VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR GEWINNUNG VON STEARIN AUS FETTEN TIERISCHER ODER PFLANZLICHER HERKUNFT

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Gewinnung von Stearin aus Fetten tierischer oder pflanzlicher Herkunft, bei dem das Fett durch Erwärmen auf eine Temperatur verflüssigt wird, bei der keine Kristalle in der Flüssigkeit vorhanden sind und bei dem anschließend zur Kristallbildung eine stufenweise Abkühlung erfolgt und das kristallisierte Öl in den Einlauf einer mit einem Tellerpaket ausgerüsteten Zentrifuge eingeführt wird.

[0002] Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

[0003] Es ist bekannt, zur Trennung der festen (Stearin) von der flüssigen Phase Vakuum-Bandfilter oder Filterpressen einzusetzen. Schwierigkeiten treten bei einem Verstopfen der Filterporen insbesondere dann auf, wenn sich diese Filterporen auch durch eine Dampfbehandlung nicht wieder öffnen lassen.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens so zu gestalten, daß während der Dauer einer Produktion die Trennschärfe zwischen der Stearinphase und der Ölphase für eine optimale Stearinqualität und Stearinausbeute konstant gehalten werden kann.

[0005] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Abkühlung des kristallisierten Öls bis auf eine Temperatur im Temperaturbereich von 40 °C und darunter, jedoch oberhalb 10 °C vorgenommen und das kristallisierte Öl in den Einlauf einer nicht selbstentleerenden, mit einem Tellerpaket und einer ortsfesten Greifeinrichtung für die Ölphase ausgestatteten Düsenzentrifuge eingeführt wird und die Feststoffphase durch sich zu den Düsen verjüngende Strömungsräume geführt und durch die Düsen ausgetragen wird, wobei zur Erzielung einer hohen Trennschärfe das Verhältnis zwischen der Zulaufleistung in l/h und der Düsenleistung in l/h in dem Bereich zwischen 2 : 1 und 4 : 1 eingestellt wird.

[0006] Durch die Verwendung einer Düsenzentrifuge ist es ausreichend, das kristallisierte Öl bis auf eine Temperatur im Temperaturbereich von 10 °C bis 40 °C abzukühlen, bevor es in den Einlauf der Zentrifuge eingeführt wird.

[0007] Die sich zu den im Umfangsbereich der Schleudertrommel angeordneten Düsen verjüngenden Strömungsräume werden durch Segmenteinsätze begrenzt, die aus Edelstahl gefertigt sind. Diese Segmenteinsätze gewährleisten eine vorgegebene Führung der Feststoffphase aus dem Außenbereich des Tellerpakets zu den Düsen. Ablagerungen von Feststoffteilchen zwischen zwei benachbarten Düsen und auch das Auftreten von Mischphasen im Feststoffraum werden vermieden.

[0008] Durch diesen Segmenteinsatz kann eine Trennschärfe zwischen der Stearinphase und der Ölphase erzielt werden, die besser ist als die der übrigen heute eingesetzten Technologien.

[0009] Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

[0010] Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden beschrieben.

[0011] Es zeigen:

Figur 1

einen Kristallisator in schematischer Darstellung,

Figur 2

eine dem Kristallisator nachgeschaltete Düsenzentrifuge, teilweise im Vertikalschnitt und

Figur 3

einen schematischen, horizontalen Schnitt nach der Linie III-III durch die Düsentrommel.

[0012] In dem Kristallisator 1 wird ein Fett tierischer oder pflanzlicher Herkunft bis auf eine Temperatur verflüssigt, bei der in der Flüssigkeit keine Kristalle vorhanden sind. Anschließend erfolgt zur Kristallbildung eine stufenweise Abkühlung.

[0013] Der Kristallisator 1 weist einen Aufnahmebehälter 2 für das zu verflüssigende Fett auf, der mit einem Rührwerk 3 ausgerüstet ist, das über einen Motor 4 angetrieben wird. Der Aufnahmebehälter ist in seinem Umfangs- und in seinem Bodenbereich mit einem Mantel 5 eines Wärmetauschermediums ausgestattet. Dieser Mantel wird im Bodenbereich durch eine Wärmeisolierschicht 6 und im Umfangsbereich durch eine Wärmeisolierschicht 7 nach außen abgedeckt. In dem Mantel 5 wird das Wärmetauschermedium durch eine Pumpe 8 umgewälzt. Als Wärmetauschermedium wird Wasser benutzt, das entweder durch einen mit Dampf betriebenen Wärmetauscher 9 aufgeheizt oder durch einen mit Eiswasser betriebenen Wärmetauscher 10 abgekühlt werden kann.

[0014] Im Kristallisator 1 wird z.B. Butteröl auf 55 °C mittels Heißwasser des Mantels 5 aufgeheizt und über einen Zeitraum von 30 min. auf dieser Temperatur gehalten, während das Rührwerk mit 8 U/min umläuft. Hierdurch wird erreicht, daß das gesamte Öl in flüssiger unkristallisierter Form vorliegt.

[0015] Das Öl wird dann mit einer Temperaturdifferenz von 15 °C so lange abgekühlt, bis das Wasser 32 °C erreicht hat. Dann erfolgt bei konstanter Wassertemperatur eine weitere Abkühlung des Öls, bis eine Produkttemperatur von 36 °C erzielt wird. Auf diese Weise soll verhindert werden, daß zuviel Öl spontan auskristallisiert. Es kommt zur Bildung vieler, gleichmäßig großer Kristalle. Das Rührwerk läuft mit 8 U/min um.

[0016] Hat das Produkt 36 °C erreicht, so wird für eine Dauer von 420 min mit einer konstanten Temperaturdifferenz von 3 °C langsam abgekühlt. Es findet nun die hauptsächlich, schonende Kristallbildung statt. Das Rührwerk läuft mit 4 U/min um.

[0017] Nach diesem Verfahrensschritt ist die Kristallbildung weitgehend abgeschlossen. Das nächste Ziel ist das Erreichen der erforderlichen Fraktionierungstemperatur. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird mit einer Temperaturdifferenz von 6 °C und einer Rührwerksdrehzahl von 8 U/min gearbeitet bis die Fraktionierungstemperatur erreicht wird.

[0018] Bei Pflanzenölen und anderen Fetten erfolgt eine andere Temperaturführung im Kristallisator.

[0019] Sofern dem Kristallisator 1 eine Düsenzentrifuge 11 nachgeschaltet ist, die in den Figuren 2 und 3 aufgezeigt ist, ist die Kristallgrößenverteilung im Ausgangsmaterial relativ unwichtig, so daß sich kürzere Kristallisationszeiten ergeben als bei der Durchführung der Trennung der Feststoffphase und der Flüssigkeitsphase unter Verwendung von Filtereinrichtungen.

[0020] Das im Kristallisator 1 aufbereitete kristallisierte Öl wird dem Einlauf 12 der Zentrifuge 11 zugeführt und gelangt von dort über einen Verteiler 13 in die Steigkanäle 14 eines Tellerpakets 15. in den Trennräumen zwischen den einzelnen Tellern des Tellerpakets findet die Trennung der Stearinphase von der Ölphase statt. Die Ölphase strömt zum Zentrum der Zentrifuge und wird über eine ortsfeste Greifeinrichtung 16 und einen Stutzen 17 aus der Zentrifuge ausgestragen.

[0021] Die Stearinphase durchströmt den Feststoffraum 18 der Schleudertrommel 19 und wird durch am Umfang der Schleudertrommel gleichmäßig verteilt angeordnete Düsen 20 in einen Auffangraum 21 ausgetragen.

[0022] Zwischen zwei benachbarten Düsen 20 ist jeweils ein aus rostfreiem Stahl gefertigtes Segment 21 angeordnet und begrenzt einen aus dem Umfangsbereich des Tellerpakets 15 sich erstreckenden und zur Düse 20 hin sich verjüngenden Strömungsraum 22 für die Feststoffphase.

[0023] Die Düsen 20 weisen vorzugsweise einen Düsendurchmesser von 0,5 oder von 0,6 mm auf. Die Düsenleistung einer Düse beträgt ca. 150 l/h.

[0024] Das Verhältnis zwischen der Zulaufleistung der Zentrifuge und der Düsenleistung liegt im Bereich zwischen 2 : 1 und 4 : 1.

Bezugszeichenliste

[0025] 

1

Kristallisator

2

Aufnahmebehälter

3

Rührwerk

4

Motor

5

Mantel

6

Wärmeisolierschicht

7

Wärmeisolierschicht

8

Pumpe

9

Wärmetauscher

10

Wärmetauscher

11

Zentrifuge

12

Einlauf

13

Verteiler

14

Steigkanal

15

Tellerpaket

16

Greifeinrichtung

17

Stutzen

18

Feststoffraum

19

Schleudertrommel

20

Düse

21

Segment

21a

Auffangraum

22

Strömungsraum

Ansprüche

1. Verfahren zur Gewinnung von Stearin aus Fetten tierischer oder pflanzlicher Herkunft, bei dem das Fett durch Erwärmen auf eine Temperatur verflüssigt wird, bei der keine Kristalle in der Flüssigkeit vorhanden sind und bei dem anschließend zur Kristallbildung eine stufenweise Abkühlung erfolgt und das kristallisierte Öl in den Einlauf einer mit einem Tellerpaket ausgerüsteten Zentrifuge eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung des kristallisierten Öls bis auf eine Temperatur im Temperaturbereich von 40 °C und darunter, jedoch oberhalb 10 °C vorgenommen und das kristallisierte Öl in den Einlauf (12) einer nicht selbstentleerenden Düsenzentrifuge eingeführt wird und die Feststoffphase durch sich zu den Düsen (20) verjüngende Strömungsräume (22) geführt und durch die Düsen (20) ausgetragen wird, wobei zur Erzielung einer hohen Trennschärfe das Verhältnis zwischen der Zulaufleistung in l/h und der Düsenleistung in l/h in den Bereich zwischen 2 : 1 und 4 : 1 eingestellt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Kristallisator zur Erwärmung und anschließenden stufenweisen Abkühlung des Fetts pflanzlicher oder tierischer Herkunft und einer nachgeschalteten, mit einem Tellerpaket ausgestatteten Zentrifuge, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrifuge als nicht selbstentleerende Düsenzentrifuge (11) ausgebildet ist, in deren Schleudertrommel (19) sich zu den Düsen (20) verjüngende, durch eingesetzte Segmente (21) begrenzte Strömungsräume (22) für die Feststoffphase angeordnet sind und das Verhältnis zwischen der Einlaufleistung und der Düsenleistung in dem Bereich zwischen 2 : 1 und 4 : 1 liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Schleudertrommel (19) vorgesehenen Segmente (21) aus rostfreiem Stahl gefertigt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (21) sich vom Außenbereich des Tellerpakets (15) bis zu den Düsen (20) erstrecken.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (20) eine Düsenöffnung mit einem Durchmesser von ca. 0,5 oder ca. 0,6 mm aufweisen.

Claims

1. Method of obtaining stearin from fats of animal or vegetable origin, in which the fat is liquefied by heating to a temperature at which there are no crystals in the liquid and in which crystallisation is followed by gradual cooling and the crystallised oil is introduced into the inlet of a centrifuge equipped with a stack of discs, characterised in that the crystallised oil is cooled to a temperature in the region of 40°C and lower, but higher than 10°C and the crystallised oil is introduced into the inlet (12) of a non-self-draining nozzle-type centrifuge and the solid phase is guided through flow chambers (22) which taper toward the nozzles (20) and is discharged through the nozzles (20), the ratio between the feed capacity in l/h and the nozzle capacity in l/h being adjusted in the range between 2 : 1 and 4 : 1 for achieving precise separation.

2. Apparatus for carrying out the method according to claim 1 comprising a crystalliser for the heating and subsequent gradual cooling of the fat of vegetable or animal origin and a subsequent centrifuge equipped with a stack of discs, characterised in that the centrifuge is constructed as a non-self-draining nozzle-type centrifuge (11) with solid phase flow chambers (22) which taper towards the nozzle (20) and are limited by inserted segments (21) arranged in its centrifugal drum (19) and the ratio between the inlet capacity and the nozzle capacity is in the range between 2 : 1 and 4 : 1.

3. Apparatus according to claim 2, characterised in that the segments (21) provided in the centrifugal drum (19) are produced from stainless steel.

4. Apparatus according to claim 3, characterised in that the segments (21) extend from the outer region of the stack of discs (15) to the nozzles (20).

5. Apparatus according to claim any of claims 2 to 4, characterised in that the nozzles (20) have a nozzle aperture with a diameter of about 0.5 or about 0.6 mm.

Revendications

1. Procédé de production de stéarine à partir de graisses d'origine animale ou végétale, dans lequel la graisse est liquéfiée par chauffage à une température à laquelle aucun cristal n'est présent dans le liquide et dans lequel, pour former des cristaux, on effectue ensuite un refroidissement progressif et l'huile cristallisée est introduite dans l'entrée d'une centrifugeuse équipée d'une pile d'assiettes, caractérisé en ce que le refroidissement de l'huile cristallisée est effectué jusqu'à une température comprise entre 40 °C et au-dessous, mais au-dessus de 10°C, et l'huile cristallisée est introduite dans l'entrée (12) d'une centrifugeuse à injecteurs sans vidange automatique et la phase solide est envoyée à travers des chambres d'écoulement (22) se rétrécissant en direction des injecteurs (20) et est extraite à travers les injecteurs (20), le rapport entre le débit d'introduction en l/h et le débit des injecteurs en l/h étant ajusté dans la plage entre 2:1 et 4:1 pour obtenir un pouvoir de séparation élevé.

2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, avec un cristallisateur pour chauffer puis refroidir progressivement la graisse d'origine végétale ou animale et avec une centrifugeuse équipée d'une pile d'assiettes et placée après, caractérisé en ce que la centrifugeuse est conformée en centrifugeuse à injecteurs (11) sans vidange automatique, dans le tambour de centrifugation (19) de laquelle sont disposées, pour la phase liquide, des chambres d'écoulement (22) se rétrécissant en direction des injecteurs (20) et délimitées par des segments (21) insérés, et le rapport entre le débit d'alimentation et le débit des injecteurs est ajusté dans la plage entre 2:1 et 4:1.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les segments (21) prévus dans le tambour de centrifugation (19) sont fabriqués en acier inoxydable.

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les segments (21) s'étendent de la partie extérieure de la pile d'assiettes (15) jusqu'aux injecteurs (20).

5. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les injecteurs (20) présentent une ouverture d'injecteur d'un diamètre d'environ 0,5 ou environ 0,6 mm.

Zeichnung