JPH02163196A - グリセリド油の精製方法 - Google Patents

グリセリド油の精製方法

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JPH02163196A
JPH02163196A JP1255097A JP25509789A JPH02163196A JP H02163196 A JPH02163196 A JP H02163196A JP 1255097 A JP1255097 A JP 1255097A JP 25509789 A JP25509789 A JP 25509789A JP H02163196 A JPH02163196 A JP H02163196A
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    • C11B3/00Refining fats or fatty oils
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はグリセリド油を無定形シリカと接触させる工程
を含むグリセリド油の精製方法に関する。
大豆油、ナタネ油、ヒマワリ油、サフラワー油、綿実油
等の植物性グリセリド油は食品工業にJ3ける貴重な原
料である。かかるグリセリド油の原油は通常種子又は豆
から圧搾及び/又は溶媒抽出によって得られている。
かかる未精製グリセリド油は主としてトリグリセリド成
分から成っているが、リン脂質(ガム質)、ろう状物質
、モノグリセリド、ジグリセリド、遊離脂肪酸、色素、
及び少量の金属などの非トリグリセリド成分もかなりの
帛含んでいる。油の用途によって、これらの不純物の多
くは後で得られる製品のく貯蔵)安定性、味、及び色に
悪影響を与える。従って、精製、即ち、未精製グリセリ
ド油からガム質及び他の不純物をできるだけ除去するこ
とが必要である。
一般に、グリセリド油の精製の第1段階はいわゆる脱ガ
ム工程、即ちリン脂質の除去である。従前の脱ガム工程
においては、未精製グリセリド油に水を加えてリン脂質
を水和させ、次にこれを例えば遠心分離して除去する。
得られる脱ガム油は依然どして許容範囲外の高レベルの
「非水和性」リン脂質を含んでいることが多いので、こ
の水脱ガムエ稈に続いて通常耐とアルカリを使用した化
学的処理を行って、残留リン脂質を除去しかつ遊離脂肪
酸を中和づる(「アルカリ精製」)。このようにして生
じたソープストックは例えば遠心分離によって中和油か
ら分離する。得られる油は次に脱色及び脱臭処理にかけ
てさらに精製する。
前述の脱ガム工程の後の残留リンのレベルは一般に10
0乃至200ppm程度となる。米国特許第4、049
.686号記載の改良脱ガム法(未精製油又は水−脱ガ
ム油を濃い酸、特にクエン酸など、で処理する)を用い
ると、残留リンのレベルを20乃至50ppmまで低下
さけることができる。
一般に脱ガム工程後の残留リン脂質のflが少ない程、
その後の精製工程はより良好、すなわちよりff!I単
である。特に、脱ガム後のリン脂質のレベルが低いと、
アルカリ精製工程における加工処理が簡単となり、さら
にはアルカリ精製工程をずべて省略できる可能性さえ生
じる。この場合、脱ガム油はその後、脱色及び水蒸気精
製による精製を行えばよいだけである。アルカリ処理と
それに続くソープストックの除去を行わない精製プロ亡
スの配列はしばしば[物理的精製jと呼ばれ、加工処理
の簡略化と収率の面で非常に望ましいものである。
色素又は色素前駆体、残留リン、セッケン及び痕跡和の
金属の不純物を除去するための油の脱色もしくは吸着剤
抽出は公知であり、油の精製プロセスに一般的に適用さ
れている工程である。各種の吸着剤が先行技術において
提案されている。その中にはフラー土として知られる天
然漂白上、及び酸で活性化した白土(特に酸で活性化し
たベントナイト又はモンモリロナイト)などの漂白土(
水和ケイ酸アルミニウム)、炭性炭、シリカゲルなどが
含まれる。
英国特許用2,168,373号には、リン脂質及び阻
隔全屈イオンのような痕跡量の不純物を除去する方法が
記載されているが、この方法は適量の無定形シリカで脱
ガム油を処理する工程を含む。適切な無定形シリカは5
%m以上の平均細孔径を有すると開示されており、シリ
カゲル、沈降シリカ、透析シリカ、及びヒユームドシリ
カであってよい。
報告されたヒドロゲルは約500m2/ g以上の表面
積、1.81d/gの細孔容積、及び8r+m以上の平
均細孔径を有する。報告された沈降シリカは最大でも約
200rrt2/gの表面積、1.04乃至1.43 
m/グの細孔容積、及び21r+m以上の平均細孔径を
有する。
無定形シリカの全般的な秤類の中で、以下でより詳細に
規定する物理的特性を有する無定形沈降シリカが痕跡量
の残留不純物、例えばリン脂質及び鉄のような阻隔金属
を未精製油もしくは(部分的)脱ガム油から除去するの
に特に良い結果をもたらすことが今回判明した。
従って、本発明はグリセリド油を無定形シリカに接触さ
せる工程を含むグリセリド油の11製方法にして、シリ
カが400m2/g以上の(直径2nm以上の細孔にお
ける)表面積を有する無定形沈降シリカの群から選択し
たものであることを特徴とする方法を供する。
かかる無定形沈降シリカは、直径2n11以上の細孔に
おける表面積が約400乃至150m2/g、最も好ま
しくは約500乃至750m2/gの範囲内にある場合
、リン及び鉄の除去性能が向上する。
好ましい無定形沈降シリカはさらに、直径3.6乃至1
000nn+の細孔における細孔容積が約1.3乃至2
.5ml/g、最も好ましくは1.4乃至2.3d/ 
gの範囲内にある。平均粒度は約10乃至40μm、好
ましくは約15乃至35μmの範囲内にある。平均細孔
径は好ましくは約5乃至10nmの範囲内にある。
このような無定形沈降シリカは、限定した範囲の表面積
に対して構造性が著しく高い(細孔容積が大きい)。表
面積の大きいシリカは未反応ヒドロキシ基を含んでおり
、従って少なくとも5%(w/w)の高い構造性結合水
を含む。
本発明の好ましい無定形シリカは220乃至350d/
 Ljの範囲の吸油岱(以下に示す八STHの方法に従
って決定した)を有する。
痕跡量の金属不純物除去のための吸着性能の反対に作用
することを防ぐために、本発明で使用するシリカは油の
精製処理の際に放出され得る鉄を約20ppm未満しか
含まないことが好ましいが、この闇はシリカ中に存在す
る鉄の全量の約30%(w/w)未満に当る。好ましく
は約10%(w/w)未満である。
従って、本発明の好ましい加工処理においては、シリカ
を鉄と錯体を形成することができかつ約12以上のpK
を有する適切な錯化剤と、約3=1の錯化剤の鉄に対す
るモル比で、pH2乃至7において接触させ、続いてシ
リカを分離、洗浄することによって放出性鉄含母を低下
させる。例としては、エヂレンジアミン四酢1(EDT
Aと表記する)の四ナトリウム塩、及びニトリロ三酢M
(NT八)及びN−ヒドロキシエチルエチレンジアミン
三酢酸(HEEDTへ)の三ナトリウム塩が挙げられる
。これらの錯化剤のpにはそれぞれ25,1.15.9
、及び19.8である。鉄錯体は製造の洗浄段階で除去
される。
シリカの平均粒度は望ましくは10乃至約40μmの範
囲内にある。約10μm未満の粒子は所望の不純物除去
特性を与えるが、このように比較的小さな粒度のものは
油を濾過する際に問題を生じることがある。平均粒度が
約40μmより大きいシリカは油を精製する目的には適
しているが、このように大きな粒度のものはより長い時
間油と接触さけないと有効でない。好ましくは平均粒度
は15乃至35μmの範囲内にある。
シリカの自由水分含量は一般に約25%(w/w)未満
、好ましくは20%(w/w)未満もしくは15%(w
/w)未満でもよく、これらの範囲のものは油精製の費
用効果が最適となる。
処理する油の質に大きく依存するが、一般に、以上に規
定したシリカは乾燥シリカとして計口して処理する油の
2重量%以下のレベルで使用づる。はとんどの場合、シ
リカの濃度は0.1乃至1%(w/w)の範囲にあるが
、リン含量が低乃至中程度の油、例えば水−脱ガム油に
対しては0.2乃至0.8%(w/w)の濃度が好まし
い。
本発明で使用する無定形シリカの適切な製造方法は、ナ
トリウムとカリウムから成る群から選択したカチオンと
臭素、塩素、及び硝酸イオンから成る群から選択した対
アニオンとから成る水溶性電解質の存在下に、pH約1
0乃至約10,5の範囲内で反応するように反応物の濃
度と容積を調整して、s+o、 : NatO比が約2
.8:1乃至約3.5:1のケイ酸ナトリウムを鉱酸と
反応させ(電@質ニジリカの重量化は約0.10:1乃
至0.25:1)、沈降反応を約10乃至約50℃の温
邸範囲内で行い、シリカを反応媒質から分離する方法で
ある。
本発明で用いるシリカは物理的特性と化学的特性によっ
て規定したものである。これらの特性を決定するのに用
いた標準試験法は以下の通りである。
(+)  表面積 表面積は米国のファンタフローム・コーポレーション(
Quantachrome Corp、 ) 製のオー
トソープ−6(Autosorb−6)装置を使用して
、プルナウアー・エメット・テーラ−(BET)の標準
的な窒素吸着法によって決定した。記録されたBE丁表
面積は計算上の細孔径が20ni未満の範囲にあるもの
である。試料は真空下270℃で1時間ガス放出させた
細孔径が2乃至200nmである細孔における表面積は
、パレット(Barrctt、 E、 P、 )、ジョ
イナ−(Joyner、 L、G、) 、及びハレンダ
(Halenda。
P、P、   )  、 J、   Am、   Ch
em、   Sac、   (1951)  、 73
.313、に記載の方法で計算した。所定の大きさく例
えば直径〉20m)の細孔における表面積の決定は窒素
吸着等混線(77k)の測定によって得た。細孔は相互
に連絡しているので、肌着データよりも吸着等混線を使
用し、細孔の大きさの分布に関する表面積は細孔を円筒
形と仮定して計算した。BET窒素吸着法に関しては、
ローウェルBowe+5 S、)及びシールズ(5hi
eldsJ、E、 )による概説、「Powder  
5urface Areaand PorosityJ
第2版[1984年、スカーL/ット(5carlct
t、 B、 )編、Chapman and tlal
l (ロンドン)刊、Powder Technolo
gy 5eries] 、がある。
(i)  吸油量 吸油量はΔSTHスパチュラこすり取り法(^5THD
−281)によって決定した。
本試験は、スパチュラで切ってもこわれたり離れたりし
ない堅いパテ状ペーストが生じるまで、滑らかな表面上
であまに油をシリカと混合するという原則に基づく。使
用した浦の容積を以下の式に代入する。
吸油H1=油の吸収量 (ctn’ ) X 100/
シリカ試料(g) −cm 3油/100g 0 容積に基づく粒径中央値 本明細吉中で@母平均粒度と呼んでいる容積に基づく粒
径中央値はクローズド・ループ・キュベツトとシンパテ
ツク(Sympatcc )のへロス(llelos)
装置を用いてレーザー回折法で決定した。容積に基づく
粒径中央1iiD(V50%)として計算した。使用し
たレーザーは出力5mVのIt e −N cレーザー
である。測定前に試料は水に分散させた。
(へ)電wI質濃度 硫酸イオンはシリカの熱水抽出の後、tinバリウムと
して沈澱させ、重岱測定して決定した。
塩素イオンはシリカの熱水抽出の後、クロム酸カリウム
を指示薬として用いて硝酸銀標準液による滴定を行って
決定した(モール法)。
(V)  105℃における水分損失 水分損失は105℃の電気炉中で恒量まで乾燥させた時
のシリカのI fi!損失によって決定した。
69 1000℃における強熱減吊 強熱減aは1000℃の炉で恒g3まで強熱した時のシ
リカのffuffi損失によって決定した。
に) pH 本測定は沸騰させた脱イオン水(C02を含まない)中
のシリカの5%(w/w) 懸濁液について行った。
に) 平均細孔径(HPD) このパラメーターは表面積と細孔容積に関連しており、
円筒形細孔モデルを用いてシリカ製品に対して以下の式
から計算される。。
HPII(am)−4000x細孔容v4(1d/CJ
)/表面積(尻/g> 0 放出性の鉄 本試験においては、シリカ試料を未処理の油と所定時間
接触させた。油を濾過して鉄含量に関して調べた。濾過
した未処理油の鉄含量と処理油の鉄含量の差を計算して
シリカの放出性鉄含量とした。
試料用のシリカ試料5gを秤量して、11の工−レンマ
イヤ−(Ehlerveyer)フラスコ中の200m
の脱ガム油に24±2℃で加えた。フラスコの内容物を
直ちに1[aし、その後1分間隔で5分間@盪した。5
分50秒接触させた模、内容物は再び撹拌して直ちに鉄
を含まない濾紙を用いて濾過した。最初の30秒間に集
めた濾液は捨てて続く2分30秒間に集めた濾液を試験
用濾液とした。
この濾液を[「eアクアクアント(Aquaquant
)J試験キット、0.01−0.2ppm 、 Art
 14403(西独ダルムシュタット、E、メルク類)
を用いて鉄含量について試験した。
処理油に用いたものと同様の濾紙を通した脱ガム油試料
も同じ方法を用いて鉄台mについて試験した。
結果は以下の式から得たものについて報告する。
放出性鉄(pond) =40x (処理油中の鉄pp
m(w/W)一対照油ppm(w/W) ) ω 鉄の全量 先ず、フッ化水素酸を用いて試料からシリカを四フッ化
ケイ素として除去した。
残留物を希硝酸に溶解させて鉄の全色を標準溶液を用い
た原子吸光によって決定した。
(ス1)水銀圧入容積 水銀圧入容積はマイクロメリテイクス・オートポv −
(Hicromeritics Autopore) 
9220水限細孔計を使用し、標準的な水銀圧入法で細
孔径3.6乃至11000nの細孔について決定した(
id2/gで表わす)。細孔径は、水銀の表面張りの値
を485mlVm/ Crsとし接触角度を140°と
して、ウオシュバーンの等式から計算した。
水銀細孔針法に関しては、ローウェル及びシールーズに
よる概説、「Powder、 5urface Are
aand Porosity 」第2版[1984年、
スカーレット編、Chaoman and Hall 
(oンドン)刊、pow−dar Technogy 
5eries ] 、がある。測定に先立って、試料は
120℃の炉の中で大気圧下に2時間乾燥させ、次に室
温で15分間50μtog(7Pa)の圧力にしてガス
放出させた。
実施例1 本発明の無定形沈降シリカの様々な例を説明するが、本
発明はこれらの例によって限定されるものではない。
加熱し、撹拌した反応容鼎をケイ酸塩と酸の反応に使用
した。
この工程で用いた溶液は以下のものである。
(a) Sin、 : Ha20比が3.2:1乃至3
.4:1のケイ酸ナトリウム塩溶液。
(b)比重1.11 (16,1重量%溶液)乃至1.
15(21,4重量%溶液)の硫酸溶液。
(C)個々の例で規定する電解質溶液。
以下に記す手順によって沈降シリカをIJ造した。
反応物の濃度及び容積、反応温度の値は表1に載せた。
(A) Jlの水を(B)1の電解質溶液と(C) J
のケイ酸ナトリウム溶液と共に容器に入れた。この混合
物を撹拌して([)℃に加熱した。
温度を([)℃に保ちながら、(D) J!のケイ酸ナ
トリウムと(F) j!の硫酸を撹拌しながら約20分
間にわたって同時に加えた。ケイ酸塩及び酸溶液の流速
は添加の間ずっと一定にして、容器中のpl+が一定に
保たれるようにした。次いで、1M溶液を10分間にわ
たって絶えず撹拌しながら加えて、液体のp+1を2.
0乃至7.0、好ましくは4.5に下げた。
酸の添加中、温度を保った。
放出性の鉄のレベルの低い(< 20t)l)Ill)
シリカが必要ならば、この時点で、適宜、錯化剤を加え
ることができる。錯化剤はスラリー(pt12乃至7)
に加え、少なくとも10分間、好ましくは20分間混合
させておく。この錯化剤処理を表1及び表2に示すよう
に一つのシリカに対して行った。
この方法の別法として、鉄の錯化工程は乾燥シリカを錯
化剤溶液で処理して行うこともできる。
錯化剤の特性は、従来記載されていたプロセス処理に関
するほと厳重ではないことが判明した。
次に、得られたスラリーを濾過しで水洗し、過剰の電解
質とく存在する場合には)水溶性の鉄錯体を除去した。
通常、油の精製用途には、残留電解質は乾燥重量に基づ
いて1重量%未満である。
水洗した後、濾過ケークをフラッシュ乾燥し、所要の粒
度に応じて製品を粉砕及び/又は分級するか、もしくは
乾燥機から得たままで使用する。
特定の自由水分含量(即ち、構造的な結合水以外のもの
)が20%(w/w)までのシリカが(りられるように
、乾燥条件に変更を加えることもできる。
得られた沈降シリカは、表2に戟・せたような乾燥lf
f1に基づいて表わした性質を有していた。
表  1 シリカ(No、 ) 容器の容量J 水の容積(八)i 使用電解質 電解質濃度%(W/育) 電解質の容積(B)! ケイ酸塩比5i02/Ha20(w/w)22.8 aC1 3,3 3,25 121,6 Na[lJ 11.1 3.28 ケイ酸塩の容積(C) j! ケイ酸塩の容積(D) J 酸濃度%(w/w) 酸の容積(F) J 温度(E) ’C 錯化剤 20.2 18.6 6.8 無 1.0 11.6 39.4 EDT八 0.2 19.8 7.0 無 1.0 93.7 11.8 34.0 無 表  2 シリカ(NO) 吸油fm (cm3/10047 ) 水銀圧入容積(d2/g) 平均細孔径(nm) 表面積(rd/ G ) 全体 細孔径>2nm 小川平均粒度(μ) 1.5 1.6 2.2 1000℃における 強熱損失(%w/w) 13.0 9.0 105℃における 水分損失(%w/w) 全Fe (ppm w/w) 放出性Fe  (ppmw/w) 電解質濃度(SO42−> (%w/w)電解質濃度(
tJ−) (%w/w) pH 結合水(%W/W) 以下の実験において、表1にまとめた手順で11、表2
に概説した特性を有する無定形沈降シリカを物理的精製
プロセスに使用して、英国特許用2、168.373号
に従って得たヒドロゲル、市販の沈降シリカであるウル
トラシルVN3 (旧trasil VH2、登録商標
)、及び漂白土であるトンシル・オブテイマムFF  
(Tonsil Optimum rF 、fi録商標
)と比較して、リンと鉄の除去性能を決定した。
実施例2 本発明の無定形沈降シリカ、先行技術のヒドロゲル、沈
降シリカ、及び漂白土を物理的精製プロレスに使用した
。水で脱ガム質化した大豆油(リン含m 147m1/
Kg、鉄含量1.30 mg/ Kg、水分含量0.0
3巾伍%)を90℃に加熱した。0.151量%のクエ
ン酸溶液(50重h1%)を加え、混合物を15分間急
速に撹拌した。次いで、0.31巳%の水を加えて90
℃で15分間撹拌を続けた。その後、混合物を60℃に
冷却してシリカ又は漂白土を表3に示した11加えた。
懸濁液を60℃で90分間ゆっくりと撹拌し、その接置
型物を濾過によって除去した。
含水重重並びに乾燥重量に関するリンと鉄の除去性能の
結果を表3に示す。
実施例3 本願発明のシリカNo、 3及び4(実施例1で製造)
、及び先行技術のヒドロゲル(トリシル、登録商標)を
物理的精製プロセスに使用した。水で脱ガム質化したナ
タネ油(リン含lNi75yry/Kg、鉄含量1.O
OIFg/l(g、水分含量0.09重ω%)を90℃
に加熱した。0.10重量%のクエン酸溶液(50ff
l ffi%)を加え、混合物を15分間急速に撹拌し
た。次いで、0.25重量%の水を加えて90℃で15
分間撹拌を続けた。その侵、混合物を60℃に冷却して
シリカを表4に示した1B加えた。生じた懸濁液を60
℃で90分間ゆっくりと撹拌した後、固型物を濾過して
除去した。含水Sf[並びに乾燥手出に関するリンと鉄
の除去性能の結果を表4に示す。

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)グリセリド油を無定形シリカと接触させる工程を
    含むグリセリド油の精製方法にして、直径2nm以上の
    細孔における表面積が400m^2/g以上である無定
    形沈降シリカの群から選択したシリカを用いることを特
    徴とする方法。
  2. (2)請求項1記載の方法において、無定形沈降シリカ
    の直径2nm以上の細孔における表面積が500m^2
    /g以上であることを特徴とする方法。
  3. (3)請求項2記載の方法において、無定形沈降シリカ
    の直径2nm以上の細孔における表面積が約400乃至
    750m^2/gであることを特徴とする方法。
  4. (4)請求項3記載の方法において、無定形沈降シリカ
    の直径2nm以上の細孔における表面積が約500乃至
    750m^2/gであることを特徴とする方法。
  5. (5)請求項4記載の方法において、無定形沈降シリカ
    の直径2nm以上の細孔における表面積が約550乃至
    750m^2/gであることを特徴とする方法。
  6. (6)請求項1乃至請求項5のいずれか1項記載の方法
    において、無定形沈降シリカの細孔径3.6乃至100
    0nmの細孔における細孔容積が約1.3乃至2.5m
    l/gであることを特徴とする方法。
  7. (7)請求項6記載の方法において、無定形沈降シリカ
    の細孔径3.6乃至1000nmの細孔における細孔容
    積が約1.5乃至2.5ml/gであることを特徴とす
    る方法。
  8. (8)請求項7記載の方法において、無定形沈降シリカ
    の細孔径3.6乃至1000nmの細孔における細孔容
    積が約1.5乃至2.3ml/gであることを特徴とす
    る方法。
  9. (9)請求項1乃至請求項8のいずれか1項記載の方法
    において、無定形沈降シリカの平均粒度が約10乃至4
    0μmであることを特徴とする方法。
  10. (10)請求項9記載の方法において、無定形沈降シリ
    カの平均粒度が約15乃至35μmであることを特徴と
    する方法。
  11. (11)請求項1乃至請求項10のいずれか1項記載の
    方法において、無定形沈降シリカの平均細孔径が約5乃
    至15nmであることを特徴とする方法。
  12. (12)請求項11記載の方法において、無定形沈降シ
    リカの平均細孔径が約5乃至10nmであることを特徴
    とする方法。
  13. (13)請求項1乃至請求項12のいずれか1項記載の
    方法において、無定形沈降シリカの吸油量が約220乃
    至350ml/gであることを特徴とする方法。
  14. (14)請求項1乃至請求項13のいずれか1項記載の
    方法において、無定形沈降シリカの自由水分含1が20
    %(w/w)未満であることを特徴とする方法。
  15. (15)請求項1乃至請求項14のいずれか1項記載の
    方法において、無定形沈降シリカの油放出性鉄含量が2
    0ppm未満、即ち鉄の全含量の30%未満であり、好
    ましくは10%未満であることを特徴とする方法。
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