СПОСОБ АДСОРБЦИОННОЙ ОЧИСТКИ РАСТИТЕЛЬНОГО И/ИЛИ МИНЕРАЛЬНОГО МАСЛА И ЖИРА В МНОГОСТУПЕНЧАТОМ ПРОЦЕССЕ С ПРОТИВОТОКОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2002 года по МПК C11B3/10 

Существующий уровень техники
Изобретение относится к способу и устройству для адсорбционной очистки веществ, особенно растительных и/или минеральных масел, и/или смазочных веществ, и/или жиров в многоступенчатом процессе с противотоком.

Такие способы и устройства известны, к примеру, из патента Германии 4124331.

Сырье, например неочищенное масло или жир, сначала подается в первую ступень, где оно вводится в контакт с уже использованным, частично насыщенным адсорбирующим агентом. Таким образом, контактирующее и предварительно очищенное вещество отделяется в первой отделительной ступени, адсорбирующий агент удаляется из процесса, а уже частично очищенное и/или отбеленное масло или жир остается в процессе. Теперь оно вводится в контакт со свежим адсорбирующим агентом, который вносится в процесс извне. Эта процедура имеет место во второй ступени. Смесь контактирующего свежего адсорбирующего агента и предварительно очищенного масла или жира позволяет в значительной мере удалить последние нежелательные сопровождающие вещества из масла или жира и подается во вторую отделительную ступень. Вторая отделительная ступень позволяет проходить только полностью очищенному маслу или жиру.

Эта вторая отделительная ступень, таким образом, сохраняет содержащийся адсорбирующий агент и остальные составляющие, использующиеся в ней. Адсорбирующий агент - это главная идея системы с противотоком - подлежит добавлению к неочищенному маслу в первой ступени, когда он только частично насыщен и все еще может выполнять очищающую функцию.

Несмотря на то, что при использовании известного способа удалось решить ряд проблем, характерных для известного уровня техники, он не нашел широкого применения на практике, а частично насыщенный адсорбирующий агент удаляется напрямую, - мера, которая ощутимо вредна для ресурсов и непригодна с точки зрения влияния на экологию окружающей среды.

В ряде других аналогичных технических решениях предпринимались также попытки получить как можно более сухой осадок после фильтрования, который может быть собран таким способом в отделительной ступени и который после транспортировки подходящим образом может затем быть добавлен в первой ступени процесса. Однако в процессе технической реализации такого способа очистки всегда трудно открыть систему, позволяя впуск в нее даже наименьшего возможного количества вредного кислорода. Это одна из многочисленных причин, по которой такие процессы либо заканчиваются неудачей, либо по меньшей мере дают неудовлетворительные результаты.

Раскрытие изобретения
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании способа очистки и устройства, его реализующего, - свободных от указанных выше недостатков.

Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, состоит в том, что в отличие от известного уровня техники предпринята успешная попытка получения осадка не только влажного, но разбавленного до консистенции, позволяющей его перекачивать, что обеспечивается внутри системы без ручного вмешательства и при этом полностью исключается возможность его контакта с кислородом.

Задача, положенная в основу настоящего изобретения с достижением указанного выше технического результата, решается тем, что в известном способе адсорбционной очистки растительного и/или минерального масла и жира в многоступенчатом процессе с противотоком на первом шаге неочищенное масло или жир вводится в контакт и предварительно очищается посредством уже использованного, частично насыщенного адсорбирующего агента в первой ступени, после чего подается в первую отделительную ступень, где предварительно отделяется, а на втором шаге предварительно очищенное и предварительно отделенное масло или жир вводится в контакт со свежим адсорбирующим агентом во второй ступени, а затем подается во вторую отделительную ступень для второго отделения и после второй отделительной ступени проходит для дальнейшей обработки в виде очищенного и/или отбеленного масла или жира, а составляющие, удаленные из масла или жира во второй отделительной ступени, используются в качестве уже использованного, частично насыщенного адсорбирующего агента для первого шага, при этом составляющие, удаленные из масла или жира, получаются и/или приготавливаются в виде откачиваемого осадка во второй отделительной ступени и подаются к неочищенному маслу или жиру в первой ступени без доступа воздуха, причем в осадке содержание жидкости находится в диапазоне от 30 до 80%;
- а также тем, что осадок во второй отделительной ступени имеет температуру более 60^oС;
- а также тем, что для производства продукта фильтрации во второй отделительной ступени используется фильтр;
- а также тем, что во второй отделительной ступени осуществляется дискретное удаление продукта фильтрации в воронку в нижней части упомянутого фильтра, при этом воронка может постоянно опустошаться с прерыванием в моменты удаления продукта фильтрации;
- а также тем, что в процессе может добавляться кислота, перед первой ступенью или после первой отделительной ступени, количество которой составляет менее 3000 частей на миллион, при этом в качестве кислоты может использоваться фосфорная или лимонная кислота;
- а также тем, что в процессе может добавляться вода, при этом добавление воды может осуществляться до первой ступени или после первой отделительной ступени.

Задача в отношении устройства для реализации способа очистки решается также тем, что в известном устройстве для адсорбционной очистки растительного и/или минерального масла и жира в многоступенчатом процессе с противотоком, в котором масло или жир, подлежащие очистке, последовательно проводятся через первую ступень, имеющую перемешиватель, первую отделительную ступень, вторую ступень с перемешивателем и вторую отделительную ступень для удаления составляющих из масла или жира, причем очищенное масло или жир выводится из второй отделительной ступени, узел подачи свежего адсорбента и перемешиватель предварительно очищенного растительного и/или минерального масла и жиров, вторая отделительная ступень снабжена устройством для приготовления удаляемых составляющих из масла или жира в виде текучего осадка и сообщена с перемешивателем первой ступени посредством трубопровода для подачи в него текучего осадка без доступа воздуха, а перемешиватель предварительно очищенного масла и/или жира со свежим адсорбентом расположен между первой отделительной ступенью и перемешивателем второй ступени;
- а также тем, что в нем вторая отделительная ступень содержит кассетный фильтр или кассетный пресс-фильтр.

Предпочтительное выполнение настоящего изобретения будет описано исключительно в качестве примера со ссылкой на чертеж, который является схематическим представлением способа по изобретению.

Описание предпочтительных выполнений
В основном изобретение обеспечивает способ адсорбционной очистки растительных и/или минеральных масел и жиров в многоступенчатом процессе с противотоком, в котором неочищенное масло или жир вводится в контакт и предварительно очищается с помощью уже использованного, частично насыщенного адсорбирующего агента в первой ступени, затем подается в первую отделительную ступень, после чего предварительно очищенное и предварительно отделенное таким образом масло или жир вводится в контакт со свежим адсорбирующим агентом во второй ступени, затем подается во вторую отделительную ступень и после упомянутого второго отделения проходит дальше для дальнейшей обработки в виде очищенного и/или отбеленного масла или жира, при этом составляющие, удаленные из масла или жира, из второй отделительной ступени, используются в виде уже использованного, частично насыщенного адсорбирующего агента для первого шага процесса, причем составляющие, удаленные из масла или жира, получаются и/или приготавливаются в виде откачиваемого осадка во второй отделительной ступени и проходят к неочищенному маслу или жиру в первой ступени без доступа воздуха.

Изобретение обеспечивает также устройство для адсорбционной очистки растительных и/или минеральных масел и жиров в многоступенчатом процессе с противотоком, в котором масло или жир, подлежащее очистке, последовательно проводится через первую ступень, первую отделительную ступень, вторую ступень и вторую отделительную ступень, из которой выводится очищенное масло или жир, при этом подача адсорбирующего агента обеспечивается между первой отделительной ступенью и второй ступенью, а подача уже использованного, частично насыщенного адсорбирующего агента обеспечивается в первой ступени, вторая отделительная ступень имеет устройство, которое приготавливает удаленные составляющие в виде откачиваемого осадка, и этот осадок может подаваться по трубопроводу в первой ступени без доступа воздуха.

Таким образом, в установках согласно изобретению затронутая ранее проблема решается тем, что вместо получения как можно более сухого и таким образом возможно маловероятного для доступа кислорода осадка на фильтре, что было целью всех известных установок, в данном случае упор совершенно сознательно делается на получение осадка, который не только является влажным, но и может быть откачан. Этот откачиваемый осадок может транспортироваться внутри системы без какого-либо ручного вмешательства, а контакт с кислородом может быть абсолютно исключен. Систему не требуется открывать, где бы то ни было, чтобы как-либо оперировать с осадком на фильтре. Вместо этого продукт фильтрации откачивается из второй отделительной ступени непосредственно к первой ступени.

Предполагается, что главным адсорбирующим агентом является глина; это указание будет использоваться ниже без введения какого-либо ограничения на тип адсорбирующего агента. Также возможно использовать активированный уголь и силикагель, например трисил, или смеси; глина может быть натуральной или активированной.

Консистенция осадка предпочтительно должна определяться следующим образом: содержание жидкости превышает 30% для обеспечения хорошей откачиваемости. Оно также должно быть ниже 80%, так как более высокое содержание жидкости не требуется, и обратное смешение масла тем самым можно поддерживать в норме. Осадок поддерживается в откачиваемом состоянии путем простого оставления и повторного использования большего количества масла на ступени отделения и возврата его на первую ступень. Это в высшей степени эффективно, но не должно выходить за указанные пределы.

Температура должна насколько возможно превышать 60^oС, т.к. это также очень полезно для откачиваемости осадка. В известных процессах обычно пытаются сохранять температуру как можно более низкой, поскольку, когда существует контакт с воздухом, высокие температуры немедленно усиливают реакцию с вредным кислородом. В настоящем изобретении этот риск не возникает, так что преимущество высокой температуры может использоваться без недостатков, присущих прототипу.

Во второй отделительной ступени предпочтительно используется кассетный фильтр (либо многотрубчатый, либо свечевой фильтр) или кассетный пресс-фильтр (либо многотрубчатый пресс-фильтр). Этот тип также известен под названиями импульсный трубчатый фильтр, фильтр Крикет или фильтр Контибак. Альтернативно, во второй отделительной ступени могут использоваться, конечно, другие фильтры, например непрерывно действующие фильтры или гидроциклоны, хотя они менее предпочтительны.

Удаление продукта фильтрации предпочтительно осуществляется дискретно, продукт фильтрации (либо фильтровый осадок, или осадок - см. выше) собирается в фильтре, при этом дополнительный контейнер не требуется. Материал выводится из второй отделительной ступени при постоянном измерении; непрерывный поток может, если необходимо, прерываться каждый раз, когда удаляется продукт фильтрации, во избежание помех и прочих эффектов.

Эта непрерывная подача фильтрового осадка переносит его напрямую к первой ступени, к неочищенному маслу или жиру.

Измерение дополнительно может управляться, например, так, что часть второй отделительной ступени, к примеру воронка, опустошается между каждыми двумя удалениями продукта фильтрации. Это может быть сделано просто путем установления количества продукта фильтрации в воронке, а затем ее подходящего опустошения с измерением в зависимости от времени.

Такое управление может предотвратить две нежелательные возможности: если выводится слишком мало осадка, фильтр будет сильнее наполняться осадком каждый раз, когда удаляется продукт; в то же время, если выводится слишком много осадка, в фильтре не будет оставаться осадка перед следующим удалением продукта, то есть непрерывное выведение будет поставлено под угрозу и в процессе предварительной очистки возникнет пауза. Хотя такие паузы не оказывают существенного влияния на общее действие системы, они делают ее менее надежной.

В первой отделительной ступени может использоваться и работать обычным образом плоский фильтр или фильтр Ниагара.

Дополнительно предпочтительно подмешивать кислоту, особенно фосфорную или лимонную кислоту. Добавление кислоты может поддерживаться дополнительным добавлением воды. Максимальное количество кислоты должно быть 3000 частей на миллион, максимальное количество воды - 0,6%.

Добавление кислоты и воды улучшает фильтрацию в фильтрах, а также улучшает очищающий и отбеливающий эффект. Оно имеет место до первой ступени, т.е. до первой очистки или отбеливания.

Сначала будет объяснена цель процесса, чтобы упростить понимание схемы. Так, по чертежу, неочищенное масло 1 или жир подается, обрабатывается в установке, как описано ниже, и выходит из процесса очищенным, отбеленным. Способ может применяться ко многим различным маслам и жирам.

Для процесса очистки должна подаваться свежая глина 3 (или иной адсорбирующий агент); после нескольких шагов процесса она подобным образом выходит из процесса в виде насыщенного адсорбирующего агента 4 вместе с нежелательными веществами, сопровождающими масло или жир или содержащимися в нем, например, красителями.

Различные шаги процесса должны выполняться при атмосферном давлении и без доступа воздуха, поэтому должен обеспечиваться вакуум 5; различные шаги имеют место при подаче пара 6, а в предпочтительных вариантах выполнения добавлены вода и/или кислота 8.

Неочищенное масло 1 (или жир) подается в первую ступень 11, по возможности вместе с кислотой 8. На этой первой ступени 11 оно вводится в контакт с уже использованным, частично насыщенным адсорбирующим агентом; двигатель М обеспечивает энергичное перемешивание, а пар 6 подается для поддержания постоянной температуры масла. Детали ступени 11 соответствуют обычной практике: обеспечиваются перемешиватель и различные отражатели потока. Действие с падением жидкости позволяет частично насыщенному адсорбирующему агенту собирать из сильно загрязненной масляной жидкости соответствующие загрязнения или красители, которые таким способом удаляются из масла. Затем вся смесь выводится из ступени 11 с помощью насоса 12 и переносится в первую отделительную ступень (на чертеже направо). Чтобы обеспечить ровное, последовательное действие, первая отделительная ступень имеет два фильтра 15 и 16, которые соединены параллельно и работают поочередно: когда один из двух фильтров 15 и 16 должен быть очищен, другой находится в действии.

Фильтры 15, 16 в первой отделительной ступени отфильтровывают из подаваемой смеси теперь уже очень насыщенный адсорбирующий агент вместе со всеми нежелательными веществами и красящими составляющими, содержащимися в масле, и собирают их в приемных резервуарах 17 (обозначены схематически). Фильтры 15 и 16 могут, к примеру, быть плоскими фильтрами или фильтрами Ниагара.

Теперь масло или жир предварительно очищено и покидает первую отделительную ступень 15, 16, как показано цифрой 18. Опять же по возможности можно добавить кислоту 8 или воду. Предварительно очищенное масло 18 смешивается со свежим адсорбирующим агентом 3 в перемешивателе 23, после которого смесь подается из перемешивателя 23 во вторую ступень 21. Здесь опять-таки подается пар 6 для поддержания постоянной температуры, а вакуум 5 прикладывается как к перемешивателю 23, так и во вторую ступень 21. Режим действия второй ступени 21 в основном подобен режиму действия в первой ступени 11. Здесь также действие с падением позволяет свежему адсорбирующему агенту 3 эффективно удалять красители и сопровождающие вещества, все еще содержащиеся в предварительно очищенном масле 18. Смесь проходит дальше опять с помощью насоса 22 и подается во вторую отделительную ступень 25 в виде смеси 28 из относительно хорошо очищенного масла и адсорбирующего агента с соответствующими наполнениями и красящими частицами.

Вторая отделительная ступень 25 является обязательной частью установки и изобретения. Она содержит кассетный фильтр или кассетный пресс-фильтр, известные как импульсный трубчатый фильтр, фильтр Крикет или фильтр Контибак. Эти фильтры снабжены воронкой в нижней части. Осадок на фильтре, содержащий насыщенный адсорбирующий агент и масло и образующийся на волокнах фильтра, дискретным образом удаляется из кассет. Он удаляется таким образом, что результирующий фильтровый осадок находится в виде текучего осадка, то есть содержит относительно много масла по сравнению с известным уровнем техники. Содержание жидкости в сформированном фильтровом осадке находится в пределах между 30 и 80%. Осадок стекает в воронку и наполняет ее до определенного уровня. Уровень наполнения фиксируется соответствующими датчиками, которые тем самым обеспечивают информацию о состоянии заполнения. В зависимости от состояния заполнения они управляют скоростью, с которой фильтровый текучий осадок 29 постоянно подается вперед. Осадок подается постоянно и с измерением из воронки во второй отделительной ступени 25 к первой ступени 11, туда же подаются неочищенное масло 1 и жир, т.е. подача осуществляется к началу процесса. Осадок используется как уже использованный, частично насыщенный адсорбирующий агент 29, уже упоминавшийся выше, и смешивается с неочищенным маслом. Процесс затем продолжается с ним.

Непрерывная подача частично насыщенного адсорбирующего агента из второй отделительной ступени 25 в первую ступень 11 может временно прерываться без нарушения процесса, к примеру, если нельзя позволить нарушениям достичь первой ступени по трубопроводу во время удаления продукта фильтрации. Если подача осадка прервана на короткий период, это вряд ли окажет воздействие на текущий процесс очистки.

Уровень заполнения в воронке во второй отделительной ступени 25 периодически перемещается между 0 и 100%. Он примерно равен 0% сразу перед тем, как будет удален продукт фильтрации, то есть, когда продукт предыдущей очистки фильтра откачан в ступень 11. Уровень заполнения равен 100% сразу после того, как продукт удален.

Затем полностью очищенное масло или жир покидает вторую отделительную ступень 25 через выход 2 после фильтрации.

Изобретение относится к области масложировой промышленности. В способе, включающем многоступенчатый процесс адсорбционной очистки в противотоке, неочищенное масло или жир подается в первую ступень, где вводится в контакт и предварительно очищается при помощи уже использованного и частично насыщенного адсорбирующего агента. Затем подается в первую отделительную ступень, где вводится в контакт со свежим адсорбирующим агентом во второй ступени, и затем подается во вторую отделительную ступень. Составляющие, удаленные из масла во второй отделительной ступени, используются заново на первом шаге процесса в виде уже использованного, частично насыщенного адсорбирующего агента. Эти составляющие получают или приготовляют в виде откачиваемого осадка и подают к неочищенному маслу в первую ступень без доступа воздуха. В устройстве для осуществления способа во второй отделительной ступени установлено устройство для приготовления удаляемых составляющих из растительного масла или жира в виде текучего осадка, сообщенное с перемешивателем первой ступени посредством трубопровода для подачи в него текучего осадка без доступа воздуха. Перемешиватель предварительно очищенного масла и/или жира со свежим адсорбентом расположен между первой отделительной ступенью и перемешивателем второй ступени. Вторая отделительная ступень может содержать кассетный фильтр или кассетный пресс-фильтр. Изобретение обеспечивает повышение качества путем получения осадка влажного и разбавленного до консистенции, обеспечивающей его перекачку внутри системы с исключением возможности его контакта с кислородом воздуха. 2 с. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ адсорбционной очистки растительного и/или минерального масла и жира в многоступенчатом процессе с противотоком, в котором на первом шаге неочищенное масло или жир вводится в контакт и предварительно очищается посредством уже использованного, частично насыщенного адсорбирующего агента в первой ступени, после чего подается в первую отделительную ступень, где предварительно отделяется, а на втором шаге предварительно очищенное и предварительно отделенное масло или жир вводится в контакт со свежим адсорбирующим агентом во второй ступени, а затем подается во вторую отделительную ступень для второго отделения и после второй отделительной ступени проходит для дальнейшей обработки в виде очищенного или отбеленного масла или жира, а составляющие, удаленные из масла или жира во второй отделительной ступени, используются в качестве уже использованного, частично насыщенного адсорбирующего агента для первого шага, при этом составляющие, удаленные из масла или жира, получаются или приготавливаются в виде откачиваемого осадка во второй отделительной ступени и подаются к неочищенному маслу или жиру в первой ступени без доступа воздуха, причем в осадке содержание жидкости находится в диапазоне от 30 до 80%. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осадок во второй отделительной ступени имеет температуру более 60^oС. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для производства продукта фильтрации во второй отделительной ступени используется фильтр. 4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что во второй отделительной ступени осуществляется дискретное удаление продукта фильтрации в воронку в нижней части упомянутого фильтра, при этом воронка может постоянно опустошаться с прерыванием в моменты удаления продукта фильтрации. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в процессе может добавляться кислота, количество которой составляет менее 3000 частей на миллион. 6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что в качестве кислоты может использоваться фосфорная или лимонная кислота. 7. Способ по п. 5, отличающийся тем, что добавление кислоты может осуществляться перед первой ступенью или после первой отделительной ступени. 8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в процессе может добавляться вода, при этом добавление воды может осуществляться до первой ступени или после первой отделительной ступени. 9. Устройство для адсорбционной очистки растительного и/или минерального масла и жира в многоступенчатом процессе с противотоком, в котором масло или жир, подлежащие очистке, последовательно проводятся через первую ступень, имеющую перемешиватель, первую отделительную ступень, вторую ступень с перемешивателем и вторую отделительную ступень для удаления составляющих из масла или жира, причем очищенное масло или жир выводится из второй отделительной ступени, узел подачи свежего адсорбента и перемешиватель предварительно очищенного растительного и/или минерального масла и жиров, отличающееся тем, что вторая отделительная ступень снабжена устройством для приготовления удаляемых составляющих из масла или жира в виде текучего осадка и сообщена с перемешивателем первой ступени посредством трубопровода для подачи в него текучего осадка без доступа воздуха, а перемешиватель предварительно очищенного масла и/или жира со свежим адсорбентом расположен между первой отделительной ступенью и перемешивателем второй ступени. 10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что в нем вторая отделительная ступень содержит кассетный фильтр или кассетный пресс-фильтр.