Neuentwicklungen und Einsatzmoglichkeiten von Zentrifugalseparatoren in der Fett- und Seifen-Industrie III:E

Von Di#l.-lng. 0. M o 11 e r , Oelde

Untcr der Bczeichnung ,.Clever-Cleaning* ist ein kontinu- ierliches Entsauerungsverl'ahren fur Hartfette herausgcbracht worden. Es ist vor allcm deshalb bemcrkenswert, weil es rnit nnr eincr Entsauerungsstufe arbeitet. Eine Vorbehandlung ist ebenso wenig erforderlich wie anschlieficnde Wasserwaschen oder eine Trocknung des Hartfettes. Das entsauerte Produkt lauft blank, praktisch trockcn und seifenfrei aus dem Separator ab. Es ist in dicser Form ohne Qualitatseinbuien transport- fihig und fur begrenzte Zeit lagerfahig.

Abb. 23. Entsauerung von Hartfetten nach dcm Cle-

ver-Cleaning-Verfahren 1 Filterpresse 2 AuffanggefaiB 3 Kreiselpumpe 4 Laugenbehalter 5 Dosiergerat 6 Laugenduse 7 PuffcrgefaiD 8 Duplexpumpe 9 ReaktionsgefaG

10 Westfalia

11 Reinolaustritt 12 Seifenbehiilter 13 Kreiselpumpe 13

Schlamm-Separatoren

Als durchschnittliche Raffinationsergebnisse konnen folgende Zahlen genannt werden:

gehartetes gehartetes

Schmelztemperatur Schmelztemperatur

nachentsauert nachcntsauert

Fischol Baumwollsaatol

32-34'' 30-32'

Restseifen-Gehalt 0.01-0.03 '10 0.01-0.03 '/a

Restwasser-Gehalt 0.1 -0.15 O / o 0.1 010

Restfettsarrre-Gchalt 0.02-0.025 V o 0.025-0.03 O/o

Diesc Ergebnisse lassen sich erreichen durch ein spezielles Verfahren bei der Zumischung dcr Lauge, durch Anwendung schr hohcr Laugen-Konzentrationen und einc Einwirkungs- zcit von wenigstens 20 Min. bei geeigneten Tcmperaturen. Fur die Ausschleudcrung der durch die konzentrierte Lauge gebildeten sehr harten und festen Scife werden Schlamm- separatoren besondercr Konstruktion eingssetzt.

Als Richtwert fur die crzielbaren Ausbeutcn mag gelten, dai3 bei einem Laugen-Verbrauch fur max. 0.6'/0 ffa nicht niehr als 1.0 o/o Hartfett-Fettsaure anfallt. Die Aufarbeitung von Emulsionsolen, die bei Hartfetten wegen ihres hohen Wasserbindungsvermogens oft mit Schwierigkciten verbunden ist, wird vollstandig vermicden. Der ausgeschleuderte Swap- stock ist hochprozentig und kann sofort gespalten wcrdcn. Das Clever-Cleaning-Verfahren kann unmittelbar an die Ab- filtrierung des Katalysators angeschlossen werden. Zum Aus- gleich schwankender Filterleistung ist geniigend groBe Puffe- rungsmoglichkeit vorgesehcn. Katalysator-Reste werden durch die Lauge sofort gcfallt und qualitative Schaden dadurch voll- standig vermiedcn 34.

Bei allen Oberlegungen, ob es ratsam ist, die herkommliche Kaffinationsmcthode durch ein mit Zentrifugen arbeitendes kontinuierliches Verfahren zu ersetzen, lautet die entscheidcnde Frage: Welche Betriebsergebnissc lassen sich mit einem solchen Verfahrcn erreichen? Leider 1a5t sich auf diese Frage keine bijndige Antwort gebcn. Allgemcin gilt, d a i bei den mcisten olen die qualitativen Ergebnisse des Kessel-Verfahrens ver- bessert wcrden konnen. Einc mit 2 Raffinationsstufen und ciner Waschstufe arbeitcnde Anlage erzielt etwa. folgende Werte:

Restwasser-Gehalt dcs Rcinoles ohne Trockner 0.1-0.2 O i o

Rcstwasser-Gehalt des Reinoles rnit Trockner unter 0.05 ' i o Restseifcn-Gehalt 0.01-0.02 O i o Restfettsaure-Gehalt ( je nach Laugen-Uberschuil)

Die dabei erreichtcn Durchsatze betragen bis zu 3000 1/Std. bei Einsatz von je einem Separator in jeder Stufc und lassen sich dnrch Vcrvielfaltigung der in jeder Stufc eingesetzten Maschinen entsprechcnd steigern. Welche Ergebnisse sich im Hinblick auf Geschmack und Farbe erreichen lassen, ist weit- gchcnd von Art und Provenienz des eingesetzten Roholes ab- hangig. Jeder Raffincur weis, dai3 es hartnackige Ole gibt, die sich nur mit groien Schwierigkeiten in gute Raffinate iibcrfuhren lassen. Oft kehrt ein charakteristischcr Geschmadc oder Geruch nach kurzer Lagerzeit wieder, oft lassen sich intensive Eigenfarben weder durch die Alkali-Raffination no& durch scharfes Bleichen befriedigend entfernen. Es bedarf dann mancher Kunstgriff c, um trotz diescr Erschwcrungen ein brauchbares Raffinat zu erzeugen und selbstverstandlich ent- stehcn dabei hdhere Vcrlustc.

Am schwersten 1Ii3t sich die Fragc nach den crzielbaren Ausbeuten beurteilen; und doch bildet erst die exakte Be- antwortung dicser Frage die Grundlage der Rentabilitats- bercchnung, die fur jcde Investierung entschcidend ist. Zu- niichst ist darauf hinzuweisen, daf3 bis heute noch kein all- gemcin gultiger Maistab fur die Bcurteilung der bci der Raffination entstehenden Verluste gefunden worden ist. Die Raffinat-Ausbeute benrteilt man nach dem Raffinationsfaktor oder dem Fettsaurefaktor, ein vorgelegtes Rohiil nach der Wesson-Zahl - auf die die bei der Entssuerung cntstehenden Verluste mittels analytischer Gleichungen zuwcilen als Ga- rantie-Werte bezogcn werden - oder dem Cup-Verlust. Da es an klaren Definitionen fehlt, werden dime Bcgriffe teil- w i s e falsch angewendct. Urn in Zukunft brauchbare Ver- gleichsmai3stabe zu schaffen, mochtc ich folgende Bezeichnun- gen und Definitionen vorschlagen:

R f = Gewichtsprozent Totalverlust = RafEnationsfaktor

Gew.-Vo Fettsaurc-Geh. im Rohiil Gew.-Oh Raffinationsfettsaure

= Fettsaurcfaktor dcm Clever-Cleaning-Verfahren Gcw.-'/o Fettsaure-Gehalt im Rohol (Soapsto~faktor)

L2bb. 24. Kontinuierliche Entsauerung von Hartfettcn nach so = ____

'$ I. u. 11. vgl. Fette . Seifen . Anstrichmittel 59, 240, 34F 'I4 N . N. , Das Clever-Cleaning-Verfahren, Eigenvcrijffent- [ 19571. lichung der Westfal ia Separator AG., Oclde 1955.

FETTE 1 SEIFEN . A N S T R I C H M I T T E L 59. Jahrgang Nr. 6 1957 465

Gew.-oio Totalverlust We = G ~ ~ . - o / ~ ~~~~~~~~~l~~~ = Wesson-Faktor

Gew.-o/o Totalverlust Gew.-O/o NCPA-Cup-Verlust c\ = = Cup-Verlust-Faktor

Dem allgemeinen technischen Gebrauch folgend sollten diese dimensionslosen Kennzahlen jeweils durch 2 Buchstaben be- zeichnet werden.

Durch die ersten beiden Zahlen wird das Raffinations- ergebnis in Beziehung gesetzt zum Fettsaure-Gchalt des Roh- 61es. Diese Zahlen gehen in ihrer Definition von der Ober- legung aus, dafi das Hauptziel des Entsauerungsprozesses im Entfernen des Fettsiure-Gehaltes besteht. Die Beurteilung des quantitativcn Raffinationsergebnisses nach diesen Kenn- zahlen ist berechtigt, weil durch die hydratisierende Wirkung der Alkalien automatisch eine Reihe von unerwiinschten Fremdstoffen (Schleimstoffe, geruch- und geschmackbildende Bestaudteile, Farbstoffe, Eiweifikorper usw.) mit ausgefallt werden. Soweit nicht Rohole vorgelegt werden, die einen be- sonders hohen Gehalt an Schleimstoffen oder absetzbaren fettfremden Beistoffen (feinste Schwebstoffe aus der Kohol- Gewinnung o. 2.) aufweisen, stellen sie demgemifi einen brauchbaren Vergleichsfaktor dar. In beiden Fallen mufi bei der Ermittlung des Totalverlustes der Restwasser-Gehalt im Rein61 beriicksichtigt werden, wenn der Raifinatiorisprozefi eine Trodtnung des 0les nicht ohnehin urnfafit.

Gibt man dariiber hinaus noch die ffa der Raffinations- fettsaure an, so ermoglichen die beiden Zahlen die Aufteilung des Totalverlustes in: Verlust durch Rohol-Ka, Verlust durch Verseifung von Neutralfett, Verlust durch Einschliefien von Neutralfett in den Soapstock, effektiver Verlust (Fliichtiges, Wasser, Schmutz usw.). Durch Vergleich rnit dem Laugen- Verbrauch kann diese Verlust-Beurteilung uberpriift werden.

Die Kennzahl W e stellt eine Beziehung zwischen der Rohol- Qualitat und dem Raffinationsverlust her. Sie beruht auf der von D. Wesson 3i angegebenen Untersuchungsmethode fur Rohole auf dem bei der Alkali-Raffination zu erwartenden Mindestverlust. h4an liist in Petrollther und schiittelt rnit einer alkalischen Alkohol-Losung aus. Der Petrolather wird mehrmals mit Alkohol und der die Fremdstoffe enthaltende Alkohol-Auszug mit Petrolather gewaschen. Dann werden die Petrolather-Ausziige vereinigt und das Liisungsmittel ab- destilliert. Die Gewichtsdifferenz zur Rohol-Einwaage stellt den sog. ,,Wesson-Verlust" - zur Vermeidung von Irrtiimern besser: die ,,Weson-Zahl" - dar. Dieser Wesson-Verlust gilt als theoretischer Mindestverlust.

Wenn auch gegen die Verlustbestimmung nach Wesson manches einzuwenden sein mag, so mui3 man billigerweise do& zugeben, dafi eine bessere Methode zur Zeit nicht ver- fiigbar ist. Der Fettsaure-Gehalt allein ist jedenfalls zur Beurteilung der Qualitat eines Roholes und des bei der Raffination zu erwartenden Verlustes weniger gut geeignet, cia er iiber den Gehalt des Ules an Schleimstoffen, Schmutz und Wasser iiberhaupt nichts aussagt.

Die Kennzahl Cf kommt nur fur Baumwollsaatiil in Be- tracht. Sie beruht auf dem NCPA-Cup-Verlust. Dieser wird nach den Regeln der National Cottonseed Products Association durch eine im Lahoratorium durchzufuhrende Versuchsraffi- nation mit Laugen vorgeschriebener Konzentration und Menge ermittelt h6.

Da nun das Ziel der Alkali-Raffination nicht nur im Ent- lernen der freien Fettsauren besteht, sondern gleichzeitig feinste Schwebstoffe, Schleimstoffe, Wasser. farbende und geruch- und geschmackbildende Substanzen aus dem 0 1 ent- fernt werden sollen, sind Rf = 1 und So = 1 natiirlich nicht erreichbar. In der We-Zahl ist der durch die Fallung von Schleimstoff en, Farbstoff en und geruch- und geschmackbilden- den Stoffen bedingte Laugen-Oberschufi enthalten. Trotzdem

Oil and Fat Industry 3, 307 [ 19261. A'. N . , Rules of the National Cottonseed Products Associa- tion, MemphisAJSA 1956.

sind aber auch Werte W e = 1 nicht erreichbar, da es kein Verfahren gibt, das gestattet, Seife ohne Mitnahme von Neu- tralfett vom 071 zu trennen. Alle technisch angewendeten Prozesse laufen natiirlich darauf hinaus, nur gerade soviel a11 Lauge aufzuwenden, wie zur Fallung aller unerwiinschten Beistoffe einschliefilich der freien Fettsauren erfordcrlich ist und die Mitnahme von Neutralfett in den Soapstock so weit wie miiglich zu vermeiden. Man hat daraus nlit gcwisser Be- rechtigung gefolgert, dai3 das Raffinationsergebnis urn so besser ist, j e mehr sich W e dem theoretischen Wert 1 nahert. Diese Uberlegung ist in vielen Fallen auch dazu benutzt Mvorden, bei der Lieierung von Zentrifugen-Raffinations- anlagen Ausbeute-Garantien in der Weise zu geben, dafi man den mit einer solchen Anlage zu erwartenden aui3ersten l'otal- wrlust analytisch zur Wesson-Zahl in Beziehung bringt.

Es scheint mir von Bedeutung, dafi bei cinem sulchen Vor- gehen klare Absprachen getroffen werden, die sich einerseits auf die Durchfiihrung der Wesson-Analyse, andererseits aber auch auf eine genaue Charakterisierung der Rohole erstrecken miissen. Unzweifelhaft lassen sich frische Rohole nicht mit genau den gleichen Ausbeuten bei gleicher Reiniil-Qualitat verarbeiten wie abgelagerte Rohole. Im 01 enthaltene Sedi- mente wirken bei jeder Zentrifugen-Raffination auBerst starend, weil sie nach mehr oder weniger langer Bctriebszeit die Trommel der Schleudermaschinen verstopfen und so einen kontinuierlichen Dauerbetrieb unmoglich machen. Schliefilich hat man sich vor Augen zu fiihren, dafi durch im Rohol ent- haltene Anteile an Wachsen oder durch Triglyceride von Oxyfettsauren eine Beeinflussung eintreten kann. weil sich diese Substanzen bei der nach Wesson durchgefiihrten ge- wichtsanalytischen Bestimmung des Petrolatherloslichcn anders verhalten als bei der grofitechnisch ausgefiihrten Alkali-Raffi- nation.

Bei Berucksichtigung aller dieser Bedingtheiten kann fiin- sichtlich der Neutraliil-Ausbeute gesagt werden, daB bei den pflanzlichen Ulen (aufier Kokos- und Palmkernfett) und bei Fisch- und Walolen durch Einsatz einer kontinuierlichen Raf- finationsanlage die Verluste des Batch-Verfahrens um 25 bis 40 Prozent vermindert werden konnen. Bei Fischijlen rnit 1.5 bis 3.0 O/o ffa wurden Ausbeute-Verbesserungen bis zu 2 O/o

beobachtet. Bei Baumwollsaatiil mit 1.2 bis 2.5 O/o fia korinten Ausbeute-Verbesserungen van teilweise sogar mehr als 2 J/o erzielt werden. Bei RiibG1, Erdnufiol, Sonnenblumenol und ahnlichen Sorten mit Fettsaure-Gehalten von 1 bis 3 "/o diirf- ten stets auch Ausbeute-Verbesserungen von 1.5 bis 2Olo zu erwarten sein.

Zur technischen Durchfuhrung dcs kontinuierlichen Raffina- tionsprozesses ist zu sagen, dafi man bei den meisten Ulen und Fetten mit einem 3 stufigen ProzeB - Entsauerung. Nach- entsauerung, Waschung - auskommt. Bei leicht zu entsauern- den Ulen, d. h. bei solchen, die keine nenncnswerten Mellgen an Schleimstoffen, Eiweifi-Bestandteilen oder dgl. enthalten, lrann auf die Nachentsauerungsstufe verLichtct werden. Sie sollte aber zweckmifiig mit eingebaut werden, wenn unter- schiedliche o l e in haufigem Wechsel verarbeitet werden mus- sen. In diesem Falle mufi auch die Moglichkeit einer Ande- rung der Laugen-Konzentration bzw. der Znsammensetzung der Alkalien gegeben sein. Dafi die Laugen-Menge in weiten Grenzen regulierbar sein mui3, diirfte selbstverstandlich sein. Dei einzelnen 01-Sorten bewahren sich kurze Kontaktzeiten, d. h. die Anwendung von lcontinuierlich arbeitenden Durch- ffudmischern mit kleinem Fliissigkeitsinhalt. Regelbare Misch- intensitat dieser DurchfluBmischer ist bei haufigem Sorten- Wechsel ebenfalls vorteilhaft. Andere Ole lnssen sich besser unter Einschaltung einer Verweilzeit zwischen Laugen-Zugabe und Zentrifugierung verarbeiten, besonders, wenn hohe An- forderungen an die Reinol-Qualitat gestellt werden. Dafiir sind Reaktionsgefafie mit Spezialriihrwerk entwikelt worden. die die Forderung nach einer konstanten Verweilzeit-Ver- teilung erfiillen. Einige Bilder und Durchflufischemata zeigen Losungen, die sich in der Praxis bewahrt habrn (Abb. 25 bis 30).

F E T T E . S E I F E N . A N S T R I C H M I T T E L 59. Jahigang Nr. 6 1557 466

Abb. 25. Fliefischema einer mit Reaktionsgefahn arbeitenden, kontinuierlichen Entsauerungsanlage

1 Rohol-ZufluU 2 Fallungsmittel fur Schleimstoffe 3 Reaktionskolonne, Entschleimungsstufe 4 Westfalia Entschleimungs-Separator 5 Schleimstoffe, Lecithin zur Trocknung 6 Alkalien fur 1. Raffinationsstufe 7 Alkalien fur 2. Raffinationsstufe 8 Alkaliendosierung 9 DurchfluRmischer

10 Reaktionskolonne 11 Westfalia Soapstock-Separator 12 12a DurchfluRmischer, umschaltbar 13 Reaktionskolonne 14 Westfalia Soapstock-Separator 15 Soapstock-Mischpumpe 16 Soapstock-Behalter 17 Pumpe 18 Waschung 19 Westfalia Wasch-Separator 20 Raffinat zur Bleichung bzw. zur Dampfung 21 Ulrucklauf-Leitung

1. Raffinationsstufe

2. Raffinationsstufe

1 I

Abb. 26. Entsauerungsanlage, wahlweise mit kurzen Kontakt- zeiten (Durchflufimischer) oder mit Reaktionskolonnen arbeitend

Abb. 27. FlieiSschema einer kontinuierlichen Entsauerungs- anlage dreistufig mit Riihrenerhitzer

Ro : Rohol-Behalter Re -7. Reinol-Behalter L,, L? = Laugen-Behalter

DM = Laugendosierung DP = volumelrische

01-Forderpumpe F,, F, ;= Rohol-Filter

Stufe 1,2

Z = Durchfluomesser

DA = DurchfluR-Anzeige E,, E,, E, = Erhitzer Stufe 1,2,3 M = Mischer S,, S,, S, = Separator Stufe 1,2,3 SB = Soapstock-Behalter SP = Soapsbock-Pumpe Rep,, Rep, =: Reinol-Pumpe

init Ferngeber

Abb. 28. Fliel3schema einer kontinuierlichen Entsauerungs- anlage dreistufig mit Plattenerhitzer

Ro = Rohol-Behalter Re = Reinol-Behalter L,, L, = Laugen-Behalter

Stufe 1,2 DM = Laugendosierpumpe F,, F,= Rohol-Filter Z I= DurchfluDmesser

DA = DurchfluO-Anzeige mit Ferngeber

PE = Plattenerhitzer M = Mischer DP = volumetrische

S,, S,, S, SB = Soapstock-Behalter SP = Soapstock-Pumpe Rep,, Rep, = Reinol-Pumpe

U1-Forderpumpe r= Separator Stufe 1,2,3

Ahb. 29. Kontinuierliche Raffinationsanlage mit vorgeschalteter Entschleimungsstule

Um bei den aus Qualitatsgriinden zuweilen erlorderlichen hohen Laugen-Uberschiissen den Angriff auf das Neutral01 in Grenzen zu halten, wird in der ersten Stufe vorzugsweise bei entsprechend niederen Temperaturen entsauert. Der Nach- entsauerungsstufe und der Waschung sind dann besondere Zwischenerhitzer vorzuschalten. D a das BUS der Waschstufe bzw. aus einem nachgeschalteten Trockner anfallende 01 bei Temperaturen nahe looo C nicht eingelagert werden kann, liegt es nahe, die bei der Riickkiihlung frei werdende Warme in cler ersten und zweiten Stufe wieder zu verwerten. In moder- nen Anlagen wird fur diese Riickwarnie -Verwertung ein Plattenerhitzer eingesetzt. Bei Plattenappdratm kann durch

Abb. SO. Kontinuierliche Raffinationsanlage mit zwei Ent- sauerungsstufen und einer Waschstufe

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Einsetzen oder Herausnehmen von Heizplatten die Heizflache und damit die Temperatur jeder Stufe leicht innerhalb ge- wisser Grenzen verandert werden. Vorteilhaft ist ferner die leichte Reinigungsmoglichkeit und der auch bei groder Heiz- flache kleine Inhalt. Beim Anfahren der Anlage werden die beiden Austauscherstufen und die Erhitzerstufe kurzgeschlos- sen, bis die vorgewahlten und durch einen Thermostat ge- regelten Stufentemperaturen erreicht sind.

Als allgemeine Grundsatze fur die Gestaltung von Zentri- fugen-Raffinationsanlagen gilt, dad die Anlagen so einfach und iibersichtlich wie moglich sein sollen. Diejenige Anlage, die eine vorgeschriebene Verarbeitungsmenge mit der klein- slen Zahl von Maschinen und Apparaten durchsetzt, ist die technisch beste Losung. Die verwendeten Maschinen sollen einfach und robust scin. Bei der Aufstellung spare man nicht mit Platz. Eine weitraumig aufgestellte Anlage ist iibersicht- lich. Reinigung und Instandhaltung sind einfach, und eventuell notige Reparaturen lassen sich besscr ausfiihrcn als in engen Raumverhaltnissen. Werden mehrere Maschinen in jeder Stufe parallel geschaltet, so mud unbedingt dafur Sorge getragen werden, dai3 alle Maschinen mit gleicher Leistung beschickt werden. ZweckmaBig werden Regelventile und Durchfludmesser an jedem Separator eingehaut. Hinsichtlich der Reinigung sollte gelten, dad kontinuierliche Raffinations- anlagen von Montag friih bis Sonnabend mittag ohne Be- triebsunterbrechung durchlaufen mussen. Trubhaltige Rohole, deren Verarbeitung zu kurzfristigeren Betriebsunterbrechungen fuhren wiirde, sind im Lagertank vorzuklaren bzw. uber ge- eignete vorgeschaltete Siebe, Filter oder Zentrifugen vorzu- reinigen.

4. Aufarbeitung der Raffinationsriickstaride Die Ruckgewinnung der Fettsaure aus dem Soapstock ge-

schieht wohl in fast allen Betrieben im absatzweise ausge- fiihrten Kochprozed. Die Seife wird in wagrige Losung ge- bracht, auf 85 bis 90OC erhitzt und entsprechend der in ihr enthaltenen Alkali-Menge mit Schwefelsaure verniischt. Man kocht 20 bis 30 Min. mit direktem Dampf. Nach dieser Zeit ist die Spaltung beendet. Das Saurewasser fallt verhaltnis- madig schnell und praktisch fettfrei aus dem Gemisch aus und kann ohne Fett-Verluste abgezogen werden. Ruch die sich nach oben abscheidende Raffinationsfettsaure bedarf kaum der Nachbehandlung; geringe Reste an Mineralsaure lassen sich jedenfalls leicht auswaschen. Schwierigkeiten macht lediglich die Emulsionsschicht, die sich zwischen den beiden Phasen ablagert. Solche Fettsaure-Emulsionen konnen auderst hart- nackig sein. Bei schlechten Seifen, d. h. solchen, die aus der Raffination stark verunreinigter Rohole stammen, kann sogar die gesamte Fettphase in Form einer schwer trennbaren Emul- sion anfallen. Ich erinnere nur an die 'jedem Raffineur be- kannten Schwierigkeiten der Spaltung von Fischol- oder Sojaol-Fettsaurc.

Abb. 31. Ul-Separatorcn in Sonder- ausfiihrung fur die Reinigung und

Entwasserung von Fettsiuren

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Das iibliche Verfah- ren besteht darin, die Schlammschichten ge- trennt aus dem Spalt- kessel abzuziehen, sie erneut anzusauern und Iangere Zeit mit direk- tem Dampf aufzu- ko.chen. Das Fett, das sich bei dieser Behand- lung noch ausscheidet, wird abgezogen, die waBrige Phase uber den Fettabscheider abge- lassen. Leider ist das Problem damit nicht gelost, denn nun sam- meln sich die emulgier- ten Anteile im Ab- scheider. werden dort

abgeschopft und gelan- gen wieder in die Fett- saure-Abteilung zu- ruck. Niemand kann etwas damit anfangen, denn sie haben sich ja bereits als untrennbar erwiesen. Mittlerweilc schreitet der Zerset- zungsprozef3 fort, und der Xrger wird durch den unangenehmen Ge- ruch nur noch groder. Dieser circulus vitiosus kann durch Einsatz eines Fettsaure-Separa- tors auf einfache Weise durchbrochen werden. Die Schlammschichten werden nach wie vor aus der Spaltung ge- trennt abgezogen, dann Abb. 32. Trennung von Emulsionen aber direkt der Zentri- und Aularbeitung von Feltsaure- fugierung zugefuhrt. Schlamm Die Schleudertrennung wird erleichtert, wenn man das Material zunachst sammelt, durch Zusatz von Wasser gegebenenfalls verdiinnt und mit direktem Dampf aufkocht. Ansauern ist nur in den sel- tensten Fallen erforderlicii, da die Trennleistung des Sepa- ra tors durch Verringern des Durchsatzes erheblich gesteigert werden kann. Der feste Schmutz wird in absolut schleuder- trockener Form in der Trommel zuriickgehalten. Um tragbare Laufzeiten zu erreichen, werden auch hier zweckmaBig Spezial- separatoren mit besonders grollem Schlammfassungsvermiigen eingesetzt. Wichtig ist, daB samtliche fliissigkeitsberiihrten Teile des Separators aus hinrt ichend korrosionsbestindigem Werkstoff hergestellt werden. Bei Schleudertemperaturen bis 90°C und pH-Werten bis 1.5 genugt V4A-Material. SOIL in noch niedrigerem pH-Gebiet gearbeitet werden, so empfiehlt sich die Verwendung von besonders korrosionsbestandigen Spezialwerkstoff en.

5 . Herstellung voii Seife

In der Seifen-Industrie der stark industrialisierten mittel- curopaischen Lander haben sich Entwicklung.slinien heraus- gestellt, die Beachtung verdienen. Durch die Verbesserung der Aufbereitungsmethoden sind Rohstoff -Quellen erschlossen wor- dcn, deren Ausnutzung man friiher nicht fur moglich hielt. Die in groder Zahl eingefuhrten Fettspaltungs-Anlagen und in Verbindung damit die Fettsaurc-Destillaiion haben bewirkt, dad die Endprodukte in Farbe und Reinheit unu damit in ihrem Verkaufswert verbessert werden konnten. In neuerer Zeit macht sich das Bestreben geltend, die Betriebskosten durch Einfuhrung kontinuierlicher Arbeitsmethoden noch weiter zu senken.

Die Auswahl der Rohstoffe erfolgt nach zwei an sich kon- triiren Gesichtspunkten: 1. Die Rohstoffe sollen preisgunstig Gnd leicht verseifbar sein, 2. die erzeugtcn Feinseileii sollen von bester Qualitat sein und den Wiinschen der Kiiufer in jeder Hinsicht gerecht werden.

Von der Rohstoff-Seite wird in jedem Falle die Forderung nach moglichst billigen Olen und Fetten vertreten. Als solche kommen alle Arten von pflanzlichen und tierischen Abfall- letten, wie Raffinations-Fettsauren, Olein, Talg I1 usw., lerner iierische Fette, Tierkorper- und Knochenfette aus'den Schlacht- hausern und der Kadaver-Verwertung und ahnliche Substan- Zen in Frage. Fur die Herstellung von Toiletteseifen scheiden diese Rohstoffe natiirlich aus. Bei sachgemafier Vcrarbeitung lassen sich daraus aber Konsumseifen herstelleh, die allen

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,‘inspriichen gerecht werden. Fur Toiletteseifen wird man auf hochwertige Rohstoffe, wie Kokosfett, Palmkernfett, Palmol, Talg I usw., und ggf. auf die Neutralfett-Verseifung nicht verzichten konnen. Feste Regeln lassen sich fur die Kohstoff- Auswahl kaum geben, da zu viele und teilweise gegenlaufige Umstande darauf Einflui3 nehmen. In der Verbesserung der Aufbereitungsmethoden fur preisgiinstige Rohstoffe liegen aber noch betriebliche Moglichkeiten beschlossen, die hei ge- schickter Ausnutzung ansehnliche Ersparnisse in der Seifen- Herstellung moglich machen. Abb. 33 zeigt die bis heute er- probten Einsatzmoglichkeiten von Zentrifugalseparatoren in der Seifen-Industrie. Uber spezielle Apparate und Schaltungs- moglichkeiten soll diese rein schematische Darstellung nicht Auskunft geben. Sie soll nur die einzelnen Anwendungsmog- lichkeiten versinnbildlichen.

Uber die Methodik der Fettspaltungsverfahren, die dazu n6ligen apparativen Ausriistungen und ihre Betriebsweise ist schon haufig berichtet worden. Ein Punkt, der immer noch zu wenig beachtet wird, ist die Vorreinigung der zur Spaltung gelangenden Fettrohstoffe. Sowohl der Ablauf des Spaltungs- vorganges und die anschlieflende Trennung der Phasen als auch die Reinheit und die Farbe der erzeugten Fettsauren werden durch die Vorbehandlung der Ansatze entscheidend beeinflufit. Eine zwar oft geaderte, durch ebenso viele Er- fahrungen aber als unrichtig erwiesene Ansicht ist, dafi die in den Fettansatzen enthaltenen feinsten Verunreinigungen bei der partiellen oder totalen Koagulation der Seifenphase ausgeschieden werden. Natiirlich gibt es eine ganze Skala von Begleitstoffen, die beim Schleifen und Aussalzen der Seife entfernt werden; die in der Unterlauge enthaltenen Ver- unreinigungen erweisen das zur Geniige. Es lassen sich aber keineswegs alle Beistoff e durch die Fittingoperationen ent- fernen. Jeder Seifensieder hat schon beobachtet, dai3 sich die fertig abgerichtete Seife noch verfarbt oder einen unange- nehmen Eigengeruch entwickelt, der durch die Parfumierung nur verdedtt wird und insbesondere nach lingerer Lagerung wieder zum Durchbruch kommt. Wenn Spaltfettsauren ohne Destillation verarbeitet werden sollen, kann dieser Sachver- halt gar nicht sorgfaltig genug beobachtet werden.

Die Rohstoffe fur die Fettspaltung konnen in leicht emul- gierbare und wenig emulgierbare Ansatze unterteilt werden. Zu den ersteren gehoren Sojaol, tierische Abfallfette, Knochen- fette, Kadaverfette und nahezu alle Sorten technischer Fette, zu den letzteren Palmkern- und Kokosfett, Rindertalg, Baum- wollsaatol und Olivenol. Fischole stehen an der Grenze. Bei geringen Protein-Gehalten, d. h. bei sorgfaltigen Gewinnungs- methoden ist die Emulgierfahigkeit im allgemeinen gering.

Zur Vorreinigung wird herkommlicherweise von den ver- schiedensten Verfahren Gebrauch gemacht. Man wascht den Frttansatz in der Warme mit Salzlosungen verschiedener Art und Konzentration, mit verdiinnter Schwefelsaure oder an- deren verdunnten Mineralsauren, oder man kocht mit Alaun bzw. mit Aluminiumsulfat-Losungen. Die wirksamste und bei den meisten Fett-Sorten auch voll ausreichende Vorreinigung besteht darin, bei Temperaturen zwischen 60 und 100° C mit verdunnter Schwefelsaure gut zu waschen und nach dem Aus- waschen und Abziehen der Saure zu zentrifugieren. Gerade bei den leicht emulgierbaren Fetten kann aul diese Zentrifu- gierung nicht verzichtet werden, wenn hochste Reinheitsgrade erreicht werden sollen. Die im Fett dispergierten Schleim- und Eiweii3-Teilchen werden durch die She-Behandlung ver- brannt und ausgefallt. Anschliel3endes Absetzenlassen geniigt aber nicht, um die Asche-Bestandteile vollstandig zu ent- fernen, selbst nicht bei mehrfacher anschlieflender Auswaschung rnit warmem Wasser. Hier erweist sich die Schleudertrennung als wertvolle, wenn nicht unerlai3liche Reinigungsmethode. Durch die in der Trommel entwickelte hohe Zentrifugal- beschleunigung werden auch feinste Schmutz- und Asche- Teilchen sicher erfafit und ausgeschieden. Je nach der zu ver- arbeitenden Fett-Sorte lassen sich Durchfluflleistungen bis zu 6000 1/Std. erreichen. Dahei kann die Trommel einer Maschine 45 bis 50 kg festen Schmutz aufnehmen.

59. Jahrgang Nr. 6 1951 F E T T E S E I F E N . A N S T R I C H M I T T E L

Durch Anwendung von Zentrifugalseparatoren, deren fliis- sigkeitsberiihrte Teile aus nichtrostendem Stahl der Klassen 18CrSNi oder 18CrlONi2Mo hergestellt werden, wird inan von geringen Restmengen an freier Schwefelsaure unabhingig. So ausgefiihrte Maschinen sind gegen geringe Schwelelsaure- Konzentrationen unempfindlich, wenn die Schleudertemperatur nicht zu hoch getrieben wird. Die Arbeitszeit 1ai3t sich dadurch betrachtlich abkiirzen, weil die Auswaschung der Saure-Reste nicht mehr so weit getrieben zu werden braucht. Das aus dem Separator ablaufende 01 oder Fett ist mineralsaurefrei. Bei der gegen korrosive Begleitstoffe empfindlichen Hochdruck- Spaltung sind keine Schaden zu befiirchten. Die SpaIt-Ge- schwindigkeit ist hoch, und der Grenzwert der Spaltung wird in relativ kurzer Zeit erreicht. Die die Spaltungsdauer oft ungunstig beeinflussende Induktionsperiode wird stark zuriick- gedrangt. Auch hei der Reaktiv-Spaltung ergeben sich be- trachtliche Vorteile, weil nahezu alle in der Vorreinigung erfaflten Verunreinigungen mehr oder weniger stark antikata- lytisch wirken. Neben diesen rein wirtschaftlichen Vorteilen einer Verkiirzung und damit Verbilligung des Spalt-Prozesses bei oft gleichzeitig erhohtem Spalt-Grad sind die qualitativen Verbesserungen der gespaltenen Fette von nicht geringer Be- deutung. Sie sind heller und lassen sich hesser destillieren. Auch die Glycerin-Eindickung und die Glycerin-Qualitat werden verbessert, da die durch die Vorreinigung entfernten Begleitstoffe bei der Spaltung im wesentlichen an die wiflrige Phase gebunden werden.

In direkter Verbindung mit dem Spalt-Vorgang kann die Zentrifuge ebenfalls wichtige Aufgaben ubernehmen. Nach dem Ausblasen werden zuweilen Schwierigkeiten hei der Trennung der Phasen beobachtet. In den meisten Fallen sind sie auf ungenugende Vorreinigung der Fett-Ansatze zuriick- zufiihren. Hierzu kann auf die vorstehentlen Erorterungen verwiesen werden.

Bei der Erzeugung von Seifen mit geringeren Qualitats- anspriichen greift man allgemein auf billigere Rohstoffe van weniger hohern Reinheitsgrad zuriick. Werden Fette gespalten, die wie Sojaol oder gehartete Fisch- und Walijle nennens- werte Mengen an Schleimstoffen, Protein, Aminosauren und dgl. enthalten, so bildet sich nach beendeter Spaltung oft eine emulsionsartige Zwischenphase. Fur die anschlieflende Fett- saure-Destillation und die Glycerin-Eindickung ist aber groi3t- mogliche Reinheit der Ansatze von groi3ter Bedeutung. Zweck- maflig wird deshalb nach dem Ausblasen das Glycerinwasser nur so weit abgezogen, wie es fettfrei anfallt Ob anschlieflend

1 Rohfette 2 Fettvorreinigung 3 Westfalia

01-Separator OK 4 Spaltung 5 Ausblasegefa5 6 Westfalia

- ’T t l - U 01-Separator OK

Destillation 7 Fettsdure-

8 Destillations- fettsaure

9 Fettsaure-Behalter 10 Natronlauge-

11 Dosiereinrichtung 12 Westfalia

Mischer ZmG 13 Reaktionskolonne 14 Seife 15 Lagertank 16 Glycerinwasser 17 Glycerin-Eindickung 18 Glycerin-Reinigung * 19 Westfalia

20 Dickglycerin 21 Abwasser 22 Riidclauf Fett- und Seifen-Industrie

Behalter 21

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01-Separator OK Abb. 33. Anwendungsmoglichkeiten von Zentrifugalseparatoren in der

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nur die Zwischenschicht oder die gesamte Fettphase der Zentrifuge zuzuleiten ist, mu8 von Fall zu Fall entschieden werden. Durch die Schleuderung erhalt man praktisch wasser- freie Fettsauren, die hohe Destillat-Ausbeuten ergeben und in besondercn Fallen auch unmittelbar der Verseifung zuge- Eiihrt werden konnen.

Grundsatzlich kann die Zentrifuge auch lu r die Reinigung des aus der Eindampf-Anlage anfallenden Dickglycerins ein- gesetzt werden. Oh hierzu eine Notwendigkeit vorliegt, durfte yon den jeweiligen Betriebsverhaltnissen abhangen. Es ist aber empfehlenswert, die Glycerin-Reinigung vor der Ein- dickung durchzufuhren, urn die Destillierblase vor Heizflachen- Verkrustung zu schutzen.

Fur die Vorbehandlung der Rohstoffe in der Seifen-Indu- strie kommt der bereits erwahnte Spezialseparator mit be- sonders grogem Schlammraum (Abb. 13) in Frage.

I n jungster Zeit gelang die Entwicklung eines sehr ein- fachen Arbeitsverfahrens, mit dem Destillat-Fettsauren in kontinuierlichem Betrieb verseift werden konnen. Der beson- dere Vorteil der neuen Methode, dcren Arbeitsablauf in Abb. 33 schematisch dargestellt ist, beruht darin, dai3 bei der Herstellung von Kernseifcn a u l die Aussalzung und die damit verbundenen l'rennvorgange verzichtet werden kann. Lauge und Fettsaure werden mit Hille volumetrischer Pumpen so genau dosiert, dai3 die fertige Seife Elektrolyt-Gehalte unter 0.25 O/o aufweist. Das Kernstiick des Verrahrens ist ein speziell iiir die Vollvcrseilung entwickelter Zentriiugalmischer. Durch Riickfuhrung eines l'eiles der Seifen-Masse in die Misch- tlommel wird die autokatalytische Wirkung der Seife aus- gtnutzt und bereits wahrend der sehr kurzen Durchfluiizeit durch das Mischgerat eine etwa 98 Oioige Verseifuug erreicht. Der Mischer fiirdert das Gut in ein mit Riihrwerk ausge- riistetes Reaktionsgel33, in welchem durch Zwischcncrhitzung die Verseifung vervollstandigt wird. Die nachgeschaltete Pumpe kann die Seifenmassc direkt der Kuhltrocknung zufuhren (Abb. 34). Es ist wahrscheinlich, dai3 sich dieses einfache, ein- stufige Verseifungsverfahren auf der Basis von Destillat- Fcttsauren auch fur die Herstellung von Toiletteseifen ver- \verten laflt. Die gcgenwartigen Entwicklungsarbeiten laufen

Abb. 34. Kontinuierliche Verseifung von Destillat-Fcttsauren in der Kernseifen-Herstellung

daraul hinaus festzustellen, welche Andcrungen oder ge- gebenenfalls Erganzungen des Verfahrens d a m notig sind.

Der Ubergang vom absatzweisen zum kontinuierlichen Be- trieb, vom Batch-Verfahren zum FlieiSprozeI3, ist zum beherr- schenden Entwicklungsgedanken der Verfahrenstechnik ge- worden. Durch Ausnutzung dcr moderneu Schleudertechnik bei der Behandlung von Flussigkeiten kiinnen viele Aufgaben, die bei dieser Evolution entstehcn, geliist werden. Auch ill der Fctt- und Seifen-Industrie sind den Schlertdermaschinen neue Anwendungsmoglichkeiten crschlossen worden. Die bedeut- samsten wurden vorstehend nahcr beschriebcn.

In drei Richtungen lassen sich durch dic Urnstellung auf kontinuierlicheu Betrieb Verbesserungen erreichen: durch Kationalisierung der Erzeugung, durch gleichmii3igere, bessere Endprodukte und durch hohere Ausbeuten. Mehr noch als bisher wird fur die zukunftige Entwicklung eine enge Zu- sammenarbeit von Verfahrenstechnik und Maschinenbau und zwischen Chemikern, Betriebsleitern und Ingenieuren bedeu- tungsvoll sein.

Zeit schrif t enb ericht e I. Allgemeine Chemie und Technologie

der Fette, Analyse K. Toyama, N. Yamaguchi und K. Saruya: Der Schutz von hleeresprodukten gegen Zersetzungen. die auf eine Oxydation des darin enthaltenen 0 1 s zuruckzufuhren sind VII. Die Schutz. wirknng von 2.6-Di-tert. butyl-p-kresol fur ..Aramaki" (mild gesalzener Lachs) gegen Zersetzungen, die auf die Oxydation des Dls zuruckzuiuhren sind. .- Bei Versuchen mi t gcsalzenem und gelrocknetem bzw. rnit gekochiem und getrocknetem Fisch eigab sich zunachst, daR Butyl-hydroxytoluol (BHT) eine oxyda- tive Zersetzung nicht in gleichem MaR verhinderte wie Butyl- hydroxyanisol (BHA). Diese Unterschiede wurden auf den lang- samen Ubergang des BHT in das '01 zuriickgefuhrt. Vff. unter- suchten drshalb die Wirkung des BI-IT in einem Salz, das zur Herstellung von Ararnaki verwendet wird uud relativ lange mit dem Fischfleisch in Kontakt bleibt. Ein Vergleich mit BI-IA und cincr Mischung von Isoamylgallat und Zitronensiure zeigte die Vberlegenheit des BHT sehr deutlich. Fur praktische Zwecke gc'nugte e s , wenn dem Fischfleisch 0.0025-0.005 '?o BHT zugp- setzt wurde. BHA war in gleicher Konzentration zwar eben- falls gut wirksam, es rief jedoch eine gelbliche Verfarbung her- vor. Das Gemisch Isoamylgalldt/Zitronens;iure verursachte wi:: das Propylgallat eine violette Verfarbung und erwies sich des- halb als ungeeignet (Bull. Japan. Sac. Sci. Fisheries 22, 383 [I 9.561). Schm.

S. Mitsunaga, U. Shimamura. J. Tsuji und T. Okada: Studieii iiber das Leberol von Squalus sukleyi (Girard) I. Die Zer- setzungsprodukte. die bei der Destillation nach einer Verseifung Lei hoher Temperatur gebildet werden. - Das 0 1 wurde l>?i

200° mit konzentricrter NaOH-Losung vcrseift. Dds Unv. vcr- andcrte sich dabei nicht. Nach dcr anschlieRenden Destillation des verseiften 0 1 s im Vakuum rnit uberhitztem Dampf (250-300°, 30-40 mm Hg) waren dagegen Zersetzungsprodukte nachweisbar. Die niedrigsiedenden Anteile des Destillats enthielten hauptsadl- Iich einwertige Alkohole (Oleyl- und Octadecylalkohol) und auflerdem kleine Mengen Aldehyde und Ketone. Kohlenwasser- skoffe konnten im Destillat nicbt identifiziert werden (J. Japan Oil Chemists' Soc. 5, 355 [1956]). Schm.

Y . Koyama und Y. Toyama: Die Samenole sieben japanischer Pflan- Zen. - Die Untersuchung der Samenole van Quamoclit angulata Bojer (I), Frangula crenata Miq. (111, Daphniphyllum glaucescens Blume (III), Coccu~us trilobus DC. (IV), Mirabilis jalapa L. (V), Polygonum perfoliatum L. (VI) und Broussonetia papyrifera L'Herit (VII) ergab folgende Werte und Kcnnzahlen: Dlausbeute (in O / o , Hexan) I 13.0. I1 30.1, I11 43.9, IV 18.5, V 4.3, VI 3.2, VII 31.6; dZo, I 0.9240, I1 0.9185, I11 0.9201, IV 0.9227, V 0.9106, VI 0.9250, VII 0.9242; nZoD I 1.4763, I1 1.4726, 111 1.4709, IV 1.4745, V 1.4713, VI 1.4737, VII 1.4767; SZZ I 3.3, I1 1.3, I11 1.2, IV 3.1, V 3.1, VI 2.9, VII 2.4; VZZ I 189.2, TI 189.4, I11 189.ri. IV 187.1, V 181.7, VI 184.6, VII 189.0; J Z Z 1115 .1 , I1 115.8, I11 97.7, IV 127.5, V 100.9, VI 105.9, VII 145.3; Unv. ( O / o ) I 2.24, I1 0.84, 111 0.93, IV 1.26, V 3.76, VI 4.93. VII 2.fi7. Zusammen- sttzung der Fettsauren: gesattigte Sauren (O!O) I 33.6, I1 15.G, I11 10.2, IV 10.0, V 24.4, VI 22.1, VII 9.0; Ulsaure (O/U) I 11.5, I1 37.6, 111 67.1, IV 32.3, V 46.9, VI 38.0, VII 15.0; Linolsaure ( O / o ) I 43.7, 11 42.9, 111 22.7, IV 57.7, V 13.6, VI 35.7, VII 76.0; Linolensaure (O!O) I 11.2, 11 3.9, I11 0, IV 0, V 15.1, VI 4.2, VIIO. Da die AcZ von VI bei 19.4 lag, enthalt das 01 wahrscheinlich c-inige Hydroxysauren (J . Japan Oil Chemists' Soc. 5, 353 [195611

Schm.

F E T T E . S E I F E N . A N S T R I C H M I T T E L 59. Jahrganq Nr. 6 1957 470