JPH0657833B2

JPH0657833B2 - 油から固体を分離する方法

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Publication number: JPH0657833B2
Application number: JP58044031A
Authority: JP
Inventors: ピ−テル・ヨハンネス・アンドレアス・マエス; アルベルト・ヤン・デイクストラ
Original assignee: ナ−ムロ−ゼ・フエンノ−トチヤツプ・フアンデモ−ルテレ・インタ−ナチオナ−ル
Priority date: 1982-03-16
Filing date: 1983-03-15
Publication date: 1994-08-03
Anticipated expiration: 2009-08-03
Also published as: CA1217781A; GB8306928D0; MY8600464A; DK119983D0; EP0088949B1; JPS58171498A; DE3363356D1; EP0088949A3; DK119983A; IN155276B; DK156963B; EP0088949A2; AU552831B2; DK156963C; GB2118856B; US4542036A; ES8407402A1; ES520634A0; AU1238483A; GB2118856A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、液体画分が固体画分から強制的に出され、別
個に集められるような条件下で遠心力を該固体に適用す
ることにより、固体を含む油を液体画分と固体画分に分
離する方法に関する。結果として生じる固体画分が低い
残留液体油含有量を示すため、該方法は特に食用油の分
別に適している。

食用油のウインタリゼーシヨンと分別は通常よく用いら
れる方法であり、この場合には油が冷却されて、より高
い融点の成分が結晶として沈澱するから、これは其後に
油から除去されねばならない。

濾過が油から固体を分離するのに最もよく用いられる方
法である。この目的のためバンドフイルタ、真空ドラム
フイルタ又はフイルタプレスが用いられる。

油から固体を分離するために遠心機の使用も又提案され
た。英国特許明細書第973,457号は遠心機の使用につい
て説明しており、ここでは油よりも高い密度を有する固
体は遠心分離ゾーンの周辺に蓄積し、この周辺の開口部
を通して断続的に自動的に外側へ押出される。

英国特許明細書第1,013,465号は、用いられる遠心機の
型を明記せずに適当な分離方法として遠心分離について
言及しており、ごく最近の雑誌記事（JAOCS58,169-174
(1981)）はウインタリゼーシヨンでの遠心機の使用につ
いて言及している。用いられた遠心機は、充分な量の固
体が蓄積したときに空にされ、すなわち間欠的に空にさ
れる固体ボール(bowl)遠心機である。

全てこれらの方法は、油から除去される固体が油の密度
よりも高い密度を有しており、従つて固体が蓄積し、遠
心力の下で圧密化されるという事実を基礎としたもので
ある。フイルタケーキがフイルタプレスで圧縮される時
と同様に、上記圧密化の間に上記固体の残留油含有量が
減少する。

１９６７年１０月１５日から１８日までシカゴで開催さ
れたアメリカ油化学者協会(American Oil Chemists Soc
iety)主催の会議では、サラダオイルから固体ステアリ
ンを分離するためのバツチバスケツト遠心機の使用に関
するD.D.ホートン(Horton)の論文が提出された。４５０
Ｇ又はそれ以下（Ｇ＝重力単位）の力を生じる速度を用
いることが提案された。懸濁されたステアリンを有する
油が回転するバスケツトに送られ、オレインが分離し、
スクリーンを通つて流れる。ステアリンのケーキが蓄積
すると、ステアリンケーキからオレインを排除するた
め、しばらく新たな原料が供給されないまま機械が作動
され、ステアリンケーキが放出されるとサイクルが再び
開始される。放出前のバスケットでの固体ステアリン成
分は少くとも２分間遠心力を受ける。

この技術は広範囲に商業的に適用されているようには思
えない。より高い回転速度の使用は温度を上昇させ、そ
の結果融解によるステアリンの損失を生起すると信じら
れてきた。実際、最近では食用油産業で遠心機を使用す
ることは、スクリーン遠心機を用いる種子粒子のような
懸濁された固体の除去や或いは固体ボール遠心機を用い
る油の分級などに限定することが勧められていた。

英国特許明細書第1,120,456号は、ヘキサンのような希
釈剤で懸濁されたステアリンを含有する冷却された油が
従来の遠心機で処理される遠心技術について説明してい
る。適用された力は１０００Ｇ乃至１００００Ｇであ
る。前記明細書によると、希釈剤の使用が必要とされ
る。

何故なら希釈剤を用いない場合、希釈されてない油の中
の摩擦効果が、ステアリン結晶を融解させるのに充分な
ほど温度を上昇させるからである。前記特許明細書によ
れば、遠心分離は希釈されていない油の処理の場合には
非実用的であるという結論に達する。

遠心分離技術の有用性に関する上記の反論にもかかわら
ず、遠心分離技術は更に研究され、驚くべきことに、希
釈剤の使用を必要とせず、油から固体を、例えばオレイ
ンからステアリンを、分離するための有効的な技術を提
供する実用上有効な遠心分離方法を考案することが可能
であることが知見された。

全く予期せずに更に、本発明の新規な方法を用いること
により、かなり低い油含有量を有する固体が得られると
いうことが知見された。従来の分離方法によるフイルタ
ケーキは乾燥粉末の外見を有しており、残留物が混合さ
れた結晶の形で存在しており、従つて機械的手段を伴う
それ以上の純化は不可能であるということが推定されて
いた。

Ｃ．デロアンヌ(Deroanne)著「グリセリドの結晶化の研
究に対する貢献」(Contribution a l′tude de la cr
istallisation des glycerides),Gembloux,1974/75,p.1
73を参照のこと、従つて非常に驚くべきことに、本発明
の方法を用いると、固体含有量が約６０重量％に増加
し、従つて油収率が改良されるということが知見され
た。

先行技術による濾過方法では、固体を僅かに３０重量％
しか含まず、そして残留油含有量が約７０重量％である
“乾燥”フイルターケーキが得られるだけである。圧縮
濾過技術を用いた場合でさえ、これは固体含有量約４０
重量％にまで改良できるにすぎない。

本発明は、遠心分離により、液相と結晶固体を含有する
食用油混合物の液体部分と固体成分を少なくとも一部分
離する方法であり、食用油混合物を、遠心力の方向に対
し４５℃以上、しかし９０℃よりも小さい角度の方向を
なす円錐状内面を有する回転体を備えた遠心分離機に供
給し、遠心力は固体成分から液相を分離させるのに充分
強く、少なくとも４５０Ｇ食用油混合物に与えられ、液
相が固体成分から除去され、液相により占められていた
空間は周囲の気体により置換され、固体成分が遠心力を
受ける間の平均時間は２分未満であり、形成された固体
ケーキは、前記円錐状回転体内面と速度差をもって回転
するスクロールによりもしくは遠心機により、または両
者の組み合わせにより、前記円錐状回転体の内表面上を
通って、分離機の出口に向けて連続的に移動せしめられ
ることを特徴とする分離方法である。

本発明による方法は、生成物の一部が処理装置から急速
に離脱され(emerge)他の部分が幾分長い時間処理装置内
に保持される作業を含むため、「平均」という用語が用
いられる。

固体ケーキは遠心力の方向に対し４５°或いはそれ以上
の角度にある方向に前進せしめられる。

本発明による方法は最低４５０Ｇの遠心力を用いて実施
される。幾つかの適当な処理機械は、所定の点での回転
部分の直径に依存して変化し得る遠心力を生ずる円錐形
分離器を用いるため、「最低」という用語が用いられて
いる。

前記周囲の気体は通常空気であるが、保護機能に役立ち
得る例えば窒素のような別のガスでもよい。

前記条件下では、従来の濾過又は遠心分離によるよりも
この方法により、より完全な固体から油の分離が達成さ
れるということが知見された。特に、低い、或る場合に
は非常に低い滞留時間のために、適用された強い力の下
で固体成分の一部が融解する危険性もなく、商業的に有
利な生産量で生成物が生産できる。

以下では主に、ステアリン・オレイン混合物からの固体
結晶ステアリンの分離に関し本発明を説明する。そのよ
うな混合物はパーム油の画分で得られる。しかし、該方
法は他の油混合物の分離にも用いられ得、例えば部分的
に水素処理された大豆油からの、より高度に飽和された
トリグリセリドの分離や、ひまわり油からの結晶ワツク
スの分離などである。

本発明による方法では非常に薄い固体層を用いるので、
かなり強い遠心力の使用と短い滞留時間の設定が可能に
なり、そのために本発明方法は有利に実施できるのであ
ると信じられる。全く驚くべきことに、より厚い固体層
では分離効率はＧの値が増加すると減少することが知見
されたが、これは多分固体層があまりにも強く圧縮され
ているために液体成分が層を通過してそこから排除され
ることが殆んど不可能なためである。混合物がより長い
時間高いＧ値を受けると、その結果又固体材料の一部の
望ましくない融解が生じる。遠心機で油混合物をうまく
分離させるために従来は高いＧ値を避け、スピニング時
間を長くすることが必要であると考えられてきた。

本発明は、滞留時間が通常２分よりも長いバスケツト遠
心機の使用を必要としない。この遠心機は実際に商業的
に用いるには長すぎ、かつ非連続的である。遠心力も又
通常弱すぎ、固定ケーキは遠心力の方向に対し一定の角
度の方向に表面上を前進しない。

本方法の第１の態様では固体ボールデカンタを用いて操
作を行う。この種のデカンタは円筒形セクシヨン（すな
わちシリンダセクシヨン）と、円錐形セクシヨンと、同
時回転するスクロールとを有する。より詳しくは、当該
ボールデカンタは、円筒形セクションと、この円筒形セ
クションに接続した幅広端部を有する円錐形セクション
と、これら両セクション内で且つそれらの軸方向に沿っ
て配置され、当該両セクションに対して速度差をもって
回転し得るスクロールとを有する。固体含有液体油が軸
を通して回転ボールに導入されると、それは前記円筒の
形に沿つて運動し、固体はこの“円筒”の外側周辺に集
まる。ボールとスクロール間に速度差があるため、固体
は液体から円錐形セクシヨンの方に掻き出され、このセ
クシヨンでは固体は依然遠心力を受ける。この力によつ
て、固体粒子の間に捕捉された液体は、円筒形セクシヨ
ンへ、及びその他端からボールの外側へと再び流動せし
められ、他方、固体は更に円錐体へと運ばれ、そして放
出される。固体ケーキは前記シリンダと円錐形の表面上
を放出端部の方へ前進せしめられる。前記円錐および円
筒表面は遠心力の方向に対し９０°までの角度にある。
デカンタは連続作用の利点を有しているが、一方、常に
完全に透明な油を生成するとは限らないという欠点もあ
る。固体ボールデカンタを用いる時の固体ステアリンの
好ましい平均滞留時間は３乃至５０秒であり、最も巾広
い回転部分で少くとも２０００Ｇの遠心力を生起するよ
うな速度が、好ましい回転速度である。

通常滞留時間は製造者の仕様書から知ることができるか
或いは装置の物理的パラメータを用いて計算を行うこと
により大体の値を知ることができる。

デカンタを用いる場合、固体の最低滞留時間は、液相だ
けを含んでいる機械を用いて開始して、固体材料供給開
始時から、ボールから出て行く最初の固体材料を認めた
ときの時刻までの間に経過した時間を測定することによ
り実験的に決定され得る。固体最大滞留時間は、供給が
停止された時刻から、それ以上の固体がボールからもは
や出ていかない時刻までに経過した時間である。固体平
均滞留時間はこれらの値の平均値である。

本発明方法の実施のために使用され得る装置の第２番目
の具体例は円錐形篩遠心機である。除去すべき固体を含
有するオレインはその頂点近くの回転孔あき(perforate
d)円錐体に送られ、そして遠心力のため円錐体表面の内
部を越えて散布される。この力によつてオレインと固体
は前記表面上を越えて該円錐体の巾広い開放端部に達
し、しかして、オレインは円錐体の孔を通つて流れる。
この孔のサイズに関しては、固体は通過せずに円錐体の
全長にわたつて表面上を移動して円錐体から出て行き、
別個に集められるようなサイズが選択される。遠心力の
方向に対する円錐体の頂点角度、回転速度、及びスクリ
ーンサイズを注意深く選択することにより、大部分のオ
レインが円錐体の頂点近くで排除され、残留オレインが
円錐体の巾広い端部の近くに残る状態にすることが可能
であることが知見された。再びオレイン中の固体は、オ
レインが固体を残して行くことができるような条件下に
遠心力を受ける。

固体の平均滞留時間は１乃至３０秒であるのが好まし
い。好ましい遠心力は少くとも５００Ｇである。以下の
実施例で説明するように、滞留時間はケーキの厚みと処
理量から推定され得る。

円錐形篩遠心機の性能の有用な改良は、或速度差を以て
スクリーンと共に回転し得るスクロールをこの装置内に
設けることにより達成できる。この速度差は例えば0.3
乃至３％程度の非常に小さい値であることが好ましい。
そのような装置では、固体ケーキが機械的に、及び遠心
作用によつて表面上を前進せしめられるため、平均滞留
時間は更に５秒未満に、たとえば１秒以下にまで短縮で
きる。

食用油をウインタリングする時本方法を用いると有利で
ある。分離された固体の低い残留オレイン含有量のた
め、ウインタリング方法の油収率が改良される。パーム
油、食用牛脂、バター油の分別のような乾燥分別方法、
及び綿実油又は部分的に水素処理された大豆油の脱ろう
のような他の乾式（ドライ）分別方法においては、本発
明の分離方法を用いることによりサラダ油の収率もまた
改善できる。更に、本方法により得られた固体画分すな
わちステアリンは、従来の濾過により得られたステアリ
ンとは品質が異なる。本発明による方法を用いると、３
０以下の沃素価を有するパームステアリンが乾式分別手
段を用いて製造され得、一方、バンド濾過では沃素価は
一般に４０程度である。この事実は、以前の推定とは反
対にステアリンの結晶化は実際には非常に選択的である
ということを示している。この分離方法の実施温度は油
原料とオレインの所望特性に応じて決定される。

分離を促進させるために溶剤添加を行つてもよいが、し
かし通常は不必要である。しかし、このような溶剤分別
方法においても、本発明に従つて分離された固体は低い
残留液体含有量を有するために溶剤／脂肪比を低くする
ことができ、したがつて、分別の性質に影響を与えるこ
となく、工場の処理能力が増加し、かつ、溶剤の蒸留費
が節減できる。

デカンタが用いられる所では、分離されたステアリンが
ボールの円錐形セクシヨンに沿つて前進するときに、そ
れに洗浄溶剤が添加でき、これによつて分別の選択性を
さらに高めることができる。

次の実施例は本発明を更に説明するのに役立つ。

実施例１漂白され脱臭されたパーム油を８０℃に加熱し、急速に
４０℃にまで冷却させ、その温度で５時間維持した。そ
の後このパーム油を1.5℃／hrの割合で３１℃にまで冷
却し、その結果生じる結晶のスラリーを連続バンドフイ
ルタ(Fractionnement Tirtiaux,Fleurus,Belgium)で濾
過すると、１５重量％の沃素価39.5のパームステアリン
と８５重量％のパームオレインが生じた。同じスラリー
が、６０００rpmで回転し、ボールとスクロール間の差
動速度を最低値（約２５rpm）とし、そしてウエヤー(we
ir)NO.２を取付けたデカンタ(Sharples Pennwalt,モデ
ルＰ６００）に送られたときは、ステアリンの沃素価
は、１０６／hrのスラリー送り速度の場合には29.9に
低下し、２５０／hrの送り速度の場合には、31.2に低
下した。オレイン収率は９０％以上に増加し、オレイン
はほとんど透明であつた。

５０００rpmにまで回転速度を下げるとステアリンの沃
素価が増加し、オレインがより曇るようになつたが、こ
れは分離度の低下を示す。

ウエヤーNO.２を取付けたデカンタでの生成物の体積は
約0.75であり、従つて１０６／hrの送り速度では生
成物の平均滞留時間は約２５秒である。生成物はデカン
タ中のその軸に沿つた区域に送られ、固体画分がボール
の内側表面に沿つて均等に散布されずに固体出口の方へ
搬送されるため、生成物全体の滞留時間よりも固体の滞
留時間の方がより短くなる。この特別な装置における平
均の固体滞留時間は７秒にすぎないと推定される。本実
施例では、３０７０Ｇの遠心力が与えられた。

実施例２２２℃での濾過により得られたパームオレインを次の方
法で分別した。このパームオレインを７０℃まで加熱
し、急速に２０℃に冷却し、その温度で５時間維持し、
１℃／hrの割合で１５℃まで徐々に冷却するとパーム中
間画分が生成する。

Tirtiauxバンドフイルタでのスラリーの濾過により、約
４５重量％の収率で沃素価が55.0の固体画分が得られ
た。パーム中間画分が１８００rpmで回転し、６０ミク
ロンのスリットを有するスクリーンを備えた円錐形篩遠
心機(Nivoba,Veendam,The Netherlands)に送られると、
その結果生じる固体画分は43.7−47.0の沃素価を有し、
約２０重量％の全収率で得られ、従つてオレインの収率
は５５重量％から約８０重量％にまで上がり、オレイン
は59.0の沃素価を有していた。本実施例では、１０８５
Ｇの遠心力が与えられた。

この実験での供給率(feed rate)は1.5t/hrであつた。フ
イルタケーキ層の平均層厚が１mmであり、フイルタの面
積が0.6m²であり、ケーキ濃度（密度）が0.76kg／で
あり、ケーキ収率が２０重量％であつたと仮定すると、
これは5.5秒の固体の推定平均滞留時間に対応する。

実施例３沃素価が５６のパームオレイン画分をバンドフイルタに
送ると、３５重量％の沃素価４７のパーム中間画分と、
沃素価６１の第２オレイン画分とが生じる。このパーム
オレイン画分が、３０００rpmで回転する１００ミクロ
ンスクリーンと、３０６０rpmで回転する円錐形スクロ
ールとを備え、スクリーンとスクロール間の隙間が0.3m
mである円錐形篩遠心機(Sharples Super Screen M300)
に送られた場合には、その結果生じる中間画分は沃素価
が僅か４１のものであつて、これは２５重量％の収率で
生成された。本実施例では、１５１０Ｇの遠心力が与え
られた。

第２のオレインは再び６１の沃素価を有していた。

この実験での供給率は1.5t/hrであり、従つてステアリ
ンが３７５kg/hr生成された。

フイルタ面積が0.1341m²であり、ケーキ濃度が0.75kg／
であり、ケーキ層の厚みが0.3mmの前記隙間の値に等
しいと仮定すると、固体の平均滞留時間は0.3秒である
と推定され得る。

しかしこの推定は、固体材料がスクロールのねじ山間の
場所では保持されないという仮定を含んでいる。けれど
もこのような場所での保持はあり得るものであつて、そ
してこれは平均滞留時間を増加させる。他方、層の厚み
が前記隙間の値よりも小さい場合、滞留時間はより短く
なる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者アルベルト・ヤン・デイクストラベルギ−国8500コルトリイク・アルビイン・フアンデン・アベ−レラ−ン２ (56)参考文献特開昭55−56194（ＪＰ，Ａ) 特許182365（ＪＰ，Ｃ２) 油化学第16巻第５号（1967）、昭和42年５月20日、社団法人日本油化学協会発行、Ｐ．235〜248 ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎＯｉｌＣｈｅｍｉｓｔｓＳｏｃｉｅｔｙＶｏｌ．58 Ｎｏ．３（1981）、Ｐ．169〜174

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】遠心分離により、液相と結晶固体を含有す
る食用油混合物の液体成分と固体成分を少なくとも一部
分離する方法であり、食用油混合物を、遠心力の方向に
対し４５℃以上、しかし９０℃よりも小さい角度の方向
をなす円錐状内面を有する回転体を備えた遠心分離機に
供給し、遠心力は固体成分から液相を分離させるのに充
分強く、少なくとも４５０Ｇ食用油混合物に与えられ、
液相が固体成分から除去され、液相により占められてい
た空間は周囲の気体により置換され、固体成分が遠心力
を受ける間の平均時間は２分未満であり、形成された固
体ケーキは、前記円錐状回転体内面と速度差をもって回
転するスクロールによりもしくは遠心力により、または
両者の組み合わせにより、前記円錐状回転体の内表面上
を通って、分離機の出口に向けて連続的に移動せしめら
れることを特徴とする分離方法。
【請求項２】円筒形セクションと、該円筒形セクション
に接続した幅広端部を有する円錐形セクションと、該両
セクション内で且つそれらの軸方向に沿って配置され、
該両セクションに対して速度差をもって回転し得るスク
ロールとからなるボールデカンタで、少なくとも２００
０Ｇの遠心力で且つ３〜５０秒の平均固体滞留時間で実
施することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
方法。
【請求項３】円錐形篩遠心機で、少なくとも５００Ｇの
遠心力で且つ１〜３０秒の平均固体滞留時間で実施する
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。
【請求項４】円錐形篩遠心機にはスクリーンに対し或る
速度差で回転し得るスクロールが設けられており、平均
固体滞留時間は５秒未満であることを特徴とする特許請
求の範囲第３項に記載の方法。
【請求項５】分離を促進させるため油と固体の混合物に
溶剤を添加することを特徴とする特許請求の範囲第１項
〜第４項のいずれかに記載の方法。