DE2901328C2

DE2901328C2 - Verfahren zum selektiven Gewinnen von Triglyceriden oder Gemischen von Triglyceriden höherer Fettsäuren in kristalliner Form aus Naturfetten

Info

Publication number: DE2901328C2
Application number: DE19792901328
Authority: DE
Inventors: Gerhard F. Dipl.-Chem. 2070 Großhansdorf Plonis; Gerhard Von Dr. 4505 Bad Iburg Rappard
Original assignee: Walter Rau Lebensmittelwerke GmbH
Current assignee: Walter Rau Lebensmittelwerke GmbH
Priority date: 1979-01-15
Filing date: 1979-01-15
Publication date: 1985-07-25
Also published as: DE2901328A1

Description

Das nach dem Abfiltrieren erhalte!..- Filtrat kann dann einem erneuten Kristallisationsverfahren unterworfen werden, wie es vorstehend beschrieben ist, wobei man dann für die Keimbildung, die Selektion und Umwandlung, die Erstarrung und die Filtrierung die für die weiteren gewünschten Triglyceride oder Triglyceridgemische erforderlichen Temperaturen wählt.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren erreicht man, daß die Triglyceride rein kristallisieren, das heißt, daß sie sich ohne Einschluß von Teilen der Schmelze oder den Einbau anderer Moleküle bilden. Des weiteren gelingt es, daß die Kristalle möglichst groß werden, denn je größer die Kristalle sind, desto kleiner ist ihre spezifische Oberfläche und damit die Gefahr, Verunreinigungen durch Benetzung der Oberfläche bei der Kristallabtrennung mitzuschleppen. Außerdem ist es beim Vorliegen größerer Kristalle einfacher, sie aus der Schmelze abzutrennen.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist es erforderlich, daß die Schmelze nicht unterkühlt wird. Vielmehr

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muß die Kristallisation langsam verlaufen, denn nur in Beispiel

diesem Falle tritt eine selektive Bildung der gewünschten Kristalle ein, ohne daß unerwünschte Moleküle in 15 kg entsäuertes und gebleichtes Palmöl werden auf das Kristallgitter eingebaut werden. 46—47°C erwärmt und etwa 6 Stunden auf dieser Tem-

Wenn das Naturfett auf die Keimbildungstemperatur, 5 peratur gehalten. Dann wird das Palmöl auf 72 C crdie als TK bezeichnet wird, erwärmt wird, enthält diese wärmt und etwa 2 bis 3 Minuten auf dieser Temperatur Schmelze eine gewisse, jedoch kleine Anzahl an Kri- gehalten. Danach wird das öl in 2 bis 3 Minuten auf stallkeimen des die höchste Keimbildungstemperatur 42° C abgekühlt und anschließend in einen KrisiaK saior aufweisenden Triglycerids oder Gemischs aus einigen mit Kühlfläche und Rührer geschüttet, wobei die Temwenigen Triglyceriden. Das Vorliegen nur dieser einen io peratur der Kühlflüssigkeit konstant auf 32°C gehalten Form von Kristallkeimen ist erforderlich, um eine Selek- wird. Nach etwa 3 Stunden hat sich eine Kristallmcnge tion und eine Umwandlung ablaufen zu lassen. Sollten gebildet, die praktisch ausschließlich aus Tristearat bebei der bestimmten Keimbildungstemperatur keinerlei steht Die Kristalle werden abfiltriert und trackenge-Kristallkeime in der Schmelze befinden, ist es selbstver- saugt Ausbeute: 2,7 kg; Jodzahl: 35: Fp. 53°C. ständlich möglich, derartige Keime der Schmelze zuzu- 15 Das Olein als Filtrat wird wiederum in den Kristallisasetzen, tor überführt wobei die Temperatur der Kühlflüssigkeit

Wenn sich in der Schmelze aufgrund der vorhande- konstant auf 15°C gehalten wird. Nach etwa 4 Stunden nen Kristallkeime weitere Kristallkeime des betreffen- hat sich eine weitere Kristallmenge gebildet, die abfilden Triglycerids oder Triglyceridgemischs gebildet ha- triert und trockengesaugt wird. Ausbeute: 6,5 kg: Jodben, wird die Temperatur rasch auf die Selektions- und 20 zahl: 33; Fp. 30⁰C

Umwandlungstemperatur, die als TS bezeichnet wird. Das Olein als Filtrat hat eine Jodzahl von 61 und einen

erwärmt, wodurch eine Umwandlung der Kristallstruk- Trübungspunkt von 4°C tür eintritt Im Anschluß daran kühlt man die Schmelze auf wenige Grade über dem Maximum der Erstarrungskurve, wobei diese Temperatur als TE bezeichnet wird, ab, um ein Wachstum der Kristalle dir nunmehr vorliegenden Kristallform zu erreichen. Die erhaltenen Kristalle werden dann abfiltriert. Dies erfolgt bei der Filtrationstemperatur oder dem Filtrationstemperaturbereich, der mit 7Fbezeichnet wird.

Auf diese Weise erhält man große Kristalle des betreffenden und gewünschter. Trigly-\erids oder Triglyceridgemischs von hoher Reinheit

Im Hinblick darauf, daß die Kristal; ,ation bei Naturfetten sehr langsam erfolgt war die Feststellung überra- 3s sehend, daß man die Knstallisationszeiten dadurch abkürzen kann, daß man nur bei den Temperaturen, bei denen nennenswerte Mengen an Kristallen entstehen, eine sehr langsame Temperaturabsenkung durchzuführen braucht, und zwar bis zu dem Punkt, bei dem die Kristallbildung praktisch aufhört, während die übrigen Verfahrensschritte ziemlich rasch durchgeführt werden können. Dadurch wird die Gesamtzeit, die üblicherweise zum Kristallisieren von Fetten angewendet worden ist oder werden muß, wesentlich verkürzt und eine weitgehende Schonung der Triglyceride erreicht

Für die Steuerung der Temperatur, bei denen nennenswerte Mengen an Kristallen entstehen, ist besonders bedeutsam und bedarf einer sorgfältigen Überwachung. Hierbei hat es sich als sehr zweckmäßig erwiesen, den Ablauf der Temperatur in der Schmelze mit einem Temperaturschreiber zu verfolgen.

In der nachstehenden Tabelle sind für einige Fette die verschiedenen Temperaturen aufgeführt, wie sie bei der erfindungsgemäßen Durchführung des Verfahrens ermittelt worden sind.

	TK	rs	TE	TF
	C	⁰C	⁰C	°^C 6
Palmöl	47	72	37	35-15
Rindertalg	49	71	42	40-20
Schweineschmalz	48	73	40	38-15
Shea-Butter	46	71	38	35-15 6
Butter	44	68	34	30- 0

Claims

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Patentanspruch:

Verfahren zum selektiven Gewinnen von Triglyceriden oder Gemischen von Triglyceriden höherer Fettsäuren in kristalliner Form aus Naturfetten, indem man die Naturfette auf die Keimbildungstemperatur (TK) des gewünschten Triglycerids oder Gemischs von Triglyceriden erwärmt, die erhaltene Schmelze bis zur Bildung von Kristallkeimen auf der Keimbildungstemperatur (TK) hält, danach die Temperatur auf die Selektions- und Umwandlungstemperatur (TS) erhöht, anschließend die Schmelze abkühlt und die gebildeten Kristalle abfiltriert, dadurch gekennzeichnet, daß man die auf die Selektions- und Umwandlungstemperatur (TS) erwärmte Schmelze auf wenige Grade über das Maximum der Erstarrungskurve (TE) rasch abkühlt und dann eine langsame Temperaturabsenkung auf die Filtrationstemperatur (TF), die mindestens 2 bis 4° C unter dem Erstarrungspunkt (TE) liegt, durchführt, bis die Kristallbildung praktisch aufhört und die Kristalle abfiltriert.

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Seit einiger Zeit hat die Gewinnung von Naturfetten in sehr reiner Form immer größere Bedeutung erlangt D\es ist in erster Linie darauf zurückzuführen, daß man für die verschiedensten Belange bestimmte Triglyceride höherer Fettsäuren oder auch bestimmte Gemische derartige» Triglyceride, die in den Naturfetten vorliegen, mit ausgewählten Eigenschaften, wie wohldefinierten Schmelzpunkten oder Schmelzpunktbereichen, Graden von Ungesättigtheiten, Theologischen Verhaltensweisen und dergleichen, vorliegen haben möchte. Naturfette stellen im allgemeinen ein Gemisch von verschiedenen Triglyceriden dar, wobei Glycerin in unterschiedlicher Weise mit den verschiedensten Fettsäuren verestert ist. Für gewöhnlich weisen alle diese Triglyceride verhältnismäßig nahe verwandte Eigenschaften auf, und deshalb ist eine Trennung, beispielsweise durch Destillieren, sehr schwierig. Außerdem sind diese Triglyceride, insbesondere wenn sie ungesättigte Fettsäuren im Molekül enthalten, gegen die Einwirkung von Sauerstoff sehr empfindlich, besonders bei höheren Temperaturen, wie dies beim Destillieren erforderlich ist. Aus diesem Grunde ist man bestrebt, andere Trennverfahren zu suchen, um die einzelnen Triglyceride in den Naturfetten von einander zu trennen oder auch um bestimmte Gemische einzelner Triglyceride aus den Naturfetten zu isolieren.

Hierzu zählen auch die Fraktionierungsverfihren ohne Lösungsmittel. Obwohl hierunter auch die »Winterisierung von Speiseölen« verstanden wird, wie sie beispielsweise in der US-PS 26 19 421 und in der GB-PS 10 13 365 beschrieben ist, beruht die vorliegende Erfindung auf einem anderen Prinzip, wie es bei neueren Verfahren angewendet wird, das in J, Am, Oil Chemists' ω Soc. 53 (1976), Seite 459A, Referat 58, oder in der DE-OS 27 49 163 beschrieben wird. Danach erwärmt man das Fett oder öl auf die Keimbildungstemperatur (TK) des abzutrennen gewünschten Triglycerids oder Gemischs von Triglyceriden, hält die erhaltene Schmelze bis zur Bildung von Kristallkeimen auf der Keimbildungstemperatur (TK), erhöht dann die Temperatur auf die Selektions- und Umwandlungstemperatur (TS), kühlt anschließend die Schmelze sehr langsam ab und filtriert die gebildeten Kristalle ab. Das langsame Abkühlen wird bei diesem Verfahren als sehr wichtig bezeichnet, um eine relativ kleine Zahl von Kristallkeimen zu erhalten, die später zu weit größeren Kristallen heranwachsen, als dies bei schneller Kühlung möglich wäre (vgL auch »Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie«, 4. Auflage, Verlag Chemie Weinheim/Bergstr, 1976, Band 11, Seite 487, rechte Spalte, Z Absatz).

Von verschiedenen Naturfetten oder auch einzelnen Triglyceriden höherer Fettsäuren ist es bekannt, daß sie Polymorphic zeigen, das heißt, daß sie in verschiedenen Kristallformen vorkommen oder vorliegen können. So kennt man bei zahlreichen Fetten <x-,ß- und/'-Formen. Diese verschiedenen Kristallformen besitzen unterschiedliche Eigenschaften, die sich nicht nur auf die Lage der Moleküle zu einander beschränken. Es *-„' weiter bekannt, daß sich die einzelnen Kristallformen bei bestimmten Temperaturen, den sogenannten Umwandlungstemperaturen, umwandeln können und danach eine andere Kristaüform zeigen.

Es ist nun als nachteilig empfunden worden, daß vorstehend beschriebene Verfahren eine sehr lange Zeit beanspruchen. Deshalb galt es, die Aufgabe zu lösen, einen Weg zu finden, der eine raschere Abkühlung gestattet, ohne daß sich Mischkristalle mit höher- und/ oder niedrigerschmelzenden Glyceriden bilden, und eine möglichst selektive Kristallisierung zu erreichen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum selektiven Gewinnen von Triglyceriden oder Gemischen von Triglyceriden höherer Fettsäuren in kristalliner Form aus Naturfetten, indem man die Naturfette auf die Keimbildungstemperatur (TK) des gewünschten Triglycerids oder Gemischs von Triglyceriden erwärmt, die erhaltene Schmelze bis zur Bildung von Kristallkeimen auf der Keimbildungstemperatur (TK) hält, danach die Temperatur auf die Selektionsund Umwandlungstemperatur (TS) erhöht, anschließend die Schmelze abkühlt und die gebildeten Kristalle abfiltriert, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die auf die Selektions- und Umwandlungstemperatur (TS) erwärmte Schmelze auf wenige Grade über das Maximum der Erstarrungskurve (TE) rasch abkühlt und dann eine langsame Temperaturabsenkung auf die Filtrationstemperatur (TF), die mindestens 2 bis 4"C unter dem Erstarrungspunkt (TE) liegt, durchführt, bis die Kristallbildung praktisch aufhört, und die Kristalle abfiltriert