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La présente invention se rapporte à un procédé d'extraction d'huile et de protéine des matières oléagineuses et plus particulièrement à un procédé d'ex- traction et de séparation de protéine et d'huiles des graines et des substances oléagineuses ,de manière à obtenir une huile sensiblement pure et une protéine relati- vement non-dénaturée .
Il est souvent désirable de préparer des huiles à partir d'arachide,de soja , de noix d'aleurite, de graines de coton etc. et d'obtenir cette huile sous forme sensiblement pure propre à de nombreux usages variés .
Il est également souvent désirable de séparer du résidu les protéines , qui sont susceptibles de nombreuses applica- tions intéressantes ;toutefois ,dons les procédés anté- rieurs ,la séparation de la protéine doit constituer une opération distinete .
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On a antérieurement appliqué divers procédés d'obtention d'huile à partir de ces substances olé- agineuses à l'aide de chaleur , de pression ou de solvants , mais ces procédés ne donnent pas complète satisfaction pour diverses raisons .Par exemple , quand on utilise de la ohaleur pour l'extraction , certaines altérations indésira- bles surviennent dans les produits . Le coût de l'extraction par solvant est parfois élevé et le risque d'incendie qu e comporte l'usage de solvants inflammables est grand .
Ce procédé n'est donc pas trop recommandable .Dans l'extraction mécanique comme le pressage le rendement en huile est rela- tivement bas de sorte que le pressage ne retire pas toute l'huile possible de la graine De plus ,le chauffage des résidus à haute température au cours du traitement résulte en une dénaturation partielle de la protéine , ce qui diminue le rendement et la qualité de la protéine que l'on peut extraire de ces résidus .
La présente invention se propose en conséquence de fournir un procédé d'extraction des huiles et des protéines des substances oléagineuses , ce procédé étant économique et donnant des rendements élevés en huile sensi- blement pure . Elle vise un tel prooédé : - permettant d'extraire une protéine sensiblement non-dénaturée des substances oléagineuses ; - effectuant la séparation des substances oléagineuses en huile , protéine et résidu solide ;
- pouvant être aisément réglé de manière à fournir une huile sensiblement uniforme à titre de produit final
La présente invention se propose en outre de fournir un procédé d'extraction d'huile à partir de substances oléagineuses qui soit efficace ,d'un fonctionne- ment économique et d'un réglage facile, et fournissant une
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huile sensiblement exempt d'eau et d'agents émulsionnants .
D'autres buts et avantages apparaîtront au cours de la description qui suit conjointement au dessin annexé dans lequel : - la Fig.1 est un schéma de circulation illustrant les divers stades d'un procédé selon l'invention ; - la Fig.2 est une illustration graphique de l'influence du pH sur la solubilité de la protéine dans diverses substances oléagineuses ; - la. Fig.3 montre l'influence de l'humi- dité et du pH sur la rupture de l'émulation d'huile d'arachi- de ; la î'igo4 montre l'influence de l'humidité et du pH sur la rupture de l'émulsion d'huile d'aleurite ;
- la Fig.5 illustre l'influence de l'hu- midité et du pH sur la rupture de l'émulsion de l'huile de graines de coton .
En bref le présent procédé consiste à broyer les graines oléagineuses pour en former une bouillie en solution alcaline d'un pH tel que l'on obtienne le maximum de solubilité de la protéine ,à diluer la bouillie à la consistance voulue ,à séparer les solides à concentrer l'émulsion huileuse puis à clarifier la solution de protéine au moyen d'une machine de séparation centrifuge .
L'émulsion huileuse concentrée est rompue par réglage du. pH à une valeur qui dépend de la teneur en humidité et soumission à une action mécanique énergique exerçant des forces de cisaillement et de pression énergiques ,ce qui orée dès tensions internes dans l'émulsion La collecte de l'huile sensiblement pure est effectuée par oentrifugation après rupture de l'émulsion Les matières solides obtenues à - l'aide du. premier procédé mentionné de centrifugation sont séchées ,pulvérisées et emballées ;
elles constituent des
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matières alimentaires . les solutions de protéine clarifiées sont traitées au moyen d'un acide pour précipiter la protéine qui est filtrée ,lavée et séchée
La Fig.1 montre avec plus de détails les opérations relatives au traitement de l'arachide prise en exemple .Bien entendu le procédé est également applicable aux autres substances oléagineuses comme le montrent les Figs.4 et 5 et l'invention n'est pas limitée aux noix et graines décrites ou discutées .
On commence à broyer ou réduire en lamel- les en (1) les arachides préalablement décortiquées sèohes ou humides 0 La matière est réduite par cette opération à la consistance de beurre d'arachides . On la transfère alors suivant F1 dans un broyeur à boulets (2) dans lequel on introduit suivant F2 une à deux parties d'eau par partie d'arachides broyées de manière à obtenir la consistance de broyage op- timum . 0 La bouillie de broyage est additionnée suivant F3 d'une qu antité suffisante de base pour amener le pH dans la gamme à déterminer par le graphique de la Fig.2 , comme on le verra plus spécialement dans la suite .
La base peut être sous forme d'hydroxyde de sodium de carbonate de sodium ou de chaux ,ou d'une base quelconque .
La matière est broyée dans le broyeur à boulets pendant une à trois heures .
Après broyage pendant le temps voulu pour obtenir une fragmentation suffisante de la matière et la mise en liberté et la dispersion de l'huile dans la solution de protéine , la bouillie est étendue en (3) au moyen d'une certaine quantité d'eau qui peut varier de 4 à 10 parties ou plus et introduite suivant F4 . La bouillie étendue est agitée pendant un temps suffisant pour pe mettre une disso- lution ou dispersion convenable de la matière protéique .
Antérieurement ,on n'ignorait pas que le
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milieu de broyage des matières oléagineuses devait être alcalin mais on n'établissait pas de distinction entre les diverses graines oléagineuses pour ce qui concerne les valeurs de pH à utiliser et l'on ignorait de même et ne proposait rien sur la nécessité du réglage du pH
La Fig.2 sur laquelle le pH est porté en abscisses et la solubilité % de la protéine en ordonnées illustre graphiquement la solubilité des différentes protéines à des valeurs données de pH de leurs solutions , '
Les courbes a,b,c, d sont relatives respectivement à l'arachide , au soja , au coton et à l'aleurite .
Il ressort des diverses courbes tracées que, d'une manière générale on doit utiliser des valeurs élevées de pH pour dissoudre le maximum de protéines Toutefois les bases fortes provo- quent la saponification des huiles , ce qui est indésirable , et par conséquent on doit opérer à un pH aussi faible que possible ,ce qui réduit la gamme des pH applicables .
Le rôle des solutions alcalines est en premier lieu de dissoudre ou de mettre en solution ou dis- persion les matières protéiques contenu es dans la graine oléagineuse .Il est désirable ,pour obtenir une efficacité élevée de récupération d'huile, de dissoudre autant qu'il est possible de protéines en raison de ce que l'élimination par dissolution de cette matière protéique facilite la mise en liberté de l'huile dans la dispersion aqueuse .
De plus , la quantité de solides résiduels provoquant des pertes d'huile par entraînement est diminuée par la disso- lution Maximum des protéines ,
Il ressort de la Fig.2 que, pour obtenir le maximum de solubilité de la protéine ,les conditions de pH au cours du procédé doivent être réglées selon les caractéristiques des types divers de graines oléagineuses .
L saponification étant indésirable ,on doit entretenir
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une valeur de pH aussi faible que possible assurant néanmoins une solubilisation élevée des protéines .
L'arachide ..'qui est prise pour exemple @ dans cette description , exigerait une 'valeur de pH comprise entre 7,5 et 10. On doit toutefois se souvenir qu'il suffit de valeurs de pH assurant une solubilitéraisonnable de la protéine dans le processus de broyage et'!que si on porte le pH à des valeurs correspondant au maximum de solubilité immédiatement après dilution ,il se produit une nouvelle dissolution des protéines .
Bien que la solubilité des protéines soit supérieure aux valeurs élevées de pH ,la, demanderesse .a découvert qu'il était désirable de modifier le pH de la . bouillie étendue à une valeur aussi basse que possible sans . précipiter les protéines , immédiatement avant centrifugation
Les spécialistes n'ignorent pas que la stabilité d'une émulsion huile-dans-l'eau diminue quand la tension inter- faciale entre les deux phases augmente .
Il a été trouvé que la tension interfaoiale entre l'huile d'arachide et la solution de protéine diminue si on abaisse le pH de la solution de protéine
Ainsi, considérant les facteurs ci-dessus, il est désirable à ce point de disposer d'une gamme de pH comprise entre 7,5 et 7,75 dans le traitement des arachides pour diminuer la stabilité du système d'émulsion et la saponification de l'huile Si le pH de la bouillie étendue est dans la gamme supérieure, c'est-à-dire entre 8 et 10 , on abaisse le pH par addition d'acide jusqu'à ce qu'on ait atteint la gamme ci-dessus mentionnée .On utilisera bien entendu pour le réglage du pH les indicateurs usuels qu'il est inutile de mentionner ici .
Ensuite la bouillie étendue, dont le pH a été réglé, est chauffée rapidement en () à une température
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de 25 à 80 0 Ce, ce chauffage étant désirable pour que la centrifugation qui suit soit efficace . Toutefois une température trop élevée provoquerait de sérieux dommages .'
On introduit alors la bouillie chauffée dans une centrifu,.., geuse à trois voies (5) selon un débit tel qu e la décharge soit divisée en une solution de.protéine clarifiée (flèche F5), une émulsion concentrée d'huile (flèche F6) et un résidu solide (flèche F7) .
On doit noter que des procédés antérieurs ont décrit le procédé ci-dessus exposé mais sans réglage spécifiquedu pH et certains déclarent obtenir une huile pure à l'aide de procédés qui se rapprochent du procédé ainsi décrit , 0 La demanderesse a toutefois trouvé quel'on obtient une émulsion huileuse concentrée , et non de l'huile pare , quand on utilise l'installation industrielle de centrifugation et le présent procédé de rupture de cette 'émulsion huileuse sera décrit !dans la suite .On doit se souvenir que la centrifugation à trois voies ne constitue qu'une des manières de séparer les trois phases décrites et que la sépration de ces phases peut être également effectuée en séparant d'abord les solides par centrifuga- tion puis , dans une seconde opération,
en séparant l'émul- sion huileuse concentrée de la solution protéique par centrifugation en un ou plusieurs stades l'émulsion huileuse à ce stade a un aspect et une oontexture très voisine de ceux de la crème de lait ou de la mayonnaise ,
Le résidu solide obtenu par le procédé de oentrifugation peut être séché en (9), pulvérisé et emballé en (10) à titre de matière alimentaire M.A. et la solution clarifiée de protéine peut être envoyée dans un système de récupération des protéines (Il), Le procédé de récupération des protéines consiste à précipiter la protéine par addition d'acide suivant F8 et à séparer le précipité d'une manière commode quelconque telle que la centrifugation
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ou la filtration .
Après séparation du précipité on peut le laver pour enlever l'acide entraîné et l'emballer à l'état seo . On doit se souvenir que, bien que le résidu solide qui est séparé de la solution de protéine et de l'émulsion d'huile et d'eau ait perdu une grande partie de son huile et de la protéine ,il peut être désirable de la redélayer par introduction dans d'autres solutions alcalines de manière à recueillir de nouvelles quantités d'huile et de protéine . Ces solutions, après élimination des solides peuvent être utilisées pour diluer la bouillie après les stades de broyage sans sortir du cadre de l'invention .
Après avoir quitté la centrifugeuse l'émulsion concentrée d'huile est placée dans une cuve (6) ou un récipient de mélange et additionnée d'une quantité suffisante d'acide chlorhydrique ou autre acide approprié (suivant F9) pour régler le pH à une valeur comprise entre les limites où l'émulsion peut être rompue .On peut, si on le veut , faire appel à une solution d'hydroxyde de sodium pour régler le pH aux valeurs supérieures
La demanderesse a découvert que l'émulsion .huileuse concentrée déchargée parole séparateur centrifuge peut être complètement rompue par application d'une action mécanique produisant des forces de cisaillement et de pression à la condition que le rapport de la teneur en humidité et du pH de l'émulsion soit convenable .
Comme le montre la Fig.3 du dessin ,sur laquelle le pH est porté en abscisses et la teneur % en humidité de l'émulsion en ordonnées ,la demanderesse a découvert que , pour les émulsions d'huile d'arachide , il existe une valeur critique pour la teneur en humidité au- dessus de laquelle l'émulsion ne peut être rompue , C'est ainsi que la région A au-dessus de la courbe correspond à celle de stabilité de l'émulsion , tandis que la région B
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au-dessous correspond à celle où l'émulsion peut être rompue .
Si l'on examine le graphique de la Fig.3, il est manifeste que l'émulsion concentrée ne peut être rompue à une valeur quelconque du pH quand la teneur en humidité dépasse environ 29,7% d'eau .On a en outre découvert que, pour une teneur en humidité légèrement infé- rieure à cette gamme critique , la gamme de pH dans laquelle l'émulsion concentrée peut être rompue est très étroite .
A titre d'exemple ,, à 27,5% d'eau, la gamme de pH à laquelle l'émulsion peut être rompue est d'environ 4,25 à 5,75 '..
Il a également été trouvé que , quand la teneur en humidité de l'émulsion concentrée d'huile diminue, la gamme de pH dans laquelle l'émulsion peut être rompue s'élargito Par exemple, pour une teneur en humidité de 22,7%, la gamme de pH convenant à la rupture de l'émulsion s'élargit de 2,95 à 6,60. Une nouvelle réduction de la teneur en humidité donne un élargissement correspondant de la gamme des pH comme le montre graphiquement la Fig.3 .
Les résultats décrits ci-dessus se rappor- tent aux émulsions d'huile d'arachide et il est évident , d'après les Figs.4 et 5 qu'il existe des valeurs critiques similaires pour l'huile d'aleurite., l'huile de coton et les autres huiles .C'est ainsi que les Figs.4 et 5 sont analo- gues à la Fige', mais relatives respectivement à l'huile d'aleurite et à l'huile de coton .Les symboles A et B ont la même signification que sur la Fig.3 On doit se souvenir que les graphiques montrée dans les figs 3,4 et 5 sont approximatifs et que l'on peut observer de légères diffé- rences dans les valeurs numériques quand on utilise des types d'installation différents ou selon les variations de températures .
L'émulsion concentrée d'huile qui , comme on doit s'en souvenir ,est d'une consistance analogue à la
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mayonnaise , est alors prête pour l'opération de rupture de l'émulsion,, Avant de passer dans l'appareil de rupture d'émulsion (7) ,la température de celle-ci peut être réglée à un degré plus ou moins élevé selon le type exact d'appa- reil de rupture d'émulsion utilisé . Bien aucune segmentation de la température abaisse la viscosité de l'émulsion d'huile et puisse en diminuer la stabilité il a été découvert que quand on utilise un moulin à colloïde du type Charlotte comme appareil de rupture de l'émulsion ,
il est bon que la température de l'émulsion soit celle de l'ambiance ou moins La température à laquelle on peut opérer dépend en grande partie des caractéristiques opératoires de l'appareil parti- culier de rupture d'émulsion utilisé ,
L'émulsion huileuse dont le pH est réglé à la valeur voulue est ensuite envoyée en (7) dans un homo- généiseur à jet , un moulin à colloïde ou un autre type de machine susceptible de soumettre la matière à des effoi-ts de cisaillement et de pression élcvés .Au laboratoire, on a utilisé un mélan,dur de Waring peur la rupture de petites quantités d'émis Ion 'Pour les quantités plus grandes ,
on a utilisé un moulin à colloïde de Charlotte les tendions ainsi engendrées sont susceptibles de détruire la pellicule affaiblie de colloïde protecteur déposée sur les particules. d'huiler ce qui permet la coalescence de l'huile @ L'émulsion huileuse ainsi traitée est alors séparée sous forme d'un mélange présentant une phase hu@@snse limpide , une phase aqueuse et une phase de solides en suspension
Le mélange des constituants de l'émulsion ainsi rompue est alors introduit dans une centri@ugeuse (8) et sensiblement la totalité de l'huile limpide H peut être séparée du résidu Le résidu est constitué par une phase aqueuse P.A.
qui peut être envoyée au rebut et par des solides S qui peuvent être envoyés au sécheur (9) avec les
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@ solides sortant de la centrifugeuse (5). L' huile ainsi obtenue est d'une bonne couleur et d'une bonne qualité et peut être soumise à des opérations subséquentes de raffi- nage et de blanchiment , à volonté ou suivant les besoins Il peut être également désirable de filtrer l'huile de manière à enlever les particules qui n'ont pas été enlevées par la centrifugation. .
Les modes de mise en oeuvre décrits sont naturellement susceptibles de variantes sans qu'on s'écarte pour autant du cadre et de l'esprit de l'invention .
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The present invention relates to a process for extracting oil and protein from oleaginous materials and more particularly to a process for extracting and separating protein and oils from seeds and oleaginous substances, so as to obtain a substantially pure oil and a relatively undenatured protein.
It is often desirable to prepare oils from peanuts, soybeans, aleurite nuts, cottonseeds etc. and to obtain this oil in substantially pure form suitable for many varied uses.
It is also often desirable to separate proteins from the residue, which are capable of many interesting applications, however, in the prior methods, the separation of the protein must be a separate operation.
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Various methods of obtaining oil from these oleaginous substances using heat, pressure or solvents have previously been applied, but these methods are not entirely satisfactory for various reasons. For example, when one is used. uses heat for the extraction, some undesirable deterioration occurs in the products. The cost of solvent extraction is sometimes high and the risk of fire associated with the use of flammable solvents is great.
This process is therefore not too advisable. In mechanical extraction like pressing the oil yield is relatively low so that pressing does not remove all possible oil from the seed. In addition, heating the residue at high temperature during processing results in partial denaturation of the protein, which decreases the yield and quality of the protein that can be extracted from these residues.
The present invention therefore sets out to provide a process for extracting oils and proteins from oleaginous substances, this process being economical and giving high yields of substantially pure oil. It is aimed at such a process: making it possible to extract a substantially non-denatured protein from oleaginous substances; - separating the oleaginous substances into oil, protein and solid residue;
- easily adjustable to provide a substantially uniform oil as a final product
The present invention further sets out to provide a process for extracting oil from oleaginous substances which is efficient, economical in operation and easy to control, and which provides
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oil substantially free of water and emulsifying agents.
Other objects and advantages will become apparent from the description which follows together with the appended drawing in which: FIG. 1 is a flow diagram illustrating the various stages of a process according to the invention; - Fig.2 is a graphic illustration of the influence of pH on the solubility of the protein in various oleaginous substances; - the. Fig.3 shows the influence of humidity and pH on the breakdown of arachid oil emulation; igo4 shows the influence of humidity and pH on the breakdown of the aleurite oil emulsion;
- Fig. 5 illustrates the influence of humidity and pH on the breakdown of the cottonseed oil emulsion.
Briefly, the present process consists of crushing the oilseeds to form a slurry in alkaline solution of a pH such as to obtain the maximum solubility of the protein, diluting the slurry to the desired consistency, separating the solids. concentrating the oily emulsion and then clarifying the protein solution by means of a centrifugal separation machine.
The concentrated oily emulsion is broken up by adjusting the. pH at a value which depends on the moisture content and subject to a vigorous mechanical action exerting energetic shear and pressure forces, which causes internal stresses in the emulsion The collection of substantially pure oil is effected by oentrifugation after rupture of the emulsion The solids obtained by - using. first mentioned centrifugation process are dried, pulverized and packaged;
they constitute
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food materials. clarified protein solutions are treated with an acid to precipitate the protein which is filtered, washed and dried
Fig. 1 shows in more detail the operations relating to the treatment of peanuts taken as an example. Of course the process is also applicable to other oleaginous substances as shown in Figs. 4 and 5 and the invention is not limited to nuts and seeds described or discussed.
The groundnuts which have been shelled beforehand, dry or wet, are started to be crushed or reduced to (1). The material is reduced by this operation to the consistency of peanut butter. It is then transferred along F1 to a ball mill (2) into which one to two parts of water is introduced along F2 per part of ground peanuts so as to obtain the optimum grinding consistency. 0 The grinding slurry is added according to F3 with a sufficient quantity of base to bring the pH into the range to be determined by the graph of FIG. 2, as will be seen more specifically below.
The base can be in the form of sodium hydroxide, sodium carbonate or lime, or any base.
The material is ground in the ball mill for one to three hours.
After grinding for the time required to obtain sufficient fragmentation of the material and the release and dispersion of the oil in the protein solution, the slurry is extended in (3) by means of a certain amount of water. which can vary from 4 to 10 parts or more and introduced according to F4. The expanded slurry is stirred for a time sufficient to provide a suitable solution or dispersion of the protein material.
Previously, we were aware that the
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Oilseed crushing medium had to be alkaline but no distinction was made between the various oilseeds with regard to the pH values to be used and likewise was ignored and proposed nothing on the need for pH adjustment
Fig. 2, in which the pH is plotted on the abscissa and the% solubility of the protein on the ordinate, graphically illustrates the solubility of the various proteins at given pH values of their solutions, '
The curves a, b, c, d relate respectively to peanuts, soybeans, cotton and aleurite.
It emerges from the various curves drawn that, in general, high pH values should be used to dissolve the maximum amount of protein. However, the strong bases cause the saponification of the oils, which is undesirable, and therefore one has to operate at as low a pH as possible, reducing the applicable pH range.
The role of alkaline solutions is primarily to dissolve or dissolve or disperse the proteinaceous materials contained in the oilseed. It is desirable, in order to achieve high oil recovery efficiency, to dissolve as much as It is possible to protein because the dissolution by dissolution of this proteinaceous material facilitates the release of the oil into the aqueous dispersion.
In addition, the amount of residual solids causing oil losses by entrainment is reduced by the maximum dissolution of proteins,
It can be seen from Fig. 2 that in order to obtain the maximum solubility of the protein, the pH conditions during the process should be adjusted according to the characteristics of the various types of oil seeds.
Since saponification is undesirable, one must maintain
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a pH value as low as possible, nevertheless ensuring high solubilization of the proteins.
Peanut, which is taken as an example in this description, would require a pH value of between 7.5 and 10. It should be remembered, however, that pH values are sufficient to ensure reasonable solubility of the protein in the protein. the grinding process and if the pH is brought to values corresponding to the maximum solubility immediately after dilution, further dissolution of the proteins occurs.
Although protein solubility is greater at high pH values, Applicants have found that it is desirable to alter the pH of Ia. porridge extended to as low a value as possible without. precipitate proteins, immediately before centrifugation
Those skilled in the art are well aware that the stability of an oil-in-water emulsion decreases when the interface tension between the two phases increases.
It has been found that the interfaoial tension between peanut oil and the protein solution decreases if the pH of the protein solution is lowered.
Thus, considering the above factors, it is desirable at this point to have a pH range between 7.5 and 7.75 in the processing of peanuts to decrease the stability of the emulsion system and the saponification of peanuts. oil If the pH of the extended slurry is in the upper range, i.e. between 8 and 10, the pH is lowered by adding acid until the above range has been reached. mentioned above. Of course, the usual indicators which need not be mentioned here will be used for the pH adjustment.
Then the expanded slurry, the pH of which has been adjusted, is heated rapidly in () to a temperature
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from 25 to 80 ° C., this heating being desirable for the centrifugation which follows to be effective. However, too high a temperature would cause serious damage. '
The heated slurry is then introduced into a centrifuge, .., three-way geuse (5) at a rate such that the discharge is divided into a clarified protein solution (arrow F5), a concentrated oil emulsion (arrow F6) and a solid residue (arrow F7).
It should be noted that prior processes have described the process described above but without specific adjustment of the pH and some claim to obtain a pure oil using processes which are similar to the process thus described. The Applicant has however found that obtains a concentrated oily emulsion, and not par oil, when the industrial centrifugation plant is used and the present method of breaking this oily emulsion will be described in the following. It should be remembered that the three-way centrifugation is only one of the ways of separating the three phases described and that the separation of these phases can also be carried out by first separating the solids by centrifugation and then, in a second operation,
by separating the concentrated oily emulsion from the protein solution by centrifugation in one or more stages, the oily emulsion at this stage has an appearance and an oontexture very similar to those of milk cream or mayonnaise,
The solid residue obtained by the centrifugation process can be dried in (9), pulverized and packaged in (10) as an MA food material and the clarified protein solution can be sent to a protein recovery system (II), The method of protein recovery involves precipitating the protein by addition of acid according to F8 and separating the precipitate in any convenient manner such as centrifugation.
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or filtration.
After separation of the precipitate it can be washed to remove the entrained acid and packaged in the seo state. It should be remembered that although the solid residue which is separated from the protein solution and the oil-water emulsion has lost much of its oil and protein, it may be desirable to remove it. dilute again by introduction into other alkaline solutions so as to collect new quantities of oil and protein. These solutions, after removal of the solids can be used to dilute the slurry after the grinding stages without departing from the scope of the invention.
After leaving the centrifuge the concentrated oil emulsion is placed in a tank (6) or a mixing vessel and added with a sufficient quantity of hydrochloric acid or other suitable acid (according to F9) to adjust the pH to a value between the limits where the emulsion can be broken. If desired, sodium hydroxide solution can be used to adjust the pH to higher values
We have found that the concentrated oily emulsion discharged from the centrifugal separator floor can be completely broken by application of a mechanical action producing shear and pressure forces provided that the ratio of moisture content and pH of the liquid emulsion is suitable.
As shown in Fig. 3 of the drawing, on which the pH is plotted on the abscissa and the% moisture content of the emulsion on the ordinate, the Applicant has discovered that, for peanut oil emulsions, there is a critical value for the moisture content above which the emulsion cannot be broken, thus region A above the curve corresponds to that of stability of the emulsion, while region B
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below is where the emulsion can be broken.
If one examines the graph of Fig. 3 it is evident that the concentrated emulsion cannot be broken at any pH value when the moisture content exceeds about 29.7% water. found that for a moisture content slightly below this critical range the pH range over which the concentrated emulsion can be broken is very narrow.
For example, at 27.5% water, the pH range at which the emulsion can be broken is about 4.25 to 5.75%.
It has also been found that when the moisture content of the concentrated oil emulsion decreases, the pH range in which the emulsion can be broken widens For example, at a moisture content of 22.7%. , the pH range suitable for breaking the emulsion widens from 2.95 to 6.60. Further reduction of the moisture content results in a corresponding widening of the pH range as graphically shown in Fig. 3.
The results described above refer to peanut oil emulsions and it is evident from Figs. 4 and 5 that there are similar critical values for aleurite oil. 'cottonseed oil and other oils. This is how Figs. 4 and 5 are analogous to Fige', but relating respectively to aleurite oil and cottonseed oil. Symbols A and B have the same meaning as in Fig. 3 It should be remembered that the graphs shown in Figs 3,4 and 5 are approximate and that one can observe slight differences in the numerical values when using different types of installation or according to temperature variations.
The concentrated oil emulsion which, as it should be remembered, is of a consistency similar to
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mayonnaise, is then ready for the operation of breaking the emulsion ,, Before going through the emulsion breaking device (7), the temperature of the latter can be adjusted to a higher or lower degree according to the exact type of emulsion breaking device used. Although no temperature segmentation lowers the viscosity of the oil emulsion and can decrease its stability, it has been found that when a Charlotte-type colloid mill is used as the emulsion breaking apparatus,
It is good that the temperature of the emulsion is that of the ambient or lower The temperature at which one can operate depends largely on the operating characteristics of the particular emulsion breaking apparatus used,
The oily emulsion, the pH of which is adjusted to the desired value, is then sent in (7) to a jet homogenizer, a colloid mill or other type of machine capable of subjecting the material to shear effects. and high pressure. In the laboratory, a Waring hard melan was used for breaking small quantities of ion emissions. For larger quantities,
a Charlotte colloid mill was used; the tendencies thus generated are liable to destroy the weakened film of protective colloid deposited on the particles. to oil which allows the coalescence of the oil @ The oily emulsion thus treated is then separated in the form of a mixture having a clear oil phase, an aqueous phase and a phase of suspended solids
The mixture of the constituents of the emulsion thus broken is then introduced into a centrifuge (8) and substantially all of the clear oil H can be separated from the residue. The residue consists of an aqueous phase P.A.
which can be sent to waste and by solids S which can be sent to the dryer (9) with the
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@ solids coming out of the centrifuge (5). The oil thus obtained is of good color and quality and can be subjected to subsequent refining and bleaching operations at will or as required. It may also be desirable to filter the oil from the oil. so as to remove particles which have not been removed by centrifugation. .
The embodiments described are naturally susceptible to variations without thereby departing from the scope and spirit of the invention.