JPS58171498A - 油から固体を分離する方法 - Google Patents

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、液体画分が固体画分から強制的に出され、別
個に集められるような条件下で遠心力を該固体に適用す
ることにょシ、固体を含む油を液体画分と固体画分に分
離する方法に関する。結果として生じる固体画分が低い
残留液体油含有量を示すため、該方法は特に食用油の分
別に適している。

食用油の脱ろう（ウィンタリゼーション）と分別は通常
よく用いられる方法であシ、この場合には油が冷却され
て、よシ高い融点の成分が結晶として沈澱するから、こ
れは其後に油から除去されねばならない。

濾過が油から固体を分離するのに最もよく用いられる方
法である。この目的のためノ々ンドフィルタ、真空ドラ
ムフィルタ又はフィルタプレスが用いられる。

油から固体を分離するために遠心機の使用も又提案され
た。英５特許明細書第９７３，４１５？号は遠心機の使
用について説明しておシ、ここでは油よりも高い密度を
有する固体は遠心分離ゾーンの周辺に蓄積し、この周辺
の開口部を通して断続的に自動的に外側へ押出される。

英国特許明細書箱１，０１３，４６５号は、用いられる
遠心機の型を明記せずに適当な分離方法として遠心分離
について言及しておシ、ごく最近の雑誌記事（、ｒ＊ｏ
ｃｓｓｓ、ｔｅａ−１７４（１９８１））は脱ろうでの
遠心機の使用について言及している。

用いられた遠心機は、充分な量の固体が蓄積したときに
空にされ、すなわち間欠的に空にされる固体メール（ｂ
ｏｗｌ）遠心機である。

全てこれらの方法は、油から除去される固体が油の密度
よシも高い密度を有しており、従って固ルタゾレスで圧
縮される時と同様に、上記圧密化の間に上記固体の残留
油含有量が減少する。

１９６丁年１０月１５日から１８日までシカ♂で開催さ
れたアメリカ油化学者協会（ＡｍｅｒｌｃａｎＯｉｌ　
Ｃｈ＠ｍｌａｔｍ　　５ｏｅｌｅｔｙ）主催の会議では
、サラダオイルから固体ステアリンを分離するための、
＋１ツチ／々スケット遠心機の使用に関するり、Ｄ、ホ
ートン（Ｈｏｒｔｏｎ）の論文が提出され九。４１５０
ｆ又はそれ以下（？＝重力単位）の力で生じる速度を用
いることが提案された。Ｓ濁されたステアリンを有する
油が回転する・々スケットに送られ、オレインが分離し
、スクリーンを通って流れる。ステアリンのケーキが蓄
積すると、ステアリンケーキからオレインを排除するた
め、新たな原料が供給されずに一時期機械は作動され、
次にステアリンケーキが放出され、サイクルが再び開始
される。

放出前の／々スケットでの固体ステアリン成分は少くと
も２分間遠心力を受ける。

この技術は広範囲に商業的に適用されているようＫは思
えない。より高い回転速度の使用は温度失を生起すると
信じられてきた。実際、最近では食用油産業で遠心機を
使用することは、スクリーン遠心機を用いる種子粒子の
ような懸濁された固体の除去や或いは固体ヂール遺心機
を用いる油の分級などに限定することが勧められていた
。

英国特許明細書箱１，１２０，４５６号は、ヘキ勺ンの
ような希釈剤で懸濁されたステアリンをｆ１’肩する冷
却された油が従来の遠心機で処理される遠心技術につい
て説明している。適用された力は１０００Ｆ乃至１００
００ｐである。前記明細書によると、希釈剤の使用が必
要とされる。

何故なら希釈剤を用いない場合、希釈されていない油の
中の摩擦効果が、ステアリン結晶を融解させるのに光分
なほど温度を上昇させるからである。前記特許明細書に
よれば、遠心分離は希釈されていない油の処理の場合に
は非実用的であるという結論に達する。

遠心分離技術の有用性に関する上記の反論にも。

かかわらず、遠心分離技術は更に研究され、驚くべきこ
とに、希釈剤の使用を必要とせず、油から固体を、例え
ばオレインからステアリンを、分離するための有効的な
技術を提供する実用上有効な遠心分離方法を考案するこ
とが可能であることが知見された。

全く予期せずに更に、本発明の新規な方法を用いること
により、かなり低い油ｌｆ５含有量を有する固体が得ら
れるということが知見され冬。従来の分離方法によるフ
ィルタケーキは乾燥粉末の外見を有しており、残留油が
混合された結晶の形で存在しておシ、従って機械的手段
を伴うそれ以上の純化は不可能であるということが推定
された。

Ｃ，デロアンヌ（ｐｓｙｏａｎｎｅ）著［グリセリドの
結晶化の研究に対する貢献Ｊ　（Ｃｏｎｔｒｌｂｕｔｉ
ｏｎ　ａｒ４ｔｕｄ＠ｄｏ　１ｍ　ｃｒｉｓｔａｌｌｌ
ｓａｔｉｏｎ　ｄ＠ｍ　ｇｌｙ−ｓ＠ｒｉｄ＠ｓ）、Ｇ
ｅｍｂ！Ｏｕｘ、　１１１７４／７！、ｐ、　１７３　
を参照のこと。従って非常に驚くべきことに、本発明の
方法を用いると、固体ｉ有量が約６０重量嗟増加し、従
って油収率が改良されるということが知見された。

先行技術による濾過方法では、固体を僅かに３０重量−
しか含まず、そして残留油含有量が約７０重量憾である
１乾燥ｌフイルターケーキが得られるだけである一圧縮
濾過技術を用いた場合でさえ、これは固体含有量約４０
重量憾にまで改良できるＫすぎない。

物の液体成分と固体成分を少くとも部分的に分離するた
めの方法であシ、該方法では遠心力は固体から液体を盆
離させるのに充分強く与えられ、液体が固体から除去さ
れ、液体により占められていた空間は雰囲気（後記参照
）で置換され、固体酸ノー心力を受ける平均時間は２分
木山であり、形成された固体ケーキは表面上を機械的に
或いは遠心分離機で、或論はこの両者の組合わせＫよシ
、遠心力の方向に対して或角度４Ｃある方向に連続的に
前進せしめられることを特徴とすゐ分離方法に関するも
のである。

本発明による方法は、生成物の一部が処理装置から急速
Ｋｓｉ岐痴電琶部分が幾分長い時間処理装置内に保持さ
れる作業を含むため、「平均」という用語が」いられる
。

固体ケーキは遠心力の方向に対し４８”或いはそれ以上
の角度にある方向に前進せしめられるのが好ましい。

本発明によゐ方法は最低４５０？の遠心力を用いて実施
されるのが好ましい。幾つかの適当な処理機械は、所定
の点での回転部分の直径に依存して変化し得る遠心力を
主ず′３円錐形分離器を用いるため、「最低」という用
語が用いられている。

前記雰囲気は通常空気であるが、保護機能に役立ち得る
例えば窒素のような別のガスでもよい。

前記条件下では、従来の濾過又は遠心分離によるより本
この方法により、よシ完全な固体から油の分離が達成さ
れるということが知見された。特に１低い、成る場合に
は非常に低い滞留時間のために、適用された強い力の下
で固体成分の一部が融解する危険性もなく、商業的に有
利な生産量で生成物が生産できる。

以下では主に１ステアリン／オレイン混合物からの固体
結晶ステアリンの分離に関し本発明を説明する。そのよ
うな混合物はパーム油の画分て得られる。しかし、該方
法は他の油混合物の分離にも用いられ得、例えば部分的
に水素処理された大豆油から０１より亀船；飽和された
トリグリセリドの分離や、ひまわシ油からの結晶ワック
スの分離などである。

本発明による方法では非常に薄い固体層を用いるので、
かなシ強い遠心力の使用と短い滞留時間の設定が可能に
なシ、そのために本発明方法は有利に実施できるのであ
ると信じられる。全く驚くべきことに、よシ厚い固体層
では分離効率は？の値が増加すると減少することが知見
されたが、これ社多分固体層があまシにも強く圧縮され
ている毒尋↓４ａ６蛎♂二ング時間を長くするくとが必
要であると考えられてきた。

本発明は、滞留時間が通常２分よシも長いノ々スケット
遠心機の使用を必要としない。この遠心機は実際に商業
的に用いるＫは長すぎ、かつ非連続的である。遠心力も
又通常弱すぎ、固体ケーキは遠心力の方向に対し一定の
角度の方向に表面上を前進しない。

マ 本方法の第１の態薇ｉ固体−−ルデカンタを用いて操作
を行う呑番を毒ゑ。この種のデカンタは円筒形セＩクシ
ョン（すなわちシリンダセクション）と、円錐形セクシ
ョンと、同時回転するスクロールとを有する。固体含有
液体油が軸を通して回転ゼールに導入されると、それは
前記円筒の形にう曾つ７運動し、固体はこの１円筒Ｉの
外側周辺に集まる。−−ルとスクロール間に速度差があ
るため、固体は液体から円錐形セクションの方に掻き出
され、このセフシーンでは固体は依然遠心力を受ける。

この力によって、固体粒子の間に捕捉され九液体は、円
筒形セクションへ、及びその他端からＩ−ルの外側−・
と再び流動せしめられ、他方、固体は更に円錐体へと運
ばれ、そして放出される。

固体ケーキは前記シリンダと円錐形の表面上を放出端部
の方へ前進せしめられる。前記表面は遠心力の方向に対
し９０°までの角度にある。デカンタは連続作用の利点
を有しているが、一方、常圧完全に透明な油を生成する
とは限らないという欠点もある。固体メールデカンタを
用いる時の固体ステアリンの好ましい平均滞留時間は３
乃至５０秒であり、最も巾広い回転部分でｄ少くとも２
０００　ｔｏ遠心力を生起するような速度が、好ましい
回転速度である。

通常滞留時間は製造者の仕Ａら知ることができるか或い
は装置の物理的ノラメータを用いて計算を行うととＫよ
シ大体の値を知ることができる。

デカンタを用いる場合、固体の最低滞留時間は、液相だ
けを含んでいる機械を用いて開始して、固体材料供給開
始時から、ｌ−ルから出て行く最初の固体材料を認めた
ときの時刻までの間に経過した時間を測定することによ
）実験的に決定され得る。固体最大滞留時間は、伝舶φ
（停止された時刻から、それ以上の固体が２−ルからも
はや出ていかない時刻までに経過した時間である。固体
平均ｓｉ！時間はこれらの値の平均値である。

本発明方法の実施のために使用され得る装置の第１■の
具体例は円錐形部遠心機である。除去円錐体表面の内部
を越えて散布される。この方によってオレインと固体Ｉ
８前記表面上を越えて骸円錐体の巾広い開放端部に達し
、しかして、オレインは円錐体の孔を通って流れる。こ
の孔のサイズに関しては、固体は通過せずに円錐体の全
長にわたって表面上を移動して円錐体から出て行き、別
幣と廿千丹錨葬寺−Ｊ！Ｉ貞鼻暴磨注意深く選択するこ
とにより、大部分のオレインが円錐体の頂点近くで排除
され、残留オレインが円錐体の巾広い端部の近くに残る
状態にすることが可睦であることが知見された。再びオ
レイン中の固体は、オレインが固体を残して行くことが
できるような条件下に遠心力を受ける。

固体の平均滞留時間はｌ乃至３０秒であるのが好オしい
。好ましい遠心力は少くとも５ｏｏｔである６ハｌ下の
実施例で説明するように、滞留時間差を以てスクリーン
と共に回転し得るスクロールをこの装置内に設けること
Ｋよシ達成できる。この速度差は例えば０．３乃至ａｌ
ｌ程度の非常に小さい値であることが好ましい。七のよ
うな装置では、固体ケーキが機械的に、及び遠心作用に
よって表面上を前進せしめられるため、平均滞留時間は
更にＳ秒＃、！’４にまたとえば１秒以下Ｋｔで短縮で
きる。

食用油を脱ろうする時本方法を用いると有利である。分
離され九固体の低い残留オレイン富有量のため、脱ろう
方法の油収率が改良される。ノ々−ム油、食用牛脂、ノ
々ター油の分別のような乾燥分別方法、及び綿実油又は
部分的に水素処理された大豆油の脱ろうのような他の乾
式（ドライ）分別方法においては、本発明の分離方法を
用いることＫよシサラダ油の収率もまた改善できる。更
（本方法によシ得られた固体画分すなわちステアリンは
、従来（Ｄ濾過蹟よシ得られたステアＩＪ／トｌｄ品質
が異なる６本発明による方法を用いると、３０以下の沃
素価を有するＡ−ムステアリンが乾式分別手段を用いて
製造され得、一方、〕々ンド濾過では沃素価は一般に４
０程度である。この事実は、以約の推定とは反対にステ
アリンの結晶化は実際には非常に選択的であるというこ
とを示している。この分離方法の実施温度は油原料とオ
レインの所望特性に応じて決定される。

分離を促進させるために溶剤添加を行ってもよいが、し
かし通常は不必要である。しかし、このような溶剤分別
方法においても、本発明に従って分離された固体は低い
残留液体含有量を有するために溶剤／脂肪比を低くする
ことができ、したがつて、分別の性質に影響を与えるこ
となく、工場の処理能力が増加し、かつ、溶剤の蒸留費
が節減できる。

デカンタが用いられる所では、分離され九ステアリンが
メールの円錐形セクションに沿って前進するときに、そ
れに洗浄溶剤が添加でき、これＫよって分別の選択性を
さらに高めることができる。

次の実施例は本発明を更に説明するのに役立つ。

実施例１ 漂白され脱臭され九）Ｒ−ム油を８０℃に加熱し、急速
に４０℃にまで冷却させ、その温度で５時間維持し良。

その後このパーム油を１．５℃／ｈｒの割合で３１℃に
まで冷却し、その結果生じる結晶Ｏスラリーを連続ノ々
ンドフィルタ（Ｆ’ｒａｅｔｌｏｎｎｓｍｓｎｔＴｌｒ
ｔｉａｕｚ　＃　Ｆ１＠ｕｒｕｓ　、　Ｂ＠１ｇｌｔｓ
ｍ）で濾過すると、１５重量−の沃素価３９．５のノぐ
−ムステアリンと８５重量−のパームオレインが生じた
。同じスラリーが、６０００ｒｐｍで回転し、メールと
スクロール間の差動速度を最低値（約２５　ｒｐｍ）　
　とし、そしてウニ、３．取付けたデカンタ（Ｓｈａｒ
ｐｌｅｓ　Ｐｅｎｎｖａｌｔ　＊モデルＰ６００）に送
られたときは、ステアリンの沃素価は、１０６ｔ／ｈｒ
のスラリー送り速度の場合には２９．９に低下し、２５
０ｔ／ｈｒの送シ速度の場合には、３１．２に低下した
。オレイン収率は９０悌以上に増加し、オレインはほと
んど透明であった。

３０００　ｒｐｍＫｔで回転速度を下げるとステアリン
の沃素価が増加し、オレインがより曇るようになつ念が
、これは分離度の低１を示す。

ウエヤーＡ２を取付けたデカンタでの生成物の体積は約
ｏ、’ｒｓｔであシ、従って１０６　Ｌ／　ｂｒの送シ
速度では生成物の平均滞留時間は約２５秒である。生成
物はデカンタ中のその軸に沿った区域に送られ、固体画
分がメールの内側表面に？８つて均等に散布されすに固
体出口の方へ搬送される丸め、生成物全体の滞留時間よ
シも固体の滞留時間の方がよシ短くなる。この特別な装
置における平均の固体滞留時間は７秒にすぎないと推定
される。

実施例２ ２３℃での濾過によシ得られ九ノ臂−ムオレインを次の
方法で分別した。このノセームオレインを？ＯＣ１で加
熱し、急速に２０℃に冷却し、その温度で６時間維持し
、　　　　　− Ｔｉｒｔｉａｕｘバンドフィルタでのスラリーの濾過に
よ）、約４Ｓ重量−の収率で沃素価がＳａＯの固体画分
が得られた。この中間画分が１８０　Ｏｒｐｍで回転し
、６０ミクロンのスリットを有するスクリーンを備え７
ｔＦ１錐形篩遠心機（Ｎ　ｔ　Ｖｅ　ｂ　ａ　ｅ　Ｖｅ
　＠　ｎ　ｄ　＊−Ｔｈｅ　Ｎ＠ｔｈ＠ｒｌａｎｄｓ　
）　ＩＣ送られると、その結果生じる固体画分は４３．
７−４７．０の沃素価を有し、約２０重量％の全収率で
得られ、従ってオレインの収率はＳＳ重量優から約８０
重量％にまで上が）、オレインは５９．０の沃素価を有
していた。

この実験でのＫＸａ率（ｆｅ＠ｄ　ｒａｔｓ）は１．５
ｔ／ｈｒであった。フィルタケーキ層の平均層厚が１鱈
であり、与寿与れ夫゛フィルタの面積が０．６がであり
、ケーキ濃度（密度）が０．７６す／ｌであシ、ケーキ
収率が２０重量％であったと仮定すると、これは５．５
秒の固体の推定平均滞留時間に対応する。

実施例３ 沃素価がｓ６のノ臂−ムオレイン画分をバンドフィルタ
に送ると、３６重量参の沃素価４７のパーム中間画分と
、沃素価６１の第２オレイン画分とが生じる。このノぐ
−ムオレイン画分が、３０００　ｒｐｍで回転する１０
０ミクロンスクリーンと、３０ｇＯｒｐｍル で回転する円錐形スクロールを備え、スクリーンとスク
ロール間の隙間が０．３ｓｍである円錐形部遠心機（５
ｈａｒｐｌ＠ｓ　５ｕｐｅｒ　Ｓｃｒ＠ｓ＋ｎ　Ｍ２Ｏ
３）に送られた場合には、その結果生じる中間画分は沃
素価が僅か４１のものであって、これは２５重量−の収
率で生成された。

第２のオレインは再び６１の沃素価を有していた。

この実験でのべ色率は１．５　ｔ　／　ｈｒであり、従
ってステアリンが３７５に９／ｈｒ生成された。

与−ｋＪｙ曇輿フィルタ面積が０．１３４１ｍ１′であ
シ、ケーキ濃度が０．７５　Ｋｆ／／　Ｌであり、ケー
キ層の厚みがｏａｍの前記隙間の値に等しいと仮定する
と、固体の平均滞留時間は０．３秒であると推定され得
る。

しかしこの推定は、固体材料がスクロールのねじ山間の
場所では保持されないという仮定を含んでいる。けれど
もこのような場所での保持はあシ得るものであって、そ
してこれは平均滞留時間を増加させる。他方、層の厚み
が前記隙間の値よシも小さい場合、滞留時間はより短く
なる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）遠心分離によシ、液相と結晶固体を含有する食用
   油混合物の液体成分と固体成分を少くとも一部分離する
   方法であり、遠心力は固体から間は雰囲気により置換さ
   れ、固体成分が遠心力を受ける間の平均時間は２分禾洟
   で委り、形成された固体ケーキは、遠心力の方向に対し
   或角度にある方向に表面上を機械的に或いは遠心力によ
   り、或いは両者の組合わせによシ、連続的に前進せしめ
   られることを特徴とする分離方法。 （２）　　固体ケーキは遠心力の方向に対し４５″或い
   はそれ以上の角度にある方向に前進せしめられることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。 （３）少４寺嶋−＠＜４−０−ｆつ遠心力で〜円筒形セ
   滞留時間で実施されることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項又は第２項に記載の方法。 されることを特徴とする％＋＊請求の範囲第１）Ｊｌ又
   は第２項に記載の方法。 （５）円錐形部遠心機にはスクリーンに対し成る速度差
   で回転し得るスクロールが設けられており、平均固体滞
   留時間は５秒禾為であることを特徴とする特許請求の範
   囲第４項に記載の方法。 （６）分離を促進させるため油と固体の混合物に溶剤が
   添加されることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至
   第５項のいず°れかに記載の方法。