蒸餾方法

2023-04-30 05:47:41

專利名稱：蒸餾方法
蒸餾方法本公開涉及柑橘油及其生產方法。柑橘油例如橙油、檸檬油和柚子油是重要的香料。通過破碎相關果實、得到冷榨的柑橘油而獲得它們。然而，由此得到的油需要從不同殘留物、特別是來自肥料、農藥、殺菌劑、殺蟎劑、殺真菌劑等化學殘留物中純化，所述化學殘留物一般稱作「農業廢棄物(agricultural residues) 」(下文的「ARs」)。在商業化應用中存在許多這類物質,更為常用的一些包括OPP (鄰-苯基苯酚)、甲萘威、三氯殺蟎醇、毒死蜱、馬拉硫磷、殺撲磷、乙硫磷、甲氰菊酯(phenpropathrin)、溴蟎酯、亞胺硫磷、抑黴唑、批唑醚菌酯(pyraclostrobin)、苯丁錫、炔蟎特、咪鮮胺、多菌靈、二嗪磷、甲霜靈和噻菌靈。實現這一目的的一種方式通過真空薄膜蒸發冷榨的油進行。它存在缺陷，即在實際上除去了大量ARs (遺留在殘留物中)的同時，依舊遺留了低揮發性的柑橘殘留物。這些包括長鏈脂肪酸和其他非揮發性物質，認為這些物質對口感和穩定性有貢獻。附圖
簡述附圖是用於實施生產柑橘油的主題方法的設備的圖示。描述目前已經發現，可以通過特定方法提供具有降低的AR含量的基本上完全的柑橘油。因此，提供了降低柑橘油的AR含量的方法，所述方法包括(a)真空分批蒸餾包含AR的冷榨的柑橘油，得到低-AR餾出物和高-AR殘留物；(b)使來自(a)的高-AR殘留物進行薄膜蒸發，得到高-AR餾出物和低-AR殘留物；(c)使來自(b)的高-AR餾出物進行另外的分批蒸餾，得到再蒸餾的低-AR餾出物和廢棄的高-AR再蒸餾的殘留物；和(d)合併(a)的低-AR餾出物、(b)的低-AR殘留物和(C)的再蒸餾的低-AR餾出物，得到低-AR柑橘油。本文所用的術語「低-AR」和「高-AR」就存在於未處理的柑橘油中的AR s比例而言以相對的含義使用。用於本公開的目的的分批蒸餾設備包含垂直排列的多級蒸餾塔。所謂「多級」的含義是在塔內提供了填充材料，其提供在液相與蒸汽相之間的質量轉移區域。將每一 「級」定義為達到熱力學平衡的質量轉移所需的填充區域。這種填充材料可以採取以跨塔寬度水平方式放置的多孔板形式，這些板稱作「級」。級越多，則分離越好。部件無需是板，但也可以是有結構的或不規則填充的，例如陶瓷材料或垂直排列的波狀片。一個具體實例是鮑爾環(Pall ring)，典型地是I" (2. 54cm)大小。然而，原理仍然相同。在上文所述的步驟(a)和(C)的情況中，可以排列填充材料並且使塔運行，使得在低-R餾出物/高-AR殘留物的兩種情況中，得到期望的結果。本領域技術人員可以僅使用本領域的普通技術與常規實驗的組合達到這些效果。得到低-AR餾出物/高-AR殘留物的另一個因素是回流的控制。在主題方法的步驟(a)和(C)中，回流比，即回流物與懼出物脫離物(distillate take-off)之比,可以保持足夠低，使得餾出物中存在極低比例的ARs。達到這一目的時的比例將根據油各自的特性和設備的不同而改變，但本領域技術人員仍然可以在每種情況中使用常規的實驗確定適合的比例。在一些情況中，回流的最小程度對減慢餾出物脫離速率是必不可少的。典型的、但非限制性的比例是回流物/蒸餾物至多為I。然而，在一個具體的實施方案中，完全不使用回流，即無蒸餾物質再循環到達塔。在一個具體的實施方案中，離開(a)階段的殘留物的溫度至少為約150°C -約180°C。在另一個具體的實施方案中，離開(c)階段的餾出物的溫度至少為約260°C -約320。。。薄膜蒸發是一種單級方法，其中將液體在升高的溫度和高度真空的條件下從加熱表面蒸發。所謂「單級」的含義是不包括如上文所述的級，僅是單一區域用於質量轉移。存在許多這樣的薄膜蒸發方法，非限制性的實例包括刮膜蒸餾、分子蒸餾和短程蒸餾。這些類 型蒸餾中高度真空的優點在於使用比可以在其他傳統蒸餾中使用的溫度更低的溫度的可能性。另外，暴露於加熱的時間短，約為幾分鐘，並且其常用於純化精油。在這種情況中，配置單級真空蒸餾,得到高-AR餾出物和低-AR殘留物，此外，有些情況充分屬於本領域技術人員的範圍並且其可以僅使用簡單的實驗對任意期望的油加以確定。有用的條件的具體的非限制性的實例包括約0. ImmHg-約0. 5mmHg的絕對壓力範圍，在一些實施方案中，更具體地為約0. 2mmHg。離開蒸餾的殘留物溫度為約110° -約135°C，在一些實施方案中，更具體地為約125°C。應注意，根據情況和設備的不同，這些範圍以外的壓力和溫度也可能是有用的。然後將得到的高-AR餾出物轉入另外的如上述步驟(C)中所述的分批蒸餾設備。再蒸餾AR餾出物，得到低-AR的再蒸餾的餾出物和廢棄的高-AR的再蒸餾的殘留物。後一種殘留物包含主要比例的AR s並且可以被棄去。在最終的步驟中，通過摻合來自步驟(a)的低-AR餾出物、來自步驟(b)的低-AR殘留物和來自步驟(c)的低-AR餾出物重新構成油。終產物是一種油，它不僅在AR含量方面顯著降低，而且也包含基本上所有期望的通常被常規蒸餾排除的柑橘成分。重新構成的油中遺留的ARs比例低於原始油的比例。這一比例取決於具體的ARs的性質，因為一些比另一些更難以去除。例如，在當今應用中的兩種最常見的農藥OPP和胺甲萘的比例可以降低至多90%重量。其他例如三氯殺蟎醇、毒死蜱和馬拉硫磷可以降低至多 50%o上文所述的方法可以用於蒸餾任意的柑橘油和提供高質量的油。因此，還提供了通過如上文所定義的方法製備的高質量的蒸餾的柑橘油。參照附圖進一步描述本公開，該附圖是具體實施方案的圖示且不被視為以任何方式起限定作用。在一個具體的實施方案中，所蒸餾的油是橙油。從儲料槽I中將高-AR冷榨的橙油泵送至第一分批蒸餾單元2，其可以是不鏽鋼的並且可以包含1100加侖容量罐、柱和乙二醇冷卻的冷凝器。所述罐可以使用蒸汽加熱。在一個實施方案中，柱是13英尺高、具有18英寸直徑並且裝填有I英寸的鮑爾環。該單元可以達到ImmHg的絕對壓力和至多150°C的罐溫。可以在100°C的罐溫和75mmHg的絕對壓力下開始蒸餾橙油。進行蒸餾，逐步增加罐溫和降低系統壓力，直到罐溫達到150°C且絕對壓力達到ImmHg為止，例如約97. 15%的起始橙油加料已經蒸餾(約2. 85%的起始加料遺留在罐中)。從分批蒸餾單元2中可以衍生低-AR餾出物和高-AR殘留物。使低-AR餾出物沿管線3傳送至最終的儲料槽10，並且使高-AR殘留物通過管線4傳送至短程蒸餾單元5。短程蒸懼單兀 5 可以是 American Verfahrens Technische Anlagen (AVTA) GmbH 單兀，其具有使用熱油加熱的0. 4m2不鏽鋼加熱表面和用乙二醇冷卻的不鏽鋼冷凝器。在一些實施方案中，將熱油溫度保持在128°C，絕對系統壓力在0. 25mmHg。進料速率可以為約52. 51b/hr/m2-212. 51b/hr/m2 (相應地23. 81-96. 39Kg/hr/m2)。就橙油而言，餾出物脫離物可以為約8-10%，但取決於原料組成。從短程蒸餾單元5中得到高-AR餾出物和低-AR殘留物。使高-AR餾出物沿管線6傳送至第二分批蒸餾單元8，並且使低-AR殘留物沿管線7傳送至最終儲料槽10。第二分批蒸餾單元8可以與蒸餾單元2相同。作為實例，蒸餾可以在約110°C和約ImmHg-約IOmmHg絕對壓力下開始。蒸懼通過逐步增加罐溫至至少約150°C和降低系統絕對壓力ImmHg持續進行。從其中得到低-AR的再蒸餾的餾出物，將其沿管線9傳送至最終儲料槽10，還得到高廢棄的AR的再蒸餾的廢棄殘留物，將其沿管線11傳送用於處理。 最終的儲料槽10的最終內含物是聞質量、極低AR的油,其基本上包含所有原始未純化油的香味和口感。儘管已經通過上述說明書和在先的實施例詳細描述了實施方案，但是這些實施例僅用於示例目的，可以理解本領域技術人員可以在不脫離本說明書範圍的情況下進行改變和變型。應理解上述實施方案不僅是可選擇的，而且是可以合併的。
權利要求
1.降低柑橘油的農業廢棄物(AR)含量的方法，包括 (a)真空分批蒸餾包含AR的冷榨的柑橘油，得到低-AR餾出物和高-AR殘留物； (b)使來自(a)的高-AR殘留物進行單級真空蒸餾，得到高-AR餾出物和低-AR殘留物； (c)使來自(b)的高-AR餾出物進行另外的分批蒸餾，得到再蒸餾的低-AR餾出物和廢棄的高-AR再蒸餾殘留物；和 (d)合併(a)的低-AR餾出物、(b)的低-AR殘留物和(c)的再蒸餾的低-AR餾出物，得到低-AR柑橘油。
2.權利要求I的方法，其中所述單級真空蒸餾是刮膜蒸餾、分子蒸餾或短程蒸餾中的至少ー種。
3.權利要求2的方法，其中所述單級蒸餾是短程蒸餾。
4.權利要求3的方法，其中所述短程絕對壓カ是0.1-5. OmmHg0
5.權利要求4的方法，其中所述短程絕對壓カ是0.2mmHg。
6.權利要求3的方法，其中離開所述短程的殘留物的溫度是110-135°C。
7.權利要求6的方法，其中離開所述短程的殘留物的溫度是125°C。
8.權利要求I的方法，其中將(a)和(C)階段中的回流程度保持足夠低，使得餾出物中基本上不存在AR。
9.權利要求8的方法，其中不使用回流。
10.權利要求I的方法，其中離開階段(a)的餾出物的溫度為至少150°C。
11.權利要求I的方法，其中離開階段(c)的餾出物的溫度為260-320°C。
12.通過如上述權利要求任ー項所定義的方法可製備的高質量蒸餾柑橘油。
全文摘要
降低柑橘油的農業廢棄物(AR)含量的方法，包括(a)真空分批蒸餾包含AR的冷榨的柑橘油，得到低-AR餾出物和高-AR殘留物；(b)使來自(a)的高-AR殘留物進行薄膜蒸發，得到高-AR餾出物和低-AR殘留物；(c)使來自(b)的高-AR餾出物進行另外的分批蒸餾，得到再蒸餾的低-AR餾出物和廢棄的高-AR再蒸餾殘留物；和(d)合併(a)的餾出物、(b)的殘留物和(c)的再蒸餾餾出物，得到低-AR柑橘油。由此產生的油不僅具有降低含量的ARs例如殺蟲藥、殺真菌劑、除草劑和殺蟎劑，而且還包含通過常規蒸餾方法基本上消除的大部分乃至全部的期望的柑橘成分。
文檔編號C11B9/02GK102652171SQ201080055625
公開日2012年8月29日 申請日期2010年12月9日 優先權日2009年12月9日
發明者K·弗羅斯, M·A·麥基, S·A·普裡迪, S·L·懷特曼 申請人:奇華頓股份有限公司