Способ очистки триглицеридных масел, являющихся жидкими при 40

тт тет;. те. и., млнмя беву ов М ОПЯ ИЕ ИЗО 5 РЕ 1 ЕЯИЯ Союз СоветскикСоциалистическимиРеспублик оо 786912 К ПАТЕНТУ(51)М, Кд,8 С 11 В 3/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088.8) Иностранцы Хендрик йохан Рингерс и Якобус Корнелис Сегерс(72) Авторы изобретения Иностранная фирма(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ТРИГЛИЦЕРИДНЫХ МАСЕЛ ЯВЛЯЮЩИХСЯ ЖИДКИМИ ПРИ 40 СИзвестный способ предусматриваетподдержание температуры смеси в процессе выдержки в интервале между 40 20. и 100 С, преимущественно 60-85 ьС. Вэтих условиях способ не дает удовлетворительного результата, если вмаслах, как это обычно бывает вовремя хранения и транспортировни, 25 уже частично снизилось содержаниефосфатидов. Изобретение предназначено для использования в масложировой промышленности и относится к способам очистки триглицеридных, преимущественно растительных масел, являющих ся жидкими при 40 С.Такие масла, помимо триглицеридов жирных кислот, содержат второстепенные компоненты - примеси, например, красящие вещества, сахара, воски, 1 О свободные жирные кислоты, фосфатиды. Некоторые из этих примесей необходимо вывести из масла, что осуществляют в процессе многостадийной рафинации, Одна из важнейших примесей ма 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 или 30 2не обеспечивали достаточной степени очистки или по различным причинам были практически нецелесообразны.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ очистки триглицеридных масел, являющихся жидкими при 40 С, путем последовательногодиспергирования в масле сначала 0,001-0,5 вес.% кислоты имеющей рН в одномолярном водномтР 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 (1(. Цель изобретения - повышение степени очистки, уменьшение потерь масла и количества сточных вод.5055140 С этой целью температуру смесив процессе выдержки поддерживают впределах от 0 до 40 С.При этих условиях фосфатиды выводятся гораздо полнее, анализ показывает, что содержание фосфора в масле после обработки способом согласноизобретению составляет 2,5 ррт, вто время как после обработки известным способом - 46 ррт,Агент обработки - кислота илиангидрид - при этих условиях почтиполностью удаляется с осадком и, следовательно, масло не требует промывки. Кроме того, количество стоковуменьшается.Концентрйрованная кислота или ееангидрид превращает негидратируемыеФосфатиды в гидратируемые формы.После добавления воды при температурениже 40 фС ФосФатиды в основном переходят 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 сдругими связанными с ними компонента-.ми образуют осадок, который не оказывает вредного влияния на металлоборудования для отделения осадка илегко отделяется.Кроме того, предлагаемый способпозволяет использовать меньшие количества кислоты и ангидРида.Удаление Фосфатидов и прочих вышеупомянутых примесей значительноупрощает последущую очистку - нейтрализацию, отбеливание и дезодорацию, одна или несколько из этих стадий очистки могут вообще опускаться.Способом согласно изобретению можно обрабатывать такие триглицеридныемасла, как соевое, рапсовое, конопляное, подсолнечное, рисовое, масловиноградных семян, кокосового ореха,хлопковое, льняное, кукурузное, пальмовое, сайлоровое масло и т.д. 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. Количество добавляемой кислотынли ангидрида практически не зависит от количества Аосфатидов в масле. Оно будет почти одинаково длямасла, прошедшего предварительнуюочистку и содержащего 0,5 вес.% ФосФатидов и для неочищенного масла,содержащего их в количестве 2,5 вес.Ъ.Кислоту предпочтительно использоватьконцентрированную. Лимонную кислотуобычно добавляют в виде насыщенногоили близкого к насыщению раствора сконцентрацией до 50 вес,Ъ. Но можноприменять и менее концентрированныерастворы, с содержанием кислоты примерно 10-50 вес.%, предпочтительно30-50 вес,%,Кислоту можно вводить в масло приотемпературе последнего от 20 до 80 С,более высокие температуры не даютзаметного эффекта, хотя можно использовать и температуры до 100 С и выше, При низких температурах требуется больше времени для гомогенногосмешивания кислоты с маслом при тойже степени очистки. После добавлениякислоты выдерживают смесь в течениевремени, нужного для реакции,Обычно достаточно контакта 120 мин, но при необходимости можноувеличить время выдержки.Если кислоту добавляют при температуре выше 40 С, масло следует охлаДить до температуры 0-40 С, например, путем пропускания через холодильиик. НИзкиЕ температуры (до О С)могут использоваться в том случае,если масло при этой температуре остается жидким.После охлаждения смеси добавляютнебольшое количество воды, желательно дистиллированной или деминерализованной,Однако воду можно вводить и до охлаждения. Количество воды определяют, исходя из необходимости гидрдтации всех присутствующих в маслефосфатидов. Это количество не должно быть слишком большим, посколькуможет образоваться третья Фаза, чтс может прИвести к затруднениям при последующей центробежном отделении осадка. Обычно количество воды состд 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. .1 ри этоф же температуре отделяют786912 осадок, желательно с помощью центрифугирования.При температуре выше 40 С особенР но выше 50 С, фосфатиды трансформируются в меэоморфную ламелляркую ,фазу, которую труднее отделять от масла. Однако можно для облегчения отделения осадка нагревать масло непосредственно перед отделением до 60-90 фС при условии, что этот нагрев осуществляют в течение достаточно короткого времени, например, не более 5 мин, во избежание перехода фосфатидон в упомянутую фазу.Осадок фосАатидов содержит также многие сахароподобные вещества, глицерин, магниевые и кальциевые ионы и 15 другие второстепенные компоненты, первоначально присутствующие н масле. Кислота н осадке действует как консервант, препятствующий биологическому разложению. 20Далее 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 Количествоводы длягидратациинес.Ъ отмасла Количество воды для промывки после обработки кислотой и гидратации, вес.Ъ масла промывноемасло нейтра- лизованное промытое масло нейтраиэован ное масло маслопосле обработкикислотойи гидратации исходноемасло 4 Э 4 2 4 1 125 31 22 128 118 29 щелочью, взятой с избытком 20,промывают и сушат.Результаты приведены в табл,2.55 Таблица 2 р 2. Лимонную к редварительно очслу при 70 фС. 3 ют до 20-25 С иПосле выдержки о центрифугирую ют йри 85 С 2 Н и мяютномуохлаждвод8 чйтра е слоту ищенно тем меши- течет, вали 4 Н О Раствор лимоннкислоты (1:Ц, вес:Ъ по маслу цобан иу со масло вают ние 1 15 0,3 3 й.аслиэу ода, вес,В иаслу 0 5 1 0 м Дополнительная промывка в опыте1 эффекта не дает. Содержание фосбора в исходноммасле изменяется в некоторой степенив зависимости от происхождения, ка"честна и нремени хранения масла. для получения мыла, чищесточные воды после расщепления мыла, меньшая потребность отбельной земли на стадии отбеливания и др.Кроме того, обработанные масла могут храниться в течение более дли" тельного времени беэ разложения и без обраэонания осадка.Промывка масла после обработки не обязательна.Процесс может осуществляться как периодически, так и непрерывно.П р и м е р, 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, ;мешивают с водой, выдерживают в емкос. ти для хранения в течение 1 ч й 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 на" гревают до 85 С, нейтрализуют 1-2 й делочью, промывают и сушат.Результаты опытов приведены в табл,1. Содержание фосфора, ч./мпн786912 Продолжение табл, 2 Продолжение табл, 3 пытВремя контактакислоты.и масламин 10 1 060 0 2 5 Содержаниефосфорависходном маслеч./млн. 26 45 Содержание Фосфора в масле,обработанномкислотой иводой, ч./млн 2 О Опыт 3, где добавляли 1 вес.% воды в масло с температурой 30 С, далнаилучший результат.П р и м е р 4. К неочищенномусоевому маслу, полученному экстракцией сои гексаном и содержащему 537на млн фосфора, добавляют 0,3 вес.Ъраствора лимонной кислоты (1;1) притемпературе 70 С, спустя 15 мин масло охлаждают до 20 С в течение 30 мизатем выдерживают в течение 45 мин ЗО или 2 ч 45 мин, после этого к маслу добавляют 1,5 или 2,5 вес.% водыПо истечении времени контакта(15 мин или 1 ч) масло центрифугируют и определяют содержание Фосфора.Результаты сведены в табл.4. 4 5 Содержание фосфора в нейтрализованноммасле, ч./млн. Содержание ФосФора в нейтрализованном ипромытом маслеч./млн. Мыльные щелоки со стадий нейтрализации и промывки водой объединялись и расщеплялись серной кислотой.Ана- у лиз кислотной воды показал, что химическая потребность в кислороде и содержание глицерина были ниже, чем в кислотной воде, полученной при обычной очистке.40П р и м е р 3. В этом примере исследуется влияние на очистку различий в температуре охлаждения и количестве добавляемой водыВо всех опытах 0,3 вес.Ъ раствора лимонной кислоты (1:1) добавляют 45 к предварительно очищенному соевому маслу при 70 фС. Через 10 мин масло охлаждают до температуры 35-25 ОС и добавляют воду. Выдерживают смесь в течение 1 ч и центрифугируют. Резуль таты приведены в табл.3.Т а,б л и ц а 3 Табл-4 45 1,5 6 45 1,5 6 0 2,5 60 10 О время выдержки после охлаждения не влияло на очистку. Наилучшие ре 65 зультаты получаются, когда время кон. 10 0,5 Время контакта воды с маслом, мин6 8 2-45 2,5 60 13,01 003 вес.Ъ контакта вот какого-либо фатидов; когес.% раствора аты получают ч. Из таблиногра раств такта воды с маслом составляет около1 ч. Количество добавляемой воды также е оказывает какого-либо влияния.одержание фосфора во всех опытах получается низким.Полученный фосфатидный осадок содержит около 5 лимонной кислоты.П р и м е р 5. Для исследования необходимых количеств лимонной кисло ты проведены опыты, когда к экстраги рованному соевому маслу добавляют раствор кислоты (1:1) в различных количествах прн температуре масла 70 С. Через 15 мин масло охлаждают до 23 ОС, что заняло около 30 мин. Через 2 ч добавляют воду и по истечении времени контакта воды с маслом (15 или 75 минмасло центрифугируют, а затем промывают водой. Результаты сведены в табл.5. При использовании 0 аствора.кислоты время ды с маслом не оказывае лияния на удаление Фос а же ислольэуют 0,01 ислоты, лучшие резуль ри времени контакта 2;р Когда испбльзуют 5 вес.Ъ воды,количество удаленных фосфатидов вбольшей степени зависит от количества добавленной кислоты, однако прииспользовании 1,5 вес.% воды даже0,03 вес.Ъ раствора кислоты даетпревосходный эффект очистки,П р и м е р б. К экстрагированному соевому маслу с содержаниемфосфора 700 ч/млн добавляют различные количества раствора лимонной30 кислоты (1:1) при 70 ОС. Через 15 минмасло охлаждают до 23 С. Сразу после охлаждения добавляют 1,5 вес.Ъводы и после выдержки в течение различных сроков масло центрифугируют.35 Результаты приводятся в табл.б. цы видно также, что ионы кальция и40 магния удаляются вместе с фосдатид ми в м е р 7, К 700 г масла вих косточек добавляют 0,3 вес.% лимонной кислоты (1:1) прн786912 12 П р и м е р 8. 700 г подсолнечоного масла нагревают до 70 С, добавляют 0,3 вес.В раствора лимонной кислоты (1:1) и перемешивают с помощьюмеханической мешалки со скоростью600 об/мин. Масло охлаждают до 20 дС,вводят 5 вес.Ъ воды и выдерживают втечение 1 ч. Затем масло центриФугируют, нейтрализуют и отбеливают 1%активной глиной, после чего удаляютвоск охлаждением масла до 15 С имедленным перемешиванием при этойтемпературе в течение 4 ч с последующей Фильтрацией. Результаты приводятся в табл.7. Таблица 7 120 320 19 . 38 11 110 27 . 60 490 128 80 П р и м е р 9. 500 г подсолнечного масла смешивают с 0,15 50- ного раствора лимонной кислоты при температуре 70 фс или 20 с. перемешиваО ние продолжают в теЧение 15 мин, а затем смесь охлаждают до 30 ф(если 0,30 10 0,150,30 97 58 0,15 55 150 0,30 17 150 0,15 0,30 150 26 0,15 150 31 температуре масла 20 фС, после чегомасло перемешивают, в течение 15 мин,добавляют 5 вес.В воды и выдерживаютв течение 15 мин. Масло центрируют и,сушат. ФВ результате, в исходном масле содержится, ч/млн:фосФор 24, воск 8170. В очищенном масле содержится, ч/млн: .ФосФор 8, воск 175Пример показывает, что предлагаемым способом удаляют и большую часть . восков иэ масел с высоким их содержа" нием. 70 -ф 30 70 ф 30 20,Ф 20 20 "ф 20 70 "ф 30 70-ф 30 20 .20 20 -ф 20 первоначальная температура была 70 С)Затем добавляется 5 вес,% воды с последующим перемешиванием в течение1 ч и центриФугнрованием. Результаты приводятся в табл.8 Таблица 813 786912 Таблица 11 весь процесспри 70 С,центрифугированпри 70 С Температуруснижают с70 С до 30после добавлния кислотыцентрифугирванне при30 С 70 -УЗО 70 "+30 30 -ФЗ УРУс 70 Спослеия киентриние 3 Темпера снижают до 30 С добавле слоты, Фугиров при 70 е р 11. Повторявместо подсолнечсь льняное маслоч./млн, Фосфора.ны в табл.10.Т а б л и При мер 9, но пользовал жащее 160 таты свед и приого ис- содер- Резуль 0 3 4 ц а ослея воды,ирова 0 С 0 5 В рова 70 Фосф турн 70 -ф 30 0,1530 -30 0,3 в 30 ГАЗО,15 с а рап 85%-н затем дят 1 в теч щенно жаетс П р и м е р 10, Повторяли пример 9, но вместо подсолнечного использовали рапсовое масло, содержащее 131 ч/млн фосфора. Результаты приводятся в табл.9 Таблица 9 .5 П р и м е р 12. Для исследовани влияния температуры на протекание процесса очистки проводят следующие опыты. К 500 г неочищенного экстрагированного соевого масла добавляют 0,07 вес.Ъ раствора лимонной кислоты 1:1), при температуре масла 70 фС. После 15-ти минутного перемешивания добавляют 2,5 вес.Ъ воды и выдерживают в течение 2 ч. Осадокудаляют центрифугированием.Результаты приведены в табл,.11. Температуруоснижают с 70 С до 30 С п добавлени центрифуг ние при 3 Температуру они жают с 70 С до 30 С после добавления воды, центрифугирование при 70"С опытах 3 и 5 перед центрифугиием температуру увеличивают дотечение 30 мин и за это время тиды переходят в высокотемпера ю фазу, вследствие чего они удаляются. Содержание Фосфора одном масле А было 768 ч./млн ле В - 804 ч./млн.р и м е р 13, К неочищенному вому маслу с содержанием фосфо 1 ч./млн добавляют 0,1 об. ого раствора Фосфорной кислоты масло охлаждают до 30 С, вво- ,5 вес.Ъ воды и после выдержки ение 1 ч центрифугируют. В очи м масле содержание Фосфора сни я до 62 ч./млн. После нейтралиСоставитель Н.КоровяковскаяРедактор С.Титова Техред Т.Маточка Корректор С.10 екмар Заказ 8888/66 Тираж 470 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 зации 4 М раствором едкого натра содержание фосфора снижается до 2 ч./млн.П р и м е р 14. К 500 г неочищенного соевого масла с содержанием фосфора 489 ч./млн добавляют 0,1 вес.Ъуксусного ангидрида в виде раствора с концентрацией 97,5 Ъ. После перемешивания в течение 15 мин со ско/ростью мешалки 600 об/мин .смесь охлаждают до 30 С и добавляют 2,5 вес.%Оводы, Затем выдерживают при переме О шивании (200 об/мин) еще в течение 2 ч и центрифугируют. Содержание фосфора в масле после очистки - 46 ч/млн.Формула изобретения15 Способ очистки триглицеридных масел, являющихся жидкими при 40 С,путем последовательного диспергирования в масле сначала 0,001 0,5 вес.% кислоты имеющей рН в одномолярном водном растворе от 0,5 до 5 при 20 С или ее ангидрида а затем 0,2-5 вес.Ъ воды и выдержки полученной смеси от 5 мин до 168 ч с последующим отделением образовавшегося осадка, о т л и ч а ю щ и й с я 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