通過連續可再生吸附過程的三醯基甘油純化的製作方法
2023-05-18 03:43:31
專利名稱：通過連續可再生吸附過程的三醯基甘油純化的製作方法
技術領域：
技術領域：
本發明涉及食用油，並且特別是三醯基甘油的純化，更加具體而言涉及使用包含在一個或多個柱中的吸附材料對食用油的連續純化方法和用於再利用的吸附材料的再生方法。背景技術：
動物和植物脂肪和油是健康飲食的必需成分和普通成分。這些油和脂肪在使得健康飲食的許多其它必需成分更加可口的同時還提供必需的營養和能量。僅在2008年，僅植物油的世界消費幾乎1. 4億短噸。這些油和脂肪必需精煉以去除加速酸敗和降低適口性和穩定性的不良雜質。待去除的雜質包括游離脂肪酸(FFA)、金屬、葉綠素，和磷脂和膠以及降低成品油或脂肪儲存壽命、性能和適口性的其它微量混合物。常規的食用油精煉廠使用巨大量的淡水以精煉其產品並且產生出對應量的需要廢水處理或排入河流、湖泊或其它水體的流出液。此外，精煉廠使用大量的助濾劑或處理介質，一旦使用它們需要通過垃圾掩埋法進行處理。採用使淡水和處理介質使用最小化以便降低加工成本、流出液和固體廢物的方法是所希望的。包含三醯基甘油(TAG)的油和脂肪必需精煉以去除不良雜質。在加工植物TAG的過程中，從油籽中提取粗TAG代表性地包括使用非極性溶劑。最廣泛用於該目的常規溶劑是己烷。粗TAG在己烷中是高度可溶性的，因此使得可從油籽中高效提取粗TAG。所得到的粗TAG和己烷混合物有代表性的通過蒸餾分離。然後己烷被再循環用於在溶劑提取過程中再使用，而粗TAG通過如下所述的「化學精煉過程」或者「物理精煉過程」被進一步加工和精煉。不管選擇哪種精煉方法，在進行該過程之前TAG應該進行「脫膠」。脫膠過程包括使用水從TAG中去除水溶性磷脂(膠)。通過離心從TAG中去除水份。下面描述各種精煉方法中使用的常規步驟。化學精煉過稈化學精煉的常規工藝從粗脫膠的三醯基甘油(TAG)開始。粗脫膠TAG置於鹼性溶液(具有代表性的為氫氧化鈉)以便中和游離脂肪酸(FFA)並形成相應的皂分子(例如油酸鈉)。這些皂分子需要從TAG中去除。離心方法用於去除一些皂。然而，有一些中和過程中形成的皂不容易通過該步驟去除，而殘留的皂能夠通過進一步加工去除。殘留皂可通過不同的方法去除。在第一常規的方法中，水洗用於去除殘留的皂由於殘留的皂溶於水，一系列的水洗步驟可以用於去除TAG中殘留的阜。該過程包括將水加入TAG和皂混合物，隨後通過離心分離並去除皂腳。雖然該過程能夠有效地從TAG中去除絕大部分皂，但在TAG中仍然有剩餘的殘留皂分子必須去除。此外，還存在其他不溶於水且因此不能通過水洗方法去除的雜質。因此，TAG的進一步加工是需要的。在第二常規的方法中，使用過濾方法的矽膠處理用於從TAG中去除皂。矽膠處理法已經發展為嘗試最小化從該過程中產生的廢物排出流。將矽膠加入TAG中去除皂，並且還可以去除可能存在的金屬。該過程非常高效，但是需要批次進行，需要過濾，且會產生大量需要處理的廢物濾餅。無論選擇哪種常規化學精煉方法，該過程中的下一步驟都是漂白步驟。在漂白步驟中，TAG與漂白粘土相接觸以去除葉綠素和其他在精製TAG中引起穩定性問題的雜質。傳統上在該過程中使用漂白粘土，這是由於漂白粘土可以有效去除葉綠素色素和TAG中存在的其它微量雜質。漂白粘土還能夠去除在先前的加工步驟中沒有被去除的殘留皂。使用漂白粘土的通常需要批次進行，需要過濾，且導致產生大量需要處理的廢物濾餅。常規化學精煉過程的最後一步是將精煉和漂白的TAG進行除臭處理。除臭處理利用蒸發和真空去除在精煉TAG中引起氣味和顏色問題的任何殘留FFA和其它揮發性雜質。 從該過程中得到的精練的油被稱為精煉的、漂白的、除臭的(RBD)TAG。常規化學精煉工藝包括上述方法的多種變化形式，例如在一個過濾循環中組合進行矽膠和漂白粘土處理。這樣使得TAG更快加工。另一種常規工藝組合使用水洗和二氧化矽處理代替一步或多步水洗步驟。依賴於所使用的工藝不同，TAG的常規化學精煉的缺點是使用大量水並且產生大量廢水排汙和/或固體濾餅廢物。物理精煉過稈常規物理精煉工藝開始於粗脫膠三醯基甘油(TAG)。粗脫膠三醯基甘油首先應用漂白粘土和/或矽膠以去除磷化合物和其它金屬、葉綠素以及在TAG中引起穩定性問題的其它汙染物。物理精煉過程產生大量需要處理的固體濾餅廢物。漂白步驟之後，將TAG進行蒸發處理以去除TAG中存在的絕大部分FFA。根據TAG 的條件，該步驟可以與上面化學精煉工藝中所述的除臭步驟相似的方式進行。如果TAG中 FFA含量高，在最後的除臭步驟之前利用蒸發去除絕大部分FFA。最終得到的TAG被稱為精煉的、漂白的、除臭的(RBD) TAG。常規物理精煉過程包括上述工藝的多種變化形式。TAG的常規物理精煉具有使用大量固體過濾介質並產生大量需要處理的固體廢物的缺點。一般而言，選擇化學精煉或者物理精煉過程依賴於粗脫膠三醯基甘油(⑶TAG)的狀況。包含高含量FFA( >1.5%)的⑶TAG有代表性地使用物理精煉進行加工。這主要是因為隨著⑶TAG中FFA含量增加成皂乳化危險性增加。在精煉步驟中形成的皂越多，乳化的機會就越大，這使得加工難度增加和更高的產量損失。以下專利描述利用吸附劑從三醯基甘油化合物中去除雜質。美國專利號 1，745，952公開了使用吸附劑脫色脂質的方法。美國專利號3，955，004描述了使用二氧化矽和氧化鋁處理食用甘油酯油類以改善顏色和儲存性質的方法。美國專利號2，401，339描述了通過利用固體吸附劑和蒸餾處理油類和蠟類去除雜質的方法。美國專利號4，781，864 公開了利用酸處理的二氧化矽型吸附劑去除葉綠素、有色化合物和磷脂類的方法。美國專利號5，231，201、美國專利號5，248，799、美國專利號5，264，597、美國專利號5，928，639、美國專利號6，248，911、歐洲專利號0295418 Bi、歐洲專利號0566224 A2和英國專利號GB 2058121 A全部涉及在化學和/或物理精煉過程中用無定形二氧化矽處理精煉的甘油酯油以去除雜質的方法。英國專利申請號GB 2122588 A敘述了用於脂肪物質精煉的廢吸附劑再生的方法， 包括首先將廢吸附劑與極性有機溶劑接觸以去除吸附的雜質，和隨後與非極性有機頂替劑將接觸以去除吸附的溶劑並再活化吸附劑。上述專利中沒有一個描述利用柱進行連續純化過程並與吸附劑再生相結合的完整系統。先前專利的申請人沒有一個意識到提供一種連續、可再生吸附劑系統的特性，當使用化學或物理精煉方法時這樣的系統可以用於高效且經濟地去除雜質。為了保存和有效使用稀有資源，應用這種特性的純化系統是令人所希望的。此種系統顯著降低或消除對淡水的需求和對流出物和/或固體廢物的處置或處理。對於食用油的純化，消除批次處理和提供連續的工藝是令人希望的。提供環保的 「綠色」加工工藝也是人們所期望的，環保的「綠色」加工工藝大大降低或消除常規需要的大量體積的淡水、精煉食用油脂所產生的廢水，以及生產、運輸和掩埋固體廢物所需的能源和空間。此外更加期望提供一種加工工藝一旦裝載有吸附劑，其就包括不需要淡水或新的吸附劑來運行的封閉系統，且不產生需要處理或消除的流出物或固體廢物。
發明內容
本發明的連續可再生吸附過程是用於TAG連續純化的環保的「綠色」精煉方法，該方法使用能夠與化學或物理精煉過程聯合使用的粉末化、顆粒化或擠壓化的吸附劑。吸附劑包含於柱或適當的過濾系統並再生用於再使用。該方法相當大地降低了對淡水、廢水排汙處理和固體廢物處置的需求。該方法在化學和/或物理精煉過程中利用吸附劑柱系統作為處理法而不是常規水洗步驟和/或分批過濾步驟以去除粗脫膠和三醯基甘油(CDTAG)中夾帶的皂和其他雜質。在化學精煉過程中，CDTAG首先精煉去除FFA，形成一次精煉三醯基甘油(ORTAG)，然後在除臭步驟之前與裝於柱中的吸附劑相接觸。在物理精煉過程，在去除FFA和除臭步驟之前將CDTAG與裝於柱中的吸附劑相接觸。⑶TAG或ORTAG與足夠量的吸附劑接觸足夠長的時間以去除雜質，例如皂、金屬、 葉綠素和降低精製TAG穩定性的許多其它雜質。柱中吸附劑的生命周期依賴於所加入的 CDTAG或ORTAG中雜質的水平、柱中吸附劑的量和吸附容量，以及排出柱系統的CDTAG或 ORTAG的流速。如此處理TAG所得到的產物適於進行除臭步驟，無需水洗或通過過濾分批吸附處理。一旦排出柱的TAG不再滿足該工藝中下一步驟需要的參數，系統中的吸附劑柱需要再生用於再使用。吸附劑的這種再生使得本發明的系統既經濟又環保。吸附劑的再生和再使用消除了常規化學和物理精煉過程中所產生的大量廢水和/或固體濾餅廢物。與吸附劑處理相反，吸附劑再生減少了固體廢物的產生。通過蒸餾本發明再生過程中所使用的溶劑進行回收進一步增強了本工藝的經濟性和環境益處。依賴於用於精煉和加工TAG的方法有幾種不同的實施方案可以用於再生吸附劑。 在第一個可用於化學或物理精煉過程中的食用油純化的實施方案中，吸附劑再生的第一步包括用非極性溶劑(NPS)，例如己烷(有代表性地用於粗TAG的溶劑提取過程)，回收被吸附劑所吸附的殘留TAG。NPS穿過吸附劑柱從吸附劑上洗脫吸附的TAG，TAG溶於NPS。當本發明的系統用於油料種子加工廠，具體而言用於油提取過程，所得到的排出吸附劑柱的NPS和TAG混合物能夠直接加入來自油提取過程中TAG提取步驟的NPS和TAG。 來自該吸附劑再生第一步的NPS被回收，有代表性地通過蒸餾回收，該NPS與來自油料種子粗TAG溶劑提取過程的NPS —起再使用。備選地，如果沒有上遊的TAG提取步驟，能夠通過蒸餾分離NPS和TAG混合物，並且殘留TAG能夠被遞送到工藝中下遊的下一步驟進行進一步加工，有代表性地為除臭作用和FFA汽提，而且NPS可以被回收並在再生過程中再使用。 如果從分離過程得到的TAG不能滿足所需參數或規範，應該返回上遊到達吸附劑柱重複處理。在吸附劑再生的第二步驟中，極性溶劑(PS)，例如甲醇或乙醇，與酸，例如硫酸，相混合，並穿過吸附劑柱以去除包含於吸附劑內或吸附劑上的被吸附的雜質。PS和酸溶液穿過排出柱直到所得到的PS和酸溶液濾出液中沒有顯著量的雜質為止。再生的吸附劑然後可再使用於純化過程。吸附劑能夠多次再使用直至其失去了吸附容量或者物理降解不能再次被使用的程度。再生工藝中第二步驟所得到的混合物包含PS、酸、烷基皂、金屬、葉綠素和其它雜質。通過蒸餾能夠回收來自PS、酸和雜質混合物的PS用於再使用。蒸餾步驟包括將PS、酸和雜質混合物經受加熱和/或真空以至於僅PS揮發並隨後被收集回收以便在吸附劑再生過程中再使用。通過蒸餾過程沒有揮發的剩餘殘留物可以或者被除掉，或者優選地，被進一步加工為附加值產品。在能夠用於化學精煉過程的第二個實施方案中，再生能夠通過單一溶劑完成。極性溶劑(PS)，例如甲醇或乙醇，與酸，例如硫酸，相混合，並穿過吸附劑柱以去除包含於吸附劑內或吸附劑上的被吸附的雜質。PS和酸溶液穿過吸附劑柱直到所得到的PS和酸溶液濾出液中沒有顯著量的雜質為止。再生的吸附劑然後可再使用於純化過程。吸附劑能夠多次再使用直至其失去了吸附容量或者物理降解不能再次被使用的程度。再生過程中所得到的混合物包含PS、酸、烷基皂、金屬、葉綠素、TAG和其它雜質， 該混合物可進行進一步加工以回收殘留的TAG和PS。通過蒸餾能夠回收PS用於再使用。蒸餾步驟包括將PS、酸、TAG和雜質的混合物經過加熱和/或真空以至於僅PS揮發並隨後被收集回收以便在吸附劑再生過程中再使用。通過蒸餾過程沒有揮發的剩餘殘留物可以或者被除掉，或者優選地，被進一步加工回收殘留的TAG。為了回收殘留TAG，通過蒸餾過程未被蒸發的殘留物，其包含烷基皂、金屬、葉綠素、殘留TAG和其它雜質，可以被回加到上遊向CDTAG加入鹼性溶液的工藝處。然後離心 CDTAG，將來自再生過程的雜質與殘留的TAG分離。回收的TAG與離心後的ORTAG合到一起。 然後回收的TAG成為ORTAG的一部分，然後其可以穿過如上所述的吸附劑柱被進一步加工。在能夠用於物理精煉過程的第三個實施方案中，再生能夠通過單一溶劑完成。極性溶劑(PS)，例如甲醇或乙醇，穿過吸附劑柱以去除包含於吸附劑內或吸附劑上的雜質。PS 穿過吸附劑柱直到所得到的PS濾出液中沒有顯著量的雜質為止。再生的吸附劑然後可再使用於純化過程。吸附劑能夠多次再使用直至其失去了吸附容量或者物理降解不能再次被使用的程度。
再生過程中所得到的混合物包含PS、烷基皂、金屬、葉綠素和殘留TAG，該混合物可進行進一步加工以回收PS和可能的其它組分。通過蒸餾能夠回收PS用於再使用。蒸餾步驟包括將PS、TAG和雜質的混合物經過加熱和/或真空以至於僅PS揮發並隨後被收集回收以便在吸附劑再生過程中再使用。通過蒸餾過程沒有揮發的剩餘殘留物可以被進一步加工產生附加值產品或進行處理清除。不管選擇哪種方法用於再生過程，再生過程之後，吸附劑都含有吸附於其內的少許殘留溶劑。柱中殘留溶劑的量取決於再生過程後柱如何乾燥。一旦粗TAG液流重新開始穿過再生的吸附劑柱，來自吸附劑的殘留溶劑將夾帶於TAG中首先穿過柱。流出柱的夾帶溶劑的TAG可以直接送到精煉工藝中的除臭步驟，該步驟將從TAG中去除溶劑。備選地，在被送到精煉工藝中除臭步驟之前，流出夾帶溶劑的柱的TAG可以進行單獨的蒸發步驟以便去除TAG中的溶劑。通過參考以下附圖，將更加充分地闡述本發明。
圖1是依照本發明的敘述在化學精煉應用中使用吸附劑柱純化方法純化動物和植物油類的系統的示意圖。圖2是依照本發明的敘述在化學精煉應用中使用多吸附劑柱純化方法純化動物和植物油類的系統備選方案的示意圖。圖3是依照本發明的敘述在物理精煉應用中使用吸附劑柱純化方法純化動物和植物油類的系統的示意圖。圖4是依照本發明的敘述在物理精煉應用中使用多吸附劑柱純化方法純化動物和植物油類的系統備選方案的示意圖。圖5是在化學和物理精煉過程中使用非極性溶劑和極性溶劑+酸進行吸附劑雙重溶劑再生的示意圖。圖6是在化學精煉過程中使用極性溶劑和酸進行吸附劑單一溶劑再生的示意圖。圖7是在物理精煉過程中使用極性溶劑進行吸附劑單一溶劑再生的示意圖。
具體實施例方式將更加詳細地提到本發明的優選實施方案，其中一個實例在附圖中闡述。如果可能的話，相同的參考數字將在附圖和說明書通篇中指相同或者相似的部分。圖1是依照本發明的描述通過吸附劑系統10進行食用油連續純化的示意圖。在第一個實施方案中，裝載吸附材料14的單一吸附劑柱12用於從化學精煉過程純化一次精煉三醯基甘油(ORTAG) 16。ORTAG 16與足夠量的吸附材料14接觸足夠長時間以去除降低精煉TAG穩定性的雜質，例如皂、葉綠素、金屬、磷、磷脂、膠、游離脂肪酸(FFA)、香味化合物、 臭味化合物和有色化合物，以及其它雜質。適合的吸附材料14包括碳、二氧化矽、沸石、金屬矽酸鹽、金屬氧化物、矽膠、活性氧化鋁、漂白粘土和活化的漂白粘土。吸附材料14可以是粉末、顆粒化或擠壓化或者其它處理以便利於流經吸附劑柱12。在優選的實施方案中，吸附材料14是矽酸鎂、合成的矽酸鎂、矽膠、活性氧化鋁、漂白粘土或活化的漂白粘土。從吸附劑柱12排出的純化的TAG 17適於進行除臭過程18而無需水洗或分批吸附過濾處理。除臭過程18能夠使用蒸發或真空去除任何殘留的FFA和其它揮發性雜質。經過除臭過程18後得到精煉、漂白、除臭(RBD)的TAG 19。在化學精煉過程的實施方案中，使用腐蝕性精煉步驟22精煉粗脫膠 TAG (CDTAG) 20。在腐蝕性精煉步驟22中，CDTAG 20暴露於鹼性溶液，例如氫氧化鈉溶液， 以便中和游離脂肪酸並形成相應的皂分子。皂腳分離步驟26產生皂腳28，去除皂腳28獲得ORTAG 16。皂腳分離步驟26可以通過離心去除皂腳28進行。在柱吸附純化步驟中，ORTAG 16流經吸附劑柱12直到吸附材料14不再從ORTAG 16中去除多餘的雜質為止。這通過比較進入吸附劑柱12的0RTAG16中雜質的水平和從吸附劑柱12流出的純化的TAG 17中雜質的水平而確定。此時，由於流出吸附劑柱12的純化的TAG 17不再滿足必需規範或預期參數，如下所述進行吸附材料14的再生。如圖2所示，在第二個通過吸附劑系統100連續純化食用油的實施方案中，串聯使用裝載吸附材料14的多個吸附劑柱12a-12b來純化來自化學精煉過程16的0RTAG。使用多吸附劑柱進行連續過程。化學精煉過程和皂腳分離步驟26之後，ORTAG 16在前吸附劑柱12a中與吸附材料14接觸。流出吸附劑柱12a的純化的TAG 17a在裝載吸附材料14的後吸附劑柱12b中與吸附材料14相接觸以去除純化的TAG 17a中剩餘的雜質。ORTAG 16和純化的TAG 17a與足夠量的吸附材料14接觸足夠長時間以去除降低精煉TAG穩定性的雜質，例如皂、葉綠素、金屬、和許多其它雜質。如此處理ORTAG將得到精煉的純化的TAG，其在進行除臭過程18之前無需水洗或分批吸附過濾處理。在柱吸附純化步驟中，ORTAG 16和純化的TAG 17a流經柱直到吸附材料14不再去除足量的雜質為止。這通過比較進入前吸附劑柱12a和後吸附劑柱12b的ORTAG 16和 /或純化的TAG 17a中雜質的水平，與流出各前吸附劑柱12a和後吸附劑柱12b的純化TAG 17a和純化的TAG 17b中雜質的水平而確定。此時，流出吸附劑柱12的純化TAG 17不再滿足該過程中下一步驟的必需規範或預期參數(由每個柱適當確定)，如下所述進行前柱的再生。如圖3所示，在第三個通過吸附劑系統200連續純化食用油的物理精煉過程實施方案中，裝載吸附材料14的單一吸附劑柱12用於純化粗脫膠三醯基甘油(CDTAG) 20。粗 TAG被脫膠並離心分離水溶性膠，例如磷脂，之後，CDTAG20與足夠量的吸附材料14接觸足夠長時間以去除降低純化的TAG穩定性的雜質，例如皂、葉綠素、金屬、和許多其它雜質。如此處理⑶TAG，無需額外的分批吸附過濾處理即得到加工後的TAG。在該時間點，純化的TAG 17適用於汽提過程50以便去除絕大部分FFA，隨後通過除臭過程18進一步加工得到精煉、 漂白、除臭(RBD)的TAG 19。在柱吸附純化步驟中，⑶TAG 20流經吸附劑柱12直到吸附材料14不再從⑶TAG 20去除足量的雜質為止。這通過比較進入吸附劑柱12的CDTAG 20中雜質的水平和流出吸附劑柱12的純化的TAG 17中雜質的水平而確定。此時，流出吸附劑柱12的純化的TAG 17 不再滿足該過程中下一步驟的必需規範或預期參數時，進行吸附材料14的再生。當進行再生時，當第一個柱進行如上所述再生時可以使用第二個柱進行純化過程。這實現了連續過程。如圖4所示，在第四個實施方案中，串聯使用裝載吸附材料14的多個吸附劑柱 12a-12b用於物理精煉過程純化粗脫膠三醯基甘油(⑶TAG) 20。使用多吸附劑柱允許進行
9連續過程。粗TAG被脫膠並離心分離水溶性膠，例如磷脂，之後，CDTAG 20在裝載吸附材料 14的前吸附劑柱12a和後吸附劑柱14b中與吸附材料14相接觸以便去除CDTAG 20中的雜質。CDTAG 20與足夠量的吸附劑接觸足夠長時間以去除降低精煉TAG穩定性的雜質， 例如皂、葉綠素、金屬、和雜質。如此處理⑶TAG將得到無需另外分批吸附過濾處理加工後的TAG。在該時間點，純化的TAG 17b適用於汽提過程50以便去除絕大部分FFA，隨後通過除臭過程18進一步加工。在柱吸附純化步驟中，⑶TAG 20流經柱12a和柱12b直到吸附劑不再從⑶TAG 20 去除足夠的雜質為止。這通過比較進入前吸附劑柱12a和後吸附劑柱12b的⑶TAG 20和 /或純化的TAG 17a中雜質的水平和流出柱的純化的TAG 17a和純化的TAG 17b中雜質的水平而確定。在此時間點，流出吸附劑柱12的純化TAG 17不再滿足該過程中下一步驟的適於每個柱確定的必需規範或預期參數，如下所述進行前柱的再生。在圖1-4所示的化學精煉過程或物理精煉過程的再生過程中，從吸附劑柱12向待再生吸附劑柱12的加載停止並且吸附劑柱12中的吸附材料14被再生。如圖5所示，來自非極性溶劑池33的非極性溶劑(NPS) 34流經吸附劑柱12被再生。一種適當的NPS 34是己烷。NPS 34流經吸附劑柱12洗脫吸附的TAG，TAG溶於來自吸附材料14的NPS 34。排出吸附劑柱12的NPS和TAG混合物35可以被任選送到NPS和TAG提取步驟36。判定模塊 401決定該過程是否包括溶劑提取步驟。如果該過程包括溶劑提取步驟，NPS和TAG混合物 35被加入到上遊溶劑提取步驟(先於如圖1-4所示的步驟20)。如果該過程不包括溶劑提取步驟，NPS和TAG混合物35繼續至NPS蒸餾步驟37以再生回收的TAG 38和回收的NPS 39。判定模塊402決定回收的TAG 38是否滿足所需的參數或規範。如果回收的TAG 38滿足所需的參數或規範，回收的TAG 38可以進入後面的除臭過程18。如果回收的TAG 38不滿足所需的參數或規範，回收的TAG 38被送至吸附劑柱12重新處理。回收的NPS 39可以通過將回收的NPS 39加入非極性溶劑池33進行再使用。在吸附材料14再生的第二步驟中，極性溶劑40與極性溶劑和酸池42中的酸41 混合。適宜的極性溶劑是醇，例如甲醇或乙醇。適宜的酸是硫酸。極性溶劑和酸混合物43 穿過吸附劑柱12以去除包含於吸附材料14之中和之上的所吸附的雜質。極性溶劑和酸混合物43穿過吸附劑柱12直到排出吸附劑柱12的混合物45的雜質水平為零時為止，這表明即使不是全部也是大多數雜質已經被極性溶劑溶液從吸附劑14洗脫。混合物45包含極性溶劑、酸、烷基皂、金屬、葉綠素和其它雜質。極性溶劑蒸餾46可以用於從皂和其它雜質 48中再生所回收的極性溶劑47。極性溶劑蒸餾46可將混合物45經過加熱和/或真空以提供回收的極性溶劑47。所回收的極性溶劑47可以通過將所回收的極性溶劑47加入到極性溶劑和酸池42進行再利用。在如圖2和4所示的多柱系統再生過程中，柱處理過程中串連中的第一後柱12b 成為新的前柱並且任意後續的後柱以相互接觸的順序上移。最遲的前柱中的吸附材料14 被再生用於再使用並成為系統中新的最後一個後柱。在備選的實施方案中，單一溶劑再生可用於如圖1-2所示的化學精煉過程中。如圖6中所示，從吸附劑柱12向待再生吸附劑柱12的加載停止並且吸附劑柱12中的吸附材料14被再生。極性溶劑40與極性溶劑和酸池42中的酸41混合。適宜的極性溶劑是醇，例如甲醇或乙醇。適宜的酸是硫酸。極性溶劑和酸混合物43穿過吸附劑柱12以去除包含於吸附材料14之中和之上的所吸附的雜質。極性溶劑和酸混合物43穿過吸附劑柱12直到排出吸附劑柱12的混合物45的雜質水平為零時為止，這表明即使不是全部也是大多數雜質已經被極性溶劑溶液從吸附劑洗脫。混合物60包含極性溶劑、酸、烷基皂、殘留TAG和其它雜質。極性溶劑蒸餾62可以用於再生所回收的極性溶劑67。極性溶劑蒸餾62可將混合物60經過加熱和/或真空以提供回收的極性溶劑67。所回收的極性溶劑67可以通過將所回收的極性溶劑67加入到極性溶劑和酸池42進行再利用。殘留的TAG和其它雜質 64可以在將鹼溶液加入步驟22中的⑶TAG中的時間點加入到工藝中的上遊，如圖1和2所示 ο在備選的實施方案中，吸附劑的單一溶劑再生可以用於物理精煉過程中，如圖3-4 所示。極性溶劑40穿過吸附劑柱12以去除包含於吸附材料14之中和之上的所吸附的雜質，如圖7所示。極性溶劑40穿過吸附劑柱12直到排出吸附劑柱12的混合物70的雜質水平為零時為止，這表明即使不是全部也是大多數雜質已經被極性溶劑溶液濾液從吸附劑14 洗脫。混合物70包含極性溶劑、皂、殘留TAG和其它雜質。極性溶劑蒸餾72可以用於再生所回收的極性溶劑77。極性溶劑蒸餾72可將混合物70經受加熱和/或真空以提供回收的極性溶劑77。所回收的極性溶劑77可以通過將所回收的極性溶劑77加入到極性溶劑40 進行再利用。在步驟74中，沒有被蒸餾過程72揮發的剩餘的殘留物73可以被進一步加工或者處理。剩餘的殘留物73可以包括殘留的TAG、皂或其它雜質。本發明可以通過下面的實施例進一步闡述，但是應當理解，包括這些實施例僅僅為了例證的目的並不旨在限制本發明的範圍，除非另外明確指出。在說明書、實施例和權利要求書中的所有百分數、比值和其中的部分按重量計並且是近似值，除非另外說明。實施例1 使用合成矽酸鏷的雙柱純化ORTAG穿過如圖2所示的包含2g合成矽酸鎂(D-SOL D60，來自The Dallas Group of America, ffhitehouse, NJ)的串聯的雙柱系統。使用相同的吸附劑以相同的ORTAG原料測試兩個不同的流速。從該測試得到結果總結示於表1中。ORTAG穿過柱直到排出柱的 ORTAG的皂含量大於5ppm時為止。ORTAG的起初皂濃度在80_130ppm之間。此外，分析了多個樣品的葉綠素a。這些結果示於表2中。起初的ORTAG包含大約 1. 8ppm葉綠素a。在排出柱的TAG包含大於5ppm皂時，停止柱處理並且再生在前柱中的合成矽酸鎂，如圖5所示。己烷溶液首先穿過柱以去除殘留於柱內或柱上任何殘留的TAG。在該步驟完成之後，包含在乙醇中的0. 10%硫酸(93% )的溶液穿過柱直到排出柱的乙醇/硫酸混合物包含皂的值為零時為止。在產物再生之後，後柱成為新的前柱並且再生的前柱被置於串聯的後面成為新的後柱。此後，ORTAG穿過柱系統。表1 使用合成矽酸鎂的柱純化總結
權利要求
1.用於純化動物油和植物油的方法，包括採用一個或多個吸附劑柱處理粗三醯基甘油(TAG)，所述柱包含用於從粗TAG去除一種或多種雜質的吸附材料。
2.權利要求1的方法，其中所述TAG連續地流經所述一個或多個柱。
3.權利要求1的方法，其中所述粗三醯基甘油是脫膠的(CDTAG)。
4.權利要求1的方法，其中所述雜質包含磷、皂、金屬、游離脂肪酸(FFA)、香味化合物、 臭味化合物、發色體和葉綠素中的一種或多種。
5.權利要求1的方法，其中吸附材料是粉末、顆粒化的、擠壓的或被處理成便於流經所述一個或多個柱的其他形式。
6.權利要求1的方法，其中所述吸附材料選自碳、二氧化矽、沸石、金屬矽酸鹽、金屬氧化物、漂白粘土和酸活化漂白粘土。
7.權利要求1的方法，其中所述吸附材料是矽酸鎂。
8.權利要求1的方法，其中所述吸附劑是合成的矽酸鎂。
9.權利要求1的方法，其中所述吸附劑是矽膠。
10.權利要求1的方法，其中所述吸附劑是活性氧化鋁。
11.權利要求1的方法，其中所述吸附劑是漂白粘土。
12.權利要求1的方法，其中所述吸附劑是酸活化漂白粘土。
13.權利要求1的方法，還包括步驟再生所述吸附材料，以從所述吸附材料去除吸附的雜質，由此提供所述吸附材料的再使用。
14.權利要求13的方法，其中吸附材料的再生在採用第一溶劑的第一步驟中和在採用第二溶劑的第二步驟中進行。
15.權利要求14的方法，其中吸附材料中吸附的所述TAG在採用第一溶劑的第一步驟中從吸附材料中去除。
16.權利要求15的方法，其中所述第一溶劑是非極性溶劑。
17.權利要求16的方法，其中第一溶劑是己烷。
18.權利要求14的方法，其中吸附在吸附材料中和吸附材料上的雜質在採用第二溶劑的第二步驟中從吸附材料去除。
19.權利要求18的方法，其中所述第二溶劑是極性溶劑。
20.權利要求19的方法，其中所述第二溶劑包含酸。
21.權利要求20的方法，其中所述酸是硫酸。
22.權利要求18的方法，其中所述第二溶劑是乙醇。
23.權利要求18的方法，其中所述第二溶劑是甲醇。
24.權利要求15的方法，其中所述第一溶劑從第一溶劑和在再生過程中從所述吸附材料去除的TAG的混合物中分離，所述第一溶劑被回收用於再使用並且從第一溶劑和TAG的混合物分離的TAG被進一步處理。
25.權利要求24的方法，其中所述第一溶劑使用蒸餾從所述混合物分離。
26.權利要求15的方法，其中所述第一溶劑和在再生過程中從所述吸附劑去除的TAG 的混合物向上遊反向循環並且混合入來自從油籽提取油步驟的溶劑和TAG的混合物中。
27.權利要求15的方法，其中所述第一溶劑從所述第一溶劑和TAG的濾液中分離，並且所述第一溶劑被回收用於再使用。
28.權利要求27的方法，使用蒸餾從所述第一溶劑和TAG的濾液分離所述第一溶劑。
29.權利要求觀的方法，其中在第一溶劑從所述第一溶劑和TAG的濾液分離後剩餘的 TAG被進一步處理。
30.權利要求18的方法，其中所述第二溶劑從來自再生的第二溶劑和雜質的濾液分離，並且第二溶劑被回收用於再使用。
31.權利要求30的方法，其中所述第二溶劑使用蒸餾從第二溶劑和雜質的濾液與雜質分離。
32.權利要求30的方法，其中在第二溶劑從第二溶劑和雜質的濾液分離後剩餘的雜質被進一步加工或去掉。
33.權利要求13的方法，其中所述吸附材料的再生在一個步驟中用溶劑進行。
34.權利要求33的方法，其中吸附在吸附材料中的TAG和吸附在吸附材料中和吸附材料上的雜質用溶劑從吸附材料去除。
35.權利要求34的方法，其中所述溶劑是極性溶劑。
36.權利要求35的方法，其中所述溶劑包含酸。
37.權利要求36的方法，其中所述酸是硫酸。
38.權利要求35的方法，其中所述溶劑是乙醇。
39.權利要求35的方法，其中所述溶劑是甲醇。
40.權利要求34的方法，其中所述溶劑從溶劑、TAG和雜質的濾液分離並且所述溶劑被回收用於再使用。
41.權利要求40的方法，其中所述溶劑使用蒸餾從溶劑、TAG和雜質的濾液分離。
42.權利要求40的方法，其中在從濾液分離溶劑後殘留的濾液被向上遊反向循環並且與粗TAG混合，並且還包括粗TAG的鹼中和步驟。
43.權利要求42的方法，其中粗TAG通過離心與雜質分離。
44.權利要求43的方法，其中殘留雜質被離心進入皂腳中。
45.權利要求13的方法，其中溶劑用於再生吸附材料的步驟中，在吸附材料再生步驟後，吸附在再生吸附劑中的溶劑被夾帶在流經再生吸附劑柱的粗TAG中。
46.權利要求45的方法，其中夾帶在流自再生柱的TAG中的溶劑與TAG分離並且被回收用於再使用。
47.權利要求46的方法，其中溶劑與TAG的分離在除臭步驟中進行。
48.權利要求46的方法，其中溶劑與TAG的分離通過在除臭步驟之前在溶劑從TAG中蒸發的步驟進行。
49.權利要求48的方法，其中TAG被送至用於純化動物油和植物油的方法的除臭步驟。
全文摘要
描述了使用粉末的、顆粒的或擠壓的吸附劑的用於三醯基甘油(TAG)連續純化的經濟和環保「綠色」過程，該過程可用於食用油和脂肪的化學精煉或物理精煉，兩者均常規用於精煉TAG。吸附劑包含於柱系統中並且被再生用於多次再使用。過程利用吸附劑柱系統分別作為化學精煉之後或物理精煉之前的處理，而不是水或過濾，以去除粗三醯基甘油中夾帶的皂和其它雜質。在化學精煉過程中，粗脫膠三醯基甘油(CDTAG)被第一次精煉以去除FFA，形成一次精煉的三醯基甘油(ORTAG)，然後在除臭之前與包裝在柱內的吸附劑接觸。在物理精煉過程，粗脫膠三醯基甘油(CDTAG)在去除FFA和隨後的除臭之前與包裝在柱內的吸附劑接觸。CDTAG或ORTAG與包裝在一個柱或串聯的多個柱內的吸附劑相接觸足夠長的時間以去除雜質，例如但不限於，皂、金屬、葉綠素和降低TAG穩定性的許多其它化合物。排出柱的最終TAG可以用於除臭過程。一旦吸附劑不再去除預期量的雜質，便將其再生用於再使用。此種連續可再生吸附劑精煉過程相當大地降低所需要的淡水量和純化TAG所產生的廢水量，並降低所產生的固體廢物的量。結果得到一種經濟且環保的食用油精煉方法。
文檔編號C07J9/00GK102171236SQ200980139300
公開日2011年8月31日 申請日期2009年10月2日 優先權日2008年10月2日
發明者布萊恩·L·貝特拉姆, 布萊恩·S·庫克, 詹姆斯·R·芒森 申請人:美國達拉斯集團公司