The crystallisation of citric acid and metal citrate during bleaching and drying, and their impact on filtration
Notkonen, Mirka (2023)
Diplomityö
2023
School of Engineering Science, Kemiantekniikka
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe20231031141982
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe20231031141982
Tiivistelmä
Bio-oils require multiple purification steps before they can be used for the biofuel production or for other suitable purposes. The feedstock often contains several types of impurities, e.g. trace metals, pigments, and phospholipids. The pretreatment process for removal of the impurities consists of several individual process steps, from which the main ones are presented in this thesis.
The aim of this study was to focus on the behaviour of citric acid used in the bleaching process, and how it affects trace metals in the solution during the pretreatment including bleaching, drying and filtration. It has been noticed earlier that citric acid crystallizes in the bio-oils during the pretreatment process, but the effect of these particles has still remained unclear.
In this work, crystallisation of citric acid in purified and bleached palm oil was studied with different process conditions and during different process steps, and the samples were monitored via Pixact dynamic image analysis. To investigate the effect of trace metals more deeply, metal components were added to the solution as salts and their impact on the filtration was studied. Finally, the experiments included the use of two technical feedstock for confirming the behaviour of citric acid and metal salts in the pretreatment process. Biopohjaiset öljyt vaativat useita puhdistusvaiheita ennen kuin niitä on mahdollista käyttää polttoaineiden valmistukseen tai muihin tarkoituksiin. Biopohjaiset syöttöaineet sisältävät usein erilaisia epäpuhtauksia, kuten metalleja, pigmenttejä ja fosfolipidejä. Esikäsittelyprosessiin kuuluu useita eri vaiheita, joista päävaiheet on esitelty tässä diplomityössä.
Työn tarkoitus oli keskittyä tutkimaan sitruunahapon käyttäytymistä valkaisuprosessissa, ja sitä miten se vaikuttaa öljyssä oleviin metallikomponentteihin esikäsittelyn aikana (valkaisu, kuivaus ja suodatus). Aikaisemmin on huomattu, että sitruunahappo kristallisoituu esikäsittelyn aikana, mutta syntyneiden partikkeleiden vaikutus prosessiin on tuntematon.
Sitruunahapon kristallisoitumista puhdistetussa ja valkaistussa palmuöljyssä tutkittiin tässä diplomityössä erilaisissa prosessiolosuhteissa ja prosessivaiheissa. Kristallisoitumisen seuraamisessa käytettiin Pixact-laitteistoa, joka perustuu dynaamiseen kuva-analyysiin. Metallien käyttäytymistä tutkittiin lisäämällä biopohjaiseen öljyyn metallisuoloja, ja seuraamalla niiden vaikutusta valkaisuun ja suodatukseen. Työn lopuksi myös kahta teknistä syötettä testattiin vahvistamaan hypoteesia partikkelien vaikutuksista.
The aim of this study was to focus on the behaviour of citric acid used in the bleaching process, and how it affects trace metals in the solution during the pretreatment including bleaching, drying and filtration. It has been noticed earlier that citric acid crystallizes in the bio-oils during the pretreatment process, but the effect of these particles has still remained unclear.
In this work, crystallisation of citric acid in purified and bleached palm oil was studied with different process conditions and during different process steps, and the samples were monitored via Pixact dynamic image analysis. To investigate the effect of trace metals more deeply, metal components were added to the solution as salts and their impact on the filtration was studied. Finally, the experiments included the use of two technical feedstock for confirming the behaviour of citric acid and metal salts in the pretreatment process.
Työn tarkoitus oli keskittyä tutkimaan sitruunahapon käyttäytymistä valkaisuprosessissa, ja sitä miten se vaikuttaa öljyssä oleviin metallikomponentteihin esikäsittelyn aikana (valkaisu, kuivaus ja suodatus). Aikaisemmin on huomattu, että sitruunahappo kristallisoituu esikäsittelyn aikana, mutta syntyneiden partikkeleiden vaikutus prosessiin on tuntematon.
Sitruunahapon kristallisoitumista puhdistetussa ja valkaistussa palmuöljyssä tutkittiin tässä diplomityössä erilaisissa prosessiolosuhteissa ja prosessivaiheissa. Kristallisoitumisen seuraamisessa käytettiin Pixact-laitteistoa, joka perustuu dynaamiseen kuva-analyysiin. Metallien käyttäytymistä tutkittiin lisäämällä biopohjaiseen öljyyn metallisuoloja, ja seuraamalla niiden vaikutusta valkaisuun ja suodatukseen. Työn lopuksi myös kahta teknistä syötettä testattiin vahvistamaan hypoteesia partikkelien vaikutuksista.