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@PROCEDE POUR LA. SEPARATION DES SUBSTANCES VOLATILES DES
SUBSTANCES LOURDES OU NON VOLATILES"
La présente invention a pour objet un procédé de sépa- ration des substances volatiles de substances lourdes ou non volatiles . Oe procédé permet d'éliminer, par exemple, les acides gras des huiles neutres saponifiées dans l'industrie du savon, ainsi que les acides gras de soapstock du commerce, ainsi également que les acides gras des huiles et graisses alimentaires En outre, le procédé peut servir également à la séparation dès 'huiles de résine des résines, des substances volatiles des goudrons de lignite et de houille, du pétrole brut, etc....
On a précédemment proposé de traiter par exemple les
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huiles neutres, en vue d'en éliminer les acides gras, à haute température avec un gaz permament indifférent, en particulier l'hydrogène, et ainsi de donner au courant du gaz une vitesse telle que la séparation des soldes grau se produise sans uti- lisation du vide, On a, en outre, proposé de faire traverser la substance grasse déshydratée par de la vapeur d'eau surchauf- fée avec l'emploi d'une basse pression, ce qui permet d'obte- nir un abaissement apparent de la température de distillation des acides gras de 90 à 150 .Dans le cas de ce procédé on peut également employer, au lieu de la vapeur surcahffée.
des gaz indifférents, comme l'hydrogène, ou de la vapeur ordinaire à 100 aveo un échauffement suffisant des graisses traitées.
Un inconvénient de ce procédé consiste en ce que pour ob- tenir une élimination oomplète des acides gras il faut un trai- tement prolongé ayant souvent une durée de plusieurs heures et que les dernières parties des acides gras ne peuvent ttre éliminées qu'avec des pertes de corps neutres ou aveo apparition de décomposition ou de polymérisation, production d'une colora- tion foncée ou d'autres phénomènes nuisibles pour la qualité des graisses
Dans la distillation des corps gras la teneur en corps neutres du mélange gras ne peut pas, par suite, dépasser 12 / .
La présente invention permet d'écarter cet inconvénient, dans le cas d'huile de teneur d'une valeur quelconque en acides gras on obtient, par exemple, une élimination sans iésidu des acides gras, tout en évitant toute action parasite nuisible @ sur le corps gras, en injectant dans l'huile sous basse pression et portée à une température élevée, avantageusement de 250 à 280 , ou dans le cas d'acides gras facilement volatile de 220 à 250 ,des liquides comme de l'eau, du benzol, du toluène, de l'alcool, etc... à l'état aussi finement divisé que possible, de préférence nous forme de brouillard, et en utilisant, le cas échéant, comme agent de l'injection, des gaz neutres, par exem- ple CO2N2 ôu des mélanges de ces gaz,ou de la vapeur surchauf- fée ou de la vapeur saturée sèche.
Les particules de liquide in- jeoté pénètrent dans l'huile fortement chauffée et prennent
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instantanément une expansion notable, l'huile agissant sur les fines gouttelettes de liquide dans une certaine mesure comme évaporateur et simultanément comme surohauffeur pour la vapeur formée, Le résultat de cette évaporation violente et explosive du liquide à l'intérieur de l'huile est d'une élimination instan.. tanée et une eurdistillation des acides gras. Les acides gras qui se séparent sous forme d'un brouillard épais ont une tem- pérature de 120 à 150 . Inaction est favorisée et accélérée en utilisant un vide aussi poussé que possible, par exemple de 30 à 40 m/m de meroure.
Un avantage particulier du présent procédé provient de ce que dans le mode de traitement décrit au moyen de substances surdistillantes, on élimine également les parties odorantes oe qui permet d'obtenir simultanément une désodorisation oom- plète des huiles et des grasses* Dans le traitement, par exem- ple des beurres de coco, toutes les oétones à odeur désagrés- ble sont éliminées des acides gras. Le procédé décrit rend ain- si superflu tout traitement spécial de l'huile en vue de la déso- doriser, ce qui.permet une grosse économie par rapport aux procé- dés utilisés jusqu'ici qui nécessitent un traitement de plusieurs heures avec de la vapeur surchauffée à 140-180 et consommation élevée de vapeur et de chaleur.
Le présent procédé peut égale- ment s'utiliser avec avantage pour la désodorisation des huiles et des graisses qui ont été débarrassées des acides par un trai- tement préalable, par exemple en utilisant un des procédés con- nus au moyen d'alcalis
Avec le procédé suivant l'invention on parvient à éliminer les acides gras ainsi que les parties odorantes sans résidu et en un temps beaucoup plus court que celui qui est nécessaire dans le cas d'un traitement au moyen des gaz ou de la vapeur d'eau fortement surchauffée.
L'exécution de l'élimination des acides gras et la désodorisation s'effectuent avec le présent procédé instantanément dans la partie soumise à l'action des particules de liquide injecté, et, par suite, dans toute la masse d'huile,
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en quelques minutes, si bien que, après un traitement d'envi- ron 5 à 10 minutes, on obtient déjà un produit pratiquement sans acide; et complètement désodorisé, tandis que dans les procédés usuels ce résultat n'est pas obtenu,même approximativement, après un traitement de plusieurs heures* Les huiles et les graisses traitées suivant le présent procédé ne décèlent, en outre, au * cune action secondaire nuisible par exemple ne souffrent pas dans leur coloration;
il ne se produit aucune polymérisation, ni acrolêine qui pourrait indiquer une décomposition' éventuel-
A le. Le présent procédé peut, en outre, $'utiliser dans le cas d'huiles à teneur en acides gras qulconques, si bien que les huiles contenant 5 / d'acides gras libres sont débarrassées des acides aussi facilement et complètement que les huiles ayant une teneur de 50 / ou plus en acides gras libres'. La te- neur en acides de l'huile traitée suivant le présent procédé tombe à 0,3 et jusqu'à 0,1 en acides gras libres ce qui corres- pond à une élimination pratiquement quantitative des acides.
Ce résultat, ainsi que principalement la possibilité d'avoir une élimination des acides efficace par injection de liquides, est surprenant car on sait, par exemple, que la saponification des graisses dans l'industrice du savon se produit entre autres par éohauffement des corps gras neutres avec de l'eau * Dans le présent procédé l'action de l'eau finement divisée sur l'hui- le fortement chauffée avec l'emploi du vide se produit de toute autre manière.
Pour l'injection de l'eau ou du brouillard de liquide on peut utiliser des gaz indifférents, comme de l'hydrogène de l'acide carbonique, de l'azote ou encore des mélanges de ces gaz ,par exemple le mélange d'acide carbonique et d'azote que l'on obtient dans les fumées des foyers ou installations ana- logues après élimination de l'oxygène. En outre, on peut utili- ser avec avantage de la vapeur surchauffée comme support du brouillard de liquide.
L'emploi de vapeur saturée humidifiée donne également de bons résultats, par exemple de la vapeur à haute température de 100 à 180 chargée d'eau pulvérisée des
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particules de liquide ou d'un brouillard de liquide, peut être utilisée avec la pression correspondante ou encore on peut produire un mélange de vapeur surchauffée et de vapeur saturée, ou de vapeur surchauffée, de vapeur saturée et de liquide pulvérisé, oe qui, par exemple peut s'obtenir, par injection d'eau froide ou chauffée au préalable ou d'un autre liquide dans de la vapeur surchauffée à haute tension.
Dans ce cas, oomme les recherches du demandeur l'ont montré, l'état de la vapeur surchauffée et celui de la vapeur saturée peuvent se maintenir quelque temps l'un à côté de l'autre. On doit, par suite dans cette forme d'exécution du procédé veiller à ce que le mélange de vapeur surchauffée et de vapeur saturée humide, ou de vapeur surchauffée , de vapeur saturée et d'eau ou de brouillard de liquide, soit injecté directement après ou pen- dant sa formation dans la masse fortement ehauffée.
Exemples d'exécution:
1) Dans un récipient pouvant être chauffé et tenant le vide, ou plusieurs récipients de ce genre, placés lun à la suite de l'autre, on chauffe 3 kgs. d'une huile de pistache à 13 / d'acides gras et on les maintient à cette température, ensuite on introduit en maintenant simultanément un vide d'en-* viron 30m/m de mercure, par un certain nombre de tuyères débouchant dans les divers récipients un courent d'eau pulvé- risée suspendue dans de l'acide carbonique, de préférence chauf- fée au préalable;
les acides gras qui se séparent sous forme d' un brouillard épais sont recueillis dans un condensateur. Agrés un traitement d'environ 5 à 8 minutes, la teneur en acides gras de l'huile nest plus que de 0.2 / d'acides libres.
Par un réglage convenable de l'arrivée et du départ d'hui- le on peut faire passer un courant continu d'huile dans l'ap- pareil et recueillir à la sortie le produit désiré ayant une teneur de 0,2 / en acides.
2) Du beurre de cooo avec une teneur en acides gras de 7 / est chauffé comme dans l'exemple 1, à 250 et traité avec un mélange d'eau pulvérisée à 100 et de vapeur surchauffée à
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150 et 2 atmosphères I ,que l'on obtient juste avant le point
2 d'introduction du mélange. L'élimination des acides du beurre s'achevé au bout de 3 minutes et la teneur en acides grae est tombée au-dessous de 0,1 / .
III- De l'huile de sésame à 5 / d'acides gras est chauf- fée comme dans l'exemple I à 270 et traitée ensuite avec une vapeur saturée humide à 130 ou aveo un mélange de vapeur sa- turée sèche ordinaire et d'eau pulvérisée pendant 8 à 10 minu- tes ; au bout de ce temps, la teneur en huile est d'environ 0,3 /
IV- De l'huile de lin à 5 / d'acides gras est chauffée à environ 270 à 280 et traitée avec de la vapeur d'alcool ou un mélange de vapeur d'aloool et de gaz neutre pendant 30 à 40 minutes;
au bout de ce temps la teneur en acides gras libres est encore de 0,8 à 0.9 / ,
Un avantage particulier du procédé décrit réside dans la possibilité de l'utiliser, pour éliminer les substances volatiles et en dehosrs de l'accélération de l'action obtenue en ce que le mélange à purifier ou à sécher peut être conduit ou traité en courant continu dans l'appareil.
Dans l'exécution du procédé on opère avantageusement en conduisant les produits à traiter, par exemple les huiles ou les graisses, en courant continu à travers les récipients de réaction placés l'un âpres l'autre et en réglant la vitesse de manière que les produits qui s'échappent soient pratiquement libérés des parties volatiles.
Il y a avantage à assurer un mélange suffisant du brouil- lard de liquide introduit avec les substances à traiter en utilisant des organes de division dans les récipients de réac- tion, en particulier des surfaces de choc placées clans diverses directions les unes par rapport aux autres, ou en utilisant des corps de remplissage produisant la division, par exemple des anneaux de Raschig.
Au lieu de disposer divers récipients de réaction les'uns à la suite des autres on peut également uti- liser une ou plusieurs chambras de réaction, par exemple de forme tubulaire, avec ou sans dispositif de division, corps de remplissage etc...- placés à l'intérieur dans lesquelles on in-
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troduit l'huile et le mélange de vapeur à contre-courant.
Il y a avantage à procéder en introduisant de ba@ en haut dans le tube de réaction placé verticalement et rempli d'a@@eaux de Easchig, le mélange de vapeur, tandis que l'huile à traiter a'écoule de haut en bas.
Dans l'exécution pratique du procédé on a trouvé que pour de nombreuses substances contenant des acides gras, par exemple des huiles, il existe une limite inférieure déterminée de la teneur en acides gras jusqu'à laquelle on obtient par le pré- sent procédé des acides gras à 100 / ,
Lorsque l'on poursuit l'élimination des acides au delà de cette limite inférieure on entraîne de petites quantités ou des traces de corps gras neutres qui souillent les acides gras, ce qui est désavantageux dans de nombreux cas.
On a trouvé que l'on peut éviter ces inconvénients en sépa- rant la zone extrême de l'appareil dans laquelle s'éliminent les derniers parties d'acides gras et en ramenant les gaz qui s'en échappent dans la première zone ou dans la zone de préchauffage dans laquelle les acides gras, et éventuellement les huiles neu- tres entraînées sont complètement absorbées.
Par ce mode d'opération on ne recueille et on ne condense que les gaz qui s'échappent dans la partie moyenne de l'appareil.
Dans cette partie, en effet, l'élimination des acides gras n'est pas encore assez complète et l'on opère toujours au-dessus de la limite critique d'élimination des acides de l'huile.. Il en résulte que dans la partie centrale on recueille seulement des acides gras qui ne contiennent pas de corps gras neutres. Lors-* que l'on opère avec plusieurs récipients de réaction placée en succession, on peut séparer le dernier récipient et renvoyer les gaz qui s'en échappent soutenant les acides gras et le cas échéant les petites quantités de corps gras neutres au premier récipient de réaction ou dans la zône de préchauffage de l'appareil où ils sont de nouveau complètement absorbés; par contre, les gaz qui s'échappent des récipients de réaction du milieu qui ne con- tiennent pas de corps gras neutres sont recueillis et condensés.
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Dans de nombreux cas, par exemple lorsque l'on emploie des huiles brutes avec des additions résineuses comme matières pre- mières, par exemple ;;de l'huile de graines de cotonnier, on peut employer le procédé décrit avec avantage en combinaison avec d'au- tres opérations, par exemple le procédé connu aux alcalis, sous forme d'un lavage ultérieur aux alcalis. En outre, on a trouvé que le procédé pouvait s'appliquer avec les meilleurs résultats pour l'amélioration des huiles et des graisses ,par exemple par précipitation des parties non distillables.On obtient, dans le cas des huiles alimentaires comme l'huile de sésame, l'huile de pistache, etc.... une amélioration ou un éclaircissement de la couleur .
Dans les huiles indiquées il se produit, dans le cours du traitement, peut être par suite de l'aotion d'expansion des particules de liquide instantanément vaporisées, une floculation des substances colloïdales dissoutes qui se présente éventuelle. ment comme la ohloroplylle, le phlobophène, etc.....
Dans les procédés actuellement connus, par exemple dans les procédés de désodorisation avec de la vapeur d'eau surchauffée on ne remarque pas d'action de ce genre, la précipitation des parties oolloïda- les dissoutes, comme les substances oolorantes, est accélérée et renforcée par la présence de substances coagulantes aveo ou sans déshydratation ou carbonisation partielle à haute température, par exemple d'albumine ou analogues comme on en trouve constamment dans les huiles brutes.'Il est probable que cette action repose sur le fait que les albumines en se coagulant entraînent dans leur coagulation les matières colorantes colloïdales dissoutes, ce qui supprime l'état colloïdale des matières colorantes.
Le procédé peut s'employer avec succès dans le ces égale- ment d'huiles traitées au préalable ou déjà débarrasses des acides dans le but de préoipiter les parties colloïdales dissou- tes et conduit également à ce résultat lorsque dans les huiles débarrassées des acides il n'y a pas au début du traitement de précipitation, de substances coagulantes* Dans ce dernier cas on peut accélérer et renforcer la floculation des substances
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colorantes colloïdales dissoutes par addition de coagulants, par exemple de blano d'oeuf.
Il peut y avoir avantage dans de nombreux cas à produire avec le présent procédé une aotion chimique sur la substance traitée en introduisant ou pulvérisant les agents chimiques avec le* vapeurs et brouillard de liquide ou en les ajoutant aux hui- les ou corps gras au préalable. On peut, par exemple, influencer avantageusement la couleur de l'huile et des graisses en in- jectant simultanément avec le brouillard de liquide du peroxyde d'hydrogène ou de l'acide sulfureux de la manière décrite. En outre, le cas échéant il peut y avoir avantage à ajouter des
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substenoeshoatalytiques, avant ou pendant le traitement, aux huiles ou aux graisses : ainsi, dans le cas de l'huile de lin on peut ajouter des catalyseurs accélérant la formation de laque.
Une possibilité d'emploi particulière du procédé décrit dans le cas de la fabrication des savons, des stéarines et des huiles, résulte du fait que les graisses neutres, somme les éthers de glycérine sont décomposées autant que possible En glycérine et en acides gras, qu'ensuite la glycérine est lavée et que le mélange contenant par exemple 85 / d'acides gras et 15 / de corps neutres non décomposés est soumis à la distillation des acides gras pour obtenir des acides gras sans corps neutre .Dans cette distillation une partie des acides gras, et plus particu- lièrement des graisses neutres, subit la décomposition pyrogénée,
si bien qu'il se forme ce que l'on appelle la poix de stéarine comme sous-produit résiduel à côté d'aoroléine et d'autres produits de décomposition pyrogénée. On est, par suite, obligé de pousser aussi bien que possible la décomposition des graisses, parce que la partie neutre des graisses encore présente influe très forte** ment sur la distillation et le distillât. Mais la saponification est d'autant plus longue et coûteuse qu'elle est plus poussée.
Ces inconvénients sont évités en utilisant le nouveau pro- cédé pour la séparation des acides gras des corps neutres ,dans le cas de la présente fabrication. On peut, dans ce but opérer en poussant la saponification des graisses à un degré moindre/
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que d'ordinaire, par exemple à 70 / d'acides gras libres, puis on peut séparer les acides au moyen des procédés décrits tout en conservant la partie neutre et en évitant sa décomposition py- rogenée avec la possibilité de réintroduire les graisses neutres résiduelles dans le procédé de saponification.
REVENDICATIONS
1) Procède pour la séparation des substances volatiles des substances lourdes ou non volatiles, par exemple des acides gras ou des substances odorantes, des huiles ou des graisses suivant lequel on injecte dans le produit chauffé à une température élevée, dans le cas des acides gras de 220 à 280 ,par exemple et soumis à une faible pression, des liquides appropriés comme de l'eau, du benzol , du toluène, de l'alcool, eta... à l'état de fine division, de préférence sous forme de brouillard et avan- tageusement chauffés au préalable.
2)Tour injecter le liquide finement divisé on utilise des gaz neutres, comme le l'hydrogène,de l'acide carbonique ,de l'a- zote, de la vapeur surchauffée ou des mélanges de ces corps, de préférenoe à température élevée.
3) Cas particuliers dans lesquels: a- Le liquide finement divisé est supporté par un mélange de gaz carbonique et d'azote que l'on obtient à partir des fumées des foyers ou d'installations analogues ,après élimination de l'oxygène . b- On utilise de la vapeur saturée humide de liquides ap- propriés ou leur mélange avec de la vapeur surchauffée ou des gaz neutres.
4) Les produits à traiter, par exemple les huiles ou les graisses traversent en courant continu un ou plusieurs récipients de réaction placés à la suite les uns des autres et remplis, le cas échéant, d'organes de division, de corps de remplissage, etc.. avec une vitesse telle que les produits qui s'écahppent sont pratiquement libérés des parties volatiles.
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