ВАКУУМНЫЙ РЕЗЕРВУАР ДЛЯ ОБРАБОТКИ МАСЕЛ
VACUUM VESSEL FOR OIL TREATMENT

Настоящее изобретение относится к вакуумному резервуару для непрерывной или полунепрерывной обработки масел с дезодорацией, и этот резервуар содержит пространства, через которые осуществляется пропускание масла, подлежащего обработке, средство для нагревания или охлаждения масла в виде U-образных труб, перфорированные трубы, расположенные в нижней части указанных пространств, для подвода стриппинг-газа в указанное масло, при этом резервуар имеет соединение с источником вакуума, и эти пространства в резервуаре расположены так, что масло проходит через резервуар самотеком, а нагревающая или охлаждающая среда, проходящая по указанным U-образным трубам, прокачивается через них.
Такой вакуумный резервуар для обработки жирных масел описан, например, в патентном документе ЕР 0763082 В1. При производстве потребительских продуктов, например пищевых масел, из различных растительных или животных масел дезодорация является частью процесса рафинирования. Во время дезодорации масло нагревают до высокой температуры 180-275°С, чтобы удалить из масла загрязняющие примеси и нежелательные вещества. Эти вещества имеют более низкую точку кипения, чем различные триглицериды, которые образуют пищевое масло. Дезодорацию осуществляют при остаточном давлении 1-20 мбар, а удаление летучих веществ облегчается при добавлении к маслу стриппинг-газа (отдувочного газа). Стриппинг-газ может представлять собой инертный газ или пар. Стриппинг-газ обеспечивает перемешивание масла, способствует теплопередаче и делает удаление нежелательных веществ более легким.
Вакуумные резервуары могут быть использованы для обработки масел и жиров многих видов, включая минеральное масло.
Для масел многих видов является полезным нагревание масла под вакуумом с добавлением стриппинг-газа во время этапа предварительной обработки до дезодорации, чтобы удалить растворенный воздух и чтобы задержать окисление масла.
Кроме того, во многих случаях дезодорированное масло подвергают дальнейшей обработке с нагнетанием стриппинг-газа при одновременном охлаждении после этапа дезодорации.
В установках для дезодорации и физического рафинирования резервуар специально приспособлен для обмена теплотой между поступающим и выходящим пищевым маслом. Масло, поступающее в дезодорирующую колонну, нагревается выходящим маслом в вакууме и в режиме барботирования.
Задача изобретения заключается в повышении эффективности теплообмена между маслом и нагревающей или охлаждающей средой при ограничении размера вакуумного резервуара. Она решается тем, что U-образные трубы для нагревающей или охлаждающей среды расположены в указанных пространствах таким образом, что поток масла находится в противотоке к потоку нагревающей или охлаждающей среды на всем протяжении резервуара, и тем, что множество U-образных труб скомпоновано в группы, параллельные и рядами друг над другом.
Вакуумный резервуар согласно изобретению успешно может содержать, по меньшей мере, один ряд пространств для масла, подлежащего обработке в резервуаре. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления вакуумного резервуара согласно изобретению имеются два ряда пространств для масла. Имеются впускной патрубок для масла к верхней части верхнего ряда и выпускной патрубок для масла из нижней части нижнего ряда. Также имеется канал, соединяющий нижнюю часть верхнего ряда с более высокой частью нижнего ряда. Этот канал может быть успешно расположен за пределами вакуумного резервуара. Если это удовлетворяет требованиям, резервуар может содержать три или более рядов пространств.
Предпочтительно, чтобы нижняя часть резервуара имела квадратную или прямоугольную форму, тогда как верхняя сторона была бы криволинейной (изогнутой).
Предпочтительно, чтобы в резервуаре имелись канальные пластины, отделяющие пространства для масла друг от друга, чтобы создавался длинный путь для масла через резервуар. Канальные пластины прочно присоединены к двум сторонам резервуара, противоположным друг другу, и снабжены отверстием на одном конце для образования сообщения с другим пространством для масла. Отверстие предусмотрено на конце, прочно присоединенном к первой стороне резервуара. Можно допустить окончание канальных пластин на расстоянии от одной из сторон, но когда канальные пластины прочно присоединены к обеим сторонам, устойчивость резервуара повышается.
Между канальными пластинами имеются стенки, прочно присоединенные к указанной первой стороне резервуара и заканчивающиеся на расстоянии от второй стороны. Эти стенки расположены между секциями U-образных труб. Такая компоновка стенок относительно канальных пластин делает возможным получение противоточного потока масла по отношению к нагревающей или охлаждающей среде. Конечно, в рамках объема изобретения можно получать желаемый противоточный поток некоторыми другими способами.
На внешней поверхности первой стороны вакуумного резервуара имеются коллекторы, которые образуют впускные отверстия для распределения нагревающей или охлаждающей среды в U-образные трубы и выпускные отверстия для сбора нагревающей или охлаждающей среды после прохождения по U-образным трубам. При закреплении различных коллекторов для впускного отверстия и выпускного отверстия за каждой группой U-образных труб легче осуществлять уплотнение каждого коллектора благодаря крышкам меньшего размера. Крышки меньшего размера означают, что менее критичной является обработка поверхности прокладки, существует меньшая опасность деформации и имеется больший выбор материалов для прокладок. Это является важным для предотвращения утечки масла во время эксплуатации, а также для предотвращения попадания воздуха во время смены исходного продукта.
Второй и третий коллекторы, а также четвертый и пятый коллекторы и т.д., отсчитываемые от впускного патрубка для нагревающей или охлаждающей среды, соединены. Таким путем нагревающая или охлаждающая среда вынуждена протекать по U-образным трубам во всех пространствах в резервуаре.
Число U-образных труб в каждом пространстве для масла зависит от заданной производительности вакуумного резервуара.
Предпочтительно, чтобы стенки между канальными пластинами в верхнем ряде пространств были полыми для создания сообщения между объемом над маслом в нижнем ряде и объемом над маслом в верхнем ряде пространств, и при этом верхний объем был бы соединен с источником вакуума.
Предпочтительно, чтобы вакуумный резервуар согласно изобретению был образован тонкими элементами, перегородками и канальными пластинами, которые расположены в такой связи друг с другом, что конструкция резервуара является самонесущей.
Вакуумный резервуар согласно изобретению может быть использован для предварительного нагрева жирных масел, подлежащих дезодорации с помощью уже дезодорированного масла, и подвергания указанного дезодорированного масла дальнейшей обработке стриппинг-газом.
Предпочтительное осуществление вакуумного резервуара согласно изобретению описывается более подробно со ссылками на сопровождающие чертежи.
На чертежах:
фиг.1 - общий вид вакуумного резервуара;
фиг.2 - общий вид вакуумного резервуара, как он видится из точки наблюдения, при этом передняя сторона удалена;
фиг.3 - еще один вид вакуумного резервуара из фиг.2;
фиг.4 - горизонтальное поперечное сечение вакуумного резервуара;
фиг.5 - вид передней стороны вакуумного резервуара и групп U-образных труб.
Вакуумный резервуар 1 согласно варианту осуществления изобретения, показанному на фиг.1, имеет удлиненную форму относительно первой стороны 2. Имеются впускной патрубок 3 для масла, которое подлежит обработке в резервуаре, в верхнем углу стороны 2 и выпускной патрубок 4 для обработанного масла в нижнем углу. Кроме того, имеются впускной патрубок 5 и выпускной патрубок 6 для нагревающей или охлаждающей среды. На верхней части 1 резервуара имеется соединительный патрубок 7 для источника вакуума. Также имеются три смотровых стекла 8. Как можно видеть на чертеже, на левом конце стороны 2 имеется ножка 9, которая имеет большую высоту, чем ножка 10 на правом конце. Следствием такой конструкции является то, что дно резервуара наклонено относительно фундамента. Кроме того, имеются коллекторы 11 для распределения нагревающей или охлаждающей среды по группе U-образных труб.
На другом конце резервуара (не показанного на чертеже) имеются трубы барботирования для пара отпарки и дополнительные смотровые стекла для нижнего ряда или яруса.
1
1
2
1
На фиг.2 показаны пространства 12, 12, через которые протекает обрабатываемое масло, а также впускной патрубок 3 для масла. Масло втекает в резервуар через впускной патрубок 3, протекает вдоль длинной стороны резервуара и возвращается через пространство 12 к первой стороне 2 резервуара. Затем масло направляется в следующее пространство 12 через отверстие, видимое в канальной пластине между 12 и 12, и опять протекает к другой стороне резервуара. В каждом пространстве для масла имеются секции группы U-образных труб 13 для нагревания или охлаждения обрабатываемого масла. Пространства для масла расположены в двух рядах или на двух ярусах 14 и 15.
1
2
1
1
2
1
1
Пространства 12, 12, 12 для масла более ясно показаны на фиг.3. Имеются продольные канальные пластины 16, 16, отделяющие пространства 12 и 12 от пространств 12 и следующего пространства и т.д. Эти канальные пластины продолжаются от первой 2 до второй стороны резервуара и прочно присоединены к этим сторонам. Как можно видеть на чертеже, имеются отверстия 17 для масла в канальных пластинах 16, 16 на концах, присоединенных к первой стороне. На этом чертеже видны только концы и участки группы U-образных труб. Компоновка и изгибы U-образных труб показаны на фиг.4. Между секциями U-образных труб имеются стенки 18, 18, прочно присоединенные к первой стороне. Как можно видеть на фиг.4, эти стенки заканчиваются на расстоянии от второй стороны. Стенки имеют такую высоту, что уровень масла значительно ниже верхнего края стенок. Стенки 18 в нижнем ряду 15 являются одинарными, тогда как стенки 19 в верхнем ряду 14 являются двойными, образующими каналы 20. Дно 21 верхнего ряда снабжено отверстиями, которые взаимодействуют с каналами 20 между стенками 19 для обеспечения сообщения между объемом 22 над маслом в нижнем ряду 15 и объемом 23 над маслом в верхнем ряду 14. Объем 23 сообщается с источником вакуума. Серыми стрелками показано сообщение между самым нижним объемом 22 и соединительным патрубком 7 для вакуума.
Как описывалось ранее, масло, подлежащее обработке, втекает через впускной патрубок 3 и протекает вперед и назад до тех пор, пока не достигает последнего пространства в верхнем ряду, где в дне 21 имеется отверстие, взаимодействующее с внутренним выпускным патрубком 24. Путь для перемещения масла в нижний ряд пространств будет пояснен ниже. Масло перемещается в самое верхнее пространство нижнего ряда (слева на чертеже) и протекает вперед и назад через пространства до тех пор, пока оно не достигает выпускного патрубка 4 для обработанного масла.
1
2
1
На фиг.4 показано, каким образом группы U-образных труб расположены в пространствах 12, 12 и 12. Пространства 12 и 12разделены канальной пластиной 16, при этом канальная пластина прочно присоединена к первой стороне 2 и второй стороне 25. Между секциями группы U-образных труб на нижнем ярусе имеются стенки 18, вынуждающие масло протекать ко второй стороне 25 резервуара до повторного возвращения к первой стороне.
1
На чертеже также показаны трубы (26, 26 и т.д.) барботирования, предназначенные для введения в масло стриппинг-газа. За пределами резервуара имеется средство для распределения стриппинг-газа по трубам барботирования. Как можно видеть на чертеже, также имеются смотровые стекла 27, через которые можно наблюдать за режимом барботажа. Нагревающая или охлаждающая среда втекает через группы U-образных труб на верхнем конце чертежа и протекает в противотоке обрабатываемому маслу на всем протяжении пространств в показанном ряду. Стрелками показано, как масло, и нагревающая или охлаждающая среда протекают в противотоке. Стрелки, показывающие поток масла, являются несколько более темными, чем стрелки, показывающие поток нагревающей или охлаждающей среды.
1
1
2
На фиг.5 показаны первая сторона 2 резервуара, впускной патрубок 3 для масла, подлежащего обработке, и выпускной патрубок 4 для обработанного масла. Кроме того, показаны впускной патрубок 5 для нагревающей или охлаждающей среды и выпускной патрубок 6 для нее же. Согласно показанному варианту осуществления изобретения имеются шесть групп U-образных труб в каждом ряду. Нагревающая или охлаждающая среда втекает в одну секцию U-образной трубы и возвращается через другую секцию. Согласно показанному осуществлению имеются пять U-образных труб в девяти рядах друг над другом. Нагревающая или охлаждающая среда втекает в первый коллектор 28 и распределяется по трубам и в первую секцию сорока пяти труб. Когда нагревающая или охлаждающая среда протекает через U-образные трубы, она собирается во втором коллекторе 28. Имеется сообщение между вторым коллектором 28 и третьим коллектором 28, и нагревающая или охлаждающая среда втекает в третий коллектор и распределяется во вторую группу U-образных труб. Кроме того, нагревающая или охлаждающая среда протекает по U-образным трубам вперед и назад до тех пор, пока не достигает последнего коллектора 29 в нижнем ряду. Между коллектором 29 и другим коллектором 30 в верхнем ряду имеется канал 31, по которому нагревающая или охлаждающая среда может протекать (при нагнетании) в верхний ряд. Нагревающая или охлаждающая среда протекает вперед и назад по U-образным трубам до тех пор, пока она не достигает последнего коллектора 32 в верхнем ряду. Нагревающая или охлаждающая среда выходит из резервуара через выпускной патрубок 6.
Как было упомянуто ранее, обрабатываемое масло перемещается из верхнего ряда пространств в нижний ряд пространств. Это перемещение происходит по каналу 33, находящемуся на внутренней стороне канала 31.
1
Вакуумный резервуар может быть самонесущим, поскольку канальные пластины 16, 16 и перегородки 34 (фиг.4) взаимодействуют.