 kg bis etwa 19,8 kg Prozeßdampf pro Tonne (etwa 34 Pfund bis etwa 39,6 Pfund Prozeßdampf pro short ton) Speiseöl oder Speisefett. Im Gegensatz zu der Minimalmenge an eingesetztem Prozeßdampf bleibt jedoch der Verbrauch an Antriebsdampf beim Entfernen der optimalen Menge an Verunreinigungen in dem Speiseöl und/oder Speisefett hoch. Darüber hinaus kann die Verwendung von Prozeßdampf zu einer Verringerung des desodorisierten Speiseöl- und/oder Speisefettprodukts führen. Kommerzielle Desodorisierungssysteme die etwa 17 kg bis 19,8 kg Prozeßdampf pro Tonne (etwa 34 Pfund bis 39,6 Pfund Prozeßdampf pro short ton) Speiseöl und/oder Speisefett einsetzen, können beispielsweise bis zu etwa 0,5 Gewichtsprozent Speiseöl und/oder Speisefett aufgrund von Mitreißen oder unerwünschten Nebenreaktionen, wie beispielsweise thermische Zersetzung und mögliche Hydrolyse-Reaktion, verlieren. Zu den obigen Problemen kommt ferner hinzu, daß sich ein Kondensat mit einem niedrigen Anteil an Fettsäure bildet, das sich aus dem Abkühlen des während der Dampfdesodorisierung gebildeten Dampfs ergibt. Das Kondensat muß aufgrund seines niedrigen Fettsäureanteils 5 in einer Destillationseinrichtung weiter behandelt werden oder es muß als Abfallstrom entsorgt werden oder als Tierfutter verwendet werden, nachdem es behandelt wurde, um alle Verschmutzungen oder Verunreinigungen zu entfernen. Als ein Ergebnis der bei Desodorisierungssystemen, welche Prozeßdampf als Stripgas verwenden, inhärenten Probleme, wurde der Einsatz von Stickstoff oder eines anderen inerten Gases als Stripmedium anstelle von Dampf erwogen. Theoretisch wird eine gleiche Molmenge Stickstoff oder eines anderen inerten Gases benötigt, um die gleiche Molmenge an Dampf beim Desodorisieren von Speiseölen und/oder Speisefetten zu ersetzen. Das heißt, gleiche Molmengen an Stickstoff oder inertem Gas werden theoretisch beim Ersetzen von Dampf benötigt, um die gleiche Menge an flüchtigen Stoften oder Verunreinigungen wie Dampf zu tragen. Die Notwendigkeit für diese theoretisch erforderliche gleiche Molmenge an Stickstoff oder einem anderen inerten Gas wird mittels der die Entfernung von freien Fettsäuren oder anderen Verunreinigungen in Speiseölen und/oder Speisefetten bestimmenden thermodynamischen Beziehung ausgedrückt:
Ya = Pa*/Pt+Pa* (1)
wobei
Ya = Gleichgewichtsmolanteil an freier Fettsäure und anderen Verunreinigungen in der Gasphase pro Mol Stripgas
Pa* = Gleichgewichtspartialdruck der freien Fettsäure und anderer Verunreinigungen
Pt = Gesamtdruck.
Wenn der Gleichgewichtsmolanteil der freien Fettsäure in der Gasphase ansteigt, besteht eine stärkere Tendenz, daß die freie Fettsäure von dem Öl entfernt wird. Die gesamte Molanzahl an freien Fettsäuren und anderen Verunreinigungen, die bei Gleichgewichisbedingungen entfernt werden kann, ist deshalb gegeben durch
MT = Ya Mdampf (2)
wobei
MT = Gesamtmolzahl an freien Fettsäuren und flüchtigen Verunreinigungen, die entfernt wurde;
Mdampf = Gesamtmolzahl des verwendeten Dampfs.
Das Volumen an Stickstoff oder einem anderen inerten Gas kann jedoch mittels des idealen Gasgesetzes berechnet werden, da das Desodorisierungssystem unter Vakuum betrieben wird.
Mdampf = TR/PVdampf (3)
wobei
R = Gaskonstante,
T = absolute Temperatur,
P = Gasdruck,
Vdampf = Dampfgesamtvolumen.
Daraus erfolgt logischerweise, daß theoretisch das gleiche Volumen oder die gleiche Molzahl Stickstoff oder eines anderen inerten Gases nötig ist, um ein gleiches Volumen oder eine gleiche Molzahl von Dampf beim Desodorisieren von Speiseöl und/oder Speisefett zu ersetzen. Tatsächlich beschreibt DE-A-3 839 017 ein Desodorisierungsverfahren zum Destillationstrennen von unerwünschten Komponenten von Naturfetten oder Naturölen und ihrer Derivate mittels eines Stripmediums in einer gepackten Bettsäule. Etwa 1 bis 5 Gewichtsprozent Dampf oder Stickstoff bezogen auf das fettige chemische Produkt werden als das Stripmedium verwendet. Dies entspricht einer Menge an Stripmedium von 8,71 m³ bis 43,7 m³ pro Tonne Öl (279 bis 1399 ft³ pro short ton Öl). Dabei wird kein Unterschied zwischen der als Stripmedium eingesetzten Dampfmenge und Stickstoffmenge gemacht d.h. eine theoretische Menge an Stickstoff wird verwendet, um Verunreinigungen zu entfernen.
In ähnlicher Weise offenbart EP-A-0 405 601 ein Desodorisierungsverfahren, bei dem die gleiche Menge an Dampf oder Stickstoff als Stripmedium bei einem Chargenverfahren verwendet wird.
Unglücklicherweise erhöht die Verwendung der theoretischen Menge oder gleichen Molzahlen von nicht kondensierbarem Stickstoff oder einem anderen inerten Gas anstelle von Dampf als Stripmedium als Folge des Durchleitens einer übermäßigen Menge an nicht kondensierbarem inertem Gas zu Vakuumboostern und Ejektoren den Verbrauch an Antriebsdampf. Ferner wird möglicherweise eine erhöhte Kühlwassermenge benötigt werden, um den während des Desodorisierens gebildeten Dampf zu kondensieren, da das betroffene Kühlsystem mit einer übermäßigen Menge an nicht-kondensierbarem inerten Gas überlastet sein könnte. In der Tat lenkt der Artikel "Refining of Oils and Fats for Edible Purposes" von Andersen, erschienen bei Pergamon Press, The Macmillan Co., New York, vom Einsatz eines nicht kondensierbaren Gases anstelle von Dampf wegen der mit dem Entfernen und Rückgewinnen des nicht kondensierbaren inerten Gases verbundenen Schwierigkeiten weg.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, jegliche mit der Verwendung des nicht kondensierbaren inerten Gases in Desodorisierungssystemen verbundenen Schwierigkeiten zu verringern.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, die benötigte Menge an Antriebsdampf und Kühlwasser zu verringern, ohne einen Kompromiß bei der Qualität der desodorisierten Speiseöle und/oder Speisefette einzugehen.
Noch ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht dann den Fettsäureanteil in den gewonnenen Kondensaten zu erhöhen.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht ferner darin, daß die Stabilität der desodorisierten Speiseöle und/oder Speisefette verbessert wird.
Es ist ein zusätzlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß die Ausbeute an desodorisierten Speiseölen und/oder Speisefetten dadurch erhöht wird, daß das Mitreißen des desodorisierten Speiseöls und/oder Speisefetts durch das Stripmedium verringen wird und Nebenreaktionen unterdrückt werden, welche für die Bildung gewisser Verunreinigungen verantwortlich sind.
Die obigen und weitere Vorteile ergeben sich für den Fachmann aus dieser Beschreibung.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die obigen Vorteile erzielt durch ein Verfahren zum Desodorisieren von Speiseölen und/oder Speisefetten, bei dem:
(A) Speiseöl und/oder Speisefett in einen Desodorisierungsturm eingebracht werden;
(B) das Speiseöl und/oder Speisefett auf eine erhöhte Temperatur von etwa 150ºC bis etwa 270ºC erhitzt werden;
(C) in den Desodorisierungsturm nicht kondensierbares inertes Gas eingebracht oder injiziert wird, wobei die Menge des eingebrachten oder injizierten nicht kondensierbaren inerten Gases wesentlich kleiner als die theoretisch erforderliche Menge zum Desodorisieren des Speiseöls und/oder Speisefettes ist:
(D) Substanzen, die dem Öl und/oder Speisefett einen unangenehmen Geruch und Geschmack verleihen, von dem Öl und/oder Speisefett gestrippt oder beseitigt werden;
(E) in dem Turm Dampf gebildet wird der Fettsäure und desodorisiertes Öl und/oder Fett von Speisequalität enthält:
(F) das desodorisierte Öl und/oder Fett von Speisequalität gewonnen wird, nachdem es abgekühlt wurde; und
(G) der Dampf aus dem Turm abgezogen wird.
Das Speiseöl und/oder Speisefett kann unter Hochvakuumbedingungen in einem Desodorisierungsturm mit einer Mehrzahl von sich senkrecht in Abstand befindlichen Böden oder einer Mehrzahl von Zellen desodorisiert werden. Das in den Turm eintretende nicht kondensierbare inerte Gas kann basierend auf deren Anordnung zwischen einigen der Mehrzahl von Zellen oder Böden, die in dem Turm angeordnet sind. aufgeteilt werden, um die Desodorisierung des Speiseöls und/oder Speisefetts zu erleichtern. Die Menge des nicht kondensierbaren Gases, welches in mindestens einen im oberen Teil des Turmes angeordneten Boden oder in mindestens eine erste Zelle injiziert oder eingebracht wird, ist größer als die Menge, welche in mindestens einen in dem mittleren Abschnitt des Turms angeordneten Boden oder in mindestens eine mittlere Zelle eingebracht oder injiziert wird. Die Menge des nicht kondensierbaren Gases, welches in mindestens einen unteren Abschnitt des Turms oder in mindestens eine letzte Zelle injiziert oder eingebracht wird, ist jedoch geringer als diejenige, die in jenen mindestens einen in dem Mittelabschnitt des Turmes angebrachten Boden oder in die mindestens eine mittlere Zeile injiziert oder eingebracht wird. Das nicht kondensierbare inerte Gas kann vorgeheizt werden, ehe es im Querstrom bezüglich der Richtung der Bewegung oder des Stroms des Speiseöls und/oder Speisefetts iii die Böden oder Zellen eingebracht oder injiziert wird.
Wie hier verwendet, bezeichnet der Begriff "Speiseöl und/oder Speisefett" jegliche Öle und/oder Speisefette, welche aus pflanzlichen und/oder tierischen Quellen abgeleitet werden. Der Begriff "pflanzlich" kann unter anderem Oliven, Palmen, Kokosnüsse, Sojabohnen, Erdnüsse Baumwollsamen, Sonnenblumen, Getreide etc. und Mischungen daraus einschließen, während der Begriff "tierisch" unter anderem Fische, Säugetiere, Reptilien etc. und Gemische davon einschließen kann. Wie hier verwendet, bezeichnet der Begriff "nicht kondensierbares inertes Gas" jegliches inerte Gas, welches bei Raumtemperatur unter Atmosphärenbedingung nicht kondensiert. Das nicht kondensierbare Gas kann unter anderem Stickstoff, Kohlendioxid. Argon, Heliam, Wasserstoff und Gemische daraus einschließen.
Wie hier verwendet, bezeichnet der Begriff "im wesentlichen weniger als die theoretische Menge" eine Menge an nicht kondensierbarem Gas, welche hinreichend geringer ist als die theoretisch erforderliche Menge ist, so daß die Kosten für die Verwendung eines nicht kondensierbaren Stripgases gleich oder geringer als die Kosten bei Verwendung eines Dampfstripgases sind. Der Begriff "wesentlich weniger als die theoretische Menge" schließt allgemein etwa 7,18 Standard m³ nicht kondensierbares inertes Gas oder weniger pro Tonne (230 scf nicht kondensierbares inertes Gas oder weniger pro short ton) Speiseöl und/oder Speisefett ein.
Wie hier verwendet, bezeichnet der Begriff "eine erhöhte Temperatur" eine Desodorisierungstemperatur.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein schematisches Flußdiagramm eines Desodorisierungssystems, welches eine Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
Fig. 2 zeigt ein weiteres schematisches Flußdiagramm eines Desodorisierungssystems, welches eine Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
Fig. 3 zeigt einen Graph, welcher den Gesamtbedarf an Antriebsdampf bei verschiedenen Stickstoffdurchflußraten veranschaulicht.
Fig. 4 zeigt einen Graph, der den einzelnen Bedarf an Antriebsdampf für Vakuumbooster und Ejektoren bei verschiedenen Stickstoffdurchflußraten veranschaulicht.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf die Erkenntnis, daß die Verwendung einer bestimmten Menge eines nicht kondensierbaren inerten Gases pro Tonne Speiseöl und/oder Speisefett die in Desodorisierungssystemen verwendete Menge an Äntriebsdampf und Kühlwasser verringert, wobei die Desodorisierungssysteme in kontinuierlicher, halbkontinuierlicher oder einer Chargenbetriebsweise betrieben werden können. Die Qualität der desodorisierien Speiseöl- und/oder Speisefettprodukte wird durch das Erzielen eines solchen Ergebnisses nicht beeinträchtigt. In der Tat zeigte sich, daß die gebildeten Speiseöl- und/oder Speisefettprodukte stabiler waren als solche, die mittels Dampfstrippen hergestellt wurden. Wenn das nicht kondensierbare inerte Gas in einer bestimmten Weise und/oder in einer bestimmten Form eingebracht wird, stellte sich heraus, daß die Entfernung von Verunreinigungen in dem Speiseöl und/oder -fett ebenfalls verbessert wird. Die entfernten Verunreinigungen, wenn sie einmal kondensiert sind, müssen wegen des Vorliegens einer großen Menge an Fettsäure in den kondensierten Verunreinigungen nicht entsorgt oder weiter behandelt werden.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist ein schematisches Desodorisierungsflußdiagramm veranschaulicht, welches eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. In Fig. 1 wird ein Ausgangsspeiseöl- und/oder -speisefettmaterial zu dem oberen Abschnitt eines Desodorisierungsturms 1 mit einer Mehrzahl von Böden 2, 3, 4, 5, 6 über eine Zuleitung 7 gebracht. Das Ausgangsspeiseöl- und/oder -speisefettmaterial kann mittels indirektem Wärmeaustausch mit dem desodorisierten Auslaß-Speiseöl- und/oder -Speisefettprodukt vorgeheizt werden, bevor es zu dem oberen Abschnitt des Desodorisierungsturms 1 gebracht wird. Der indirekte Wärmeaustausch kann in einem der Böden, insbesondere im unteren Boden 6, in dem Desodorisierungsturm oder irgendwo innerhalb oder außerhalb des Desodorisierungsturms stattfinden. An dem unteren Boden 6 kann jedoch die Wärmerückgewinming aus dem desodorisierten Auslaß-Speiseöl und/oder -Speisefett maximiert werden, und gleichzeitig kann das desodorisierte Speiseöl- und/oder Speisefettprodukt gekühlt werden, bevor es ausgelassen wird.
Gewöhnlich wird das dem Desodorisierungsturm zugeführte Ausgangsöl- und/oder -fettmaterial chemisch oder physikalisch raffiniert. Jedes Ausgangsöl- und/oder -fettmaterial einschließlich denjenigen, welche mindestens einem der Schritte Entschleimung, Neutralisieren, Filtrieren, Entwachsen, Entfärben, Bleichen, Demargarinisieren, Hydrieren, Filtern und Entlüften unterzogen wurden, oder derienigen, welche raffiniert und desodorisiert wurden, jedoch aufgrund des Ablaufs einer bestimmten Zeit und/oder dem Aussetzen an Sauerstoff degradiert sind, können verwendet werden. Der Verunreinigungsgrad bei dem verwendeten Ausgangsöl und/oder -fett kann jedoch die Betriebsbedingungen des Desodorisierungsturmes festlegen. Strenge Betriebsbedingungen können z.B. nötig sein, wenn der Verunreinigungsgrad in dem Ausgangsmaterial, welches dem Desodorisiertingsturm zugeführt wird, ansteigt.
Wenn das Ausgangsöl- und/oder -fettmaterial einmal dem oberen Abschnitt des Desodorisierungsturms zugeführt wurde, strömt es über eine Mehrzahl von vertikal in Abstand befindliechen Böden 2, 3, 4, 5, 6 in dem Desodorisierungsturm 1 nach unten. Alle oder einige der Böden können mit einer Anordnung 8 zum Einbringen von Stripgas und einer indirekten Heizungsanordnung 9 ausgestattet sein. Während die Anordnungen 8 zum Einbringen von Stripgas, wie beispielsweise eine Einblas- oder Verteilungsanordnung mit bestimmten Öffnungsgrößen, vorzugsweise mindestens in einem oberen, mittleren bzw. unteren Boden 3, 4 bzw. 5 angeordnet sind, können die Anordnungen 9 zum indirekten Wärmeaustausch in allen Böden 2, 3, 4, 5 mit Ausnahme des untersten Bodens 6 angeordnet werden. Sowohl die Zahl als auch die Art der Anordnungen zum indirekten Wärmeaustausch und zum Einbringen von Stripgas sind jedoch nicht kritisch, solange das Ausgangsmaterial in dem Desodorisierungsturm einer bestimmten Menge eines Stripgases bei einer Desodorisierungstemperatur von mindestens etwa 150ºC ausgesetzt ist.
Wenn das Ausgangsspeiseöl- und/oder -speisefettmaterial sich über Fallrohre 10 von einem Boden zum nächsten bewegt, wird ein nicht kondensierbares inertes Stripgas über Leitungen 11, 12, 13, 14 in den Turm eingebracht und tritt in die Anordnungen 8 zum Einbringen des Stripgases ein, die an den unteren Abschnitten mindestens eines oberen Bodens 3, mindestens eines mittleren Bodens 4 und mindestens eines unteren Bodens 5 angeordnet sind. Von den Anordnungen zum Einbringen von Stripgas strömt das nicht kondensierbare inerte Gas in Gegenstrom zu und in Kontakt mit dem Öl und/oder Fett nach oben welches unter einem Druck von etwa 13 bis etwa 800 Pascal (0,1 bis etwa 6 mm Quecksilber) und einer Temperatur von etwa 150ºC bis etwa 270ºC nach unten strömt. Die Menge des nicht kondensierbaren inerten Gases, welches in den Turm eintritt, kann mittels eines Ventils 15 so gesteuert werden, daß etwa 0,69 Standard m³ nicht kondensierbares inertes Gas pro Tonne Speiseöl und/oder Speisefett bis etwa 7,18 Standard m³ nicht kondensierbares inertes Gas pro Tonne (etwa 22 scf nicht kondensierbares inertes Gas pro short ton Speiseöl und/oder Speisefett bis etwa 230 scf nicht kondensierbares inertes Gas pro short ton) Speiseöl und/oder Speisefett, vorzugsweise etwa 2,18 Standard m³ nicht kondensierbares inertes Gas pro Tonne Speiseöl und/oder Speisefett bis etwa 5,31 Standard m³ nicht kondensierbares inertes Gas pro Tonne (etwa 70 scf nicht kondensierbares inertes Gas pro short ton Speiseöl und/oder Speisefett bis etwa 170 scf nicht kondensierbares inertes Gas pro sh ort ton) Speiseöl und/oder -fett zugeführt werden. Die in den Turm eintretende Menge an nicht kondensierbarem Gas sollte mindestens der Minimalmenge entsprechen, die nötig ist, um ein desodorisiertes Speiseöl- und/oder Speisefettprodukt herzustellen, welches die gewünschten Eigenschaften aufweist. Die Minimalmenge an nicht kondensierbarem Gas kann von der Art der beteiligten Speiseöle und/oder Speisefette abhängen, wie in Tabelle A gezeigt. Tabelle A Minimaler Stickstoffbedarf, wie er für verschiedene Speiseölarten bestimmt wurde ART DES ÖLS MINIMALE STICKSTOFFDURCHFLUßRATE Standard m³/t scf/short ton Olivenöl 20%Soja,80%Sonnenblumen Tierischer Talg
Die Minimalmenge des nicht kondensierbaren Gases kann auch in Abhängigkeit von den verwendeten Desodorisierungsbedingungen variieren.
Die Verwendung der Minimalmenge an nicht kondensierbarem inertem Gas wird bevorzugt, da sie Einsparungen im Verbrauch an Antriebsdampf und Kühlwasser in Desodorisierungssystemen darstellt.
Die Minimalmenge an nicht kondensierbarem inertem Gas, die in den Turm eintritt, kann zwischen mindestens einem oberen Boden, mindestens einem mittleren Boden und mindestens einem unteren Boden aufgeteilt werden, welche sich in den oberen, mittleren bzw. unteren Abschnitten des Turms befinden Die Menge des nicht kondensierbaren inerten Gases, welches in den mindestens einen oberen Boden, den mindestens einen mittleren Boden sowie den mindestens einen unteren Boden eintritt, kann mittels Ventilen (nicht gezeigt) reguliert werden oder sie kann mittels des Änderns oder Einstellens der Öffnungsgrößen der Öffnungen 16, 17, 18 gesteuert werden. Vorzugsweise sind die Ventile und/oder die Größen der Öffnungen 16, 17, 18 eingestellt, um etwa 33 Vol% bis etwa 65 Vol.% des in den Turm eintretenden, nicht kondensierbaren Gases zu dem mindestens einen oberen Boden 3, zwischen etwa 25 Vol.% und etwa 50 Vol.% zu dem mindestens einen mittleren Boden 4 und zwischen etwa 10 Vol.% und etwa 33 Vol.% zu dem mindestens einen unteren Boden 5 gelangen zu lassen. Eine andere geeignete Gasverteilungsanordnung, d.h. separate Zufuhr des nicht kondensierbaren Gases unter verschiedenen Drücken, ist ebenfalls dazu geeignet. die bestimmte Menge an nicht kondensierbarem inertem Gas zu den oberen, mittleren und unteren Böden zu verteilen oder zuzuführen.
Zur Verbesserung der Stripwirkung des nicht kondensierbaren inerten Gases kann das nicht kondensierbare inerte Gas vorgeheizt werden, bevor es in das Speiseöl und/oder Speisefett eingebracht wird. Der hauptsächliche Zweck der Temperaturerhöhung des nicht kondensierbaren inerten Gases besteht darin, die Größe der Gasblasen zu verringern, weiche sich als Ergebnis des Einbringens oder Injizierens des nicht kondensierbaren Gases in das Öl und/oder Fett bilden. Durch das Verringern der Größen der Gasblasen wird der Massenübergang von Fettsäuren und riechbaren Substanzen in die Gasphase aufgrund der erhöhten Gas-Flüssigkeits-Grenzfläche bei einem gegebenen Volumen eines verwendeten Stripgases erhöht. Diese erhöhte Massenübergangsrate kann weiter dadurch verbessert werden daß die Öffnungsgrößen der Öffnungen zum Injizieren des nicht kondensierbaren Gases verringert werden und daß das nicht kondensierbare Gas bei Schallgeschwindigkeit injiziert wird. Die Verwendung von kleinen Öffnungen und Schaltgeschwindigkeit kann die weitere Verringerung der Gasblasengröße fördern.
Während der Desodorisierung bilden sich die Dämpfe, welche unter anderem ein nicht kondensierbares Stripgas, Fettsäure und andere riechbare Substanzen enthalten. Die Dämpfe werden über eine Leitung 19, die in Verbindung mit einem Vakuumbooster 20 oder einem thermischen Kompressor (nicht gezeigt) steht, von dem Desodorisierungsturm 1 abgezogen. Dampf, hier als Antriebsdampf bezeichnet, kann dem Vakuumbooster 20 durch eine Leitung 21 zugeführt werden, und der Vakuumbooster 20 liefert die Dämpfe und den Antriebsdampf an den Eingang eines weiteren Vakuumboosters 22, in welchen Antriebsdampf über eine Leitung 23 gebracht werden kann. Die Vakuumbooster 20 und 22 sind dem Fachmann bekannt und schließen gewöhnlich einen Venturidurchlaß mit einem Dampfstrahl ein, welcher Antriebsdampf axial in Richtung des Dampfstroms in den eingeschnürten Abschnitt des Venturidurchlasses hinein richtet. Diese Booster können verwendet werden, um für ein hohes Vakuum in dem Desodorisierungsturm zu sorgen. Während ein einzelnes Paar von Vakuumboostern 20 und 22 verwendet wird, versteht es sich, daß so viele Paare wie nötig vorgesehen sein können, um parallel zu dem Paar 20, 22 betrieben zu werden, um die großen Dampfvolumina von dem Desodorisierungsturm handzuhaben oder aufzunehmen. Ein Vergrößern der Abmessungen der Booster 20 und 22 zur Aufnahme der großen Dampfvolumina ist ebenso möglich.
Die Dämpfe und der Dampf von dem Vakuumbooster 22 können in einen Kondensator 24 eingebracht werden, wo sie in direkten Kontakt mit einem durch eine Röhre 25 eingebrachten Kühlwasserstrahl gebracht werden. Der Kondensator 24 ist vorzugsweise ein barometrischer Kopfkondensator, der bei einem Druck von etwa 0,67 kPa (5 mm Quecksilbersäule) bis etwa 40 kPa (300 mm Quecksilbersäule) mit Kühlwasser mit einer Temperatur von etwa 20ºC bis etwa 50ºC betrieben wird. Das sich aus der Kühlung der Dämpfe in dem Kondensator 24 ergebende Kondensat wird aus einem Auslaß 26 gewonnen. Jegliche Dämpfe, die nicht kondensiert werden können mittels eines Dampfstrahlejektors 27, welcher über eine Leitung 28 mit Antriebsdampf versorgt wird, von dem Kondensator 24 abgezogen werden. Der Dampfstrahlejektor ist dem Fachmann bekannt und schließt gewöhnlich einen Venturidurchlaß mit einem Dampfstrahl ein, welcher Antriebsdampf axial in Richtung des Dampfstromes in den eingeschnürten Abschnitt des Venturidurchlasses leitet. Er kann verwendet werden, um in dem Kondensator 24 für Hochvakuumbedingungen zu sorgen. Während nur ein Dampfejektor veranschaulicht ist, versteht es sich, daß so viel Ejektoren vorgesehen sein können, wie benötigt werden, um das große Dampfvolumen der Dämpfe von dem Desodorierungsturm zu bewältigen. Es ist auch möglich, die Abmessungen des Ejektors zu vergrößern, um das große Volumen der Dämpfe aufzunehmen.
Die nicht kondensierten Dämpfe und der nicht kondensierte Dampf von dem Dampfstrahlejektor kann in einen Kondensator 29 eingebracht werden, wo sie wiederum in direkten Kontakt mit einem durch eine Röhre 30 zugeführten Kühlwasserstrahl gebracht werden. Bei dem Kondensator 29 handelt es sich vorzugsweise um einen sekundären barometrischen Kondensator, welcher bei einem Druck von etwa 6,7 kPa bis etwa 66,7 kPa (etwa 50 bis etwa 500 mm Quecksilbersäule) mit Kühlwasser mit einer Temperatur zwischen etwa 2ºC und etwa 50ºC betrieben wird. Das sich aus dem Kondensator 29 ergebende Kondensat wird über einen Auslaß 31 gewonnen, während die nicht kondensierten Dämpfe, die nicht kondensierbares Gas enthalten, mittels eines Dampfejektors (nicht gezeigt) mit einer Vakuumpumpe 32 oder mitteis einer anderen mechanischen Entfernungsanordnung (nicht gezeigt) in die Atmosphäre entfernt werden. Unter Bezugnahme auf Fig. 2 ist ein anderes schematisches Desodorierungsflußdiagramm veranschaulicht, welches eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. In Fig. 2 wird das obige Ausgangsspeiseöl/Speisefett-Material über eine Pumpe 33 zu einem thermischen Heizer 34 gebracht, welcher bei einer Temperatur von etwa 25ºC bis etwa 100ºC betrieben wird. Die Menge des dem thermischen Heizer 34 zugeführten Ausgangsmaterials wird mittels eines Ventils 35 gesteuert, welches allgemein in Abhängigkeit von dem Niveau des Ausgangsmaterials in dem thermischen Heizer 34 eingestellt ist. Der thermische Heizer kann mit Hochpegel- und Niederpegelmeldern ausgerüstet sein, um Ausgangssignale an das Ventil 35 zu liefern, wodurch der Strom des in den Heizer eintretenden Ausgangsmaterials mittels des Einstellens des Ventils 34 gemäß den Ausgangssignalen geregelt wird.
Das vorgeheizte Ausgangsmaterial kann weiter erhitzt werden, wenn es dazu verwendet wird, das desodorisierte Speiseöl- und/oder Speisefettprodukt zu kühlen, welches aus einem Desodorisierungsturm 36 ausgelassen wird. Das vorgeheizte Ausgangsmaterial wird z.B. mittels einer Pumpe 39 zu indirekten Wärmetauschern 37 und 38 gebracht. Die Rate, mit welcher das Ausgangsmaterial zugeführt wird, kann mittels einer Flußanzeige 40 überwacht werden und kann mittels der Pumpe 39 geregelt werden, um zu erreichen, daß sowohl das Ausgangsmaterial als auch das desodorisierte Produkt die gewünschten Temperaturbedingungen aufweisen. Um den Wärmeübergang von dem desodorisierten Produkt zu dem Ausgangsmaterial zu vergrößern und das desodorisierte Produkt gleichförmig auf etwa 100ºC oder weniger abzukühlen, kann das desodorisierte Produkt im Gegenstrom in Bezug auf die Stromrichtung des Ausgangsmaterials in dem Wärmetauscher 37, 38 in Gegenwart von zusätzlichen Kühlanordnungen und eines nicht kondensierbaren inerten Gases in den Wärmetauscher 38 eingespeist werden. Das nicht kondensierbare inerte Gas wird über eine Leitung 41 mit einem Ventil 42 zu Anordnungen 43, 44 zum Einbringen von Gas durch Leitungen 45, 46 mit Flußanzeigen 47 bzw. 48 gebracht. Die Menge des desodorisierten Produkts, welches von dem Wärmetauscher 38 abgezogen wird, wird mittels einer Pumpe 49 und/oder einem Ventil 50 gesteuert, welches durch den Pegel des desodorisierten Produkts in dem Wärmetauscher 38 gesteuert ist. Das nicht kondensierbare inerte Gas in dem Wärmetauscher 38 kann mittels einer Leitung 51 abgezogen und direkt oder durch Vakuumbooster zu den Kondensatoren gebracht werden.
Das Ausgangsmaterial von dem Wärmetauscher 38 wird in einen Fntlüfter 52 gebracht, um die enthaltene Luft zu entfernen. Die Menge des dem Entlüfter 52 zugeführten Ausgangsmaterials könnte mittels eines Ventils 53 gesteuert werden. Die Verwendung einer Flußanzeige 54 ist dabei hilfreich, den Durchfluß des Ausgangsmaterials einzustellen, welcher die gewünschte Menge des Ausgangsmaterials in dem Entlüfter 52 bestimmen kann. Die Einstellung wird allgemein auf der Basis der gewünschten Menge an Ausgangsmaterial, welches in dem Desodorisierungsturm 36 behandelt werden soll, durchgeführt. Der Entlüfter 52 kann auf zwischen etwa 100ºC und etwa 270ºC mit einem Heizelement 55 aufgeheizt werden, welches ein thermisches Fluid enthält, und ihm kann ein nicht kondensierbares inertes Gas wie beispielsweise Stickstoff zugeführt werden, wobei eine Anordnung 56 zur Gasverteilung verwendet wird, welche in Verbindung mit der Leitung 41 steht, um die Entfernung der in dem Ausgangsmaterial mitgeführten Luft zu maximieren. Das nicht kondensierbare inerte Gas und die in dem Entlüfter entfernte Luft werden kontinuierlich abgezogen und zu Kondensotoren 77 und 78 geleitet während das entlüftete Ausgangsmaterial kontinuierlich dem Desodorisierungsturm 36 durch eine Leitung 57 mit einem Ventil 58 und/oder einer Leitung 59 zugeführt wird.
Der Desodorisierungsturm weist mindestens eine erste Zelle 60 auf, mindestens eine mittlere Zelle 61 und mindestens eine letzte Zelle 62, wobei jede Zelle mindestens eine Kammer mit mindestens einer Anordnung 63 zur Gasverteilung enthält. Die Zellen können vertikal übereinander angeordnet sein, wie in Fig. 2 gezeigt, oder sie können horizontal nebeneinander angeordnet sein. Mindestens eine Anordnung zum Fördern eines Teils des desodorisierenden Öls und/oder Fetts von einer Zelle zur anderen kann innerhalb des Turmes oder außerhalb des Turmes vorgesehen sein. Mindestens eine Überlaufröhre 64 kann beispielsweise innerhalb des Turms verwendet werden, um einen Teil des desodorierenden Öls und/oder Fetts von einigen der Zellen oder ihren Kammem zu ihren nachfolgenden Zellen oder Kammern zu befördern, während mindestens ein Leitungssystem 65 mit einem Ventil 66 beispielsweise außerhalb des Turms verwendet werden kann, um einen Teil des desodorisierenden oder desodorisierten Öls von einer Zelle zu einer anderen oder zu der Auslaßröhre 67 zu bringen.
Der Turm wird bei einer Temperatur von etwa 150ºC bis etwa 270ºC und einem Druck von etwa 13 Pa bis etwa 800 Pa (etwa 0,1 mm Quecksilbersäule bis etwa 6 mm Quecksilbersäule) betrieben, um die Desodorisierung des entlüfteten Ausgangsmaterials zu fördern, welches von mindestens einer ersten Zelle zu mindestens einer letzten Zelle in dem Turm strömt. Ein nicht kondensierbares inertes Stripgas wird durch die Anordnung 63 zur Gasverteilung in jeder Zelle in das Material eingebracht, wobei die Anordnung zur Gasverteilung über Leitungen 68, 69,70 mit der Leitung 41 in Verbindung steht. Die Menge des nicht kondensierbaren Gases, welches in die Leitungen 68, 69, 70 eintritt, kann mittels Flußanzeigen 71,72 bzw. 73 überwacht werden und sie kann mittels Einstellen der Öffnungsgrößen der 0ffnungen 74, 75 bzw. 76 gesteuert werden, um bestimmte Mengen des nicht kondensierbaren Gases mindestens einer ersten Zelle, mindestens einer mittleren Zelle und mindestens einer letzten Zelle zuzuführen. Ventile (nicht gezeigt) können anstelle von oder zusätzlich zu den Öffnungen implementiert werden. um eine bestimmte Menge des nicht kondensierbaren inerten Gases jeder Zelle zuzuführen. Die bestimmte Menge des nicht kondensierbaren Gases, die jeder Zelle zugeführt wird, entspricht derjenigen, die jedem Boden in dem Desodorisierungsturm in Fig. 1 zugeführt wird. Der größte Teil des nicht kondensierbaren Gases, welches dem Turm zugeführt wird, wird mindestens einer ersten Zeile zugeführt, welche sich in der Nähe der Stelle befindet, wo das entlüftete Ausgangsmaterial zugeführt wird und der kleinste Teil des nicht kondensierbaren Gases, welches dem Turm zugeführt wird, wird mindestens einer letzten Zelle zugeführt, welche sich in der Nähe des Äuslasses für das desodorisierte Produkt befindet.
Während der Desodorisierung bilden sich die Dämpfe, die unter anderem das nicht kondensierbare Gas, Fettsäuren und andere riechbare Substanzen enthalten. Die Dämpfe werden abgezogen und können direkt zu den Kondensatoren 77 und 78 gebracht werden, wobei Vakuumbooster 79 und 80 und ein Dampfstrahlejektor 81 verwendet werden, um Kondensate zu gewinnen, die Fettsäure enthalten, wie oben im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben ist. Ferner kann ein Wäschersystem 82 eingesetzt werden, um die Dämpfe zu behandeln, bevor sie über die Booster 79 und 80 zu dem ersten Kondensator 77 gebracht werden, um Fettsäuren zu gewinnen, wobei die Verunreinigung des in den Boostern und dem Ejektor eingesetzten Antriebdampfs minimiert wird. Das Wäschersystem 82 weist eine Abstreiferanordnung 83 mit einer Dampfaufstromröhre 84 und einer Flüssigkeitsabstromröhre 85, einer Pumpanordnung 86 zum Entlernen von Fettsäurenkondensat von dem Wäscher durch eine Leitung 87, und eine Kühlanordnung zum weiteren Kühlen des Kondensats auf, welches durch die Leitung 87 geleitet wird, um das gekühlte Kondensat zu dem Abstreifer 83 rückzuführen. Das fettsäurehaltige Kondensat wird gewöhnlich durch eine Leitung 88 gewonnen. Die Menge des gewonnenen Kondensats in der Leitung 88 wird unter Verwendung einer Pumpenanordnung 86 und einer Ventilanordnung 89 gesteuert. Die Ventilanordnung wird gewöhnlich auf der Basis des Kondensatpegels in dem Scrapper eingestellt. Jegliche nicht kondensierte Dämpfe werden von dem Scrapper 83 abgezogen und dann über Booster 79 und 80 und den Ejektor 81 zu den Kondensatoren 77 und 78 geleitet, um zusätzliche Kondensate. wie oben angegeben, zu gewinnen. Die nicht kondensierten Dämpfe mit nicht kondensierbarem Gas aus dem Kondensator 78 werden mittels einer Vakuumpumpe 100 in die Atmosphäre entfernt.
Die folgenden Beispiele dienen dazu, die Erfindung zu veranschaulichen. Sie werden aus Veranschaulichungszwecken dargestellt und sollen nicht beschränkend wirken.

Beispiel 1

Olivenöl mit einem Luftgehalt von etwa 0,12 kg/t (0,24 Pfund pro short ton) Olivenöl wurde in der in Fig. 1 veranschaulichten Anordnung verarbeitet. Olivenöl wurde mit einer Rate von etwa 150 t (165 short tons) pro Tag in einen Desodorisierungsturm mit einer Mehrzahl von Böden eingebracht, nachdem es mittels indirektem Wärmeaustausch mit dem ausfließenden desodorisierten Olivenöl vorgeheizt wurde. Prozeßdampf wurde in den Turm als Stripgas eingebracht, um freie Fettsäuren, flüchtige riechbare und aromatische Substanzen zu entfernen, welche für den Geruch und den Geschmack des nicht desodorisierten Olivenöls verantwortlich sind. Etwa 17 kg Prozeßdampf wurden für jede Tonne (34 Pfund Prozeßdampf pro short ton) unbehandeltem Olivenöl verwendet. Der Turm wurde bei einem Druck von etwa 200 Pa (1,5 torr) und einer Temperatur von elwa 260ºC betrieben, um die Desodorisierung des Olivenöls zu fördern. Wenn die Fettsäuren und flüchtigen riechbaren und aromatischen Substanzen aus dem Olivenöl entfernt waren, wurde es mittels indirektem Wärmeaustausch mit dem einlaßseitigen nicht desodorisierten Olivenöl abgekühlt und dann von der Auslaßröhre gewonnen. Der sich aus dem Desodorisierungsturm ergebene Dampf, der unter anderem Fettsäuren und andere flüchtige Substanzen enthielt, wurde über den ersten und den zweiten Vakuumbooster zu einem barometrischen Koptkondensator geleitet. Antriebsdampf unter einem Druck von etwa 8 kg/cm² wurde den Vakuumboostern zugeführt, um den Desodorisierungsturm unter Druck zu setzen und den Dampf in den barometrischen Koptkondensator einzuspeisen, welcher bei einem Druck von etwa 6,67 kPa (50 torr) betrieben wurde. Der dem barometrischen Kopfkondensator zugeführte Dampf wurde abgekühlt, um ein Kondensat zu bilden, wenn er in direktem Kontakt mit einem Wasserstrahl mit einer Kühltemperatur von etwa 30ºC gebracht wurde. Das Kondensat wurde dann gewonnen, während der nicht kondensierte Dampf über einen Dampfejektor zu einem sekundären barometrischen Kondensator geleitet wurde. Antriebsdampf unter einem Druck von etwa 8 kg/cm² wurde dem Dampfejektor zugeführt, um den Druck des barometrischen Kopfkondensators bei etwa 6,67 kPa (50 torr) zu halten und den nicht kondensierten Dampf in den sekundären barometrischen Kondensator einzuspeisen. In dem sekundären barometrischen Kondensator wurde der nicht kondensierte Dampf bei einem Druck von etwa 16 kPa (120 torr) mit Kühlwasser mit einer Temperatur von etwa 30ºC gekühlt, um ein zusätzliches Kondensat zu bilden. Jeglicher nicht kondensierte Dampf in dem sekundären barometrischen Kondensator, welcher gelöste Luft enthielt, wurde über eine Vakuumpumpe an die Atmosphäre abgegeben. Das obige Experiment wurde unter den gleichen Betriebsbedingungen wiederholt, außer daß Stickstoff anstelle des Prozeßdampfes als Stripgas verwendet wurde. Die Menge des verwendeten Stickstoffs betrug etwa 1,9 lb mole Stickstoff pro short ton Olivenöl (etwa 741 scf Stickstoff pro short ton Olivenöl), wobei diese Menge theoretisch benötigt wird, um 34 Pfund Prozeßdampf pro short ton Olivenöl (1.9 lb mole Prozeßdampf pro short ton Olivenöl) zu ersetzen. Die Verwendung der theoretischen Menge an Stickstoff in dem Desodorisierungssystem war wegen der Beweglichkeit zum Schaffen von Hochvakuumbedingungen in dem Desodorisierungsturm nicht erfolgreich. Das Experiment wurde nochmals wiederholt, wobei nur etwa 96 scf Stickstoff pro short ton Olivenöl (etwa 0,25 lb mole Stickstoff pro short ton Olivenöl) verwendet wurde, was wesentlich weniger als die theoretisch benötigte Stickstoffmenge war. Die Betriebsbedingungen waren genau identisch wie oben. außer daß der Desodorisierungsturm bei einem Druck von etwa 267 Pa (2 mm Quecksilbersäule) Vakuum betrieben wurde. Die für die oben beschriebenen Experimente benötigten Mengen an Antriebsdampf und Kühlwasser sind unten in Tabelle I gezeigt. Tabelle I (in SI Einheiten) VERFAHRENSSCHRITT KONVENTIONELLE VERARBEITUNG MIT PROZEßDAMPF THEORETISCHE STICKSTOFFMENGE TATSÄCHLICH BEI DIESER ERFINDUNG BENUTZTE STICKSTOFFMENGE Desodorisierer Stripgas Dampfbedarf des Vakuumejektors Stufe: Booster Ejektor Dampfgesamtmenge Kühlwasser (Dampf) (Stickstoff) Tabelle I (in U.S. Einheiten) VERFAHRENSSCHRITT KONVENTIONELLE VERARBEITUNG MIT PROZEßDAMPF THEORETISCHE STICKSTOFFMENGE TATSÄCHLICH BEI DIESER ERFINDUNG BENUTZTE STICKSTOFFMENGE Desodorisierer Stripgas Dampfbedarf des Vakuumejektors Stufe: Booster Ejektor Dampfgesamtmenge Kühlwasser (Dampf) (Stickstoff)
Wie in Tabelle I gezeigt, verringerten sich die Gesamtmengen an Antriebsdampf und Kühlwasser wesentlich, die zum Erzeugen von Hochvakuumbedingungen in dem Desodorisierungssystem und zur Gewinnung von Kondensaten aus dem aus der Desodorisierung stammenden Dampf nötig waren, wenn wesentlich weniger als die theoretisch nötige Stickstoffmenge anstelle von Dampf als Stripgas verwendet wurde. Diese Verringerung des Antriebsdampf- und Kühlwasserbedarfs zeigt, daß es wichtig ist, wesentlich weniger als die theoretisch benötigte Stickstoffmenge in dem Desodorisierungsverfahren zu verwenden. Unter Verwendung der Daten aus Beispiel 1 wurden Bedarf an Antriebsdampf für die einzelne Vakuumstufe und die Antriebsdampf-Gesamtbedarf für vorgegebene Stickstoff-Durchflußraten bestimmt. Fig. 3 und 4 geben die Extrapolation der Daten aus Beispiel 1 wieder. Wie in Fig. 3 und 4 gezeigt, steigt der Antriebsdampfbedarf mit steigender Stickstoffdurchflußrate.

Beispiel 2

Wie bei den vorherigen Beispielen, wurde die in Fig. 1 veranschaulichte Anordnung verwendet, um Olivenöl zu desodorisieren. Der Desodorisierungsturm wurde bei einer Temperatur von etwa 260ºC und einem Druck von etwa 267 Pa (2 mm Quecksilbersäule) Vakuum betrieben. Die Temperatur des in den Turm eingespeisten Stickstoffgases betrug maximal etwa 30ºC Die übrigen Betriebsbedingungen waren identisch zu denjenigen des vorstehenden Beispiels 1. Unter Verwendung der Durchflußraten und des Hilfsmittelverbrauchs. wie in Tabelle 1 gezeigt, wurden die folgenden in Tabelle II gezeigten Ergebnisse erhalten. Tabelle II Inertes Gas Prozeßdampf Stickstoff Gasdurchflußrate Rohölazidität, % Organoleptische Eigenschaften Farbe Produktazidität, % gut
Wie in Tabelle II gezeigt, waren die Eigenschaften der desodorisierten Olivenöle, die mifteis Dampfstrippen und Stickstoffstrippen hergestellt wurden, im wesentlichen identisch. Es zeigte sich, daß die Verwendung von wesentlich weniger als der theoretisch nötigen Stickstoffmenge den Hilfsmittelverbrauch um eine wesentliche Menge verringert, ohne daß die Qualität des desodorisierten Olivenöls nachteilig beeinflußt würde.

Beispiel 3

Olivenöle mit verschiedenen Aziditäten wurden bei verschiedenen Desodorisierungstemperaturen in der in Fig. 1 veranschaulichten Anordnung desodorisiert. Stickstoff mit einer Temperatur von etwa 40ºC wurde in den Desodorisierungsturm als Stripgas bei einer Rate von etwa 0,145 kg mol Stickstoffgas pro Tonne (0,29 lb mole Stickstoffgas pro short ton) Olivenöl (112 scf Stickstoff pro Tonne Olivenöl) injiziert, was wesentlich weniger war als die theoretisch benötigte Stickstoffmenge (0,95 kg mol Stickstoff pro Tonne (1,9 lb mole Stickstoff pro short ton) Olivenöl). Der Desodorisierungsturm wurde bei einem Druck von etwa 200 Pa (1.5 mm Quecksilbersäule) Vakuum betrieben. Die übrigen Betriebsbedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 1 Die desodorisierten Olivenölprodukte mit speziellen Eigenschaften wurden, wie in Tabelle III unten gezeigt, erhalten. Tabelle III Desodorisierungstemperatur ºC Azidität des Rohöls % Azidität der kondensierten Fettsäure % Azidität des raffinierten Öls %
Wie in Tabelle III gezeigt, wurden bei Verwendung von wesentlich weniger als der theoretisch benötigten Stickstoffmenge Kondensate mit einem hohen Anteil an Fettsäure hergestellt, ohne daß die Qualität des Olivenölprodukts nachteilig beeinflußt wurde. Im Gegensatz dazu wurden bei Verwendung von Prozeßdampf als Stripgas in der in Fig. 1 veranschaulichten Anordnung Kondensate hergestellt, die etwa 30 bis 65 % Fettsäure enthielten.

Beispiel 4

Ein physikalisch raffiniertes Olivenöl wurde in der in Fig. 1 veranschaulichten Anordnung desodorisiert. Auf etwa 130ºC vorgeheizter Stickstoff wurde in den Desodorisierungsturm bei einer Rate von etwa 0,165 kg mol Stickstoff pro Tonne (0,33 lb mole Stickstoff pro short ton) Olivenöl (etwa 4,0 Standard m Stickstoff pro Tonne (128 scf Stickstoff pro short ton) Olivenöl) eingebracht. Diese Stickstoffdurchflußrate war wesentlich geringer als die theoretisch benötigte Stickstoffmenge (etwa 0,95 kg mol Stickstoff pro Tonne (1,9 lb mole Stickstoff pro short ton) Olivenöl). Der Desodorisierungsturm wurde bei einem Druck von etwa 267 Pa (2 mm Quecksilbersäule) Vakuum und bei einer Temperatur von etwa 240 bis 260ºC betrieben. Die übrigen Betriebsbedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 1. Das obige Experiment wurde dann unter Verwendung von Dampf als Stripmedium wiederholt. Die sich ergebenden desodorisierten Olivenölprodukte sind in Tabelle IV gezeigt. Tabelle IV Prozeßdampf Stickstoff Stripgasdurchflußrate Desodorisierungstemperatur Rohölazidität, % Azidität des raffinierten Öls, % gut Standard besser

Beispiel 5

Ein chemisch raffiniertes Gemisch aus Sojabohnen- und Sonnenblumenölen wurde in der in Fig. 1 veranschaulichten Anordnung desodorisiert. Der Desodorisierungsturm wurde bei einem Druck von etwa 267 Pa (2 mm Quecksilbersäule) betrieben. Die übrigen Betriebsbedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 1. Die verwendeten Stripgase und die erhaltenen Produkte sind in Tabelle V gezeigt. Tabelle V Stripgase Prozeßdampf Stickstoff Gasdurchflußrate Azidität des einströmenden Öls, % Azidität des ausströmenden Öls, % Peroxidindex, mg/l Geschmack mol Dampf in Ordnung mol Stickstoff
Wie in Tabelle IV und V gezeigt, verbessert die Verwendung von Stickstoff in einer Menge, die wesentlich geringer ist als die theoretisch benötigte Menge, die Qualität von Speiseölen und/oder Speisefetten.

Beispiel 6

Sonnenblumenöl wurde in dem in Fig. 2 veranschaulichten Desodorisierungsturm bei besonderen Desodorisierungsbedingungen desodorisiert, wie in Tabelle V (A) gezeigt. Tabelle V (A) Stripgas Stickstoff Dampf Azidität des einströmenden Öls, Desodorisierungstemperatur Desodorisierungsdruck Azidität des ausströmenden Öls, % (Produkt-) Ausbeute an ausströmendem Öl, % Standard Stickstoff short ton/Tag7
Wie in Tabelle V (A) gezeigt, erhöht sich die Menge des desodorisierten Speiseöls und/oder Speisefetts drastisch, wenn Stickstoff anstelle von Dampf in einer Menge verwendet wird, die wesentlich geringer als die theoretisch benötigte Menge ist.

Beispiel 7

Physikalisch raffinierter tierischer Talg wurde in der in Fig. 1 veranschaulichten Anordnung desodorisiert. In Tabelle VI sind die Art der Stripgase, die Öldurchflußraten, die Durchflußraten des Stripgases, die Desodorisierungstemperaturen sowie die Stickstofftemperaturen, wie verwendet, gezeigt. Die übrigen Betriebsbedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 5. Unter diesen Bedingungen wurden die in Tabelle VI gezeigten Produkte gewonnen. Tabelle VI Stripgas Stickstoff Speiseöldurchflußrate Stripgasdurchflußrate Desodorisierungstemperatur,ºC Stickstofttemperatur,ºC Organoleptische Eigenschaftenguter Ausgangsazidität N&sub2;-Temperatur guter Geruch, schlecter Geschmack
Wie in Tabelle VI gezeigt, zeigte sich, daß die Verbesserung der Eigenschaften des behandelten Talges, wie beispielsweise die organoleptischen Eigenschaften und die Aziditätseigenschaften von der Stickstoffdurchflußrate abhängen. Es zeigte sich ferner, daß die Stabilität des Talges sich von etwa 2 Stunden 50 Minuten auf etwa 7 Stunden 15 Minuten erhöhte, wenn Stickstoff anstelle von Dampf als Stripgas verwendet wurde. Auch der Geschmack des Talges wurde durch den Einsatz von Stickstoff als Stripgas verbessert.

Beispiel 8

Ein Gemisch mit 80 Gewichtsprozent Sonnenblumenöl und 20 Gewichtsprozent Sojabohnenöl wurde in der in Fig. 2 veranschaulichten Anordnung desodorisiert. Die Desodorisierungsbedingungen waren identisch zu den in Beispiel 5 verwendeten, mit Ausnahme der in Tabellc VI (A) gezeigten Stripgas-Durchflußraten. Tabelle VI (A) Stripgas Stickstoff Durchflußrate Racimad Stabilitätstest Standard m³ Stickstoff/Tonne Öl Stickstoff/short ton Öl Stunden
Wie in Tabelle VI (A) gezeigt, erhöht sich die Stabilität des Öls mit steigender Stickstoffmenge

Beispiel 9

Ein chemisch raffiniertes Gemisch mit 20 Gewichts- oder Volumenprozent Sojabohnenöl und 80 Gewichts- oder Volumenprozent Sonnenblumenöl wurde in dem in Fig. 1 veranschaulichten Desodorisierungsturm desodorisiert. Die verwendeten Desodorisierungsbedingungen waren identisch zu denen in Beispiel 1, außer daß ein Stripgas vier verschiedenen Böden in dem Turm zugeführt wurde. Vier Öffnungen mit unterschiedlicher Größe wurden in dem Turm installiert, eine pro Boden, um in jedem Boden eine unterschiedliche Menge an Stripgas zu verteilen. Die Größe der Öffnungen wurden geändert, um dem oberen Boden eine größere Menge an Stripgas zuzuführen. Die speziellen Stripgas-Durchflußraten und Öffnungsgrößen, wie sie verwendet wurden, sind in Tabelle VII gezeigt. Die Eigenschaften der sich ergebenden Produkte sind ebenfalls in Tabelle VII gezeigt. Tabelle VII Inertes Gas Dampf Stickstoff Gasdurchflußrate Obere Öffnungsgröße Zweite Öffnungsgröße Dritte Öffnungsgröße Untere Öffnungsgröße Peroxidindex, mg/l Äzidität des einströmenden Öls, % Produktazidität, % Geschmack Stabilität short ton in Ordung Standard schlecht
Wie in Tabelle VII gezeigt, verbessert sich die Qualität des sich ergebenden Ölprodukts, wenn Stickstoff in einer bestimmten Weise verteilt wird. Wenn man Stickstoff in gleicher Weise wie Dampf verteilt, kann dies zu einem instabilen Ölprodukt mit einem schlechten Aroma führen.

Beispiel 10

Tierischer Talg mit einem Säurewert von 4 % wurde in der in Fig. 1 veranschaulichten Anordnung unter Verwendung von Stickstoff als Stripgas desodorisiert, wobei der Stickstoff auf unterschiedliche Temperaturen vorgeheizt wurde, wie in Tabelle VIII gezeigt. Der tierische Talg wurde mit einer Rate von 3,842 Tonne/Stunde (4,235 short tons pro Stunde) in den Desodorisierungsturm eingebracht, welcher bei einem Druck von etwa 133 bis 267 Pa (1 bis 2 mm Quecksilbersäule) Vakuum und bei einer Temperatur von etwa 250ºC betrieben wurde. Die Testergebnisse sind in Tabelle VIII unten gezeigt. Tabelle VIII Temperatur des vorgewärmten Stickstoffs Stickstoff-Durchflußrate Ausgangsazidität,% Organoleptische Eigenschaften Standard scf/short ton guter Geruch schlecter Geschmack
Wie in Tabelle VIII gezeigt, kann die Qualität von Speiseölprodukten verbessert werden, wenn Stickstoff auf eine hohe Temperatur vorgeheizt wird, bevor er als Stripmedium bei der Desodorisierung verwendet wird.

Beispiel 11

Stickstoffgas wurde bei verschiedenen Temperaturen, wie in Tabelle IX gezeigt, dem in Fig. 1 veranschaulichten Desodorisierungsturm zugeführt. Tabelle IX Desodorisierungstemperatur Stickstoffdurchflußrate Stickstofftemperatur Größe der Gasblasen, Durchmesser Verhältnis von Oberfläche zu Volumen Standard m³/t Speiseöl scf/short ton Speiseöl Raumtemperatur
Wie in Tabelle IX gezeigt, beeinflußt die Temperatur des Stickstoffs die Größe der Gasbiasen, welche sich als Ergebnis des Injizierens von Stickstoffgas in Speiseöle und/oder Speisefette bilden. Es zeigte sich, daß die Größen der Gasblasen sich verringern, wenn die Temperatur des Stickstoffs ansteigt. Die kleineren Gasblasengrößen erhöhen die Gas-Flüssigkeits-Grenzfläche, wodurch der Massenübergang der Fettsäure- und anderer Verunreinigungen in den Speiseölen und/oder Speisefetten in die Gasphase verbessert wird. Das Oberflächen/Volumen- Verhältnis, wie in Tabelle IV gezeigt, bestätigt, daß eine größere, Verunreinigungen mitreißende Oberfläche für ein vorgegebenes Gasvolumen verfügbar ist, wenn das Gas vorgeheizt wird, bevor es in die Speiseöle und/oder Speisefette injiziert wird. Zusätzlich zur Schaffung der größeren, Verunreinigungen mitreißenden Oberfläche kann das (jas gleichförmig in der Anordnung zum Verteilen des Stripgases verteilt werden, wenn Stickstoff vorgeheizt wird. Aufgrund dieser Gleichförmigkeit gelangt eine ähnliche Gasmenge durch eine Mehrzahl der Öffnungen in der Anordnung zur Gasverteilung, wodurch die Entfernung von Verunreinigungen, welche in dem Öl und/oder Fett mitgerissen werden, maximiert wird.
Die vorliegende Erfindung bewirkt beim Desodorisieren von Speiseölen und/oder Speisefetten verschiedene Vorteile, dadurch daß (1) eine bestimmte Menge eines nicht kondensierbaren inerten Gases als ein Stripmedium verwendet wird, (2) die bestimmte Menge des nicht kondensierbaren inerten Gases in einer bestimmten Art und Weise verteill wird, und/oder (3) die bestimmte Menge des nicht kondensierbaren inerten Gases vorgeheizi wird, bevor sie in die Speiseöle und/oder Speisefette injiziert wird. Der Vorteil kann (1) an der Qualität und Menge des gewonnenen desodorisierten Speiseöl- und/oder Speisefettprodukts, (2) der Verringerung des Bedarfs an Antriebsdampf, (3) der Verringerung des Kühlwasserbedarfs, (4) der Verringerung der Menge des verwendeten nicht kondensierbaren inerten Gases, (5) der Verringerung der Schwierigkeit beim Entfernen des nicht kondensierbaren inerten Gases und (6) dem Erhalt eines nützlichen Nebenprodukts mit einer großen Menge an Fettsäure gesehen werden.

Claims

1. Verfahren zum Desodorisieren von Speiseölen und/oder Speisefetten, bei dem:

(A) Speiseöl und/oder Speisefett in einen Desodorisierungsturm eingebracht werden;

(B) das Speiseöl und/oder Speiselett auf eine erhöhte Temperatur von etwa 150ºC bis etwa 270ºC erhitzt werden:

(C) in den Desodorisierungsturm nicht kondensierbares inertes Gas eingebracht oder injiziert wird, wobei die Menge des eingebrachten oder injizierten nicht kondensierbaren inerten Gases wesentlich kleiner als die theoretisch erforderliche Menge zum Desodorisieren des Speiseöls und/oder Speisefettes ist;

(D) Substanzen, die dem Öl und/oder Speisefett einen unangenehmen Geruch und Geschmack verleihen, von dem Öl und/oder Speisefett gestrippt oder beseitigt werden;

(E) in dem Turm Dampf gebildet wird, der Fettsäure und desodorisiertes Öl und/oder Fett von Speisequalität enthält;

(F) das desodorisierte Öl und/oder Fett von Speisequalität gewonnen wird, nachdem es abgekühlt ist; und

(G) der Dampf aus dem Turm abgezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die verwendete Menge an nicht kondensierbarem inertem Gas im Bereich von etwa 0,69 bis 5,31 Normal m³ an nicht kondensierbarem inertem Gas pro metrische Tonne an Speiseöl und/oder Speisefett (etwa 22 bis 170 scf an nicht kondensierbarem inertem Gas pro short ton an Speiseöl und/oder Fett) liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das nicht kondensierbare inerte Gas vorerhitzt wird, bevor es in das Speiseöl und/oder Speisefett eingebracht oder injiziert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das nicht kondensierbare inerte Gas auf eine Temperatur von etwa mindestens 100 ºC vorerhitzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das nicht kondensierbare inerte Gas in das Speiseöl und/oder Speisefett mit Schallgeschwindigkeit eingebracht oder injiziert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Speiseöl und/oder Speisefett bei einem Unterdruck von etwa 13 Pa bis etwa 850 Pa (etwa 0,1 bis etwa 6 mmHg) desodorisiert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bei dem der Desodorisierungsturm eine Mehrzahl von Böden oder Zellen aufweist, so daß das Speiseöl und/oder Speisefett im Querstrom mit Bezug auf die Bewegungsrichtung des nicht kondensierbaren inerten Gases strömt, und bei dem das nicht kondensierbare inerte Gas Stickstoff aufweist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem das Speiseöl und/oder Speisefett durch indirekten Wärmeaustausch mit dem austretenden desodorisierten Speiseöl und/oder Speisefett vorerhitzt wird, bevor es in den Desodorisierungsturm eingeleitet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8. bei dem das vorerhitzte Speiseöl und/oder Speisefett mit Stickstoff entlüftet wird, bevor es in den Desodorisierungsturm eingeleitet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das desodorisierte Speiseöl und/oder Speisefett durch indirekten Wärmeaustausch in Gegenwart von Stickstoff gekühlt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem das nicht kondensierbare inerte Gas unter einigen der Mehrzahl von Böden oder Zellen aufgeteilt wird, wobei die Aufteilung des nicht kondensierbaren inerten Gases derart erfolgt, daß die Menge des inerten Gases, das mindestens einem Boden im oberen Teil des Turms oder mindestens einer ersten Zelle in der Nachbarschaft des Einlasses für das Speiseöl und/oder Speisefett in den Turm zugeführt wird, größer als die Menge ist, die mindestens einem Boden im mittleren Teil des Turms oder mindestens einer Zwischenzelle, welche der mindestens einen ersten Zelle in dem Turm vorausgeht, zugeführt wird, und die Menge des inerten Gases, das mindestens einem Boden im unteren Teil des Turms oder mindestens einer letzten Zelle in der Nachbarschaft des Auslasses für desodorisiertes Öl und/oder Fett in dem Turm zugeführt wird, kleiner ist als die Menge, die dem mindestens einen Boden im mittleren Feil des Turms oder der mindestens einen Zwischenzelle, welche der mindestens einen letzten Zelle vorausgeht, zugeführt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Menge des nicht kondensierbaren inerten Gases, das einigen der Mehrzahl von Böden oder Zellen zugeführt wird, gesteuert wird, indem die Größe von Drosselöffnungen oder Ventilen eingestellt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Speiseöl und/oder Speisefett vor dem Desodorisieren einer Entschleimung, Neutralisierung, Entwachsung, Filtrierung, Entfärbung, Bleichung, Hydrierung, Demargarinierung, Filterung und/oder Entlüftung unterzogen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ferner der Dampf von dem Desodorisierungsturm mindestens einem Kondensator über mindestens einen Vakuumbooster und/oder mindestens einen Vakuumejektor zugeführt wird um mindestens ein fettsäurehaltiges Kondensat zu gewinnen.

15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem ferner der Dampf in einem Wäscher behandelt wird, um einen Teil des fettsäurehaltigen Kondensats zu gewinnen, bevor die Behandlung in dem mindestens einen Kondensator erfolgt.