CN104673498B - 一种吸附有油脂的吸附剂的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种吸附有油脂的吸附剂的处理方法,本发明的方法为在吸附有油脂的吸附剂中加入含水流动相。本发明提供的方法在现有设备基础上,达到了降低吸附剂残油量,简化后处理步骤的目的。从而解决了现有技术中存在的设备成本高,后处理繁复的技术问题。经该方法处理后,从吸附剂中脱附得到的油脂指标与经该吸附剂处理的油脂质量相同,处理后的吸附剂残油率低。
Description
技术领域
本发明涉及一种油脂精炼领域中油脂吸附剂的处理方法及其获得的产品。
背景技术
天然油脂产品中通常含有多种非甘三酯杂质,这些杂质可能来源于油料,也可能来源于油脂的制取过程。研究发现,含有杂质的大豆油制成的脂肪乳注射液可引发机体热原反应,严重威胁到患者的生命安全。同时油脂在高温下长时间精炼,会产生共轭二烯、三烯、亚麻酸异构体等聚合物,精炼油脂也容易被氧化,油脂必须精制才可以作为药用油。药用油是一种品质较高的油脂,其生产、灌装、储存都有严格的保证措施。
柱层析技术又称柱色谱技术。在填充不溶性基质作为固定相的柱状容器中,将样品加到柱上,用溶剂洗脱,溶剂组成流动相。在样品从柱子上洗脱下来的过程中,根据样品混合物中各组分在固定相和流动相中分配系数不同,经多次反复分配将组分分离。
US4101673A公开了一种营养油的生产方法,通过干法硅胶柱吸附或溶剂法硅胶柱吸附的方法除去氧化产物、色素等有害成分,并添加生育酚、抗坏血酸棕榈酸酯等方法提高产品稳定性;
US 7867538 B2公开了一种通过对柱层析法生产高品质油脂的工艺。
从现有技术看,目前通过柱层析法生产高品质油脂,主要关注点在于指标的控制。在使用纯油体系进行柱层析的过程中,油脂(主要成分为脂肪酸甘油酯)作为流动相在层析柱的固定相中残余较大,吸附剂残油高达170-200%,这对于生产企业来说高品质的油脂的生产成本太高不易工业化的实现。
CN1396251A,CN102517154A和CN101376867A公开了脱色废白土通过溶剂萃取法可降低残油。对于吸附剂残油降低文献报道主要集中在溶剂萃取法,压榨法,水剂法,碱液萃取法,表面活性剂法等,采用溶剂萃取法降填充吸附剂残油,需增加溶剂萃取罐以及溶剂回收罐等,设备投资较大,且溶剂的涉入存在操作风险;压榨法降残油在现有设备上也可操作,即可在现有柱体设备上增加氮气压力进行压榨,但残油降低效果不明显,且需气体压力较大,工业化操作风险增加;水剂法、碱液萃取法等均可实现填充吸附剂残油的降低,但均需增加设备投资,无疑进一步增加了药用油生产成本。
因此,本领域迫切需要一种处理油脂层析柱吸附剂的方法,使其可以在现有设备上实现,无需追加设备投资,从而达到降低吸附剂残油量,同时简化后处理步骤的目的。用于减少资源浪费,降低生产成本,提高经济价值。
发明内容
本发明的发明人经长期研究发现,通过采用向吸附有油脂的吸附剂中加入含水流动相,可收集填充吸附剂残油。通过本发明,在使用现有柱层析设备的基础上,不但降低了柱层析填充吸附剂的残油量,同时回收的油脂无需后续处理,可直接食用。降低了生产成本,节约了资源消耗,提高了经济价值,为柱层析法油脂处理工艺工业化实现的可行性提供了依据。同时通过本发明,将吸附有油脂的吸附剂装入层析柱中,在使用现有柱层析设备的基础上,不但降低了吸附有油脂的吸附剂的残油量,同时回收的油脂无需后续处理,可直接食用。
因此,本发明的第一个目的在于提供一种处理吸附有油脂的吸附剂的方法,在现有设备基础上,达到了降低吸附剂残油量,简化后处理步骤的目的,从而解决了现有技术中存在的设备成本高,后处理繁复的技术问题。
本发明的第二个目的在于提供一种获取油脂组合物的方法,使用该方法回收的油脂无需后续处理,可直接使用,降低了生产成本,节约了资源消耗,提高了经济价值。
本发明的第三个目的在于提供一种回收吸附有油脂的吸附剂的方法,使用该方法所回收的吸附剂残油少,可重复使用,降低了生产成本,节约了资源消耗,提高了经济价值。
本发明的第四个目的在于提供利用本发明的方法制备获得的油脂,所获得的油脂无需后续处理,可直接食用,也可用于工业生产。降低了生产成本,节约了资源消耗,提高了经济价值。
本发明的第一个方面提供的方法包括,在吸附有油脂的吸附剂中加入含水流动相。
在本发明的一个实施方案中,所述水为去离子水或自来水。
在本发明的一个实施方案中,所述含水流动相中含有无机物和/或有机物。
在本发明的一个实施方案中,所述无机物优选为氯化钠、氯化镁、硫酸钠、硫酸镁、氯化钙、盐酸、氢氧化钠中的一种或多种。
在本发明的一个实施方案中,所述有机物优选为乙醇、甲醇、苯甲酸、三乙胺、醋酸钠中的一种或多种。
在本发明的一个实施方案中,所述含水流动相的进样流速为0.016~0.17L/(h·cm2),优选为0.028L-0.14L/(h·cm2)。
在本发明的一个实施方案中,所述吸附剂填充于一个或多个层析柱中。
在本发明的一个实施方案中,所述多个层析柱为串联、并联或其组合。
在本发明的一个实施方案中,所述吸附剂分别选自硅胶、活性炭、氧化铝、硅藻土、氧化镁、大孔吸附树脂、活性白土、白炭黑、稻壳灰中的至少一种。
在本发明的一个实施方案中,所述油脂为可食用油脂和/或药用油脂。
本发明的第二个方面提供的方法包括,采用含水流动相处理吸附有油脂的吸附剂,收集吸附剂中残余的油脂。
在本发明的一个实施方案中,所述水为去离子水或自来水。
在本发明的一个实施方案中,所述含水流动相中含有无机物和/或有机物。
在本发明的一个实施方案中,所述无机物优选为氯化钠、氯化镁、硫酸钠、硫酸镁、氯化钙、盐酸、氢氧化钠中的一种或多种。
在本发明的一个实施方案中,所述有机物优选为乙醇、甲醇、苯甲酸、三乙胺、醋酸钠中的一种或多种。
在本发明的一个实施方案中,所述含水流动相的进样流速为0.016~0.17L/(h·cm2),优选为0.028-0.14L/(h·cm2)。
在本发明的一个实施方案中,所述吸附剂填充于一个或多个层析柱中。
在本发明的一个实施方案中,所述多个层析柱为串联、并联或其组合。
在本发明的一个实施方案中,所述吸附剂分别选自硅胶、活性炭、氧化铝、硅藻土、氧化镁、大孔吸附树脂、活性白土、白炭黑、稻壳灰中的至少一种。
在本发明的一个实施方案中,所述油脂为可食用油脂和/或药用油脂。
发明人发现,通过该方法获得的油脂,不含有含水流动相组分,且各项指标均符合国家相关标准,可以直接食用。
本发明的第三个方面提供的方法包括,采用含水流动相处理吸附有油脂的吸附剂,脱除吸附剂中残余的油脂。
在本发明的一个实施方案中,所述水为去离子水或自来水。
在本发明的一个实施方案中,所述含水流动相中含有无机物和/或有机物。
在本发明的一个实施方案中,所述无机物优选为氯化钠、氯化镁、硫酸钠、硫酸镁、氯化钙、盐酸、氢氧化钠中的一种或多种。
在本发明的一个实施方案中,所述有机物优选为乙醇、甲醇、苯甲酸、三乙胺、醋酸钠中的一种或多种。
在本发明的一个实施方案中,所述含水流动相的进样流速为0.016~0.17L/(h·cm2),优选为0.028-0.14L/(h·cm2)。
在本发明的一个实施方案中,所述吸附剂填充于一个或多个层析柱中。
在本发明的一个实施方案中,所述多个层析柱为串联、并联或其组合。
在本发明的一个实施方案中,所述吸附剂分别选自硅胶、活性炭、氧化铝、硅藻土、氧化镁、大孔吸附树脂、活性白土、白炭黑、稻壳灰中的至少一种。
在本发明的一个实施方案中,所述油脂为可食用油脂和/或药用油脂。
通过采用含水流动相处理吸附有油脂的吸附剂,脱除吸附剂中残余的油脂,继而采用常规技术手段回收吸附有油脂的吸附剂。发明人发现通过该方法处理得到的油脂吸附剂残油率低,为后续回收再生吸附剂提供了便利,节约了能源的消耗,资源的浪费。
本发明的第四个方面提供的油脂为采用上述方法获得的油脂。发明人发现通过本发明的方法得到的油脂,各项指标均符合食品及工业的相关标准。应用于食品或工业领域中后,产品的各项指标均符合国家相关标准。特别的,该油脂可以应用到食用油脂,特种油脂,工业油脂以及生物柴油等领域。
附图说明
图1是依照本发明的叙述,在使用单一层析柱的油脂柱层析系统示意图。
图2是依照本发明的叙述,在使用多根层析柱串联的油脂柱层析系统示意图。
图3是依照本发明的叙述,在使用多根层析柱并联的油脂柱层析系统示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例,对本发明作进一步说明。应理解,以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。
除另行规定外,本文所使用的所有技术和科学术语都具有与本领域普通技术人员通常理解的相同的含义。
除另行规定外,本文所使用的所有份数均为重量份数,本文中所使用的百分比均为重量百分比。
除另行规定外,本文所指出的范围包括端点,并且是技术人员理解的可在被技术人员接受的界限内变化的值。
除另行规定外,术语“含有”或“包括”表示各种成分可一起应用于本发明的混合物或组合物种。因此,术语“主要由…组成”和“由…组成”包含在术语“含有”或“包括”中。
在吸附柱色谱中,吸附剂是固定相,洗脱剂是流动相,基于各组分与吸附剂间存在的吸附强弱差异,通过使之在柱色谱上反复进行吸附、解吸、再吸附、再解吸的过程而完成组分分离。本领域技术人员很容易认为使用了含水流动相时,在洗脱油脂的过程中势必与油脂发生混合,导致洗脱出的油脂含有新流动相组分。
但是本发明的发明人在经过细致研究后发现,通过本发明回收得到的油脂中,意外得没有含水流动相,并且没有将原料油脂中的杂质带入回收后的油脂中,通过采用向吸附有油脂的吸附剂中加入含水流动相,可收集填充吸附剂残油。通过本发明,在使用现有柱层析设备的基础上,不但降低了柱层析填充吸附剂的残油量,同时回收的油脂无需后续处理,可直接食用。降低了生产成本,节约了资源消耗,提高了经济价值,为柱层析法油脂处理工艺工业化实现的可行性提供了依据。同时通过本发明,将吸附有油脂的吸附剂装入层析柱中,在使用现有柱层析设备的基础上,不但降低了吸附有油脂的吸附剂的残油量,同时回收的油脂无需后续处理,可直接食用。取得了意料之外的技术效果。
在本发明中,“含水流动相”指的是以水作为主要组成成分的,且常温为液体的组合物。该组合物可以为去离子水,也可以是含有水及其他一种或多种物质的混合物。
在本发明中,使用的吸附剂为用于油脂处理的吸附剂。可在油脂处理中使用的吸附剂为本领域的技术人员所熟知,例如该吸附剂可以包括但不限于选自硅胶、活性炭、氧化铝、硅藻土、氧化镁、大孔吸附树脂、活性白土、白炭黑、稻壳灰等常规吸附剂中的一种或一种以上组成的复配物。
本发明中的“吸附剂残油”、“残油”等指的是,吸附剂中残余的油脂。
本发明中的“残油率”、“吸附剂残油率”指的是油脂与吸附剂的重量百分比。按如下公式计算得到:
废填充吸附剂残油重量=吸附油脂后吸附剂重量-吸附油脂前吸附剂重量;
废填充吸附剂残油率=废填充吸附剂残油重量/吸附油脂前吸附剂重量;
最后残油率=(废填充吸附剂残油重量-排出无水残油重量)/吸附油脂前吸附剂重量。
含水流动相:
在一个具体的实施方式中,含水流动相为以水作为主要组成成分且常温为液体的组合物。
在一个具体的实施方式中,含水流动相为天然水,采自包括地表水、地下水、雨水、雪水、冰川水等。
在一个具体的实施方式中,含水流动相为经人工处理过的水,处理方式包括但不限于化学处理、物理处理、生物处理中的一种或一种以上。
在一个具体的实施方式中,含水流动相为自来水。
在一个具体的实施方式中,含水流动相为去离子水。
在一个具体的实施方式中,含水流动相包含人为添加的物质,如溶解有无机物和/或有机物的去离子水。
在一个具体的实施方式中,所述无机物应选自与吸附柱材料、吸附柱填料、所处理油脂等体系内组分不发生反应的无机化合物或单质。
在一个具体的实施方式中,所述的无机物为氯化钠、氯化镁、硫酸钠、硫酸镁、氯化钙、盐酸、氢氧化钠等中的一种或多种。
在一个具体的实施方式中,所述有机物应选自与吸附柱材料、吸附柱填料、所处理油脂等体系内组分不发生反应的有机化合物。
在一个具体的实施方式中,所述的有机物为乙醇、甲醇、苯甲酸、三乙胺、醋酸钠等中的一种或多种。
在一个具体的实施方式中,所述的新流动相为自来水。
吸附剂:
在一个具体的实施方式中,所述吸附剂填充于一个或多个层析柱中。
在一个具体的实施方式中,所述用于处理的层析柱为一个。
在一个具体的实施方式中,所述用于处理的层析柱为两个,或两个以上。
在一个具体的实施方式中,所述用于处理的多个层析柱之间为串联、并联或其组合。
在一个具体的实施方式中,每一个柱层析填充吸附剂选自硅胶、活性炭、氧化铝、硅藻土、氧化镁、大孔吸附树脂、活性白土、白炭黑、稻壳灰中的一种或两种及以上组成的复配物。每一个层析柱中的吸附剂可以选择相同的吸附剂组合物或者不同的吸附剂组合物。
在一个具体的实施方式中,柱层析填充吸附剂为硅胶。
层析柱的填装方法为本领域常规手段。
在一个具体的实施方式中,填装方式为湿法填装。
在一个具体的实施方式中,填装方式为干法填装。
在一个具体的实施方式中,填充于层析柱中的吸附剂为未处理过油脂的吸附剂。
在一个具体的实施方式中,填充于层析柱中的吸附剂为已处理过油脂的吸附剂。
油脂:
本发明中的油脂指的是包含甘三酯、甘二酯和/或单甘酯的食用油脂组合物。该油脂组合物包括但不限于天然油脂组合物、人工改性的结构油脂组合物或功能油脂组合物。
本发明中的油脂包括但不限于动物油、植物油、微生物油。
在一个具体的实施方式中,选用的油脂为天然油脂组合物。
在一个具体的实施方式中,选用的天然油脂组合物为油脂加工工艺中通过任意一步得到。
在一个具体的实施方式中,选用的天然油脂组合物为经过脱胶脱蜡工艺处理后的油脂组合物。
在一个具体的实施方式中,经层析柱处理的油脂选自植物油、动物油和/或或微生物油,其中,可以使用的植物油包括,但不限于:稻米油、葵花籽油、棕榈油、棕榈仁油、花生油、菜籽油、亚麻籽油、棉籽油、红花籽油、紫苏籽油、茶籽油、蓖麻籽油、棕榈果油、椰子油、油橄榄油、可可豆油、乌桕籽油、扁桃仁油、杏仁油、油桐籽油、橡胶籽油、米糠油、玉米胚油、小麦胚油、芝麻籽油、月见草籽油、榛子油、南瓜籽油、胡桃油、葡萄籽油、胡麻籽油、玻璃苣籽油、沙棘籽油、番茄籽油、南瓜籽油、澳洲坚果油、可可脂和藻类油。可以使用的动物油包括,但不限于:牛脂、猪油、羊油、鸡脂、鱼油、海豹油、鲸油、海豚油、蚝油和奶油。可以使用的微生物油包括,但不限于:产自酵母、霉菌、细菌或藻类的油脂。在一个具体的实施方式中,所处理的油脂为可食用油脂和/或药用油脂。
处理方式
处理吸附有油脂的吸附剂的方法
将含水流动性与吸附有油脂的吸附剂接触,优选将含水流动相加入到填充有所述吸附剂的层析柱柱体内,优选的,还包括收集残油的步骤。
在一个具体的实施方式中,所述含水流动相中含有无机物和/或有机物,优选的无机物为氯化钠、氯化镁、硫酸钠、硫酸镁、氯化钙、盐酸、氢氧化钠,优选的有机物为乙醇、甲醇、苯甲酸、三乙胺、醋酸钠。
在一个具体的实施方式中,所述含水流动相为去离子水或自来水。
在一个具体的实施方式中,所述吸附剂填充于一个或多个层析柱中。
在一个具体的实施方式中,所述多个层析柱为串联、并联或其组合。
在一个具体的实施方式中,所述层析柱中的填充吸附剂分别选自硅胶、活性炭、氧化铝、硅藻土、氧化镁、大孔吸附树脂、活性白土、白炭黑、稻壳灰中的至少一种。
在一个具体的实施方式中,所处理的油脂为可食用油脂和/或药用油脂。
在一个具体的实施方式中,含水流动相的流速为0.016~0.17L/(h·cm2)。
在一个具体的实施方式中,含水流动相的流速为0.028~0.14L/(h·cm2)。
在一个具体的实施方式中,管道压力0-30bar。
在一个具体的实施方式中,柱体压力0-100bar。
在一个具体的实施方式中,含水流动相进样温度15-80℃。
在一个具体的实施方式中,含水流动相进样方式包括但不限于:泵体加压、气体加压、真空抽提等
在一个具体的实施方式中,可选的还包括对吸附剂进行前处理的步骤。
在一个具体的实施方式中,前处理步骤包括但不限于:气体压榨、溶剂冲洗等。
在一个具体的实施方式中,可选的还包括对油脂进行后处理的步骤。
在一个具体的实施方式中,后处理步骤包括但不限于:脱溶、脱色、脱酸、脱胶、脱蜡、脱臭等常规油脂精炼手段中的一种或几种的组合。
在一个具体的实施方式中,后处理步骤可选的还包括对柱层析填充吸附剂的处理。
在一个具体的实施方式中,对柱层析填充吸附剂的处理包括但不限于:洗涤、萃取、干燥、活化等吸附剂常规处理步骤中的一种或几种的组合。
获取油脂组合物的方法
采用含水流动相处理吸附有油脂的吸附剂,收集吸附剂中残余的油脂。通过该方法获得的油脂各项指标均符合国家食用油相关标准。
在一个具体的实施方式中,所述含水流动相中含有无机物和/或有机物,优选的无机物为氯化钠、氯化镁、硫酸钠、硫酸镁、氯化钙、盐酸、氢氧化钠,优选的有机物为乙醇、甲醇、苯甲酸、三乙胺、醋酸钠。
在一个具体的实施方式中,所述含水流动相为去离子水或自来水。
在一个具体的实施方式中,所述吸附剂填充于一个或多个层析柱中。
在一个具体的实施方式中,所述多个层析柱为串联、并联或其组合。
在一个具体的实施方式中,所述层析柱中的填充吸附剂分别选自硅胶、活性炭、氧化铝、硅藻土、氧化镁、大孔吸附树脂、活性白土、白炭黑、稻壳灰中的至少一种。
在一个具体的实施方式中,所处理的油脂为可食用油脂和/或药用油脂。
在一个具体的实施方式中,含水流动相的流速为0.016~0.17L/(h·cm2)。
在一个具体的实施方式中,含水流动相的流速为0.028~0.14L/(h·cm2)。
在一个具体的实施方式中,管道压力0-30bar。
在一个具体的实施方式中,柱体压力0-100bar。
在一个具体的实施方式中,含水流动相进样温度15-80℃。
在一个具体的实施方式中,含水流动相进样方式包括但不限于:泵体加压、气体加压、真空抽提等
在一个具体的实施方式中,可选的还包括对吸附剂进行前处理的步骤。
在一个具体的实施方式中,前处理步骤包括但不限于:气体压榨、溶剂冲洗等。
在一个具体的实施方式中,可选的还包括对油脂进行后处理的步骤。
在一个具体的实施方式中,后处理步骤包括但不限于:脱溶、脱色、脱酸、脱胶、脱蜡、脱臭等常规油脂精炼手段中的一种或几种的组合。
在一个具体的实施方式中,后处理步骤可选的还包括对柱层析填充吸附剂的处理。
在一个具体的实施方式中,对柱层析填充吸附剂的处理包括但不限于:洗涤、萃取、干燥、活化等吸附剂常规处理步骤中的一种或几种的组合。
回收吸附有油脂的吸附剂的方法
本发明还提供了一种回收柱层析填充吸附剂的方法。通过采用含水流动相处理柱层析填充吸附剂,脱除吸附剂中的残余油脂,继而采用常规手段回收再生柱层析填充吸附剂。
在一个具体的实施方式中,所述含水流动相中含有无机物和/或有机物,优选的无机物为氯化钠、氯化镁、硫酸钠、硫酸镁、氯化钙、盐酸、氢氧化钠,优选的有机物为乙醇、甲醇、苯甲酸、三乙胺、醋酸钠。
在一个具体的实施方式中,所述含水流动相为去离子水或自来水。
在一个具体的实施方式中,所述吸附剂填充于一个或多个层析柱中。
在一个具体的实施方式中,所述多个层析柱为串联、并联或其组合。
在一个具体的实施方式中,所述层析柱中的填充吸附剂分别选自硅胶、活性炭、氧化铝、硅藻土、氧化镁、大孔吸附树脂、活性白土、白炭黑、稻壳灰中的至少一种。
在一个具体的实施方式中,所处理的油脂为可食用油脂和/或药用油脂。
在一个具体的实施方式中,对柱层析填充吸附剂的回收再生处理包括但不限于:洗涤、萃取、干燥、活化等吸附剂常规回收再生处理工艺中的一种或几种的组合。
在一个具体的实施方式中,含水流动相的流速为0.016~0.17L/(h·cm2)。
在一个具体的实施方式中,含水流动相的流速为0.028~0.14L/(h·cm2)。
在一个具体的实施方式中,管道压力0-30bar。
在一个具体的实施方式中,柱体压力0-100bar。
在一个具体的实施方式中,含水流动相进样温度15-80℃。
在一个具体的实施方式中,含水流动相进样方式包括但不限于:泵体加压、气体加压、真空抽提等
在一个具体的实施方式中,可选的还包括对吸附剂进行前处理的步骤。
在一个具体的实施方式中,前处理步骤包括但不限于:气体压榨、溶剂冲洗等。
在一个具体的实施方式中,可选的还包括对油脂进行后处理的步骤。
在一个具体的实施方式中,后处理步骤包括但不限于:脱溶、脱色、脱酸、脱胶、脱蜡、脱臭等常规油脂精炼手段中的一种或几种的组合。
在一个具体的实施方式中,后处理步骤可选的还包括对柱层析填充吸附剂的处理。
在一个具体的实施方式中,对柱层析填充吸附剂的处理包括但不限于:洗涤、萃取、干燥、活化等吸附剂常规处理步骤中的一种或几种的组合。
本发明还提供了一种利用该方法获得的油脂。本发明提供的油脂可在食品或工业中的应用。特别的,该油脂可以应用到食用油脂,特种油脂,工业油脂以及生物柴油等领域。所得到的各项产品指标均符合国家相关标准,与其他精炼油脂得到的产品指标、风味无异。
在一个具体的实施方式中,利用该方法获得的油脂,在食品领域中的应中包括但不限于:调和油、人造奶油、起酥油、糖果用油、煎炸油、沙拉酱、蛋黄酱、冰激凌等。
在一个具体的实施方式中,利用该方法获得的油脂,在工业领域中的应用中包括但不限于:生物柴油、润滑油、油墨、金属切削液等。
本发明的优点在于:
本发明通过在现有设备基础上,加入含水流动相处理装填于层析柱中的吸附有油脂的吸附剂,处理得到的油脂各项指标符合国家相关标准,且不含含水流动相组分。该油脂可以直接应用于食品或工业中,得到的产品各项指标符合国家相关标准。同时处理得到的柱层析填充吸附剂残油率低,降低了吸附剂回收再生难度,减少了能源消耗及资源浪费。本发明的柱层析填充吸附剂处理方法降低了生产成本,节约了资源、能源消耗,提高了经济价值,为处理油脂吸附剂提供了一条经济高效的途径,同时为柱层析法油脂处理工艺工业化实现的可行性提供了依据。
下面结合具体的实施例进一步阐述本发明。但是,应该明白,这些实施例仅用于说明本发明而不构成对本发明范围的限制。下列实施例中未注明具体条件的试验方法,通常按照常规条件,或按照制造厂商所建议的条件。除非另有说明,所有的百分比和分数按重量计。
除非另有定义或说明,本文中所使用的所有专业与科学用于与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中
在本发明的下述实施例中,使用的硅胶购自上海上邦实业有限公司,活性炭、活性白土和硅藻土购自黄山泰科活性漂白土有限公司;氧化铝、氧化镁等购自国药集团;
在本发明的下述实施例中,使用的大豆油、菜籽油、棕榈油、玉米油、稻米油、鱼油、藻油分别购自益海嘉里粮油有限公司。在本发明的下述实施例中,所使用的层析柱为不锈钢柱,柱体参数为(直径150mm,高400mm),层析柱体与里瓦泵冲程连接,通过调节里瓦泵冲程大小控制进样流速大小。
在本发明的下述实施例中:
油脂茴香胺值检测方法参考GB/T24304;
油脂酸值检测方法参考GB/T5530;
油脂过氧化值检测方法参考GB/T5538;
油脂色泽检测方法参考GB/T5525;
油脂吸光度检测方法参考2010中国药典紫外-可见分光光度法。
废填充吸附剂残油测定方法参考以下公式:
废填充吸附剂残油重量=吸附油脂后吸附剂重量-吸附油脂前吸附剂重量;
废填充吸附剂残油率=废填充吸附剂残油重量/吸附油脂前吸附剂重量;
最后残油率的测定方法参考以下公式
最后残油率=(废填充吸附剂残油重量-排出无水残油重量)/层析前吸附剂重量。
实施例1-8
按表1的吸附剂方案装柱,获得实施例1-8的层析柱。
采用实施例1-8的层析柱对30倍柱体积的大豆油进行柱层析,纯化制备高品质大豆油,并测定废填充吸附剂残油重量,计算废填充吸附剂残油率。
纯化工艺结束后,按表1的方案配置流动相,并切换至新流动相,使含水流动相以一定流速(具体如表1所示)通过吸附剂柱,同时收集排出的大豆油至见到含水流动相排出,停止含水流动相加入,并测定最后残油率,同时对收集得到的大豆油测定茴香胺值、酸值、过氧化值、色泽、吸光度。
对比实施例1
按实施例1的方案获得层析柱,按实施例1的方法使用该层析柱对30倍柱体积的大豆油进行柱层析,纯化制备高品质大豆油,并测定废填充吸附剂残油重量,计算废填充吸附剂残油率。
纯化工艺结束后,柱体进油口连接氮气阀,开启氮气阀,气压6bar,收集排出的残油,残油被排出至出油口基本不出油或出油速度很慢时,关闭氮气阀,并测定最后残油率,同时对收集得到的大豆油测定茴香胺值、酸值、过氧化值、色泽、吸光度。
对比实施例2
按实施例1的方案获得层析柱,按实施例1的方法使用该层析柱对30倍柱体积的大豆油进行柱层析,纯化制备高品质大豆油,并测定废填充吸附剂残油重量,计算废填充吸附剂残油率。
纯化工艺结束后,通过柱体向下加压排出废填充吸附剂,废填充吸附剂与正己烷按固液比1:2.5(W/V)的比例混合浸提,浸出次数为2次,每次浸出时间为20min,浸出温度为55℃,浸出操作完成后,将所制得的溶剂混合油经脱溶得回收残油,计算最后残油率,并测定茴香胺值、酸值、过氧化值、色泽、吸光度。
表1
填充吸附剂 | 含水流动相 | 流速(L/(h·cm<sup>2</sup>)) | |
实施例1 | 硅胶 | 去离子水 | 0.056 |
实施例2 | 硅胶 | 质量分数为5%氯化钠水溶液 | 0.14 |
实施例3 | 硅胶 | 质量分数为30%乙醇溶液 | 0.028 |
实施例4 | 硅胶 | 自来水 | 0.056 |
实施例5 | 活性炭 | 去离子水 | 0.056 |
实施例6 | 50%硅胶+50%活性炭 | 去离子水 | 0.056 |
实施例7 | 硅胶 | 去离子水 | 0.011 |
实施例8 | 硅胶 | 去离子水 | 0.20 |
表2不同回收残油方法对比
从上述实施例及其效果来看,采用本发明的方法,可以在现有设备上直接操作实现,操作性方便,无需增加吸附剂残油回收设备投资,且回收的油脂不含含水流动相组分,不需处理可直接食用。
而采用常规的方法(对比实施例1)需增加氮气或空气压缩设备,出油速度较慢,即使在较高的压力下,吸附剂最后残油率仍较高。
采用对比实施例2虽然最后残油率低,但浸出操作工艺复杂,需增加溶剂萃取罐和溶剂回收罐,设备投资较高,且溶剂萃取工业化操作不易实现。
所有实施例所制备的样品指标基本上变化不会太大,实施例5和实施例6因活性炭的加入对可适当降低油脂色泽;根据实施例结果,残油率的降低与流动相进样流速有关,如实施例8所示,流速越大,出油的开始便混入少量水导致排出油含水量较大,残油降低效果不明显;而实施例7则流动相流速越小,出油速度很慢,基本上无法完成整个残油降低实验。
表3不同残油回收指标对比
从以上结果可以看出,对比实施例2溶剂回收残油品质较差,尤其酸值和过氧化值上升较快,如废填充吸附剂放置较久,回收油脂可能品质会更差,后续需进行精炼加工才能进一步应用。而使用本工艺的实施例1-8虽然回收率不同,但是回收油脂品质均较好且无后续加工处理可直接食用。
实施例9-14
分别用菜籽油、棕榈油、玉米油、稻米油、鱼油、藻油代替大豆油,按实施例1的方法进行柱层析,以及后续的层析柱处理工艺。对处理前后的吸附剂残油量及油脂指标进行测定。
对比实施例3-8
分别用菜籽油、棕榈油、玉米油、稻米油、鱼油、藻油代替大豆油,按对比实施例1的方法进行柱层析,以及后续的层析柱处理工艺。对处理前后的吸附剂残油量及油脂指标进行测定。
对比实施例9-14
分别用菜籽油、棕榈油、玉米油、稻米油、鱼油、藻油代替大豆油,按对比实施例2的方法进行柱层析,以及后续的层析柱处理工艺。对处理前后的吸附剂残油量及油脂指标进行测定。
结果显示,与各自对应的对比实施例相比,实施例9-14的吸附剂残油率低,回收的油脂指标符合国家食用油标准,且得到的回收油脂中不含有水分。而对比实施例3-8吸附剂残油率高,对比实施例9-14回收的油脂不能达到国家食用油标准,必须经过后续工艺处理。
实施例15-22
准备多根层析柱,每根柱子按表4的方案进行填装,获得实施例15-22的层析柱组,层析柱组间的连接方式为串联(如附图2所示),采用实施例15-22的层析柱组对30倍柱体积的大豆油进行柱层析,纯化制备高品质大豆油,测定每根层析柱的废填充吸附剂残油。纯化工艺结束后,按表4的方案配置流动相,并切换至新流动相以0.56L/h·cm2的流速通过层析柱组,收集排出的大豆油至见少量新流动相排出,停止新流动相加入,并对每根层析柱最后吸附剂残油量及油脂指标进行测定。
表4
结果显示,实施例15-22可以在现有设备上直接操作实现,操作性方便,无需增加残油回收设备投资,每根层析柱的吸附剂残油率均较低,回收的油脂中不含有含水流动相组分,不需处理可直接食用,且各项指标均符合国家一级大豆油标准。
实施例23
准备两根层析柱,每根柱子以实施例1的方案装填,两根层析柱连接方式为并联(如附图2所示),采用该层析柱组对30倍柱体积的大豆油进行柱层析,纯化制备高品质大豆油,测定每根层析柱的废填充吸附剂残油量。纯化工艺结束后,以去离子水作为流动相,以0.56L/h·cm2的流速通过层析柱组,收集排出的大豆油至见少量水分排出,停止新流动相加入,并对每根层析柱最后吸附剂残油量及油脂指标进行测定。
结果显示,实施例23可以在现有设备上直接操作实现,操作性方便,无需增加残油回收设备投资,每根层析柱吸附剂残油率均较低,回收的油脂中不含有水分,各项指标均符合国家一级大豆油标准,可不需处理直接食用。
实施例24
准备具有搅拌、真空、加热装置的500L反应釜,取大豆油150kg加入反应釜中,开启搅拌,预热至80℃。另取4kg硅胶分4批加入反应釜中,充分混合搅拌2hr后,开启反应釜底部阀门,经耐磨泵将大豆油与硅胶混合物泵入过滤设备分离得到吸附有油脂的硅胶,并称重。
将硅胶装入层析柱中,以去离子水作为流动相,以0.56L/h·cm2的流速通过层析柱,收集排出的大豆油至见少量水分排出,停止流动相加入,并对层析柱最后吸附剂残油量及油脂指标进行测定。
结果显示,实施例24可以在现有设备上直接操作实现,操作性方便,吸附剂残油率低,回收的油脂中不含有组分,不需处理可直接食用,且各项指标均符合国家一级大豆油标准。
Claims (5)
1.一种处理吸附有油脂的吸附剂的方法,其特征在于,所述方法包括在吸附有油脂的吸附剂中加入去离子水或自来水, 所述吸附剂填充于单个层析柱中, 所述去离子水或自来水的进样流速为0.028~0.14L/(h·cm2)。
2.一种获取油脂组合物的方法,其特征在于,所述方法包括采用去离子水或自来水处理吸附有油脂的吸附剂,收集吸附剂中残余的油脂, 所述吸附剂填充于单个层析柱中, 所述去离子水或自来水的进样流速为0.028~0.14L/(h·cm2)。
3.一种回收吸附有油脂的吸附剂的方法,其特征在于,所述方法包括采用去离子水或自来水处理吸附有油脂的吸附剂,脱除吸附剂中残余的油脂, 所述吸附剂填充于单个层析柱中, 所述去离子水或自来水的进样流速为0.028~0.14L/(h·cm2)。
4.如权利要求1-3中任一项所述的方法,其特征在于,所述吸附剂分别选自硅胶、活性炭、氧化铝、硅藻土、氧化镁、大孔吸附树脂、活性白土、白炭黑、稻壳灰中的至少一种。
5.如权利要求1-3中任一项所述的方法,其特征在于,所处理的油脂为可食用油脂和/或药用油脂。
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