CZ308681B6 - Způsob zvyšování výtěžku řepkového oleje při jeho výrobě z řepkového semene - Google Patents

Abstract

Při lisování řepkového oleje z řepkového semene zůstává velká část oleje zachycena v pokrutinách. Způsob podle vynálezu umožňuje tento olej získat a následně využít jako cenný produkt. Způsob zvyšování výtěžku oleje spočívá v zahřívání pokrutin z lisování oleje na teplotu, při které dojde k uvolnění řepkového oleje v podobě par do parní fáze. Po ochlazení par na normální teplotu pak dojde ke zpětné kondenzaci par. Teplotu zahřívání pokrutin je potřeba volit s ohledem na teplotní stabilitu řepkového oleje, aby nedocházelo k jeho tepelné degradaci. Postup umožňuje získat až 32 % řepkového oleje (vztaženo na hmotnost pokrutin před zahříváním).

Description

Způsob zvyšování výtěžku řepkového oleje při jeho výrobě z řepkového semene

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu zvýšení výtěžku řepkového oleje při jeho lisování z řepkového semene zahříváním pokrutin po lisování na teploty až 950 °C v prostředí bez přístupu vzduchu. Řepkový olej vyrobený postupem dle vynálezu se s výhodou využívá k výrobě methylesteru řepkového oleje či jiných biopaliv.

Dosavadní stav techniky

Při lisování řepkového oleje z řepkového semene, které se provádí buď za studená (lepší potravinářská kvalita oleje) nebo za tepla (nižší viskozita oleje a s tím spojený vyšší výtěžek oleje), zůstává značná část oleje v pokrutinách (pevný zbytek po lisování). Pro získání této části oleje z pokrutin se v některých případech používá extrakce oleje vhodnými extrahovadly na bázi těkavých organických rozpouštědel (obvykle se jako extrahovadlo používá 2-methylpentan). Následně se vyextrahovaný olej odděluje od extrakčního činidla rektifikací. Použití těkavého extrahovadla však vede ke zvýšení emisí extrahovadla do ovzduší, které je nutné složitým způsobem zachycovat a zpětně získávat. Extrakce pokrutin vede jen k částečnému zvýšení výtěžku řepkového oleje, protože nezajistí úplné odstranění oleje z pokrutin.

Další možností zvýšení výtěžku a zachování užitných vlastností řepkového oleje je dvoustupňové lisování, kdy první stupeň probíhá lisováním za studená a druhý stupeň pak po zahřátí pokrutin vodní parou na teploty až 120 °C za tepla. Někdy se mezi první a druhý stupeň lisování zařazuje ještě extruze pokrutin, která má za cíl zvýšit účinnost lisování ve druhém stupni a zlepšit kvalitu výlisků při jejich použití pro krmné účely. Zahřívání materiálu se provádí s cílem snížení viskozity oleje a narušení buněčných stěn pokrutin. To obojí zajišťuje zvýšení výtěžku oleje, avšak současně také zvýšení energetické náročnosti lisování.

Všechny tyto lisovací postupy se používají v technologiích s následným využitím produkovaných pokrutin ke krmivářským účelům. Žádný z nich však nezajistí úplné odstranění oleje z pokrutin. Při použití řepkového oleje k výrobě biopaliv není nutriční hodnota oleje významnou záležitostí a je tedy možné ke zvýšení výtěžku oleje použít postupy, které vedou k degradaci některých látek zajišťujících vysokou potravinářskou kvalitu oleje. Takovým postupem je suchá destilace oleje z pokrutin zvýšením jejich teploty.

Podstata vynálezu

Zvýšení výtěžku řepkového oleje vázaného po lisování řepkového semene v pokrutinách je možné dosáhnout zahříváním pokrutin na vysokou teplotu v prostředí inertního plynu, při čemž dojde k oddestilování velké části tohoto oleje do parní fáze, ze které je možné po jejím ochlazení páry oleje vykondenzovat a získaný kondenzát přidat k části oleje získané lisováním řepkového semene. Tento postup umožňuje účinné odstranění oleje z pokrutin spolu s dalšími organickými látkami využitelnými jako biopalivo. Zároveň dojde k částečnému zuhelnatění pokrutin za vzniku tzv. biocharu, který se dá s výhodou využít jako zdroj uhlíku a dalších biogenních prvků při zlepšování vlastností zemědělských půd ochuzených o tyto živiny právě v důsledku pěstování zemědělských plodin určených k výrobě biopaliv. Zůstává tak zachována vysoká kvalita a vysoká úrodnost těchto zemědělských ploch, protože cyklus biogenních prvků obsažených v půdě je zde uzavřen.

Příklady uskutečnění vynálezu

Příklad 1

Pokrutiny z lisování řepkového semene za studenta byly podrobeny suché destilaci zahříváním v reaktoru s pevným ložem v proudu dusíku na teplotu 650 °C. Plyny a páry odcházející z reaktoru byly ochlazeny na laboratorní teplotu v nepřímém vodním chladiči, při čemž došlo ke kondenzaci par organických látek. Zachycený kondenzát byl následně analyzován metodou plynové chromatografie s hmotnostním detektorem org. látek. Bylo zjištěno, že zahříváním na danou teplotu je možné z pokrutin odstranit až 79,2 % těkavých látek (organických par a plynů). Podíl plynů z tohoto množství činil 2,4% (zastoupeny jsou hlavně CO, CO2, H2O a dusík uvolněný rozkladem biomasy). V kondenzátu mají největší zastoupení kyselina 9-oktadecenová (41,9%), kyselina hexadekanová (4,9%), dimethoxyacetofenon (4,7%) a toluen (2,7%). Všechny tyto látky jsou využitelné při výrobě biopaliv.

Příklad 2

Pokrutiny z lisování řepkového semene za tepla byly podrobeny suché destilaci zahříváním v reaktoru s pevným ložem v proudu dusíku na teplotu 750 °C. Plyny a páry odcházející z reaktoru byly ochlazeny na laboratorní teplotu v nepřímém vodním chladiči, při čemž došlo ke kondenzaci par organických látek. Zachycený kondenzát byl následně analyzován metodou plynové chromatografie s hmotnostním detektorem org. látek. Bylo zjištěno, že zahříváním na danou teplotu je možné z pokrutin odstranit až 78,1 % těkavých látek (organických par a plynů). Podíl plynů z tohoto množství činil 3,1 % (zastoupeny jsou hlavně CO, CO2, H2O a dusík uvolněný rozkladem biomasy). V kondenzátu mají největší zastoupení kyselina 9-oktadecenová (39,6 %), dimethoxyacetofenon (4,4 %), toluen (2,8 %) a kyselina hexadekanová (2,4 %). Všechny tyto látky jsou využitelné při výrobě biopaliv.

Příklad 3

Pokrutiny z lisování řepkového semene extrahované následně 2-methylpentanem byly podrobeny suché destilaci zahříváním v reaktoru s pevným ložem v proudu dusíku na teplotu 550 °C. Plyny a páry odcházející z reaktoru byly ochlazeny na laboratorní teplotu v nepřímém vodním chladiči, přičemž došlo ke kondenzaci par organických látek. Zachycený kondenzát byl následně analyzován metodou plynové chromatografie s hmotnostním detektorem org. látek. Bylo zjištěno, že zahříváním na danou teplotu je možné z pokrutin odstranit až 68,1 % těkavých látek (organických par a plynů). Podíl plynů z tohoto množství činil 5,7 % (zastoupeny jsou hlavně CO, CO2, H2O, dusík uvolněný rozkladem biomasy a páry 2-methylpentanu). V kondenzátu mají největší zastoupení kyselina 9-oktadecenová (21,8 %), dimethoxyacetofenon (5,8 %), toluen (3,8 %) a kyselina hexadekanová (4,3 %). Všechny tyto látky jsou využitelné při výrobě biopaliv.

Průmyslová využitelnost

Způsob zvyšování výtěžku řepkového oleje popsaný tímto vynálezem je možné využít ve všech lisovnách řepkového oleje určeného dále k výrobě biopaliv pro pohon motorových vozidel. Zvláště výhodné je pak použití tohoto postupu u lisoven provádějících lisování řepkového semene za studená bez následné extrakce produkovaných pokrutin organickými rozpouštědly, protože v těchto případech je dosaženo nejvyšších výtěžků řepkového oleje získaného z pokrutin za současně malých nároků na energie potřebné k lisování oleje.

Claims (4)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob zvyšování výtěžku řepkového oleje při jeho lisování z řepkového semene, 5 vyznačující se tím, že se provádí zahřívání pokrutin produkovaných jako vedlejší produkt při lisování řepkového oleje na teploty v rozmezí od 350 °C do 950 °C v proudu inertního plynu a následné kondenzaci par uvolněných organických látek po jejich ochlazení na nízké teploty v rozmezí od -150 °C do + 60 °C.

   ίο
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se jedná o pokrutiny získané lisováním řepkového semene za tepla.
3. 3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se jedná o pokrutiny získané lisováním řepkového semene za studená a následným lisováním pokrutin po jejich zahřátí na zvýšenou teplotu 15 až 150 °C teplotu za tepla.
4. 4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se jedná o pokrutiny získané lisováním řepkového semene za studená a následně extrahované organickými rozpouštědly.