專(zhuān)利名稱:干分離脂肪物質(zhì)的方法
本發(fā)明涉及利用熔點(diǎn)差異以干分離含有不同熔點(diǎn)組分的脂肪原料的方法。
作為一種將脂肪物質(zhì)分離成具有不同熔點(diǎn)的餾分的方法，即采用丙酮、己烷等一類(lèi)熔劑進(jìn)行溶劑分餾已久為公眾所知。盡管分餾的精度很高，但這種方法仍存在危險(xiǎn)性，因?yàn)樗玫娜軇┦且兹嘉镔|(zhì)，而且從工業(yè)衛(wèi)生的角度來(lái)看，該方法也并不理想，因?yàn)槿軇┑恼舭l(fā)有害健康。另外，由于溶劑消耗的費(fèi)用、溶劑回收的熱能費(fèi)用以及溶劑回收裝置的設(shè)備費(fèi)用等的增加，該方法需要很高的生產(chǎn)費(fèi)用。
已知還有一種分離方法，即采用表面活性劑的乳液分餾。但是，這種方法的缺點(diǎn)是分餾效率低(產(chǎn)率低和質(zhì)量差)。另外，從含有表面活性劑的水溶液中分離脂肪或油的后處理工作很復(fù)雜，而且處理含有表面活性劑的廢水需要大型裝置和昂貴費(fèi)用。
還有一種分離方法也早已為人們所知，即凍凝方法，該方法不需用任何溶劑或表面活性劑，而是將經(jīng)加熱熔化的脂肪或油靜置于0℃左右的冷卻槽內(nèi)，使下部的固體層與上部的液體層分離。該方法需要許多冷卻槽設(shè)備并且要?dú)v時(shí)幾天才能完成分離。因此上述這兩種方法的產(chǎn)率很低，分離效果也很差。
最近，為了消除這些已知分離方法的缺點(diǎn)，提出了一種分離方法，包括將熔點(diǎn)為55～75℃的硬化油以晶種形式加到經(jīng)加熱熔化的脂肪或油中，通過(guò)熟化并過(guò)濾混合物，以加速結(jié)晶過(guò)程(日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)No.56-15759)。熟化后當(dāng)晶體量達(dá)到相當(dāng)小時(shí)(即所需固體部分的得率很低時(shí))，這種方法非常適用。但是，當(dāng)晶體量較大時(shí)，泵送晶體就有困難，處理也很費(fèi)時(shí)。
此外，還有一種分離方法，即植物脂肪如芒果仁油或婆羅雙樹(shù)脂中分離出相似于可可脂的部分，從而提出一種脂肪的干分離方法，包括將由果仁脂或可可脂中得到的β或β′晶體作為晶種加到經(jīng)加熱熔化的植物脂肪中，熟化混合物，生成所需要的穩(wěn)定晶體，逐步冷卻到分離溫度，使晶體生長(zhǎng)，然后加壓過(guò)濾混合物(日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)No.60-101197)。但是，在該干分離方法中，生成的結(jié)晶聚集體具有糊狀稠性。因此，為了進(jìn)行有效分離，應(yīng)將糊狀結(jié)晶聚集體從冷卻槽或冷卻盤(pán)轉(zhuǎn)移到適宜于加壓過(guò)濾的袋中，將袋壓緊，從頂部加壓使液體部分向外流出。然而這個(gè)方法需要化費(fèi)大量時(shí)間和人力。
本發(fā)明的主要目的在于克服上述分離方法的不足之處。為此，本發(fā)明提供了新的干分離方法，而且分離效率高，不需要大量人力。
本發(fā)明的這個(gè)目的以及其它目的和優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合附圖通過(guò)如下闡述，對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。
圖1(A)～1(E)是以圖解說(shuō)明本發(fā)明方法每個(gè)步驟的立式薄膜壓濾器的截面圖。
根據(jù)本發(fā)明提供的干法分離脂肪物質(zhì)的方法，包括先將脂肪物質(zhì)冷卻，然后將其分離成固體部分和液體部分，所述冷卻是將液態(tài)脂肪物質(zhì)引入具有擠壓功能的過(guò)濾裝置的過(guò)濾室，在該過(guò)濾室內(nèi)，脂肪物質(zhì)在晶體沉積溫度條件下，保持到生成預(yù)定量的晶體，所述分離是通過(guò)擠壓過(guò)濾室分離成固體部分和液體部分。
從本質(zhì)上說(shuō)，本發(fā)明的特征在于通過(guò)在過(guò)濾室內(nèi)將晶體沉積和擠壓在過(guò)濾室內(nèi)生成的濾餅，以分離成晶體部分(固體部分)和液體部分。
采用本發(fā)明方法，就有可能有效地分離脂肪物質(zhì)，因使用易燃溶劑而造成的危險(xiǎn)和工業(yè)衛(wèi)生的問(wèn)題也都不存在了。
本發(fā)明所分離的脂肪物質(zhì)，包括脂肪和油，如動(dòng)物脂肪，例如牛脂和豬脂等;植物脂肪，例如棕櫚油、牛油樹(shù)脂、婆羅雙樹(shù)脂、芒果仁油、椰子油、棕櫚仁油等;各種合成脂肪和油;他們的硬化油和分餾硬化油;蠟;以及其混合物，等等。
本發(fā)明的方法是通過(guò)采用具有擠壓功能的過(guò)濾裝置實(shí)施的。
與一般的固液分離不同，從脂肪物質(zhì)中沉積出結(jié)晶部分取定于溫度。此外，為了精確地進(jìn)行分離，沉積速度應(yīng)盡可能低。為此，過(guò)濾裝置最好采用間歇式裝置，為了處理大量脂肪物質(zhì)，最好采用具有許多互相平行排列的過(guò)濾室壓濾器，特別是采用所謂體積可變型壓濾器或薄膜型壓濾器，其中過(guò)濾室是用耐壓橡膠膜進(jìn)行靜壓壓濾。這種類(lèi)型的過(guò)濾裝置具有幾十毫米厚度的和能控制溫度的較大傳熱面的薄膜過(guò)濾室。此外，盡管各個(gè)過(guò)濾室的容積很小，但是將許多過(guò)濾室互相平行配置后，則可以一次處理數(shù)噸以至數(shù)十噸的脂肪物質(zhì)。因此，這種過(guò)濾裝置適宜于本發(fā)明在工業(yè)上的應(yīng)用。當(dāng)然也可采用其他類(lèi)型的過(guò)濾裝置，例如X壓濾器、自動(dòng)壓濾器、管式壓濾器、立式連續(xù)過(guò)濾器和活塞壓濾器，等等。
按本發(fā)明方法，將流態(tài)脂肪物質(zhì)引入過(guò)濾室，并在晶體沉積溫度條件下保持到沉積出預(yù)定的晶體量。
本發(fā)明的特征之一是利用過(guò)濾室本身作為固體脂肪沉積的容器，其方法是用要處理的脂肪物質(zhì)的凝塊密封過(guò)濾室中的濾器表面。這種密封可用脂肪物質(zhì)的凝塊涂于濾器表面，以在濾器表面形成密封層。實(shí)際上，用脂肪物質(zhì)浸漬構(gòu)成濾器表面的過(guò)濾介質(zhì)并在低于脂肪物質(zhì)凝固點(diǎn)的溫度條件下冷卻過(guò)濾介質(zhì)以形成密封層，同樣也能極其有效地進(jìn)行密封。由此可見(jiàn)，脂肪物質(zhì)的溫度不能很高，即當(dāng)脂肪物質(zhì)被引入過(guò)濾室時(shí)，以不能破壞密封層為限度。
在晶體沉積溫度下，將脂肪物質(zhì)保持在過(guò)濾室內(nèi)以后，擠壓過(guò)濾室，破壞密封層，從而液體部分由過(guò)濾室流出，而濾餅(結(jié)晶部分)仍保留在過(guò)濾室內(nèi)。至此完成了分離過(guò)程。
現(xiàn)參考附圖1(A)至1(E)，說(shuō)明本發(fā)明方法的最佳實(shí)施例，附圖采用具有膜壓裝置的立式薄膜壓濾器。
如圖1(A)至1(E)所示，壓濾器(4)有兩個(gè)濾網(wǎng)(6)，固定在壓濾器主體膜(B)和(B′)之間，組成過(guò)濾室(5)。要處理的脂肪物質(zhì)(O)用泵(P)經(jīng)導(dǎo)管(2)引入兩個(gè)膜網(wǎng)(6)之間。導(dǎo)管(2)與槽(1)連接，它能加熱和冷卻脂肪物質(zhì)(O)。兩個(gè)濾網(wǎng)(6)之間的脂肪物質(zhì)可通過(guò)導(dǎo)管(3)返回槽(1)。有一個(gè)網(wǎng)膜與隔膜(7)接觸。所用0～30℃冷水一類(lèi)制冷劑經(jīng)由制冷劑供應(yīng)裝置(附圖未示)引入隔膜(7)和一個(gè)主體膜(B)之間的空間，以凍脹隔膜(7)。當(dāng)隔膜(7)凍脹后，擠壓兩個(gè)濾網(wǎng)之間的脂肪物質(zhì)(O)，通過(guò)濾網(wǎng)(6)進(jìn)行過(guò)濾。
首先在槽內(nèi)將脂肪物質(zhì)(O)加熱熔化，再經(jīng)導(dǎo)管(2)進(jìn)入兩個(gè)濾網(wǎng)(6)之間的過(guò)濾室(5)內(nèi)，使脂肪物質(zhì)浸漬濾網(wǎng)(6)〔見(jiàn)圖1(A)〕。
然后，脂肪物質(zhì)經(jīng)導(dǎo)管(3)返回槽(1)，制冷劑進(jìn)入隔膜(7)和主體膜(B)之間的空間。制冷劑壓力的增高，將隔膜(7)凍脹，從而能與濾網(wǎng)接觸。制冷劑(C(f))經(jīng)隔膜(7)冷卻傾注在濾網(wǎng)(6)內(nèi)的脂肪物質(zhì)并使其凝固〔見(jiàn)圖1(B)〕。在這種情況下，制冷劑(C(f))的溫度保持在低于脂肪物質(zhì)分離溫度幾度至幾十度(以攝氏溫標(biāo)計(jì))(即所保持的溫度使脂肪物質(zhì)緊接著發(fā)生分離)，以防止以后通過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)入過(guò)濾室的脂肪物質(zhì)的流通。
接著將槽(1)內(nèi)的脂肪物質(zhì)(O)冷卻到晶體沉積溫度(例如5～40℃)，同時(shí)保持其流動(dòng)狀態(tài)并通過(guò)導(dǎo)管(2)將其引入過(guò)濾室(5)。脂肪物質(zhì)在過(guò)濾室內(nèi)保持在分餾溫度下(例如0～40℃)〔見(jiàn)圖1(C)〕。在引入脂肪物質(zhì)時(shí)，脂肪物質(zhì)最好處于正好是在晶體沉積開(kāi)始之前的狀態(tài)。但是，脂肪物質(zhì)處于晶體多少有點(diǎn)沉積的狀態(tài)時(shí)，尤其是占晶體沉積總量的大約20%或低于20%，最好是約占5%或低于5%時(shí)，同樣也是理想的。當(dāng)沉積在要處理的脂肪物質(zhì)中的晶體量過(guò)多時(shí)，很難得到具有良好壓擠效率的晶體。
然后，在分離溫度下，過(guò)濾室(5)中的脂肪物質(zhì)一直保持到沉積出預(yù)定的晶體量(例如相當(dāng)于脂肪物質(zhì)總量的30～90%(重量)。在正常條件下，為了防止脂肪物質(zhì)因外來(lái)的熱傳遞而溫度升高，在這個(gè)階段中需要冷卻過(guò)濾室。為此，理想的是被引入的冷卻劑的溫度至少應(yīng)該低于脂肪物質(zhì)分離溫度15℃。溫度差異過(guò)大時(shí)，造成局部過(guò)冷，甚至低熔點(diǎn)部分的結(jié)晶，導(dǎo)致分離精度下降。當(dāng)沉積出預(yù)定的晶體量時(shí)，通過(guò)用壓縮制冷劑(C)將隔膜凍脹，以此來(lái)壓擠固液混合物，從而分離為濾餅(固體部分)(Os)和濾液(液體部分)(Ol)。通常維持該混合物受壓在一段時(shí)間，例如在5～100公斤/厘米2壓力下保持0.5到10小時(shí)〔見(jiàn)圖1(D)〕。
然后打開(kāi)壓濾器(4)，從濾網(wǎng)上去除濾餅(Os)〔見(jiàn)圖1(E)〕。
上述各步驟的第一、第二以及以后各操作過(guò)程中，不需要用熔化的脂肪物質(zhì)浸漬濾網(wǎng)，也無(wú)須使其凝固。
本發(fā)明方法適宜于從脂肪物質(zhì)中得到高質(zhì)量的高熔點(diǎn)的和低熔點(diǎn)的分離物，例如動(dòng)物脂肪一類(lèi)的脂肪和油，如牛脂和豬脂等;植物脂肪、如棕櫚油、牛油樹(shù)脂、婆羅雙樹(shù)脂、芒果仁油、椰子油、棕櫚仁油等;各種合成脂肪和油;它們的硬化油和分離硬化油;蠟;以及它們的混合物，等等。本發(fā)明方法尤其適用于獲得高質(zhì)量的硬脂肪分離物。本發(fā)明方法特別適用于分離大量晶體分離物，例如按本發(fā)明方法，從棕櫚仁油一類(lèi)脂肪物質(zhì)中，僅通過(guò)冷卻方法就能高精度分離得到大量晶體分離物，如高于30%的晶體分離物。此外，由于本發(fā)明所用裝置僅僅祇有一個(gè)槽和一個(gè)帶有擠壓裝置的過(guò)濾器，所以本發(fā)明方法非常經(jīng)濟(jì)，需要的設(shè)備費(fèi)用很低，能夠無(wú)人操作。
以下實(shí)施例和參考實(shí)施例將更詳盡地說(shuō)明本發(fā)明，但不能認(rèn)為是限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例和參考實(shí)施例中所用的“%”和“部分”，除另有說(shuō)明外，都以重量計(jì)算。
實(shí)施例1將經(jīng)過(guò)脫酸的凈熔點(diǎn)為31℃的棕櫚仁油(脂肪物質(zhì))置于槽內(nèi)并在50℃左右加熱熔化。把油引入具有20個(gè)過(guò)濾室的薄膜型立式壓濾器的過(guò)濾室內(nèi)，使油充分浸漬過(guò)濾室內(nèi)的濾網(wǎng)。然后油返回到槽內(nèi)，將20℃的冷水引入壓濾器的隔膜和主體膜之間的空間，以冷卻過(guò)濾室和濾網(wǎng)，使浸漬的棕櫚仁油凝固，形成密封層。
另一方面，將槽內(nèi)的棕櫚仁油攪拌冷卻到20℃左右，然后引入到冷卻過(guò)濾室內(nèi)具有密封層的兩個(gè)濾網(wǎng)之間。棕櫚仁油在過(guò)濾室內(nèi)保持90分鐘，同時(shí)20℃的冷水在隔膜與主體膜之間的空間循環(huán)。
然后關(guān)閉隔膜的出口閥門(mén)，所用壓力為5公斤/厘米2。壓力逐步增加到50公斤/厘米2時(shí)，過(guò)濾室在這種狀態(tài)下再保持90分鐘，壓擠結(jié)晶油，使液體部分流出。壓擠后，打開(kāi)壓濾器，剝離并回收過(guò)濾室內(nèi)的濾餅(固體部分)。
由此得到的固體和液體兩部分的性質(zhì)和產(chǎn)率在表1中給出。
固體部分具有下列固體脂肪指數(shù)(SFI)，說(shuō)明得到的硬脂肪的質(zhì)量極好。SFI值為5℃∶68.8 22.5℃∶64.8 32.5℃∶7.910℃∶68.5 25℃∶60.4 35℃∶0.015℃∶68.0 27.5℃∶53.320℃∶66.5 30℃∶37.7
實(shí)施例2將經(jīng)乙醇處理過(guò)的牛油樹(shù)脂(脂肪物質(zhì))置于槽內(nèi)，在大約50℃下加熱熔化。按實(shí)施例1所述的同樣方法，將脂肪引入過(guò)濾室，用脂肪充分浸漬過(guò)濾室內(nèi)的濾網(wǎng)。然后脂肪返回槽內(nèi)，將20℃的冷水引入壓濾器的隔膜和主體膜之間的空間，以冷卻過(guò)濾室和濾網(wǎng)，使浸漬的牛油樹(shù)脂凝固，形成密封層。
另一方面，將槽內(nèi)的牛油樹(shù)脂攪拌冷卻到25℃左右，然后引入到冷卻過(guò)濾室內(nèi)具有密封層的兩個(gè)濾網(wǎng)之間。脂肪在過(guò)濾室內(nèi)保持4小時(shí)，同時(shí)20℃的冷卻水在隔膜和主體膜之間的空間內(nèi)循環(huán)，使過(guò)濾室內(nèi)的脂肪充分結(jié)晶。
采用的壓力逐步升至30公斤/厘米2，過(guò)濾室在這種狀態(tài)下再保持30分鐘，擠壓結(jié)晶脂肪，分離出液體部分。壓擠后，打開(kāi)壓濾器，剝離并回收過(guò)濾室內(nèi)的濾餅(固體部分)。
由此得到的固體和液體兩部分的性質(zhì)和得率在表2中給出。
上述得到的牛油樹(shù)脂固體部分和棕櫚仁油中間部分(50∶50)的混合物，按常規(guī)方法提純，得到下列固體脂肪指數(shù)(SFI)，用該混合物制成的巧克力具有極好的勒性和耐熱性。其SFI值如下5℃∶82.5 22.5℃∶76.9 32.5℃∶19.410℃∶82.0 25℃∶74.4 35℃∶0.015℃∶81.1 27.5℃∶65.120℃∶79.0 30℃∶50.0
實(shí)施例3將碘值為56.9的軟棕櫚油(脂肪物質(zhì))置于槽內(nèi)，在50℃左右加熱熔化。按實(shí)施例1所述相同方法，將油引入薄膜型立式壓濾器的過(guò)濾室內(nèi)，用油充分浸漬過(guò)濾室內(nèi)的濾網(wǎng)。然后油返回槽內(nèi)，將10℃左右的冷水引入壓濾器的隔膜和主體膜之間的空間，以冷卻過(guò)濾室和濾網(wǎng)，使浸漬的軟棕櫚油凝固，形成密封層。
另一方面，將槽內(nèi)的棕櫚仁油攪拌冷卻至15℃左右，然后引入到冷卻過(guò)濾室內(nèi)具有封閉層的濾網(wǎng)之間。軟棕櫚油在過(guò)濾室內(nèi)保持3小時(shí)左右，同時(shí)13℃的冷水在隔膜和主體膜之間的空間中循環(huán)，使油充分結(jié)晶。
然后，所用壓力逐步升至25公斤/厘米2，過(guò)濾室在這種狀態(tài)下再保持50分鐘，壓擠結(jié)晶油，分離出液體部分。擠壓后，打開(kāi)壓濾器，剝離并回收過(guò)濾室內(nèi)的濾餅(固體部分)。
由此得到的固體和液體兩部分的性質(zhì)和得率在表3中給出。
液體部分的濁點(diǎn)為-1℃，說(shuō)明是用作沙拉油的質(zhì)量極好的原料。
對(duì)比實(shí)施例1按實(shí)施例1所述相同方法，進(jìn)行棕櫚仁油的分離，祗是不通過(guò)用油浸漬濾網(wǎng)以形成密封層這一步驟。在這種情況下，由于引入過(guò)濾室的油從濾網(wǎng)孔中流出，所以僅有大約70%所需油量引入過(guò)濾室內(nèi)。此外，壓濾器的出口被堵塞，導(dǎo)致分離精度很低。被分離的固體部分耐熱性低，用作硬脂肪則質(zhì)量太差。所得產(chǎn)品的性質(zhì)和得率在表4中給出。
對(duì)比實(shí)施例2按實(shí)施例1所述相同方法，分離棕櫚仁油，不同的是將槽內(nèi)的棕櫚仁油冷卻到22℃，結(jié)晶出大約占晶體總量的31%，并在冷卻油引入過(guò)濾室后立即對(duì)其進(jìn)行擠壓。
分離得到的固體部分耐熱性差，用作硬脂肪時(shí)質(zhì)量也低。所得產(chǎn)物的性質(zhì)和得率在表5中給出。
從表5可見(jiàn)，分離精度很低。
對(duì)比實(shí)施例3按實(shí)施例2所述相同方法，分離用乙醇處理過(guò)的牛油樹(shù)脂，不同的僅在于引入過(guò)濾室的脂肪在室溫(20℃)下靜置5小時(shí)而不用冷水冷卻，接著進(jìn)行壓擠。得到的固體部分碘值和得率都很低。結(jié)果在表6中給出。
對(duì)比實(shí)施例4按實(shí)施例3所述相同方法，分離軟棕櫚油，不同的是脂肪物質(zhì)在槽內(nèi)冷卻至12℃，使之充分結(jié)晶，然后引入過(guò)濾室。如表7所示，分離精度很低。
權(quán)利要求
1.一種干分離脂肪物質(zhì)的方法，包括冷卻脂肪物質(zhì)后，將其分離成固體部分和液體部分，所述冷卻是將流動(dòng)態(tài)的脂肪物質(zhì)引入具有壓擠功能的過(guò)濾裝置的過(guò)濾室內(nèi)，并在晶體沉積溫度條件下將其保持在該過(guò)濾室內(nèi)，直至生成預(yù)定的晶體量，所述分離是通過(guò)壓擠過(guò)濾室，將脂肪物質(zhì)分離成固體部分和液體部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的方法，其中過(guò)濾室的濾器表面用脂肪物質(zhì)的凝塊密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1的方法，其中在沒(méi)有晶體沉積，或最多祇有20%晶體總量沉積的溫度條件下，將脂肪物質(zhì)引入過(guò)濾室。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1的方法，過(guò)濾裝置具有膜壓裝置。
專(zhuān)利摘要
一種干分離脂肪物質(zhì)的方法，包括冷卻脂肪物質(zhì)后，將其分離成固體部分和液體部分，所述冷卻是將液態(tài)脂肪物質(zhì)引入具有壓擠功能的過(guò)濾裝置的過(guò)濾室內(nèi)，并在晶體沉積溫度條件下將其保持在該過(guò)濾室內(nèi)，直至生成預(yù)定的晶體量，所述分離是通過(guò)壓擠過(guò)濾室，將脂肪物質(zhì)分離成固體部分和液體部分。
文檔編號(hào)C11B7/00GK87105488SQ87105488
公開(kāi)日1988年4月20日 申請(qǐng)日期1987年8月4日
發(fā)明者木通口清幸, 前田裕一, 日高博志, 巖朝央, 海老原善隆, 淺原和人, 久保田隼人 申請(qǐng)人:不二制油株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan