Способ дезодорации
Изобретение относится к масложировой промышленности. Способ предусматривает создание непрерывного или полунепрерывного потока жидкостей через колонну, имеющую одну или несколько тарелок, создание потока вытеснения жидкостей через лабиринт каналов на каждой тарелке путем регулирования потока через каналы за счет использования регулировочного клапана на выходе из тарелки, введение барботирующего газа на уровень дна каждой тарелки. Осуществляют контакт жидкостей с барботирующим газом в потоке вытеснения, удаляют летучие вещества из жидкостей и перемещают барботирующий газ и летучие вещества в газоход внутри колонны или снаружи колонны. Тарелка с потоком вытеснения для тарельчатых колонн содержит канальный лабиринт из узла перегородок, установленных на дне тарелки, и один регулировочный клапан на дне тарелки. Тарельчатая колонна содержит одну или несколько тарелок с потоком вытеснения. Колонну применяют для очистки масла. Изобретение позволяет создать непрерывный или полунепрерывный способ очистки масел или жиров, имеющих одинаковое время удержания для большей части из всех молекул в каждой тарелке колонны, а также повысить качество масла. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 10 ил.
Описание
Настоящее изобретение относится к способу дезодорации органических жидкостей или неорганических жидкостей, тарелке с вытеснением потока, тарельчатой колонне, дезодорирующей колонне, установке и к применению ее.
Предпосылки создания изобретения
Установки для очистки масел и жиров содержат колонны, которые эксплуатируются практически в порционном режиме. Это создает опасность появления различий в продолжительности процесса для отдельных молекул масла, приводящих к низкому качеству обработанного масла или жира, поскольку масло или жир обрабатывают в тарелках, в основу работы которых положен принцип дренирования со сливом. В книге “Edible Oil and Fat Products; Process Technology” (глава 6, номер 4), под редакцией Hui Y.H., стр. 339-390, 1996, John Wiley & Sons, Inc., описаны различные основные технологические процессы для дезодорации масел и жиров.
Одна задача настоящего изобретения заключается в создании непрерывного или полунепрерывного способа очистки масел или жиров, имеющих одинаковое время удержания для большей части из всех молекул в каждой тарелке колонны.
Еще одна задача заключается в создании средств для осуществления способа.
Сущность изобретения
В соответствии с настоящим изобретением предоставляется новый способ очистки жидкостей, таких как например, всевозможные пищевые масла и жиры и минеральные масла. Операции нового способа могут осуществляться непрерывно, полунепрерывно или в обоих режимах. Концепция способа заключается в создании одинакового времени удержания для всех молекул или капель, то есть все молекулы или капли могут протекать как стационарный поток через всю тарелку или всю колонну от впускного отверстия до выпускного отверстия в соответствии с принципом «первым пришел, первым вышел». Таким образом, настоящее изобретение относится к способу дезодорации высококипящих органических или неорганических жидкостей, при этом способ заключается в том, что создают непрерывный поток или полунепрерывный поток жидкостей через колонну, имеющую одну или несколько тарелок, создают поток вытеснения жидкостей через лабиринт каналов на каждой тарелке путем регулирования потока через каналы за счет использования регулировочного клапана на выходе из тарелки, вводят барботирующий газ на уровень дна каждой тарелки, осуществляют контакт жидкостей с барботирующим газом в потоке вытеснения, удаляют летучие вещества из жидкостей и перемещают барботирующий газ и летучие вещества в газоход внутри колонны или снаружи колонны.
Способ может также включать в себя перемещение потока жидкостей через регулировочный клапан на другую тарелку с потоком вытеснения или в теплообменник-экономайзер. Поток жидкостей может быть перемещен через регулировочный клапан в центр другой тарелки с потоком вытеснения, на периферию другой тарелки с потоком вытеснения или через сборную трубу, имеющую регулировочный клапан на выходе.
Способ может также включать в себя ввод барботирующего газа на уровень дна тарелок. Согласно одному альтернативному осуществлению способа барботирующий газ может быть введен при скорости, находящейся в пределах от около 20 м/с до около 40 м/с. Согласно дальнейшему альтернативному осуществлению способа барботирующий газ может быть введен при меньшей скорости, чем около 30 м/с. Способ также включает в себя то, что барботирующий газ может быть выбран из водяного пара, низкомолекулярных текучих сред или сочетаний их.
Согласно предложенному способу поток вытеснения может иметь полное время удержания меньше 60 мин на протяжении колонны. Согласно одному альтернативному осуществлению способа полное время удержания может быть меньше 45 мин и согласно еще одному альтернативному осуществлению способа полное время удержания может быть меньше 30 мин. Согласно дальнейшему альтернативному осуществлению способа полное время удержания может быть в пределах от около 2 до 30 мин.
Температура, при которой колонна может работать, может быть ниже 280°С. Согласно одному альтернативному осуществлению способа колонна может работать при температуре, находящейся в пределах от около 250°С до около 270°С.
Давление, при котором колонна может работать, может быть ниже 20 мбар. Согласно одному альтернативному осуществлению способа колонна может работать при давлении, которое может быть ниже 15 мбар. Согласно еще одному альтернативному осуществлению способа колонна может работать при давлении, находящемся в пределах от около 0,5 до около 10 мбар. Согласно еще одному альтернативному осуществлению способа колонна может работать при давлении, находящемся в пределах от около 1,5 до около 5 мбар.
Согласно способу жидкости могут быть выбраны из группы, состоящей из всевозможных пищевых масел, растительных масел или жиров, животных масел или жиров, рыбьих жиров, а также минеральных масел.
Настоящее изобретения также относится к тарелке с потоком вытеснения для тарельчатых колонн, при этом тарелка содержит канальный лабиринт из узла перегородок, присоединенных ко дну тарелки, и один регулировочный клапан на дне тарелки.
Канальный лабиринт может быть осуществлен таким образом, что разделительные перегородки будут расположены поперек потока, а канальные пластины будут расположены вдоль потока.
Перегородки могут быть присоединены ко дну сваркой, пайкой твердым припоем, сваркой по частям, пайкой твердым припоем по частям или сочетанием их.
Компоновка тарелки может содержать конструкцию из перегородок, установленных на дне тарелки с образованием концентрических конфигураций, спиральных конфигураций или обеих. Каждому элементу перегородки может быть придана такая форма, что для перегородки и тарелки может быть установлена простая геометрия, особенно пригодная для соединения узла перегородок с дном. В целом конструкция перегородок может быть такой, что в тарелочной секции может быть получен непрерывный канал с целью образования, насколько это практически возможно, длинного канала.
Дно тарелки может быть горизонтальным, наклоненным к центру или от центра и согласно одному альтернативному варианту осуществления дно тарелки может быть плоским, призматическим коническим или круговым коническим. Согласно одному альтернативному осуществлению дно тарелки может быть наклоненным книзу или кверху под углом меньше 10°. Согласно еще одному альтернативному осуществлению угол может быть равен по меньшей мере 0,5°. Согласно дальнейшему альтернативному осуществлению угол может находиться в пределах от около 0,5° до около 5°.
Тарелка с потоком вытеснения может также содержать трубы барботирования, которые установлены на уровне дна тарелки. Согласно одному альтернативному осуществлению трубы барботирования могут иметь отверстия или каналы для барботирующего газа с диаметром в пределах от около 0,5 мм до около 2 мм.
Канал может быть непрерывно направляющим жидкости к месту выхода на конце, который может быть снабжен устройством для регулирования потока, которым может быть регулировочный клапан. Место выхода может быть в центре тарелки, местом выхода на периферии тарелки или местом выхода на конце сборной трубы.
Кроме того, один сектор в конструкции перегородок может быть оставлен свободным, чтобы использовать его в качестве газохода для распределения вакуума или для выпуска летучих газов из следующих друг за другом тарелок, установленных ниже, или для осуществления обеих функций. В соответствии с этим тарелка может также содержать, по меньшей мере, один газоход для вакуума и барботирующего газа.
Настоящее изобретение также относится к тарельчатой колонне, которая содержит одну или несколько тарелок с потоком вытеснения, имеющих канальный лабиринт из узла перегородок, соединенных с дном тарелки, и один регулировочный клапан на дне тарелки. Согласно одному альтернативному варианту осуществления изобретения тарельчатая колонна может иметь меньше 10 тарелок с потоком вытеснения. Согласно другому альтернативному осуществлению тарельчатая колонна может иметь, по меньшей мере, одну тарелку с потоком вытеснения, а согласно еще одному альтернативному осуществлению колонна может иметь до шести тарелок с потоком вытеснения.
Настоящее изобретение также относится к дезодорирующей колонне, которая содержит, по меньшей мере, одну тарельчатую колонну и, по меньшей мере, одну дистилляционную колонну или, по меньшей мере, один десорбер, имеющий структурированный насадочный материал. Дистилляционная колонна или десорбер может иметь сборники жидкости, установленные в нижней части дистилляционной колонны или десорбера над тарельчатой колонной.
Согласно одному альтернативному осуществлению изобретения колонны могут быть установлены как один аппарат, содержащий тарельчатую колонну и дистилляционную колонну, или могут быть установлены как два аппарата, при этом тарельчатая колонна и дистилляционная колонна соединены с соединительной трубой. Барботирующий газ и/или вакуум могут транспортироваться по газоходам в тарелках и/или по газоходам снаружи колонны.
Кроме того, настоящее изобретение относится к установке, содержащей дезодорирующую колонну; по меньшей мере, один теплообменник и/или экономайзер; и, по меньшей мере, один скруббер, изобретение также относится к применению дезодорирующей установки для очистки всевозможных пищевых масел, растительных масел или жиров, животных масел или жиров, рыбьих жиров или минеральных масел. Дальнейшие осуществления изобретения охарактеризованы в формуле изобретения.
Ниже настоящее изобретение будет пояснено более подробно с помощью сопровождающих чертежей.
Краткое описание чертежей
На чертежах:
фиг.1 - поперечное сечение одной альтернативной конструкции перегородок согласно изобретению;
фиг.2 - поперечное сечение другой альтернативной конструкции перегородок согласно изобретению;
фиг.3 - поперечное сечение дополнительной альтернативной конструкции перегородок согласно изобретению;
фиг.4 - поперечное сечение дополнительной альтернативной конструкции перегородок согласно изобретению;
фиг.5 - поперечное сечение вида сбоку сборного устройства, имеющего регулировочный клапан на выходе, согласно одному альтернативному варианту осуществления изобретения;
фиг.6 - поперечное сечение тарелки, имеющей трубы барботирования, согласно одному альтернативному варианту осуществления;
фиг.7 - поперечное сечение вида сбоку тарельчатой колонны согласно одному альтернативному варианту осуществления изобретения;
фиг.8 - поперечное сечение вида сбоку тарельчатой колонны согласно другому альтернативному варианту осуществления изобретения;
фиг.9 - поперечное сечение вида сбоку тарельчатой колонны, показывающее газоход для вакуума и газ внутри колонны согласно одному альтернативному варианту осуществления; и
фиг.10 - поперечное сечение вида сбоку тарельчатой колонны, показывающее газоход для газа и вакуум снаружи колонны согласно другому альтернативному варианту осуществления.
Подробное описание чертежей
На фиг.1 показана спиральная конструкция перегородок 1, образующих спиральный лабиринт каналов, в которых жидкости протекают от места 2 впуска до места 3 выхода. На фиг.2, 3 и 4 раскрыты другие конструкции спирального лабиринта каналов. Жидкости направляют по каналам, чтобы они по возможности протекали в течение длительного времени до ухода с тарелки на месте 3 выхода. На фиг.2, 5, 9 и 10 показан газоход 4 для барботирующего газа и вакуума. Согласно альтернативным вариантам осуществления изобретения в зависимости от того, как повернуто дно тарелок, кверху или книзу, место 2 впуска и место 3 выхода могут меняться местами. Что касается всех фиг.1-4, то регулировочный клапан устанавливают на месте 3 выхода или вблизи него, при этом регулировочный клапан на чертежах не показан.
Жидкости уходят с тарелок в месте 3 выхода на тарелке и согласно одному альтернативному варианту осуществления перемещаются в сборное устройство 5. Сборное устройство установлено с наклоном по направлению к периферии тарелки ниже и выше места впуска, не показанного на фиг.5. В конечной точке 6 сборного устройства установлен регулировочный клапан 7, которым регулируется поток жидкости в каналах тарелки, упомянутых выше. На дне тарелки установлены трубы 8 барботирования.
Каждая тарелка снабжена несколькими трубами 8 барботирования, которые можно видеть на фиг.6. На фиг.6 также показано нижележащее сборное устройство 5, имеющее регулировочный клапан 7. Дно тарелок с потоком вытеснения, находящихся в тарельчатой колонне, может быть горизонтальным, повернутым кверху или книзу. На фиг.7 согласно одному альтернативному варианту осуществления тарелки повернуты как кверху, так и книзу. Тарелка 9 повернута книзу, при этом имеет угол θ, который может быть меньше 10°. В самой нижней точке находится место 3 выхода, где установлен регулировочный клапан 7. Поток жидкостей перемещается от регулировочного клапана, установленного в центре тарелки, к месту 2 впуска на тарелке 10. Тарелка 10 повернута кверху. Поток жидкостей проходит через лабиринт каналов от места впуска в центре тарелки, выходя к месту 3 выхода на периферии. На месте 3 выхода установлен регулировочный клапан 7. Кроме того, тарелка имеет угол θ, который меньше 10°.
На фиг. 8 показана тарельчатая колонна, имеющая тарелки, наклоненные только книзу. Согласно этому альтернативному варианту осуществлению тарелки снабжены сборными устройствами 5 и регулировочными клапанами 7, которые установлены по периферии колонны. Согласно одному альтернативному осуществлению газоходы 4 для вакуума, летучих веществ и барботирующего газа, которые можно видеть на фиг.9, установлены внутри тарельчатой колонны. На фиг.10 показано еще одно альтернативное осуществление, в соответствии с которым газоходы 4 установлены снаружи тарельчатой колонны.
1. Способ дезодорации растительных масел или жиров, животных масел или жиров, рыбьих жиров, минеральных масел, пищевых масел, при котором создают непрерывный поток или полунепрерывный поток жидкостей через колонну, имеющую одну или несколько тарелок, создают поток вытеснения жидкостей через лабиринт каналов на каждой тарелке путем регулирования потока через каналы за счет использования регулировочного клапана на выходе из тарелки, вводят барботирующий газ на уровень дна каждой тарелки, осуществляют контакт жидкостей с барботирующим газом в потоке вытеснения, удаляют летучие вещества из жидкостей и перемещают барботирующий газ и летучие вещества в газоход внутри колонны или снаружи колонны.
2. Способ по п.1, при котором также перемещают поток жидкостей через регулировочный клапан на другую тарелку с потоком вытеснения или в теплообменник-экономайзер.
3. Способ по п.1 или 2, при котором также перемещают поток жидкостей через регулировочный клапан в центр другой тарелки с потоком вытеснения на периферию другой тарелки с потоком вытеснения или через сборную трубу, имеющую регулировочный клапан на выходе.
4. Способ по п.1 или 2, при котором также вводят барботирующий газ на уровень дна тарелок, причем барботирующий газ выбирают из водяного пара, низкомолекулярных текучих сред или их сочетаний.
5. Способ по п.1 или 2, при котором поток вытеснения имеет полное время удержания меньше 60 мин.
6. Способ по п.1 или 2, при котором колонна работает при температуре ниже 280°С.
7. Способ по п.1 или 2, при котором колонна работает при давлении ниже 20 мбар.
8. Способ по п.1 или 2, при котором жидкости выбирают из группы, состоящей из всевозможных пищевых масел, растительных жиров или масел, животных жиров или масел, рыбьих жиров и минеральных масел.
9. Тарелка с потоком вытеснения для тарельчатых колонн, содержащая канальный лабиринт из узла перегородок, установленных на дне тарелки, и один регулировочный клапан на дне тарелки.
10. Тарелка с потоком вытеснения по п.9, дополнительно содержащая трубы барботирования, установленные на уровне дна тарелки.
11. Тарелка с потоком вытеснения по п.10, в которой трубы барботирования имеют отверстия или каналы для барботирующего газа с диаметром в пределах от около 0,5 мм до около 2 мм.
12. Тарелка с потоком вытеснения по п.9 или 10, дополнительно содержащая, по меньшей мере, один газоход для вакуума и барботирующего газа.
13. Тарелка с потоком вытеснения по п.9 или 10, в которой узел перегородок установлен на дне тарелки с образованием концентрических конфигураций или спиральных конфигураций, или обеих.
14. Тарелка с потоком вытеснения по п.9 или 10, в которой регулировочный клапан установлен на месте выхода в центре тарелки, на месте выхода на периферии тарелки или на месте выхода на конце сборной трубы.
15. Тарелка с потоком вытеснения по п.9 или 10, в которой дно тарелки является плоским дном, призматическим коническим дном или круговым коническим дном.
16. Тарелка с потоком вытеснения по п.9 или 10, в которой дно тарелки является наклоненным книзу или кверху под углом меньше 10°.
17. Тарельчатая колонна, содержащая одну или несколько тарелок с потоком вытеснения по любому из пп.9 или 10.
18. Тарельчатая колонна по п.17, в которой имеются менее 10 тарелок с потоком вытеснения в колонне.
19. Тарельчатая колонна по п.17, в которой имеется, по меньшей мере, одна тарелка с потоком вытеснения.
20. Применение тарельчатой колонны по пп.17 и 18 или 19 для очистки растительных масел или жиров, животных масел или жиров, рыбьих жиров, других пищевых масел или минеральных масел.
