Способ концентрирования соапстока

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

In) 960240

Союз Советских

Соц иалистииеских

Республик (á1) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 230580 (21) 2930841/28-13 с присоединением заявки ¹(И)М Ктт з

С 11 В 13/02

Государственный номитет

СССР

- ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230982. Бюллетень Мо35 (33) УДК 665.1.

" .036(088..8) Дата опубликования описания 2М982

С.Н. Волотовская,. A.Á. Рафальсон, В.P.. Бурнашев, Г.Я. Смирнов, Г.М. Гончаров и Г.Я. Стам (72) Авторы йзобретения

Всесоюзный научно-исследовательский институт жиров

Pl) Заявитель

{54) СПОСОБ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ COAIICTOKA

ИзобретЕние относится к масложировой промышленности, а именно к способам концентрирования соапстоков, образующихся при щелочной рафинации . растительных масел и жиров.

В последние годы значительно увеличилось количество соапстоков, образующихся при рафинации растительных масел и жиров. Это объясняется как ростом объемов рафинации, так и уве- личением кислотности перерабатываемых жиров.

Но существующему положению к oT- .грузке на мыловаренные заводы и другим потребителям принимаются соапс-. токи, содержащие не менее 30% общего жира, в то время как имеющиеся методы рафинации. обеспечивают получение довольно разбавленных соапстоков.

Например, при рафинации масел и жиров по одному иэ наиболее распространенных методов в мыльно-щелочной -среде концентрация образующихся соапстоков 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 поваренной c/ пью или ее растворами. 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 f1).

Однако при этом увеличивается количество стоков. Кроме того, недостатками данного способа являются трудоемкость процесса, образование . значительного количества трудноочищаемых-сточных вод.

Известен также способ концентрирования соапстоков путем их разложения.серной кислотой. По этому методу соапсток разбавляется водой

20 до 5-&%-.ной .концентрации, подогревается до 85-90оС и через.ротаметр подается в реактор с мешалкой, скорость- вращения которой 150—

200 об/мин. В этот же смеситель подают серную кислоту. Избыток серной кислоты против теоретически необходимого для разложения мыла. должен составлять 5 -10% от расчетного количества. Продолжительность пребы.вания смеси в реакторе составляет

З0 не менее 10 мин. Далее смесь пода-, 3

960240 ется в колонну-разделитель или сепа-. ратор для разделения фаз, после чего проводят промывку соапсточного жира от кислоты (2), Однако, хотя разложение соапстоков серной кислотой позволяет концентрировать жир до 95-98Ъ, при этом происходит сульфирование жирных кислот по двойным связям и обугливание сопутствующих веществ., Жир приобретает темную окраску и его необходимо"подвергать дистилляции. При использовании способа разложения расходуется значительное количество серной кислоты (690 кг кислоты на

45 т мыльного раствора) и образуется 15 большое количество стоков, загрязненных серной кислотой, жировыми веществами и сульфатом натрия. При,обработ ке поваренной солью исходного количества соапстока образуется 80% сточ-20 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 виде мыла, поэтому eFo необходимо обрабатывать серной кислотой, в результа» те чего образуется некоторое количество сульфата натрия.

При разложении соапстока серной кислотой образуется около 905 (от исходного) сточных кислых вод, содер-30 жащих более 1 т сульфата натрия и

0,1% серной кислоты. Такую воду необходимо обрабатывать раствором каль— цйнированной соды. В нейтрализованной воде содержится 25 г/л сульфата нат- 35 рия.

Таким образом, при использовании обоих указанных способов концентрирования соапстоков образующиеся сточные воды содержат выше допустимой 4О нормы (т.е.. более 10 г/л) растворенных солей и не могут сбрасываться в канализацию.

Кроме того, такие воды представляют собой системы, очистка которых 45 в масло-жировой промышленности не решена и, очевидно, может. быть осуществлена только путем выпаривания.

Наиболее близким к изобретению является способ концентрации соапстоG 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 C направляется на выпаривание под вакуумом на ротационнопленочном аппарате горизонтального типа, разработанного во ВНИИЖе применительно к высушиванию фосфатидов.

Остаточное давление в аппарате.под- 60 держивается 13,33-19 95 кПа. При атом. происходит концентрирование соапстока с 8 до 205-ного содержания общего жира. Производительность установки по упаренному соапстоку 65

4.

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 щелоч» ного раствора йли сбрасывать в канализацию I.3 .

Однако:проведение упаривания затруднено из-за образования устойчивой соапсточной пены при увеличении производительности.

Как известно, соапсток представляет собой концентрированную эмульсию жира в воде, стабилизированную ионогенным поверхностно-активным веществом (натриевым мылом), с рН среды 13,0-14,0. В условиях проведения процесса выпаривания и в указанном диапазоне рК натриевые.мыла выполняют две следующие функции: стабилизация дисперсий жира в водной фазе (эмульсии), сопровождающаяся стабилизацией жира внутри мыльных мицелл; стабилизация образующейся при выпаривании высококонцентрирован ной дисперсии водяного пара в воде (пены) за счет образования в пленках пены механически прочного адсорбционного слоя из молекул мыла..

Если первая функция, выполняемая натриевым мылом, в:процессе выпаривания играет положительную роль, способствуя созданию равномерной пленки, то вторая препятствуя проведению процесса, вызывая образование устойчивой пены и выбросы ее в вакуумную систему,. что снижает производительность и затрудняет получение соапстока с концентрацией выше 204.

Подавляя действие последнего фактора можно добиться значительной интенсификации процесса концентрирования соапстока.

Целью изобретения является интенсификация процесса путем предотвращения стабилизации образующейся при выпаривании пены.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу концентрирования соапстока, включающему нагрев его до 85-98 С и упаривание в тонкой пленке под вакуумом, после нагрева саапстока 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 Н+, например минеРальныХ Кислот (НзРО, Н ВО, HC1 ), однозамещенных солей. фосфорной кислоты (йаН, РО4, KH РО ) и других веществ. После обработки соапстока кислым агентом в интервале рН 8,010,0 поверхностно-активное веществе находится в нем в основном в виде кислого мыла общей формулой RCOOH

RC0ONa (где R — углеводородный радикал). Присоединение к молекуле мыла

960240 темпера- . р Н тура со- соапсто апстока, . ка

Способ.концентрации

Время об Содержание общего работки, жира в аоапстоке, мин %

Примечание до концентрирования после концент рирования

Известный

Наблюдается образование пены и выбросы в дефлегмационную систему

21,2

12,0

70

Предлагаемый

12,0

30,4

60

32,8

1.2, 0

60

32,4

12,0

9,2

30,9

12,0

10

60

23,3

10 9

Наблюдается образование пены

12,0

5 жирной кислоты значительно снижает его действие как поверхностно-активного вещества. Кислые мыла, являясь слабыми IIAB, 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 8,0 происходит разложение кислых мыл до жирных кислот. При этом концентрация IIAB в соапстоке снижается настолько, что оно не оказывает стабилизирующего действия и происходит разрушение эмульсии жира в соапстоке. При таких условиях проведения процесса выпаривания.соапстока происходит комкование продукта и,ие представля ется возможным получение тонкой равномерной:пленки, а следовательно, снижается интенсивность работы выпарного аппарата;

При рН соапстока выше 10,0 концентрация натриевых мыл достаточна для того, чтобы они действовали как пенообразующие и пеностабилизирующие вещества. Это приводит к резкому возрастанию количества образующейся пены, не разрушающейся даже при высоких температурах (85-. 95 С).

Пример. 500 г подсолнечного соапстока с концентрацией общего жира 12% подвергают концентрированию .1. путем выпаривания влаги в лабораторном тонко-пленочном испарителе периодического действия. Остаточное давление поддерживается 19,95 кПа. Про10 должительность процесса 60 мин. Соапсток обрабатывается по известному способу (а) и по предлагаемому (б)г а) Температура загружаемого в аппарат соапстока составляет 70 С, а

35 .рН 14,0. В процессе концентрирования наблюдаются образование сильной соапсточной пены и выбросы продукта в. дефлегмационную систему. Содержание общегО жира в упаренном продук20 те 21,2В. б) Соапсток нагревается до 90 С и при этой же температуре обрабатывается Ьртофосфорной кислотой до доведения. его рН до 8,2. В процессе конценg5.òðèðoâàíèÿ пенообразования продукта не происходит. Содержание общего жира в упаренном.продукте 32,1Ъ.

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

r r т.

960240

Продолжение таблицы рй Время об.соапсто- работки, ка мин

Способ. концентрации

Содержание общего жира .в соапстоке, В

Темпера ура соапстока, С

Примечание до кон- . после центри- концент рования рировайия

71 бО

Происходит комкование продукта и . залипание его на стенках аппарата

12,.0

12,0

9.2

2 8, 5

Составитель Н. Коровяковская

Редактор Л. Лукач Техред A-Лч .Корректор О. Билак

:Заказ 7147/30 Тираж 42.4 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ?K-35, Раушская наб., д.. 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как следует из данных. таблицы, осуществление концентрирования соапстоков по предлагаемому способу поз- gg воляет резко интенсифИцировать процесс, повысить производительность выпарного аппарата н получить продукт требуемой концеитфации. Кроме того, внедрение изобретения позволяет снизить удельные энергозатраты.

Ожндаеьияй экономический эффект от внедренйя предлагаемого способа составляет 40 тыс. руб. на одну выпарную установку.

Формула изобретения

Способ концентрирования соапстока„ включающий нагрев его до 85-95.С. и. Упаривание в тонкой пленке под вакуумом, .отличающийся тем, что, с цепью ннтенайфикацни процесса путем:предотвращения атаби. лизации образующейся при.выпаривайии пены, после нагрева соапстока его рН доводят до 8,0-10,0.

Источники информации, принятые во внимание. при экспертизе

1. Руководство по технологии получения и переработки растительных масел и жиров. Т.lt изд.2. Л,, 1973, с. 214.

2. Там же, с. 214-220.

3. Волотовская С.Н. и др. Концент-рирование соапстоков упариванием.—

"Масло-жировая промышленность", 1978, Р 11, с. 29-31 (прототип).