CN101939405A - 制备棕榈油产品的方法 - Google Patents

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Abstract

一种制备棕榈油产品的方法，该方法包括：(i)在不存在溶剂的情况下，将棕榈油或其馏分部分地结晶；(ii)将经部分结晶的棕榈油与溶剂混合；(iii)将得到的混合物结晶到更高的程度；和(iv)在分离器中将得到的固体从液体中分离，其中，在(ii)前不将固体从液体中分离的情况下，将在(i)中形成的经部分结晶的棕榈油或其馏分与(ii)中的溶剂直接混合。

Description

制备棕榈油产品的方法
本发明涉及制备棕榈油产品的方法，并且涉及通过该方法可获得的棕榈油产品。
大规模的生产棕榈油以用于多种不同的应用，包括食品中。通常从棕榈果(Elaeis guineensis)果肉中获得棕榈油。一棵棕榈树通常大约每个月出产一串水果，其包含多达3,000的果实。每颗棕榈树通常经济地连续生产水果高达25年。这确保了棕榈油的良好供应。
棕榈油通常被加工以获得具有特定性质的产品。例如，可以将棕榈油分馏以将较高熔点的组分(通常是指棕榈油三硬脂酸甘油酯)从较低熔点的组分(通常是指棕榈油三油酸甘油酯)分离。各馏分的组成取决于进行分馏的条件。
通常通过以下三种方法之一来进行棕榈油的分离，即，干法分馏、溶剂分馏和在洗涤剂存在下的分馏。在干法蒸馏中，在不存在溶剂的情况下，利用温度以控制固体作为晶体形成来从油中将三硬脂酸甘油酯结晶。溶剂分馏包括加入溶剂(如丙酮)来实现三硬脂酸甘油酯从三油酸甘油酯中的分离。
脂肪和油的分离已经被评述，例如被Timms在：
http://www.soci.org/SCI/groups/oil/2006/reports/pdf/Timms LP.pdf.中评述。
GB 145581公开了一种脂肪共混物。用于共混物中的脂肪的一种为通过利用丙酮的脂肪湿法分馏而获得的基于棕榈油的脂肪。
GB 1499333描述了利用含有水或多羟基化合物以及极性有机溶剂的溶剂混合物来进行植物油、动物油和鱼油的三油酸甘油酯和三硬脂酸甘油酯的分离。
GB-A-2023636涉及一种通过溶剂分馏随后对得到的流体馏分进行酯化并进一步分馏来从天然脂肪物质制备4种可食用的馏分的方法。
US 2007/0160739描述了一种对脂肪和油进行干法分馏的方法，该方法包括获得第一馏分，并且将其与液体脂肪和油混合并进行进一步分馏。
Wong Soon，Specialty Fats Versus Cocoa Butter，1991，第32页，显示了棕榈油分馏的普遍方案，其使用溶剂对油4∶1的比率。
DE-A-2747765公开了具有高1，3-二棕榈醇-2-油酰-甘油含量的脂肪，及其制备方法和用途。
EP-A-1120455涉及一种经分馏的棕榈油及其制备方法。
存在着改进分馏方法的需要。特别地，存在在湿法分馏中使用较少有机溶剂，以及使用溶剂时，其中水的含量不是很重要，并且因此不需要完全干燥(从而减少总成本)，同时仍以相对高的收率来制备良好产品的期望。
根据本发明，提供了一种制备棕榈油产品的方法，该方法包括：(i)在不存在溶剂的情况下，棕榈油或其馏分的部分结晶；(ii)将经部分结晶的棕榈油或馏分与溶剂混合；(iii)将得到的混合物结晶至更高的程度；和(iv)在分离器中将产生的固体从液体中分离。
在另一方面，本发明提供了通过本发明方法获得的或可获得的棕榈油产品，优选为棕榈油的中间馏分。
已经发现，可以利用相对少量的溶剂和其中水分含量不必认真控制在相对低水平的溶剂来制备棕榈油产品，所述棕榈油产品为棕榈油馏分，如，棕榈油中间馏分，其具有相对高POP含量和相对低PPP含量的良好性质。这意味着所述方法可以使用适用于将其它非棕榈脂肪和油(即，不由棕榈产生的脂肪和油)(例如，牛油)分馏的生产线和溶剂。因此，该方法可以与加工其它非棕榈脂肪和油并行进行。
本发明使用以包括不完全(或部分)结晶的干法分馏为第一步的干法分馏和湿法分馏的组合。
本发明方法的起始材料为棕榈油或其馏分。优选地，所述起始材料为棕榈油精(palm oil olein)；更优选地，所述棕榈油精通过干法分馏来制备。优选地，所述棕榈油精具有的碘值(IV)为35至65，更优选地为50至60。
本发明的方法包括将棕榈油或其馏分(例如，棕榈油精)部分结晶的第一步骤(i)。如本文所使用的，术语“部分结晶(partial crystallization)”和“部分结晶(partially crystallizing)”，及相关术语，优选地表示，在方法的相关步骤中(即，在(i)之后立刻地)，将在方法最后获得的部分固体结晶，即，得到的结晶的固体的重量小于在方法最后获得的固体的重量。已经发现，在湿法分馏之前，所述棕榈油精的部分结晶使得方法利用少量的不需要非常干的溶剂来进行。
将理解的是，本文所使用的术语“结晶的固体”和相关术语，是指在一般术语中获得的固体，而不表示固体全部为晶体。例如，所述固体可以包含某些结晶的材料和某些没结晶的材料。通常，所述固体将包含化合物的混合物。
优选地，在(i)中形成的部分结晶的棕榈油或棕榈油的馏分包含5至25％的结晶固体，更优选地为10至24％的结晶固体，例如，15至22％或17至21％的结晶固体。将理解的是，在所述方法的该步骤中获得的结晶固体的百分比可以通过例如用于分析脂肪的固体含量(SFC)的标准NMR技术(例如，根据ISO 8292)来确定。相反地，在(iv)中分离的固体的量通常大于基于棕榈油或其馏分(在方法中被用作起始材料)重量计的22％至高达35％，更优选地为以重量计的23至30％，如以重量计的23.5％至29％，或以重量计的24至28％。
步骤(i)可以在一步进行或在两步或更多步中进行。优选地，步骤(i)为在两个分开的罐中进行的两步方法，其各个包括干法分馏步骤。步骤(i)优选地在12至20℃的温度范围内进行。如果步骤(i)为两步方法，那么第二干法分馏步骤优选地在比第一干法分馏步骤低的温度下进行。例如，所述第一步骤优选地在15至20℃的温度范围内进行，而所述第二步骤在13至17℃的温度下进行。
任选地，在(i)步骤期间或(i)步骤之前，可以将具有较低熔点的棕榈油馏分(如，具有60至70碘值(IV)的棕榈油精，例如，POfIV65)与在方法中用作起始材料的棕榈油或其馏分混合，优选地高达以起始材料棕榈油或其馏分重量计的10％。
不将(i)中形成的经部分结晶的棕榈油或其馏分分离以从液体中将固体去除，而在(ii)中与溶剂混合。因此，优选地将在(i)中形成的液体和固体的混合物与溶剂直接混合，而不在(ii)之前将固体从液体中分离。在(i)中形成的部分结晶的棕榈油或其馏分为液体和固体的混合物，并且通常以浆体的形式。
优选地，在(ii)中随即与溶剂混合之前，经部分结晶的棕榈油或其馏分的温度为10至25℃，更优选地为12至22℃，再更优选地为15至20℃，如大约17至18℃。在(ii)中随即与经部分结晶的棕榈油或其馏分混合之前，溶剂的温度优选地低于经部分结晶的棕榈油或其馏分的温度，并且优选为小于18℃，更优选为5℃至17℃，再更优选为10℃至15℃。优选地，在(ii)中随即与溶剂混合之前，经部分结晶的棕榈油或其馏分的温度为10至25℃，更优选地为12至22℃，再更优选地为15至20℃，如大约17至18℃，而在(ii)中随即与经部分结晶的棕榈油或其馏分混合之前，溶剂的温度小于18℃，更优选为5℃至17℃，再更优选为10℃至15℃，并且在(ii)中随即与经部分结晶的棕榈油或其馏分混合之前，溶剂温度任选的进一步优选的特征为优选地低于经部分结晶的棕榈油或其馏分的温度。
在(ii)中刚刚混合之后，混合物的温度优选为8至20℃，更优选地为9至18℃，再更优选地为10至16℃。
在(ii)中，溶剂对棕榈油或其馏分的重量比率优选为1.5∶1至1∶1.5的范围，更优选地为1.4∶1至1∶1.4，甚至更优选地为1.3∶1至1∶1.3，如1.2∶1和1∶1.2。例如，溶剂对棕榈油或其馏分的重量比率通常为0.8∶1至1.5∶1，如0.8∶1至1.1∶1，或大约1∶1。
在(ii)中，经部分结晶的棕榈油或其馏分与溶剂的混合优选地在线进行。例如，可以将经部分结晶的棕榈油或其馏分从步骤(i)正在进行的罐中泵出，并且在导管(例如，输送管)中与溶剂混合，随后经导管通过。
溶剂优选地包含丙酮和水，所述水以溶剂重量计至少0.3％的量存在，如以重量计至少0.4％，至少0.5％或至少0.6％。溶剂中水的量通常将小于2％，如小于1.5％，小于1.2％或小于1％。因此，溶剂通常包含以重量计0.3％至1.5％的水，更优选为以重量计0.4％至1.2％的水，如以重量计0.6至1.0％的水。溶剂优选地包含以重量至少90％的丙酮，如以重量计至少95％、至少97％、至少98％或至少99％的丙酮。优选的溶剂包含以重量计0.6％至1.2％的水，和以重量计至少98.5％的丙酮。
在与溶剂混合之后，在(iii)中将得到的混合物结晶到大于(i)中的程度。优选地，步骤(iii)中的结晶在冷却中进行。在(iii)期间，优选地将混合物冷却到至少2℃。例如，可以将所述混合物冷却到2℃至10℃。在通过结晶器之后，混合物优选地具有5℃至10℃的温度。通常，在比(i)中低的温度下进行结晶，例如，在比(i)低至少3℃或至少5℃。优选地，(iii)在结晶器中进行，更优选地在使混合物连续通过的经刮削表面的结晶器中进行；这使得本发明的方法在(iii)中在连续的基础上进行。经刮削表面的结晶器包括为本领域所熟知的将冷却的将固体从结晶器壁去除的回转器。
通常，(ii)和(iii)在分开的容器中进行。例如，(ii)中的混合优选地发生在线上的导管(例如，输送管)中，而(iii)优选地在独立的结晶器中进行。
在(iii)中混合物已被结晶至比(i)中更高的程度之后(即，使得在混合物中结晶固体的量，基于作为起始材料的棕榈油或其馏分的重量计，(iii)中的结晶固体的量大于(i)中的结晶固体的量)，在(iv)中，在分离器中将得到的固体从液体中分离出来。优选的分离器为带式过滤器。固体被保留在过滤器的带上，而液体通过。实现固体从液体中分离的适合的设备，如，带式过滤器，为本领域所熟知。
本发明的方法可以包括在步骤(i)至(iv)之前、之间或之后的一个或多个步骤。例如，在(iv)中获得的产品可以通过去除溶剂来进一步纯化。
优选地，从固体被分离后剩下的液体中回收溶剂，并且将其再循环至工序中。优选地，在分离和再循环之后，从固体中将溶剂回收。更优选地，从液体和固体中将溶剂回收并再循环。
本发明的方法可以分批进行或以连续的方式进行。优选地，所述方法是连续的。起始材料棕榈油或其馏分的输入优选为每小时0.5至1000吨(t/h)。
在分离之后，作为固体获得的棕榈油产品(或馏分)优选地为棕榈油中间馏分。该棕榈油产品优选地具有以下三甘油酯含量：
以重量计2.5至4.0％的PPP；
以重量计大于65％的POP；和
以重量计小于3％的POO。
(P＝棕榈酸且O＝油酸)
棕榈油产品可以含有痕量的溶剂(丙酮)和水，并且基本不含，或不含洗涤剂。
在去除溶剂之后获得的液体(油精)馏分也是有用的产品。优选的棕榈油精，在本发明的方法中作为在(iv)中分离的液体被制备，在去除溶剂之后，具有60至79的碘值(IV)，如大约65。
本发明的方法可以与牛油的分馏并行进行。本发明允许利用相同的溶剂来进行两个分馏过程。这具有显著的优势。
在所述方法中制备的棕榈油产品可以被用于广泛的应用中，如食品工业以及例如通过酯交换来制备其它脂肪和油。
在本说明书中明显在先公开的文献的列举或论述不应被认为承认本文档为现有技术的一部分或为公知常识。
以下非限定性的实例说明了本发明，并不以任何方式限定其范围。在实例中以及贯穿本说明书，除非另外说明，所有百分比、份数和比率均是以重量计的。
实施例
在图1中示意地描述了可以用于本发明的方法。
将丙酮通至丙酮加热器1，在该加热器中，其温度根据需要被上下调节。沿管线2将POfIV55(碘值为55的棕榈油精)泵出，并且在3将其与较冷的丙酮在线地混合。
将得到的丙酮/POfIV55混合物直接泵出至刮削表面的结晶器4，在该结晶器中该混合物的温度下降。通过管线5将冷却的混合物泵出至带式过滤器6，在所述过滤器中，将固体(iPOm)从液体(POfIV65加溶剂)中分离。
本发明方法的另一个实施方案示于图2中。
图2所示的方法包括在(i)中的两个干法分馏步骤并且显示了丙酮溶剂的再循环。
在图2中，POfIV55在分开的第一和第二罐10、11中进行两个相继的干法分馏步骤以实现固体的部分结晶。在这两个步骤之后，得到的浆体形式的固体和液体混合物具有15℃的温度。将该浆体从第二罐中泵出，并且在混合点12在线与含有以重量计0.6-12％水的丙酮混合。得到的混合物具有12℃的温度。然后，该混合物被输送至刮削表面的结晶器13，在所述结晶器中，将结晶进行至更高的程度并完成。将得到的混合物输送至带式过滤器14，在所述过滤器中将固体(iPOm)从液体(POfIV65)中分离。固体和液体均包含丙酮，并且将丙酮通过蒸馏步骤15和16来蒸馏从而分离，并且再循环至方法中。
实施例1
通过干法分馏获得POfIV55。在干法分馏结晶器中将POfIV55部分结晶，使得混合物含有以重量计18-19％的固体(作为结晶)。在干法分馏结晶器中，将高达以重量计10％的POfIV65与POfIV55混合。
将从结晶器中获得的混合物在线上泵出，并且与冷丙酮混合以给予得到的混合物12℃的温度。丙酮含有0.4％的水，并且丙酮(包括其中的水)对混合物的重量比率为1∶1。将POfIV55/丙酮的混合物泵出至刮削表面结晶器，在所述结晶器中被冷却到9℃。通过结晶器的时间为13分钟。将得到的冷却混合物泵出至带式过滤器。
在整个试验中，POfIV55以1.6t/h的进量来输入。
结果示于表1中。
该试验的结果是良好的：丙酮中的湿气与标准方法相比对质量具有更小的影响。
表1
  丙酮中的水分％   0.4
  经表面刮削后的结晶器的温度℃   9
  PPP   3.9
  POP   68.8
  POO   2
  总共的SOS   82.1
  S-N20*   92.3
  S-N25   85.2
  S-N30   57
  S-N35   5
  S-N40   0.6
  DG**   0.4
*S-Nx是指x℃下的稳定的N值
**甘油二酯
实施例2
重复实施例1，修改为将混合物在刮削表面结晶器中冷却到6℃。结果显示于表2中。
表2
  丙酮中的水分％   0.4
  经表面刮削后的结晶器的温度℃   6
  PPP   3.3
  POP   67.4
  POO   2.3
  总共的SOS   81.6
  S-N20   89.9
  S-N25   79.6
  S-N30   54
  S-N35   3.6
  S-N40   0
  DG   0.9
实施例3
重复实施例2，修改为使用的溶剂为含有以重量计0.74％的水分的丙酮。结果显示于表3中。
  丙酮中的水分％   0.74
  经表面刮削后的结晶器的温度℃   6
  PPP   3.5
  POP   66.4
  POO   2.5
  总共的SOS   80.5
  S-N20   88.9
  S-N25   78.8
  S-N30   53.3
  S-N35   4.4
  S-N40   0
  DG   1
实施例4
将实施例2的棕榈油中间馏分与牛油三硬脂酸甘油酯掺合来制备类可可脂(CBE)共混物。两种混合物(60/40以及55/45棕榈油中间馏分/牛油三硬脂酸甘油酯)均给出良好的结果。

Claims (19)

1.一种用于制备棕榈油产品的方法，所述方法包括：(i)在不存在溶剂的情况下，将棕榈油或其馏分部分结晶；(ii)将经部分结晶的棕榈油或其馏分与溶剂混合；(iii)将得到的混合物结晶到更高的程度；和(iv)在分离器中将产生的固体从液体中分离，其中，在(ii)前不将固体从液体中分离的情况下，将在(i)中形成的经部分结晶的棕榈油或其馏分与(ii)中的溶剂直接混合。
2.如权利要求1所述的方法，其中，在(i)中形成的经部分结晶的棕榈油或其馏分包含5至25％的结晶固体。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，在(ii)中随即与溶剂混合之前，经部分结晶的棕榈油或其馏分的温度为10至25℃。
4.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，在(ii)中随即与经部分结晶的棕榈油或其馏分混合之前，溶剂的温度为5至17℃，并且所述溶剂的温度低于所述经部分结晶的棕榈油或其馏分的温度。
5.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，溶剂与经部分结晶的棕榈油或其馏分的混合物在刚刚混合之后的温度，为8至20℃。
6.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，(ii)和(iii)在分开的容器中进行。
7.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，在(ii)中的混合在线上进行。
8.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，(iii)在结晶器中进行。
9.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，(i)是在两个分开的罐中进行的两步过程。
10.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述溶剂包括丙酮和水，所述水以溶剂重量计至少0.3％的量存在。
11.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，在分离之后，作为固体获得的所述棕榈油产品具有以下的甘油三酯成分：
以重量计2.5至4.0％的PPP；
以重量计大于65％的POP；和
以重量计少于3％的POO。
12.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述棕榈油或其馏分为棕榈油精。
13.如上述权利要求12所述的方法，其中，所述的棕榈油精通过干法分馏来获得。
14.如权利要求12或13所述的方法，其中，所述棕榈油精具有35至65的碘值。
15.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，在(ii)中，溶剂对棕榈油或其馏分的重量比为1.5∶1至1∶1.5。
16.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，棕榈油或其馏分对溶剂的比为0.8∶1至1.1∶1。
17.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述溶剂被回收并再循环。
18.如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法与牛油的分馏并行进行。
19.通过权利要求1至18中任一项所述的方法可获得的棕榈油产品。
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