аппарат для периодической нейтрализации масел и жиров

Формула изобретения

Аппарат для периодической нейтрализации масел и жиров, включающий корпус, перемешивающее и распределительное устройства, отличающийся тем, что распределительное устройство выполнено в форме спирали Архимеда с отверстиями диаметром 1 2,5 мм, расположенными равномерно по образующей для образования капель раствора гидроксида натрия размером 2,5 5 мм при удельной мощности перемешивания не менее 100 Вт/м³.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для щелочной рафинации растительных масел и жиров и может быть использовано в масложировой промышленности в производстве пищевых и технических растительных масел и жиров, а также моющих средств.

Эффективность щелочной рафинации растительных масел и жиров в значительной мере определяется процессом межфазного массообмена между жировой и водно-щелочной фазами, причем в последней накапливаются образующиеся в ходе рафинации натриевые мыла.

Известен аппарат для очистки жирового сырья от свободных жирных кислот обработкой водным раствором гидроксида натрия, состоящий из корпуса, снабженного рубашкой для подвода теплоносителя, и распределительного устройства, предназначенного для подачи масложирового сырья в виде отдельных капель в корпус аппарата, содержащий весь объем раствора гидроксида натрия. В таком аппарате в результате хорошего диспергирования межфазная поверхность велика и процесс межфазного массообмена идет эффективно.

Однако в аппарате такого типа образуется значительное количество жидкого отхода соапстока, представляющего собой водно-жировую эмульсию, стабилизированную выделяющимися натриевыми мылами, растворяющимися в водно-щелочной фазе, утилизация которого трудо- и энергоемкий процесс.

Избежать образования соапстока возможно, если раствор гидроксида натрия подавать в виде капель в объем жировой фазы. В этом случае выделяющиеся на поверхности раздела фаз натриевые мыла будут образовывать нерастворимый в масложировой фазе осадок.

Наиболее близким к заявляемому по конструкции является аппарат для нейтрализации растительных масел и жиров, состоящий из корпуса, снабженного рубашкой для подвода теплоносителя, а также перемешивающего и распределительного устройств. Перемешивающее устройство представляет собой мешалку грабельного типа с модулем 0,75, обеспечивающую при числе оборотов 28-36 об/мин удельную мощность перемешивания 18-20 Вт/м³. Распределительное устройство выполнено в виде конуса, имеющего по краю основания зубцы, рассекающие стекающую жидкость на отдельные струйки, либо в виде душевой сетки.

Однако такое сочетание параметров распределительного и перемешивающего устройств приводит к тому, что при реальных скоростях окружного движения перемешиваемой массы 0,9-1,3 м/с происходит массовая коалесценция капель раствора гидроксида натрия, усугубляемая большим размером этих капель, образующихся при дроблении струек в случае применения конусного распределительного устройства, что приводит к значительному (в 2-5 раз) уменьшению поверхности раздела фаз, что соответственно замедляет как процессы массообмена, так и собственно реакцию нейтрализации свободных жирных кислот, происходящую на поверхности раздела фаз. В результате этого в водно-щелочной фазе содержится значительное (20-40%) количество непрореагировавшего гидроксида натрия, а в жировой свободных жирных кислот, для нейтрализации которых требуется либо загрузка дополнительного избытка гидроксида натрия, либо увеличение времени процесса. Кроме того, внутри крупных капель водно-щелочной фазы создается концентрация натриевых мыл, способствующая стабилизации водно-жировой эмульсии (соапстока).

Целью изобретения является создание аппарата для периодической нейтрализации масел и жиров, обеспечивающего сокращение как расхода гидроксида натрия, так и времени процесса, в котором раствор гидроксида натрия подается в объем масложирового сырья в виде отдельных капель такого размера, который обеспечивает их устойчивость в течение времени, необходимого для исчерпания содержащегося в объеме капли гидроксида натрия, а перемешивающее устройство не допускает их коалесценцию.

Для этого в аппарате для периодической нейтрализации масел и жиров распределительное устройство выполняется в форме спирали Архимеда, с отверстиями диаметром 1-2,5 мм, расположенными равномерно по образующей, что обеспечивает образование капель раствора гидроксида натрия размером 2,5-5 мм.

Сущность изобретения заключается в том, что капли такого размера быстро отводятся от места их падения на поверхность перемешиваемого масложирового сырья без соударения капель между собой в течение 3 с. За это время поверхностная реакция нейтрализации свободных жирных кислот проходит достаточно глубоко, что приводит к образованию слоя натриевых мыл, сорбированных на поверхности капель и стабилизирующих эти капли. Стабилизированные натриевыми мылами капли приобретают свойства псевдотвердых частиц и не коалесцируют, в то время как содержащийся в них гидроксид натрия диффундирует к поверхности раздела, вступая на ней во взаимодействие со свободными жирными кислотами, в результате чего образуются новые молекулы натриевых мыл, усиливающие стабилизацию капель. Процесс заканчивается по исчерпании в капле гидроксида натрия, при этом капля водно-щелочной фазы превращается в твердую глобулу кристаллогидрата натриевых мыл, в сердцевине которой находится насыщенный раствор этих мыл. В порах наружного слоя кристаллогидрата натриевых мыл сорбируется незначительное количество нейтрального жира.

На фиг.1 изображено устройство аппарата для периодической нейтрализации масел и жиров; на фиг.2 конструкция распределительного устройства.

Аппарат состоит из корпуса 1, снабженного рубашкой 2 для подвода теплоносителя, распределительного устройства 3, выполненного в форме спирали Архимеда с отверстиями 4 диаметром 1-2,5 мм, расположенными равномерно по образующей, а также перемешивающего устройства 5, предназначенного для перемешивания реакционной массы.

Работает аппарат следующим образом. В корпус аппарата 1 загружается растительное масло или жир, подлежащий нейтрализации. Подачей горячего теплоносителя в рубашку 2 доводят температуру растительного масла до требуемого значения. Раствор гидроксида натрия подается в распределительное устройство 3, проходя через отверстия которого гидроксид натрия в виде капель размером 2,5-3,0 мм падает на поверхность перемешиваемого растительного масла. Перемешивающее устройство 4 обеспечивает быстрый отвод попавших в растительное масло капель гидроксида натрия без их соударения между собой в течение 3 с. Для обеспечения этого времени существования капель удельная мощность перемешивания должна быть не менее 100 Вт/м³.

Таким образом, в описанном аппарате вместо полужидкого соапстока образуется твердый осадок натриевых мыл, который накапливается в нижней части корпуса 1 и выводится оттуда через нижний патрубок.