DE1153848B

DE1153848B - Process for the production of purified vegetable oils and fats using alkali

Info

Publication number: DE1153848B
Application number: DEI10776A
Authority: DE
Inventors: George C Cavanagh
Original assignee: Ranchers Cotton Oil
Current assignee: Ranchers Cotton Oil
Priority date: 1955-10-17
Filing date: 1955-10-17
Publication date: 1963-09-05
Also published as: DE1153848C2

Description

Verfahren zur Gewinnung von gereinigten pflanzlichen Ölen und Fetten unter Verwendung von Alkali Die Erfindung bezieht sich auf die Gewinnung gereinigter Glyceridöle und -fette aus festen Substanzen pflanzlichen Ursprungs. Sie betrifft insbesondere ein Verfahren zur Reinigung der Fette während der Gewinnung.Process for the production of purified vegetable oils and fats using alkali The invention relates to the recovery of purified Glyceride oils and fats made from solid substances of vegetable origin. She concerns in particular a process for purifying the fats during their extraction.

Fette und Öle aus pflanzlichen Stoffen sind zu Speisezwecken und als filmbildende Bestandteile in Farben, Lacken, Glasuren, Kunststoffen, Pharmazeutika, Seilen u. dgl. bekannt. Nach einem seit langem bekannten Verfahren wird das Öl bzw. Fett aus dem ölhaltigen pflanzlichen Ausgangsmaterial ausgepreßt. In neuerer Zeit werden sowohl Lösungsmittelextraktion, Reibungsextraktion und andere Extraktionsverfahren als auch deren Kombinationen angewandt. Nach diesen Verfahren gewonnene Fette enthalten jedoch beträchtliche Verunreinigungen, so daß die Fette in den meisten Fällen noch besonders gereinigt werden müssen. Eine solche Reinigung ist nicht nur sehr umständlich, sondern bringt auch merkliche Verluste an Produkt mit sich.Fats and oils from vegetable substances are for food purposes and as film-forming components in paints, varnishes, glazes, plastics, pharmaceuticals, Ropes and the like known. According to a process that has been known for a long time, the oil or Squeezed fat from the oil-containing vegetable raw material. In more recent times both solvent extraction, friction extraction and other extraction methods are used as well as their combinations are used. Contains fats obtained by this process however, considerable impurities, so that the fats in most cases still need to be specially cleaned. Such cleaning is not only very cumbersome, but also brings with it noticeable losses in product.

Die Verunreinigungen, welchen man in nachbisherigen Verfahren aus pflanzlichem Ausgangsmaterial gewonnenen Fetten und Ölen begegnet, sind Albumine, freie Fettsäuren, Farbkörper, Wachse, Gummi und andere unerwünschte, im allgemeinen schädliche Stoffe. Von der nachträglichen Reinigung gewonnener pflanzlicher Öle, wie Tungöl, Maisöl, Baumwollsamenöl, Sojabohnenöl, Rizinusöl, Safloröl, Leinöl, Erdnußöl u. dgl., ist die Konditionierung von Baumwollsamenöl infolge der gewöhnlich dunklen Färbung des gewonnen; n Öls bzw. seiner Verunreinigung besonders problematisch.The impurities that were found in previous processes fats and oils obtained from vegetable raw materials are albumins, free fatty acids, dyes, waxes, gums and other undesirable ones, in general toxic substances. Vegetable oils obtained from the subsequent cleaning, such as tung oil, corn oil, cottonseed oil, soybean oil, castor oil, safflower oil, linseed oil, Peanut oil and the like, conditioning of cottonseed oil is common due to the dark coloring of the won; n Oil or its contamination is particularly problematic.

Aber auch die nach Abtrennen des Öls aus dem Ausgangsmaterial verbleibenden Rückstände enthalten unerwünschte Stoffe. So ist beispielsweise im Rückstand von Baumwollsamen freies, giftiges Gossypol enthalten, welches für Tiere schädlich ist. Man muß daher einen solchen Rückstand einer zusätzlichen Behandlung unterziehen, wenn dieser z. B. als Viehfutter Verwendung finden soll.But also those that remain after the oil has been separated from the starting material Residues contain undesirable substances. For example, is in arrears of Contain cottonseed-free, toxic gossypol, which is harmful to animals. One must therefore subject such a residue to additional treatment, if this z. B. should be used as fodder.

Man hat bereits vorgeschlagen, in den zur Fett-bzw. Ölgewinnung verwendeten Ausgangsstoffen verunreinigende Albumine durch Zusetzen saurer oder basischer Stoffe zu koagulieren, damit sie nicht in das Öl gelangen können, doch werden durch diese Behandlung andere Verunreinigungen nicht daran gehindert, vom Ausgangsmaterial in das gewonnene Öl überzugehen, so daß auch bei Anwendung dieses Verfahrens eine nachträgliche Befreiung des Öls von anderen verunreinigenden Stoffen nicht erspart bleibt.It has already been suggested in the fat or. Used oil extraction Albumins contaminating raw materials by adding acidic or basic substances to coagulate so that they cannot get into the oil, but will be through this Treating other impurities does not prevent the starting material in to pass over the oil obtained, so that even when using this method, a subsequent Freeing the oil from other polluting substances is not spared.

Ziel der Erfindung ist daher ein mit geringem technischem Aufwand durchführbares, kombiniertes Gewinnungs- und Reinigungsverfahren für pflanzliche Öle und Fette, welches bei sehr geringen Reinigungsvcrlusten ein nicht nur von Albuminen befreites, sehr gering gefärbtes, ohne weitere Behandlung direkt verkäufliches Öl ergibt, wobei auch der Rückstand des Ausgangsmaterials nach Abtrennung des Öls keine unerwünschten oder giftigen Bestandteile mehr aufweist und daher direkt als Viehfutter verwendbar ist.The aim of the invention is therefore one with little technical effort feasible, combined extraction and purification process for vegetable Oils and fats, which with very low cleaning losses, not only from albumins freed, very slightly colored oil that can be sold directly without further treatment results, with the residue of the starting material after separation of the oil also none has more undesirable or toxic components and is therefore used directly as fodder is usable.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Gewinnung von gereinigten pflanzlichen Ölen und Fetten, insbesondere aus Baumwollsamen, unter Verwendung von Alkali erreicht, wobei sich das Verfahren dadurch kennzeichnet, daß man das zerkleinerte, durch Kochen erweichte, feuchte Ausgangsmaterial mit einer bestimmten Menge festen Alkalis zwecks Überführung der öllöslichen Verunreinigungen, wie Wachse, Schleimstoffe u. dgl., in den wasserlöslichen Zustand innig vermischt, worauf man das Material in an sich bekannter Weise extrahiert. Vorzugsweise verwendet man als festes Alkali Natriumcarbonat.This goal is achieved according to the invention by a method of extraction of purified vegetable oils and fats, especially from cottonseed, under Use of alkali achieved, the method being characterized in that the crushed, softened by boiling, moist starting material with a certain amount of solid alkali for the purpose of transferring oil-soluble impurities, such as waxes, mucilages and the like, intimately mixed in the water-soluble state, whereupon the material is extracted in a manner known per se. Used preferably the solid alkali is sodium carbonate.

Das erfindungsgemäße Verfahren, welches sowohl diskontinuierlich als auch kontinuierlich durchgeführt werden kann, sei nunmehr eingehender unter Verwendung von Baumwollsamen als Ausgangsmaterial und Gewinnung des Baumwollsamenrückstandes als Nebenprodukt neben dem gereinigten Öl beschrieben, wobei die nachstehenden Ausführungen lediglich Beispielcharakter tragen.The inventive method, which is both discontinuous as can also be carried out continuously, will now be used in more detail from Cottonseed as the starting material and extraction of the cottonseed residue as Described by-product in addition to the purified oil, the following comments only carry an example.

Das zerkleinerte, feuchte Ausgangsmaterial wird einem Kocher zugeführt, in welchem es durch Kochen erweicht wird. Die Zerkleinerung kann durch jeden beliebigen Arbeitsgang -erfolgen, durch welchen das Ausgangsmaterial eine- so kleine Teilchengröße annimmt, daß das Öl und die Verunreinigungen wie freie Fettsäuren, Wachse, Gummi, Farbkörper, Gossypol usw. freigelegt werden.The crushed, moist raw material is fed to a digester, in which it is softened by boiling. The crushing can be done by any Operation -success through which the starting material has such a small particle size assumes that the oil and impurities such as free fatty acids, waxes, gum, Color bodies, gossypol, etc. are exposed.

Das gekochte Material wird dann, bevor man es der Extraktionsstufe zuführt, mit festem, ungiftigem Alkali vermischt. Geeignetes Alkali ist beispielsweise Natriumcarbonat wie kaMnierte Soda, Natriumbicarbonat, Natriumphosphate oder die entsprechenden Calcium- oder Kaliumsalze. Kleine Mengen Natriumhydroxyd können ebenfalls verwendet werden.The cooked material is then taken before going to the extraction stage added, mixed with solid, non-toxic alkali. Suitable alkali is, for example Sodium carbonate such as soda ash, sodium bicarbonate, sodium phosphate or the corresponding calcium or potassium salts. Small amounts of sodium hydroxide can also be used be used.

Bei Vermischung des Alkalis bzw. der alkalischen Salze mit dem vorgekochten Ausgangsmaterial setzen sich vorhandene Verunreinigungen, wie Farbkörper, Wachse, Gummi, Fettsäuren, Gossypol usw., mit dem Alkali derart um, daß die anfänglich öllöslichen Verunreinigungen wasserlöslich werden. Diese Umsetzung tritt jedoch nur dann ein, wenn so viel Feuchtigkeit zugegen ist, daß eine Dissoziation des Alkalis bzw. der Alkalisalze erfolgt. Doch ist die zur Dissoziation erforderliche Feuchtigkeit in dem den Kocher verlassenden Material vorhanden. Andererseits dürfen keine wäßrigen Lösungen des Alkalis verwendet werden, weil die wasserlöslich gewordenen Verunreinigungen sich nicht in Wasser auflösen, sondern sich auf den festen Anteilen des Ausgangsmaterials niederschlagen sollen. Daher muß erfindungsgemäß festes Alkali verwendet werden.When mixing the alkali or the alkaline salts with the pre-cooked Starting material, existing impurities such as pigments, waxes, Gum, fatty acids, Gossypol, etc., with the alkali in such a way that the initially oil-soluble Impurities become water-soluble. However, this implementation only occurs if when so much moisture is present that a dissociation of the alkali or the Alkali salts takes place. But the moisture required for dissociation is in the material leaving the digester. On the other hand, no aqueous Solutions of the alkali are used because the water-soluble impurities do not dissolve in water, but on the solid parts of the starting material should knock down. Therefore, in the present invention, solid alkali must be used.

Die Zufuhr festen Alkalis zum vorgekochten Ausgangsmaterial beträgt etwa 0,01 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Ausgangsmaterial, und wird so eingestellt, daß die Reaktion, durch welche die öllöslichen Verunreinigungen wasserlöslich werden, abläuft, ohne daß ein merklicher überschuß an Alkali auftritt.The addition of solid alkali to the precooked raw material is about 0.01 to 10 percent by weight, based on the starting material, and will be so adjusted that the reaction by which the oil-soluble impurities become water-soluble without a noticeable excess of alkali occurs.

Nach flberführung der Verunreinigungen in den wasserlöslichen Zustand wird das Gemisch der Extraktionsstufe zugeleitet. Diese kann beispielsweise eine Vorpresse aufweisen, in welcher man eine Menge des Öls abpreßt, wonach das die Vorpresse verlassende Preßgut, welches in der Regel noch etwa 8 bis 14 Gewichtsprozent Öl enthält, über Flockwalzen einer Extraktionssäule zugeleitet werden kann, wo die Extraktion des Öls mittels eines geeigneten Lösungsmittels wie n-Hexan erfolgt. (Vorpresse und Flockwalzen unterstützen außerdem die Zerkleinerung des Ausgangsmaterials.) Eine erfolgreiche Reinigung pflanzlicher Öle wird leicht mit Lösungsmittelmengen von weniger als 10 bis zu 80 %, bezogen auf das Gewicht des Öls, erreicht.After the impurities have been converted into the water-soluble state the mixture is fed to the extraction stage. This can, for example, be a Have prepress, in which you press off a quantity of the oil, after which the prepress leaving pressed material, which is usually about 8 to 14 percent by weight oil contains, can be fed to an extraction column via flock rollers, where the Extraction of the oil is carried out using a suitable solvent such as n-hexane. (The pre-press and flock rollers also help to shred the raw material.) Successful cleaning of vegetable oils becomes easy with lots of solvent from less than 10 up to 80% based on the weight of the oil.

Nach Extraktion des Öls aus dem mit festem Alkali behandelten Ausgangsmaterial hinterbleibt ein Rückstand, welcher die wasserlöslichen Umsetzungsprodukte der Verunreinigungen enthält. Es ist bemerkenswert, daß die Umsetzung der ungiftigen Alkalisalze mit dem freien, giftigen Gossypol zu nicht giftigem, gebundenem Gossypol führt.After extracting the oil from the solid alkali treated raw material a residue remains, which is the water-soluble reaction products of the impurities contains. It is noteworthy that the reaction of the non-toxic alkali salts with the free, toxic gossypol leads to non-toxic, bound gossypol.

Das extrahierte Öl kann in vielen Fällen als solches verwendet werden. Ist eine weitere Reinigung erwünscht, so kann diese durch Zusatz von Natronlauge und 15 bis 90 Sekunden andauerndes Umwälzen des Gemisches durch einen Homogenisator ohne merkliche Temperaturerhöhung herbeigeführt werden, wobei eine schnelle Zusammenballung der Seifenanteile bei einem Mindestverlust an Öl erzielt wird. Hierin zeigt sich einer der Vorteile des erfindungsgemäß gewonnenen Öls, denn bei der Reinigung der nach den bisherigen Verfahren gewonnenen Öle mußte man die Natronlauge in der Regel 10 bis 30 Minuten auf die darin enthaltenen Fettsäuren einwirken lassen und außerdem noch die Temperatur erhöhen, wobei die Ergebnisse trotzdem unbefriedigend bleiben.The extracted oil can be used as such in many cases. If further cleaning is required, this can be done by adding caustic soda and circulating the mixture through a homogenizer for 15 to 90 seconds be brought about without a noticeable increase in temperature, with a rapid agglomeration the soap content is achieved with a minimum loss of oil. This shows one of the advantages of the oil obtained according to the invention, because when cleaning the Oils obtained by the previous process usually had to be sodium hydroxide Leave to act on the fatty acids it contains for 10 to 30 minutes and more increase the temperature, but the results are still unsatisfactory.

Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich ferner aus den folgenden Vergleichsversuchen. Von 14 Tankladungen Öl, welches nach bisher üblichen Verfahren aus Baumwollsamen gewonnen wurde, wurden der Gehalt an freien Fettsäuren, der Reinigungsverlust durch Absitzen und das Lovibond-Farbrot gemessen. Der Gehalt an freier Fettsäure betrug durchschnittlich 1,15 %, der Reinigungsverlust durch Absitzen durchschnittlich 5,14 % und das Lovibond-Farbrot im Mittel 3,99. Aus Samen des gleichen Samensilos wurde Öl nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnen. Sechs Tankladungen des erfindungsgemäß extrahierten Öls zeigten einen Gehalt an freier Fettsäure von durchschnittlich 0,43 %, einen Reinigungsverlust durch Absitzen von im Mittel 2,25 % und ein Lovibond-Farbrot von durchschnittlich 3,97. Wie ersichtlich, wird durch das erfindungsgemäße Verfahren der Gehalt an freien Fettsäuren auf etwa ein Drittel und der Reinigungsverlust auf weniger als die Hälfte herabgesetzt. Auch eine Farbverbesserung tritt ein. Die Analysen der Öle wurden nach den Vorschriften der National Cotton Seed Products Association gemäß Abschnitt 5, Vorschrift 274, durchgeführt. Außerdem wurde der Gehalt des Rückstandes an freiem Gossypol nach der Extraktion des Öls um etwa 25 % verringert und in gebundenes, ungiftiges Gossypol übergeführt. Der erhaltene Rückstand wurde als geeignet für nichtwiederkäuende Tiere und Geflügel für Zucht- und Mastzwecke befunden.Advantages of the method according to the invention also emerge from the following comparative tests. Of 14 tank loads of oil, which was the usual Method obtained from cottonseed, the content of free fatty acids, the loss of cleaning due to settling and the Lovibond color red were measured. The salary of free fatty acid averaged 1.15%, the cleaning loss due to Weaning on average 5.14% and the Lovibond color red on average 3.99. From seeds the same seed silo oil was obtained by the method according to the invention. Six tank loads of the oil extracted according to the invention indicated a content Free fatty acid averaging 0.43%, a cleaning loss due to settling averaging 2.25% and a Lovibond color red averaging 3.97. As can be seen the content of free fatty acids is reduced to about by the method according to the invention a third and the cleaning loss reduced to less than half. Even a color improvement occurs. The analyzes of the oils were made according to the regulations the National Cotton Seed Products Association under Section 5, Regulation 274, carried out. In addition, the content of free gossypol in the residue was determined The extraction of the oil is reduced by about 25% and converted into bound, non-toxic gossypol convicted. The residue obtained was found to be suitable for non-ruminants and poultry for breeding and fattening purposes.

Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich beim Vergleich mit bisher bekannten Reinigungsverfahren, bei welchen wasserfreie Soda und Ätzalkalien verwendet werden. Es ist bekannt, daß das Sodaverfahren (USA.-Patentschriften 2190 593, 2190 594, 2 219 088, 2 249 702 und 2 412 251) bei der Reinigung von Glyceridölen bessere Ergebnisse liefert als das Atzalkaliverfahren. Dafür ist aber die zur Durchführung des Sodaverfahrens erforderliche Anlage wesentlich größer als beim Atzalkaliverfahren. Erfindungsgemäß extrahiertes und gereinigtes Öl ist im allgemeinen besser von Gummi, Wachs und Farbstoff befreit und in seinen übrigen Eigenschaften besser als ein übliches, mit Soda gereinigtes Öl mit der Ausnahme, daß es einen höheren Gehalt an freien Fettsäuren besitzt. Es unterliegt einem merklich geringeren Reinigungsverlust und weist nicht den Nachteil einer Kohlendioxydabspaltung auf, welche in der USA.-Patentschrift 2 249 702 erwähnt ist. Die Einfachheit des erfindungsgemäßen Verfahrens, seine Wirksamkeit, die hohe Qualität des erhaltenen Öls und die verbesserte Qualität des für eine Verwendung als Vieh- und Geflügelfutter automatisch konditioniertenRückstandes zeigen klar die Bedeutung und Überlegenheit des beschriebenen Verfahrens.Further advantages of the method according to the invention result from Comparison with previously known cleaning methods in which anhydrous soda and caustic alkalis can be used. It is known that the soda process (U.S. Patents 2190 593, 2190 594, 2 219 088, 2 249 702 and 2 412 251) when cleaning glyceride oils gives better results than the caustic alkali method. But there is the one to carry out The plant required for the soda process is much larger than for the caustic alkali process. Oil extracted and purified according to the invention is generally better than rubber, Wax and dye freed and in its other properties better than a normal one, Oil purified with soda with the exception that it has a higher content of free Owns fatty acids. It is subject to a noticeably lower loss of cleaning and does not have the disadvantage of splitting off carbon dioxide, which is described in the US Pat 2 249 702 is mentioned. The simplicity of the method according to the invention, its effectiveness, the high quality of the oil obtained and the improved quality of the one for use automatically show conditioned residue as livestock and poultry feed clear the importance and superiority of the method described.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for the production of purified vegetable Oils and fats, in particular from cottonseed, with the use of alkali, thereby characterized in that the crushed, softened by boiling, moist starting material with a certain amount of solid alkali for the purpose of transferring the oil-soluble impurities, such as waxes, slimy substances and the like, intimately mixed in the water-soluble state whereupon the material is extracted in a manner known per se.

2. The method according to claim 1, characterized in that sodium carbonate is used as the solid alkali. Considered publications: German Patent Specifications No. 660 273, 968 694; U.S. Patent Nos. 1775 154, 1850 095; British Patent No. 127,478; Hefter - Schönfeld, "Chemistry and Technology of Fats and Fat Products", 1936, p. 692.