NO141215B

NO141215B - PROCEDURE FOR REMOVING ODOR FROM FAT AND OIL

Info

Publication number: NO141215B
Application number: NO262873A
Authority: NO
Inventors: Kurt Zosel
Original assignee: Studiengesellschaft Kohle Mbh
Priority date: 1972-06-26
Filing date: 1973-06-25
Publication date: 1979-10-22
Also published as: GB1400098A; NL164320B; DK132127B; AT347551B; AR194900A1; NO141215C; DE2332038B2; FR2190909B1; DE2332038C3; LU67869A1; CA997781A; FR2190909A1; BE801420A; NL164320C; DE2332038A1; ATA546972A; JPS4952806A; DK132127C; IT1006059B; CH573976A5

Description

Rå fett og oljer inneholder i forskjellige mengder ledsagende stoffer såsom fosfatider, slimstoffer, frie fettsyrer, farvestoffer, lukt- og smaksstoffer. Spesielt i fett og oljer som skal tjene til ernæring, er disse ledsagende stoffer uønsket. Crude fats and oils contain various amounts of accompanying substances such as phosphatides, mucilage substances, free fatty acids, colourings, odorants and flavourings. Especially in fats and oils that are to be used for nutrition, these accompanying substances are undesirable.

De rå fettarter underkastes derfor en raffinering som for det mes-te utføres i fire på hverandre følgende arbeidstrinn: 1. For-rensning for fjerning av slimstoffene og fosfatidene; 2. Avsyring for fjerning av den største del av de frie fettsyrer; 3. Avfarvning; 4. Desodorisering ved samtidig nedsettelse av restinnholdet av frie fettsyrer. The raw types of fat are therefore subjected to a refining which is mostly carried out in four consecutive work steps: 1. Pre-purification to remove the mucus substances and phosphatides; 2. Deacidification to remove most of the free fatty acids; 3. Decolorization; 4. Deodorization by simultaneously reducing the residual content of free fatty acids.

Fjerde trinn, desodoriseringen, utføres i dag så å si utelukkende ved dampning av fettet. Ved dette behandles fettet i lengre tid med vanndamp ved relativt høy temperatur under meget lavt trykk. Desodoriseringen er som regel den brysomste av de fire raffineringstrinn. The fourth step, the deodorisation, is carried out today almost exclusively by steaming the fat. In this way, the fat is treated for a long time with steam at a relatively high temperature under very low pressure. The deodorization is usually the most laborious of the four refining steps.

Østtysk patent nr. 41 362 beskriver en fremgangsmåte East German patent no. 41 362 describes a method

for separering av stoffblandinger. som inneholder organiske forbindelser og/eller forbindelser som har organiske grupper. I henhold til en foretrukken utførelsesform behandles den stoffblanding som skal separeres, med en gass som har overkritiske betingelser når det gjelder temperatur og trykk, hvorved gassen opptar minst en del av de organiske forbindelser i den overkritiske gassfase. I tilknytning til dette utvinnes de i den overkritiske gassfase opp-tatte forbindelser ved temperaturøkning og/eller trykksenkning. for the separation of substance mixtures. that contain organic compounds and/or compounds that have organic groups. According to a preferred embodiment, the substance mixture to be separated is treated with a gas that has supercritical conditions in terms of temperature and pressure, whereby the gas takes up at least part of the organic compounds in the supercritical gas phase. In connection with this, the compounds absorbed in the supercritical gas phase are extracted by increasing the temperature and/or decreasing the pressure.

Ved den beskrevne fremgangsmåte dreier det seg om et almengyldig vidt arbeidsprinsipp i henhold til hvilket flytende og/eller faste, spesielt organiske stoffblandinger kan spaltes. Den kjemiske konstitusjon av den gass i overkritisk tilstand som anvendes, er lavere hydrokarboner, men av underordnet betydning for separasjonen. Imidlertid kan det med hell på lignende måte også anvendes rent uor-ganiske gasser, f.eks. C02. I eksempel 14 i patentet beskrives separering av fett fra helmelk, i eksempel 25 av eggeplomme og i eksempel 26 separering av olje fra matolje. Innvirkningen av overkritisk C02 på desodorisering av fett og oljer innenfor bestemte temperatur- og trykkområder fremgår ikke av patentskriftet. The described method involves a generally valid broad working principle according to which liquid and/or solid, especially organic substance mixtures can be decomposed. The chemical constitution of the gas in the supercritical state used is lower hydrocarbons, but of secondary importance for the separation. However, purely inorganic gases can also be used with success in a similar manner, e.g. C02. In example 14 of the patent, the separation of fat from whole milk is described, in example 25 of egg yolk and in example 26 the separation of oil from cooking oil. The impact of supercritical C02 on the deodorization of fats and oils within specific temperature and pressure ranges is not apparent from the patent document.

US-patent nr. 2 188 013 vedrører separering av flytende høymolekylære blandinger i forskjellige fraksjoner under dannelse av flere væskefaser ved hjelp av karbondioksyd ved temperaturer over den kritiske temperatur for karbondioksyd og overatmosfariske trykk, hvorved karbondioksydgassen løser seg i oljefasen under dannelse av sjikt med forskjellig spesifikk vekt. Fremgangsmåten egner seg bl.a. til separering av fett eller oljer og til fjerning av for-urensninger. En fremgangsmåte som i henhold til foreliggende oppfinnelse beskrives ikke i patentskriftet. US Patent No. 2,188,013 relates to the separation of liquid high molecular weight mixtures into different fractions with the formation of several liquid phases by means of carbon dioxide at temperatures above the critical temperature for carbon dioxide and superatmospheric pressures, whereby the carbon dioxide gas dissolves in the oil phase while forming a layer of different specific weight. The procedure is suitable for e.g. for the separation of fats or oils and for the removal of impurities. A method according to the present invention is not described in the patent document.

US-patent nr. 1 74 5 851 beskriver behandling av levertran under gjennomledning av en gass, f.eks. karbondioksyd ved romtempe-ratur. US patent no. 1 74 5 851 describes the treatment of cod liver oil under the passage of a gas, e.g. carbon dioxide at room temperature.

US-patent nr. 2 508 919 beskriver desodorisering av US Patent No. 2,508,919 describes deodorization of

oljer med C02 ved samme temperatur som ved fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse, men det anvendes redusert trykk. oils with C02 at the same temperature as in the method according to the present invention, but reduced pressure is used.

Det har vist seg at man kan skille fra lukt- og sroaks-stoffene fullstendig og samtidig redusere innholdet av frie fettsyrer til et minimum, idet man behandler fettet eller oljen som skal desodoriseres, med karbondioksyd ved temperaturer på 50 til 250°C It has been shown that it is possible to completely separate the odorous and toxic substances and at the same time reduce the content of free fatty acids to a minimum, by treating the fat or oil to be deodorized with carbon dioxide at temperatures of 50 to 250°C

og trykk på 100 til 250 atm. and pressure of 100 to 250 atm.

Arbeidstemperaturer på 50 til 150°C kan være hensiktsmes-sig, men også arbeide ved høyere temperaturer i det før nevnte område, f.eks. over 100°C, f.eks. 150 til 200°C, kan være forbundet med fordeler. Working temperatures of 50 to 150°C may be appropriate, but also work at higher temperatures in the aforementioned range, e.g. above 100°C, e.g. 150 to 200°C, may be associated with advantages.

Behandlingen av fettene, respektive oljene med karbondioksyd foregår fortrinnsvis i motstrøm. På enkel måte kan dette foregår i en eksempelvis med fyll-legemer fylt kolonne på den måte at utgangsmaterialet som skal renses, fylles inn på kolonnehodet, mens C02 strømmer fra bunnen av kolonnen og oppover. Karbondioksyd-strømmen som strømmer ut ved toppen av kolonnen, fører med seg de uønskede ledsagende stoffer. The treatment of the fats and oils with carbon dioxide preferably takes place in countercurrent. In a simple way, this can take place in, for example, a column filled with packing bodies in such a way that the starting material to be purified is filled into the column head, while C02 flows from the bottom of the column upwards. The carbon dioxide stream that flows out at the top of the column carries with it the unwanted accompanying substances.

I henhold til oppfinnelsen anvendes karbondioksydet som kretsløpstrøm. Ved dette skilles minst en del av de opptatte'ledsagende stoffer ut av karbondioksydstrømmen før denne igjen inn-føres i utbytte-kolonnen med utgangsmateriale som skal renses. Adskillelsen av disse uønskede ledsagende stoffer kan foregå på i According to the invention, the carbon dioxide is used as circuit current. In this way, at least part of the occupied accompanying substances are separated from the carbon dioxide stream before this is reintroduced into the yield column with starting material to be purified. The separation of these unwanted accompanying substances can take place at i

og for seg kjent måte ved at karbondioksydet bringes til under-kritiske betingelser eller ved at trykket senkes og/eller tempera-turen forhøyes i det over-kritiske område. and in a manner known per se by bringing the carbon dioxide to sub-critical conditions or by lowering the pressure and/or raising the temperature in the super-critical area.

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen omfatter føl-gelig kontinuerlig desodorisering av fett og oljer, samtidig som restinnholdet av frie fettsyrer eventuelt nedsettes, og materialet som skal renses behandles i motstrøm med karbondioksyd ved kretsløps-temperaturer på 50-250°C. Fremgangsmåten er karakterisert ved at trykket i hele kretsløpet holdes på 100-250 atm. og at de ledsagende stoffer som er blitt opptatt av det sirkulerende karbondioksyd, adsorberes av aktivt kull i kretsløpet. The method according to the invention therefore includes continuous deodorization of fats and oils, while the residual content of free fatty acids is possibly reduced, and the material to be cleaned is treated in countercurrent with carbon dioxide at circuit temperatures of 50-250°C. The procedure is characterized by the pressure throughout the circuit being kept at 100-250 atm. and that the accompanying substances that have been taken up by the circulating carbon dioxide are adsorbed by activated carbon in the circuit.

Rensningen av gasstrømmer ved under-kritiske betingelser med faste adsorpsjonsmidler er riktignok kjent, men man kunne ikke forutsi hvorledes slike adsorpsjonsmidler ville forholde seg i over-kritiske gasstrømmer som inneholder tilblandinger. The purification of gas streams at sub-critical conditions with solid adsorbents is certainly known, but one could not predict how such adsorbents would behave in super-critical gas streams containing admixtures.

Det ble nå overraskende funnet at den enkle behandling av karbondioksydstrømmen som er belastet med de uønskede ledsagende stoffer, med et fast adsorpsjonsmiddel, er tilstrekkelig til å muliggjøre gjenanvendelse av karbondioksydet i desodoriseringstrin-net. Vesentlige endringer av trykk og/eller temperatur foran eller under behandlingen med adsorpsjonsmidlet er ikke nødvendige. Herved muliggjøres en særlig enkel og økonomisk kretsløp-prosess, ved hvil-ken karbondioksydstrømmen som holdes under de forutbestemte betingelser med hensyn til trykk og temperatur, først - i motstrøm - bringes i kontakt med fettene, respektive oljene som skal renses, hvor-på karbondioksydstrømmen som er belastet med de uønskede ledsagende stoffer, føres over aktivt kull. Dette adsorpsjonsmiddel erstattes med friskt tilført adsorpsjonsmiddel når dets rensekraft i uønsket grad synker i forhold til den belastede karbondioksydstrøm. It was now surprisingly found that the simple treatment of the carbon dioxide stream, which is loaded with the unwanted accompanying substances, with a solid adsorbent, is sufficient to enable the reuse of the carbon dioxide in the deodorization step. Substantial changes in pressure and/or temperature before or during treatment with the adsorbent are not necessary. This enables a particularly simple and economical circuit process, whereby the carbon dioxide stream, which is kept under the predetermined conditions with regard to pressure and temperature, is first - in countercurrent - brought into contact with the fats, respectively the oils to be purified, whereupon the carbon dioxide stream which is loaded with the unwanted accompanying substances, is passed over activated carbon. This adsorbent is replaced with freshly added adsorbent when its cleaning power drops to an undesired degree in relation to the loaded carbon dioxide stream.

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen har spesiell betydning for rensning av fett og oljer av naturlig, spesielt vege-tabilsk og/eller animalsk opprinnelse, men den kan likeledes ha betydning for oljer og fett som er fremstilt på syntetisk måte. The method according to the invention is particularly important for the purification of fats and oils of natural, especially vegetable and/or animal origin, but it can also be important for oils and fats that have been produced synthetically.

Fremgangsmåten opererer ikke bare enkelt og ytterst virk-ningsfullt, men den unngår spesielt også faren for en uønsket hydro-lyse av fettene, respektive oljene, som ved det beskrevne prosess-trinn 4 i henhold til teknikkens stand finnes og i tillegg forlanger at man alltid må arbeide under høyt vakuum. Oppfinnelsen fører derfor også til et lavere tap av nøytralfett. The method not only operates simply and extremely effectively, but it especially also avoids the danger of an unwanted hydrolysis of the fats, respectively the oils, which in the described process step 4 according to the state of the art exists and in addition requires that one always must work under high vacuum. The invention therefore also leads to a lower loss of neutral fat.

Fremgangsmåten skal nå beskrives ved hjelp av eksempler, i forbindelse med figur 1. The procedure will now be described using examples, in connection with Figure 1.

Eksempel 1 Example 1

Det ble anvendt en typisk soyaolje med lukt og smak av planteoljer, med et innhold av frie fettsyrer på ca. 0,4 %. Oljen ble kontinuerlig tappet ut fra forrådsbeholderen 1 over innsprøyt-ningspumpen 2 til toppen av en 15 m lang kolonne 3. Kolonnen hadde en lysåpning på ca. 6 cm, var forsynt med glasskuler og hadde en utvidelse ved nedre ende. Gjennom en ytre, påsveiset varmeman-tel (ikke vist) ble kolonnen oppvarmet til 90°C. Oljen strømmet over glasskulene til bunnen av kolonnen og ble kontinuerlig tappet ut gjennom ventil 4. A typical soya oil with the smell and taste of vegetable oils was used, with a content of free fatty acids of approx. 0.4%. The oil was continuously drained from the storage container 1 via the injection pump 2 to the top of a 15 m long column 3. The column had a light opening of approx. 6 cm, was provided with glass balls and had an extension at the lower end. Through an external, welded-on heating jacket (not shown), the column was heated to 90°C. The oil flowed over the glass beads to the bottom of the column and was continuously drained through valve 4.

Samtidig ble karbondioksyd ført gjennom kolonnen nedenfra og opp under et trykk på 200 atm. over omløpsviften 5 og utskilleren 6 i kretsløpet. Utskilleren 6 var også oppvarmet utenfra til 90°C og fylt med et fast adsorpsjonsmiddel, i dette tilfelle med aktiv-kull. At the same time, carbon dioxide was passed through the column from the bottom up under a pressure of 200 atm. above the circulation fan 5 and the separator 6 in the circuit. The separator 6 was also heated from the outside to 90°C and filled with a solid adsorbent, in this case with activated carbon.

Før innledningen av desodoriseringen ble apparaturen fylt med karbondioksyd over innløpsventilen 7 og små tap av karbondioksyd erstattet under driften. Det ble pr. time påfylt ca. 5 kg olje ved toppen av kolonnen, respektive tappet ut ved bunnen av kolonnen. Det ble holdt igjen ca. 1,5 kg olje. Before starting the deodorization, the apparatus was filled with carbon dioxide via the inlet valve 7 and small losses of carbon dioxide were replaced during operation. It was per hour filled approx. 5 kg of oil at the top of the column, respectively drained at the bottom of the column. It was held again approx. 1.5 kg of oil.

Den gjennom ventil 4 avtappede soyaolje var lukt- og smakløs og hadde fremdeles et innhold av frie fettsyrerpå ca. 0,02 %. The soybean oil drained through valve 4 was odorless and tasteless and still had a free fatty acid content of approx. 0.02%.

Eksempel 2 Example 2

I samme a<p>paratur som i eksempel 1 og på samme måte ble In the same a<p>parature as in example 1 and in the same way was

et delvis raffinert (avsyret og bleket) palmekjernefett med et innhold av frie fettsyrer på ca. 0,3 % desodorisert. Det ble arbeidet ved en temperatur på 150°C og ved trykk på 220 atm. Gjen-nomgangen utgjorde 5 kg fett pr. time. Det gjennom ventil 4 avtappede fett var lukt- og smakløst og hadde et restinnhold av frie fettsyrer på ca. 0,015 %. a partially refined (deacidified and bleached) palm kernel fat with a free fatty acid content of approx. 0.3% deodorized. The work was carried out at a temperature of 150°C and at a pressure of 220 atm. The review amounted to 5 kg of fat per hour. The fat drained through valve 4 was odorless and tasteless and had a residual content of free fatty acids of approx. 0.015%.

Eksempel 3 Example 3

Som i eksempel 1 og 2 ble en delvis raffinert jordnøtt-olje med et innhold av frie fettsyrer på 0,4 % desodorisert. As in examples 1 and 2, a partially refined peanut oil with a free fatty acid content of 0.4% was deodorized.

Det ble arbeidet ved en temperatur på 200°C og et trykk på 245 atm. Den oppnådde jordnøttolje var lukt- og smakløs og hadde et restinnhold av frie fettsyrer på 0,02 %. The work was done at a temperature of 200°C and a pressure of 245 atm. The peanut oil obtained was odorless and tasteless and had a residual content of free fatty acids of 0.02%.

Claims

Process for continuous deodorization of fats and oils, possibly with a simultaneous reduction of the residual content of free fatty acids, whereby the material to be purified is treated in a counter-flow with carbon dioxide at circuit temperatures of from 50 to 250°C, characterized by the pressure in the entire circuit kept at 100-250 atm. and that the accompanying substances which are taken up by the circulating carbon dioxide are adsorbed by activated carbon in the circuit.