Способ очистки триглицеридных масел, являющихся жидкими при 40

Способ очистки триглицеридных масел, являющихся жидкими при 40

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

тт тет .ь. т е. %., макая б б 0 те М

ОПЯ ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистическигг

Республик

oui 786912

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту— (22) Заявлено 10. 03.76 (2f) 2334806/28-13 (23) Приоритет — (32), 10. 03. 75

Р1)М. Кд.

С 11 В 3/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (33) Великобритани (31) 9862/75

Опубликовано 07,1280. Бюллетень гчо 45

Дата опубликования описания 0112.80.(5З) НЖ 665. 1. 036 (088.8) Иностранцы

Хендрик Йохан Рингерс и Якобус Корнелис Cerepc (Нидерланды) (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма

"Юнилевер Н.В.", (Нидерланды) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ТРИГЛИЦЕРИДНЫХ МАСЕЛ

ЯВЛЯЮЩИХСЯ ЖИДКИМИ ПРИ 40 С

Известный способ предусматривает поддержание температуры смеси в процессе выдержки в интервале между 40

20 . и 100 С, преимущественно 60-85 С. В этих условиях способ не дает удовлетворительного результата, если в маслах, как это обычно бывает во время хранения и транспортировни, уже частично снизилось содержание фосфатидов.

Изобретение предназначено для использования в масложировой промышленности и относится к способам очистки триглицеридных, преимущественно растительных масел, являющихся жидкими при 40 С.

Такие масла, помимо триглицеридов жирных кислот, содержат второстепенные компоненты — примеси, например, красящие вещества, сахара, воски, 10 свободные жирные кислоты, фосбгатиды.

Некоторые из этих примесей необходимо вывести из масла, что осуществляют в процессе многостадийной рафинации. Одна из важнейших примесей ма- 15 сел — фосфатиды, которые могут быть разделены на два класса — гидратируемые и негидратируемые. Большой проблемой является удаление негидрати- руемых фосфатидов, поскольку гидратируемые удаляют обработкой масел водой с последующим выделением осадка.

Делались попытки очищать масла сильными минеральными или пищевыми органическими кислотами, ангидридами органических кислот, растворами детергентов, солевыми растворами и т.д. как в разбавленном, так и в неразбавленном виде. Но эти способы или30

2 не обеспечивали достаточной степени очистки или по различным причинам были практически нецелесообразны.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ очисткн триглицеридных масел, являющихся жидкими при 40 С, путем последовательного диспергирования в масле сначала 0,001-0,5 вес.% кислоты имеющей рН в одномолярном водном

Р растворе от 0,5 до 5 при 20 С, или ее ангидрида, а затем 0,2-5 вес.% воды и выдержки полученной сглеси от 5 мин до 168 ч с последующим отделением образовавшегося осадка p1).

Цель изобретения — повышение степени очистки, уменьшение потерь масла и количества сточных в д.

786912

В предлагаемом способе могут быть использованы практически все неорганические или органические кислоты, о имеющие рН от 0,5 до 5 при 20 в одномолярном водном растворе, например фосфорная, уксусная, лимонная, винная, янтарная и другие, а также смесь кислот». Предпочтительно избегать агрессивных или токсичных кислот, а также кислот, оказывающих сильное корродирующее действие.желательно использовать пищевые кислоты такие как уксусная, лимонная винная, молочная и др,, потому что в таком случае осадок, содержащий эту кислоту, может быть пригоден для корма животным, а фосфатиды можно использовать, например, для приготовления пищевых эмульгаторов. Наиболее целесообразно применять лимонную кислоту.

$0

40

С этой целью температуру смеси в процессе выдержки поддерживают в пределах от 0 до 40 С.

При этих условиях фосфатиды выводятся гораздо полнее, анализ показывает, что содержание фосфора в масле после обработки способом согласно изобретению составляет 2,5 ррт, в то время как после обработки известным способом — 46 ррт.

Агент обработки — кислота или ангидрид — при этих условиях почти полностью удаляется с осадком и, следовательно, масло не требует промывки. Кроме того, количество стоков уменьшается.

Концентрйрованная кислота или ее ангидрид превращает негидратируемые

Фосфатиды в гидратируемые формы.После добавления воды при температуре ниже 40 С Фосйатиды в основном пере( ходят в полукристаллическув фазу,содержащую кислоту или ангидрид и воду, сахара, глицерин, воски, а также магниевые или кальциевые ионы, связанные с негидратируемыми фосфатидами.

После выдержки фосфатиды вместе с другими связанными с ними компонента-. ми образуют осадок, который не оказывает вредного влияния на металл оборудования для отделения осадка и легко отделяется.

Кроме того, предлагаемый способ позволяет использовать меньшие количества кислоты и ангидрида.

Удаление фосфатидов и прочих вышеупомянутых примесей значительно упрощает последущую очистку — нейтрализацию, отбеливание и дезодорацию, одна или несколько из этих стадий очистки могут вообще опускаться.

Способом согласно изобретению можно обрабатывать такие триглицеридные масла, как соевое, рапсовое, конопляное, подсолнечное, рисовое, масла виноградных семян, кокосового ореха, хлопковое, льняное, кукурузное, пальмовое, сайлоровое масло и т.д.

Количество добавляемой кислоты или ангидрида практически не зависит от количества Аосфатидов в масле. Оно будет почти одинаково для масла, прошедшего предварительную очистку и содержащего 0,5 вес.Ъ фосфатидов и для неочищенного масла, содержащего их в количестве 2,5 вес.Ъ.

Кислоту предпочтительно использовать концентрированную. Лимонную кислоту обычно добавляют в виде насыщенного или близкого к насыщению раствора с концентрацией до 50 вес.Ъ. Но можно применять и менее концентрированные растворы, с содержанием кислоты примерно 10-50 вес.Ъ, предпочтительно

30-50 вес.%.

Кислоту можно вводить в масло при о температуре последнего от 20 до 80 С, более высокие температуры не дают заметного эффекта, хотя можно использовать и температуры до 100 С и выше. При низких температурах требуется больше времени для гомогенного смешивания кислоты с маслом при той же степени очистки. После добавления кислоть выдерживают смесь в течение времени, нужного для реакции.

Обычно достаточно контакта 120 мин, но при необходимости можно увеличить время выдержки.

Если кислоту добавляют при температуре выше 40 С, масло следует охладить до температуры 0-40 С, например, путем пропускания через холодильник. Низкие температуры (до 0 С) могут иопользоваться в том случае, если масло при этой температуре остается жидким.

После охлаждения смеси добавляют небольшое количество воды, желательно дистиллированной или деминерализованной.

Однако воду можно вводить и до охлаждения. Количество воды определяют, исходя из необходимости гидр@тации всех присутствующих в масле фосфатидов. Это количество не должно быть слишком большим, поскольку может образоваться третья фаза, чтс может прИвести к затруднениям при последующем центробежном отделении осадка. Обычно количество воды сост, вляет 0,2-5 вес.Ъ, предпочтительно

1-2 вес.В в расчете на масло.

После смешивания воды с маслом полученную смесь вновь выдерживают в течение времени, колеблющегося от 5 мин до недели (168 ч). Такое длительное время контакта требуется при обработке предварительно очищенного масла. Для неочищенных масел обычно достаточно 5-20 мин для об-. разования осадка.

Необходимо лишь, чтобы температура смеси масло/вода/кислота была

:ближе 40 С, предпочтительно 25-35 С. .1ри этоф же температуре отделяют

786912 осадок, желательно с помощью центрифугирования.

При температуре выше 40 С особен4

I но выше 50 С, фосфатиды трансформируются в меэоморфную ламелляркую ,фазу, которую труднее отделять от масла. Однако можно для облегчения отделения осадка нагревать масло не посредственно перед отделением до

60-90 С при условии, что этот нагрев осуществляют в течение достаточно короткого времени, например, не более 5 мин, во избежание перехода фосфатидон в упомянутую фазу.

Осадок фос4атидов содержит также многие сахароподобные вещества, глицерин, магниевые и кальциевые ионы и 15 другие второстепенные компоненты, первоначально присутствующие в масле.

Кислота н осадке действует как консервант, препятствующий биологическому разложению. 20

Далее масло можно подвергать известным приемам очистки, во время которой удаляются следы фосфорных соединений.

При этом обработка масла согласно изобретению обеспечивает следующие преимущества: меньшее количество щелочи при нейтрализации, чище сырье

Таблица 1

Опыт

Количество воды для гидратации нес.Ъ от масла

Количество воды для промывки после обработки кислотой и гидратации, вес.Ъ масла промывное масло нейтрализованное промытое масло нейтраиэован ное масло масло после об» работки кислотой и гидратации исходное масло

4 Э

4 2

4 1

125

22

128

118

29 щелочью, взятой с избытком 203, промывают и сушат.

Результаты приведены в табл.2.

55 Таблица 2

Щ Раствор лимонной кислоты (1: Ц, sec:Ú по маслу

0,3 0,15 0,3

Вода, вес.В по

65 маслу

1,0 0 5 1,0, Дополнительная промывка в опыте

1 эффекта не дает.

Содержание фосбора в исходном масле изменяется в некоторой степени в зависимости от происхождения, качества и нремени хранения масла.

Пример 2. Лимонную кислоту

Цобанляют к предварительно очищенному соевому маслу при 70 С. Затем масло охлаждают до 20-25 С и смешивают с водой. После выдержки н течение 168 ч масло центрифугируют, затем нейтрализуют йри 85 С 2М или .4Н для получения мыла, чище сточные воды после расщепления мыла, меньшая потребность отбельной земли на стадии отбеливания и др.

Кроме того, обработанные масла могут храниться в течение более длительного времени беэ разложения и без обраэонания осадка.

Промывка масла после обработки не обязательна.

Процесс может осуществляться как периодически, так и непрерывно.

Пример, 1. К предварительно очищенному путем промывки водой при

70 С соевому маслу с температурой

70 С добавляют 0,3 вес.Ъ раствора лимонной кислоты концентрацией 50%, по истечении времени контакта (20 мин.) масло охлаждают до 20-25 С, :мешивапт с водой, выдерживают в емкости для хранения в течение 1 ч и центрийугируют.В первом опыте масло дополнительно.промывают водой и снова центрифугируют.

В опытах 1 и 3 масло не промывают, затем во всех трех опытах масло нагревают до 85 С, нейтрализуют 1-2 Й делочью, промывают и сушат.

Результаты опытов приведены в табл.1.

Содержание фосфора, ч./мпнr

786912

Продолжение табл, 2

Продолжение табл. 3

Опыт, 2

Время контакта кислоты и масла, мин

10 10

Время контакта воды с маслом, мин

101 36

102 54

96 40

26 45

3 30

4 30

5 35 б 35

0,5

Содержание фосфора в исходном масле, ч./млн.

124 99 99

0 5

Содержание фосфора в масле,i обработанном кислотой и водой, ч./млн

22 54 51

Содержание фосфора в нейтрализованном масле, ч./млн.

3 12

Табли ц а 4

1,5

23

1 0-45

2 2-45

3 0-45

4 2-45

15

1,5

15

2,5

20

2,5

1,5

5 0-45

6 2-45 ц» 7 0 45

1,5

12 2,5

10

8 2-45

2,5

60 время выдержки после охлаждения не влияло на очистку. Наилучшие ре65 зультаты получаются, когда время кон103 49

102 58

0,5

t0

60 30 60

Содержание фосфора в нейтрализованном и 30 промытом масле,, ч./млн. 0 16 3

Мыльные щелоки со стадий нейтрализации и промывки водой объединялись и расщеплялись серной кислотой.Анализ кислотной воды показал, что химическая потребность в кислороде и содержание глицерина были ниже, чем в кислотной воде, полученной при обычной очистке.

Пример 3. В этом примере исследуется влияние на очистку различий в температуре охлаждения и количестве добавляемой воды..

Во всех опытах 0,3 вес.Ъ раство-. ра лимонной кислоты (1:1) добавляют 45 к предварительно очищенному соевому маслу при 70 С. Через 10 мин масло охлаждают до температуры 35-25ОС и добавляют воду. Выдерживают смесь в течение 1 ч и центрифугируют. Резуль- Я) таты приведены в табл.3, Т а б л и ц а 3

Опыт 3, где добавляли 1 вес.Ъ воды в масло с температурой 30 С, дал наилучший результат.

Пример 4. К неочищенному соевому маслу, полученному экстракцией сои гексаном и содержащему 537 ч. на млн фосфора, добавляют 0,3 вес.% раствора лимонной кислоты (1:1) при температуре 70 С, спустя 15 мин масло охлаждают до 20 С в течение 30 мин, затем выдерживают в течение 45 мин или 2 ч 45 мин, после этого к маслу добавляют 1,5 или 2,5 вес.% воды.

По истечении времени контакта (15 мин или 1 ч) масло центрифугируют и определяют содержание фосфора.

Результаты сведены в табл.4.

До

786912 такта воды с маслом составляет около

1 ч.

Количество добавляемой воды также не оказывает какого-либо влияния.

Содержание фосфора во всех опытах получается низким.

Полученный фосфатидный осадок содержит около 5% лимонной кислоты.

Пример 5. Для исследования необходимых количеств лимонной кислоты проведены опыты, когда к экстраги- О рованному соевому маслу добавляют раствор кислоты (1:1) в различных количествах при температуре масла

70 С. Через 15 мин масло охлаждают до 23ОС, что заняло около 30 мин.

Через 2 ч добавляют воду и по исте- >5 чении времени контакта воды с маслом (15 или 75 мин } масло центрифугируют, а затем промывают водой. Результаты сведены в табл.5.

Таблица 5 20

Продолжение табл. 5

9 5

1,5 763

1,5 700

6 0,05

7 0,10

37

2S зо

1 0,003 5 926 148 122

2 0,05

3 0,10

5 882 89 76

5 877 54 41 .35

Таблица 6

1 0,003

2 0,003

3 0,003

4 0,01

5 0,01

6 0,01

120

75

46 30

60

3,9

2,1

75

6,8

3,8

31 цы видно также, что ионы кальция и

40 магния удаляются вместе с фосйатидами.

Пример 7. К 700 г масла виноградных косточек добавляют 0,3 вес.%

45 раствора лимонной кислоты (1:1) при

При использовании 0,003 вес.Ъ раствора. кислоты время контакта воды с маслом не оказывает какого-либо влияния на удаление фосфатидов, когда же ислольэуют 0,01 вес.% раствора кислоты, лучшие результаты получают при времени контакта 2 ч. Из табли4 0,15 5 672

5 0,03 1,5 716

8 0 15 1,5 703

Когда испбльзуют 5 вес.Ъ воды, количество удаленных фосфатидов в большей степени зависит от количества добавленной кислоты, однако при: использовании 1,5 вес.Ъ воды даже

0,03 вес.Ъ раствора кислоты дает превосходный эффект очистки.

Пример 6. K экстрагированному соевому маслу с содержанием фосфора 700 ч/млн добавляют различные количества раствора лимонной кислоты (1:1) при 70ОC. Через 15 мин масло охлаждают до 23 С. Сразу пос ле охлаждения добавляют 1,5 вес.Ъ воды и.после выдержки в течение различных сроков масло центрифугируют.

Результаты приводятся в табл.6.

786912

Пример 8. 700 г подсолнечо ного масла нагревают до 70 С, добавляют 0,3 вес.% раствора лимонной кислоты (1:1) и перемешивают с помощью механической мешалки со скоростью 600 об/мин. Масло охлаждают до 20 С, вводят 5 вес.Ъ воды и выдерживают в течение 1 ч. Затем масло центрифугируют, нейтрализуют и отбеливают 1% активной глиной, после чего удаляют воск охлаждением масла до 15 С и медленным перемешиванием при этой температуре в течение 4 ч с последующей фильтрацией. Результаты приводятся в табл.7.

Таблица 7

120

320

19 . 38

11 110

27 . 60

490

128

84

Пример 9. 500 г подсолнечного масла смешивают с 0,15% 50%ного раствора лимонной кислоты при температуре 70 с или 20 с. перемешива-4О ние продолжают в течение 15 мин, а затем смесь охлаждают до 30 (если

0,30

0,15

0,30

58

0 15

97

150

0,30

150

0,15

0,30

150

0 15

150

31 температуре масла 20 С, после чего масло перемешивают, в течение 15 мин, добавляют 5 вес.% воды и выдерживают в течение 15 мин. Масло центрируют и ,сушат.

Ю

В результате, в исходном масле содержится, ч/млн:фосфор 24, воск 8170.

В очищенном масле содержится, ч/млн: фосфор 8, воск 175 °

Пример показывает, что предлагаемым способом удаляют и большую часть -. восков иэ масел с высоким их содержа" нием.

70 30

70 30

20 20

20 " 20

70 "«30

70 - 30

20 - 20

20 - 20 первоначальная температура была 70 С)

Затем добавляется 5 вес.Ъ воды с последующим перемешиванием в течение

1 ч и центрифугированием.

Результаты приводятся в табл.8

Таблица 8

786912

Таблица 11

1 Весь процесс при 70 С,центрифугирование при 70 С

75

2 Температуру снижают с

70 С до 30 С после добавления кислоты, центрифугирование при

30 С

1 70 30

2 70 "+30

3 30 - 30

4 30 - 30

0,3

46

0,15

0,3

19

0 15

Температуру снижают с 70 С до 30 С после добавления кислоты, центрифугирование при 70 С

58

Температуру о снижают с 70 С до 30 С после добавления воды., центрифугирование при 30 С

Таблица 10

22

Температуру снижают с 70 С до

30 С после добавления воды, центрифугирование при 70 С

55

17

3 30 - 30 0 3

Пример 10. Повторяли пример 9, но вместо подсолнечного использовали рапсовое масло, содержащее 131 ч/млн фосфора. Результаты приводятся в табл.9

Таблица 9 S

Пример 11. Повторяли пример 9, но вместо подсолнечного использовалось льняное масло, содержащее 160 ч./млн. фосфора. Результаты сведены в табл.10.

1 70 30 0,3

2 70 30 0,15

4 30 30 0,15 20 55

Пример 12. Для исследования влияния температуры на протекание процесса очистки проводят следующие опыты. К 500. r неочищенного экстрагированного соевого масла добавляют

0,07 вес.% раствора лимонной кислоты (1:1), при температуре масла

70 С. После 15-ти минутного перемешивания добавляют 2,5 вес.% воды и выдерживают в течение 2 ч. Осадок удаляют центрифугированием.

Результаты приведены в табл,. 1.

В опытах 3 и 5 перед центрифуги рованием температуру увеличивают до

70О в течение 30 мин и за это время фосфатиды переходят в высокотемпературную фазу, вследствие чего они плохо удаляются. Содержание фосфора в исходном масле A было 768 ч./млн в масле  — 804 ч./млн.

Пример 13. К неочищенному рапсовому маслу с содержанием фосфора 201 ч./млн добавляют 0,1 об.%

85%-ного раствора фосфорной кислоты, затем масло охлаждают до 30 С, ввоо дят 1,5 вес.% воды и после выдержки в течение 1 ч центрифугируют. В очищенном масле содержание фосфора снижается до 62 ч./млн. После нейтралие, ° „ д N,.Е1 » Ч

786912

16

Составитель Н.Коровяковская

Редактор С.Титова Техред Т.Маточка Корректор C.Н1екмар

Заказ 8888/66 Тираж 470 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 зации 4 М раствором едкого натра содержание фосфора снижается до 2 ч./млн.

Пример 14. К 500 r неочищенного соевого масла с содержанием фосфора 489 ч./млн добавляют 0,1 вес.Ъ уксусного ангидрида в виде раствора с концентрацией 97,5Ъ. После перемешивания в течение 15 мин со ско/ ростью мешалки 600 об/мин .смесь охлаждают до 30 С и добавляют 2,5 вес.Ъ

0 воды. Затем выдерживают при перемешивании (200 об/мин) еще в течение

2 ч и центрифугируют. Содержание фосфора в масле после очистки—

46 ч/млн.

Формула изобретения

Способ очистки триглицеридных масел, являющихся жидкими при 40 С, путем последовательного диспергирования в масле сначала 0,001

0,5 вес.Ъ кислоты имеющей рН в одномолярном водном растворе от 0,5 до

5 при 20 С или ее ангидрида а затем

0,2-5 вес.% воды и выдержки полученной смеси от 5 мин до 168 ч с последующим отделением образовавшегося осадка, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки, уменьшения потерь масла и количества сточных вод, температуру смеси в процессе выдержки поддерживают в пределах от 0 до 40 С. о

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патен ФРГ Р 1058184, кл.23 а.3, опублик. 1970 (прототип).