JPH0277496A

JPH0277496A - 食用油脂に水素添加する方法

Info

Publication number: JPH0277496A
Application number: JP63228343A
Authority: JP
Inventors: Masami Kawanari; 川成　真美; Hiroaki Konishi; 小西　寛昭; Koji Takeya; 武谷　宏二; Hitoshi Sato; 均佐藤; Sakae Higano; 栄日向野
Original assignee: Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd; Snow Brand Milk Products Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd; Snow Brand Milk Products Co Ltd
Priority date: 1988-09-14
Filing date: 1988-09-14
Publication date: 1990-03-16
Anticipated expiration: 2011-11-20
Also published as: JP2555423B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】崖呈上立科几分立本発明は、マーガリン、ショートニング等の油脂食品の
原材料として利用される食用油脂の水素添加方法及び水
素添加食用油脂に関する。

孜歪煎豊量液状の油脂をマーガリン、ショートニング等の原料油脂
として用いる場合、そのまま使用すると最終製品の保型
性を維持し得ないため、−船釣には油脂を構成する脂肪
酸の二重結合部分に水素添加（以下水添という）し、硬
化油として使用している。従来、上記水添方法は反応槽
に油脂と触媒を入れ、１２０〜２００℃程度の温度に保
ち、それに適当な圧力の水素ガスを供給して行っていた
。

近年、水素貯蔵合金が開発され、形状記憶合金と共にそ
の応用が注目されてきている。水素貯蔵合金は、現在、
自動車、ヒートポンプ及び室内の冷暖房等の分野で利用
されているが、水素貯蔵合金には例えばＬａＮｉ５、Ｍ
ｇＪｉ等多（の種類があって、合金の水素ガス貯蔵量、
排出圧力および排出温度等の機能は、その構成金属によ
って異なるため、その利用に当っては合金の選択が重要
となる。

ところで、最近の水素貯蔵合金を用いた水添反応の例と
してはオレフィンの水素化、−酸化炭素の水素化及びア
ムモニア合成法〔水素貯蔵合金データブック、（１９８
７）与野書店〕並びにオレイン酸メチルの常圧水素化分
解によるＣＩｌ＋アルコールの製造法〔日本化学会（第
５４回春季年会１９８７）　）が報告されている。

しかし、油脂の水添に水素貯蔵合金を利用する技術につ
いては、゛従来全くおこなわれておらず、報告もみられ
ない。

１皿皇邂決しようとする課本発明は、食用油脂の水添反応に水素貯蔵合金を利用し
て従来の水添触媒を全く用いる必要がないか、もしくは
極めて少量の使用量で済み、また大量の水素を低圧で利
用し得るので高い水添率で、かつ安全に油脂の水添を行
い得る方法を提供することを課題とする。

以下本発明の詳細な説明する。

課　を′するための手本発明で用いられる水素貯蔵合金は、Ｒ（Ｙを含む希土
類元素もしくはＣａ元素を表わす）及びＮｉを必須元素
とした六方晶のＣａＣｕ５型の結晶構造を有する化合物
を主相とする。詳しくは、水素貯蔵合金の内に含まれる
ＣａＣｕ５型の結晶相が、５０重量％以上含まれ、残部
は主相以外の金属間化合物、不純物、添加元素などが第
２相もしくは混合相として存在する。

本発明で用いられる水素貯蔵合金は、大気圧を示す分解
平衡圧力の温度が２００℃以下の範囲で水素を放出する
合金であり、該合金の金属水素化物を使用し水添反応温
度１２０〜２００℃に保持された油脂の水添を行うもの
である。一方、大気圧を示す分解平衡圧力の温度が２０
０℃以上の水素貯蔵合金は、水添反応温度１２０〜２０
０℃の範囲での水素放出量が極めて少ないため、反応に
要する時間が著しく長くなるか、あるいは水添率が小さ
いなどの欠点を有する。

しかし、大気圧を示す分解平衡圧力の温度が１００℃以
下の水素貯蔵合金は、室温もしくは多少の加熱により容
易に吸蔵した水素をガスとして放出するし、真空排気の
操作により多量の水素がガスとして放出してしまう。し
たがって、１００℃以下の温度で、大気圧の水素平衡圧
力を示す合金の金属水素化物は、実際の水添反応で消費
される有効水素量が少なくなる傾向を示す。また、粉末
の取扱中に容易に水素が放出されるため、多量の金属水
素化物を使用する際には、危険であり注意を要する。

また、油脂の酸化防止の目的で実施される反応槽内の排
気、脱水操作は、油脂と水素貯蔵合金が同系内に存在す
る場合に不可能であり、油脂および合金の充填槽を別に
して実施する必要があるなど、取扱い、操業面での欠点
を有し、好ましくは、大気圧を示す分解平衡圧力の温度
が１００〜２００℃であるような合金が望ましい。

また、本発明で用いられる水素貯蔵合金は、平均粉末粒
径が０．５〜１００μ信、該粉末から放出される水素で
水添を実施する。平均粉末粒径が０．５μ鋼以下のもの
は、工業的に生産するのが困難であり、またコスト高に
なる欠点を有するほかに、操業上で油脂と粉末を分離す
る工程が複雑となる問題もある。粉末粒径が１００μ１
以上の場合は、油脂と粉末の均一なる混合攪拌が困難で
あり、その結果粉末の触媒能が低くなるため水添反応時
間が長くなる欠点を有する。

本発明においては、油脂（一般には食用油脂）と上記水
素貯蔵合金を反応槽に入れ、脱気後攪拌をしながら該油
脂を１２０〜２００℃程度の温度に１０〜３６０分保持
するか、ジャケット式により水素貯蔵合金を冷却し得る
ようにした棚段式カラムに水素貯蔵合金を封入し、１２
０〜２００℃程度に保持された油脂を１０〜３６０分循
環させることにより水添反応を行う。

反応終了後、水素ガス及び硬化油を回収し、水素貯蔵合
金を冷却した後、これに水素を再循環して、次回の水添
反応に繰り返し使用する。なお、上記水添反応に際し必
要に応じて水添触媒を少量（〜０．５重量％）を添加し
ても良い。

また、本発明は油脂に対する水素貯蔵合金の割合を５〜
７０重量％で水素添加を実施する。水素貯蔵合金の割合
が５％以下の場合は、水添反応に寄与する有効水素量が
不足し、均一な効率的な反応が進まない欠点を存する。

割合が７０％以上の場合は、１回の水添反応操作に対し
て得られる硬化油の量が少なく、操業上の効率が低いこ
と、油脂と粉末の混゛合液の濃度が高くかつ比重が大と
なるため、混合液の撹拌および輸送などの装置面が複雑
となる欠点を有する。

なお、本発明は実験装置の耐圧の関係上比較的低圧の操
業を考慮し検討を加えたものだが、水素圧が１０ｋｇ／
ａＪ以上の圧力下でも適用可能であることは、この業界
でも認められている。また、水素貯蔵合金は、耐食性、
熱伝導性等の向上を意図し表面改質されたメツキ粉末、
表面処理粉末なども本発明に使用可能である。

これ・ら水素貯蔵合金は合金１００ｇ当り水素（ｉｔ）
を１〜４ｇ吸蔵でき、その排出水素も圧力が低く純度の
非常に高い発生期水素であるので、原料油脂に対して水
素（Ｈよ）が０．００１〜１．０重量％添加される程度
の水素貯蔵合金を用いると良い。

又皿至四果以上述べたように、本発明により水素貯蔵合金を用いて
油脂の水添を行うと、従来のニッケル等の触媒は全く用
いる必要がないか、もしくは極めて少量で効率的にマー
ガリンやショートニング等の原料油脂に適した硬化油を
、得ることができる。

また、水素貯蔵合金は従来の工業用の水素貯蔵装置に比
べて大量の水素ガスを貯蔵でき、しかも上述のように低
圧で使用できるので作業上の安全性に借れている。さら
に、さきに述べたような上昇流棚段式カラムを用いる場
合には、油脂と水素貯蔵合金の濾過に対する負荷を大幅
に軽減できるという操作上の利点もある。

以下に実施例を示して本発明を具体的に説明する。

実施例１容量が１１のデッドエンド弐の反応槽に大豆白絞油３０
０＋ｌｌｌ１を入れ、１０５℃に加熱後、約５分間排気
、脱水処理を行い、その後室温まで冷却した。

該油に、予め水素を貯蔵させた水素貯蔵合金ＬａＮｉ＊
、　５ｃｏｏ、　、Ａｌ　１．　ｔｒ、平均粉末粒度３
２．ｕｓ（サンプルｍ　１　）１００ｇを混入し、１２
０ｒｐ＋ｗで攪拌しながら、混合液（合金の割合は２６
．６９Ａ）を１８０℃まで昇温しこの温度に保持した。

１８０℃までの水添反応時間は１２０分、水素雰囲気圧
力は３ｋｇ／ａｊで実施した。この後、速やかに混合液
中の水素貯蔵合金粉末と大豆白絞油を、濾過、分離した
。

水添された大豆白絞油を常法に従い脱気後、活性白土を
添加、フィルタープレスにより精製油とした。この方法
により水濃度１９％の大豆硬化油が約２４０ｇ得られた
。

なお、水濃度（％）は下記式により示す。

実施例２全容量が１２２の循環式反応槽（循環流量１２１！　／
ｌ８ｉｎ）に大豆白絞油６ｋｇを入れ、１０５℃に加熱
後、約５分間脱気、脱水処理した。この大豆白絞油を予
め水素ガスを貯蔵させた水素貯蔵合金ＬａＮ１ｚ、　ｔ
ｃＯ＋、。＾ｔｏ、い平均粉末粒度２２μ１１１（サン
プルＮａ２）約１ｋｇａを封入したジャケット弐カラム
に流入させ、カラム内を真空排気した。水素貯蔵合金は
カラム下部のバルプ開放操作により反応槽内の大豆白紋
油内に投入されスラリーポンプにより強制循環させ粉末
の割合が８．３％の混合液とした。

水添反応は、反応温度１８０℃、反応時間９０分で実施
したところ、水濃度は２０％に達した。この後この水添
大豆白絞油を常法に従い、脱気後活性白土を添加し、フ
ィルタープレスにかけて精製した。

この操作により約５．７ｋｇの大豆硬化油が得られた。

比較例１実施例１に記載されたと同じ方法、操作により下記表１
に示すサンプルを用い水添反応温度を変えて水添反応処
理を行った。その時の水濃度の結果を表１に示す。なお
、サンプルＮｎ３−ＬａＮｉ３合金は大気圧を示す分解
平衡の温度８℃、粒度１８．２μｍ、サンプルＮ１１４
のＭｇ、Ｎｉは、２９５℃、粒度１７．３μ翔のものを
用いた。

゛表１サンプルＮ１１ｋｌで反応温度が２２０℃のものは、硬
化油が黒茶色を示し変質していることが判明した。

表１からサンプル磁４のように水素の分解平衡圧が高い
、および極めて低いものは水添用水素貯蔵材料としてこ
の条件では不向きであることが判明した。

比較例２実施例１に記載されたと同じ方法、操作により表２に示
す下記サンプルを用い粉末粒度を変えた場合について水
添反応処理を行った。サンプルＮｕ　５　（ＬａＮｉｚ
、　ｓＡｌ、、　、Ｍｎｏ、　ｔ）の大気圧を示す水素
の分解平衡圧の温度は約１３０℃である。粉末粒度と水
濃度の関係を表２に示す。

表２表２より、粉末粒度が大きくなるほど水濃度が小さくな
ることが判る。

比較例３実施例１に記載されたと同じ方法、操作により下記表３
に示すサンプルを用い大豆白絞油に対し合金粉末の割合
を変えた場合について水添反応処理を行った。なお、試
料とした水素貯蔵合金粉末は、比較例２で使用したサン
プル！１ｈ６と同じＬａＮ１ａ、　ｓＡＩ＋、　ｔＭｎ
ｏ、　？　、粒度１６．３１１　ｍを用いた。

結果を表３に示す。

表３合金粉末の割合が少ないほど水濃度が小さくなることが
判る。

実施例３容量が１ｊ！のデッドエンド式の反応槽に大豆白絞油３
００ｍ　Ａを入れ、１０５℃に加熱後、約５分間排気、
脱水処理を行い、その後室温まで冷却した。

該油に、予め水素を貯蔵させた水素貯蔵合金（表４　サ
ンプルＮ１１２〜２０）もしくは、水素を吸蔵していな
い粉末（表４のサンプルＮ１２１及び２２）１００ｇを
混入して１２０ｒｐａ＋で撹拌して混合液とした。

サンプルＮ１２１及び２２は、４０℃以下あ液温で通常
の高純度水素ガス（純度９９．９９８８％）ボンベがら
水素圧力９ｋｇ／＋ａＪで約３時間放置し、混合液中の
後使用した。

表４混合液の合金割合は、すべて２６．６％である。なお、
水添反応条件は反応時間が１２０分、水素雰囲気圧力が
３ｋｇ／ｃｔＡで一定とし、反応温度のみ変化させてい
る。硬化油の回収方法は実施例１と同じである。また、
サンプルＮａ１２〜２２の水素貯蔵合金は、全て六方晶
のＣａＣｕ５型の金属水素化物を５０％以上含んだ合金
である。この合金種類と水濃度の結果を表４に示す。

表４より、本発明の方法によりいずれの場合もＮｉを含
む六方晶のＣａＣｕ５型合金を用いれば水添硬化油の製
造が容易であることが判る。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）食用油脂に水素を添加するに際し、Ｒ（Ｙを含む
希土類元素もしくはＣａ元素を表わす）及びＮｉを必須
元素とした六方晶のＣａＣｕ＿５型の結晶構造を有する
化合物を主相とする水素貯蔵合金を用い、該合金から放
出される水素で水素添加することを特徴とする食用油脂
に水素添加する方法。
（２）水素貯蔵合金の大気圧を示す分解平衡圧の温度が
２００℃以下である水素貯蔵合金から放出される水素で
、油脂の温度を１２０〜２００℃の温度範囲に保ち、水
素添加を行う請求項（１）に記載の水素添加方法。
（３）水素貯蔵合金の平均粉末粒径が０．５〜１００μ
ｍである水素貯蔵合金から放出される水素で水素添加を
行う請求項（１）に記載の水素添加方法。
（４）油脂に関する水素貯蔵合金の割合を５〜７０重量
％の範囲とする請求項（１）に記載の水素添加方法。
（５）Ｒ（Ｙを含む希土類元素もしくはＣａ元素を表わ
す）及びＮｉを必須元素とした六方晶のＣａＣｕ＿５型
の結晶構造を有する化合物を主相とする水素貯蔵合金か
ら放出される水素で水素添加して成る水素添加食用油脂
。