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PROCEDE ET INSTALLATION POUR L'EXTRACTION DE MATIERES GRASSES A PARTIR DE
PRODUITS BRUTS EN CONTENANT.
La présente invention est relative à l'extraction des matières grasses à partir de produits bruts en contenant.
Dans les brevets belges n 496. 661 et 496.662, on a décrit des procédés pour séparer la graisse des os et des produits gras mous ou tendres à l'état brut consistant à soumettre des morceaux du produit brut à des im- pacts intenses alors qu'ils sont en suspension dans l'eau ou entourés d'eau, la graisse étant ainsi libérée sous forme solide et étant recueillie par flottation subséquente. Le mode opératoire préféré mentionné dans les brevets précités pour soumettre le produit brut aux impacts intenses alors qu'il est en suspension dans l'eau est de faire passer ce produit, en même temps qu'u- ne quantité considérable d'eau, dans un broyeur à marteaux fonctionnant à grande vitesse.
La demanderesse a découvert qu'un traitement similaire peut être appliqué à l'extraction des matières grasses à partir de produits végétaux bruts, tels que, par exemple les graines oléagineuses, noix de coco et olives. Dans le cas de ces produits bruts, la matière grasse est contenue dans une structure cellulaire ou dans une structure de type analogue et on a découvert qu'en soumettant ces produits bruts à des impacts intenses alors qu'ils sont entourés par ou mis en suspension dans une quantité de liquide égale à plusieurs fois le poids du produit brut, les impacts étant transmis en totalité ou en partie par le liquide, on rompt les cellules ou structures analogues renfermant la matière grasse, ce qui permet l'extraction de ces produits bruts et la libération de la matière grasse qui est incluse, celle-ci devenant disponible pour une séparation ultérieure.
Suivant l'invention, on réalise un procédé pour rompre les cellules renfermant des matières grasses des produits végétaux bruts afin de li-
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bérer la matière grasse en vue d'une séparation ultérieure,ce procédé consistant à soumettre le produit brut en suspension dans ou entouré par un volume de liquide relativement important à des impacts intenses transmis en totalité ou en partie par le liquide, en rompant ainsi la structure cellulaire ou de type analogue et en libérant la matière grasse.
Certains produits végétaux bruts et certains produits d'origine marine contenant des matières grasses,donnent, lorsqu'ils sont soumis à des impacts intenses en présence d'un liquide de la manière décrite, des mélanges qui sont difficilement séparables par flottation.
La difficulté de séparation de la matière grasse à partir du mélange résultant du traitement précité au sein du liquide est fonction de plusieurs facteurs. Parmi ceux-ci on peut citer la durée pendant laquelle le produit brut est soumis à des impacts en présence du liquide, la dimension des cellules dans lesquelles était à l'origine la matière grasse, la dimension des particules de matière grasse dans les cellules d'origine, l'épaisseur et la résistance de la paroi cellulaire d'origine, le rapport entre les poids spécifiques de la matière grasse et du liquide dans lequel a été effectué le traitement, l'état physique de la matière grasse, c'est-à-dire son état solide ou liquide à la température ambiante, la composition chimique de la matière grasse, la tension interfaciale existant entre la matière grasse et le liquide,
et l'effet stabilisant des solides résiduels et notamment de ceux qui sont fins, susceptibles d'être présents après le traitement de la matière grasse au sein du liquide.
Dans le cas des produits bruts mentionnés dans les brevets précités, tous ces facteurs se combinent favorablement pour donner un mélange à partir duquel il est aisé de séparer par flottation la matière grasse du liquide. Ceci est également vrai pour certains produits végétaux bruts contenant des matières grasses.
Cependant, certains produits végétaux bruts et certains produits bruts d'origine marine contenant des matières grasses donnent des mélanges pour lesquels les facteurs précités ne sont pas favorables à une séparation par flottation; la demanderesse a découvert qu'en ce cas il est plus efficace de séparer du liquide la matière grasse extraite en soumettant d'abord le mélange de matière grasse et de liquide à une séparation centrifuge dans une centrifugeuse du type à panier en mettant en oeuvre une force centrifuge relativement faible.
Lorsque la difficulté de la séparation par flottation est, dans une large mesure, due à la présence de solides résiduels et en particu- lier de résidus solides fins qui exercent une action stabilisante, la séparation sous l'action d'une force centrifuge relativement faible tend à séparer la plus grande partie des solides résiduels du mélange liquide contenant la matière grasse en suspension.
Le mélange liquide résultant, dont ont été enlevés les solides résiduels, est alors soumis à une seconde séparation centrifuge dans une centrifugeuse en continu mettant en oeuvre une force centrifuge relativement grande.
Afin d'obtenir la séparation la plus efficace, la matière grasse doit être liquide au cours de la seconde séparation centrifuge et le mélange liquide précité peut être chauffé au-dessus du point de fusion de la matière grasse, avant cette séparation, si la matière grasse est solide à la tempé- rature utilisée lors de la première séparation centrifuge.
Des essais pour soumettre immédiatement le mélange résultant du traitement d'impact à une centrifugation en continu mettant en oeuvre une force centrifuge élevée, soit avant, soit après chauffage au-dessus du point de fusion de la matière grasse, ne se sont pas soldés par une séparation nette de la matière grasse du liquide et des solides résiduels.
Selon une autre caractéristique de l'invention, on sépare donc un mélange difficilement séparable par flottation et obtenu en soumettant certains types des produits bruts précités à des impacts intenses alors
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qu'ils sont entourés par un liquide ou en suspension dans un liquide, au moyen d'une opération de centrifugation en deux stades en vue de recueillir un produit de forte teneur en matière grasse.
Comme on le verra par la suite, le liquide utilisé au cours du traitement d'impact n'a pas besoin d'être de l'eau, bien que dans la plupart des cas l'eau soit un liquide approprié pour des raisons économiques. De même, le procédé n'est pas limité au traitement de produits bruts en vue de recueillir les corps gras vrais, c'est-à-dire des triglycérides liquides ou solides d'acides gras, mais s'applique également à la séparation de pratiquement toutes les matières analogues à des corps gras à partir de produits bruts en contenant.
En d'autres termes, l'invention vise aussi la séparation de matières analogues à des corps gras telles que les cires, les stérols ou leurs composés comme les esters ou les glucosides de stérols, qui ont les mêmes propriétés physiques générales et les mêmes propriétés générales de solubilité que les corps gras vrais, à partir de produits bruts contenant de tels corps dans des cellules ou des structures similaires, le terme "matière grasset' utilisé ici comprenant les corps gras vrais et les matières analogues à des corps gras qu'on vient de mentionner.
Pour mettre en oeuvre l'invention, on fait arriver des morceaux d'un produit brut végétal ou d'origine marine contenant de la matière grasse dans des cellules ou des structures similaires dans l'orifice d'entrée d'un broyeur à marteaux d'un type comprenant plusieurs marteaux portés à la périphérie d'un rotor à grande vitesse de rotation.
Le rotor est enfermé dans une enveloppe ou carter comportant une partie inférieure fermée par une grille munie-d'ouvertures, ayant de préférence la forme de fentes, de dimensions telles qu'elles empêchent le passage des morceaux de produit brut avant qu'ils n'aient été réduits en morceaux plus petits dans le broyeur. Les morceaux de produit brut peuvent être des graines individuelles contenant des matières grasses ou des morceaux brisés ou découpés de produits bruts tels que des olives ou encore des poissons ou foies de poissons contenant des matières grasses ou des morceaux d'autres produits bruts contenant de la matière grasse, tels que des feuilles ou autres parties de certaines plantes contenant de la cire dans des structures du type cellulaire.
Les morceaux de produit brut amenés dans le broyeur sont dirigés dans le trajet des marteaux et sont soumis à des impacts intenses alors qu'ils sont entourés par ou en suspension dans le liquide qui est introduit simultanément dans le broyeur, les impacts étant transmis en totalité ou en partie par le liquide.
Il est prévu un jeu notable entre les extrémités des marteaux et les parois de l'enveloppe de telle sorte que les morceaux de produit brut ne sont pas écrasés entre les marteaux et la surface de l'enveloppe.
La vitesse périphérique des marteaux est, en général, comprise entre 12,5 et 150 mètres par seconde, Les intenses impacts résultants auxquels sont ainsi soumis les morceaux de produit brut et la vitesse relative élevée qui se développe entre les morceaux de produit brut et le liquide rompent les cellules du produit contenant la matière grasse en libérant la matière grasse et en provoquant le lessivage de la matière grasse du produit résiduel et sa mise en suspension dans le liquide.
Le liquide introduit dans le broyeur est habituellement de l'eau telle que de l'eau ordinaire du robinet à la température ambiante ou à celle du robinet, c'est-à-dire, à une température comprise entre 0 et 25 C, bien qu'on puisse utiliser des températures plus élevées, inférieures au point d'-ébullition du liquide.
Dans le cas où le produit brut contient une quantité notable de solides qui sont solubles dans l'eau, par exemple des protéi- nes solubles que l'on désire retenir comme matière solides résiduelle, il est quelquefois possible de diminuer la solubilité de ces solides en utili- sant de l'eau contenant des électrolytes dissous, par exemple du sulfate de sodium ou du chlorure de sodium ou de calcium qui exercent un effet de relar-
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gage ou dinsolubilisation. On peut également jouer sur le réglage du pH de l'eau pour réduire au minimum la solubilité de certaines matières résiduelles.
Les sels précités ou d'autres matières solubles qui sont inertes ou n'exercent pas une action nuisible sur la matière grasse ou bien encore des constituants désirables au point de vue économique des matières solides résiduelles peuvent être également utilisés comme agents de charge pour l'eau dans le cas où la matière grasse à recueillir possède un poids spécifique très proche de celui de l'eau, afin d'obtenir une séparation centrifuge en continu satisfaisante de la matière grasse.
Les liquides autres que l'eau dans lesquels la matière grasse est sensiblement insoluble et dans lesquels de préférence les solides résiduels du produit brut sont insolubles ou sensiblement tels peuvent être également utilisés, comme, par exemple, les monoalcools aliphatiques liquides ayant au moins trois atomes de carbone et les glycols y compris les polyalkylène glycols liquides ou d'autres liqui- .des organiques dans lesquels la matière grasse et les résidus des matières brutes sont sensiblement insolubles. Des mélanges aqueux d'alcools miscibles à l'eau ou d'autres liquides organiques miscibles à l'eau peuvent aussi être employés.
Les exigences essentielles auxquelles doivent satisfaire les liquides utilisables selon l'invention ne sont pas fonction des propriétés chimiques de ceux-ci aussi longtemps qu'ils n'exercent pas d'action chimique nuisible sur la matière grasse à recueillir ou sur la matière solide résiduelle. il faut essentiellement que la matière grasse à recueillir, ainsi que tout ou partie des résidus solides des morceaux de produits brut après enlèvement de la matière grasse soient sensiblement insolubles dans le liquide et que le liquide nait pas une trop grande viscosité, c'est-àdire une viscosité exprimée en centipoises non supérieure à quatre fois environ celle de l'eau et de préférence non supérieure à environ deux fois celle de l'eau à la température mise en oeuvre dans le broyeur.
Le liquide doit également avoir un point d'ébullition quelque peu plus élevé que le point de fusion de la matière grasse à recueillir lorsqu'il est souhaitable de faire fondre la matière grasse au cours de la séparation et doit avoir aussi un poids spécifique différent à la fois de celui de la matière grasse et de celui du résidu solide.
La quantité de liquide introduite dans le broyeur s'échelonne environ entre 3 et 30 fois le poids du produit brut introduit dans le broyeur pendant la même durée et habituellement entre 5 et 10 fois le poids de ce produit.
Avec le type de produit brut et de liquide envisagé dans la présente invention,on retire un mélange dans lequel le liquide contient en suspension à la fois la matière grasse et tout ou partie du résidu solide sous forme de particules séparées, étant bien entendu que par "particules" on entend aussi des gouttelettes de matière grasse liquide lorsque la matière grasse est liquide à la température mise en oeuvre dans le broyeur. Bien que les particules du résidu solide soient en général plusieurs fois plus grosses que les cellules ou structures contenant à l'origine la matière grasse, le type de mélange obtenu avec certains des produits bruts est difficilement séparable par décantation ou flottation.
En soumettant ces mélanges à une séparation centrifuge dans une centrifugeuse du type à panier, on peut obtenir une séparation efficace entre la plus grande partie du résidu solide et le mélange liquide restant contenant la matière grasse en suspension avec une force centrifuge relativement faible comprise, par exemple, entre 200 et 1000 g.
La centrifugeuse peut être du type à panier plein dans lequel on amène en continu le mélange à séparer dans le panier et on retire en continu une matière liquide tandis que les solides s'accumulent dans le panier ; peut être aussi du type dans lequel les solides sont également enlevés en continu du panier. Dans les deux cas, les solides séparés renferment une faible teneur en matière grasse et cette teneur peut encore être abaissée par lavage avec un liquide du type primitivement utilisé dans le broyeur ou quelque autre liquide approprié.
Le mélange liquide séparé, contenant la matière grasse en suspension, est alors chargé dans un séparateur centrifuge en continu du type
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prévu pour séparer en continu des produits fluides inmiscibles de poids spécifiques différents. Si la matière grasse est solide à la température du mélange liquide retiré du premier séparateur centrifuge, ce mélange peut être chauffé dans tout appareil approprié, de préférence en continu, à une température supérieure au point de fusion de la matière grasse. On peut chauffer à toute température comprise entre le point de fusion de la matière grasse et le point d'ébullition du liquide, mais, en général, une température juste supérieure au point de fusion de la matière grasse est suffisante.
Le séparateur centrifuge en continu doit développer une force centrifuge d'ampleur notable, par exemple d'environ 3000 g ou plus, et en l'absence des solides résiduels finement divisés éliminés lors delà première séparation centrifuge, on aboutit habituellement à une séparation nette entre une matière grasse liquide et l'eau ou autre liquide utilisé dans le broyeur. Dans certains cas, le chauffage réalisé avant la seconde séparation produit un mélange qui est séparé facilement par flottation, c'est-à-dire qu'il se rassemble rapidement à la surface du liquide une couche relativement nette de matière grasse fondue.
En ce cas, on peut supprimer la seconde séparation centrifuge encore que dans la plupart des cas on soumette à une séparation centrifuge la cou- che supérieure de matière grasse fondue obtenue par décantation pour en séparer une faible partie de l'eau ou de tout autre liquide utilisé initialement dans le broyeur.
Un exemple de produit qui donne un mélange difficilement sépa- rable par flottation dans l'eau est le hareng frais.
Quand ce produit est chargé dans un broyeur à marteaux du type précité avec 5 fois son poids d'eau froide, on retire du broyeur un mélange qui n'est pas séparable aisément par flottation. Le broyeur est équipé de grilles pourvues d'ouvertures de 9,5 mm, afin de s'assurer que la réduction de taille des harengs ne vas pas jusqu'aux dimensions cellulaires et de permettre au produit d'être soumis à l'action des marteaux pendant un temps minimum. En déchargeant directement le mélange de solides résiduels, d'huile et d'eau dans un séparateur centrifuge classique du type à panier assurant une force centrifuge d'environ 300 g, la plus grande partie des solides est retenue dans le panier et on recueille à la sortie de l'appareil un mélange d'huile et d'eau.
L'huile d'hareng étant liquide, on introduit ce mélange en continu dans un séparateur centrifuge en continu à grande vitesse assurant une force centrifuge d'environ 4500 g.
On recueille environ 95 % de l'huile primitivement contenue dans les harengs, la durée totale du procédé étant inférieure à deux minutes. Le résidu solide est lavé à l'eau chaude, essoré et séché et donne un aliment de bonne qualité nutritive. L'huile recueillie est de très bonne qualité, d'odeur et de goût faibles et a une couleur exceptionnellement pâle. Ceci représente un rendement beaucoup plus élevé que celui obtenu par les procédés classiques et l'huile est de meilleure qualité.
Un autre exemple de produit brut donnant des mélanges difficilement séparables par flottation dans l'eau est constitué par les olives fraiches. Ces olives fraîches sont dénoyautées et chargées avec 5 fois leur poids d'eau dans un broyeur à marteaux du type précité. Les ouvertures des grilles prévues dans le broyeur ont en ce cas 0,8 mm pour conserver plus longtemps en traitement le produit.
Le mélange retiré du broyeur, contenant de fines particules solides d'olives, de l'eau et de l'huile d'olive, est chargé directement dans une centrifugeuse du type à panier assurant une force centrifuge d'environ 300 g. La matière solide résiduelle est retenue dans le panier et on recueille en continu à la sortie de la machine un mélange d'huile et d'eau. Ce mélange est chargé en continu dans un séparateur centrifuge en continu assurant une force centrifuge d'environ 4500 g.
On recueille environ 90 % de l'huile contenue primitivement dans les olives fraîches, et l'huile est de haute qualité, sa teneur en acides gras libres étant faible et son odeur et sa couleur étant exceptionnellement
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bonnes. La matière solide contenue dans le panier de la premier centrifugeuse est lavée à l'eau chaude et donne par séchage un aliment de bonne qualité.
Dans la présente description et dans les revendications, les termes "graisse" et "huile" sont utilisés de manière interchangeable pour désigner les corps gras vrais, c'est-à-dire: les triglycérides d'acides gras, qui sont liquides ou solides aux températures ambiantes habituelles et par le terme "matiére grasse" on entend aussi bien ces corps gras vrais que les autres matières analogues à des corps gras telles que les cires, les stérols et leurs composés tels que leurs esters et glucosides qui présentent les caractéristiques physiques générales des corps gras et sont solides ou liquides aux températures ambiantes habituelles.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de mise en oeuvre décrits qui n'ont été cités qu'à titre d'exemples.
'REVENDICATIONS.
1. Procédé pour l'extraction des matières grasses à partir de produits bruts végétaux dans lesquels ces matières grasses sont présentes dans des cellules ou structures analogues, ledit procédé consistant à soumettre lesdits produits bruts alors qu'ils sont entourés par un liquide n'exerçant pas d'action nuisible sur les constituants de ces produits à des impacts intenses et répétés transmis en totalité ou en partie par l'inter- médiaire du liquide afin de rompre les membranes des cellules ou structures analogues et en libérer la matière grasse, ce liquide étant présent pendant que le produit brut est soumis aux impacts en quantité plusieurs fois supérieure au poids du produit brut, en obtenant ainsi un mélange contenant la matière grasse et les résidus solides provenant du produit brut.
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PROCESS AND INSTALLATION FOR THE EXTRACTION OF FATTY MATERIALS FROM
GROSS PRODUCTS IN CONTAINER.
The present invention relates to the extraction of fat from crude products containing them.
In Belgian Patents Nos. 496,661 and 496,662, methods have been described for separating fat from bones and from soft or tender fatty products in the raw state consisting of subjecting pieces of the raw product to intense impacts while 'they are suspended in water or surrounded by water, the fat being thus released in solid form and being collected by subsequent flotation. The preferred procedure mentioned in the aforementioned patents for subjecting the raw product to intense impacts while it is suspended in water is to pass this product, along with a considerable amount of water, through. a high speed hammer mill.
The Applicant has discovered that a similar treatment can be applied to the extraction of fat from crude plant products, such as, for example, oil seeds, coconuts and olives. In the case of these crude products, the fat is contained in a cellular structure or in a structure of the like type and it has been found that by subjecting these crudes to intense impacts while they are surrounded by or suspended in a quantity of liquid equal to several times the weight of the raw product, the impacts being transmitted in whole or in part by the liquid, the cells or similar structures containing the fat are broken, which allows the extraction of these raw products and releasing the fat which is included, this becoming available for subsequent separation.
According to the invention, a method is carried out for disrupting the cells containing fat in crude plant products in order to liberate
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berating the fat with a view to subsequent separation, this process consisting in subjecting the raw product suspended in or surrounded by a relatively large volume of liquid to intense impacts transmitted in whole or in part by the liquid, thus breaking the cell structure or similar type and releasing fat.
Certain crude vegetable products and certain products of marine origin containing fats, give, when subjected to intense impacts in the presence of a liquid as described, mixtures which are difficult to separate by flotation.
The difficulty of separating the fat from the mixture resulting from the above treatment in the liquid depends on several factors. Among these we can cite the time during which the crude product is subjected to impacts in the presence of the liquid, the size of the cells in which the fat was originally, the size of the fat particles in the cells. 'origin, the thickness and the resistance of the original cell wall, the ratio between the specific weights of the fat and the liquid in which the treatment was carried out, the physical state of the fat, this is i.e. its solid or liquid state at room temperature, the chemical composition of the fat, the interfacial tension existing between the fat and the liquid,
and the stabilizing effect of the residual solids and in particular of those which are fine, which may be present after the treatment of the fat in the liquid.
In the case of the crude products mentioned in the aforementioned patents, all of these factors combine favorably to give a mixture from which it is easy to separate by flotation the fat from the liquid. This is also true for some raw plant products containing fat.
However, certain crude vegetable products and certain crude products of marine origin containing fat give mixtures for which the aforementioned factors are not favorable to separation by flotation; the Applicant has discovered that in this case it is more efficient to separate the extracted fat from the liquid by first subjecting the mixture of fat and liquid to centrifugal separation in a basket type centrifuge by using a relatively low centrifugal force.
When the difficulty of the separation by flotation is, to a large extent, due to the presence of residual solids and in particular of fine solid residues which exert a stabilizing action, the separation under the action of a relatively small centrifugal force tends to separate most of the residual solids from the liquid mixture containing the suspended fat.
The resulting liquid mixture, from which the residual solids have been removed, is then subjected to a second centrifugal separation in a continuous centrifuge using a relatively large centrifugal force.
In order to obtain the most efficient separation, the fat must be liquid during the second centrifugal separation and the above-mentioned liquid mixture can be heated above the melting point of the fat, before this separation, if the material Fat is solid at the temperature used for the first centrifugal separation.
Attempts to immediately subject the mixture resulting from the impact treatment to continuous centrifugation using high centrifugal force, either before or after heating above the melting point of the fat, have not resulted in a clean separation of fat from liquid and residual solids.
According to another characteristic of the invention, therefore separates a mixture which is difficult to separate by flotation and obtained by subjecting certain types of the aforementioned crude products to intense impacts then
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they are surrounded by a liquid or in suspension in a liquid, by means of a two-stage centrifugation operation in order to collect a product with a high fat content.
As will be seen later, the liquid used during the impact treatment need not be water, although in most cases water is a suitable liquid for economic reasons. Likewise, the process is not limited to the treatment of crude products with a view to collecting true fatty substances, that is to say liquid or solid triglycerides of fatty acids, but also applies to the separation of virtually all fatty-like material from crude products containing them.
In other words, the invention also aims at the separation of materials analogous to fatty substances such as waxes, sterols or their compounds such as esters or glucosides of sterols, which have the same general physical properties and the same properties. general solubility than true fats, from crude products containing such bodies in cells or similar structures, the term "stifle material" used herein including true fats and fatty-like materials which are used herein. just mentioned.
To implement the invention, pieces of a crude plant product or of marine origin containing fat are fed into cells or similar structures in the inlet of a hammer mill. a type comprising several hammers carried on the periphery of a high rotational speed rotor.
The rotor is enclosed in a casing or casing comprising a lower part closed by a grid provided with openings, preferably in the form of slits, of dimensions such as to prevent the passage of pieces of raw product before they have been removed. 'have been reduced to smaller pieces in the grinder. The pieces of raw product may be individual seeds containing fat or broken or cut pieces of raw products such as olives or fish or fish livers containing fat or pieces of other raw products containing fat. fatty matter, such as leaves or other parts of some plants containing wax in cell-like structures.
The pieces of raw product fed into the crusher are directed into the path of the hammers and are subjected to intense impacts while surrounded by or in suspension in the liquid which is simultaneously introduced into the crusher, the impacts being transmitted in full or partly by liquid.
There is a substantial clearance between the ends of the hammers and the walls of the casing so that the pieces of raw product are not crushed between the hammers and the surface of the casing.
The peripheral speed of the hammers is, in general, between 12.5 and 150 meters per second, The resulting intense impacts to which the pieces of raw product are thus subjected and the high relative speed which develops between the pieces of raw product and the liquid rupture the cells of the product containing the fat, releasing the fat and causing the fat to be leached from the residual product and suspended in the liquid.
The liquid introduced into the mill is usually water such as ordinary tap water at room or tap temperature, that is, at a temperature between 0 and 25 C, although that it is possible to use higher temperatures, below the boiling point of the liquid.
In the event that the crude product contains a substantial amount of solids which are soluble in water, for example soluble proteins which it is desired to retain as residual solids, it is sometimes possible to decrease the solubility of these solids. by using water containing dissolved electrolytes, for example sodium sulphate or sodium or calcium chloride which exert a releasing effect.
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pledge or insolubilization. It is also possible to adjust the pH of the water to minimize the solubility of certain residual materials.
The above salts or other soluble materials which are inert or do not exert a detrimental action on the fat or else economically desirable constituents of the residual solids can also be used as bulking agents for the fat. water in the case where the fat to be collected has a specific weight very close to that of water, in order to obtain satisfactory continuous centrifugal separation of the fat.
Liquids other than water in which the fat is substantially insoluble and in which preferably the residual solids of the crude product are or substantially insoluble can also be used, such as, for example, liquid aliphatic monoalcohols having at least three atoms. carbon and glycols including liquid polyalkylene glycols or other organic liquids in which the fat and raw material residues are substantially insoluble. Aqueous mixtures of water-miscible alcohols or other water-miscible organic liquids can also be employed.
The essential requirements which the liquids which can be used according to the invention must meet do not depend on their chemical properties as long as they do not exert any harmful chemical action on the fat to be collected or on the residual solid material. . it is essential that the fat to be collected, as well as all or part of the solid residues of the pieces of crude products after removal of the fat are substantially insoluble in the liquid and that the liquid does not have too great a viscosity, that is - ie a viscosity expressed in centipoise not greater than approximately four times that of water and preferably not greater than approximately two times that of water at the temperature used in the mill.
The liquid should also have a boiling point somewhat higher than the melting point of the fat to be collected when it is desirable to melt the fat during separation and should also have a different specific gravity at both that of the fat and that of the solid residue.
The amount of liquid introduced into the mill ranges approximately between 3 and 30 times the weight of the crude product introduced into the mill for the same time and usually between 5 and 10 times the weight of this product.
With the type of crude product and liquid envisaged in the present invention, a mixture is removed in which the liquid contains in suspension both the fat and all or part of the solid residue in the form of separate particles, it being understood that by “particles” is also understood to mean droplets of liquid fat when the fat is liquid at the temperature used in the mill. Although the particles of the solid residue are generally several times larger than the cells or structures originally containing the fat, the type of mixture obtained with some of the crude products is difficult to separate by settling or flotation.
By subjecting these mixtures to centrifugal separation in a basket type centrifuge, effective separation can be obtained between the majority of the solid residue and the remaining liquid mixture containing the fat in suspension with a relatively low centrifugal force included, by example, between 200 and 1000 g.
The centrifuge may be of the full basket type in which the mixture to be separated is continuously brought into the basket and a liquid material is continuously withdrawn while the solids accumulate in the basket; may also be of the type in which the solids are also continuously removed from the basket. In both cases, the separated solids contain a low fat content and this content can be further reduced by washing with a liquid of the type originally used in the mill or some other suitable liquid.
The separated liquid mixture, containing the fat in suspension, is then charged into a continuous centrifugal separator of the type
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designed to continuously separate immiscible fluid products of different specific weights. If the fat is solid at the temperature of the liquid mixture withdrawn from the first centrifugal separator, this mixture can be heated in any suitable apparatus, preferably continuously, to a temperature above the melting point of the fat. One can heat to any temperature between the melting point of the fat and the boiling point of the liquid, but in general a temperature just above the melting point of the fat is sufficient.
The continuous centrifugal separator must develop a centrifugal force of substantial magnitude, for example about 3000 g or more, and in the absence of the finely divided residual solids removed in the first centrifugal separation, a clean separation between a liquid fat and water or other liquid used in the mill. In some cases, the heating carried out before the second separation produces a mixture which is easily separated by flotation, that is, a relatively clean layer of molten fat quickly collects on the surface of the liquid.
In this case, the second centrifugal separation can be omitted, although in most cases the upper layer of molten fat obtained by settling is subjected to centrifugal separation in order to separate a small part of it from the water or any other. liquid initially used in the mill.
An example of a product which gives a mixture which is difficult to separate by flotation in water is fresh herring.
When this product is loaded into a hammer mill of the above type with 5 times its weight of cold water, a mixture is removed from the mill which is not easily separable by flotation. The crusher is equipped with screens with 9.5 mm openings, to ensure that the reduction in size of the herring does not go down to cell dimensions and to allow the product to be subjected to the action of hammers for a minimum time. By discharging the mixture of residual solids, oil and water directly into a conventional centrifugal separator of the basket type providing a centrifugal force of about 300 g, most of the solids are retained in the basket and collected at leaving the device a mixture of oil and water.
Since the herring oil is liquid, this mixture is introduced continuously into a continuous centrifugal separator at high speed ensuring a centrifugal force of about 4500 g.
About 95% of the oil originally contained in the herring is collected, the total duration of the process being less than two minutes. The solid residue is washed with hot water, drained and dried to give food of good nutritional quality. The oil collected is of very good quality, has a weak odor and taste, and has an exceptionally pale color. This represents a much higher yield than that obtained by conventional processes and the oil is of better quality.
Another example of a crude product giving mixtures which are difficult to separate by flotation in water is constituted by fresh olives. These fresh olives are pitted and loaded with 5 times their weight of water in a hammer mill of the aforementioned type. The grid openings provided in the mill have in this case 0.8 mm to keep the product longer during treatment.
The mixture withdrawn from the grinder, containing fine solid particles of olives, water and olive oil, is loaded directly into a basket type centrifuge providing a centrifugal force of about 300 g. The residual solid material is retained in the basket and a mixture of oil and water is continuously collected at the outlet of the machine. This mixture is continuously loaded into a continuous centrifugal separator providing a centrifugal force of approximately 4500 g.
About 90% of the oil originally contained in fresh olives is collected, and the oil is of high quality, its free fatty acid content being low and its odor and color being exceptionally.
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good. The solid matter contained in the basket of the first centrifuge is washed with hot water and upon drying results in a good quality food.
In the present description and in the claims, the terms "fat" and "oil" are used interchangeably to denote true fatty substances, that is to say: triglycerides of fatty acids, which are liquid or solid at usual ambient temperatures and by the term "fat" is meant both these true fatty substances as other substances analogous to fatty substances such as waxes, sterols and their compounds such as their esters and glucosides which have the physical characteristics general fatty substances and are solid or liquid at usual ambient temperatures.
Of course, the invention is not limited to the embodiments described which have been cited only as examples.
'CLAIMS.
1. A method for the extraction of fat from crude plant products in which such fat is present in cells or the like structures, said method consisting in subjecting said crude products while they are surrounded by an exerting liquid. no harmful action on the constituents of these products with intense and repeated impacts transmitted in whole or in part by the intermediary of the liquid in order to rupture the membranes of the cells or similar structures and release the fatty matter, this liquid being present while the raw product is subjected to impacts in an amount several times greater than the weight of the raw product, thereby obtaining a mixture containing the fat and the solid residues from the raw product.