FI62136B - Foerfarande foer rengoering av glycerider innehaollande lipidblandningar - Google Patents

Description

ΓβΙ m.KUULUTgSIULKAISU A91-7^

Ma (11) UTLÄGCNINGSSKRI FT OZlOO

'c 7 Patentti ajSnnotty 10 11 1022 ,5,, K.A.Wä^r'C 16 SUOMI—FINLAND (21) —-751*623 (22) Htkimlipllvl — An»ttknlnf»d«f 13-05· T~> (FI) (23) Alkupllvt — Glhlfhttidtf 13-05-75 (41) Tullut lutklnlttl — Bllrlt offumllg 17-11-75

Patentti· ja rekisterihallitut /44) NlhttvUuIptnon |t kuu1.|utkalsun p«m. — Q

Patent- och registerstyrelsen Arnekui utUgd och ut(.*krift«n put>ifc«rad 30.07.0^ (32)(33)(31) Pyydetty «uolkeu*—Begird prlorkut 16-05-7^

Englanti-England(GB) 21813/7**

Toteennäytetty-Styrkt (71) Unilever N.V., Burgemeester s'Jacobplein 1, Rotterdam, Hollanti-Holland(NL) (72) Achintya Kumar Sen Gupta, Schenefeld, Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (7*0 Leitzinger Oy (5*0 Menetelmä glyseridejä sisältävien lipidiseosten puhdistamiseksi - Förfarande för rengöring av glyeerider innehällande lipidblandningar Tämän keksinnön kohteena on menetelmä glyserideiä sisältävien lipidi-seosten puhdistamiseksi jossa seos saatetaan kosketukseen orgaanisessa liuottimessa puoliläpäisevän kalvon kanssa ja ainakin yksi puhdistettu seos otetaan talteen poistamalla liuotin saaduista permeaatti- ja/tai retentaattijakeista.

Glyseridiöljyt, jolla ymmärretään sekä niitä öljyjä, jotka ovat normaalisti kiinteitä että öljyjä, jotka ovat tavallisesti nestemäisiä ympäröivissä lämpötiloissa, so. 20°C:ssa, uutetaan tavallisesti lähteistään, erityisesti kasvisaineksesta, puhdistamattomassa muodossa, joka sisältää huomattavan määrän fosfolipidejä muiden epäpuhtauksien, esimerkiksi sokereiden, vapaiden rasvahappojen, aminohappojen, peptidien, kumien ja väriaineiden lisäksi. Monet fosfolipidit ovat jo sinänsä arvokkaita sivutuotteita valmistettaessa esimerkiksi lesitiiniä, ja ne on joka tapauksessa poistettava voimakkaan emulqoivan vaikutuksensa vuoksi, jos halutaan välttää liian suuret häviöt rasvaa neutraloitaessa, tai jos halutaan välttää öljyn liiallinen tummeneminen, kun öljystä poistetaan haju korkeammissa lämpötiloissa.

Soijapapu-, rypsinsiemen- ja muut öljyt, jotka saadaan liuotinuutolla siemenistä, otetaan talteen misellana, so. raakaöljyn liuoksena liuottimessa, tavallisesti heksaanissa, joka sisältää triglvseridiöljyn lisäksi noin 0,2 % vapaita rasvahappoja ja 0,6 - 1 % fosfatideja.

2 62136 Nämä poistetaan tavanomaisissa liejunpoistomenetelmissä, jotka muodostuvat useista vaiheista. Ensimmäisessä vaiheessa puhdistamatto-masta misellasta haihdutetaan liuotin, jolloin saadaan puhdistamaton-ta öljyä. Sen jälkeen tämä höyrytetään noin 80°C:ssa esi-liejunpoisto-vaiheessa, jolloin noin 80 % fosfatideista hydratoituu liukenemattomaan muotoon, joka erotetaan sentrifugoimalla öljystä.

Jäljelle jäävä öljy, joka sisältää hydratoitumattomat fosfatidit ja vapaita rasvahappoja, neutraloidaan lipeällä ja vapaat rasvahapot poistetaan saippua-raaka-aineena yhdessä pienehkön määrän kanssa jäljelle jääneistä fosfatideista. Lopuksi neutraloitua öljyä keitetään jälki-liejunpoistovaiheessa yhdessä vesipitoisen soodan ja vesilasi-liuoksen seoksen kanssa, joka muuntaa hydratoitumattomat fosfatidit vesiliukoisiksi tähteiksi, jotka poistetaan öljystä erotetussa vesifaasissa.

Tavanomaisen liejunpoistomenetelmän tehokkuus riippuu suuresti raaka-öljyn laadusta; huonolaatuisilla öljyillä liejun poistuminen on epätäydellistä, kun öljy menee vain yhden kerran prosessin läpi, ja useilla öljyillä on toistettava yksi tai useampi toimintavaihe. Lisäksi aikalisillä aineilla suoritettu käsittely hävittää fosf atideista noin 20 % tai usein jopa enemmän. Neutraalista öljystä voi hävitä jopa 1 % saippuaraaka-aineen kanssa ei-eroavina emulsioina; öljyjen organoleptiseen laatuun ja säilyvyyteen ja siten niistä valmistettuihin syötäviin tuotteisiin, esimerkiksi margariiniin, vaikuttaa usein haitallisesti oksidatiiviset ja muut kemialliset muutokset, jotka kohdistuvat öljyyn käsittelyn aikana. Vettä, lipeää, kalsinoitua soodaa ja silikaatteja tarvitaan huomattavia määriä, mikä aiheuttaa ongelmia jätteiden hävittämisessä. Lopuksi talteenotetuista fosfati-deista saadut puhdistetut lesitiinit eivät usein ole parasta laatua, ja ne saadaan tavallisesti talteen sameina seoksina, jotka sisältävät huomattavia määriä öljyä ja joita ei voida kaataa ympäröivissä lämpötiloissa .

Oheinen keksintö tuo esiin puhdistamattomien glyseridiöljyseosten puhdistusmenetelmän, jossa menetelmässä laimennetaan seos myöhemmin määritettävällä orgaanisella liuottimena, saatetaan puoliläpäisevä membraani kosketukseen saadun liuoksen kanssa paineen alla, jolloin seoksen molekyylipainoltaan erilaiset ainesosat eroavat retentaatti-ja permeaattijakeisiin, ja otetaan talteen puhdistettu seos ainakin yhdestä mainitusta jakeesta poistamalla siitä liuotin.

3 62136

Keksinnölle on tunnusomaista se, että (i) liuotin, jossa muodostuu fosfolipidimisellejä, on orgaaninen, ei-hapan, alkoholiton, edullisesti polaariton liuos, jonka molekyyli-paino on 50 - 200 ja glyseridejä sisältävän lipidiseoksen pitoisuus liuoksessa on 10 - 50 paino-%, (ii) membraani on anisotrooppinen ultrasuodatusmembraani, jonka raja-arvo on 1500 - 200 000 ja jonka glyseridien ja liuottimien liuos läpäisee paineella ainakin 200 kPa, jolla vältetään pitoisuuserojen syntyminen glyseridien liuoksessa membraanilla, ja (iii) kohdistetaan ainakin 200 kPa:n paine lipidiseosliuokseen, joka on kosketuksessa membraaniin.

Puhdistaminen voidaan suorittaa jatkuvatoimisesti tai panoksittaan ja se voidaan kummassakin tapauksessa toistaa öljysaannon parantamiseksi, haluttaessa niin, että välillä laimennetaan lisäämällä enemmän liuotinta ja käytetään ominaisuuksiltaan samanlaista tai erilaista mem-braania. Toistuvasti laimentamalla voidaan fosfolipidit ottaa talteen oleellisesti rasvattomana joko panosmaisesta tai jatkuvatoimisesta operaatiosta. Jälkimmäisessä tapauksessa voidaan lisätä liuotinta, jotta retentaatin ainesosat pysyisivät oleellisesti vakiokonsentraa-tiossa sinä aikana, kun glyseridiöljy poistetaan suodokseen. Tällä tavoin voidaan pitää yllä suurta suodatusnopeutta.

Membraanisuodatusta on sovellettu enemmän vesipitoisissa systeemeissä. Siitä huolimatta ei-vesipitoisissa systeemeissä kehittyy osmoottisia paineita ja membraanisuodatusta voidan soveltaa siten tällaisiin systeemeihin. Oheisessa keksinnössä voidaan soveltaa eräitä tavanomaisia membraaneja, jotka on kehitetty käytettäväksi vesipitoisissa systeemeissä, jos ne kestävät öljyn ja/tai liuottimen vaikutuksen. Yleisesti sanoen sopivilta näyttää kahdenlaatuiset membraanit) membraanit, jotka perustuvat niihin synteettisiin hartseihin, joihin glyseridiöljyt ja tavalliset ei-polaariset liuottimet, kuten hiilivedeyt, joita voidaan käyttää tässä keksinnössä, eivät vaikuta lainkaan, ja ne membraanit, jotka perustuvat elastomeereihin mukaanlukien luonnonkumit ja synteettiset kumit ja siloksaanipolymeerit. Jälkimmäiset membraanit näyttävät olevan huokosettomia ja sallivat liuottimen ja öljyn kulun selektiivisesti niiden läpi tapahtuvan diffuusioprosessin avulla. Synteettiset hartsimembraanit näyttävät toisaalta olevan huokoisia.

4 62136

Elastomeeristen membraanien permeabiliteettiominaisuudet määrää keksinnön päämäärien kannalta suurelta osalta niiden paksuus; ohuemmat membraanit tulevat vastaavasti yhä läpäisevimmiksi. Käytännössä vaikkakin läpivirtausnopeus kasvaa permeabiliteetin mukana, ohuemmat membraanit tulevat vastaavasti yhä helpommin rikkoutuviksi, joten on päädyttävä sopivaan kompromissiin. Siitä huolimatta voidaan käyttää suhteellisen laajaa membraanin paksuusaluetta. Sopiviksi on havaittu kaupalliset silikonikumimembraanit, joiden paksuus on 100 - 1500 mikronia.

Membraanit, jotka perustuvat synteettisiin hartseihin, ovat tavallisesti luonteeltaan anisotrooppisia päinvastoin kuin elastomeeriset membraanit. Niissä on kalvo, jonka huokoskoko on sellainen, että se saa aikaan selektiivisen suodattumisen, ja sisemmällä sijaitseva tukeva osa, joka voi olla eri materiaalista, joka on ei-selektiivisesti läpäisevä. Näiden membraaneiden selektiivisyysasteen määrää suuremmalta osalta ulomman kalvon hiukkasten koko, joka vuorostaan määrää niiden molekyylien koon, jotka voivat päästä läpi ja jotka hylätään. Tätä kutsutaan tavallisesti kyseisen membraanin raja-arvoksi ja se ilmoitetaan molekyylipainona. Raja-arvot voidaan mitata epäsuorasti määrittämällä selektiivisyysaste, joka membraanilla on molekyylipai-noltaan tunnettua referenssiainetta kohtaan, tavallisesti sopivassa liuottimessa. Yleisesti sanoen sopivia ovat membraanit, joiden raja-arvot ovat välillä 1500 ja 200000, paras alue on 10000 - 50000. Jokaiselle puhdistukselle tulisi kuitenkin määrättää optimi toisaalta selektiivisyyden ja toisaalta läpivirtausnopeuden osalta. Liian suurella raja-arvolla on taipumus päästää fosfolipidejä ja muita epäpuhtauksia membraanien läpi yhdessä glyseridiöljyn kanssa, ja liian alhaisella raja-arvolla on taipumus tukkia glyseridiöljyjen, joiden molekyylipaino on suuruusluokkaa 1000, kulku ja siten pienentää läpi-virtausnopeutta. Sopivia esimerkkejä ovat diaflo-membraaneina tunnettujen membraanien Amicon XM ja PM sarjat. Näissä diaflo-membraaneissa on polysulfonikalvo, esimerkiksi difenyyli-4,4'-disulfonyyli- tai difenyyli-eetteri-4,4'-disulfonyylipolymeeri, polyetyleeni-tukikerrok-sen päällä. Muita sopivia membraaneja ovat Rhone-Poulenc-yhtiön markkinoimat membraanit, joissa on polyakrylonitriilikalvo, ja Abcor-yh-tiön membraanit, joissa on polyamidikalvo.

Membraania voidaan käyttää missä tahansa sellaisessa tavallisesti käytetyssä muodossa, joka sopii valitun membraanimateriaalin kannalta. Membraania voidaan käyttää siten levynä, putkimaisina tai kuitumuodos- 62136 sa, vaikkakin elastomeeriset membraanit eivät sovi hyvin käytettäväksi jälkimmäisessä muodossa. Levy- ja putkimuodossa membraania on ainakin riittävästi tuettava mekaanisesti, jotta se kestäisi siihen kohdistuvat suodattamiseen käytetyt hydrauliset paineet. Tuki voi olla tehty huokoisesta mecallista, lasikuidusta tai muusta jäykästä rakenteesta.

Orgaanisissa liuottimissa, erityisesti hiilivetyliuottimissa fosfo-lipidien muodostama orgaaninen paine on suhteellisen alhainen verrattuna suolojen aiheuttamiin paineisiin vesiliuoksessa; anisotrooppi- silla membraaneilla riittävät tavallisesti suodattamiseen paineet 2 2-10 kg/cm samoinkuin vesiliuoksissa ja tällaisia paineita käytetään tavallisesti vesiliuoksissa olevien suhteellisten suurten molekyylien, kuten proteiinien ja hiilihydraattien väkevöimiseen. Isotrooppiset membraanit vaativat paljon korkeampia paineita, esimerkiksi 2 10 - 50 kg/cm , membraanin paksuudesta riippuen. Oheisen keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetty paine määrää myös jossakin määrin suodatusprosessin selektiivisyysasteen; paineenkasvu ilmeisesti pienentää huokoskokoa ja siten pienemmät hiukkaset pysyvät retentaatissa.

Periaatteessa jokaisella liuoksessa olevalla molekyylilajilla on tietty osmoottinen paine jokaiseen muuhun molekyylipainoltaan pienempään lajiin ja voidaan erottaa siitä sopivalla selektiivisellä membraa-nilla. Käytännössä edellä kuvatunlaiset tavanomaiset membraanit tavallisesti päästävät helposti läpi liuottimia ja glyseridiöljyhiukka-sia ja pidättävät tärkeitä, tavallisesti näihin öljyihin liittyviä epäpuhcausjakeita, kuten fosfolipideja. Liuotin valitaan niin, että nestesysteemin liikkuvuus paranee, ja tätä tarkoitusta varten, sen lisäksi, että on toivottavaa edistää sen kulkua membraanin läpi yhdessä glyseridiöljyhiukkasten kanssa, liuotin valitaan parhaiten sellaisista liuottimista, joiden molekyylipaino on suhteellisen alhainen, mutta ei alhaisempi kuin glyseridien, esimerkiksi 50 -200, erityisesti 60 - 150, ja joiden osmoottinen paine ei ole oleellisesti suurempi. Liuottimien on oltava ei-happamia ja ei-alkoholiliuot-timia; sopivia ovat liuottimet, joiden molekyylipaino on alhainen, esimerkiksi esterit ja halogeenihiilivedyt, mutta erityisen edullista on käyttää liuottimena inerttejä hiilivetyjä, erityisesti alkaaneja, sykloalkeeneja tai yksinkertaisia aromaattisia hiilivetyjä, esimerkiksi bentseenejä ja sen homologeja, joissa on 1 - 4 hiiliatomisia alkyylisubstituentteja, koska nämä, sen lisäksi, että ne parantavat öljyn liikkuvuutta ja siten nestesysteemin läpivirtausnopeutta membraanin läpi, saavat mukanaolevat fosfolipidimolekyylit muuntumaan misel- 6 62136 leiksi. Tämä ilmiö, jota voidaan kuvata suuren fosfolipidimolekyyli-määrän kasaantumisena liuottimen vaikutuksen alaisena hiukkasiksi (miselleiksi), joilla on suuri molekyylipaino, joka voi olla niinkin korkea kuin 200000 heksaanissa, lisää suuresti fosfolipidien tehollista hiukkaskokoa, jolloin membraanit voivat pidättää ne kokonaan ja päästää vapaasti läpi mukanaolevan öljyn ja liuotinhiukkaset.

Lisäksi näin muodostuvat misellit näyttävät ympäröivän suhteellisen pieniä muita epäpuhtausmolekyylejä, kuten sokereja, aminohappoja jne., jotka muutoin saattaisivat päästä öljyn kanssa membraanin läpi. Sopivia hiilivetyjä ovat bentseeni, tolueeni ja ksyleenit, sykloheksaani, syklopentaani ja syklopropaani, ja alkaanit, esimerkiksi pentaanit, heksaanit ja oktaanit ja niiden seokset, esimerkiksi petrolieetteri, jonka kiehumisalue on 40 - 120°C, tai alkeenit. Vaikkakin tässä yhteydessä on suositeltavaa käyttää ympäröivässä lämpötilassa normaalisti nestemäisiä hiilivetyjä, voidaan käyttää muita liuottimia, jotka ovat nestemäisiä vain käytetyssä suodatuspaineessa. Kun öljy on tarkoitus erottaa suodoksesta haihduttamalla pois liuotin, liuottimen kiehumispiste on parhaiten suhteellisen alhainen ja se voidaan erityisesti valita siten, että se haihtuu vain laskemalla suodatuspainetta. Kun fosfatidej a ei ole mukana merkittäviä määriä, voidaan käyttää myös muita edellä määritellynlaisia orgaanisia liuottimia, esimerkiksi asetonia.

Öljyn laimentamiseen käytetyn liuottimen määrä ei ole kriittinen, kun pidetään mielessä, että laimentamisen tarkoitus on liikkuvuuden lisääminen ja misellin muodostumisen aikaansaaminen, jos mukana on fosfolipideja. Parhaiten öljyn konsentraationa liuoksessa käytetään 10 - 50 painoprosenttia, erityisesti 20 - 30 painoprosenttia.

Kaikissa tapauksissa käytetty liuotin, vaikkakin se voi koostua yhdestä tai useammasta orgaanisesta nesteestä, on oleellisesti ei-vesipitoinen. Erityistoimenpiteet, joilla poistetaan loput mahdollisesti liuotinten sisältämät vesimäärät, eivät ole oleellisia, mutta yleensä vettä ei tulisi olla enempää kuin noin 1 %.

Keksinnön mukaista menetelmää toteutettaessa on ehkä välttämätöntä käsitellä käytettävät membraanit niin, että ne sopivat ei-vesipitoi-seeii käyttöön. Esimerkiksi valmistajan toimittamana useat membraanit on jo upotettu veteen tai glyseroliin ja ne on esikäsiteltävä saattamalla ne peräkkäin kosketukseen veden, "väliliuottimen" ja menetelmässä 7 62136 käytetyn laimennusliuottimen kanssa. Kun jälkimmäinen on heksaani, "väliliuottimena" voidaan käyttää isopropanolia; ammattimiehet tuntevat muita sopivia liuottimia. "Väliliuottimen" on oltava sekoittuva, ainakin rajoitetussa määrin, sekä veteen että laimennus-liuottimeen. Membraani käsitellään myös suositellusta samanlaisella pesumenettelyllä käytön jälkeen membraanin tehokkuuden palauttamiseksi.

Lämpötila, jossa suodatus tapahtuu, ei ole kriittinen, mutta mukavuussyistä käytetään parhaiten lähellä ympäröivää lämpötilaa olevia lämpötiloja, esimerkiksi 10 - 20°C. Lämpötilan nostaminen parantaa läpivirtausnopeutta, mutta toisaalta se voi pehmentää liian paljon membraanin materiaalia. Käytännössä on kuitenkin mahdollista käyttää lämpötiloja aina noin 60°C asti ja nämä lämpötilat voivat olla edullisia eräissä olosuhteissa, esimerkiksi auttaa alkuperäistä liukenemista. Voidaan käyttää alhaisempia lämpötiloja kuin missä liuos on olemassa.

Käytännössä retentaattia parhaiten kierrätetään jatkuvasti yhteydessä membraanin kanssa, kunnes retentaattiin kerääntyy oleellinen konsentraatio, vähintään kaksinkertainen, parhaiten kolmin-kymmenen-kertainen määrä epäpuhtauksia. Suuren läpivirtausmäärän säilyttämiseksi voi tämän jälkeen olla toivottavaa ottaa käyttöön uusi membraani tai sellainen membraani, jolla on erilaiset ominaisuudet, ja/tai toimia erilaisissa olosuhteissa, esimerkiksi sen jälkeen, kun on laimennettu edelleen samalla tai erilaisella liuottimena.

Membraanin kanssa kosketuksessa olevan liuoksen virtausnopeus ei ole kriittinen, mutta samoinkuin vesipitoisten järjestelmien membraani-suodatuksessakin liuos on parhaiten turbulenttivirtaus, jotta minimoitaisiin retentaatin konsentraatiopolarisaatio membraanin pinnalla. Turbulenssin varmistamiseksi voidaan käyttää estolevyjen tai sekoitti-mien tapaisia laitteita.

Keksintö sopii erityisesti kasvisöljyjen puhdistamiseen. Useissa tapauksissa tämä tavallisesti uutetaan murskatuista siemenistä tai kasvinosista hiilivetyliuotinten avulla. Keksinnössä voidaan erottaa suoraan liuokset, esimerkiksi puuvillasiemen-, maapähkinä-, rypsin-siemen-, auringonkukka-, safflor- ja soijapapuöljyt pellavasiemen-öljyn lisäksi, joka on esimerkki ei-syötävästä öljystä, joka on muiden tapaan tavallisesti nestemäinen. Palmuöljy, joka on puolikiin-teä ympäröivissä lämpötiloissa, ja muut öljyt, esimerkiksi oliiviöljy 8 62136 ja lauriinirasvat, puristetaan tavallisesti suoraan kasvislähteestä ja nämä voidaan sen jälkeen laimentaa sopivalla liuottimena ja käsitellä keksinnön mukaisesti. Menetelmää voidaan soveltaa myös eläin-lähteistä peräisin olevien glyseridien käsittelyyn, erityisesti kala-öljyjen ja nk. kasvisvoiden, so. korkeammalla sulavien kasvisrasvojen, esimerkiksi shea nut-öljyn, illipe-rasvan ja suolarasvan.

Puhdistamattomat glyseridiöljyt, jotka ovat peräisin jostakin muusta lähteestä kuin luonnonlähteestä, voidaan puhdistaa keksinnön mukaisesti, esimerkiksi puhdistamattomat synteettiset tai rekonstituoidut glyseridiöljyt ja öljyt, joissa epäpuhtauksia on muodostunut käytön tai varastoinnin vaikutuksesta. Esimerkiksi kun paistinöljyä käytetään useita kertoja, muodostuu tyydyttämättömien glyseridien oligomeerisia muotoja. Nämä epäpuhtaudet voidaan poistaa puhdistamalla puhdistama-ton öljy keksinnön mukaisesti, jolloin saadaan väriltään vaaleampaa ja uudelleenkäytön kannalta ulkomuodoltaan houkuttelevampaa puhdistettua öljyä.

Puhdistamattomien glyseridiöljyjen pääkomponentit ovat luonnollisesti triglyseridit, ja keksintö soveltuu erityisesti näiden puhdistamiseen erottamalla pienemmät komponentit. Nämä voidaan myös itse kuitenkin puhdistaa keksinnön mukaisesti. Esimerkiksi mistä tahansa lähteestä peräisin oleva puhdistamaton kaupallinen lesitiini voidaan puhdistaa keksinnön mukaisesti, jolloin poistetaan erityisesti triglyseridiöljy. Keksinnön mukaisesti voidaan poistaa myös muut puhdistamattomien glyseridiöl jyjen komponentit, esimerkiksi osittaisglyseridit, esimerkiksi erottamalla niistä triglyseridit ja muut epäpuhtaudet, esimerkiksi osittaisglyseridit.

Liuotin voidaan poistaa suodoksesta ja, jos fosfolipidit otetaan talteen, myös retentaatista tavanomaisilla haihdutusmenettelyillä ilmakehän tai alle ilmakehän olevissa paineissa. Keksinnön eräs tärkeä tunnusmerkki on kuitenkin itse liuottimen erottaminen memebraani-suodatuksen avulla jommasta kummasta näistä jakeista. Tätä tarkoitusta varten liuotin on valittava siten, että hiukkaskoko on oleellisesti pienempi suodatettaessa membraanin läpi, joka on samanlainen tai erilainen kuin puhdistus-erotusvaiheessa. Kun käytetään yksinkertaisia hiilivetyliuottimia, joiden molekyylipaino on oleellisesti pienempi kuin öljyn glyseridien, samanlaiset membraanit voivat olla sopivia muuttuneissa olosuhteissa. Kun molekyylipainojen ero on pienempi, on ehkä käytettävä erilaista membraania, joka on selektiivisempi 9 62136 näiden kahden välillä kuin tarvitaan fosfolipidin erottamiseen öljystä. Saatu suodos voi olla oleellisesti glyseriditöntä ja tämä voidaan kierrättää takaisin öljynuuttovaiheeseen. Tarvittaessa haihduttamalla voidaan suorittaa liuottimen lopullinen poistaminen retentaatista liuottimen talteenottovaiheessa.

Keksintö tuo esiin suuresti parannetun puhdistusmenetelmän. Misellan liejunpoiston tehokkuus riippuu paljon vähemmän öljyn laadusta, ja lesitiinin sekä puhdistetun öljyn saannot voidaan saada oleellisesti kvantitatiivisiksi. Mitään kemiallista käsittelyä ei tarvita eikä öljyssä niin muodoin tapahdu mitään kemiallista hajoamista. Hävitettäväksi ei jää mitään effluentteja ja koko glyseridiöljyjen puhdistaminen on paljon yksinkertaisempi. Menetelmän avulla voidaan saada lesitiinin kauppalaatuja, jotka tavallisesti sisältävät 40 % rasvaa ja 60 % fosfatideja, läpinäkyvässä ja kaatamiskelpoisessa tilassa. Lisäksi keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan saada puhdistamat-tomia fosfatideja sisältävistä, alkuperältää kaikenlaisista seoksista oleellisesti rasvattomia lesitiinituotteita.

Puhdistamattomien glyseridiöljyjen komponentit, joiden puhdistaminen sisältyy oheiseen keksintöön, ovat monokarboksyylisiä rasvahappoyhdis-toitä, ovatpa ne peräisin mistä lähteestä tahansa, joko tyydytettyinä tai sellaisina, että ne sisältävät yhden tai useampia olefiinisia kaksoissidoksia, omaten vähintään 5 hiiliatomia, parhaiten 8-22 ja erityisesti 12 - 18 hiiliatomia, ja parhaiten myös siihen kiinnittyneen glyseridiesteriryhmän.

Seuraavissa esimerkeissä membraanit valmistettiin tarvittaessa saattamalla ne peräkkäisissä pesuvaiheissa kosketukseen veden, isopropanolin ja heksaanin kanssa. Esimerkeissä 1-3 puhdistamaton soijapapu puhdistettiin niin, että se sisälsi öljystä 1000 ppm fosforia fosfo-lipideinä, ja esimerkissä 4 puhdistamaton rypsinsiemenöljy puhdistettiin niin, että se sisälsi 220 ppm ja myös 24 ppm öljystä rikkiä rikkiyhdisteinä; kaikki tämän selityksen osat on annettu paino-osina. Kummassakin tapauksessa puhdistamaton öljy oli misellana, joka oli uutettu öljysiemenistä käyttämällä heksaania. Fosfolipidikonsentraatio kasvoi kymmenenkertaiseksi esimerkin 2 retentaatissa ja kolminkertaiseksi esimerkeissä 3 ja 4. Jokaisessa esimerkissä, lukuunottamatta esimerkkejä 6 ja 7, puhdistettu öljy otettiin talteen haihduttamalla permeaatista liuotin alipaineessa ja jonkin verran korotetussa lämpötilassa. Myös muissa esimerkeissä liuotin haihdutettiin retentaatista.

ίο 6213 6

Kaikissa esimerkeissä lukuunottamatta esimerkkiä 3, membraanin kanssa kosketuksessa oleva suodatettava neste pidettiin turbulenttisessa tilassa joko mekaanisesti sekoittamalla tai turbulenttisen virtauksen avulla. Paine pidettiin yllä joko käyttämällä inerttikaasua tai suoran hydraulisen paineen avulla, joka kohdistettiin liuoksen membraanin retentaattipuolella (esimerkit 1, 3, 4, 6, 11 ja 14).

Kaikista esimerkeistä on ilmeistä, että puhdistamattoman glyseridiöl-jyn eri komponentit saatiin erottumaan tyydyttävästi. Useimmissa esimerkeissä tapahtui myös merkittävää ja silminnähden ilmeistä värillisten epäpuhtauksien poistumista, jolloin suodos oli joissakin tapauksissa selvästi väriltään vaaleampi kuin alkuperäinen öljy ja kaikissa tapauksissa oleellisesti ilman fosfatideja.

Esimerkki 1

Erässä koesarjassa puhdistamatonta soijapapumisellaa kierrätettiin 20°C:ssa putkimaisten membraanien läpi, jotka oli valmistettu seinän paksuudeltaan erilaisista (200 - 1500 mikronia) vulkanisoiduis-ta dimetyylipolysiloksaanielastomeereista ja jotka oli laitettu pehmeää elastomeerimembraania tukeviin koteloihin, jotka oli tehty huokoisista lasikuituputkista. Kaikissa kokeissa pumppausnopeus oli 3 litraa/tunti. Tässä esimerkissä käytettiin seuraavan kokoisia memb-raaniputkia:

Testi 12345 2

Putken mitat cm

Pituus: 435 390 390 400 210

Reikä: 0,2 0,3 0,3 0,5 0,5

Muut yksityiskohdat käyvät ilmi taulukosta 1.

11 62136 I o Φ M-t U cn

O <#> O O O O O

C M-ι I o o o o o

•H ft '—I rH 1—I I—I rH

G 3 «6 *

3 -Η -H U 0 'O rQ -P -H

Ελ: ft d) 0) -H X -ΠΗ % in G C H 0 -p λ;

(C -H 3 P

- Φ0 CN CN CN CN CN

£ in

p (Λ £ VVVV V

CL) O ft ft 4-1 5¾

-P

3 ctp 3 ro h* in co ( Cl) * ' - CL £ m ·*τ co r-~ m

p H CN

» 0) Ή

Cfl ft -P

G

0------

λ; i ccJ

G 4J VO

C *

H -(-1¾ Ο ΉΟΟΟ O

I—I ϋ -p ro co cn co cn O =0 3 3 AC Λ £

AC

3-------

rH

3 ' (0 0) H o o o o o I n3 -P rH co cn (Λ tn ω Pj 3 3 -P--------- 3 Ό ωχ; co O 3 \ 3 (UN oo in rH m co co ft g O \ G Ή

H

G I

3 -«H

3 G 10 P 033-3-3-3. 3- JP M 3

§ -H -H CO O O O O O

-H E AC O O o o o S n 3 3 <N co co m m

M ft rH

-H

-P

CO H CN CO N* in CL) tn 12 62ΊΖ6

Lovibond-värimittaukset 2"-kerroksella antoivat tulokseksi 70 keltainen + 8 punainen puhdistamattomalle öljylle ja 40 keltainen + 5 punainen suodosöljylle.

On huomattava, että sen lisäksi, että membraani rejektoi fosfolipidin kokonaan, nämä membraanit olivat jonkin verran, kokeessa 5 merkittävästi, selektiivisiä glyseridin suhteen.

Suodoksen pienenevästä öljykonsentraatiosta näkyy myös selvästi silikonimembraanien paksuuden ja niiden selektiivisyyden välinen suhde. Paksummilla silikonimembraaneilla on käytettävä myös suurempia käyttöpaineita, ja niillä on alhaisemmat läpivirtausnopeudet.

Esimerkki 2 '

Ultrasuodatuskennossa 202 (valmistaja Messrs.Amicon GmbH) käytettiin 20°C:ssa levymembraaneja Diaflo PM 10 ja XM 50 (valmistaja Messrs. Amicon GmbH, Witten (Ruhr), Länsi-Saksa), joiden molekyylipa!nojen raja-arvot olivat vastaavasti 10000 ja 50000, puhdistamattoman soija-papuöljymisellan suodattamiseen jatkokokeessa. Tämä laite oli varustettu sekoittimilla, jotka säilyttivät turbulenttisuuden membraanin pinnalla. 160 ml suuruisesta syötöstä saatiin talteen 144 ml, joten retentaatin (16 ml) fosfolipidit väkevöityvät kymmenenkertaisesti verrattuna alkuperäiseen liuokseen. Kokeiden tulokset on esitetty 2 taulukossa 2. Membraanin kokonaispinta-ala oli 28,2 cm .

13 621 3 6

φ I dP H (0 I

0 ft fi Ή •H * C Φ -h vo o id g Ό ·» ·» * * φ -Η -H r* oo oo Γ' p O ft σ σ co oo jQ -P ·Η S ,*ί Ή Φ Φ Ο a ·ηΐΗ ' V —— — —·

CD

C C •Η Ο 4J X φ -Η Φ Ρ νο νο Ο φ O CN Η Η ΓΟ - S *4-1 Ή ι-Η ρ w ε Φ Ο ft ft VH ft

dP -P

I Φ ro rg oo ft Φ * - ** φ Γ" co • g ι—I I—I h cs

CD H C Φ -H

0 ft -P

X______

fi I >. Φ •rn -P

rH CD

XD -Η β *α o o o o o Λ -P CM CN CN ro 3 Φ λ ε CN φ c O -H CN 'N' CN ·Ν>

X I Φ -P

^ CD ft Φ rH -P----- 3 Φ

Φ Ό CD XJ

En O 3\ O O O O

3 Φγν vo vo oo m

w ft ε o ''να rH

O o

•H rH LO

C BE

φ a a Φ ft >ς ρ

•i S

1 s * *

H

o

•H

SHG: -ril·’ 0 V m Φ ·«? in vo r·

H

14 621 36 Näissä kokeissa membraanit olivat oleellisesti vähemmän selektiivisiä glyseridin suhteen, mutta siitä huolimatta rejektoivat erittäin hyvin fosfolipidisisältöä ollen käytännöllisesti katsoen täydellinen ensimmäisellä membraanilla. Molemmat membraanit mahdollisitivät oleellisesti suuremmat läpivirtausnopeudet kuin esimerkin 1 kumimembraanit.

Esimerkki 3

Puhdistamatonta soijapapumisellaa puhdistettiin 20°C:ssa membraani- suodatuksen avulla yksikössä (;Ultrafiltrationsgerät' SM 16525, valmistaja Messrs. Sartorious-Membranfilter GmbH, Göttingen, Länsi-

Saksa) , jossa oli pinossa 15 membraania (IRIS 3042 Messrs. Rhone-

Puolenc, Ranska, molekyylipainon raja-arvo noin 20000) ja jonka 2 suodatuspinta-ala oli yhteensä 0,25 m . Membraanit oli tuettu jäykkien huokoisten levyjen avulla ja asetettu erikseen toisistaan vain muutaman mm päähän, öljy tuli suodatuspanoksen yhteen kulmaan panoksen alaosassa olevan sisäänsyöttölaitteen läpi 2 ilmakehän paineessa ja kulki sen jälkeen laitteen poikki suodatuspintojen suuntaisesti; öljy otettiin talteen laitteen ylemmässä, vastakkaisessa kulmassa sijaitsevasta poistoaukosta ja johdettiin takaisin syöttösäiliöön membraanin yli palauttamista varten. Suodatusta jatkettiin, kunnes noin 2/3 syötöstä oli suodattunut. Suodatusnopeus pieneni suodatuksen aikana. Suodos otettiin talteen toisesta poistoaukosta, joka oli yhteydessä vierekkäisten huokoisten tukilevyjen välissä sijaitsevien keräystilojen kanssa. Suodos haihdutettiin öljyn talteenottami-seksi. Koetulosten yksityiskohdat on annettu taulukossa 3, jossa on annettu suodatusnopeus kokeen alussa ja lopussa. Tämän esimerkin jokainen koe havainnollistaa fosfolipidin väkevöimisen vaikutusta suodatusnopeuden pienentymiseen. Nämä kokeet osoittavat myös, että suuremmat virtausnopeudet membraanin poikki lisäävät myös suodatus-nopeutta, ja että riittävän suurilla nopeuksilla, kuten kokeessa 10, virtausnopeuden lasku pienenee.

Kokeessa 10 raffinaatin Lovibond-väri mitattuna 2" kerroksella oli 20 keltainen + 5 punainen verrattuna puhdistamattoman öljyn tulokseen 70 keltainen + 8 punainen.

Jälleen fosfolipidin rejektio osoittautuu melkein täydelliseksi ja öljyyn kohdistuva selektiivisyys pieneksi, minkä seurauksena sen konsentraatio raffinaatissa on melkein yhtä suuri kuin alkuperäisessä liuoksessa.

is 62136 *

•H

fi <d Ό H g -H

e -h a rd O -H r» m r* td +J >h » * * M Ai O ·<* «n r»

Xl a) <4-1 σ σ> σ

§'Π CO C#P

a) o i S M Ή ft • I I m id to β ns o o dj Ή M r* in ro g -h m r- oi u fi u g Jl Ή O ft

d, +J <H 04 I

P

d*> (d i <d a <u o r-« o g n h m • ^ to <u -h fi Λ ·Ρ o

Ai----- β I > <d n -P >—( to o -H β Ό 0 <n O ro x; +j ro (N m

3 (d Λ S

I I

Λ <d §to <d 3 M —-Λ Φ Λ X! ftg\ β O (1) h oo in in O β g^ t" O ·«* ro -P tn f—i oi :0 P H β O Id H Ή

Ai W Oi >1 fi * P __________

^ rH

3 id n) to E-ι jp to oo oo io

\ 3 r—I ro 'T

m Oi e o

\ r—I to i—I

3-- - " — -......— -p to m <d 3 to d p io oo oo O a 3 (N ** -«r

3 OH

W fi 3 a> β •H ’

(d -P (N 04 (N

Λ Id

•H

P

to d) oo σ o

Eh h ... * \ * 16 621 36

Esimerkki 4

Suodatettiin 30-prosenttista rypsinsiemenöljyn misellaa 30 ilmakehän paineessa ja 20°C:ssa kierrättämällä putkimaisen membraanin läpi, joka oli valmistettu esimerkissä 1 kuvatunlaisesta vulkanisoidusta dimetyylisiloksaanielastomeerista, jonka paksuus oli 300 mikronia. Suodatusnopeus oli 5 1/m /h. öljyn konsentraatio suodoksessa oli 26 painoprosenttia. Raffinaattiöljyn fosfori- ja rikkikonsentraatiot olivat vastaavasti O ppm ja 10 ppm.

Esimerkki 5 Tämä esimerkki havainnollistaa oligomeeristen triglyseridien osittaista poistamista paistamisöljystä. Amicon 401S levytyyppistä staattista suodatusmodulia, jossa oli IRIS 3042 Rhone-Poulenc-membraani, jonka 2 membraanin kokonaispinta-ala oli 40 cm ja joka oli varustettu sekoittimella turbulenttisuuden säilyttämiseksi membraanin pinnalla, käytettiin soijapapuöljyn, jota oli aikaisemmin käytetty, paistamisessa, puhdisamiseen 25-prosenttisessa heksaaniliuoksessa paineen ollessa 6 kg per cin ja lämpötilan 20°C.

50 minuutin kuluttua saatiin 300 ml suodosta keskimääräisen läpivir- 2 tausnopeuden ollessa 90 litraa per m /tunti ja tästä saatiin 50 g suodosöljyä. öljystä analysoitiin ennen suodattamista ja suodattamisen jälkeen väri ja dimeeriset ja oligomeeriset triglyseridit geeli-permeaatio-kromatografiän avulla. Tulokset on annettu taulukossa 4.

17 621 3 6 EP <#> op Ο ·Η X P cm as c - +j Φ co co 3 c 2 8.

-P

I P

g I 33

3 P P

¢) p p

Pwi 0) d> OP OP

p a) w

0 g >. H VO

ΛΙ OH * ·»

O' O' Ό CM

(0 P P nH M O P

•H p 4J P 3 <D HEW

P

•H

Ό P -H <#> <#>

<D P

W <D CM o •H W - *

P >1 O O

<D rH r—I rH

Q) CP

•S p

Ω P P

** P P

(DO dP op

O WP

X -Hp LD in X P 0) p fl) W O rn rH <D >1 QO oo 3 E ή 3 O O'

H C -H

2 p S P___ C §

— 0>C <DB

Ό S C -h CP C CM *H (β -Η 3

WC (0 G

A -PS P 3 •HP H Q< H Qj

> P (U <U

Ο :3 X P X ro P > * *»

ΊΌ O O

(M CM CM H

P

o w w >1 o ro Ό >i H o P :0 3

P 3 W

(DO, 3 P 3 p

>i CU P

• r , . :3 3 P

« -ro D

ie 62136

Taulukosta 4 näkyy, että suodatettu öljy on väriltään vaaleampi, ja että oligometristen triglyseridien, joita muodostui paistamisen aikana termisen ja oksidatiivisen polymeroitumisen seurauksena, määrä pieneni suodatettaessa 40 %:iin alkuperäisestä arvosta.

Esimerkki 6 200 g kaupallista soijapapulesitiiniä, joka sisälsi 40 % rasvaa, liuotettiin 10-prosenttiseksi heksaaniliuokseksi ja kierrätettiin spiraalilevy-modulin läpi 20°C:ssa ja paineessa 4 kg/cm ja koske- 2 tukuessa IRIS 3042 membraanin, jonka kokonaispinta-ala oli 30 cm , kanssa.

Moduli oli valmistettu ruostumattomasta teräksestä ja se käsitti poikkileikkaukseltaan suorakulmaisen spiraalikammion, jonka suuruus oli 43 cm pitkä x 0,7 x 0,4 cm ja joka oli varustettu urallisella ylälevyllä, joka sopi yhteen alalevyn kanssa, jossa oli membraanin sintrattu polytetrafluorietyleenituki. Heksaaniliuos syötettiin kanavan kehältä. Retentaatti otettiin talteen kanavan keskiosassa paineenalennusventtiilin kautta ja kierrätettiin. 11,5 tunnissa saatiin talteen 1650 g suodosta ja tänä aikana läpivirtausnopeus laski neljäsosaan alkuperäisestä arvostaan. Retentaatista saatiin 127 g kiinteää vaahtomaista ja läpinäkyvää lesitiinijäännöstä, joka sisälsi 6 % rasvaa.

Esxmerkki 7

Esimerkin 6 kaupallista soijapapulesitiiniä lisättiin 25-prosentti- sena heksaaniliuoksena Amicon 401S ultrasuodatusmodulin suodatus- kammioon, joka oli varustettu säiliöllä ja Amicon PM10 membraanilla, 2 jonka kokonaispinta-ala oli 40 cm .

Modulin säiliö täytettiin puhtaalla heksaanilla. 20°C:ssa ja paineessa o 6 kg/cm tapahtuvan ultrasuodatuksen aikana syötettiin puhdasta heksaania jatkuvatoimisesti ja automaattisesti säiliöstä suodat^as-kammioon jo suodattuneen tilavuuden korvaamiseksi. Suodatus lopetettiin 7 tunnin kuluttua, jona aikana läpivirtausnopeus pysyi vakiona ja saatiin 1060 ml suodosta. Retentaatista saatiin 37 g lesitiiniä, jonka rasvapitoisuus oli 3 %. Jatkoanalyysi osoitti, että tuote, josta rasva oli poistettu, ei käytännöllisesti katsoen sisältänyt lainkaan vapaata rasvahappoa ja steroleja.

Esimerkki 8 19 621 3 6

Puhdistamattoman soijapapuöljyn 25-prosenttinen liuos kloroformissa saatettiin kosketukseen IRIS 3042 membraanin kanssa, jonka kosketus- 2 2 pinta-ala oli yhteensä 40 cm , paineessa 6 kg per cm ja lämpötilassa 22°C Amicon 401S modulissa. 1 3/4 tunnin aikana saatiin 300 ml suo- 2 dosta keskimääräisen läpivirtausnopeuden ollessa 43 litraa per m / tunti. Tästä saatiinlOl g puhdistettua öljyä, joka sisälsi 158 ppm fosforia; alkuperäinen puhdistamaton öljy sisälsi fosforia 860 ppm „ eli pieneneminen merkitsi sitä, että membraani rejektoi fosforista 81,6 %.

Esimerkki 9

Toistettiin esimerkki 8 käyttämällä öljyn 25-prosenttista liuosta etyyliasetaatissa. Saatiin 300 ml suodosta 1 3/4 tunnin aikana o keskimääräisen läpivirtausnopeuden ollessa 43 1 per m /tunti ja edelleen 71 g puhdistettua öljyä. Puhdistetun öljyn fosforipitoisuus oli vain 11 ppm, mikä vastasi sitä, että membraani rejektoi fosforista 98,7 %.

Esimerkki 10

63 osaa puhdistamatonta, eri kalalajeista saatua yhdistettyä kala-öljyä puhdistettiin liuottamalla 180 osaan heksaania; saatu liuos - saatettiin kosketukseen 20°C:ssa ja paineessa 6 kg per cm^ IRIS

3042 membraanin kanssa, jonka kosketuspinta-ala oli 40 cm ja joka oli sijoitettu Amicon 401S ultrasuodatusmoduliin.

40 minuutissa saatiin 300 ml suodosta keskimääräisen läpivirtausnopeu-den ollessa 112 litraa per m /tunti; tästä saatiin 56 g puhdistettua öljyä, joka analysoitiin yhdessä puhdistamattoman öljyn kanssa; tulokset on ilmoitettu taulukossa 5.

20 621 36

Taulukko 5

Lovibond Jodi- Fosfori Typpi __väri (2")__luku___

Puhdista- 10,5 keltainen η Ar. ___ maton l»h- 20,4 punainen 140 28 ppm 61 ppm tö-öljy

Suodos- 9,5 keltainen ηΊ c öljy 10,3 punainen 137 5 ppm 40 ppm

Taulukko 5 osoittaa, että ultrasuodatus poistaa huomattavan osan väriaineista ja fosforista, kun taas jodiluku pysyi käytännöllisesti katsoen muuttumattomana osoittaen, ettei tapahtunut mitään tyydytettyjen ja tyydyttämättömien glyseridien fraktioitumista.

Esimerkki 11

Paineen ja retentaatin konsentraation vaikutusta permeaatin läpivir-tausnopeuksiin tutkittiin koesarjassa, jossa käytettiin 30-prosent-tista puhdistamattoman soijapapuöljyn, joka sisälsi 2,4 % lesitiiniä, misellaa heksaanissa. Liuos johdettiin 20°C:ssa paineen alla ja vakiona pysyvällä lineaarinopeudella 0,38 m/sek. kuvatunlaisen spiraalimodulin läpi, joka oli varustettu IRIS 3042 membräänillä.

Keksimääräinen virtausnopeus mitattiin ensimmäisen vaiheen aikana, jolloin konsentraatio kasvoi nelinkertaiseksi, ja toisen vaiheen aikana, jossa väkevöityminen oli edelleen kolminkertainen, jolloin väkevöityminen oli yhteensä 12-kertainen.

Ensimmäisestä kokeesta saatu 12-kertainen retentaatti, jonka rasvahappopa toi suus oli yhteensä 47 %, laimennettiin heksaanilla takaisin rasva-kuiva-ainepitoisuuteen 30 % ja väkevöitiin edelleen kolminkertaiseksi, jolloin väkevöityminen oli kaikkiaan 36-kertainen. Muut tiedot on esitetty taulukossa 6, joka osoittaa, että virtausnopeus laskee suodatuksen edetessä mutta kasvaa paineen mukana, mikä myös parantaa erottumista.

21 62136

Taulukko 6

Testi 123 2 “

Paine kg/cm 642 2

Virtausnopeus 1/m /tunti

Alussa 130 117 112 (4-kert.) 100 89 93

Keskim.(12-kert.) kons. 56 76 68 (36-kert.) 30

Suurin fosforipitoisuus permeaatti ppm öljy 9 16 100 Jäännösrasvapitoisuus prosenttia retentaatista 57 45 41 (Heksaanin poistamisen jälkeen)

Ensimmäisessä kokessa lopullisesta retentaatista saatu jäännös vastasi fosfolipidipitoisuudeltaan läheisesti kaupallista lesitiiniä mutta oli kaatamiskelpoista myös 5°C:ssa ja läpikuultavaa. Sen viskositeetti oli 20°C:ssa 6100 cp ja läpikuultavuus 91 % turbidometrisesti. Vertailun vuoksi mainittakoon, että kaupallisesti valmistetun lesitiinin, joka oli saatu samasta panoksesta puhdistamatonta öljyä, viskositeetti oli 7970 cp ja läpikuultavuus 10 %.

Läpivirtausnopeuteen vaikuttaa sekä fosfatidin että glyseridien konsentraation kasvu retentaatissa, ja jälkimmäinen nostaa viskositeettia. Siten soijapapumisellan viskositeetti heksaanissa kasvoi 0,7 cp:stä 30 % pitoisuudella 0,9 cp:een 40 % pitoisuudella ja 2 cp:een 50 % pitoisuudella, jolloin vastaavat keskimääräiset vir- 2 7 tausnopeudet olivat 89, 64 ja 37 litraa/m /tunti paineessa 4 kg/cm IRIS 3042 membraanin läpi, joka oli sijoitettu kuvattuun spiraali-moduliin.

Fosfolipidit näyttävät toisaalta vaikuttavan läpivirtausnopeuksiin konsentroimalla polarisaatiovaikutuksia membraanin pinnalla.

Esimerkki osoittaa, että konsentroimisen määrän, sen suorittamiseen käytettävissä olevan ajan ja kiertävän nesteen tilavuuden välillä tulisi tehdä kompromissi.

Esimerkki 12 22 62 1 36 30-prosenttista puhdistamatonta rypsinsiemenmisellaa heksaanissa puhdistettiin kierrättämällä 20°C:ssa ja paineessa 6 kg/cnr Amicon 401S modulin läpi, joka oli varustettu magneettisella sekoituksella ja Amicon PM lO raembraanilla. Kierrätetty retentaatti väkevöityi 12-kertaiseksi keskimääräisen läpivirtausnopeuden ollessa 75 litraa/ 2 m /tunti. Öljyn fosforipitoisuus permeaatissa oli O verrattuna öljyn pitoisuuteen 256 ppm alkuperäisessä öljyssä, mikä vastasi 100-prosenttista fosforin rejektiota. Öljyn rikkipitoisuus permeaatissa oli 9 ppm öljystä alkuperäisen arvon ollessa 25 ppm puhdista-mattomassa öljyssä, mikä vastasi 61-prosenttista rejektiota membraa-nin vaikutuksesta.

Membraani korvattiin membraanilla IRIS 3042 ja esimerkki toistettiin 2 väkevöitymisen tapahtuessa 10-kertaiseksi paineella 4 kg/cm ja 2 keskimääräisen suodatusnopeuden ollessa 41 litraa/m /tunti. Suodoksen öljyn sekä fosfori- että rikkipitoisuus oli 8 ppm öljyn painosta.

Esimerkki 13

Esimerkissä 11 kuvattua puhdistamatonta soijapapuöljymisellaa puhdistettiin kierrättämällä 20°C:ssa ja paineessa 6 kg/cm^ Amicon Diaflo PM10 membraanin läpi, joka oli sijoitettu 401S moduliin; väkevöitiin 12-kertaiseksi. Puhdistamaton öljy ja permeaatista talteenotettu öljy analysoitiin kiven metallien suhteen.

Esimerkki toistettiin käyttämällä IRIS 3042 membraania ja toista soijapapumisellaa. Tulokset on esitetty taulukossa 7, josta näkyy kummassakin tapauksessa selvä lasku lukuunottamatta ensimmäisen öljyn hyvin alhaista kuparipitoisuutta.

23 62136

Taulukko 7 _Öljyn metallipitoisuus, ppm__ __Ca__Cu Fe _Mcj_

Puhdistamaton BO, näyte 1 136 0,04 1,09 89,2

Permeaattiöljy I 2,9 0,04 0,05 1,5

Puhdistamaton BO, näyte II 122 0,17 4,92 120 ______________ _ _____________ (

Permeaattiöljy II 3,4 0,06 0,04 2,0 BO = soijapapuöljy.

Esimerkki 14 390 ml puhdistamattoman draanin 25-painoprosenttista liuosta ase-tonissa suodatettiin 20°C:ssa ja paineessa 6 kg/cm Amicon 401S modulissa käyttämällä IRIS 3042 membraania. Suodosta otettiin talteen 300 ml kolmena 100 ml jakeena ja jokaiselle jakeelle mitattiin keskimääräinen läpivirtausnopeus. Lähtö-öljy ja liuottimien poistamisen jälkeen talteenotettu suodosöljy analysoitiin taulukon 8 mukaisesti.

24 62 1 36 ( -1-Γ 1-1-1--1--

•H

T3 LO VO fH CO

o 2 «1 2.

^ m tn o cm rr ^ ^ Ti» C fH r—I r—1 r—j I—j

>1 P

π M

rH p

Ό Ή <N

V, c G 01 c

O G G G G G G G C 0) G

-Q 0)0) 0)0) 0)0) (DG -H C 0)

•h GG CG GG G 0) G G H G

> H H H -H H H H G 0) 4-> G -H

0 GG GG GG G-HG H G C

G) 4-> G -PC +) C 4-) G H 0) G H

<H G Ή G rt 3 I ) G G .1 Q. to

C 0)¾ 0)0. 0)0. 0) G -H

>i M M 1 0. to ld 1· n O )41 oo - «.

Ή O' O' O' O o> vc o 0<n :θ Η φ I—I σν η σ\ h <n i cn

1 I

G O

> 3 (0 t/3 G Cr> O' G"> P to to g G h ^ <n n tr> H G (0 ' » · »

G to to co oi oo O

C -H 0) '—t I—I I—I (N CN

O O to

λ: 4J

o -H o

« O.TJ

oo_______ o J1 I to

G -H G

f—I O 0)

3 :G O XI Λ JG

G H 0 <N CN CN

£-1 c ε ε e • to \ \ \

£ G Ή Ή HI I

H G

λ; 4-) o LO oo to P to Ί1 00 a) h * > ---------

to H H H H

2 £ £ £ £

G

> O O O O I

G O O O Oi

H H H I—I

H

E-)______

H

2 4-1 >1 G C G 4-) -ro

0) 0) 0) G H

to to to G :0

X M M 4-) I

OH O cn o m c :θ 'GO-GO) 4-) oo oo) o o -p x:

GG GG GG 0) :G

W π t/1 -n C0 -r-> Pi P! 2 5 6213 '6

Tulokset osoittavat, että rasva-aineen kokonaismäärä rikastui merkittävästi retentaattiin, jonka jodiluku oli hieman alhaisempi kuin suodosöljyn. Suodoksessa parani öljyn väri oleellisesti.

Claims (21)

1. 2fi 6 213 6
2. 1. Menetelmä glyseridejä sisältävien lipidiseosten puhdistamiseksi jossa seos saatetaan kosketukseen orgaanisessa liuottimessa puoli-läpäisevän kalvon kanssa ja ainakin yksi puhdistettu seos otetaan talteen poistamalla liuotin saaduista permeaatti- ja/tai retentaat-tiiakeista, tunnettu siitä, että (i) liuotin, jossa muodostuu fosfolipidimiselleiä, on orqaaninon, ei-hapan, alkoholiton, edullisesti polaariton liuos, jonka molekyyli-paino on 50 - 200 ja glyseridejä sisältävän lipidiseoksen pitoisuus liuoksessa on 10 - 50 paino-%, (ii) membraani on anisotrooppinen ultrasuodatusmembraani, jonka raja-arvo on 1500 - 200 000 ja jonka glyseridien ja liuottimien liuos läpäisee naineella ainakin 200 kPa, jolla vältetään pitoisuuserojen svntyminen glyseridien liuoksessa membraanilla, ja (iii) kohdistetaan ainakin 200 kPa:n paine lipidiseosliuokseen, ioka on kosketuksessa membraaniin.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu seos on glyseridi-fosfatidikomponenttien seos.
4. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu seos on puhdistamaton kasviöljy tai eläinöljy, joka sisältää fosfatideja.
5. 4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu seos sisältää glyseridiöljystä saatua puhdistamatonta tosfatidia.
6. 5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu seos sisältää soijapapu- tai rypsi nsiemenöljyä.
7. 6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liuottimen molekyvlipaino ei ole oleellisesti suurempi kuin glyseridiöljyissä olevien glyseridien. 27 6 2 13 6
8. 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, t u n n e t t u siitä, että liuotin on inertti hiilivety tai halooenoitu inertti hiilivetv. P. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, t u n n o t t. u siitä, että liuotin on hoksaani, Q. Jonkin oatenttivaatimuksen 1 - f? mukainen menetelmä, t u n. n e t t u siitä, että liuotin on esteri.
9. 10. Patenttivaatimuksen Q mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liuotin on alemman rasvahapon esteri alemman vksiarvoison alkoholin kanssa.
10. 11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liuotin on alifaattinen karbonyyliyhdiste.
11. 12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liuotin on asetoni.
12. 17. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että erottamista jatketaan välillä laimentaen mainitulla liuottimella.
13. 14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisätään liuotinta, jotta komponenttien konsentraatio pysyisi retentaatissa oleellisesti vakiona erottamisen aikana.
14. 15. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liuotin poistetaan ainakin toisesta mainitusta jakeesta haihduttamalla.
15. 16. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liuotin pidetään turbulenttisena virtauksena kosketuksessa membraanin kanssa.
16. 17. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että membraani on elastomeeri. 62136 28
17. 18. Jonkin patenttivaatimuksen 1-16 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että membraani on anisotrooppinen ia sisältää Öljyä kestävää synteettistä hartsia.
18. 19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että membraanimateriaali on akrylonitriilipolvmeeri tai kopolymeeri.
19. 20. Jonkin patenttivaatimuksen 1-19 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että membraani on polysulfoni tai polvamidi.
20. 21. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että membraani saatetaan kosketukseen lipidi-seoksen kanssa lämpötilassa 10 - 60°C.
21. 22. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu liuos sisältää misellaa, joka on saatu uuttamalla fosfatideja sisältävää kasvisöljyä käyttämällä mainittua liuotinta. 6 216 6 29