DE2332038B2

DE2332038B2 - Verfahren zur Desodorierung von Fetten und Ölen

Info

Publication number: DE2332038B2
Application number: DE19732332038
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl.-Chem. Dr. 4200 Oberhausen Zosel
Original assignee: Studiengesellschaft Kohle gGmbH
Current assignee: Studiengesellschaft Kohle gGmbH
Priority date: 1972-06-26
Filing date: 1973-06-23
Publication date: 1979-12-20
Also published as: NL164320C; LU67869A1; IE37840B1; CH573976A5; FR2190909B1; DK132127C; ATA546972A; AR194900A1; IT1006059B; NL164320B; BE801420A; FR2190909A1; AT347551B; NO141215C; CA997781A; NO141215B; GB1400098A; SE391342B; DK132127B; JPS4952806A

Description

Rohe Fette und Öle enthalten in unterschiedlichen Mengen Begleitstoffe wie Phosphatide, Schleimstoffe, freie Fettsäuren, Farbstoffe, Geruchs- und Geschmacksstoffe.

Insbesondere in Fetten und Ölen, die der Nahrung dienen sollen, sind diese Begleitstoffe unerwünscht. Die rohen Fette werden deshalb einer Raffination unterzogen, die meist in vier aufeinanderfolgenden Arbeitsstufen durchgeführt wird:

1. Vorreinigung zur Entfernung der Schleimstoffe und Phosphatide;

2. Entsäuern zur Entfernung des größten Teils der freien Fettsäuren;

3. Entfärben;

4. Desodorisieren bei gleichzeitiger Verringerung des Restgehaltes an freien Fettsäuren.

Die vierte Stufe, die Desodorierung, wird heute fast ausschließlich durch Dämpfen des Fettes bewerkstelligt. Hierbei wird das Fett längere Zeit mit Wasserdampf bei relativ hoher Temperatur unter sehr niedrigem Druck behandelt. Die Desodorierung ist in der gleichen Regel die aufwendigste der vier Raffinationsstufen.

Die DD-PS 41362 beschreibt ein Verfahren zur Trennung von Stoffgeniischen, die organische Verbindungen und/oder organische Gruppen aufweisende Verbindungen enthalten. Nach einer bevorzugten Arbeitsweise wird das abzutrennende Stoffgemisch mit einem unter überkritischen Bedingungen der Temperatur und des Druckes stehenden Gas behandelt, das hierbei wenigstens einen Teil der organischen Verbindungen in der überkritischen Gasphase aufnimmt. Anschließend w:rden die in der überkritischen Gasphase aufgenommenen Verbindungen durch Temperaturerhöhung und/oder Druckerniedrigung zurückgewonnen. Bei dem beschriebenen Verfahren handelt es sich um ein allgemeingültiges weites Arbeitsprinzip, nach dem flüssige und/oder feste, insbesondere organische Stoffgemische zerlegt werden können. Die chemische Konstitution des im überkritischen Zustand eingesetzten Gases ist dabei für die Trennung von untergeordneter Bedeutung niederer Kohlenwasserstoffe. In gleicher Weise aber auch rein anorganische Gase, wie CO,, können mit Erfolg eingesetzt werden. Gemäß Beispiel 14 wird die Abtrennung von Fett aus Vollmilch, in Beispiel 25 aus Eigelb und in Beispiel 26 die Trennung von Öl aus Speiseöl beschrieben. Die Einwirkung von überkritischem CO₁ zum Desodorieren von Fetten und Ölen innerhalb bestimmter Temperaturen und Druckbereiche ist dieser Druckschrift nicht zu entnehmen.

Die US-PS 2188013 befaßt sich mit der Trennung von flüssigen hochmolekularen Gemischen in verschiedene Fraktionen unter Ausbildung von mehreren Flüssigphasen mittels Kohlendioxyd bei Temperaturen oberhalb der kritischen Temperatur von Kohlendioxyd und superatmosphärischen Drücken, wobei das Kohlendioxydgas sich in der Ölphase unter Ausbildung von Schichten mit verschiedenem spezifischen Gewicht löst. Das Verfahren eignet sich u. a. zum Trennen von Fetten bzw. ölen und zum Entfernen von Verunreinigungen. Ein Verfahren der im folgenden noch zu schildernden Art wird hier nicht beschrieben.

Die US-PS 1745 851 schildert die Behandlung von Lebertran unter Hindurchleiten eines Gases, beispielsweise Kohlendioxyd bei Raumtemperatur. Auch hier wird das im folgenden geschilderte erfindungsgemäße Verfahren nicht vorweggenommen.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, in einem einfachen Verfahrensschritt unter Verwendung des physiologisch unbedenklichen Kohlendioxyds die Geruchs- und Geschmacksstoffe von Fetten und Ölen gänzlich abzutrennen und den Gehalt an freien Fettsäuren gleichzeitig auf ein Minimum zu reduzieren, ohne dabei ins Gewicht fallende Verluste an Fetten bzw. Ölen in Kauf nehmen zu müssen.

Gegenstand der Erfindung ist demgemäß die Anwendung des Verfahrens zur Trennung von Fette und Öle enthaltenden Stoffgemischen, bei dem man die Fette bzw. Öle mit überkritischem CO₂ in Kontakt bringt, zum Desodorieren von Fetten und Ölen, unter gegebenenfalls gleichzeitiger Verringerung der freien Fettsäuren darin, dadurch gekennzeichnet, daß man auf das zu reinigende Material CO₂ bei Temperaturen von 150 bis 250° C und Drücken von 101,3 bis 253,3 bar (100 bis 250 atm) einwirken läßt.

Das Arbeiten bei Temperaturen von 150 bis 200° C kann mit Vorteilen verbunden sein.

Die Behandlung der Fette bzw. Öle mit dem Kohlendioxyd erfolgt vorzugsweise im Gegenstrom. In einfacher Weise kann das in einer beispielsweise mit Füllkörpern gefüllten Kolonne erfolgen, derart, daß das zu reinigende Ausgangsmaterial auf den Kolonnenkopf aufgegeben wird, während das CO, vom Fuß der Kolonne nach oben streicht. Der am Kopf der Kolonne austretende Kohlendioxydstroni führt die unerwünschten Begleitstoffe mit sich.

Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, das Kohlendioxyd als Kreislaufstrom einzusetzen. Dabei wird wenigstens ein Teil der jeweils aufgenommenen Begleitstoffe aus dem Kohlendioxydstroni abgetrennt, bevor dieser wieder in die Austauschkolonne mit dem zu ι reinigenden Ausgangsmaterial eingeführt wird. Die Abtrennung dieser unerwünschten Begleitstoffe kann in an sich bekannter Weise dadurch erfolgen, daß das Kohlendioxyd auf unterkritische Bedingungen gebracht wird oder daß im überkritischen Bereich der Druck gesenkt und/oder die Temperatur erhöht wird.

Ls hat sich jedoch herausgestellt - und das ist eine wichtige neue Erkenntnis von allgemeiner Bedeutung

- daß die Abtrennung der aufgenommenen Begleitstoffe aus dem sich unter überkritischen Bedingungen befindenden Kohlendioxydstrom auch dadurch erreicht werden kann, daß man den beladenen Kohlendioxydstrom durch ein Adsorptionsmittel, vorzugsweise ein festes Adsorptionsmittel, beispielsweise Aktivkohle, leitet. Die Reinigung von Gasströmen bei unterkritischen Bedingungen mit festen Adsorptionsmitteln ist zwar bekannt, es war aber nicht vorherzusehen, wie sich solche Adosortionsmittel in Beimengungen enthaltenden überkritischen Gasström°n verhalten.

Es wurde überraschenderweise gefunden, daß die einfache Behandlung des mit den unerwünschten Begleitstoffen beladenen Kohlendioxydstromes mit einem festen Adsorptionsmittel ausreicht, die Wiederverwendbarkeit des Kohlendioxyds in der Desodorierungsstufe zu gewährleisten. Wesentliche Änderungen von Druck und/oder Temperatur vor oder während der Behandlung mit dem Adsorptionsittel sind auch nicht erforderlich. Hierdurch w^;rd ein besonders einfaches und kostensparendes Kreislauf verfahren ermöglicht, bei dem der unter den vorbestimmten Bedingungen von Druck und Temperatur gehaltene Kohlendioxydstrom zunächst-zweckmäßig im Gegenstrom - mit den zu reinigenden Fetten bzw. Ölen in Kontakt gebracht wird, woraufhin der die unerwünschten Begleitstoffe enthaltende beladene Kohlendioxydstrom über ein Adsorptionsmitte' geleitet wird. Dieses Adsorptionsmittel wird durch irisch zugeführtes Adsorptionsmittel ersetzt, wenn seine Reinigungskraft dem beladenen Kohlendioxydstrom gegenüber unerwünscht absinkt.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat besondere Bedeutung für die Reinigung von Fetten und Ölen natürlichen, insbesondere pflanzlichen und/oder tierischen Ursprungs, es kann aber ebenfalls Bedeutung für Öle und Fette besitzen, die auf synthetischem Wege hergestellt worden sind.

Das Verfahren arbeitet nicht nur einfach und äußerst wirkungsvoll, es vermeidet den unerwünschten Verlust von Fetten bzw. Ölen und insbesondere auch die Gefahr einer unerwünschten Hydrolyse der Fette bzw. Öle, die bei der geschilderten Verfahrensstufe 4 im Stand der Technik besteht und dort zusätzlich verlangt, daß stets unter hohem Vakuum gearbeitet werden muß. Die Erfindung führt damit auch zu einem geringeren Verlust an Neutralfetten.

Das Verfahren wird anhand der folgenden Beispiele (Vergleichsbeispiel und erfindungsgcniäßc Beispiele 1 bis 3) in Verbindung mit der Figur erläutert.

Vergleiehsbcispiel

Eingesetzt wurde ein typisch nach Pflanzenölen riechendes und schmeckendes Sojaöl mit einem Gehalt an freien Fettsäuren von ca. 0,4%. Das Öl wurde aus dem Vorratsbehälter 1 über die Kiiispi'ii/puni|v 2 kontinuierlich auf den Kopf einer 15 m langen Kolonne 3 gegeben. Di·: Kolonne hatte eine lichte Weite von ca. 6 cm, war mil Glaskugeln gefüllt und am unteren Ende erweitert. Durch einen äußeren aufge- > schweißten Heizmantel (nicht eingezeichnet) wurde die Kolonne auf 90° C aufgeheizt Das Öl floß über die Glaskugeln zum Boden der Kolonne und wurde kontinuierlich über Ventil 4 abgezogen.

Gleichzeitig wurde durch die Kolonne von unten " nach oben Kohlendioxyd unter einem Druck von 202,5 bar (200 atm) über das Umlaufgebläse 5 und den Abscheider 6 im Kreislauf geführt. Der Abschneider 6 war auch von außen auf 90° C geheizt und mit einem festen Adsorptionsmittel, in diesem "> Fall mit Aktivkohle, gefüllt.

Vor Beginn der Desodorierung wurde die Apparatur über das Einlaßventil 7 mit Kohlendioxyd gefüllt und geringfügige Verluste an Kohlendioxyd während des Betriebes ergänzt. Es wurden pro Stunde ca. 5 kg !» Öl am Kopf der Kolonne aufgegeben bzw. am Boden der Kolonne abgezogen. Der Holdup betrug ca. 1,5 kg an Öl.

Das über Ventil 4 abgezogene Sojaöl wurde geruch- und geschmackfrei und hatte noch einen Gehali r· ein freien Fettsäuren von ca. 0.02 %. Bei dieser Fahrweise werden 13% des eingesetzten Öles vom Kohlendioxyd aufgenommen und ausgetragen, gehen also verlustig.

_lu Beispiel 1

Man verfährt gemäß dem Vergleichsbeispiel, erhöht jedoch die Temperatur der Kolonne auf 200' C. Das abgezogene Sojaöl war geruch- und geschmackfrei und hatte noch einen Gehalt an freien Fettsäuren ;-> von ca. 0,02%. Im Abscheider wurden von Kohlen dioxyd 0,34% des eingesetzten Sojaöls abgeschieden.

Beispiel 2

In der gleichen Apparatur wie im Vergleichsbei-Hi spiel und in der gleichen Fahrweise wurde ein teilralliniertes (entsäuertes und gebleichtes) Palmkernfett mit einem Gehaltan freien Fettsäuren von ca. 0,3% desodoriert. Es wurde bei einer Temperatur von 1 50 ~ C und bei einem Druck von 222,8 bar (220 atm) gearbeitet. Der Durchsatz betrug 5 kg Fett pro Stunde. Das über Ventil 4 abgezogene Fett war geruch- und geschmackfrei und hatte einen Restgehalt an freien Fettsäuren von ca. 0,015%.

₍₁ Beispiel 3

Wie in Beispiel 1 und 2 wurde ein teilraffiniertes Erdnußöl mit einem (ichalt an freien Fettsäuren von 0.4% desodoriert. Es wurde bei einer Temperatur von 200° C und einem Druck von 245 atm gearbeitet. Das ,, erhaltene Erdnußöl war geruch- und gcschmackfrci und hatte einen Restgehalt an freien Fettsäuren von 0,02%.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anwendung des Verfahrens zur Trennung von Fette und Öle enthaltenden Stot'fgemischen, bei dem man die Fette bzw. Öle mit überkritischem CO₂ in Kontakt bringt, zum Desodorieren von Fetten und ölen, unter gegebenenfalls gleichzeitiger Verringerung der freien Fettsäuren darin, dadurch gekennzeichnet, daß man auf das zu reinigende Material CO₁ der Temperaturen von 150 bis 250° C und Drücken von 101,3 bis 253,3 bar einwirken läßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Kohlendioxyd im Gegenstrom im Kreislauf führt und die vom umlaufenden Kohlendioxyd aufgenommenen Begleitstoffe an einem vorzugsweise festen Adsorptionsmittel festhält.