PL169760B1

PL169760B1 - Method of continuously removing resinous substances from triglyceride oil

Info

Publication number: PL169760B1
Application number: PL92294068A
Authority: PL
Inventors: Bernard Cleenewerck; Leo Bevernage; Frans Dewulf; Albert J Dijkstra
Original assignee: Vandemoortele Int Nv
Priority date: 1991-04-02
Filing date: 1992-04-01
Publication date: 1996-08-30
Also published as: ES2055634T3; DE69200004D1; EP0507363B1; ATE89599T1; DE69200004T2; RU2008328C1; HU212977B; SK279220B6; DK0507363T3; HU9201094D0; HUT62646A; CA2063929A1; CS95792A3; CZ289672B6; JPH05117685A; MX9201460A; PL294068A1; EP0507363A1

Abstract

1. Sposób ciaglego usuwania substancji zywi- cowatych z oleju trójglicerydowego polegajacy na odsrodkowym rozdzielaniu na faze zywicowata i faze olejowa, a nastepnie przemywaniu woda fazy olejo- wej, znamienny tym, ze w pierwszym etapie olej zawierajacy oddzielna faze zywicowa poddaje sie odsrodkowemu rozdzielaniu w pierwszej wirówce, otrzymujac substancje zywicowa z niewielka zawar- toscia oleju oraz olej zawierajacy nadal czesc zywic poczatkowo obecnych we wsadzie, w drugim etapie do oleju otrzymanego z pierwszego wirowania dodaje sie przemywajaca wode i cala mieszanine ewentualnie kieruje sie do zbiornika posredniego, w trzecim etapie mieszanine otrzymana w drugim etapie poddaje sie odsrodkowemu rozdzielaniu w drugiej wirówce otrzymujac olej z minimalna resztko- wa zawartoscia substancji zywicowatych i mokra substancja zywicowata zawierajaca znacznie wie- cej oleju niz substancja otrzymana w pierwszym etapie i nastepnie w czwartym etapie mokra substancje zywicowata otrzymana w trzecim etapie zawraca sie do strumienia oleju podawanego na pierwsza wirówke PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób ciągłego usuwania substancji żywicowanych z oleju trójglicerydowego polegający na odśrodkowym rozdzielaniu na fazę żywicowatą i fazę olejową, a następnie przemywaniu wodą fazy olejowej.

Sposobem według wynalazku otrzymuje się substancję żywicowatą z niewielką zawartością oleju i odżywicowany olej, który po bieleniu można poddawać fizycznej rafinacji.

Surowe oleje trój glicerydowe otrzymywane metodą wytłaczania i/lub ekstrakcji z oleistych nasion lub tkanki zwierzęcej zawierają kilka składników różnych od trójglicerydów. Niektóre z tych związków, takie jak fosfolipidy, wolne kwasy tłuszczowe, substancje zapachowe, substancje barwiące, woski i związki metali, należy usunąć, ponieważ niekorzystnie wpływają na smak, zapach, wygląd i trwałość rafinowanego oleju.

Znanych jest kilka sposobów usuwania tych niechcianych związków, często omawianych w literaturze.

Sposób ciągłego usuwania substancji żywicowatych z oleju trójglicerydowego opisuje europejski opis patentowy EP0348004. Sposób ten obejmuje pierwszy etap odżywicowania oleju w jakikolwiek konwencjonalny sposób powodujący uwodnienie fosfolipidów, a następnie

169 760 drugi etap oddzielania od odżywicowanego oleju nie rozpuszczonych i nie nadających się początkowo do odwirowania cząstek po ewentualnym ich aglomerowaniu, metodą mikrofiltracji, filtracji, odwirowania, sedymentacji lub dekantacji. Główną wadą tego sposobu są znaczne straty oleju trójglicerydowego porywanego w czasie usuwania obu faz żywicowatych.

Inny sposób ciągłego usuwania oddzielnej fazy substancji żywicowatych z oleju trójglicerydowego opisuje europejski opis patentowy EP349718. W pierwszym etapie olej zawierający oddzielną fazę substancji żywicowatych poddaje się rozdzielaniu wirówkowemu otrzymując substancje żywicowate z niewielką zawartością oleju i olej zawierający wciąż część żywic początkowo obecnych we wsadzie. W drugim etapie procesu olej poddaje się ponownemu rozdzielaniu wirówkowemu otrzymując olej z mineralną resztkową zawartością substancji żywicowatych i substancję żywicowatą zawierającą znacznie więcej oleju, niż substancja otrzymana w pierwszym etapie, którą zawraca się. Zawracanie powoduje, że straty oleju trójglicerydowego są mniejsze.

Na koniec, jeśli zamierza się sprzedawać olej i powinien on mieć niską zawartość fosforu, wskazany jest jeden lub więcej etapów przemywania, ponieważ olej opuszczający drugą wirówkę zawiera nadal uważaną za nadmierną ilość fosforu.

Wspomniane etapy przemywania wymagają zastosowania dodatkowych wirówek i dają w wyniku strumień odlotowy, podwyższając w ten sposób koszty inwestycyjne i operacyjne.

Sposób ciągłego usuwania substancji żywicowatych z oleju trójglicerydowego według wynalazku unika tych niekorzystnych cech i prowadzi do uzyskania substancji żywicowatych o niskiej zawartości oleju i odżywicowanego oleju o niskiej zawartości fosforu.

W wyniku prowadzonego zgodnie z wynalazkiem sposobu ciągłego usuwania substancji żywicowatych z oleju trójglicerydowego otrzymuje się substancję żywicowatą o niewielkiej zawartości oleju i odżywicowany olej, który po bieleniu można poddać fizycznej rafinacji.

Sposób ciągłego usuwania substancji żywicowatych z oleju trójglicerydowego polegający na odśrodkowym rozdzielaniu na fazę żywicowatą i fazę olejową, a następnie przemywaniu wodą fazy olejowej, według wynalazku polega na tym, że w pierwszym etapie olej zawierający oddzielną fazę żywicową poddaje się odśrodkowemu rozdzielaniu w pierwszej wirówce, otrzymując substancję żywicową z niewielką zawartością oleju oraz olej zawierający nadal część żywic początkowo obecnych we wsadzie, w drugim etapie do oleju otrzymanego z pierwszego wirowania dodaje się przemywającą wodę i całą mieszaninę ewentualnie kieruje się do zbiornika pośredniego, w trzecim etapie mieszaninę otrzymaną w drugim etapie poddaje się odśrodkowemu rozdzielaniu w drugiej wirówce otrzymując olej z minimalną resztkową zawartością substancji żywicowatych i mokrą substancją żywicowatą zawierającą znacznie więcej oleju niż substancja otrzymana w pierwszym etapie i następnie w czwartym etapie mokrą substancje żywicowatą otrzymaną w trzecim etapie zawraca się do strumienia oleju podawanego na pierwszą wirówkę. W drugim etapie wodę przemywającą dodaje się w ilości 0,05 - 10%o wagowych, korzystnie 1 - 50% wagowych.

Jako wodę przemywającą stosuje się wodę, rozcieńczony nietoksyczny kwas i wodę zawierającą sole, przy czym jako wodę przemywającą korzystnie stosuje się wodę zdemineralizowaną.

W sposobie według wynalazku jako wodę przemywającą stosuje się rozcieńczony nietoksyczny kwas, korzystnie kwas cytrynowy albo wodę pochodzącą z ewentualnego etapu przemywania.

W sposobie według wynalazku, w drugim etapie mieszaninę przepuszcza się przez zbiornik pośredni i pozostawia do odstania w ciągu 10 sekund do 30 minut, korzystnie w ciągu 0,5 - 15 minut.

W trakcie przemywania utrzymuje się temperaturę 60-110°C, korzystnie 80-100°C.

Stwierdzono nieoczekiwanie, że domieszanie pewnej ilości wody do oleju otrzymanego z pierwszego rozdzielania wirówkowego przed podaniem go na drugą wirówkę nie wpływa na zawartość oleju trójglicerydowego w substancji żywicowatej opuszczającej pierwszą wirówkę. Stwierdzono również, że ta dodatkowa ilość wody nie wpływa na zawartość wody w oleju opuszczającym drugą wirówkę, a więc pierwsza wirówka może skutecznie usunąć dodatkową ilość wody zawróconą wraz z substancja żywicowatą z drugiej wirówki. Ta dodatkowa ilość wody powoduje ponadto, że olej otrzymywany z drugiej wirówki ma znacznie niższą zawartość fosforu.

169 760

Stwierdzono także, że do bielenia oleju otrzymanego sposobem według wynalazku potrzebna jest zwykła ilość ziemi bielącej, po to, żeby uzyskać bielony olej o dopuszczalnej zawartości fosforu.

Korzystną cechą sposobu według wynalazku w porównaniu ze sposobem opisanym w europejskim opisie patentowym EP0349718jest pominięciejednego lub obu etapów przemywania, dzięki czemu unika się straty oleju trój glicerydowego porywanego przy przemywaniu oraz problemów ze ściekami jak również dodatkowych nakładów inwestycyjnych na wirówki przemywające.

Sposób według wynalazku można korzystnie zastosować do odżywicowania oleju otrzymanego sposobem według opisu patentowego Stanów Zjednoczonych nr 4698185. W sposobie tym odżywiczone przy pomocy wody oleje roślinne traktuje się silnie zdyspergowanym wodnym roztworem kwasu, po czym kwas ten zobojętnia się częściowo z utworzeniem fazy żywicowatej. Jeśli oleje takie zawierające fazę żywicowatą, podda się postępowaniu sposobem według wynalazku, otrzymany produkt można poddać fizycznej rafinacji.

Podobnie, sposób według wynalazku można korzystnie zastosować do odżywiczania olejów otrzymanych sposobem według opisu patentowego Stanów Zjednoczonych nr 4049686. Opisano w nim sposób, w którym olej traktuje się kwasem i ochładza do temperatury poniżej 40°C, przy czym nieuwadniające się fosfolipidy tworzą żywice w postaci nadającej się do usunięcia z oleju np. przy pomocy wirówki.

Rodzaj oleju odżywiczanego sposobem według wynalazku nie jest istotny. Można więc wydajnie przetwarzać jadalne oleje trójglicerydowe, jak olej sojowy, słonecznikowy, rzepakowy, palmowy i inne oleje roślinne, a także zwierzęce, pod warunkiem utworzenia fazy żywicowatej przed podaniem oleju na pierwszą wirówkę.

Woda przemywająca mieszana z olejem otrzymywanym z pierwszej wirówki, może być czystą wodą, rozcieńczonym nietoksycznym kwasem, np. cytrynowym, wodą z solami lub wodą odpadową z ewentualnego etapu przemywania. Ilość wody przemywające mieszanej z olejem opuszczającym pierwszą wirówkę waha się zwykle od 0,05 do 10% wagowych, a najlepiej od 0,5 do 5% wagowych.

Mieszaninę wodno-olejową można następnie skierować do zbiornika pośredniego. Czas przetrzymywania waha się zwykle od 10 sekund do 30 minut, a najlepiej od 0,5 do 15 minut. Temperatura zbiornika pośredniego powinna najlepiej wahać się od 60 do 110°C.

Rozdzielacze wirówkowe możliwe do zastosowania w sposobie według wynalazku mogą być wirówkami tarczowymi, dekantatorami lub innym sprzętem nadającym się do ciągłego oddzielania fazy żywicowatej od fazy olejowej. Działanie takich urządzeń można zwykle dostosować do otrzymywania strumienia substancji żywicowatej o niskiej zawartości oleju lub strumienia oleju o niskiej zawartości substancji żywicowatej, jak podano w europejskim opisie patentowym EP349718.

Fazę olejową otrzymywaną w procesie według wynalazku można następnie osuszyć lub bielić zwykle stosowanymi środkami bielącymi przed rafinacją fizyczną lub rafinacją metodą alkalicznego zobojętniania.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania zilustrowano na rysunku, na którym fig. przedstawia ideowy schemat technologiczny. Zgodnie z wynalazkiem olej poddawany odżywicowaniu wprowadza się przez wlot oleju OI do mieszalnika MI, a następnie podaje się do pierwszej wirówki Cl, z której odprowadza się fazę żywicowatą G1 i odżywicowany olej zawierający nadal część żywic obecnych we wsadzie. Do wstępnie odżywicowanego oleju dodaje się wodę przemywającą WW i całą mieszaninę wprowadza się do pierwszego zbiornika pośredniego H1, a następnie mieszaninę tę podaje się odśrodkowemu rozdzielaniu w drugiej wirówce C2. Z wirówki tej otrzymuje się odżywicowany olej OO zawierający minimalną resztkową ilość substancji żywicowatych i mokrą substancję żywicowatą, zawierającą znacznie więcej oleju niż substancja otrzymana w pierwszym etapie i następnie substancję tę przez drugi zbiornik pośredni H2 i pompę P zawraca się do strumienia oleju podawanego na pierwszą wirówkę.

Podane niżej przykłady objaśniają bliżej sposób według wynalazku.

Przykład I. W przykładzie zilustrowano sposób ciągłego usuwania substancji żywicowatych z oleju trójglicerydowego.

Wsad składał się z odżywicowanego wodą oleju sojowego o temperaturze około 90°C, zawartości resztkowego fosforu około 120 części na milion i zawartości żelaza około 1,15 części

169 760 na milion. Oddzielną fazę żywicowatą utworzono zgodnie z opisem patentowym Stanów Zjednoczonych nr 4698185 stosując 0,20% (objętościowo) roztwór kwasu fosforowego o mocy 80%, czas kontaktu 2,5 minuty (przy przepustowości 9,3 Mg na godzinę) i 50% zobojętnienie kwasu fosforowego wodorotlenkiem sodu (12° Baume).

Olej sojowy zawierający oddzielną fazę żywicowatą podano w pierwszym etapie procesu na wirówkę, otrzymując fazę żywicowatą zawierającą około V9%o wagowych oleju trój glicerydowego (względem suchej masy) oraz olej trójglicerydowy zawierający wciąż część fosfolipidów początkowo obecnych we wsadzie.

Do oleju z pierwszej wirówki dodano 4,10% wody przemywającej i mieszaninę podano do zbiornika pośredniego, gdzie pozostawała przez około 2 minuty przed podaniem na drugą wirówkę.

Podczas drugiego etapu odwirowania usunięto z oleju trójglicerydowego mokrą fazę żywicowatą i zawrócono ją w całości do oleju podawanego do pierwszej wirówki za pośrednictwem drugiego zbiornika pośredniego z czasem przetrzymywania około 1 godziny. Szybkość przepływu zawracanego strumienia oceniona 2,3 Mg na godzinę.

W przykładzie porównawczym taki sam olej sojowy, z utworzoną w opisany sposób fazą żywicowatą, potraktowano zgodnie z procesem z europejskiego opisu patentowego EP349718, obejmującym dwa etapy przemywania.

Jakość olejów na różnych etapach procesów podsumowano w tabeli 1. Oleje zbadano na zawartość fosforu i żelaza metodą plazmowej spektroskopii emisyjnej (A.J.Dijkstra i D.Meert, J.A.O.C.S 59(1982), 199).

Tabela 1

	Przykład I	Przykład porównawczy I
przed pierwszą wirówką wilgotność %	6,86	2,93
po pierwszej wirówce wilgotność %	0,54	0,60
fosfor części na milion	26,8	64,8
zelazo części na milion	0,15	0,17
przed drugą wirówką wilgotność	4,68	0,59
po drugiej wirówce wilgotność %	0,42	0,42
fosfor części na milion	10,3	37,5
zelazo części na milion	0,15	0,12
po dwu etapach przemywania wilgotność %		0,53
fosfor części na milion	-	13,3
zelazo części na milion	-	0,10
po osuszeniu fosfor części na milion	9,6	10,0
zelazo części na milion	0,11	0,08

Tabela 1 wykazuje wyraźnie, że zawartość resztkowego fosforu w oleju z drugiej wirówki jest znacznie niższa w sposobie według niniejszego wynalazku w porównaniu ze sposobem według europejskiego opisu patentowego EP349718. Ponadto zawartość fosforu w oleju otrzymanego sposobem według wynalazku jest w przybliżeniu równa zawartości fosforu w oleju otrzymanym sposobem według europejskiego opisu patentowego EP349718 obejmującym dwa etapy przemywania. Przykład ten wykazuje, że przy stosowaniu sposobu według wynalazku oba etapy przemywania można pominąć.

Tabela 1 pokazuje także, że zawartość wody w oleju z drugiej wirówki nie zwiększa się przy stosowaniu sposobu według wynalazku. Wynika stąd także, że pierwsza wirówka jest w stanie usunąć dodatkową wodę wprowadzoną do oleju pomiędzy obydwoma etapami wirowania.

Przykład II. W przykładzie zilustrowano sposób ciągłego usuwania substancji żywicowatych z oleju trójglicerydowego.

Wsad składał się z częściowo odżywicowanego wodą oleju rzepakowego o temperaturze około 90°C, zawartości resztkowego fosforu około 158 części na milion i zawartości żelaza około 1,58 części na milion. Oddzielną fazę żywicowatą utworzono zgodnie z opisem patentowym Stanów Zjednoczonych nr 4698185 stosując 0,16% (objętościowo) roztwór kwasu fosforowego o mocy 80%, czas kontaktu 2,5 minuty (przy przepustowości 9,0 Mg na godzinę) 150% zobojętnienie kwasu fosforowego wodorotlenkiem sodu (12° Baume).

Olej rzepakowy zawierający oddzielną fazę żywicowatą podano w pierwszym etapie procesu na wirówkę, otrzymując fazę żywicowatą zawierając około 14% wagowych oleju trójglicerydowego (względem suchej masy) oraz olej trójglicerydowy zawierający wciąż część fosfolipidów początkowo obecnych we wsadzie.

Do oleju z pierwszej wirówki dodano 2% wody przemywającej i mieszaninę podano do zbiornika pośredniego, gdzie pozostawała przez około 2 minuty przed podaniem na drugą wirówkę.

Podczas drugiego etapu odwirowania usunięto z oleju trójglicerydowego mokrą fazę żywicowatą i zawrócono ją w całości do oleju podawanego do pierwszej wirówki za pośrednictwem drugiego zbiornika pośredniego z czasem przetrzymywania około 30 minut. Szybkość przepływu zawracanego strumienia oceniano na 2,4 Mg na godzinę.

W przykładzie porównawczym taki sam olej rzepakowy, z utworzoną w opisany sposób fazą żywicowatą, potraktowano zgodnie z procesem z europejskiego opisu patentowego EP349718, obejmującym dwa etapy przemywania. Zawartość oleju w fazie żywicowatej otrzymanej w procesie według europejskiego opisu patentowego EP349718 wynosiła około 12,6% (w przeliczeniu na suchą masę).

Oleje otrzymane w ten sposób bielono 0,5% (wagowo) ziemią bielącą (Tonsil ACCFF, Sud Chemie, Monachium, Niemcy) w temperaturze 100°C pod zmniejszonym ciśnieniem przez 30 minut, po czym pozwolono olejowi ochłodzić się do temperatury poniżej 90°C przed odsączenie ziemi bielącej. Następnie bielone oleje rafinowane fizycznie w temperaturze 240°C przez 2 godziny pod zmniejszonym ciśnieniem poniżej 400 Pa. Oba oleje miały łagodny neutralny smak i wykazywały doskonałą trwałość.

Jakość olejów na różnych etapach procesów podsumowano w tabeli 2. Oleje i tym razem zbadano na zawartość fosforu i żelaza metodą plazmowej spektroskopii emisyjnej (A.J.Dijkstra i D.Meert, J.A.O.C.S 59 (1982), 199).

Tabela 2

	Przykład II	Przykład porównawczy II
po drugiej wirówce fosfor części na milion	13,7	22,4
żelazo części na milion	0,08	0,07
po osuszeniu fosfor części na milion	9,2	4,6
żelazo części na milion	0,10	0,10
po bieleniu równymi ilościami ziemi bielącej fosfor części na milion	2,9	1,0
żelazo części na milion	0,01	0,01

169 760

Tabela 2 wykazuje jasno, że zawartość resztkowego fosforu w oleju z drugiej wirówki jest znacznie niższa w sposobie według niniejszego wynalazku w porównaniu ze sposobem według europejskiego opisu patentowego EP349718. Ponadto tabela 2 wykazuje, że olej według wynalazku można po osuszeniu bielić zwykłą ilością ziemi bielącej w celu otrzymania wysoko jakościowego oleju rafinowanego.

169 760

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób ciągłego usuwania substancji żywicowatych z oleju trójglicerydowego polegający na odśrodkowym rozdzielaniu na fazę żywicowatą i fazę olejową, a następnie przemywaniu wodą fazy olejowej, znamienny tym, że w pierwszym etapie olej zawierający oddzielną fazę żywicową poddaje się odśrodkowemu rozdzielaniu w pierwszej wirówce, otrzymując substancję żywicową z niewielką zawartością oleju oraz olej zawierający nadal część żywic początkowo obecnych we wsadzie, w drugim etapie do oleju otrzymanego z pierwszego wirowania dodaje się przemywającą wodę i całą mieszaninę ewentualnie kieruje się do zbiornika pośredniego, w trzecim etapie mieszaninę otrzymaną w drugim etapie poddaje się odśrodkowemu rozdzielaniu w drugiej wirówce otrzymując olej z minimalną resztkową zawartością substancji żywicowatych i mokrą substancją żywicowatą zawierającą znacznie więcej oleju niż substancja otrzymana w pierwszym etapie i następnie w czwartym etapie mokrą substancję żywicowatą otrzymaną w trzecim etapie zawraca się do strumienia oleju podawanego na pierwszą wirówkę.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w drugim etapie dodaje się wodę przemywającą w ilości 0,05 - 10% wagowych, korzystnie 1 - 50% wagowych.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako wodę przemywającą stosuje się wodę, rozcieńczony nietoksyczny kwas i wodę zawierającą sole.
4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że jako wodę przemywającą stosuje się wodę zdemineralizowaną.
5. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że jako wodę przemywającą stosuje się rozcieńczony nietoksyczny kwas, korzystnie kwas cytrynowy.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako wodę przymywającą stosuje się wodę pochodzącą z ewentualnego etapu przemywania.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w drugim etapie mieszaninę przepuszcza się przez zbiornik pośredni i pozostawia do odstania w ciągu 10 sekund do 30 minut, korzystnie w ciągu 0,5 - 15 minut.
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w trakcie przemywania utrzymuje się temperaturę 60 - 110°C, korzystnie 80 - 100°C.