Способ концентрирования соапстока Советский патент 1982 года по МПК C11B13/02 

(54) епОСОБ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ СОАПСТОКА

Изобретение относится к маслодаровой промшшенности, а именно к способам концентрирования соапстокрв, образующихся при щелочной рафинации растительных масел и жиров. : .В последние годы значительно уветличилось количество соапстоков, образующихся при рафинации растительных масел и жиров. Это объясняется как ростом объемов рафинации так и увеличением кислотности перерабатываемых жиров., / , , . , ;. ., ; :,

По существующему положению к от грузке на лалловаренные заводы и другим потребителям принимаются срапстоки, срдержащие не менее 30% общего жира, в то время как имеюощеся методы рафинации, обеспечивают получение довольно разбавленных соапстоков. Например, при рафинации масел и жирбв по одному из наибрлее распространенных методов в мыльно-щелочной среде концентрация образующихся соапстркрв составляет.8-12%.

В связи с изложенным остро стоит вопрос о рациональных путях обработки соапстоков с целью повышения их концентрации перед отгрузкой.

Известен способ концентрирования . соапстоков сухой поваЕ енной с/ пью

или ее раствррами. Концентрирование соапстоков поваренной соли проводят в емкости, в которую подают сухую соль (5700 кг На 45 т мыльного раствора). На некоторых предприятиях используют раствор поваренной соли, что позволяет подавать раствор насосом fl}.

Однако при этом увеличивается

10 количество стоков. Кроме того, недостатками данного способа являются трудоемкость процесса, образование значительного количества трудноочищаемых сточных вод.

15

Известен также способ концентрирования соапстоков путем их разложения с.ерной кислотой. lio этому методу соапсток разбавляется водой до 5-8%-ной .концентрации, подогрева20ется до 85-90°С и через ротаметр подается в реактор с мешалкой, скорость вращения которой 150 200 об/мин. В этот же смеситель подают серную кислоту.Из быток

25 серной кислоты против теоретически необходимого для разложения мыла должен составлять 5-10% от расчетного количества. Продолжительность пребы:вания смеси в реакторе составляет

30 не менее 10 мин. Далее смесь пода-, етея в колонну-разделитель или сепа ратор для разделения фаз, после чего проводят промывку соапсточноГо жира от кислоты f2j, Однако, хотя разложение соапстоков серной кислотой позволяет концентрировать жир до 95-98%, -при это происходит сульфирование жирных кисЛот по двойным свяэям и обуглива ние сопутствующих веществ,., Жир приобретает темную окраску и его необходимоподвергать дистилляции. При использовании способа разложения расходуется значительяое количество серной кислоты (690 кг кислоты Иа 45 т фдльнoгo раствора) и образуетс большое количество стоков, загрязне ных серной кислотой,жировыми вещес вами и сульфатом .натрия, При,обрабо JKe поваренной солью исходного количества соапстока образуется 80% сто ных вод с содержанием 130-140 г/л поваренной соли. Кроме того, в отво димом солевом растворе имеется 165 кг общего жира, в основном в вид мыла, поэтому его необходимо обрабатывать серной кислотой, в результ те чего образуется некоторое количество сульфата натрия. При разложении соапстока серной кислотой образуется около 90% (от исходного) сточных киаяых вод, содер жащих более 1 т сульфата натрия и 0,1% серной кислоты. Такую воду нео ходимо обрабатывать раствором кальци:нированной соды. В нейтрализованно воде содержится 25 г/л сульфата ватрия. , -Таким образом, npjj использовании обоих указанных способов концёнтрировдния соапстоков образующиеся -сточ ные воды .содержат выше допустимой нормы (т..в.. более 10 г/л) раствоЕз.енных солей и не. могут .сбрасываться в канализацию. Кроме того, такие .воды представляют собой системы, очистка которых в масло-жировой промышленности не решена и, очевидно, может.быть осуществлена только путем-выпарйвдвия, Наиболее близким к изобретению является способ концентрации соапсто ка, включающий нагрев его до 85-95 С и упаривание в тонкой пленке под вакуумом. .. . По этому способу мыльно-щелочной раствор из нейтрализатора с температурой 60-70°С направляется на выпаривание под вакуумом на ротадионнопленочном аппарате горизонтального тийа, разработанного во ВНИИЖе применительно к высушиванию фосфатидОБ Остаточное давление в аппарате .поддерживается 13,33-19,95 кПа. При этом, происходит концентрирование соапстока с 8 до 20%-ного содержания общего жира. Произ.водительность установки по упаренному соапстоку 300-350- кг/ч при концентрации 20%, около 1 т/ч. Образующийся при упаривании конденсат соковых паров практически не загрязнен и его можно использовать для приготовления щелочного раствора или сбрасывать в канализацию L 3 J. Однако проведение упаривания затруднено из-за образования устойчивой соапсточной пены при увеличении производительности, .: Как изве.стно, соапсток представляет собой концентрированную эмульсию жира в /воде, стабилизированную ионогенным поверхностно-активнБ1м веществом (натриевым:мылом), с рН. среды .13,0-14,.0. В условиях проведения процесса выпаривания и в указанном диапа.зрне рН. натриевые, мыла выполняют, две следующие функции: стабилизация дис.персий жира в водной фазе, (.эмуль.сии.) , сопровождающаяся стабилизацией жира вну.три гшльных мицелл г стабилизация. Образующейся; при- выпаривании высококонцентрированной.дисперсии водяного пара в воде (пены) : за счет образо.ван.ия в плен.ках пены механически прочного адсорбционного слоя из молекул .мыла.. Если первая функция, выполняемая натриевым МЫЛ.ОМ, :В:процессе выпаривания : играет .положительную роль, способствуя созданию равномерной пленки,то:вторая препятствуя проведению процесса, вызывая образование устойчивой пеныИ выбросы., ее в вакуумную систему,, что снижает .производительность и затрудняет получение соап.стока с концентрацией выше 20%. . .. Подавляя де Гствие последнего фактора можно добиться значительной интенсифи.к.ации .процесса концентрирования соапстока. .... Целью изобретения является интенсификация процесса, путем предотвращения стабилизации образуизщейся .при . вып-ариванйи пены. - - , Пост авленная цель достигается тем, что согласно.способу концентрирования соапстока, включающему нагрев его до 85-98°С и упаривание в тонкой пленке под вакуумом, после нагрева сФапстока его рН доводят до 8,0-10,0. Соапсток с. указанным интервалом рН получается при действии на него. веществ кислой природы,, образующих при диссоциации катионы nt, например. минеральных кислот (Н. « ) , однозамещенннх солей фосфорной кислоты , ) и других веществ. После обработки соапстока кислым агентом в интервале рН 8,010,О поверхностно-активное веществе находится в нем в основном в виде кислого мыла общей формулой RCOOH.RCOONa (где R - углеводородный радикал) . Присоединение к молекуле мыла

жирной кислоты значительно снижает его действие как поверхнортно-активного вещества. Кислые мыла, являясь слабыми ПАВ, способны стабилизировать жир в соапстоке, в то время как способность их к стабилизации пены значительно снижена.

-Кроме изложенного, указанный интервал рН соапстока, направляемого на концентрирование, выбран также,

исходя из следующего; .

При рН среды ниже 8,О происходит

разложение кислых мыл ДО жирных кислот. При этом Концентрация ПАВ в соапстоке снижается настолько, что оно не оказывает стабилизирующего действия и происходит разрушение эмульсии жира в соапстоке. При таких условиях проведения процесса выпаривания соапстока происходиткомкование продукта и не представляется возможным получение тонкой равномерной пленки, а следовательно, снижается интенсивность работы, выпарного аппарата; . . ;

При рН соапстока выше 10,6 концентрация натриевых мыл достаточна для того, чтобы они действовали как пенообразующие и пеностабилизируивдие вещества. Это приводит к резкому возрастанию количества обра14

70

Известный

редлагаемый

8

85 95 95 92 90

1 2

8

9,2

: 3

10

4 5

10,9

зующейся пены, не разрушающейся даже при высоких температурах (aSrSS C).

При мер. 500 г подсол-нечного соапстока с концентрацией общего

жира 12% подвергают концентрированию путем выпаривания влаги в лаборатор1ном тонко-пленочном испарителе периодического действия. Остаточное давление поддерживается 19,95 кПа. Продолжительность процесса 60 мин. Соапсток обра батывается по известному способу (а) и по предлагаемому (б):

а)Температура загружаемого в аппарат соапстока составляет , а

5 рН 14,0. в процессе концентрирования наблюдаются образование сильной соапсточной пены и выбросы продукта в дефлегмационную систему. Содержа. ние Общего имра в упаренном продукте 21,2%.

б)Соапсток нагревается до 90 с

и при afori же температуре обрабатывается бртофосфорной кислотой до доведения его рН до 8,2. В процессе концен5 трирования пенообразования продукта не происходит. Содержание общего жира в упаренном продукте 32,1%.

Результаты обработки соапстока по предлагаемому способу в сравнении с известным приведены в таблице.

21,2 Наблюдается образование пенн и выбросы в дефлегмационную систему

30,4

12,0 32,8 12,0 32,4 12,0 30,9 12,0 23,3

Наблюдается 12,0

образование

пены

7/1 60

90

7

92

40 Как следует из данных та0лицы, осуществление концентрирования соапстоков попредлагаемому способу пбэволяет резко интенси цировать процесс, повысить йроизводительность выпарнйго аппарата и получить продукт требуемой коюхенгфации. Кроме того, внедрение изобретения позволяет снизить удельюае энергозатраты. Ожидаемый-экономический эффект от внедрения предлагаемого способа составляет 40 тыс. руб. на одну выпа ную установку. Формула изобретения Способ концентрирования соапстока вкллочакпдай нагрев его до 85-9 5 С и Упаривание в тонкой пленке под

: Продолжение таблицы

Происходит комкование

продукта и залипани1е . его на стенках аппарата

12,0

28,5 вакуумом,:О т л и чаю щи И с я тем, что, с цеяыо интенсификации процесса путем предотвращения ртабилизаций образующейся при вьапаривании пены/ после нагрева соапетока его рН доводят до 8,. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Руководство по технологии . полу чения и переработки растительных масел И жиров. Т, I t , изд.2. Л, 1973, с...214. ... .. - . , , ; . ;., : 2.Там же, с. 214-220. 3.Волотрвская С.Н. и др. Концентрирование соапстоков упариванием. Масло-жировая промышленность, 1978, № 11, с. 29-31 (прототип).