способ щелочной рафинации растительных жиров и масел и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ щелочной рафинации жиров и масел, включающий пропускание нагретого жира или масла в капельно-жидком состоянии через раствор щелочи с образованием в верхней части щелочного раствора масляной фазы, которую обрабатывают раствором кислоты с концентрацией ионов водорода 0,001 - 0,005 моль/л, отличающийся тем, что обработку кислотой проводят введением ее соли, которую подвергают электролизу.

2. Устройство для щелочной рафинации жиров и масел, включающее цилиндрический расширяющийся в верхней части резервуар, расположенные в нем один под другим распылитель для жира, выполненный в виде барботера с отверстиями, распределитель для подачи щелочи в верхней части резервуара и гидродинамические решетки, расположенные между распылителем жира и распределителем щелочи одна под другой, в верхней части резервуара штуцер для отвода нейтрализованного жира и расположенный в нижней части резервуара штуцер для отвода соапстока, отличающийся тем, что в расширенной части резервуара выше распределителя щелочи установлен сетчатый электрод из электропроводящего материала с возможностью подключения к положительному полюсу источника постоянного тока, а корпус резервуара из электропроводящего материала выполняет функцию второго электрода с возможностью подключения его к отрицательному полюсу источника постоянного тока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к масложировой промышленности, а именно к рафинации жиров и масел.

Известен способ нейтрализации жиров, включающий пропускание нагретого жира в виде капель через слой горячего водного раствора щелочи с образованием водной и масляной фаз, промывку и отделение соапстоков. В этом способе используют раствор щелочи с концентрацией 25-30 г/дм³, а на границу раздела фаз вводят водный раствор натриевой соли и минеральной кислоты в количестве 1-10% к массе жировой фазы с концентрацией ниже порога коагуляции мыльных мисцелл [1].

Недостатком известного способа является повышенное содержание мыла в рафинированном жире.

Известно устройство для нейтрализации масел, состоящее из вертикального цилиндрического, расширяющегося в верхней части резервуара, в нижней части которого расположен распределитель масла с подающей трубой, распределитель щелочи, расположенный над распределителем масла, патрубков для отвода нейтрализованного масла и щелочи, расположенных соответственно в верхней и нижней частях резервуара. Это устройство снабжено расположенными в резервуаре между патрубками отвода нейтрализованного масла и распределителем щелочи барботером с подающей трубой для ввода водного раствора натриевой соли и минеральной кислоты, причем барботер установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальной плоскости [1].

Недостатком известного устройства является повышенное содержание мыла в рафинированном жире.

Наиболее близким из известных является способ нейтрализации жиров и масел, включающий пропускание нагретого жира или масла в капельно - жидком состоянии через раствор щелочи с образованием в верхней части щелочного раствора масляной фазы. В этом способе в масляную фазу вводят вводный раствор кислоты, причем концентрацию и количество раствора выбирают так, чтобы концентрация ионов водорода составляла 0,001-0,005 моль/л [2].

Недостатком известного способа является повышенное содержание мыла в рафинированном жире или масле.

Наиболее близким из известных является устройство для непрерывной нейтрализации жиров, включающие цилиндрический расширяющийся в верхней части резервуар с водяной рубашкой, расположенные в нем один под другим распылитель для жира, выполненный в виде барботера с отверстиями и распылитель для подачи щелочи, расположенный в верхней части резервуара штуцер для отвода нейтрализованного жира и расположенный в нижней части резервуара штуцер для отвода соапстока. Это устройство снабжено гидродинамическими решетками, горизонтально установленными в резервуаре одна под другой на равном расстоянии друг от друга на участке между штуцером для отвода нейтрализованного жира и распылителем для жира (а.с. N 1579045, кл. C 11 B 3/06).

Недостатком прототипа является повышенное содержание мыла в рафинированном жире.

Целью изобретения является снижение содержания мыла в рафинированном жире или масле.

Поставленная цель достигается тем, что в способе щелочной рафинации жиров и масел, включающем пропускание нагретого жира или масла в капельно-жидком состоянии через раствор щелочи с образованием в верхней части щелочного раствора масляной фазы, в который вводят раствор кислоты с концентрацией ионов водорода 0,001-0,005 моль/л, кислоту вводят за счет электролиза, а именно: в верхнюю часть щелочного раствора масляной фазы вводят соль минеральной или органической кислоты, проводят электролиз этой соли до образования минеральной или органической кислоты.

В устройстве для щелочной рафинации жиров и масел, включающем цилиндрический, расширяющийся в верхней части резервуар, расположенный в нем один под другим распылитель для жира, выполненный в виде барботера с отверстиями, распределитель для подачи щелочи в верхней части резервуара и гидродинамические решетки, расположенные между распылителем жира и распределителем щелочи одна под другой, в верхней части резервуара штуцер для отвода нейтрализованного жира и расположенный в нижней части резервуара штуцер для отвода соапстока, согласно изобретению в расширенной части резервуара выше распределителя щелочи установлен сетчатый электрод из электропроводящего материала с возможностью подключения к положительному полюсу источника постоянного тока, а корпус резервуара из электропроводящего материала выполняет функцию второго электрода с возможностью подключения его к отрицательному полюсу источника постоянного тока.

Кислота образуется за счет электролиза путем введения в верхнюю часть щелочного раствора масляной фазы раствора соли минеральной или органической кислоты, проводят электролиз этой соли до образования соответствующей кислоты с одновременной коагуляцией масляных капель за счет имеющего место при электролизе теплового эффекта.

Таким образом, совокупность существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, позволяет достичь желаемый технический результат, а именно снизить содержание мыла в рафинированном жире или масле.

Пример осуществления способа. Гидратированное соевое масло с кислотным числом 5,4 мг KOH подвергают нейтрализации в мыльно-щелочной среде при 80^oC и концентрацией щелочи 15 г/л, и концентрацией сернокислого натрия 3 г/л. На корпус резервуара и сетчатый электрод подают напряжение 2,5 В и ток 2,5 А. В результате разложения сернокислого натрия образуется серная кислота в верхней части щелочного раствора масляной фазы. Концентрация ионов водорода в масляной фазе составляет 0,0025 моль/л, что контролируют pH-метром. Всплывающее в капельно-жидком состоянии нейтрализованное и обработанное кислотой масло непрерывно отводится из верхней части резервуара через штуцер. В нейтрализованном масле мыло отсутствует, а кислотное число масла составляет 0,12 мг KOH. Параллельно проводят нейтрализацию масла по такой же схеме, но без электролиза, а серную кислоту вводят непосредственно в верхнюю часть щелочного раствора масляной фазы. Полученные данные сведены в таблицу.

Как видно из данных таблицы, значительно снижено содержание мыла в масле, вплоть до его полного отсутствия.

На чертеже изображено устройство в разрезе, общий вид.

Устройство для непрерывной нейтрализации жиров или масел состоит из вертикального цилиндрического, расширяющегося в верхней части резервуара 1 с тепловой рубашкой 2 для создания в нем необходимого температурного режима.

В верхней части резервуара 1, корпус которого выполнен из электропроводящего материала, расположен штуцер 3 для отвода нейтрализованного жира, а в нижней части - штуцер 4 для отвода соапстока.

Внутри резервуара 1 расположен распылитель 5 для жира, а в верхней его части - распределитель 6 для подачи щелочи, причем распылитель 5 выполнен в виде барботера с отверстиями.

Кроме того, внутри резервуара 1 горизонтально одна над другой на равном расстоянии друг от друга установлены гидродинамические решетки 7.

Гидродинамические решетки 7 располагаются на участке резервуара 1 между распылителем 5 и распределителем 6.

Также в верхней части резервуара 1 над распределителем 6 установлен сетчатый электрод 8, выполненный из электропроводящего материала, причем он располагается непосредственно над линией раздела нейтрализованного жира и мыльно-щелочного раствора в зоне нейтрализованного жира.

Около устройства установлен источник постоянного тока 9, к его положительному потенциалу подключен сетчатый электрод 8, а к отрицательному - корпус резервуара 1.

Устройство работает следующим образом.

Исходный жир или масло поступает через отверстия барботера распылителей 5 в резервуаре 1. Туда же через распылитель 6 поступает горячий раствор щелочи. Капли жира за счет разности плотностей жира и раствора щелочи поднимаются вверх в мыльно-щелочном растворе.

При прохождении через раствор щелочи происходит нейтрализация свободных жирных кислот, содержащихся в жире. Гидродинамические решетки 7 создают гидравлическое сопротивление движению капель жира или масла вверх, что способствует интенсификации процесса перемешивания жира или масла в каплях. Капли жира или масла приносят в зону нейтрализованного жира или масла на своей поверхности мыло, которое препятствует процессу коалесценци и может быть унесено нейтрализованным жиром или маслом через штуцер 3, что значительно влияет на его качество. Мыло является электролитом, и когда капли с мылом на поверхности образуют электропроводящий слой, начинается течение тока от сетчатого электрода 8 к стенкам резервуара 1, что в свою очередь вызывает местный нагрев мыла на стенках капель, благодаря чему снижается вязкость мыла, которое стекает с капель жира или масла в мыльно-щелочной раствор, и это позволяет более эффективно протекать процессу коалесценции, кроме того, при прохождении электрического тока происходит электролиз соли, содержащейся в водной фазе. Выделяющаяся кислота разлагает мыло и ускоряет коалесценцию.