DE10250312A1

DE10250312A1 - Separation of free fatty acids from fats or oils of biological origin to give fat or oil products useful in the food industry is effected using compressed 3 or 4C hydrocarbons as extractant

Info

Publication number: DE10250312A1
Application number: DE2002150312
Authority: DE
Inventors: Zhengfeng Zhang; Lothar Dr. Heinrich
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 2002-10-29
Filing date: 2002-10-29
Publication date: 2004-05-19

Abstract

Separation of free fatty acids from fats or oils of biological origin with the aid of compressed hydrocarbons comprises use of a mainly 3 and/or 4C hydrocarbon-containing extractant to form a light and mainly free fatty acid- containing phase and a heavy and mainly fat- or oil-containing phase, separation and removal of the extractant giving a fatty acid-enriched product from the light phase and fatty acid-free fat or oil from the heavy phase.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von freien Fettsäuren aus Fetten und Ölen biologischen Ursprungs mit Hilfe komprimierter Kohlenwasserstoffe.The present invention relates to a process for separating free fatty acids from biological fats and oils Compressed hydrocarbon origin.

Fette und Öle biologischen Ursprungs enthalten eine Reihe von Beiprodukten, die die Haltbarkeit, den Geruch, den Geschmack und das Aussehen beeinträchtigen. Eine wichtige Beiproduktklasse stellen die freien Fettsäuren dar.Contains fats and oils of biological origin a series of by-products that show the durability, the smell, the Affect taste and appearance. An important by-product class represent the free fatty acids represents.

Handelsübliche Rohfette und Rohöle enthalten im Durchschnitt 1 bis 3 Gew.-% freie Fettsäuren, gute Sorten bis zu 0,5 Gew.-%, manche Palm-, Oliven- und Fischöle über 10 Gew.-%. Der Fettsäuregehalt der raffinierten Fette und Öle soll demgegenüber in der Regel 0,1 Gew.-% nicht überschreiten. In der Praxis wird die Abtrennung freier Fettsäuren überwiegend durch die Behandlung mit wässrigen Alkalilösungen oder durch Dämpfung bei Temperaturen von ca. 220 °C ausgeführt. Die Entfernung der freien Fettsäuren durch Veresterung mit Glycerin oder mit einem einwertigen Alkohol, durch selektive Lösemittelextraktion oder durch Adsorption hat hingegen eine geringere Bedeutung. Eine nähere Beschreibung darüber ist z. B. in "Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Sixth (electronic) Edition, 2002, Chapter Fats and Oils/Refining" zu finden. Darin wird neben anderen Entsäuerungsverfahren auch beschrieben, dass flüssiges Propan als Extraktionsmittel beim Solexol-Verfahren benutzt wird. In einem Gegenstromverfahren wird dazu gesättigtes Neutralfett in die Propanphase aufgenommen, während dabei Bestandteile des Unverseifbaren, Fettsäuren, Oxidationsprodukte und stärker ungesättigte Glyceride kaum gelöst werden.Commercially available raw fats and crude oils included on average 1 to 3% by weight of free fatty acids, good varieties up to 0.5 % By weight, some palm, olive and fish oils above 10% by weight. The fatty acid content of refined fats and oils on the other hand is said to be in generally not exceed 0.1% by weight. In practice, the separation of free fatty acids is mainly through the treatment with watery alkali solutions or by damping at temperatures of approx. 220 ° C executed. The removal of free fatty acids by esterification with glycerin or with a monohydric alcohol, through selective solvent extraction or by adsorption, however, is of less importance. A details Description about it is z. B. in "Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Sixth (electronic) Edition, 2002, Chapter Fats and Oils / Refining " is used alongside other deacidification processes also described that liquid Propane is used as an extractant in the Solexol process. In a countercurrent process becomes saturated Neutral fat is added to the propane phase, while components of the Unsaponifiable, fatty acids, Oxidation products and stronger unsaturated Hardly dissolved glycerides become.

DE-OS 199 18 097 beschreibt ein Verfahren zur Entfernung von freien Fettsäuren aus Fetten oder Ölen biologischen Ursprungs oder deren Dämpferkondensaten. Die freien Fettsäuren werden hierbei mit einem Gemisch aus basischen, organischen Stickstoffverbindungen und Wasser als Extraktionsmittel bei einer Temperatur unterhalb der Siedetemperatur der organischen Stickstoffverbindungen extrahiert. DE-OS 199 18 097 describes a process for removing free fatty acids from fats or oils of biological origin or their damper condensates. The free fatty acids are extracted with a mixture of basic, organic nitrogen compounds and water as an extractant at a temperature below the boiling point of the organic nitrogen compounds.

Im US-Patent 6,129,945 ist ein Verfahren zur Entfernung von freien Fettsäuren und Cholesterin aus anhydrischen Tierfetten beschrieben, das sich einer metallischen Base bedient. Die freien Fettsäuren werden zu unlöslichen Salzen umgewandelt und aus Fetten abgeschieden.There is a method in U.S. Patent 6,129,945 for the removal of free fatty acids and cholesterol from anhydrous animal fats operated a metallic base. The free fatty acids are too insoluble Converted salts and separated from fats.

Nachteilig bei den bekannten Verfahxen ist deren zum Teil hoher technischer Aufwand aber auch der Einsatz problematischer Extraktions-Hilfsmittel. Zudem ist auch meist das Extraktionsergebnis unbefriedigend.A disadvantage of the known processes is their partly high technical effort but also the use problematic extraction aids. moreover the extraction result is usually unsatisfactory.

Für die vorliegende Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, ein verbessertes Verfahren zur Abtrennung von freien Fettsäuren aus Fetten und Ölen bereitzustellen, das einerseits auch hohe Gehalte an freien Fettsäuren ohne anlagentechnische Probleme aus der Ausgangsmatrix entfernen kann und andererseits die Erzeugung qualitativ sehr hochwertiger Fette und Öle ermöglicht, wie sie beispielsweise von der Nahrungsmittelindustrie gewünscht werden. Dieses Verfahren sollte des Weiteren technisch einfach durchführbar, umwelt-, kosten- und verbraucherfreundlich sein.For the present invention has therefore set itself the task an improved process for the separation of free fatty acids Greases and oils To provide, on the one hand, high levels of free fatty acids without can remove technical problems from the original matrix and on the other hand enables the production of very high quality fats and oils, as desired by the food industry, for example. This process should also be technically easy to implement, environmentally, be cost and consumer friendly.

Gelöst wurde diese Aufgabe mit einem entsprechenden Verfahren, bei dem das Ausgangsmaterial mit einem überwiegend einen C₃- und/oder C₄-Kohlenwasserstoff enthaltenden Extraktionsmittel in einer Trennanlage einer Extraktion in der Weise unterworfen wird, dass das Extraktionsmittel(-gemisch) mit dem Ausgangsmaterial ein zweiphasiges System bildet, sich das zweiphasige System in eine leichte und überwiegend freie Fettsäuren enthaltende Phase sowie in eine schwere und überwiegend Fette bzw. Öle enthaltende Fluidphase auftrennt, sowie nach der Phasentrennung und dem Entfernen des Extraktionsmittel(-gemischs) aus der leichten Phase das Fettsäure-angereicherte Produkt und aus der schweren Phase das im wesentlichen Fettsäure-freie Fett bzw. Öl erhalten wird.This object was achieved with a corresponding process in which the starting material is subjected to an extraction in a separating system with an extracting agent predominantly containing a C ₃ and / or C ₄ hydrocarbon in such a way that the extracting agent (mixture) with the starting material forms a two-phase system, the two-phase system separates into a light and predominantly free fatty acid phase and into a heavy and predominantly fat or oil-containing fluid phase, and after phase separation and removal of the extracting agent (mixture) from the light phase Fatty acid-enriched product and from the difficult phase the essentially fatty acid-free fat or oil is obtained.

Übenaschenderweise wurde gefunden, dass die Löslichkeiten von freien Fettsäuren im nah- und überkritischen Bereich der verwendeten Kohlenwasserstoffe mit der Temperatur und dem Druck zunehmen, während die Löslichkeiten von Ölen jedoch nicht so stark zunehmen oder aber sogar abnehmen. So ist es bei diesen Bedingungen möglich, z. B. im System Propan/Öl/Fettsäure zwei Phasen zu bilden, wobei die leichte Phase einen angereicherten Fettsäure-Gehalt und einen verringerten Ölgehalt aufweist. Die schwere Phase besteht dann hauptsächlich aus Öl, einem Teil an gelöstem Propan und deutlich verarmten Fettsäure-Anteilen.Practicing Surprisingly, it was found that the solubilities of free fatty acids in the near and supercritical Range of hydrocarbons used with temperature and increasing pressure while the solubilities of oils but not gain as much or even decrease. So is it is possible under these conditions z. B. in the propane / oil / fatty acid system two Form phases, the light phase having an enriched fatty acid content and a reduced oil content having. The heavy phase then consists mainly of oil, a part of dissolved propane and significantly reduced levels of fatty acids.

Bekannt war bislang, dass Öle in Kohlenwasserstoffen leicht löslich sind, wobei flüssige Kohlenwasserstoffe bei Raumtemperatur mit Fetten praktisch vollständig mischbar sind. Unerwartet hat sich gezeigt, dass dies für Propan offensichtlich nur in einem bestimmten Temperatur- und Druckbereich gilt, da sich die Löseeigenschaften dieser beiden Stoffklassen im nahkritischen Zustand wesentlich ändern. Während bei Raumtemperatur und einem Druck über dem entsprechenden Dampfdruck das Propan und die Öle vollständig miteinander mischbar sind, ist die Löslichkeit von Ölen (Triglyceriden) in Propan bei einer erhöhten Temperatur (z. B. 90 °C) und einem erhöhten Druck (z. B. 50 bar) deutlich reduziert. In Abhängigkeit der Kettlänge der veresterten Fettsäuren kann die Löslichkeit der Öle sogar weniger als 2 Gew.-% betragen, bei noch höherer Temperatur ist die Löslichkeit noch geringer.It was previously known that oils are readily soluble in hydrocarbons, whereby liquid hydrocarbons are practically completely miscible with fats at room temperature. Unexpectedly, it has been shown that this obviously only applies to propane in a certain temperature and pressure range, since the dissolving properties of these two classes of substances change significantly in the near-critical state. While the propane and the oils are completely miscible with one another at room temperature and a pressure above the corresponding vapor pressure, the solubility of oils (triglycerides) in propane is at an elevated temperature (e.g. 90 ° C.) and an increased pressure (e.g. B. 50 bar) significantly reduced. Depending on the chain length of the esterified fatty acids, the solubility of the oils can even be less than 2% by weight at an even higher temperature the solubility even lower.

Für das vorliegende Verfahren haben sich als Ausgangsmaterialien, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gut entsäuert werden können, insbesondere Fette und/oder Öle pflanzlichen, tierischen und mikrobiellen Ursprungs und besonders bevorzugt Rindertalg, Schmalz, Fischöl, Maisöl, Schlachtfette, Palmöl, Sojaöl, Rapsöl, Sonnenblumenöl, Reiskeimöl, Baumwollsaatöl, Olivenöl, Erdnussöl, Safloröl, Kokosöl, Palmkernöl, Traubenkeimöl, Weizenkeimöl und Mischungen davon als geeignet gezeigt.For the present process have emerged as starting materials that with the method according to the invention well deacidified can be especially fats and / or oils of vegetable, animal and microbial origin and particularly preferred Beef tallow, lard, fish oil, Corn oil, slaughter fats, Palm oil, Soybean oil, Rapeseed oil, Sunflower oil, Rice bran oil, cottonseed, Olive oil, Peanut oil, safflower oil, Coconut oil, Palm kernel oil, Grape seed oil, Wheat germ oil and mixtures thereof shown as suitable.

Als Extraktionsmittel zeigt sich reines Propan wegen seiner Löseeigenschaften für freie Fettsäuren und Ölen sowie seines Entmischungsbereichs bezuglich der Temperatur und des Drucks als besonders vorteilhaft. Wegen des geringeren Regelaufwands ist ein reines Lösemittel gegenüber Lösemittelgemischen immer zu bevorzugen. Als reines Lösemittel sind für das Verfahren gemäß Erfindung Propan, n-Butan und i-Butan besonders geeignet, da sie gemäß der Direktive der EG-Komission 88/344/CEE (Journal officiel des communautes européennes No. L 157/28 vom 24.06.1988) als Extraktionslösemittel der Gruppe 1 uneingeschränkt zur Anwendung in der Lebensmittelindustrie zugelassen sind.As an extracting agent, pure propane is particularly advantageous because of its dissolving properties for free fatty acids and oils and its segregation range in terms of temperature and pressure. Because of the lower control requirements, a pure solvent is always preferred over solvent mixtures. Propane, n-butane and i-butane are particularly suitable as pure solvents for the process according to the invention, since they are in accordance with the directive of the EC Commission 88/344 / CEE (Journal officiel des communautes européennes No. L 157/28 of June 24. 1988) as the extraction solvent of the group 1 are fully approved for use in the food industry.

Während Propan wegen seiner günstigen physikalischen Eigenschaften auch gegenüber n-Butan und i-Butan als reines Extraktionsmittel zu bevorzugen ist, kann die Extraktion aber auch mit einem Gemisch aus Propan bzw. Butan mit anderen Gaskomponenten durchgeführt werden. Das ist insbesondere von Bedeutung, da z. B. ein Restgehalt an Butan in Propan die Extraktion nicht beeinträchtigt. Der Verzicht auf die absolute Reinheit des Extraktionsmittels macht das Verfahren wirtschaftlich noch attraktiver.While Propane because of its cheap physical Properties also opposite n-butane and i-butane are preferred as the pure extracting agent, the extraction can also be carried out with a mixture of propane or Butane can be carried out with other gas components. That is special important because z. B. a residual butane in propane extraction not affected. The Dispenses with the absolute purity of the extractant the process is even more economically attractive.

Aus diesem Grund sieht die vorliegende Erfindung auch Verfahrensvarianten mit den unterschiedlichsten Extraktionsmitteln vor: So können als Extraktionsmittel Propan oder Mischungen aus Propan mit bis zu 50 Gew.-% an Ethan, n- oder i-Butan, Dimethylether oder CO₂ ebenso verwendet werden wie n- oder i-Butan oder deren Mischungen mit bis zu 50 Gew.-% an Ethan, Propan, Dimethylether oder CO₂. Aus dieser Reihe an bevorzugten Extraktionsmitteln sind vor allem Mischungen aus Propan mit 10 bis 30 Gew.-% Dimethylether sowie Mischungen aus Propan und 5 bis 20 Gew.-% Ethan oder Butan zu empfehlen, wobei die letztgenannten Mischungen auch zusätzlich 10 bis 30 Gew.-% Dimethylether enthalten können. In speziellen Fällen kann ein Extraktionsmittelgemisch bestehend aus Propan und 5 bis 30 Gew.-% CO₂ ebenfalls verwendet werden.For this reason, the present invention also provides process variants with a wide variety of extraction agents: for example, propane or mixtures of propane with up to 50% by weight of ethane, n- or i-butane, dimethyl ether or CO ₂ can be used as the extraction agent n- or i-butane or mixtures thereof with up to 50% by weight of ethane, propane, dimethyl ether or CO ₂ . From this series of preferred extraction agents, mixtures of propane with 10 to 30% by weight of dimethyl ether and mixtures of propane and 5 to 20% by weight of ethane or butane are particularly recommended, the latter mixtures also containing an additional 10 to 30% by weight. - May contain dimethyl ether. In special cases, an extractant mixture consisting of propane and 5 to 30% by weight of CO _{2 can} also be used.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden Temperatur und Druck so gewählt, dass das System aus Fett/Öl, Fettsäure und dem Extraktionsmittel in der Trennanlage zweiphasig ist. Um dies zu gewährleisten, sieht die Erfindung einen bevorzugten Temperaturbereich zwischen 50 und 200 °C und einen bevorzugten Druckbereich zwischen 20 und 200 bar des jeweils ausgewählten Extraktionsmittels vor. Dabei sind Temperaturbereiche zwischen 70 und 120 °C sowie Druckbereiche zwischen 30 und 80 bar besonders zu bevorzugen.In the method according to the invention temperature and pressure are selected so that the system consists of fat / oil, fatty acid and the extractant in the separation system is two-phase. To do this to ensure, the invention sees a preferred temperature range between 50 and 200 ° C and a preferred pressure range between 20 and 200 bar each chosen Extractant before. Temperature ranges between 70 and 120 ° C as well Pressure ranges between 30 and 80 bar are particularly preferred.

Bei einem höheren Druck und/oder einer niedrigeren Temperatur neigt das System zur Einphasigkeit, so dass eine Trennung von Fettsäuren und Ölen unmöglich wird. Andererseits ist bei einem niedrigeren Druck und/oder einer höheren Temperatur die Beladung des Extraktionsmittels zu gering, so dass das Trennverfahren nicht mehr wirtschaftlich ist.At a higher pressure and / or a lower one Temperature tends to single-phase the system, causing a separation of fatty acids and oils becomes impossible. On the other hand is at a lower pressure and / or a higher temperature the loading of the extractant too low, so that the separation process is no longer economical.

Aufgrund wirtschaftlicher Vorteile wird das erfindungsgemäße Extraktionsverfahren bevorzugt im Gegenstrom und in diesem Fall insbesondere kontinuierlich durchgeführt. Dafür bestehen geeignete Anlagen im wesentlichen aus einer Extraktionskolonne (Trennkolonne) und einer Regenerierkolonne.Because of economic advantages becomes the extraction method according to the invention preferably in countercurrent and in this case in particular continuously carried out. For that exist suitable systems essentially from an extraction column (separation column) and a regeneration column.

Aufgrund der thermodynamischen Eigenschaften des Systems Extraktionsmittel/Fettsäure/Fett bzw. Öl und insbesondere aufgrund der Löslichkeit von Fettsäure und Fett/Öl im Extraktionsmittel ist es im Zusammenhang mit der Temperatur und dem Druck zweckmäßig, sowohl im kontinuierlichen als auch im mehrstufigen Extraktionsprozess ein Temperaturprofil vorzusehen, um während der Extraktion die erfindungswesentliche Zweiphasigkeit zu gewährleisten, Empfehlenswert ist es deshalb, in der Trennanlage einen Temperaturgradienten in der Art einzustellen, dass die Temperatur im Sumpfbereich der Extraktionsvorrichtung 10 bis 80 °C und vorzugsweise 20 bis 70 °C unter der Kopftemperatur der Extraktionsvorrichtung liegt.Because of the thermodynamic properties of the system extractant / fatty acid / fat or oil and in particular due to the solubility of fatty acid and fat / oil in the extractant it is related to the temperature and the Pressure useful, both in the continuous as well as in the multi-stage extraction process to provide a temperature profile to the essential to the invention during the extraction To ensure two-phase It is therefore recommended to use a temperature gradient in the separation system in such a way that the temperature in the swamp area of the Extraction device 10 to 80 ° C and preferably 20 to 70 ° C is below the head temperature of the extraction device.

Das Ausgangsmaterial wird der Trennanlage in der jeweils geeigneten Höhe zugepumpt, was vorzugsweise etwa in der Mitte der Trennanlage erfolgt. Das Extraktionsmittel(-gemisch) wird zweckmäßig am Anlagenfuß zugesetzt und durchströmt die Trennanlage in besonders geeigneter Weise von unten nach oben. Druck und Temperatur werden dabei so gewählt, dass die Mischung in die benotigten zwei Phasen, namlich eine Flüssigphase und eine nahe kritische Fluidphase zerfällt. Der Fettsäureanteil und wenige Fett-/Ölanteile lösen sich im Extraktionsmittel. Eine Mischung aus Extraktionsmittel(-gemisch), Fettsäuren und Fett/Ölen verlässt die Extraktionsanlage am Kopf und wird in der Regel einer Regenerierkolonne zugeführt, in der das Fettsäure-angereicherte Produkt durch Erhöhung der Temperatur und/oder Verminderung des Drucks unter Bedingungen abgetrennt wird, unter denen das Extraktionsmittel(-gemisch) als Gas mit niedriger Dichte vorliegt. Infolgedessen fallen die gelösten Stoffe quantitativ aus.The starting material is the separation plant in the appropriate height pumped in, which is preferably done approximately in the middle of the separation system. The Extracting agent (mixture) is expediently added at the base of the plant and flows through the separation plant in a particularly suitable manner from the bottom up. Pressure and temperature are chosen so that the mixture in the required two phases, namely a liquid phase and a close critical one Fluid phase disintegrates. The percentage of fatty acids and a small amount of fat / oil dissolve in the extractant. A mixture of extracting agent (mixture), fatty acids and Fat / oils leaves the extraction system at the top and is usually a regeneration column supplied in which the fatty acid-enriched Product by increasing the temperature and / or decrease in pressure under conditions is separated, under which the extractant (mixture) as Low density gas is present. As a result, the solutes fall quantitatively.

Üblicherweise verlässt das Extraktionsmittel die Regenerierkolonne an deren Kopf-Teil. Es wird in der Regel in einem Wärmetauscher kondensiert und in die Trennanlage zurückgepumpt. Ein Teil des in der Regenerierkolonne ausgefallenen Produkts wird zweckmäßig als Rücklauf an den Kopf der Trennanlage zurückgeführt. Der übrige Teil der abgetrennten freien Fettsäuren wird im Sumpfbereich der Regenerierkolonne abgezogen. Durch weitere Druckerniedrigung und/oder Temperaturerhöhung wird das Extraktionsmittel vom Fettsäure/Fett- bzw. Öl-Gemisch vollständig abgetrennt.The extractant usually leaves the regeneration column at the top of the column. It is usually condensed in a heat exchanger and pumped back into the separation system. Part of the product which has precipitated in the regeneration column is expediently returned to the top of the separation system as reflux. The rest of the separated Free fatty acids are drawn off in the bottom area of the regeneration column. By further reducing the pressure and / or increasing the temperature, the extractant is completely separated from the fatty acid / fat or oil mixture.

Infolge ihrer höheren Dichte fließen die Fette/Öle in der Extraktionskolonne nach unten und werden dabei von ihren Fettsäureanteilen befreit. Die so erzeugten Fette bzw. Öle werden im Sumpfbereich der Extraktionskolonne abgezogen. Vorzugsweise durch Druckerniedrigung und/oder Temperaturerhöhung wird gemäß vorliegender Erfindung das im wesentlichen Fettsäure-freie Sumpfprodukt vom Extraktionsmittel(-gemisch) abgetrennt. Das entweichende Lösemittel kann durch Komprimieren und/oder Kondensieren zurückgewonnen werden. Bestimmte Ausgangsmaterialien, wie z. B. Eiöl, enthalten meist kleine Mengen natürlicher Farbstoffe, insbesondere Carotinoide. Diese fallen bei dieser Vorgehensweise zusammen mit dem Eiöl im Sumpf der Extraktionskolonne an.Due to their higher density, they flow Fats / Oils down in the extraction column and are thereby by their fatty acid proportions freed. The fats or oils thus produced are in the sump area of the Extraction column deducted. Preferably by lowering the pressure and / or temperature increase is according to the present Invention the essentially fatty acid-free bottoms from Extractant (mixture) separated. The escaping solvent can be recovered by compressing and / or condensing become. Certain raw materials, such as B. egg oil mostly small amounts of natural Dyes, especially carotenoids. These fall with this approach along with the egg oil in the bottom of the extraction column.

Alternativ zum externen Rücklaüf kann auch ein interner Rücklauf erzeugt werden, in dem die Extraktionskolonne zweckmäßig mit Einrichtungen zur Erzeugung eines Temperaturprofils ausgerüstet ist. Wie bereits erwähnt, wird vorzugsweise die Temperatur im Kopfbereich der Extraktionskolonne 10 bis 80 °C höher als die Temperatur am Kolonnensumpf eingestellt, wofür beispielsweise Inline-Wärmetauscher dienen können.As an alternative to the external reflux, an internal reflux can also be generated, in which the extraction column is expediently equipped with devices for generating a temperature profile. As already mentioned, the temperature in the top region of the extraction column is preferred 10 up to 80 ° C higher than the temperature at the bottom of the column, for which purpose inline heat exchangers can be used.

In einer etwas abgewandelten Form eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren auch hervorragend zur Entfernung der freien Fettsäuren aus den Dämpferkondensaten von Fetten und Ölen, die mittels der herkömmlichen physikalischen Raffination, d. h. mittels Dampfentsäuerung, entsäuert wurden. Diese Dämpferkondensate enthalten im allgemeinen freie Fettsäuren in sehr hohen Konzentrationen, meist im Bereich von etwa 70 bis 94 Gew.-%. Aufgrund des hohen Gehaltes an freien Fettsäuren muss das erfindungsgemäß verwendete Extraktionsmittel in einem größeren Verhältnis zu dem Ausgangsmaterial (Solvent/Feed-Verhältnis) eingesetzt werden.In a slightly different form the method according to the invention is suitable also excellent for removing the free fatty acids the damper condensates of fats and oils, that by means of the conventional physical refining, d. H. using steam deacidification, deacidifies were. These damper condensates generally contain free fatty acids in very high concentrations, mostly in the range of about 70 to 94% by weight. Because of the high content of free fatty acids must be used according to the invention Extractant in a larger ratio to the source material (solvent / feed ratio).

Vorgesehen ist ebenfalls, dass als im Wesentlichen Fettsäure-freies Sumpfprodukt Fette bzw. Öle erhalten werden, die insbesondere für den Einsatz in Lebensmitteln, wie z. B. in diätetischen Erzeugnissen, Functional Foods und Babynahrung geeignet sind. Das Verfahren zur Abtrennung von freien Fettsäuren aus Fetten oder Ölen biologischen Ursprungs stellt somit gemäß Erfindung in vorteilhafter Weise entsäuerte Fette und Öle zur Verfügung, die vor allem den strengen Anforderungen der Lebensmittelindustrie genügen und hierfür kontinuierlich in größeren Mengen erhalten werden.It is also envisaged that as essentially free of fatty acids Bottom product fats or oils are obtained, especially for use in food, such as B. in dietary Products, functional foods and baby food are suitable. The Process for separating free fatty acids from biological fats or oils Origin thus represents according to the invention deacidified in an advantageous manner fats and oils to disposal, which above all meet the strict requirements of the food industry suffice and for this continuously in larger quantities be preserved.

Die nachfolgenden Beispiele veranschaulichen die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens.The following examples illustrate the advantages of the method according to the invention.

BeispieleExamples

Die nachfolgenden Beispiele wurden in einer gemäß 1 schematisch dargestellten Trennanlage bestehend aus Extraktionskolonne (1) und Regenerierkolonne (2) durchgeführt. Die Zuführung des jeweiligen Ausgangsmaterials (3) erfolgte in der Mitte der Extraktionskolonne (1); die Zuführung (4) des jeweiligen Extraktionsmittel(-gemisch)s (5) erfolgte an deren Fußteil, wobei es sich beim Extraktionsmittel(-gemisch) um Frischgas (6) oder um Kreisgas (7) aus dem Kopfteil der Regenerierkolonne (2) handelte. Erhalten wurden jeweils ein im wesentlichen fettsäureangereichertes Kopfprodukt (8) aus der Regenerierkolonne (2) und ein im wesentlichen fettsäurefreies Sumpfprodukt (9).The following examples were in a 1 schematically shown separation system consisting of extraction column ( 1 ) and regeneration column ( 2 ) carried out. The supply of the respective starting material ( 3 ) took place in the middle of the extraction column ( 1 ); the feeder ( 4 ) of the respective extractant (mixture) s ( 5 ) was carried out at the base of the foot, the extractant (mixture) being fresh gas ( 6 ) or around cycle gas ( 7 ) from the top of the regeneration column ( 2 ) acted. In each case, an essentially fatty acid-enriched top product was obtained ( 8th ) from the regeneration column ( 2 ) and an essentially fatty acid-free bottom product ( 9 ).

Beispiel 1example 1

Ein Palmöl enthielt 4,3 Gew.-% an freien Fettsäuren. Das Öl wurde etwa in der Mitte der Extraktionskolonne (Trennkolonne) zugepumpt. Die Kolonne war mit einer Drahtgewebepackung des Typs Sulzer CY und mit Inline-Heizelementen zur Regelung der Temperatur in den verschiedenen Kolonnenabschnitten ausgestattet. Der Verstärkerteil besaß 3, der Abtriebsteil 4 theoretische Trennstufen. Als Extraktionsmittel diente Propan bei einem Druck von 45 bar. Die Kolonne wurde vom Extraktionsmittel von unten nach oben durchströmt. Am Zulauf betrug die Temperatur 90 °C, im Sumpfbereich 80 °C und am Kopfteil 100 °C.A palm oil contained 4.3% by weight of free fatty acids. The oil was pumped in approximately in the middle of the extraction column (separation column). The column was equipped with a wire mesh packing of the Sulzer CY type and with inline heating elements for regulating the temperature in the different column sections. The amplifier section had 3, the stripping section 4 theoretical plates. Propane was used as the extractant at a pressure of 45 bar. The extractant flowed through the column from bottom to top. The temperature at the inlet was 90 ° C, in the bottom area 80 ° C and at the top 100 ° C.

Das die Extraktionskolonne am Kopf verlassende beladene Extraktionsmittel wurde einer Regenerierkolonne etwa in der Mitte zugeführt. Die Regenerierkolonne arbeitete bei 120 °C und 30 bar. Bei diesen Bedingungen fallen die im Propan gelösten Stoffe vollständig aus. Der Extrakt wurde am Sumpf der Regenerierkolonne abgezogen und auf Umgebungsdruck entspannt, wobei das Propan entlöst wurde. Nach Abzug noch gelösten Propans bestand der Extrakt zu 90 Gew.-% aus freien Fettsäuren und zu 10 Gew.-% aus Öl.The extraction column at the top loaded extractant was a regeneration column fed approximately in the middle. The regeneration column worked at 120 ° C and 30 bar. In these conditions the substances dissolved in the propane fall Completely out. The extract was drawn off at the bottom of the regeneration column and relaxed to ambient pressure, whereby the propane was released. Still solved after deduction The extract consisted of 90% by weight propane and free fatty acids 10% by weight of oil.

Das von Fettsäuren befreite Raffinat wurde im Sumpfbereich der Extraktionskolonne abgezogen. Während der Entspannung auf Umgebungsdruck entwich das gelöste Propan. Das so raffinierte Palmöl enthielt weniger als 0,015 Gew.-% an freien Fettsäuren.The raffinate, which has been freed from fatty acids, was used in Bottom area of the extraction column is withdrawn. Escaped to ambient pressure while relaxing the solved Propane. The so refined palm oil contained less than 0.015% by weight of free fatty acids.

Beispiel 2Example 2

Ein Palmöl enthielt 4,2 Gew.-% an freien Fettsäuren. Das Öl wurde in der in Beispiel 1 dargestellten Anlage extrahiert. Als Extraktionsmittel diente eine Mischung aus 95 Gew.-% Propan und 5 Gew.-% Dimethylether bei einem Druck von 50 bar. Am Zulauf betrug die Temperatur 100 °C, im Sumpfbereich 90 °C und am Kopfteil 110 °C. Durch diese Extraktion wurde ein Extrakt zu 85 Gew.-% aus freien Fettsäuren und zu 15 Gew.-% aus Öl erhalten. Das so raffinierte Palmöl enthielt weniger als 0,010 Gew.-% an freien Fettsäuren.A palm oil contained 4.2% by weight of free fatty acids. The oil was extracted in the plant shown in Example 1. A mixture of 95% by weight of propane and 5% by weight of dimethyl ether at a pressure of 50 bar served as the extractant. The temperature at the inlet was 100 ° C., in the bottom area 90 ° C and at the head part 110 ° C. This extraction gave an extract of 85% by weight of free fatty acids and 15% by weight of oil. The palm oil so refined contained less than 0.010% by weight of free fatty acids.

Beispiel 3Example 3

Ein Palmöl enthielt 4,5 Gew.-% an freien Fettsäuren. Das Öl wurde in der in Beispiel 1 dargestellten Anlage extrahiert. Als Extraktionsmittel diente eine Mischung aus 85 Gew.-% Propan und 15 Gew.-% i-Butan bei einem Druck von 50 bar. Die Kolonne wurde vom Extraktionsmittel von unten nach oben durchströmt. Am Zulauf betrug die Temperatur 100 °C, im Sumpfbereich 90 °C und am Kopfteil 110 °C. Durch diese Extraktion wurde ein Extrakt zu 80 Gew.-% aus freien Fettsäuren und zu 20 Gew.-% aus Öl erhalten. Das so raffinierte Palmöl enthielt weniger als 0,015 Gew.-% an freien Fettsäuren.A palm oil contained 4.5% by weight of free fatty acids. The oil was extracted in the plant shown in Example 1. As an extractant served a mixture of 85 wt .-% propane and 15 wt .-% i-butane at a pressure of 50 bar. The column was removed from the extractant flows from bottom to top. The temperature at the inlet was 100 ° C, in the bottom area 90 ° C and at Head section 110 ° C. As a result of this extraction, an extract of 80% by weight was obtained from free fatty acids and 20% by weight oil receive. The palm oil so refined contained less than 0.015 % By weight of free fatty acids.

Beispiel 4Example 4

Ein Sojaöl enthielt 1,0 Gew.-% in freien Fettsäuren. Das Öl wurde in der in Beispiel 1 dargestellten Anlage extrahiert. Als Extraktionsmittel diente Propan bei einem Druck von 52 bar. Die Kolonne wurde vom Extraktionsmittel von unten nach oben durchströmt. Am Zulauf betrug die Temperatur 100 °C, im Sumpfbereich 90 °C und am Kopfteil 110 °C. Durch diese Extraktion wurde ein Extrakt zu 75 Gew.-% aus freien Fettsäuren und zu 25 Gew.-% aus Öl erhalten. Das so raffinierte Sojaöl enthielt weniger als 0,005 Gew.-% an freien Fettsäuren.A soybean oil contained 1.0% by weight in free Fatty acids. The oil was extracted in the plant shown in Example 1. As Extractant was used at a pressure of 52 bar. The The extractant flowed through the column from bottom to top. At the inlet the temperature was 100 ° C, in the swamp area 90 ° C and at the head part 110 ° C. By this extraction was an extract of 75% by weight of free fatty acids and 25% by weight from oil receive. The refined soybean oil contained less than 0.005 % By weight of free fatty acids.

Claims

Process for the separation of free fatty acids from fats or oils of biological origin with the aid of compressed hydrocarbons, characterized in that the starting material is subjected to an extraction in a separation plant with an extracting agent predominantly containing a C ₃ and / or C ₄ hydrocarbon, that the extractant (mixture) forms a two-phase system with the starting material, the two-phase system separates into a light and predominantly free fatty acid phase as well as a heavy fluid phase predominantly containing fats or oils, as well as after the phase separation and removal of the Extracting agent (mixture) from the light phase the fatty acid-enriched product and from the heavy phase the substantially fatty acid-free fat or oil is obtained.

A method according to claim 1, characterized in that as a starting material fats and / or oils vegetable, animal and of microbial origin and particularly preferably beef tallow, lard, Fish oil, Corn oil, Slaughter fats, palm oil, Soybean oil, Rapeseed oil, Sunflower oil, Rice bran oil, cottonseed, Olive oil, Peanut oil, safflower oil, Coconut oil, palm kernel oil, grape germ oil, wheat germ oil and mixtures of which are used.

Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that as the extraction agent propane or mixtures of propane with up to 50 wt .-% of ethane, n- or i-butane, dimethyl ether or CO ₂ or n- or i-butane or their mixtures with up to 50 wt .-% of ethane, propane, dimethyl ether or CO ₂ are used.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that that extraction at pressures between 20 and 200 bar, preferably between 30 and 80 bar, and at temperatures between 50 and 200 ° C, preferably between 70 and 120 ° C, carried out becomes.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that that extraction - preferably continuously - in Countercurrent carried out becomes.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that that in the separation plant and especially in a separation column Temperature gradient is set in such a way that the sump temperature 10 to 80 ° C and preferably 20 to 70 ° C is below the head temperature.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the starting material is approximately in the middle of the separation system and the extractant (mixture) is supplied at the base of the plant.

Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that that the extractant (mixture) in the separation system from below led upwards becomes.

Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that that that's essentially fatty acid free Bottom product by increasing the temperature and / or reducing the pressure from the extractant (mixture) becomes.

Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that that as essentially fatty acid free Bottom product fats or oils are obtained, especially for use in food, such as. in dietary Products, functional foods and baby food are suitable.

Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that the fatty acid-enriched product - preferably in a regeneration column - by increasing the temperature and / or Lowering the pressure from the extractant (mixture) is separated.

Method according to one of claims 1 to 11, characterized in that that the extractant (mixture) recompresses and / or condenses as well optionally recycled.