CN102171236A - 通过连续可再生吸附过程的三酰基甘油纯化 - Google Patents

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Abstract

描述了使用粉末的、颗粒的或挤压的吸附剂的用于三酰基甘油(TAG)连续纯化的经济和环保“绿色”过程，该过程可用于食用油和脂肪的化学精炼或物理精炼，两者均常规用于精炼TAG。吸附剂包含于柱系统中并且被再生用于多次再使用。过程利用吸附剂柱系统分别作为化学精炼之后或物理精炼之前的处理，而不是水或过滤，以去除粗三酰基甘油中夹带的皂和其它杂质。在化学精炼过程中，粗脱胶三酰基甘油(CDTAG)被第一次精炼以去除FFA，形成一次精炼的三酰基甘油(ORTAG)，然后在除臭之前与包装在柱内的吸附剂接触。在物理精炼过程，粗脱胶三酰基甘油(CDTAG)在去除FFA和随后的除臭之前与包装在柱内的吸附剂接触。CDTAG或ORTAG与包装在一个柱或串联的多个柱内的吸附剂相接触足够长的时间以去除杂质，例如但不限于，皂、金属、叶绿素和降低TAG稳定性的许多其它化合物。排出柱的最终TAG可以用于除臭过程。一旦吸附剂不再去除预期量的杂质，便将其再生用于再使用。此种连续可再生吸附剂精炼过程相当大地降低所需要的淡水量和纯化TAG所产生的废水量，并降低所产生的固体废物的量。结果得到一种经济且环保的食用油精炼方法。

Description

通过连续可再生吸附过程的三酰基甘油纯化
相关申请的交叉参考
本申请要求于2008年10月2日提出的美国临时专利申请号61/102,038的权利，其完整内容通过参考并入本申请中。
技术领域
1、技术领域
本发明涉及食用油，并且特别是三酰基甘油的纯化，更加具体而言涉及使用包含在一个或多个柱中的吸附材料对食用油的连续纯化方法和用于再利用的吸附材料的再生方法。
2、背景技术
动物和植物脂肪和油是健康饮食的必需成分和普通成分。这些油和脂肪在使得健康饮食的许多其它必需成分更加可口的同时还提供必需的营养和能量。仅在2008年，仅植物油的世界消费几乎1.4亿短吨。这些油和脂肪必需精炼以去除加速酸败和降低适口性和稳定性的不良杂质。待去除的杂质包括游离脂肪酸(FFA)、金属、叶绿素，和磷脂和胶以及降低成品油或脂肪储存寿命、性能和适口性的其它微量混合物。
常规的食用油精炼厂使用巨大量的淡水以精炼其产品并且产生出对应量的需要废水处理或排入河流、湖泊或其它水体的流出液。此外，精炼厂使用大量的助滤剂或处理介质，一旦使用它们需要通过垃圾掩埋法进行处理。采用使淡水和处理介质使用最小化以便降低加工成本、流出液和固体废物的方法是所希望的。
包含三酰基甘油(TAG)的油和脂肪必需精炼以去除不良杂质。在加工植物TAG的过程中，从油籽中提取粗TAG代表性地包括使用非极性溶剂。最广泛用于该目的常规溶剂是己烷。粗TAG在己烷中是高度可溶性的，因此使得可从油籽中高效提取粗TAG。所得到的粗TAG和己烷混合物有代表性的通过蒸馏分离。然后己烷被再循环用于在溶剂提取过程中再使用，而粗TAG通过如下所述的“化学精炼过程”或者“物理精炼过程”被进一步加工和精炼。
不管选择哪种精炼方法，在进行该过程之前TAG应该进行“脱胶”。脱胶过程包括使用水从TAG中去除水溶性磷脂(胶)。通过离心从TAG中去除水份。下面描述各种精炼方法中使用的常规步骤。
化学精炼过程：
化学精炼的常规工艺从粗脱胶的三酰基甘油(TAG)开始。粗脱胶TAG置于碱性溶液(具有代表性的为氢氧化钠)以便中和游离脂肪酸(FFA)并形成相应的皂分子(例如油酸钠)。这些皂分子需要从TAG中去除。离心方法用于去除一些皂。然而，有一些中和过程中形成的皂不容易通过该步骤去除，而残留的皂能够通过进一步加工去除。
残留皂可通过不同的方法去除。在第一常规的方法中，水洗用于去除残留的皂：由于残留的皂溶于水，一系列的水洗步骤可以用于去除TAG中残留的皂。该过程包括将水加入TAG和皂混合物，随后通过离心分离并去除皂脚。虽然该过程能够有效地从TAG中去除绝大部分皂，但在TAG中仍然有剩余的残留皂分子必须去除。此外，还存在其他不溶于水且因此不能通过水洗方法去除的杂质。因此，TAG的进一步加工是需要的。
在第二常规的方法中，使用过滤方法的硅胶处理用于从TAG中去除皂。硅胶处理法已经发展为尝试最小化从该过程中产生的废物排出流。将硅胶加入TAG中去除皂，并且还可以去除可能存在的金属。该过程非常高效，但是需要批次进行，需要过滤，且会产生大量需要处理的废物滤饼。
无论选择哪种常规化学精炼方法，该过程中的下一步骤都是漂白步骤。在漂白步骤中，TAG与漂白粘土相接触以去除叶绿素和其他在精制TAG中引起稳定性问题的杂质。传统上在该过程中使用漂白粘土，这是由于漂白粘土可以有效去除叶绿素色素和TAG中存在的其它微量杂质。漂白粘土还能够去除在先前的加工步骤中没有被去除的残留皂。使用漂白粘土的通常需要批次进行，需要过滤，且导致产生大量需要处理的废物滤饼。
常规化学精炼过程的最后一步是将精炼和漂白的TAG进行除臭处理。除臭处理利用蒸发和真空去除在精炼TAG中引起气味和颜色问题的任何残留FFA和其它挥发性杂质。从该过程中得到的精练的油被称为精炼的、漂白的、除臭的(RBD)TAG。
常规化学精炼工艺包括上述方法的多种变化形式，例如在一个过滤循环中组合进行硅胶和漂白粘土处理。这样使得TAG更快加工。另一种常规工艺组合使用水洗和二氧化硅处理代替一步或多步水洗步骤。依赖于所使用的工艺不同，TAG的常规化学精炼的缺点是使用大量水并且产生大量废水排污和/或固体滤饼废物。
物理精炼过程：
常规物理精炼工艺开始于粗脱胶三酰基甘油(TAG)。粗脱胶三酰基甘油首先应用漂白粘土和/或硅胶以去除磷化合物和其它金属、叶绿素以及在TAG中引起稳定性问题的其它污染物。物理精炼过程产生大量需要处理的固体滤饼废物。
漂白步骤之后，将TAG进行蒸发处理以去除TAG中存在的绝大部分FFA。根据TAG的条件，该步骤可以与上面化学精炼工艺中所述的除臭步骤相似的方式进行。如果TAG中FFA含量高，在最后的除臭步骤之前利用蒸发去除绝大部分FFA。最终得到的TAG被称为精炼的、漂白的、除臭的(RBD)TAG。
常规物理精炼过程包括上述工艺的多种变化形式。TAG的常规物理精炼具有使用大量固体过滤介质并产生大量需要处理的固体废物的缺点。
一般而言，选择化学精炼或者物理精炼过程依赖于粗脱胶三酰基甘油(CDTAG)的状况。包含高含量FFA(＞1.5％)的CDTAG有代表性地使用物理精炼进行加工。这主要是因为随着CDTAG中FFA含量增加成皂乳化危险性增加。在精炼步骤中形成的皂越多，乳化的机会就越大，这使得加工难度增加和更高的产量损失。
以下专利描述利用吸附剂从三酰基甘油化合物中去除杂质。美国专利号1,745,952公开了使用吸附剂脱色脂质的方法。美国专利号3,955,004描述了使用二氧化硅和氧化铝处理食用甘油酯油类以改善颜色和储存性质的方法。美国专利号2,401,339描述了通过利用固体吸附剂和蒸馏处理油类和蜡类去除杂质的方法。美国专利号4,781,864公开了利用酸处理的二氧化硅型吸附剂去除叶绿素、有色化合物和磷脂类的方法。
美国专利号5,231,201、美国专利号5,248,799、美国专利号5,264,597、美国专利号5,928,639、美国专利号6,248,911、欧洲专利号0295418 B1、欧洲专利号0566224 A2和英国专利号GB 2058121 A全部涉及在化学和/或物理精炼过程中用无定形二氧化硅处理精炼的甘油酯油以去除杂质的方法。
英国专利申请号GB 2122588 A叙述了用于脂肪物质精炼的废吸附剂再生的方法，包括首先将废吸附剂与极性有机溶剂接触以去除吸附的杂质，和随后与非极性有机顶替剂将接触以去除吸附的溶剂并再活化吸附剂。
上述专利中没有一个描述利用柱进行连续纯化过程并与吸附剂再生相结合的完整系统。先前专利的申请人没有一个意识到提供一种连续、可再生吸附剂系统的特性，当使用化学或物理精炼方法时这样的系统可以用于高效且经济地去除杂质。为了保存和有效使用稀有资源，应用这种特性的纯化系统是令人所希望的。此种系统显著降低或消除对淡水的需求和对流出物和/或固体废物的处置或处理。
对于食用油的纯化，消除批次处理和提供连续的工艺是令人希望的。提供环保的“绿色”加工工艺也是人们所期望的，环保的“绿色”加工工艺大大降低或消除常规需要的大量体积的淡水、精炼食用油脂所产生的废水，以及生产、运输和掩埋固体废物所需的能源和空间。此外更加期望提供一种加工工艺：一旦装载有吸附剂，其就包括不需要淡水或新的吸附剂来运行的封闭系统，且不产生需要处理或消除的流出物或固体废物。
发明内容
本发明的连续可再生吸附过程是用于TAG连续纯化的环保的“绿色”精炼方法，该方法使用能够与化学或物理精炼过程联合使用的粉末化、颗粒化或挤压化的吸附剂。吸附剂包含于柱或适当的过滤系统并再生用于再使用。该方法相当大地降低了对淡水、废水排污处理和固体废物处置的需求。
该方法在化学和/或物理精炼过程中利用吸附剂柱系统作为处理法而不是常规水洗步骤和/或分批过滤步骤以去除粗脱胶和三酰基甘油(CDTAG)中夹带的皂和其他杂质。在化学精炼过程中，CDTAG首先精炼去除FFA，形成一次精炼三酰基甘油(ORTAG)，然后在除臭步骤之前与装于柱中的吸附剂相接触。在物理精炼过程，在去除FFA和除臭步骤之前将CDTAG与装于柱中的吸附剂相接触。
CDTAG或ORTAG与足够量的吸附剂接触足够长的时间以去除杂质，例如皂、金属、叶绿素和降低精制TAG稳定性的许多其它杂质。柱中吸附剂的生命周期依赖于所加入的CDTAG或ORTAG中杂质的水平、柱中吸附剂的量和吸附容量，以及排出柱系统的CDTAG或ORTAG的流速。如此处理TAG所得到的产物适于进行除臭步骤，无需水洗或通过过滤分批吸附处理。
一旦排出柱的TAG不再满足该工艺中下一步骤需要的参数，系统中的吸附剂柱需要再生用于再使用。吸附剂的这种再生使得本发明的系统既经济又环保。吸附剂的再生和再使用消除了常规化学和物理精炼过程中所产生的大量废水和/或固体滤饼废物。与吸附剂处理相反，吸附剂再生减少了固体废物的产生。通过蒸馏本发明再生过程中所使用的溶剂进行回收进一步增强了本工艺的经济性和环境益处。
依赖于用于精炼和加工TAG的方法有几种不同的实施方案可以用于再生吸附剂。在第一个可用于化学或物理精炼过程中的食用油纯化的实施方案中，吸附剂再生的第一步包括用非极性溶剂(NPS)，例如己烷(有代表性地用于粗TAG的溶剂提取过程)，回收被吸附剂所吸附的残留TAG。NPS穿过吸附剂柱从吸附剂上洗脱吸附的TAG，TAG溶于NPS。
当本发明的系统用于油料种子加工厂，具体而言用于油提取过程，所得到的排出吸附剂柱的NPS和TAG混合物能够直接加入来自油提取过程中TAG提取步骤的NPS和TAG。来自该吸附剂再生第一步的NPS被回收，有代表性地通过蒸馏回收，该NPS与来自油料种子粗TAG溶剂提取过程的NPS一起再使用。备选地，如果没有上游的TAG提取步骤，能够通过蒸馏分离NPS和TAG混合物，并且残留TAG能够被递送到工艺中下游的下一步骤进行进一步加工，有代表性地为除臭作用和FFA汽提，而且NPS可以被回收并在再生过程中再使用。如果从分离过程得到的TAG不能满足所需参数或规范，应该返回上游到达吸附剂柱重复处理。
在吸附剂再生的第二步骤中，极性溶剂(PS)，例如甲醇或乙醇，与酸，例如硫酸，相混合，并穿过吸附剂柱以去除包含于吸附剂内或吸附剂上的被吸附的杂质。PS和酸溶液穿过排出柱直到所得到的PS和酸溶液滤出液中没有显著量的杂质为止。再生的吸附剂然后可再使用于纯化过程。吸附剂能够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。
再生工艺中第二步骤所得到的混合物包含PS、酸、烷基皂、金属、叶绿素和其它杂质。通过蒸馏能够回收来自PS、酸和杂质混合物的PS用于再使用。蒸馏步骤包括将PS、酸和杂质混合物经受加热和/或真空以至于仅PS挥发并随后被收集回收以便在吸附剂再生过程中再使用。通过蒸馏过程没有挥发的剩余残留物可以或者被除掉，或者优选地，被进一步加工为附加值产品。
在能够用于化学精炼过程的第二个实施方案中，再生能够通过单一溶剂完成。极性溶剂(PS)，例如甲醇或乙醇，与酸，例如硫酸，相混合，并穿过吸附剂柱以去除包含于吸附剂内或吸附剂上的被吸附的杂质。PS和酸溶液穿过吸附剂柱直到所得到的PS和酸溶液滤出液中没有显著量的杂质为止。
再生的吸附剂然后可再使用于纯化过程。吸附剂能够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。
再生过程中所得到的混合物包含PS、酸、烷基皂、金属、叶绿素、TAG和其它杂质，该混合物可进行进一步加工以回收残留的TAG和PS。通过蒸馏能够回收PS用于再使用。
蒸馏步骤包括将PS、酸、TAG和杂质的混合物经过加热和/或真空以至于仅PS挥发并随后被收集回收以便在吸附剂再生过程中再使用。通过蒸馏过程没有挥发的剩余残留物可以或者被除掉，或者优选地，被进一步加工回收残留的TAG。
为了回收残留TAG，通过蒸馏过程未被蒸发的残留物，其包含烷基皂、金属、叶绿素、残留TAG和其它杂质，可以被回加到上游向CDTAG加入碱性溶液的工艺处。然后离心CDTAG，将来自再生过程的杂质与残留的TAG分离。回收的TAG与离心后的ORTAG合到一起。然后回收的TAG成为ORTAG的一部分，然后其可以穿过如上所述的吸附剂柱被进一步加工。
在能够用于物理精炼过程的第三个实施方案中，再生能够通过单一溶剂完成。极性溶剂(PS)，例如甲醇或乙醇，穿过吸附剂柱以去除包含于吸附剂内或吸附剂上的杂质。PS穿过吸附剂柱直到所得到的PS滤出液中没有显著量的杂质为止。
再生的吸附剂然后可再使用于纯化过程。吸附剂能够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。
再生过程中所得到的混合物包含PS、烷基皂、金属、叶绿素和残留TAG，该混合物可进行进一步加工以回收PS和可能的其它组分。通过蒸馏能够回收PS用于再使用。
蒸馏步骤包括将PS、TAG和杂质的混合物经过加热和/或真空以至于仅PS挥发并随后被收集回收以便在吸附剂再生过程中再使用。通过蒸馏过程没有挥发的剩余残留物可以被进一步加工产生附加值产品或进行处理清除。
不管选择哪种方法用于再生过程，再生过程之后，吸附剂都含有吸附于其内的少许残留溶剂。柱中残留溶剂的量取决于再生过程后柱如何干燥。一旦粗TAG液流重新开始穿过再生的吸附剂柱，来自吸附剂的残留溶剂将夹带于TAG中首先穿过柱。流出柱的夹带溶剂的TAG可以直接送到精炼工艺中的除臭步骤，该步骤将从TAG中去除溶剂。备选地，在被送到精炼工艺中除臭步骤之前，流出夹带溶剂的柱的TAG可以进行单独的蒸发步骤以便去除TAG中的溶剂。
通过参考以下附图，将更加充分地阐述本发明。
附图说明
图1是依照本发明的叙述在化学精炼应用中使用吸附剂柱纯化方法纯化动物和植物油类的系统的示意图。
图2是依照本发明的叙述在化学精炼应用中使用多吸附剂柱纯化方法纯化动物和植物油类的系统备选方案的示意图。
图3是依照本发明的叙述在物理精炼应用中使用吸附剂柱纯化方法纯化动物和植物油类的系统的示意图。
图4是依照本发明的叙述在物理精炼应用中使用多吸附剂柱纯化方法纯化动物和植物油类的系统备选方案的示意图。
图5是在化学和物理精炼过程中使用非极性溶剂和极性溶剂+酸进行吸附剂双重溶剂再生的示意图。
图6是在化学精炼过程中使用极性溶剂和酸进行吸附剂单一溶剂再生的示意图。
图7是在物理精炼过程中使用极性溶剂进行吸附剂单一溶剂再生的示意图。
具体实施方式
将更加详细地提到本发明的优选实施方案，其中一个实例在附图中阐述。如果可能的话，相同的参考数字将在附图和说明书通篇中指相同或者相似的部分。
图1是依照本发明的描述通过吸附剂系统10进行食用油连续纯化的示意图。在第一个实施方案中，装载吸附材料14的单一吸附剂柱12用于从化学精炼过程纯化一次精炼三酰基甘油(ORTAG)16。ORTAG 16与足够量的吸附材料14接触足够长时间以去除降低精炼TAG稳定性的杂质，例如皂、叶绿素、金属、磷、磷脂、胶、游离脂肪酸(FFA)、香味化合物、臭味化合物和有色化合物，以及其它杂质。适合的吸附材料14包括碳、二氧化硅、沸石、金属硅酸盐、金属氧化物、硅胶、活性氧化铝、漂白粘土和活化的漂白粘土。吸附材料14可以是粉末、颗粒化或挤压化或者其它处理以便利于流经吸附剂柱12。在优选的实施方案中，吸附材料14是硅酸镁、合成的硅酸镁、硅胶、活性氧化铝、漂白粘土或活化的漂白粘土。
从吸附剂柱12排出的纯化的TAG 17适于进行除臭过程18而无需水洗或分批吸附过滤处理。除臭过程18能够使用蒸发或真空去除任何残留的FFA和其它挥发性杂质。经过除臭过程18后得到精炼、漂白、除臭(RBD)的TAG 19。
在化学精炼过程的实施方案中，使用腐蚀性精炼步骤22精炼粗脱胶TAG(CDTAG)20。在腐蚀性精炼步骤22中，CDTAG 20暴露于碱性溶液，例如氢氧化钠溶液，以便中和游离脂肪酸并形成相应的皂分子。皂脚分离步骤26产生皂脚28，去除皂脚28获得ORTAG 16。皂脚分离步骤26可以通过离心去除皂脚28进行。
在柱吸附纯化步骤中，ORTAG 16流经吸附剂柱12直到吸附材料14不再从ORTAG 16中去除多余的杂质为止。这通过比较进入吸附剂柱12的ORTAG16中杂质的水平和从吸附剂柱12流出的纯化的TAG 17中杂质的水平而确定。此时，由于流出吸附剂柱12的纯化的TAG 17不再满足必需规范或预期参数，如下所述进行吸附材料14的再生。
如图2所示，在第二个通过吸附剂系统100连续纯化食用油的实施方案中，串联使用装载吸附材料14的多个吸附剂柱12a-12b来纯化来自化学精炼过程16的ORTAG。使用多吸附剂柱进行连续过程。化学精炼过程和皂脚分离步骤26之后，ORTAG 16在前吸附剂柱12a中与吸附材料14接触。流出吸附剂柱12a的纯化的TAG 17a在装载吸附材料14的后吸附剂柱12b中与吸附材料14相接触以去除纯化的TAG 17a中剩余的杂质。
ORTAG 16和纯化的TAG 17a与足够量的吸附材料14接触足够长时间以去除降低精炼TAG稳定性的杂质，例如皂、叶绿素、金属、和许多其它杂质。如此处理ORTAG将得到精炼的纯化的TAG，其在进行除臭过程18之前无需水洗或分批吸附过滤处理。
在柱吸附纯化步骤中，ORTAG 16和纯化的TAG 17a流经柱直到吸附材料14不再去除足量的杂质为止。这通过比较进入前吸附剂柱12a和后吸附剂柱12b的ORTAG 16和/或纯化的TAG 17a中杂质的水平，与流出各前吸附剂柱12a和后吸附剂柱12b的纯化TAG 17a和纯化的TAG 17b中杂质的水平而确定。此时，流出吸附剂柱12的纯化TAG 17不再满足该过程中下一步骤的必需规范或预期参数(由每个柱适当确定)，如下所述进行前柱的再生。
如图3所示，在第三个通过吸附剂系统200连续纯化食用油的物理精炼过程实施方案中，装载吸附材料14的单一吸附剂柱12用于纯化粗脱胶三酰基甘油(CDTAG)20。粗TAG被脱胶并离心分离水溶性胶，例如磷脂，之后，CDTAG20与足够量的吸附材料14接触足够长时间以去除降低纯化的TAG稳定性的杂质，例如皂、叶绿素、金属、和许多其它杂质。如此处理CDTAG，无需额外的分批吸附过滤处理即得到加工后的TAG。在该时间点，纯化的TAG 17适用于汽提过程50以便去除绝大部分FFA，随后通过除臭过程18进一步加工得到精炼、漂白、除臭(RBD)的TAG 19。
在柱吸附纯化步骤中，CDTAG 20流经吸附剂柱12直到吸附材料14不再从CDTAG 20去除足量的杂质为止。这通过比较进入吸附剂柱12的CDTAG 20中杂质的水平和流出吸附剂柱12的纯化的TAG 17中杂质的水平而确定。此时，流出吸附剂柱12的纯化的TAG 17不再满足该过程中下一步骤的必需规范或预期参数时，进行吸附材料14的再生。当进行再生时，当第一个柱进行如上所述再生时可以使用第二个柱进行纯化过程。这实现了连续过程。
如图4所示，在第四个实施方案中，串联使用装载吸附材料14的多个吸附剂柱12a-12b用于物理精炼过程纯化粗脱胶三酰基甘油(CDTAG)20。使用多吸附剂柱允许进行连续过程。粗TAG被脱胶并离心分离水溶性胶，例如磷脂，之后，CDTAG 20在装载吸附材料14的前吸附剂柱12a和后吸附剂柱14b中与吸附材料14相接触以便去除CDTAG 20中的杂质。
CDTAG 20与足够量的吸附剂接触足够长时间以去除降低精炼TAG稳定性的杂质，例如皂、叶绿素、金属、和杂质。如此处理CDTAG将得到无需另外分批吸附过滤处理加工后的TAG。在该时间点，纯化的TAG 17b适用于汽提过程50以便去除绝大部分FFA，随后通过除臭过程18进一步加工。
在柱吸附纯化步骤中，CDTAG 20流经柱12a和柱12b直到吸附剂不再从CDTAG 20去除足够的杂质为止。这通过比较进入前吸附剂柱12a和后吸附剂柱12b的CDTAG 20和/或纯化的TAG 17a中杂质的水平和流出柱的纯化的TAG 17a和纯化的TAG 17b中杂质的水平而确定。在此时间点，流出吸附剂柱12的纯化TAG 17不再满足该过程中下一步骤的适于每个柱确定的必需规范或预期参数，如下所述进行前柱的再生。
在图1-4所示的化学精炼过程或物理精炼过程的再生过程中，从吸附剂柱12向待再生吸附剂柱12的加载停止并且吸附剂柱12中的吸附材料14被再生。如图5所示，来自非极性溶剂池33的非极性溶剂(NPS)34流经吸附剂柱12被再生。一种适当的NPS 34是己烷。NPS 34流经吸附剂柱12洗脱吸附的TAG，TAG溶于来自吸附材料14的NPS 34。排出吸附剂柱12的NPS和TAG混合物35可以被任选送到NPS和TAG提取步骤36。判定模块401决定该过程是否包括溶剂提取步骤。如果该过程包括溶剂提取步骤，NPS和TAG混合物35被加入到上游溶剂提取步骤(先于如图1-4所示的步骤20)。如果该过程不包括溶剂提取步骤，NPS和TAG混合物35继续至NPS蒸馏步骤37以再生回收的TAG 38和回收的NPS 39。判定模块402决定回收的TAG 38是否满足所需的参数或规范。如果回收的TAG 38满足所需的参数或规范，回收的TAG 38可以进入后面的除臭过程18。如果回收的TAG 38不满足所需的参数或规范，回收的TAG 38被送至吸附剂柱12重新处理。回收的NPS 39可以通过将回收的NPS 39加入非极性溶剂池33进行再使用。
在吸附材料14再生的第二步骤中，极性溶剂40与极性溶剂和酸池42中的酸41混合。适宜的极性溶剂是醇，例如甲醇或乙醇。适宜的酸是硫酸。极性溶剂和酸混合物43穿过吸附剂柱12以去除包含于吸附材料14之中和之上的所吸附的杂质。极性溶剂和酸混合物43穿过吸附剂柱12直到排出吸附剂柱12的混合物45的杂质水平为零时为止，这表明即使不是全部也是大多数杂质已经被极性溶剂溶液从吸附剂14洗脱。混合物45包含极性溶剂、酸、烷基皂、金属、叶绿素和其它杂质。极性溶剂蒸馏46可以用于从皂和其它杂质48中再生所回收的极性溶剂47。极性溶剂蒸馏46可将混合物45经过加热和/或真空以提供回收的极性溶剂47。所回收的极性溶剂47可以通过将所回收的极性溶剂47加入到极性溶剂和酸池42进行再利用。
在如图2和4所示的多柱系统再生过程中，柱处理过程中串连中的第一后柱12b成为新的前柱并且任意后续的后柱以相互接触的顺序上移。最迟的前柱中的吸附材料14被再生用于再使用并成为系统中新的最后一个后柱。
在备选的实施方案中，单一溶剂再生可用于如图1-2所示的化学精炼过程中。如图6中所示，从吸附剂柱12向待再生吸附剂柱12的加载停止并且吸附剂柱12中的吸附材料14被再生。极性溶剂40与极性溶剂和酸池42中的酸41混合。适宜的极性溶剂是醇，例如甲醇或乙醇。适宜的酸是硫酸。极性溶剂和酸混合物43穿过吸附剂柱12以去除包含于吸附材料14之中和之上的所吸附的杂质。极性溶剂和酸混合物43穿过吸附剂柱12直到排出吸附剂柱12的混合物45的杂质水平为零时为止，这表明即使不是全部也是大多数杂质已经被极性溶剂溶液从吸附剂洗脱。混合物60包含极性溶剂、酸、烷基皂、残留TAG和其它杂质。极性溶剂蒸馏62可以用于再生所回收的极性溶剂67。极性溶剂蒸馏62可将混合物60经过加热和/或真空以提供回收的极性溶剂67。所回收的极性溶剂67可以通过将所回收的极性溶剂67加入到极性溶剂和酸池42进行再利用。残留的TAG和其它杂质64可以在将碱溶液加入步骤22中的CDTAG中的时间点加入到工艺中的上游，如图1和2所示。
在备选的实施方案中，吸附剂的单一溶剂再生可以用于物理精炼过程中，如图3-4所示。极性溶剂40穿过吸附剂柱12以去除包含于吸附材料14之中和之上的所吸附的杂质，如图7所示。极性溶剂40穿过吸附剂柱12直到排出吸附剂柱12的混合物70的杂质水平为零时为止，这表明即使不是全部也是大多数杂质已经被极性溶剂溶液滤液从吸附剂14洗脱。混合物70包含极性溶剂、皂、残留TAG和其它杂质。极性溶剂蒸馏72可以用于再生所回收的极性溶剂77。极性溶剂蒸馏72可将混合物70经受加热和/或真空以提供回收的极性溶剂77。所回收的极性溶剂77可以通过将所回收的极性溶剂77加入到极性溶剂40进行再利用。在步骤74中，没有被蒸馏过程72挥发的剩余的残留物73可以被进一步加工或者处理。剩余的残留物73可以包括残留的TAG、皂或其它杂质。
本发明可以通过下面的实施例进一步阐述，但是应当理解，包括这些实施例仅仅为了例证的目的并不旨在限制本发明的范围，除非另外明确指出。在说明书、实施例和权利要求书中的所有百分数、比值和其中的部分按重量计并且是近似值，除非另外说明。
实施例1：使用合成硅酸镁的双柱纯化
ORTAG穿过如图2所示的包含2g合成硅酸镁(D-SOL D60，来自The Dallas Group of America，Whitehouse，NJ)的串联的双柱系统。使用相同的吸附剂以相同的ORTAG原料测试两个不同的流速。从该测试得到结果总结示于表1中。ORTAG穿过柱直到排出柱的ORTAG的皂含量大于5ppm时为止。ORTAG的起初皂浓度在80-130ppm之间。
此外，分析了多个样品的叶绿素a。这些结果示于表2中。起初的ORTAG包含大约1.8ppm叶绿素a。
在排出柱的TAG包含大于5ppm皂时，停止柱处理并且再生在前柱中的合成硅酸镁，如图5所示。己烷溶液首先穿过柱以去除残留于柱内或柱上任何残留的TAG。在该步骤完成之后，包含在乙醇中的0.10％硫酸(93％)的溶液穿过柱直到排出柱的乙醇/硫酸混合物包含皂的值为零时为止。
在产物再生之后，后柱成为新的前柱并且再生的前柱被置于串联的后面成为新的后柱。此后，ORTAG穿过柱系统。
表1：使用合成硅酸镁的柱纯化总结
Figure BDA0000053798090000121
Figure BDA0000053798090000131
表2：使用合成硅酸镁的叶绿素去除结果
  初始循环
  样品#   穿过柱的量(ml)   叶绿素a(ppm)
  1   100   0.534
  11   1171   1.480
  21   2221   1.560
  31   3191   1.463
  41   4196   1.518
  第一次再生之后
  样品#   穿过柱的量(ml)   叶绿素a(ppm)
  1   110   0.372
  12   1260   1.535
  22   2270   1.547
  32   3315   1.555
  42   4340   1.582
  52   5418   1.545
  第二次再生之后
  样品#   穿过柱的量(ml)   叶绿素a(ppm)
  1   110   0.763
  51   5268   0.579
  61   6333   0.604
  70   7273   0.570
  第三次再生之后
  样品#   穿过柱的量(ml)   叶绿素a(ppm)
  1   95   0.266
  10   1040   0.613
  20   2045   0.594
  30   3070   0.587
  40   4090   0.578
实施例2：使用硅胶的单柱纯化
ORTAG以0.35mL/min的流速通过如图1所示的包含2g硅胶60(EMDChemicals)的单柱。从该产物所得到结果总结示于表3中。ORTAG通过柱直到排出柱的ORTAG的皂含量大于5ppm时为止。ORTAG的起初皂含量在80-130ppm之间。
此外，对多个样品分析了叶绿素a。这些结果示于表4。最初的ORTAG包含大约1.8ppm叶绿素a。
表3：使用硅胶60的单柱纯化总结
  单柱   硅胶60
  柱加载   柱处理量(mL)
  2|g   每循环
  总mL   1151
  总g   1036
  ％处理   0.193％
表4：使用硅胶60的柱纯化总结
  起初循环
  样品#   穿过柱的量(ml)   叶绿素a(ppm)
  1   120   0.230
  11   1276   0.535
应当理解，上述实施方案用于说明代表本发明原理应用的、用于再生的许多可能选择中的仅几个选择。依照这些原理，本领域技术人员可以容易地设计出不脱离本发明精神和范围的众多的和各种各样的其它排列。

Claims (49)

1.用于纯化动物油和植物油的方法，包括：采用一个或多个吸附剂柱处理粗三酰基甘油(TAG)，所述柱包含用于从粗TAG去除一种或多种杂质的吸附材料。
2.权利要求1的方法，其中所述TAG连续地流经所述一个或多个柱。
3.权利要求1的方法，其中所述粗三酰基甘油是脱胶的(CDTAG)。
4.权利要求1的方法，其中所述杂质包含磷、皂、金属、游离脂肪酸(FFA)、香味化合物、臭味化合物、发色体和叶绿素中的一种或多种。
5.权利要求1的方法，其中吸附材料是粉末、颗粒化的、挤压的或被处理成便于流经所述一个或多个柱的其他形式。
6.权利要求1的方法，其中所述吸附材料选自碳、二氧化硅、沸石、金属硅酸盐、金属氧化物、漂白粘土和酸活化漂白粘土。
7.权利要求1的方法，其中所述吸附材料是硅酸镁。
8.权利要求1的方法，其中所述吸附剂是合成的硅酸镁。
9.权利要求1的方法，其中所述吸附剂是硅胶。
10.权利要求1的方法，其中所述吸附剂是活性氧化铝。
11.权利要求1的方法，其中所述吸附剂是漂白粘土。
12.权利要求1的方法，其中所述吸附剂是酸活化漂白粘土。
13.权利要求1的方法，还包括步骤：
再生所述吸附材料，以从所述吸附材料去除吸附的杂质，由此提供所述吸附材料的再使用。
14.权利要求13的方法，其中吸附材料的再生在采用第一溶剂的第一步骤中和在采用第二溶剂的第二步骤中进行。
15.权利要求14的方法，其中吸附材料中吸附的所述TAG在采用第一溶剂的第一步骤中从吸附材料中去除。
16.权利要求15的方法，其中所述第一溶剂是非极性溶剂。
17.权利要求16的方法，其中第一溶剂是己烷。
18.权利要求14的方法，其中吸附在吸附材料中和吸附材料上的杂质在采用第二溶剂的第二步骤中从吸附材料去除。
19.权利要求18的方法，其中所述第二溶剂是极性溶剂。
20.权利要求19的方法，其中所述第二溶剂包含酸。
21.权利要求20的方法，其中所述酸是硫酸。
22.权利要求18的方法，其中所述第二溶剂是乙醇。
23.权利要求18的方法，其中所述第二溶剂是甲醇。
24.权利要求15的方法，其中所述第一溶剂从第一溶剂和在再生过程中从所述吸附材料去除的TAG的混合物中分离，所述第一溶剂被回收用于再使用并且从第一溶剂和TAG的混合物分离的TAG被进一步处理。
25.权利要求24的方法，其中所述第一溶剂使用蒸馏从所述混合物分离。
26.权利要求15的方法，其中所述第一溶剂和在再生过程中从所述吸附剂去除的TAG的混合物向上游反向循环并且混合入来自从油籽提取油步骤的溶剂和TAG的混合物中。
27.权利要求15的方法，其中所述第一溶剂从所述第一溶剂和TAG的滤液中分离，并且所述第一溶剂被回收用于再使用。
28.权利要求27的方法，使用蒸馏从所述第一溶剂和TAG的滤液分离所述第一溶剂。
29.权利要求28的方法，其中在第一溶剂从所述第一溶剂和TAG的滤液分离后剩余的TAG被进一步处理。
30.权利要求18的方法，其中所述第二溶剂从来自再生的第二溶剂和杂质的滤液分离，并且第二溶剂被回收用于再使用。
31.权利要求30的方法，其中所述第二溶剂使用蒸馏从第二溶剂和杂质的滤液与杂质分离。
32.权利要求30的方法，其中在第二溶剂从第二溶剂和杂质的滤液分离后剩余的杂质被进一步加工或去掉。
33.权利要求13的方法，其中所述吸附材料的再生在一个步骤中用溶剂进行。
34.权利要求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杂质用溶剂从吸附材料去除。
35.权利要求34的方法，其中所述溶剂是极性溶剂。
36.权利要求35的方法，其中所述溶剂包含酸。
37.权利要求36的方法，其中所述酸是硫酸。
38.权利要求35的方法，其中所述溶剂是乙醇。
39.权利要求35的方法，其中所述溶剂是甲醇。
40.权利要求34的方法，其中所述溶剂从溶剂、TAG和杂质的滤液分离并且所述溶剂被回收用于再使用。
41.权利要求40的方法，其中所述溶剂使用蒸馏从溶剂、TAG和杂质的滤液分离。
42.权利要求40的方法，其中在从滤液分离溶剂后残留的滤液被向上游反向循环并且与粗TAG混合，并且还包括粗TAG的碱中和步骤。
43.权利要求42的方法，其中粗TAG通过离心与杂质分离。
44.权利要求43的方法，其中残留杂质被离心进入皂脚中。
45.权利要求13的方法，其中溶剂用于再生吸附材料的步骤中，在吸附材料再生步骤后，吸附在再生吸附剂中的溶剂被夹带在流经再生吸附剂柱的粗TAG中。
46.权利要求45的方法，其中夹带在流自再生柱的TAG中的溶剂与TAG分离并且被回收用于再使用。
47.权利要求46的方法，其中溶剂与TAG的分离在除臭步骤中进行。
48.权利要求46的方法，其中溶剂与TAG的分离通过在除臭步骤之前在溶剂从TAG中蒸发的步骤进行。
49.权利要求48的方法，其中TAG被送至用于纯化动物油和植物油的方法的除臭步骤。
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