Способ концентрирования соапстока

(б 1) Дополнительное к авт. саид-ву - (22) Заявлено 230580 (21) 2930841/28-13 с присоединением заявки Мо(И) М.Кп.з С 11 В 13/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликовано 2 30982 . Бюллетень Мо 35 33) УДК 665,1. .036(088.8) Дата опубликования описания 230982 С,Н. Волотовская,. А.Б. Рафальсон, В.Р, Бурнашев, Г,Я, Смирнов, Г.М, Гончаров и Г.Я. Стам(54) СПОСОБ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ СОАПСТОКА Изобретение относится к масло- Жировой промышленности, а именно кспособам концентрирования соапстоков,образующихся при щелочной рафинации . растительных масел и жиров.В последние годы значительно увеличилось количество соапстоков, образующихся при рафинации растительныхмасел и жиров. Это объясняется какростом объемов рафинации, так и уве-личением кислотности перерабатываемых жиров.Но существующему положению к отгрузке на мыловаренные заводы и другим потребителям принимаются соапс-.токи, содержащие не менее 30 общегожира, в то время как имеющиеся методы рафинации. обеспечивают получениедовольно разбавленных соапстоков.Например, при рафинации масел и жировпо одному иэ наиболее распространенных методов в мыльно-щелочной средеконцентрация образующихся соапстоковсоставляет.8-12%.В связи с изложенным остро стоитвопрос о рациональных путях обработки соапстоков с целью повышения ихконцентрации перед отгрузкой.Известен способ концентрирования .соапстоков сухой поваренной с/ пью или ее растворами. Концентрированиесоапстоков поваренной соли проводятв емкости, в которую .подают сухуюсоль (5700 кг на 45 т мыльного раствора). На некоторых предприятияхиспользуют раствор поваренной соли,что позволяет подавать раствор насосом 1.30 Однако при этом увеличиваетсяколичество стоков. Кроме того, недостатками данного способа являютсятрудоемкость процесса, образование. значительного количества трудноочищаемых сточных вод.Известен также способ концентрирования соапстоков путем их разложения.серной кислотой. По этомуметоду соапсток разбавляется водой 20до 5-8%-.ной .концентрации, подогревается до 85-90 оС и через ротаметрподаетсяв реактор с мешалкой,скорость. вращения которой 150 -200 об/мин, В этот же смесительподают серную кислоту, Избытоксерной кислоты против теоретическинеобходимого для разложения мыладолжен составлять 5-10 от расчетногоколичества. Продолжительность пребы.вания смеси в реакторе составляет ЗО не менее 10 мин. Далее смесь пода-,Всесоюзный научно-исследовательский институт жиров3 960240 ется в колонну-разделитель или сепа-.ратор для разделения фаз, послечего проводят промывку соапсточногожира от кислоты 2),Однако, хотя разложение соапстоков серной кислотой позволяет концентрировать жир до 95-98, при этомпроисходит сульфирование жирныхкислот по двойным связям и обугливание сопутствующих веществ., Жир приобретает темную окраску и его необходимо"подвергать дистилляции. Прииспользовании способа разложениярасходуется значительное количествосерной кислоты (690 кг кислоты на45 т мыльного раствора) и образуется 15большое количество стоков, загрязненных серной кислотой, жировыми веществами и сульфатом натрия. При,обработке поваренной солью исходного количества соапстока образуется 80 сточных вод с содержанием 130-140 г/лповаренной соли, Кроме того, в отводимом солевом растворе имеется165 кг общего жира, в основном.в видемыла, поэтому его необходимо обрабатывать серной кислотой, в результате чего образуется некоторое количество сульфата натрия.При разложении соапстока сернойкислотой образуется около 90 (отисходного) сточных кислых вод, содер жащих более 1 т сульфата натрия и0,1 серной кислоты, Такую воду необходимо обрабатывать раствором кальцйнированной соды. В нейтрализованнойводе содержится 25 г/л сульФата натрия.Таким образом, при использованииобоих указанных способов концентрирования соапстоков образующиеся сточные воды содержат выше допустимой 49нормы (т.е. более 10 г/л) растворенных солей и не могут сбрасываться вканализацию.Кроме того, такие воды представляют собой системы, очистка которых 45в масло-жировой промышленности нерешена и, очевидно, может. быть осуществлена только путем выпаривания,Наиболее близким к изобретениюявляется способ концентрации соапстоска, включающий нагрев его до 85-95 Си упаривание в тонкой пленке подвакуумом.По этому способу мыльно-щелочнойраствор из нейтрализатора с температурой б 0-70 С направляется на выпаривание под вакуумом на ротационнопленочном аппарате горизонтальноготипа, разработанного во ВНИИЖе применительно к высушиванию фосфатидов.Остаточное давление в аппарате.поддерживается 13,33-19,95 кПа. Приатом. происходит концентрированиесоапстока с 8 до 20-ного содержания общего жира. Производительностьустановки по упаренному соапстоку 65 4.300-350 кг/ч при концентрации 20,около 1 т/ч. Образующийся при упаривании конденсат соковых паров практически не загрязнен и его можно использовать для приготовления щелочного раствора йли сбрасывать в канализацию 33.Однако проведение упаривания затруднено из-за образования устойчивой соапсточной пены при увеличениипроизводительности.Как известно, соапсток представляет собой концентрированную эмульсию жира в воде, стабилизированнуюионогенным поверхностно-активнымвеществом (натриевым мылом), с рНсреды 13,0-14,0. В условиях проведения процесса выпаривания и в указанном диапазоне рК натриевые.мылавыполняют две следующие Функции;стабилизация дисперсий жира в воднойфазе (эмульсии), сопровождающаясястабилизацией жира внутри мыльныхмицелл; стабилизация образующейсяпри выпаривании высококонцентрированной.дисперсии водяного пара в воде(пены) за счет образования в пленкахпены механически прочного адсорбционного слоя из молекул мылаЕсли первая функция, Выполняемаянатриевым мылом, в:процессе выпаривания играет положительную роль, способствуя созданию равномерной пленки,то вторая препятствуя проведению процесса, вызывая образование устойчивой пеныи выбросы ее в вакуумнуюсистему,. что снижает производительность и затрудняет получение соапстока с концентрацией выше 20.Подавляя действие последнегоФактора можно добиться значительнойинтенсификации процесса концентрирования соапстока.Целью изобретения является интенсификация процесса путем предотвращения стабилизации образующейся привыпаривании пены,Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу концентрирования соапстока, включающему нагревего до 85-98 С и упаривание в тонкойпленке под вакуумом, после нагревасэапстока его рН доводят до 8,0-10,0.Соапсток с указанным интерваломрН получается при действии на неговеществ кислой природы,. образующихпри диссоциации катионы Н+, напримерминеральных кислот (НзРОц, Н 50, НС 1),однозамещенных солей. Фосфорной кислоты (МаНРО 4, КН РО ) и другихвеществ. После обработки соапстокакислым агентом в интервале рН 8,010,0 поверхностно-активное вещественаходится в нем в основном в видекислого мыла общей Формулой ВСООНВСООМа (где й - углеводородный радикал). Присоединение к молекуле мылаПримечание Содержание общегожира в аоапстоке,Время обработки,мин до кон- центри- рования после концент рирова- ния Известный Наблюдается образование пены и выбросы в деф- легмационную систему 21,2 12,0 60 70 Предлагаемый12,0 30,4 60 60 32,8 1.2, 0 95 60 32,4 12,0 9,2 95 30,9 12,0 60 10 92 бО 23,3 10,9 Наблюдаетсяобразованиепены 12,0 90 5жирной кислоты значительно снижает его действие как поверхностно-активного вещества. Кислые мыла, являясь слабыми ПАВ, способны стабилизировать жир в соапстоке, в то время как способность их к стабилизации пены значительно снижена.-Кроме изложенного, указанный интервал рН соапстока, направляемого на концентрирование, выбран также, исходя из следующего.".При рН среды ниже 8,0 происходитразложение кислых мыл до жирных кислот. При этом концентрация ПАВ в соапстоке снижается настолько, что оно не оказывает стабилизирующего действия и происходит разрушение эмульсии жира в соапстоке. При таких условиях проведения процесса выпаривания.соапстока происходит комкование продукта и,ие представля- ется возможным получение тоМкой равномерной пленки, а следовательно, снижается интенсивность работы выпарного аппарата;При рН соапстока выше 10,0 концентрация натриевых мыл достаточна для того, чтобы они действовали как пенообразующие и пеностабилизирующие вещества. Это приводит к резкому. возрастанию количества образующейся пены, не разрушающейся даже при высоких температурах.путем выпаривания влаги в лабораторном тонко-пленочном испарителе периодического действия. Остаточное давление поддерживается 19,95 кПа. Про должительность процесса 60 мин. Соапсток обрабатывается по известномуспособу (а) и по предлагаемому (б):а) Температура загружаемого в аппарат соапстока составляет 70 С, а 35 .рН 140. В процессе концентрированиянаблюдаются образование сильнойсоапсточной пены и выбросы продуктав. дефлегмационную систему. Содержание общегО жира в упаренном продук те 21,2 В,б) Соапсток нагревается до 90 Си при этой же температуре обрабатывается Ьртофосфорной кислотой до доведения.его рН до 8,2, В процессе концен.трирования пенообразования продуктане происходит. Содержание общегожира в упаренном.продукте 32,1.Результаты обработки соапстокапо предлагаемому способу в сравнениис известным приведены в таблице.г г т.960240 Продолжение таблицы Содержание общегожира .в соапстоке,В Способ.концентрацииеще вюаттв фюевтт е ющеюю вюееююютещюею ееюютт тюватаеттеттеттщ автаю еюе ее а веев еюаютт ююютааюттт рй соапсто- ка Время об.тработки,ми.н Темпераура соапстока,С Примечание до кон- . после центри- концент рования рирования еаюююю ююа аещюееав аа ааа втт В ее т ав е т е еа ва ю т 71бО Происходиткомкованиепродукта и. залипаниеего на стенкахаппарата 12 .0 12,0 92 28,5 ютютют юаюа вщ ю таетт ттт еще ае а ю ю т т в та ющ т в Составитель Н. Коровяковская Редактор Л. Лукач Техред Ь.Ьч .Корректор О. Билактт,таетею еююею в аеювюю в е тщ е щеееюютю аеета юае юююе е ет:Заказ 7147/30 Тираж 424Подписное ВНИИПИ Государственного комитетаСССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб. д,. 4/5етеев в в ю в аеееюе ютеаю ююююеюююеююеттю еююв юв е щ, ю Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Как следует из данных.таблицы, осуществление концентрирования соапстоков попредлагаемому способу пЬз- ЗО воляет резко интенсифицировать процесс, повысить производительностьвыпарного аппарата и получить продукт требуемойконцеит 9 ации. Кроме того, внедрение изобретения позволяет снизить удельные энергозатраты.Ожидаеьияй экономический эффект от внедренйя предлагаемого способа составляет 40 тыс. руб. на одну выпарную установку.формула изобретенияСпособ концентрирования соапстока включающий нагрев его до 85-95 С, и. Упаривание в тонкой пленке под вакуумом,.о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с цепью интенсйфикациипроцесса путем предотвращения атабилизации образующейся при.выпаривайиипены, после нагрева соапстока егорН доводят до 8,0-10,0,Источники информации,принятые во внимание. при экспертизе1. Руководство по технологииполучения и переработки растительныхмасел и жиров. Т,1, изд.2. Л 1973,с. 214.2. Там же, с. 214-220.3. Волотовская С.Н. и др. Концентрирование соапстоков упариванием. -фМасло-жировая промышленность",1978, Р 11, с. 29-31 (прототип).