KR950001889B1 - 식물성기름의 추출공정 및 추출장치 - Google Patents

식물성기름의 추출공정 및 추출장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]
식물성기름의 추출공정 및 추출장치
[도면의 간단한 설명]
본 발명은 일정한 부재 및 부재의 배열, 그리고 일정한 단계 및 단계의 배열의 물리적 형태를 취할 수 있고 그의 바람직하고 변화시킨 구체예가 본 명세서에서 상세히 기재되고 여기서 부재를 형성하는 도면과 함께 예시될 것이다.
제1도는 콩과 같은 기름 함유물질로부터 기름을 추출하는 본 발명에 따라 형성된 공장의 개략도.
제2도는 옥수수배아와 같은 기름 함유물질로부터 기름을 추출하는 본 발명에 따라 형성된 공장의 개략도.
제3a, b도는 콩과 같은 식물성기름 함유물질로부터 기름을 추출하는 본 발명의 실행에서 공정단계를 예시하는 블록도.
제4도는 젖은 옥수수배아, 건조 옥수수배아 또는 젖은/건조된 배아의 혼합물과 같은 기름 함유물질로부터 기름을 추출하기 위하여 본 발명에 따른 공정의 단계를 예시하는 블록도.
[발명의 상세한 설명]
[발명의 배경]
본 발명은 콩, 옥수수 등과 같은 식물성기름 함유물질로부터 기름을 추출하는 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기름함유 식물성물질을 전처리(pretreating)하고, 그것으로부터 기름을 추출하고, 물리적 정제에 적합한 우수한 품질의 식물성기름을 제조하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
본 발명은 콩 및 옥수수배아로부터의 기름처리에 특히 적용가능하지만 목화씨, 땅콩, 해바라기씨, 평지의 씨, 신선한 코코야자열매의 속 또는 건조시킨 코코야자 열매의 속, 야자열매 및 야자의 심 등과 같은 많은 다른 식물성기름 함유물질에도 또한 적용가능하다.
본 발명의 공정은 인지질 및 광물함량, 예컨대 특히 칼슘, 마그네슘 및 철의 함량이 매우 낮은 기름생성물을 제조하는 반면 기름 함유물질로부터 식물성기름의 추출능(extractability)을 향상시킨 것이다. 따라서 기름생성물은 물리적 정제에 적합하다. 그러나 본 발명은 다른 추출공정, 예컨대 비슷한 방법을 사용하여 다른 유형의 가치있는 구성 생성물을 얻는 공정에 쉽게 적용시킬수 있다는 점에서 관련분야 기술자들에게 환영받을 것이다.
미국 및 세계의 기름 및 식물성 단백질 시장에서 콩이 우위를 점하고 있기 때문에 통상 식물성기름 처리 기술은 주로 콩기름 처리를 의미한다.
콩기름 및 콩 단백질은 다른 주요 종자유보다 가격이 저렴하다는 점에서 소비자에게 최고의 장점을 제공한다.
식물성기름의 처리에 쓰이는 종래의 방법 및 장치의 기재에 많은 정보가 존재한다.
콩기름을 처리하는 상업성이 있는 성공적인 기술은 기름을 추출하는 많은 처리단계를 수반한다.
오늘날 상업적으로 주로 이용되는 기술이 용매 추출이지만 용매추출, 기계적 압축 또는 이들의 조합을 포함하는 여러 기술이 기름 추출에 존재한다.
이들 여러가지 공지의 기술을 통해 추출된 원유는 불쾌한 향과 맛이 포함된 어두운 빛깔의 혼탁한 액체이다.
이 액체는 쇼트닝, 마가린 및 샐러드 조리기름의 제조에 유용한 부드럽고 안정한 영양제품으로 전환시키기 위해 실질적으로 추가적인 처리가 요구된다.(대체로 다른 종자유에서의 원유도 마찬가지로 식품으로서 부적합하기 때문에 추가적인 처리가 필요하다.)
이 추가적인 처리는 집합적으로 일컬어지는 정제공정과, 전형적으로는 탈검, 중화(알카리 중화), 표백 및 탈취와 같은 단계를 포함하는 여러단계로 구성되어 있다.
인지질, 유리지방산, 색소 기타 후속처리 단계의 효과적인 실행 및/ 또는 식품으로서의 기름의 질 및 안정성에 영향을 미치는 성분을 제거하기 위하여 정제가 필요하다.
통상의 용매 추출 및 기계적 압축방법에 의해 콩으로부터 생산된 원유는 전형적으로는 인지질, 포스파티드, 포스포글리세리드 또는 검으로 통칭되는 인화합물을 500 내지 800PPM(인으로 측정된 백만 당부) 범위의 높은 수준으로 포함하고, 칼슘, 마그네슘 및 철을 적지만 의미있는 양을 포함하고 있다.
상기 인지질의 30%는 칼슘 및 마그네슘과 혼합되어 있다.
이들은 비수화성 인지질이라고 말해진다.
또한 콩의 전처리 및 기름 추출의 종래의 방법은 생산된 원유에 존재하는 비수화성 인지질의 양을 증가시키는 것으로 일반적으로 알려져 있다.
비수화성 인지질은 일반적으로 아래에 기재하는 바와 같이 그것을 제거하기 위한 정제공정에 별도의 탈검단계가 요구된다.
원유속의 인지질의 양을 변화시키는 것이 추출공정 자체의 변화와, 콩의 생장, 수확 및 저장하는 동안 초래된 콩의 조성을 변화시키는데 기여한다는 것도 또한 원유 정제기술에 공지된 지식이다.
인지질 및 미량금속의 존재가 식물성기름의 최종 식품등급의 질에 바람직하지 못하다는 것이 알려져 있기 때문에, 기름추출 처리동안 이들 화합물의 수준을 가능한한 낮추는 것이 유리하다.
상기 언급한 처리단계의 범위, 즉 탈검, 중화(알칼리정제), 표백 및 탈취를 흔히 집합적으로 ＂정제＂라고 한다.
＂정제＂의 좁은 의미의 사용은 기름에서 유리지방산의 중화기술로 흔히 정의된다. 이것은 알칼리로 처리되기 때문에 이 기술을 또한 알카리정제, 또는 화학물질을 사용하기 때문에 화학적 정제라고도 한다
각 처리단계는 일반적으로 원유의 한가지 이상의 성질에 영향을 미친다는 것을 명심해야 한다.
중화반응이 주로 유리지방산의 수준을 낮춤과 동시에 검도제거되고, 색도 엷어지며 몇몇의 냄새 화합물이 제거된다.
특별한 처리단계가 기름의 여러 성질에 영향을 미치는 이러한 경향 때문에 처리단계의 완전한 원인 및 결과를 예측하는 것이 어렵고, 따라서 종래 처리방법에서 얻어진 결과와의 차이가 특별한 처리의 영향이 된다.
전형적인 공지의 식물성기름 정제공정은 탈검단계를 포함하는 여러 단계로 되어 있는데 원유에 물을 첨가하고, 얼마동안(약 10 내지 30분) 50 내지 70℃의 전형적인 온도에서 교반하는 것을 필수적으로 포함한다.
가열된 물, 기름의 이 혼합물을 원심분리시켜서 물과 기름을 분리한다. 이 공정에서 수화된 인지질이 물과 함께 분리된다.
부분적으로 탈검된 얻어진 이 기름은 아직도 비수화성 인지질 전부를 포함하여 어느정도의 인지질을 함유하고 있다.
이 양은 전형적으로는 10 내지 120PPM의 인에 상당하는 양이며 이 양은 사용된 정교한 탈검기술 및 조건에 따라 달라진다.
상기 공정에 따라 제조된 부분적으로 탈검된 기름은, 일정한 화학제(예컨대 인산) 및 물을 첨가하고 다시 가열, 교반한 다음 원심분리하여 비수화성 인지질을 제거하여 더 탈검시킬 수 있다.
이 단계로부터 제조된 탈검된 기름은 전형적으로는 5 내지 20PPM의 인에 상당하는 인지질의 양을 함유한다.
이 두번째 정제단계로부터 제조된 탈검원유는 유리지방산, 색소 및 기타 원하지 않는 맛, 색 및 냄새와 맛으로 변질을 일으키는 물질과 같은 원하지 않는 다른 성분을 제거하는 몇가지 추가 정제단계로 더 처리된다.
이들 단계는 유리지방산을 비누화하고, 기름을 세척하여 비누를 제거하고, 중화 및 더 세척하여 과량의 화학제 및 비누를 제거하여 인지질의 양을 더 감소시키고, 표백하여 색소 및 약간의 잔여 인지질을 제거하고 마지막으로 탈취하는 것으로 일반적으로 확인되어 있다.
이들 모든 추출 및 정제단계에서 얻어진 기름은 식품으로서 유용하지만 아직도 1 내지 10PPM의 인에 상당하는 인지질을 함유하고 있다.
본 발명의 주제를 고려함에 있어서, 특히 탈검단계에서 모든 이들 종래 공지의 기술은 기름함유 식물성물질로부터 사전 추출된 원유 생성물에 적용된다는 점이 특히 강조되고 주목되어야 한다.
장비와 함께 이들 정제단계를 실행하기 위한 자본 비용은 매우 높다. 화학정제는 원심분리리 및 여과프레스와 같은 유지하기 어려운 장비를 실질적으로 요구하기 때문에 귀찮고 자본이 많이 드는 많은 단계와 관련되어 있고 또한 정제의 각 단계가 사용가능한 일정량의 기름을 함께 운반하는 잔여물을 생성하기 때문에 필연적으로 기름의 손실을 초래하고 따라서 수요가 많은 식용유의 수율이 저하된다.
값비싼 장비, 높은 작동비용 및 가치있는 기름생성물의 손실 때문에 최근에 물리적 정제로 불리는 기술을 시행하려는 욕구와 강조가 있어 왔다.
이 기술에서는 몇가지 전처리 공정을 거친 원유를 진공하에 용기 또는 컬럼에 옮겨 온도를 올린다.(250℃ 이상).
처리동안 기름에 스팀을 분무한다.
유리지방산, 기타 오염물질 및 산패화합물을 증발시켜 증류제거되는 온도 및 유지시간이 선택된다.
이어서 처리 기름을 냉각시키고 다음에 표백을 하여 기름의 빛깔을 더 엷게 한다.
많은 원유에 대해서 물리적 정제단계의 자본비용 및 작동비용은 화학적 정제에 비해 상당히 적다.
단지 원하지 않는 불순물만을 증류 제거하기 때문에 기름의 손실도 또한 실질적으로 적다.
일반적으로 완성된 저장 생성물을 제조하는데 물리적 정제 다음의 처리가 거의 필요하지 않다.
따라서 물리적 정제는 기름 공정에 매우 바람직하다.
그러나 콩 및 옥수수배아 추출로부터 얻어진 원유를 포함하여 많은 원유에 있어서 물리적으로 정제단계에 적용되기 이전에 실질적인 전처리 단계가 필요하다.
이들 전처리 단계의 대부분은 원유에서 수화성 및 비수화성 인지질을 제거하는 것과 관련되어 있다.
물리적 정제로는 검 또는 인의 의미있는 양을 제거하지 못하고 중금속(예컨대 철)도 제거하지 못하다.
6내지 20PPM 이상의 인이 존재하면 과열에 의해 물리적 정제가 중단되고 이것은 원하지 않는 맛과 향특성을 유발하고 맛의 변화 또는 악취 발생을 촉진하고(콩기름의 경우), 또한 다른 식물성기름에서는 유안정정(또는 저장기간)의 단축을 가져온다.
인지질 존재의 하한치는 알려져 있지 않으나 모든 식물성기름에서 과량의 인지질 및 철과 같은 중금속의 존재와 맛이 변화 및 저장기간과 직접적인 관계가 있다는 것을 잘 알려져 있다.
그렇기 때문에 물리적 정제단계에 공급되는 물질은 인으로 측정하여 3 내지 10PPM 이상이 측정되는 인지질의 양을 함유해서는 안된다.
이 분야의 지식을 가진 사람들은 물리적 정제단계에 공급되는 물질에 높은 수준의 인지질이 포함되어 있으면 기름의 색소 변화에 있어서 표백하기 어려운 짙은 색을 고정시키는 원인이 된다는데 동의한다.
옥수수 및 콩의 원유에서 인지질의 수준을 낮추어야 한다는 요구는 상기한 종래의 화학적 정제단계를 필요로 하고 따라서 물리적 정제의 경제적 이점의 대부분 또는 전부가 상실된다.
물리적 정제의 적용은 따라서 본래 낮은 인(특히 비수화성 인지질 형태)의 한계, 낮은 철 함량을 가지는 식물성기름에 제한되고 또한 물리적 정제 또는 그의 약간의 수정의 완전한 적용을 경제적 관점에서 정당화될수 있는 수준의 유리지방산을 함유해야 한다.
콩 및 옥수수 원유에 물리적 정제단계를 적용하지 않는 주요 이유는 이들 원유는 인지질의 함량이 높고 옥수수기름의 경우 잘게 부서진 녹말입자와 같은 고체 이물질이 많이 포함되어 있다.
원유에서는 높은 수준의 인지질은 기름의 질에 영향을 미치고 일반적으로 물리적 정제를 위한 원유의 인지질의 최대량의 한계는 고정되어 있다.
이들 요구에 위해 원유에서 인 함량의 범위는 5PPM(인으로 측정) 내지 20PPM이하이다.
인지질의 부분은 대체로 비수화성 인지질로 지칭되고 종자유 또는 기름의 어떤 성분의 영향하에 비수화성 형태로 전환될 수 있기 때문에, 상기한 바와 같이 콩 및 옥수수 원유에서 인지질의 양을 감소시키는 것은 쉬운 작업이 아니다.
수화성 인지질로 일반적으로 지칭된 인지질의 더 많은 부분은 원유를 물, 염용액, 산 또는 가성용액 등에 접촉시켜 쉽게 제거될수 있고 원심분리에 위해 수화성 인지질의 덩어리를 제거한다.
비수화성 인지질의 제거는 한층 어렵다.
비수화성 인지질은 인지질과 칼슘 및 마그네슘과의 착제이고, 알려진 제거기술은 인지질과 칼슘 및 마그네슘과의 결합을 끊어서 수화성 인지질을 전환시키고 수화성 인지질에 칼슘 및 마그네슘의 재부착을 방지하는 화학적 처리에 의존한다.
본 발명은 식물성기름 물질로부터 더좋은 품질의 기름생성물 및 식품을 더 효과적으로 처리하는 새로운 향상된 방법 및 조립체를 계획하고 있다.
본 발명에 따른 처리의 결과 인지질은 추출된 고형물에 실질적으로 남아 있다.
추출된 원유는 인지질이 매우 낮고 다른 전처리 없이 물리적으로 정제할 수 있다.
[발명의 간단한 요약]
본 발명에 따라 콩, 옥수수 등과 같은 기름 함유물질로부터 더 좋은 품질의 기름 및 식품을 더 효율적으로 처리하는 기름 추출방법 및 조립체가 제공된다.
방법은 일련의 단계로 구성되어 있다.
제1단계는 기름 함유물질을 혼합 및 분쇄(grinding)하는 조건에 배치하기 위하여 전처리하는 것으로 구성될수 있다.
이들 전처리 단계는 정선, 건조, 조쇄(cracking) 또는 껍질분리(탈피)로 구성될 수 있다.
물질은 이어서 분쇄되고 추출된 기름의 인지질 함량을 감소시키기 위해 시약과 혼합된다.
시약은 바람직하게는 비수화성 인지질의 화학적 결합을 끊고 그에 의해서 비수화성 인지질의 수화성으로 되게 하는 시약으로 이루어져 있다. 착화제, 침전제 또는 킬레이트화제를 또한 혼합물에 첨가하여 수화성 인지질이 다시 비수화성 인지질로 전환되는 것을 방지할 수 있다.
본 방법은 바람직하게는 기름 함유물질에서 추출되는 것과 같은 종류의 기름을 혼합물에 첨가하여 슬러리를 형성하는 단계를 또한 포함할수 있다.
후속의 증자단계(cooking step)동안 효소, 박테리아 및 곰팡이의 불활성화, 비독성화 및 저온살균을 위해 슬러리에 물을 첨가하여 수분함량을 높인다.
슬러리에 상기 품목의 적어도 일부를 혼합한 후, 상기 언급한 반응을 완성을 허용하기 위해 바람직하게는 부분적인 진공하게 밀봉된 증자기(cooker)에서 슬러리를 증자 및 교반한다.
증자후 물의 일부가 증발되고 얻어진 슬러리를 여과 또는 원심분리하여 실질적으로 모든 기름을 추출하고 식물성물질 케이크(cake)를 제조한다.
추출단계에서 제조된 기름은 물리적 정제에 적합하다.
추가적으로 기름을 추출하기 위해 케이크를 다음 추출단계로 처리하고 케이크를 분쇄 및 건조시켜 단백질 식품으로 사용하다.
본 발명의 다른 양상에 따르면 슬러리 건조중량의 적어도 15%의 수분수준을 달성하기 위해 바람직하게는 기름물질로부터 추출된 것과 같은 종류의 기름 및 물을 기름 함유물질의 혼합물에 포함시켜서 식물성기름 물질에서 슬러리를 제조한다.
부분적 진공, 감소된 산소압 및 약 99℃ 이하의 온도에서 얼마동안 슬러리를 증자한다.
공지의 기술로 슬러리에서 기름을 추출하여 낮아진 수준의 인지질을 함유하는 원유를 제조한다.
본 발명의 더 제한된 양상에 따르면 계면활성제 또는 단백질 시약으로 구성된 제3시약을 혼합물에 첨가한다.
본 발명의 공정에 의해 향상된 기름 및 식품이 제조된다.
본 발명에 따르면 기름 함유물질을 미리 선택한 입경으로 분쇄하는 분쇄기, 추출된 기름에서 인지질의 양을 감소시키기 위해 물질, 시약과 바람직하게는 슬러리를 형성하기 위해 기름 함유물질로부터 추출되는것과 같은 종류의 기름을 혼합하는 혼합기, 슬러리의 단백질을 불용화하기 위해 미리 선택한 온도에서 미리 선택한 시간동안 슬러리를 증자하고 슬러리의 인지질을 수화시키기 위한 증자기, 기름 비누화 케이크를 남기기 위해 슬러리로부터 기름을 추출하기 위한 분리기 및 기름 비누화 케이크에서 기름을 추출하기 위한 분리기로 구성되어 있는 기름 함유물질로부터 기름을 추출하기 위한 조립체를 제공한다.
본 발명의 사용에 의해 얻어지는 한가지 이점은 기름 함유물질로부터 인지질 및 미량 금속의 함량이 낮은 식물성기름 추출공정을 제공하는 것이다.
이 기름을 물리적 정제에 직접 적용하여 탁월한 품질의 식물성기름을 제조한다. 본 기름은 종래의 공지의 원유 가공공정에 의해 제조된 기름보다 색이 더 밝고, 더 부드럽고, 더 안정하며 영양이 풍부하다.
본 기름은 품질이 탁월하여 많은 알려진 화학 정제단계가 제거된다.
본 발명은 다른 이점은 추출되는 것과 같은 종류의 가열된 기름의 존재하에 물질을 분쇄하고 기름 함유물질을 조절하여 에너지 소모가 훨씬 적은 후속의 기름 추출단계로 기름을 방출시키는 것으로 이루어져 있는 식물성기름 물질의 전처리 공정이다.
기름 추출단계에서 더 적은 에너지로 요구하는 것은 열요구 및 열발생(예컨대 스크류 압착)을 최소화 하고 따라서 기름생성물에 대해 열에 의한 손상을 최소화 한다.
본 발명으로부터 얻어지는 또 다른 이점은 물리적 정제가 가능한 기름을 생산하는데 필요한 처리단계의 수와, 또 종래 알려진 기술에 의해 훨씬 많은 처리단계에서 필연적으로 발생하는 기름의 손실을 실질적으로 감소시키는 공정이다.
본 공정에 의해 종래 알려진 처리방법 및 조립체에 비해 장비자본 소요가 감소된다.
본 발명의 또 다른 이점은 식물성기름 물질의 인지질의 함량이 변함에도 불구하고 실질적으로 낮고 균일한 수준의 인지질을 가지는 식물성기름 생성물을 제조하는 기름 처리방법이다.
본 발명의 또 다른 이점은 기름 함유물질로부터 기름을 추출하기 전에 식물성기름 물질 슬러리를 화학적으로 정제하는 화학적 공정 및 조립체이다.
본 발명의 또 다른 이점은 증발기에서 조절된 온도, 진공 및 보류시간의 조건하에 배아 및 종자에 함유된 물을 증발시키고, 종자유 기질을 더 조절하여 원심분리 및 프레스와 같은 후속 추출단계동안 종자유 기질로부터 기름의 방출도를 향상시키는 옥수수배아 및 콩의 전처리 공정이다.
또 다른 장점은 본 발명의 실행동안 공정상에서 기름 및 식품을 짧은 시간동안 낮은 온도 및 압력에서 처리하기 때문에 그 결과 기름 및 식품 모두에 열손상을 최소화하는 것이다.
완전 프레스, 전 프레스 용매 추출 및 직접 용매 추출을 포함하여 알려진 통상의 처리작동에서는 기름 및 식품이 노출되는 온도가 230 내지 310℉(110 내지 154℃)이고 그 결과 기름에 짙은 붉은색 및 기타 열손상이 초래된다.
본 발명은 공정에서 온도는 전형적으로는 210℉(99℃)를 넘지 않는다.
본 발명의 또 다른 이점은 시스템 전체를 통해서 수화성 인지질을 공정의 케이크 또는 식품 생성물에 머물게 하는 온도 및 수분조건으로 하여 본 공정에 의한 기름은 실질적으로 수화성 인지질이 없다는 것이다.
이 온도 및 수분조건은 수화성 인지질의 비수화성 인지질로 전환되는 것을 방지한다.
적절한 시료를 시스템에 첨가하여 비수화성 인지질을 수화성 인지질로 전환시키고 그에 의해 인지질의 제거를 용이하게 한다.
본 발명의 또 다른 이점은 실질적으로 모든 인지질, 칼슘,마그네슘 및 미량 금속과 옥수수기름의 경우 실질적으로 모든 녹말을 제거하는 세척 및 여과단계를 통해서 기름을 제조하는 것이다.
세척 및 여과단계로부터 제조된 기름은 물리적 정제에 즉시 적용가능하다.
본 발명의 또 다른 이점은 감소된 산소압 처리에 적합한 조립체이다. 소망에 따라 기름이 가열된 온도에 있을 때 기름은 질소 또는 다른 불활성가스 분위기에서 처리될수 있다.
본 장비는 위생 표준에 따라 조립되고 스테인레스 스틸로 재조되고 식품 및 낙농산업에 사용되고 자정(clean-in-place)기술에 적합하게 제조될 수 있다.
본 발명의 또 다른 이점은 상승된 온도에서 작동되는 물리적 처리단계를 포함하는 공정이다.
실질적인 열의 낭비를 피하기 위하여 물리적 정제단계에서 사용되는 열은 전 물리적 정제처리단계의 더 적은 열요구와 통합되어 더 에너지 효율적인 기름 처리작동을 이룬다.
새로운 식물성기름 추출공정에 대한 다른이점 및 장점은 본 명세서를 읽고 이해하면 이 분야의 기술자에게는 명백해질 것이다.
[발명의 상세한 설명]
참고로 제시한 도면은 본 발명의 바람직하고 변화시킨 구체예를 예시하기 위한 목적뿐이고 그에 제한되는 것은 아니며, 도면은 물리적 정제에 적합한 탁월한 품질의 식물성기름 생성물을 제조하는 식물성기름 추출공정 및 조립체를 보여준다.
상기한 바와 같이 본 발명은 식물성기름 함유물질에 폭넓게 적용 가능하지만 주된 상업적 관심은 콩 및 옥수수에 대한 것이고 특히 이들 기름 함유물질에 대해 언급하면서 논의할 것이다.
제1도, 제3a도 및 제3b도에 콩에 적용가능한 본 발명이 특별히 예시되어 있다.
수확된 콩을 처리공장으로 전달하는 제1처리단계 도입(10) 및 정선(12)으로 되어 있다.
그 다음 콩은 저장(14)되거나 또는 다음 처리를 위해 이동된다.
콩을 저장하면 저장기간동안 콩의 조성의 변화가 발생하여 일반적으로 콩의 인지질 수준을 더 높게하는 결과를 초래한다.
저장중의 콩을 건조시켜 전형적인 수분함량인 약 6중량%가 되게 한다. 기름추출을 위한 다음 처리는 건조 또는 조절(16), 조쇄(18), 및 탈피(20)하는 처리가 수반될 수 있는데 이들 목적에 보통 사용되고 콩처리에서 공지된 장비를 사용한다.
건조는 콩에 대한 열손상을 최소화하기 위해 전형적으로는 220 내지 240℉(104 내지 116℃) 이하에서 일어난다.
탈피에 의해서 전형적으로는 조절된 물질의 약 3내지 4중량%를 제거한다. 탈피된 콩을 건조상태에서 가루화 또는 분쇄(24)하여 미분쇄기 및 슬러리 제조탱크(26)에 적합한 분쇄된 콩물질을 제조한다(제1도).
슬러리 제조탱크(26)에서 여러가지 품목으로 이루어진 혼합물이 형성된다. 본 발명의 바람직한 형태에서 여러가지 화학적시약이 첨가된다(28).
이들 시약은 물에 용해되어 도입될 수도 있다.
또한 추가적으로 물을 도입할 수도 있다.
전형적으로는 첨가된 물의 총량은 콩의 경우에 건조중량의 15%가 될 수 있다. 본 발명의 바람직한 구체예에서 슬러리 제조탱크(26)는 콩 입자가 증자 또는 부분 증자되는, 즉 도입된 물의 존재하에 상승된 온도에서 얼마동안 가열하는 증자용기이기도 하다.
이 증자단계에서 효소, 박테리아 및 곰팡이는 불활성화되고 기름 및 고형물은 비독성화되고 저온살균된다.
불활성화되는 효소에는 우레아제, 여러가지 단백질 분해효소 및 수화성 인지질을 비수화성 인지질로의 전환을 촉진하는 효소가 있다. 바람직하게는 제1시약을 첨가하여 콩으로부터 추출된 기름에서 인지질의 함량을 감소시킨다.
제1시약은 산일수 있다.
콩의 비수화성 인지질은 실질적으로 마그네슘 및 칼슘 포스파티데이트인데 산으로 처리하면 산성화되고 분리된 포스파티드산으로 전환되며, 물상(water phase)에서 미셀(micelle)의 형태 또는 수화된 형태에서 액정으로 기름상으로부터 제거된다.
달리 표현하면 비수화성 인지질과 기름(지질)을 결합시키는 마그네슘 및 칼슘 결합은 산에 의해 파괴되고 따라서 비수화성 인지질이 수화성으로 된다.
얻어진 마그네슘 및 칼슘 착체는 기름상에서 분리되어 이제는 물상에 있다. 이것이 일어날 때, 염착체가 형성될 수 있다.
염착체는 물상에서 여러가지 형태일 수 있는데 즉 침전, 현탁액, 용액 또는 미셀 형태일 수 있다.
그러나 수화 및 파괴반응은 가역적이다.
물이 증발할 때 분리된 비수화성 인지질이 비수화성 인지질로 기름의 용액에 되돌아올 수 있다.
그래서 아래에서 더 설명하는 바와 같이 가역반응을 막기 위해 침전제, 킬레이트화제, 차단제 또는 결합제를 첨가할 수 있다.
바람직하게는 이들 화학적 결합을 파괴하는데 사용되는 시약은 인산(H3PO4)으로 이루어져 있다.
달리 다음의 기로부터의 시약이 사용될 수 있다. : 시트르산(HOOCCH2C(OH) (COOH)CH2COOH-H2O), 염산(HCl), 염화칼륨(KCl), 염화나트륨(NaCl), 수산화나트륨(NaOH), 인산수소이나트륨(Na2HPO4), 인산이수소칼륨(KH2PO4), 무수아세트산((CH3CO)2O), 황산(H2SO4), 붕산나트륨(Na2B4O7) 및 글리신(NH2CH2COOH).
적절한 화학결합의 파괴도는 기름 및 물상 사이의 접촉을 올려서 향상시킨다. 따라서 미분쇄기 및 슬러리 제조탱크(26)에서, 분쇄된 콩을 가루화하고 슬러리에 균일하게 혼합하여 다음에 더 자세히 설명될 것이지만 가열단계의 소망하는 화학반응을 용이하게 하는 미리선택된 입경으로 분쇄된 콩이 분쇄된다.
알려진대로 상기 수화반응이 가역적이기 때문에 가역반응을 차단하는 것이 필요하다.
따라서 침전제, 결합제, 차단제 또는 킬레이트화제를 또한 미분쇄기에 혼합해서 궁극적으로 미량 금속 및/또는 결합 염착체를 그외의 것으로 분리해낸다.
결합제는 바람직하게는 시트르산나트륨(C6H5O7Na3-2H2O)로 이루어져 있으나 염화나트륨(NaCl), 아세트산나트륨(NaC2H3O2), 황산나트륨(Na2SO4), 황산수소나트륨(NaHSO4), 인산삼나트륨(Na3PO4), EDTA(에틸렌디아인 테트라아세트산,(CHOOCCH2)2NCH2CH2N(CH2COOH)2), 플루오르화나트륨(NaF), 옥살산나트륨(Na2C2O4), 타르타르산나트륨(Na2C4H4O6-2H2O), 탄산나트륨(Na2CO3), 및 피로인산나트륨(Na4P2O7)으로 구성될 수도 있다.
더우기 물이 증발된 다음에 잔류물 및 슬러리의 산도가 변하고 따라서 물 불용성 침전이 다시 용액으로 되돌아갈 수도 있다.
일정한 조건하에 계면활성제(음이온, 양이온, 중성) 또는 단백질로 이루어진 시약을 혼합물에 첨가하여 산성화도를 어느정도 조절할 수 있다.
바람직하게는 계면활성제 또는 단백질제는 에톡실화 지방알코올, 올레일아민, 카제인, 판크레아틴, 콩 단백질 및 나트륨 비누로 구성된 군에서 선택된다.
본 발명의 바람직한 실행에서 이들 모든 시약은 미분쇄기 안에 첨가된다. 그러나 제1 및 제2시약만을 첨가하는 것, 제1시약만을 첨가하는 것, 또는 전혀 첨가하지 않는 것도 향상된 기름을 제조하는 한 본 발명의 범위 이내이다.
펌프질 가능한 슬러리를 형성하기 위하여 바람직하게는 기름 함유물질로부터 추출되는 것과 같은 종류의 기름의 일부를 미분쇄기(26)에 또한 첨가한다.
기름 함유물질로부터 추출되는 것과 같은 종류의 기름 이외의 기름을 사용하는 것도 본 발명의 범위 이내이다.
흔히 식물성 또는 동물성의 다른 종류가 사용되는 혼합 기름이 소망스럽다.
가열된 기름의 존재하에 분쇄에 의한 기름 함유물질의 처리는 종자유를 조절하여 원심분리 및 스크류 프레싱과 같은 다음의 기름 추출단계에서 훨씬 에너지 소모가 적게 기름을 방출시킨다.
추출단계에서 이 낮아진 에너지 요구는 처리되는 종자의 톤당 더 적은 마력이 요구된다는 것을 의미하며 따라서 더 적은 열손상이 기름 생성물에 가해진다.
미분쇄기 안의 혼합물에 물을 또한 첨가하여 수분이 수준을 슬러리 제조탱크 속의 슬러리 건조중량의 적어도 15%가 되게한다.
후속의 처리단계에서 슬러리가 적절히 증자되도록 물을 첨가하는 것이 소망스럽다.
계속해서 제1도를 참조하면, 슬러리 제조탱크에 첨가되는 물과 기름은 시스템 재순환 작동을 통해서 얻어진다.
본 발명의 상업적인 한가지 구체예에서, 슬러리 제조탱크의 수준은 바람직하게는 재순환된 기름 2.5중량부 대 콩고형물 1중량부의 비율(완전건조 기준)이 정지상태에서 유지되도록 조절된다.
도입되는 건조 콩고형물의 중량을 기준으로 10 내지 30중량 퍼센트의 물을 슬러리에 첨가한다.
주지하는 바와 같이, 이 물은 탈염화 또는 증류수 조작을 하거나 하지 않은 상태로 다른 공정 처리단계로부터 응축될 수 있다.
산, 염기, 염 기타 슬러리 제조탱크(26)에 첨가되는 물질로 구성된 여러가지 액체 또는 고형물 시약은 인지질 및 미량 금속이 제거된 것이 강조되는 최종 생성물 기름의 품질을 향상시킨다. 한가지 바람직한 첨가제 시스템은 시간당 1파운드(0.45kg/hr)의 농축(85%)인산 및 시간당 1파운드(0.45kg/hr)의 시트르산나트륨 및 시간당 1700파운드(772kg/hr)의 콩고형물 공급이 소망스럽다.
슬러리 탱크를 계속 교반하여 물에 의한 콩고형물의 습윤을 촉진시키고 시료의 적절한 분산을 촉진한다.
외부에서의 열의 적용이 없이 탱크의 슬러리 온도는 약 150℉(66℃)이고 이어서 대량 흐름속도, 콩고형물 식품의 특정한 온도 및 열, 재순환 기름류, 재순환 물(응축) 및 보충 수류가 뒤따른다. 슬러리 탱크의 기능은 콩고형물의 증자도를 제공하고 기름 및 식품의 안정성과 같은 성질에 영향을 주는 모든 효소와 수화성 인지질의 비수화성 인지질로의 전환을 조절하는 효소를 전부 또는 부분적으로 불활성화시키고 상기 기름 및 식품을 비독성화 및 살균한다.
증자도는 탱크속의 고형물의 시간 및 보유시간 모두에 달려있다.
탱크의 외부에 열을 적용하여 온도를 올릴 수 있다.
슬러리 제조탱크의 슬러리의 최고온도는 아래에 기재하는 증발펌프의 최고온도와 일치할 수 있다(전형적으로는 185 내지 210℉ 85 내지 99℃).
슬러리 제조탱크(26)에서의 최대 보유시간은 탱크의 설계에 따라 확립될 수 있다.
슬러리 제조탱크(26)의 다른 기능은 후속의 처리단계 및 원심분리, 스크류 프레스에서의 추출단계에서 기름을 방출하게 하기 위해 콩고형물을 조절하는 것이다.
슬러리 제조탱크(26)의 또다른 기능은 산소 감압에서의 작동을 위해 질소 또는 기타 불활성 가스압의 주입에 의한 경계를 제공하는 것이다.
슬러리는 분립분쇄기(sizing mill; 도시되지 않음), 바람직하게는 레이쯔 분쇄기 또는 그의 균등물을 통해 펌프된다.
분쇄기에는 바람직한 입경 분배가 이루어지는 스크린이 포함되며 전형적으로는 10중량 퍼센트 플러스 20메시; 82중량 퍼센트 플러스 40메시이다.
공급펌프(30)는 분쇄된 슬러리를 강하막 증발기(falling film evaporater; 32)에 공급한다.
증발기(32)는 진공조건(예컨대 수은주 25인치 또는 635밀리미터)하에 작동시키고 시스템에서 기름의 노출 온도를 제한한다.
증발기는 증발기의 열교환기관에서 적절한 필름의 형성을 촉진하고 최적 열전달조건을 확보하기 위해 바람직하게는 재순환펌프(34)와 조화되게 작동시킨다.
증발기수용부(sump)의 온도는 전형적으로는 185 내지 210℉(85 내지 99℃)이고 증기 온도가 약 150℉(66℃)이다.
증발기수용부(32)에서의 보유시간이 20 내지 40분 사이로 조절되도록 증발기수용부를 조절한다.
증발기의 한가지 기능은 콩공급과 재순환응축 및 보충수류와 함께 슬러리 조제단계에 도입되는 물을 실질적으로 모두 제거한다.
콩고형물의 소량의 물은 원심분리 및 스크류 프레스에서 고형물로부터 효과적으로 기름을 분리시키기 위해 잔류해야만 한다.
증발기(32) 또 다른 기능은 필요시 슬러리 제조탱크(26)에서 시작된 증자 또는 부분완성된 증자를 완성하는 것, 즉 효소의 불활성화를 완성하고 기름 및 식품의 비독성화 및 살균을 완성하는 것이다.
증발기(32)의 또 다른 기능은 슬러리 제조탱크(21)에서 시작된 시약과 인지질 사이의 반응을 완성하는 것이다.
증발기(32)의 또 다른 기능은 원심분리 및 스크류 프레스의 추출단계에서 고형물로부터 기름의 방출을 향상시키기 위해 콩고형물을 조절하는 것을 완성하는 것이다.
건조된 슬러리는 고중력 경사분리 원심분리기(36)로 이동되며 이 원심분리기는 펜실바니아주의 필라델피아에 있는 샤플레스디비죤 오브 펜왈트사 또는 다른 원심분리기 제조사로부터 상업적으로 얻을수 있다.
원심분리기에 공급되는 고형물은 기름이 없는 고형물을 기준으로 3 내지 4중량 퍼센트의 수분을 함유해야 한다.
응축기(38)에서 증발기(32)로부터 응축된 물은 다음 처리단계에 사용된다.
원심분리기(36)에서 얻어진 고형물은 통상 원심분리 케이크를 지칭하고 25 내지 35중량%의 기름을 함유할 것이다.
이 케이크는 스크류 프레스(40)로 옮겨지고 여기서 고형물을 압착하여 프레스 케이크의 잔여기름이 3 내지 4중량 퍼센트가 된다.
슬러리 제조탱크, 미분쇄기(26) 및 증발기(32)에서 콩고형물을 전처리 했기 때문에 압착하여 기름을 내기 위하여 스크류 프레스에 필요한 동력이 더 적어진다(전형적으로는 통상의 용매추출 전처리기술에서 콩을 압착하는데 필요한 동력은 일당 4hp metric ton인 반면 본 발명은 일당 1.5hp metric ton이다).
이 공정으로부터 얻어진 케이크는 매우 밝은 황갈색 생성물이다.
스크류 프레스(40)로부터의 기름은 프레스 기름류의 프레스 미세입자를 제거하기 위해 공급류로 원심분리기(36)로 이동된다.
원심분리기에서 하역된 기름은 슬러리 제조탱크(26)로 되돌아가거나 또는 세척탱크(44)와 연락되는 기름생성물을 위해 재순환탱크(26)으로 이동된다.
재순환탱크의 기름의 온도는 약 185 내지 200℉(85 내지 93℃)이다.
재순환탱크(42)에서의 기름 생성물은 전형적으로는 1 내지 2ppm의 인지질(원소 인을 측정)과, 칼슘, 마그네슘 및 철과 같은 미량금속을 함유한다.
재순환탱크(42)로부터 기름 생성물은 증류수 또는 응축수가 도입되는 세척탱크(44)로 연락된다.
세척탱크는 교반기(46)로 교반된다.
세척탱크(44)는 적어도 5분간 물과 기름을 보유하는 크기가 된다.
세척탱크로부터의 기름 및 물의 혼합물은 펌프(50)에 의해 원심분리기(48)로 펌프된다.
원심분리기(48)는 펜실바니아주의 필라델피아에 있는 샤플레스디비죤 오브 펜완트사로부터 상업적으로 구입가능한 삼상 고중력 수평경사분리 원심분리기(three phase high gravity horizontal decanter centrifuge), 또는 스웨덴 툼바에 있는 알파 레이벌사 또는 서독의 웨스트팔리아사에서 구입가능한 것과 같은 고중력 디스크 원심분리기로 이루어질 수 있다.
원심분리기(48)에서 분리된 물상은 물의 보충이 필요한 경우 슬러리 제조탱크(26)으로 되돌려진다.
인지질, 여러가지 비누, 녹말 및 조성이 알려지지 않은 고형물을 함유하는 원심분리기(48)에서 하역된 젖은 고형물은 스크류 프레스(40)의 공급에 배치되거나 또는 첨가될 수 있다.
기름 생성물은 전형적으로는 원심분리기로부터 여과되고 펌프(52)에 의해 물리적 정제조립체(도시되지 않음)로 펌프된다.
원심분리기(48)로부터의 기름 생성물은 혼탁도를 나타내지 않고 검출가능한 함량의 인, 칼슘, 마그네슘 및 철이 없다.
이 기름은 물리적 정제에 즉시 적용할 수 있다.
특히 제3a도 및 제3b도에 제1도 조립체에 사용된 방법이 도시되어 있다. 블록의 분쇄단계(24)에 지시된 대로 콩이 분쇄 또는 가루화된 다음에, 혼합물은 미분쇄기 및 슬러리 제조탱크에 공급된다.
블록(28)에 지시된 대로 시약이 첨가되고 블록(66)에서 물과 혼합된다. 물은 블록(66)의 증발기, 블록(72)의 탈염된 세척수 또는 보충 증류수로부터의 응축물로 이루어질 수 있고 또는 독립적으로 탈염 또는 증류된 물이 사용될 수 있다.
분쇄단계(62) 이전에 바람직하게는 기름 함유물질로부터 추출되는 기름과 같은 증류의 기름을 슬러리에 첨가하여 분쇄단계를 용이하게 하고 펌프가능한 슬러리를 제조한다.
이 기름은 바람직하게는 원심분리기(36)로부터 얻어진 재순환된 기름이다.
혼합물은 바람직하게는 슬러리 건조중량이 적어도 15% 수준의 수분을 가져야 한다.
슬러리에서 적절한 수분수준을 제공하는 것은 필요한 슬러리의 증자를 낮은 압력, 저온환경에서 할 수 있게 하기 때문에 중요하다.
슬러리는 이어서 슬러리 제조탱크(26) 및 증발기(32)에서 블록(64)대로 증자 및 가열된다(제1도).
증자단계는 여러가지 결과를 완성한다.
첫째 제1시약이 비수화성 인지질과 결합된 마그네슘 및 칼슘결합을 끊는 것을 허용하고 따라서 이들을 수화성으로 전환시키며; 둘째, 제2시약(침전제, 결합제 또는 킬레이트화제)이 얻어진 마그네슘 및 칼슘착체와 결합하는 것을 허용하여 인지질이 비수화성 형태로 전환되는 것을 차단하고 결과적으로 슬러리로부터 추출되는 기름에서 궁극적으로 미량금속의 함량을 감소시키며; 셋째, 독성 또는 독성생성물을 슬러리에서 형성할 수 있거나 또는 수화성 인지질을 비수화성 인지질로 전환되는 것을 조절할 수 있는 지질분해효소 및 우레아제 또는 기타 효소와 같은 자연적으로 발생하는 효소를 불활성화하는 것을 허용하며; 넷째, 슬러리를 살균 또는 저온살균하여 일정한 박테리아 및 곰팡이의 살균을 제공하며; 그리고 다섯째, 슬러리의 단백질을 실질적으로 불용화시킨다.
효소의 불활성화, 저온살균, 곰팡이 및 미생물을 선택적으로 무해하게 하는 것 및 독성의 파괴를 달성하기 위해서는 미리 선택된 시간, 미리 선택된 온도에서 미리 선택된 수분함량으로 슬러리를 증자해야만 한다는 것을 주목해야 한다.
본 발명은 부분 진공하에 약 99℃(210℉) 이하의 온도, 바람직하게는 20 내지 40분간 감압된 산소압에서 실시하는 것이 성공적이라는 것이 실험적으로 밝혀졌다.
그러나 낮은 온도/낮은 압력에서의 증자작업이 바람직한 결과를 달성할 수 있을 뿐만 아니라, 종래의 방법에서 사용되는 높은 온도에 의해 최종 얻어지는 기름 및 식품에 초래되는 손상을 피할 수 있다.
슬러리가 적절히 증자된 다음 증발(66)처리를 하여 여기서 물 응축물이 슬러리로부터 제거되어 슬러리 제조탱크(26)로 돌아가거나 기름이 세척탱크(44)로 하역된다.
부분적으로 증발된 슬러리는 이어서 원심분리기(36)로 연락되고(제1도) 원심분리(68)의 단계에 의해 물과 기름의 상이 분리된다.
고형물 또는 원심분리 케이크는 압착에 의해 전형적으로는 추출(70)되어 일반적으로 25 내지 35중량%의 기름을 함유한다.
추출단계에서 하역된 기름은 프레스 기름류로부터 프레스 미세입자를 제거하기 위해 원심분리단계(68)의 공급류로 이동된다.
원심분리로부터의 기름은 전형적으로는 인지질이 1 내지 2ppm이고(인으로 측정) 칼슘, 마그네슘 및 철과 같은 미량금속은 최소량이 함유된 실질적으로 향상된 원유생성물이다.
기름 생성물은 증류수 또는 응축물로 세척되고(72), 여과(74)되거나 또는 원심분리되어 물과 기름으로부터의 고형물 잔유물이 분리되고, 물리적으로 정제(76)되고, 냉각(78)되어, 마지막으로 저장(80)된다.
세척 및 여과단계에서 기름으로부터 분리된 세척수 및 고형물 잔유물은 하수처리되거나 제거된다; 달리 세척수는 슬러리 제조탱크(26)에서 일어날 수 있는 혼합단계(60)으로 되돌려 질 수 있다(제1도).
세척수는 여과될 수 있고 따라서 탈염수가 슬러리 제조탱크에 되돌려 공급될 수 있다.
세척수는 열을 보유하고 있기 때문에 또한 이점이 있으며 따라서 처리공정의 에너지 소모를 감소시킨다.
주지하는 바와 같이 최종 기름 생성물은 혼탁도가 없고 인의 함량이 매우 낮으며(보통 1PPM이하), 일반적으로 칼슘, 마그네슘 및 철의 함량이 검출되지 않는다.
추출단계(76)에서 얻어진 식품케이크(대두박)는 유용한 고단백질식품 생성물로서 분쇄(82)되어 상업적으로 적합한 생성물로 건조되고 저장(84)된다.
[콩에 대한 실시예]
본 발명을 증명하기 위하여 다음에 실험규모(bench scale)의 실시예를 실행하였다.
보통의 콩처리회사에서 얻어진 400g(건조기준)의 콩을 정선, 조쇄 및 부분 탈리하였다.
콩은 일리노이주의 다카터에 있는 카아길사 또는 다른 공급처로부터 상업적으로 구입가능하다.
콩의 대략의 성질은 다음과 같았다 :
10% 수분을 기준으로 기름 19.8%
원소 인을 측정한 인지질 4730PPM
수분 11.92%
핵산(상업적 용매)로 추출되었을 때 이들 콩의 기름은 전형적으로는 다음의 성분을 함유하였다 :
1.2% 유리지방산(FFA)
0.25% 수분
597PPM 인
상기 콩을 오하이오주의 신시내티에 있는 프록터 앤드 갬블 콤파니 및 다른 공급처로부터 상업적으로 구입가능한 반정제된 콩기름 1200ml에 혼합하였다.
이 기름의 대략 성질은 다음과 같았다.
0.3% 유리지방산
0.7 적색(Lovibond 스케일)
3.0PPM 인
오하이오주의 옴스테드 폴스에 있는 비타믹스사에서 ＂VITAMIX3600＂이라는 상품명으로 상업적으로 구입가능한 강력 혼합기에 혼합물(또는 슬러리)를 도입하였다.
슬러리를 5분간 가장 낮은 속도로 고정하여 혼합하였다.
이어서 혼합분쇄된 슬러리를 플라스크에 도입하였다.
플라스크를 밀봉한 다음 실험실 교반기에서 180RPM으로 교반하였다.
약 29인치 수은주(737mm수은주)의 진공으로 플라스크를 빨아들였다. 플라스크와 내용물은 약 99.5℃로 유지된 항은 물중탕에 침지시켰다. 플라스크를 실험실 유리응축기와 연결하여 슬러리로부터 물을 증발시켰다.
분쇄된 콩 및 콩기름의 혼합체는 약 68 내지 75℃에서 끓고 물의 실질적인 부분이 증발될 때까지 온도를 약 68 내지 75℃수준에 유지시켰다. 이점에서 온도는 급격히 상승하기 시작하고 물중탕의 온도에 점근적으로 접근하였다.
온도가 약 85 내지 90℃에 도달했을 때 진공을 제거하고 슬러리 시료를 여과지(Watman No.5)가 구비된 뷰흐너(Buechner) 깔대기에 부었다.
여과된 기름을 플라스크에 수집하였다.
약 45 내지 50중량%의 기름을 함유하고 있는 걸러진 기름케이크를 카아버(Carver) 실험실 수압프레스에 옮겨 놓고 기름케이크를 압착하여 잔유 프레스 케이크는 단지 약 10중량%의 잔유기름만을 함유하도록 하였다.
케이크로부터 분리된 기름을 여과된 기름과 혼합하였다. 전형적인 기름 시료는 다음과 같았다 :
2.5% 유리지방산
3.0 내지 3.5 적색(Lovibond 스케일)
230PPM 인
각 사전 시험으로부터의 기름을 사용하여 시험을 수회 반복하였으나 그때마다 콩 400g의 새 시료를 도입하였다. 각 시험마다 400g의 콩은 약 80g의 기름을 함유하고 프레스 케이크는 9.15중량%에서 27g의 기름을 함유하였기 때문에 본래의 콩기름은 콩으로부터 발생하는 새 기름 53g으로 희석되었다. 따라서 본래의 기름시료 1200ml (1080g)를 대체하기 위해서 인의 함량이 사용된 콩에서의 기름의 그것과 점근적으로 접근할 때까지 상기와 비슷한 다수의 시험이 필요하였다.
상기 순환을 몇회 실행한 다음의 인의 함량은 627PPM이었다. 이하에서 기재되는 본 발명의 실행에서 필요한 수의 순환을 결정하기 위해 상기 기름시료는 ＂벤치 마이크(bench mark)＂로 사용되었다.
상기 콩 400g을 사용하였고, 여기에 상기 상압적으로 구입가능한 반정제기름을 상기 비타믹스 혼합기에서 혼합시키고, 이 혼합물을 10분간 높은 속도로 고정하여 혼합 및 분쇄시켰다. 3g의 농축인산(85%)을 혼합을 시작할 때 첨가하였다.
계속해서(2분후에) 3g의 실험실 등급 시트르산나트륨을 40ml의 증류수에 첨가하였다.
혼합 슬러리에 용액을 가하고 추가적으로 8분간 혼합을 계속하였다.
혼합 분쇄된 슬러리를 교반된 플라스크에 도입하였다.
플라스크를 밀봉하고 수은주 약 5인치(127mm 수은주)의 진공을 플라스크에 가하였다.
혼합물을 90℃로 가열하였고 그 온도에서 20분간 유지시켰다. 이어서 29인치 수은주(737mm 수은주)의 진공으로 진공을 약화시켰다.
물 중탕 온도를 약 99℃로 유지시켰다.
콩 및 콩기름의 혼합체를 68 내지 75℃로 끓였다. 실질적으로 물의 부분이 증발할때까지 이 온도 수준으로 온도를 유지시켰다. 이점에서 온도가 급격히 상승하였고 점근적으로 물 중탕의 온도에 접근하였다.
온도가 약 85 내지 90℃에 도달했을 때 진공을 제거하고 슬러리 시료를 여과지(watman No.5)가 구비된 뷰흐너 깔대기에 부었다.
여과된 기름을 플라스크에 수집하였다.
약 45 내지 50중량%의 기름을 함유하는 걸러진 기름 케이크를 카이버 실험실 수압 프레스에 옮겨 넣고 기름 케이크를 압착하여 잔여 프레스 케이크는 단지 10중량%의 잔여 기름만을 함유하였다. 케이크로부터 분리된 기름을 여과된 기름과 혼합하였다.
전형적인 기름의 시료는 다음과 같았다 :
0.8% 유리지방산
3적색(Lovibond 스케일)
1 내지 2PPM 인 (인지질)
최초의 시료가 실질적으로 사라지고 도입된 콩의 후속의 양으로부터의 기름에 의해 대체될 때까지 시험을 반복하였다. 일련의 실험에서 유리지방산 함량 및 적색(Lovibond 스케일)일 점근적으로 콩에 있는 기름의 유리지방산 함량 및 적색, 즉 약 1.2%FFA 및 3적색에 접근한다는 것이 밝혀졌다.
그러나 후속의 각 기름 시료의 인지질 함량은 약 1 내지 2PPM의 인의 범위에 계속 머물렀다.
상기 시험으로부터의 콩기름의 시료1000ml를 50ml의 증류수로 세척하였고 혼합물을 강하게 혼합하고 5인치(127mm)의 진공하에 10분간 70℃로 가열하였다.
기름을 혼합한 다음에 6000배 중력에서 10분간 실험실 원심분리기에서 원심분리하였다.
이 원심분리로 실질적으로 모든 기름을 제거하였다. 물속에 백갈색 고형물 침점물이 형성되었고 침전물의 철, 칼슘 및 마그네슘 착체의 염을 측정하였다. 이 기름은 60 내지 70℃ 범위에서 사라지는 혼탁도를 가지고 있다.
기름 시료를 50℃로 냉각시키고 와트맨 제5호 여과지가 구비된 뷰흐너 깔대기로 여과하였다.
세척되고, 원심분리되고 여과된 기름 시료는 더 이상 혼탁하지 않았고 인의 함량은 0 내지 0.5PPM 범위였다(AOCS 공식방법 Ca 항 12 내지 55).
세척수는 35PPM의 인을 함유하였다.
또한 기름 시료에는 칼슘, 마그네슘, 철 또는 기타 미량 금속의 검출가능한 함량이 나타나지 않았다.
일련의 시험에서 다른 시험에서의 세척 시료는 앞의 세척 시험에서의 결과와 통계적으로 의미있는 차이를 보이지 않았고, 즉 인으로 측정하여 인지질은 거의 검출할 수 없었고(0 내지 0.5PPM 범위) 칼슘, 마그네슘 및 철과 같은 미량 금속도 검출될 수 없었다.
상기 세척된 기름 시료 1000ml를 29.5인치 수은주(750mm 수은주) 진공으로 작동되는 실험실규모 물리적 정제조립체에 도입하였다.
시료를 252℃(485℉)로 가열하고 특별한 스팀분산기를 통해 고온의 스팀을 기름 시료에 가하였다.
시료를 6.5시간동안에 물리적 정제처리를 하였다.
시료를 냉각시키고 함유성분을 측정하였다 :
0.01 내지 0.02% 유리지방산
0.00PPM 인
0.5 적색(전자 색 측정계)
0.0 과산화물
0.002% 수분
다른 일련의 시험에서 시트르산나트륨을 3g의 황산나트륨으로 대체하고 이전과 같은 처리를 하였다. 이 시험의 기름 시료는 평균 1.0 내지 2.0PPM의 인을 포함하고 있었다.
또 다른 일련의 시험에서 인산 시약을 3g의 무수아세트산으로 대체하고 시트르산나트륨 시약을 아세트산 나트륨으로 대체하였다.
또 다른 일련의 시험에서 인산 시약을 단일 수화된 시트르산 결정으로 대체하였다.
여러가지 시약을 사용한 모든 일련의 시험에서, 기름 시료는 평균 1.5 내지 3.0PPM의 인을 함유하였다. 그러나 50cc의 증류수로 세척하였을 때 인 함량은 1PPM 이하로 측정되었다.
제2도 및 제4도에 참고하여 옥수수배아에 적용가능한 본 발명이 상세히 논의될 것이다.
특히 제4도에서 본 발명은 건조된/젖은 옥수수배아 혼합물, 젖은 옥수수배아 또는 건조된 옥수수배아에 적용가능하다.
배아의 물 수준을 조절하여(100), (102) 증자하기에 적절한 배아슬러리를 얻었다. 일반적으로 혼합기에서의 물 수준은 적어도 15중량%가 되어야 한다.
기름 및 시약 화학제를 혼합하고 분쇄(104)하여 가루화된 균일한 슬러리를 형성시켰다.
시약은 콩 공정 예시에 사용된 것과 같은 시약으로 되어 있다. 슬러리를 교반하여 혼합을 완성한 다음에 약 99℃ 이하의 온도에서 부분 진공하에 미리 선택된 시간동안 가열 또는 증자(106)하였다. 증자단계는 콩처리의 증자단계와 필수적으로 같은 결과를 완성하는데 즉 칼슘 및 마그네슘 결합을 끊어서 비수화성 인지질을 수화성으로, 물이 증발될 때 전환반응 차단, 효소 불활성화, 저온살균 및 단백질 불용화를 달성한다.
증자후 슬러리를 부분증발(108)하고 원심분리기 및 여과기에 의해서 기름을 추출한다. 증발기로부터의 응축물은 저장 혼합탱크 또는 기름생성물 세척탱크에 바로 보낼 수 있다. 원심분리단계(110)로부터의 기름생성물은 제1 및 제2부분으로 분리될 수 있다. 제1부분은 슬러리 혼합탱크로 보내질 수 있다. 제2부분은 세척(112)되고, 여과 또는 원심분리(114)하여 고형물 잔유물을 제거하고 물리적으로 정제(116)하고 냉각(18)하여 식용품질을 기름으로서 저장(120)될 수 있다.
원심분리단계(112)로부터의 케이크는 추출단계(122)에 의해 더 처리되어 잔유물 기름의 실질적인 부분을 제거한다. 추출단계(112)로부터의 프레스 기름은 공급류로 원심분리단계(110)에 공급되어 기름류로부터 미세입자를 제거한다.
케이크는 이어서 가루화되고 분쇄(124)하고 건조시켜 식품생성물로서 저장된다.
[옥수수기름에 대한 실시예]
[실시예 1]
습윤 미분쇄공정에서 옥수수배아 400g(건조 기준)을 취하였다. 전형적으로는 시료는 50%의 수분을 함유하는데 즉 습윤배아 800g은 건조배아 400g 및 물 400g을 포함한다.
배아의 건조 시료는 전형적으로는 45 내지 50중량%의 옥수수기름을 함유한다.
헥산과 같은 용매를 사용하여 추출한 시료에서 제거된 옥수수기름은 전형적으로는 다음의 성질을 갖는다 :
2.7% 유리지방산
7.6 적색(Lovibond 스케일)
700PPM 인
옥수수배아 시료 400g을 뉴저지주의 엥글우드 클리프에 있는 ＂CPC 국제사＂에서 상업적으로 구입가능한 ＂MAZOLA＂라는 상표의 정제, 표백 및 탈취된 옥수수기름 1200ml와 혼합하였다.
마졸라 옥수수기름의 대략 성질은 다음과 같다 :
Figure kpo00001
% 유리지방산
0.3적색(Lovibond 스케일)
3PPM 인
슬러리를 비타믹스 슈퍼 3600 혼합기(주 : 이 실시예에 사용된 실험실 장비는 상기 콩에 대한 실시예에 기재된 것과 같은 것이다)의 혼합 및 분쇄공정에 도입하였다.
3g의 농축(85%)인산을 혼합물에 첨가하고 슬러리를 비타믹스의 최저 속도로 고정하여 2분간 최초 혼합하였다. 이어서 슬러리를 최고 속도로 고정하여 10분간 분쇄하였다.
혼합 및 분쇄된 슬러리를 플라스크에 도입하였다. 플라스크를 밀봉한후 약 29인치(737mm)수은주의 진공으로 플라스크를 감압하였다. 물 중탕 온도는 95 내지 100℃로 유지시켰다.
분쇄된 옥수수배아 및 옥수수기름의 혼합물을 실질적으로 모든 물이 증발될 때까지 약 68 내지 75℃로 가열하였다. 이점에서 온도는 급격히 상승하여 물 중탕의 온도에 접근적으로 접근하였다. 슬러리의 온도가 85내지 90℃에 도달했을 때 진공을 제거하고 슬러리 시료를 여과지(와트맨 제5호)가 구비된 뷰흐너 깔대기에 부었다.
여과된 기름을 플라스크에 수집하였다. 약 45 내지 50중량%의 기름을 함유한 기름 여과 케이크를 카아버 실험실 수압 프레스에 옮겨 넣고 기름 케이크를 압착하여 잔여 프레스 케이크는 단지 약 10중량%의 잔여 기름만을 함유하도록 하였다. 케이크로부터 분리된 기름을 여과된 기름과 혼합하였다. 전형적인 기름 시료는 다음과 같았다.
2.5% 유리지방산
3.0 내지 3.5적색(Lovibond 스케일)
1 내지 2PPM 인
각 시험에서 400g의 옥수수배아(건조기준)은 200g의 기름을 함유하는 것이 사용되었다.
프레스 케이크가 아직 10중량% 잔여 기름 함량의 기름 22g을 함유하였기 때문에, 최초의 마졸라 옥수수기름 시료를 옥수수배아로부터 발생한 새 기름 178g으로 희석시켰다.
1200ml(또는 약 1080g)의 최초 마졸라 옥수수기름을 대체하기 위해 상기한 것과 유사한 수회의 시험이 필요하였다.
각 시험은 이전 시험으로부터 기름 1200ml를 사용하였다.
최초의 마졸라 시료가 실질적으로 없어질때까지 또 도입된 옥수수배아의 후속의 양으로부터의 기름에 의해 대체될 때까지 시험을 반복하였다. 일련의 시험에서 유리지방산 함량 및 적색(Lovibond 스케일)은 배아기름의 유리지방산 함량 및 적색, 즉 약 2.7중량%의 유리지방산 및 3 내지 3.5적색에 점근적으로 접근하였다.
그러나 각각의 후속 기름 시료의 인지질 함량은 인으로 측정하여 약 1 내지 2PPM 범위 이내로 계속 머물러 있었다.
거의 15회의 후속시험 이후에 유리지방산 및 적색은 더 이상 변하지 않았다. 그러나 시료의 인지질 함량은 인으로 1 내지 2PPM 범위내로 유지되어 변화가 없었다.
다른 일련의 시험에서 3g의 농축 인산시약(85%) 및 3g의 시트르산나트륨 시약을 첨가하였다. 이들 시험으로부터의 시료도 또한 1 내지 2PPM의 인의 함량을 나타내었다. 제조된 기름시료는 약간 혼탁하였다.
옥수수녹말로부터 옥수수배아를 분리하는 존재하는 방법으로는 전형적으로는 2 내지 12중량%의 녹말이 배아에 남는 것을 막을 수 없기 때문에, 이 혼탁도는 일반적으로 옥수수배아와 함께 이동된 미쇄된 비수화성 녹말입자가 존재하는 옥수수기름을 만드는 이 분야의 기술에 기인한다.
시험으로부터의 옥수수기름 시료 1000ml를 50g의 증류수로 세척하였다. 저속으로 고정된 비타믹스혼합기를 사용하여 세척 용액을 기름 시료로 격렬하게 혼합하였다. 혼합후 기름을 원심분리 하였다. 형성된 침전 및 기름은 더 이상 혼탁하지 않았다.
세척하고 조용히 따라낸 기름 시료는 실질적으로 모든 인지질을 제거되어 인의 함량은 0 내지 0.5PPM범위(AOCS 공식방법 Ca 항 12 내지 55)로 측정되었다.
또한 시료는 검출가능한 함량의 칼슘, 마그네슘 또는 철 및 기타 미량 금속이 나타나지 않았다.
일련의 시험에서 다른 시험으로부터의 세척 시료는 이전의 세척시료의 결과와 정지적으로 의미있는 차이를 보이지 않았는데, 즉 인으로 측정된 인지질은 거의 검출할 수 없었고(0 내지 0.5PPM 범위) 칼슘, 마그네슘 및 철과 같은 미량 금속도 또한 검출되지 않았다.
[실시예 2]
제2도를 참조하면 평균적으로 50중량%의 물을 함유하는 젖은 옥수수배아를 2000 1bs./hr(908kg/hr)로 처리하는 용량을 갖춘 중간규모 공장(128)을 작동시켜 고품질의 옥수수기름을 제조하였다. 시스템에 최초 부하된 것은 CPC 국제사에 의해 제조된 반정제 기름인데 대략 성질은 다음과 같았다 : 0.25% 유리지방산, FAC 적색 2 내지 3,20PPM인.
사용된 옥수수배아의 본래의 옥수수기름의 성질은 상기 실시예에 기재되어 있다.
제2도는 중간규모 공장의 설비를 나타낸다.
측정 및 변속가능한 스크류 콘베이어(130)를 조절하여 젖은 배아를 약 2000 1bs/hr(908kg/hr)로 시스템에 공급하였다. 젖은 배아를 슬러리 제조탱크(132)에 도입하였다.
이 제조탱크(132)를 옥수수기름으로 부분적으로 채웠다. 최초 출발시 탱크를 상기한 반정제 기름을 함유하는 탱크에 요구되는 필요수준까지 채웠다.
공정을 작동시키자마자 기름의 일부가 원심분리기(134)에서 분리되었고 스크류 프레스(136)는 다음에 기재하는 바와 같이 슬러리 제조탱크로 재순환되었다.
정지상태 조건하에 약 3.5중량부의 기름 대 1중량부의 건조 옥수수배아 고형물의 슬러리 조성이 유지되도록 슬러리 제조탱크(132)의 기름의 양을 유지시켰다.
슬러리 제조탱크로부터의 슬러리를 펌프하여 고정 해머 미분쇄기형(도시되지 않음)을 통과시켰는데 이 미분쇄기는 미네소타주의 미니어폴리스에 있는 베펙스사로부터 상업적으로 구입가능하고 레히쯔분해기(Rietz disintegrator)로 알려져 있다. 이 해머 미분쇄기로 +20 메시 10중량%, +40메시 82중량%의 분포로 입자를 분립하였다.
분립된 입자로 된 슬러리를 펌프하여 증발기(138)로 이동시켰다. 공급 슬러리의 온도는 약 150℉(66℃)이었고; 공급속도 3500 1bs./hr(1589kg/hr)의 기름에 현탁된 분립된 젖은 옥수수배아의 공급속도는 2000 1bs./hr(908kg/hr)이었다.(약 12GPM 또는 54.6분당 리터).
증발기(138)는 단일 효과 강하막(falling film) 증발기였다. 관에서 적절히 막을 형성하고 좋은 열전달 조건을 유지하기 위해 증발기(138)의 슬러리를 최고의 흐름속도로 관에 재순환시켰다. 증기 분위기에서 약 25인치(635mm) 수은주의 진공으로 증발기를 작동시켰다.
증기의 온도는 약 150℉(66℃)였고; 배출시 슬러리의 온도를 190 내지 210。F(88 내지 99℃)로 유지시켰다. 증발기에서 슬러리의 보유시간이 10 내지 30분 범위가 되도록 배출시의 슬러리 수준을 유지시켰다.
증발기의 배출구로부터의 건조 슬러리를 수평경사분리형 원심분리기(134)로 펌프하였다. 원심분리기에서 고형물의 최적 분리를 위해 기름이 없는 고형물을 기준으로 측정된 고형물에서 3 내지 4중량%의 수분을 유지시켰다.
원심분리 케이크의 기름 함량은 35 내지 55중량% 범위에 있었다. 이어서 이 원심분리 케이크를 스크류프레스(136)에서 압착하여 실질적으로 잔여기름을 분리하였다.
프레스 케이크에 남아있는 기름은 전형적으로는 4 내지 6중량% 범위에 속하였다. 프레스로부터의 기름을 공급류로 원심분리기(136)에 가하여 배럴형 프레스에서 기름 하역개구를 통해 기름에 들어온 미세입자를 분리하였다.
원심분리기로부터의 기름을 재순환 탱크로 이동시켜 그곳으로부터 3500 1bs./hr(1589kg/hr)로 기름을 슬러리 제조탱크로 되돌려 보내어 공정을 계속하고 474 1bs./hr(215kg/hr)로 기름을 기름 생성물로서 펌프해냈다.
시험을 진행시키면서 최초 부하된 기름을 옥수수배아로부터 발생한 기름으로 대체하였고 지방산 함량은 약 2.7 내지 3.0중량% 그리고 적색은 로비본드 스케일로 3에 접근하였다.
일련의 시험에서 희석된 아황산(약 0.1N)을 약 0.5GPM(2.27분당 리터)의 속도로 원심분리기의 공급류에 첨가하였다. 기름 시료는 약 6PPM의 인(인으로 측정된 인지질)을 포함하는 것으로 나타났다.
또 다른 일련의 시험에서 85%의 농축 인산을 5 1bs./hr(2.268kg/hr)로 슬러리 제조탱크에 가하였다. 원심분리기로부터의 기름 시료는 전형적으로는 인의 평균 함량이 1 내지 2PPM이었다.
또 다른 일련의 시험에서 희석된 인산용액을 0.5GPM(2.27분당 리터)로 원심분리기 공급에 주입하였다. 이 희석 용액은 5 1bs.(2.268kg)의 농축(85%) 인산을 250 1bs.(113.25kg)의 물에 혼합하여 만들었다. 원심분리기에서 하역된 기름 시료의 인의 함량은 평균 4 내지 8PPM이었다.
또 다른 일련의 시험에서 85% 농축인산은 5 1bs./hr(2.268kg/hr)로 그리고 시트르산나트륨을 5 1bs./hr(2.268kg/hr)로 슬러리 제조탱크에 첨가하였다. 시료의 인은 1 내지 2PPM을 나타내었다.
세개의 별개의 일련의 시험에서의 기름 시료를 증류수로 세척하였다.
기름 시료는 1000ml로 측정되었다. 세척수 및 기름 시료를 5분간 혼합기에서 격렬하게 혼합시키고 이어서 원심분리하였다. 원심분리된 기름에서 취해진 시료를 여과시켰다. 여과된 시료는 혼탁도를 보이지 않았고 인함량은 인으로 측정하여 1PPM 이하로 측정되었다.
앞에서와 같이 기름의 인의 함량은 AOCS 공식방법 Ca 12 내지 15에 따라 측정하였다. 이 시료는 칼슘, 마그네슘 및 인이 없는 것으로 측정되었다.
바람직한 구체예를 참조하여 본 발명을 기재하였다. 본 명세서를 읽고 이해하면 수정 및 변경이 명백히 가능하다. 첨부된 청구범위 또는 그의 균등의 범위내에서 그러한 모든 수정 및 변경을 포함하는 것이 우리의 의도이다.

Claims (82)

  1. 하나의 시약을 기름 함유물질에 첨가하여 혼합물을 형성시키는 단계; 기름 함유물질로부터 추출되는 기름을 상기 혼합물에 첨가하여 슬러리를 형성시키는 단계; 상기 슬러리를 얼마동안 가열하는 단계; 그리고 이어서 상기 슬러리부터 기름을 추출하는 단계로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 콩, 옥수수 등과 같은 기름 함유물질로부터 기름을 추출하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가열단계 이전에 상기 슬러리에 물을 첨가하는 단계; 그리고 상기 기름 추출단계 이전에 상기 슬러리로부터 물을 증발시키는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 하나의 시약에 의해서 상기 슬러리로부터 추출된 기름에서 인지질 함량을 줄이는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 하나의 시약에 의해서 상기 슬러리로부터 추출된 기름에서 미량 금속의 함량을 줄이는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 추출단계는 상기 슬러리로부터 기름을 추출하여 기름 함유 케이크를 형성시키는 단계; 그리고 이어서 상기 기름 함유 케이크로부터 추가적으로 기름을 추출하여 기름이 없는 케이크를 형성시키는 단계로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 기름이 없는 케이크를 건조시키는 단계 및 분쇄시키는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 가열단계 이전에 상기 슬러리를 가루화시키는 단계 및 균일하게 혼합하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 기름 함유물질에 기름을 첨가하여 슬러리를 형성시키는 단계; 상기 슬러리의 건조중량의 15%의 수분 수준이 달성되도록 상기 슬러리에 물을 첨가하는 단계; 감압된 산소압에서 부분적 진공하에 99℃ 이하의 온도까지 상기 슬러리를 가열하는 단계; 그리고 이어서 상기 슬러리로부터 기름을 추출하는 단계로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기름 함유물질로부터 기름을 추출하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 기름 함유물질을 가루화하여 그의 입경을 조절하는 단계; 그리고 상기 슬러리를 교반하여 균일하게 혼합시키는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 가열단계 다음에 상기 슬러리로부터 물을 응축시키는 단계; 그리고 상기 응축된 물을 상기 물의 첨가단계로 되돌려 보내 상기 슬러리로 재순환시키는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제8항에 있어서, 기름 함유물질로부터 추출되는 기름에서 인지질의 함량을 줄이는 제1시약을 상기 슬러리에 첨가하는 단계; 그리고 기름 함유물질로부터 추출된 기름에서 미량 금속의 함량을 줄이는 제2시약을 상기 슬러리에 첨가하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 추출단계는 상기 슬러리로부터 기름을 추출하여 기름 함유 케이크를 형성시키는 단계; 이어서 상기 기름 함유 케이크로부터 추가적으로 기름을 추출하여 기름이 없는 케이크를 형성시키는 단계; 상기 추출된 기름을 물로 세척하는 단계; 그리고 상기 세척된 추출기름으로부터 물을 분리하는 단계로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 세척된 추출기름의 제1부분을 상기 기름 첨가단계로 되돌려 보내 재순환시키는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 세척된 추출기름의 제2부분을 살균하여 기름의 저장안정성을 향상시키는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 세척된 추출기름의 제2부분을 건조시켜 기름의 저장안정성을 향상시키는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기 세척된 추출기름의 제2부분을 물리적으로 정제하여 식용품질의 기름을 제조하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 물리적 정제의 단계는 추출된 기름의 제2부분을 산소가 배제된 진공조건하에 250℃의 온도까지 가열하는 단계; 그리고 동시에 상기 추출된 기름의 제2부분에 스팀을 분무하는 단계로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 기름 함유물질로부터 추출된 기름의 인지질 함량을 줄이는 제1시약을 조쇄·탈피된 기름 함유물질에 첨가하여 혼합물을 형성시키는 단계; 기름 함유물질로부터 추출되는 기름을 상기 혼합물에 첨가하여 슬러리를 형성시키는 단계; 상기 슬러리를 교반하여 상기 제1시약, 상기 기름 및 상기 물과 상기 기름 함유물질을 완전히 혼합시키는 단계; 상기 슬러리를 가열하는 단계; 그리고 이어서 상기 슬러리로부터 기름을 추출하는 단계로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 콩, 옥수수와 같은 기름 함유물질로 식용유를 추출하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 가열단계 다음에 상기 슬러리로부터 물을 제거하는 단계; 상기 슬러리로부터 추출된 기름을 물로 세척하는 단계; 세척된 기름으로부터 물을 제거하는 단계; 그리고 상기 제거된 물을 상기 물의 첨가단계에 재순환시키는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제18항에 있어서, 기름 함유물질로부터 추출된 기름에서 미량 금속함량을 줄이는 제2시약을 상기 기름함유 물질에 첨가하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제18항에 있어서, 상기 가열단계는 부분진공하에 감압된 산소압에서 99℃ 이하의 온도로 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제19항에 있어서, 상기 세척단계 다음에 상기 기름을 물리적으로 정제하여 식용품질의 기름을 제조하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 식용유를 기름 함유물질에 첨가하여 슬러리를 형성시키는 단계; 상기 슬러리에 존재하는 선택된 효소를 불활성화시키는 단계; 상기 슬러리를 저온 살균하는 단계; 그리고 이어서 상기 슬러리로부터 기름을 추출하는 단계로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 콩, 옥수수 등과 같은 기름 함유물질로부터 식물성기름을 추출하는 방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 슬러리에 존재하는 선택된 곰팡이 및 미생물을 무해하게 하는 단계; 그리고 상기 슬러리에 존재하는 독소를 파괴하는 단계를 포함하고, 상기 무해화단계와 파괴단계는 상기 추출공정이전에 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제23항에 있어서, 상기 슬러리를 살균하는 단계가 포함되고, 상기 살균단계는 상기 추출단계 이전에 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제23항에 있어서, 상기 슬러리에서 상기 기름 함유물질을 가루화하여 그의 입경을 조절하는 단계; 그리고 상기 슬러리를 교반하여 그를 완전히 혼합시키는 단계가 포함되고, 상기 가루화 단계와 교반단계는 상기 불활성화 단계이전에 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제26항에 있어서, 상기 불활성단계 이전에 상기 기름 함유물질에 물을 첨가하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제23항에 있어서, 상기 슬러리에서 단백질을 불용화시켜서 슬러리에서의 기름이 그것으로부터 용이하게 분리되도록 하는 단계가 포함되고, 상기 불용화단계는 추출단계 이전에 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제23항에 있어서, 불활성화 단계는 99℃ 이하의 온도까지 슬러리를 가열하는 단계; 그리고 동시에 상기 슬러리에 부분 진공을 가하는 것으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제29항에 있어서, 상기 불활성화 단계는 감압된 산소압에서 일어나는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제23항에 있어서, 상기 슬러리에서 모든 비수화성 인지질을 수화성 인지질로 전환시키는 단계가 포함되고, 상기 전환단계는 추출단계 이전에 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 제23항에 있어서, 상기 슬러리에서 미량 금속을 격리하는 단계가 포함되고, 상기 격리단계는 상기 추출단계 이전에 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 조쇄, 탈피된 콩에 물을 첨가하여 혼합물을 형성시키는 단계; 상기 혼합물에 콩기름을 첨가하여 슬러리를 형성시키는 단계; 상기 슬러리를 교반하여 콩물질과, 상기 콩기름 및 상기 물을 완전히 혼합시키는 단계; 부분진공하에 99℃ 이하의 온도까지 상기 슬러리를 가열하는 단계; 그리고 이어서 상기 슬러리로부터 콩기름을 추출하는 단계로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 콩으로부터 콩기름을 제조하는 방법.
  34. 제23항에 있어서, 콩으로부터 추출된 기름의 인지질 함량을 줄이는 제1시약을 교반단계전에 상기 콩물질에 첨가하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 제34항에 있어서, 상기 제1시약은 (CH3CO)2O, HOOCCH2C(OH) (COOH)-CH2COOH-H2O, HCl, KCl, NaCl, NaOH, Na2HPO4,KH|2PO4,H3PO4,H2SO4,Na2B4O7및 NH2CH2COOH로 구성된 군에서 선택된 하나의 물질로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  36. 제33항에 있어서, 콩으로부터 추출된 기름의 미량 금속함량을 줄이는 제2시약을 상기 혼합물에 첨가하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  37. 제36항에 있어서, 상기 제2시약은 NaCl, NaC2H3O2,Na3C6H5O7-2H2O, Na2SO4,NaHSO4,Na3PO4,|(HOOCCH2)2NCH2CH2N(CH2COOH)2,NaF, Na2C2O4,Na2C4H4O6-2H2O, Na2CO3,|및 Na4P2O7로 구성된 군에서 선택된 하나의 물질로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  38. 제33항에 있어서, 계면활성제 또는 단백질로 설계된 제3시약을 상기 혼합물에 첨가하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  39. 제38항에 있어서, 상기 제3시약은 에톡실화 지방알코올, 올레일아민, 카세인, 판크레아틴, 콩단백질 및 나트륨 비누로 구성된 군에서 선택된 하나의 물질로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  40. 제33항에 있어서, 상기 추출된 기름을 물로 세척하는 단계; 상기 세척된 추출기름으로부터 물을 제거하는 단계; 그리고 상기 세척된 추출기름을 건조시키는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  41. 제40항에 있어서, 상기 세척된 추출기름을 이어서 물리적으로 정제하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  42. 제33항에 있어서, 상기 교반단계동안 가루화하여 상기 슬러리의 입경을 조절하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  43. 제33항에 있어서, 상기 추출단계는 상기 슬러리로부터 콩기름을 추출하여 기름 함유 케이크를 형성시키는 단계; 그리고 이어서 상기 기름 함유 케이크로부터 추가적으로 콩기름을 추출하여 기름이 없는 케이크를 형성시키는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  44. 제43항에 있어서, 상기 기름이 없는 케이크를 건조시키는 단계; 그리고 상기 건조된 기름이 없는 케이크를 가루화하여 콩식품을 형성시키는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  45. 젖은 옥수수배아 물질에 옥수수기름을 첨가하여 슬러리를 형성시키는 단계; 상기 슬러리를 교반하여 상기 옥수수배아 및 상기 옥수수기름을 완전히 혼합시키는 단계; 부분 진공하에 상기 슬러리를 99℃ 이하까지 가열하는 단계; 그리고 이어서 상기 슬러리로부터 옥수수기름을 추출하는 단계로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 옥수수배아로부터 옥수수기름을 제조하는 방법.
  46. 제45항에 있어서, 상기 옥수수배아 물질로부터 추출된 기름이 인지질 함량을 줄이는 제1시약을 상기 혼합물에 첨가하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  47. 제46항에 있어서, 상기 제1시약은 (CH3CO)2O, HOOCCH2C(OH) (COOH)-CH2COOH-H2O, HCl, KCl, NaCl, NaOH, Na2HPO4, KH2PO|4,H3PO4, H2SO4,Na2B4O7및 NH2CH2COOH로 구성된 군에서 선택되는 하나의 물질로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  48. 제45항에 있어서, 상기 교반단계동안 가루화하여 상기 슬러리의 입경을 조절하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  49. 제45항에 있어서, 옥수수배아로부터 추출된 기름의 미량 금속의 원소의 함량을 줄이는 제2시약을 상기 혼합물에 첨가하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  50. 제49항에 있어서, 상기 제2시약은 NaCl, NaC2H3O2,Na3C6H5O7-2H2O, Na2SO4, NaHSO4, Na3PO4,(HOOCCH2)2NCH2CH2N(CH2COOH)2,NaF, Na|2C2O4,Na2C4H4O6-2H2O, Na2CO3및 Na4P2O7으로 구성된 군에서 선택된 하나의 물질로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  51. 제45항에 있어서, 계면활성제 또는 단백질로 설계된 제3시약을 상기 혼합물에 첨가하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  52. 제51항에 있어서, 상기 제3시약은 에톡실화 지방알코올, 올레일아민, 카제인, 판크레아틴, 콩단백질 및 나트륨 비누로 구성된 군에서 선택된 하나의 물질로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  53. 제45항에 있어서, 상기 추출된 기름을 물로 세척하는 단계; 상기 세척된 추출기름으로부터 물을 제거하는 단계; 그리고 상기 세척된 추출기름을 건조시키는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  54. 제53항에 있어서, 이어서 상기 세척된 추출기름을 물리적으로 정제하는 추가적인 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  55. 제45항에 있어서, 상기 추출단계는 상기 슬러리로부터 옥수수기름을 추출하여 기름 함유 케이크를 형성시키는 단계; 그리고 이어서 상기 기름 함유 케이크로부터 추가적으로 옥수수기름을 추출하여 기름이 없는 케이크를 형성시키는 단계로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  56. 제55항에 있어서, 상기 기름이 없는 케이크를 건조시키는 단계; 그리고 상기 건조된 기름이 없는 케이크를 가루화하여 옥수수식품을 형성시키는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  57. 소정의 입경으로 기름 함유물질을 분쇄하기 위한 분쇄기; 물질과, 추출된 기름에서 인지질의 양을 줄이는 시약 및 기름 함유물질로부터 추출되는 기름을 혼합시켜 슬러리를 형성시키기 위한 혼합기; 상기 슬러리에서 단백질을 불용화시키기 위해, 또 상기 슬러리에서 인지질을 수화시키기 위해 소정의 온도에서 소정의 시간동안 슬러리를 증자하기 위한 증자기; 그리고 기름 함유 케이크를 남기도록 슬러리로부터 기름을 추출하기 위한 분리기로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기름 함유물질로부터 기름을 추출하기 위한 조립체.
  58. 제57항에 있어서, 기름 함유 케이크를 압착하기 위한 프레스가 포함되는 것을 특징으로 하는 조립체.
  59. 제57항에 있어서, 상기 증자된 슬러리로부터 물농도를 감소시키기 위한 증발기가 포함되는 것을 특징으로 하는 조립체.
  60. 기름 함유물질, 인지질 감소제, 미량 금속감소제 및 슬러리를 형성시키기 위하여 기름 함유물질로부터 추출되는 기름의 혼합물을 혼합시키기 위한 혼합기 장치; 소정의 시간동안 99℃ 이하의 온도에서 슬러리를 증자하는 증자장치; 그리고 슬러리로부터 기름을 추출하는 장치로 구성되어 있는 특징으로 하는 기름 함유물질로부터 기름을 추출하기 위한 저온도 시스템.
  61. 비수화성 인지질을 수화성 인지질로 전환시켜 물질의 비수화성 인지질로 분리하기 위해 물질과 소정의 시약을 혼합시키는 단계와, 이어서 그 물질로부터 기름을 추출하는 단계로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기름 함유물질로부터 인지질이 낮은 기름을 추출하기 위한 방법.
  62. 제61항에 있어서, 수화성 인지질이 비수화성 인지질로 전환되는 것을 방지하기 위해 물질과 격리제를 혼합하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  63. 기름 함유물질 또는 기름 함유물질의 혼합물에 하나의 시약을 첨가하여 혼합물을 형성시키는 단계; 상기 혼합물에 기름을 첨가하여 슬러리를 형성시키는 단계; 상기 슬러리를 가열하는 단계; 그리고 상기 슬러리로부터 격리적으로 기름을 추출하는 단계로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 콩, 옥수수 등, 또는 그들의 혼합물인 기름 함유물질로부터 기름을 추출하는 방법.
  64. 제63항에 있어서, 상기 가열단계 이전에 상기 슬러리에 물을 첨가하는 단계; 그리고 상기 추출단계 이전에 상기 슬러리로부터 물을 증발시키는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  65. 제63항에 있어서, 상기 하나의 시약은 상기 슬러리로부터 추출된 기름에서 인지질의 함량을 줄이는 것을 특징으로 하는 방법.
  66. 제63항에 있어서, 상기 하나의 시약은 상기 슬러리로부터 추출된 기름에서 미량 금속의 함량을 줄이는 것을 특징으로 하는 방법.
  67. 제63항에 있어서, 상기 추출단계는 상기 슬러리로부터 기름을 추출하여 기름 함유 케이크를 형성시키는 단계; 그리고 이어서 상기 기름 함유 케이크로부터 추가적으로 기름을 추출하여 기름이 없는 케이크를 형성시키는 단계로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  68. 제67항에 있어서, 상기 기름이 없는 케이크를 건조후 분쇄시키는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  69. 제63항에 있어서, 상기 가열단계 이전에 상기 슬러리를 가루화한 후 균일하게 혼합하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법
  70. 제63항에 있어서, 기름 혼합물을 추출하기 이전에 상기 슬러리에 항산화제를 첨가하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  71. 제63항에 있어서, 기름 혼합물 추출이전에 상기 슬러리에 에멀션화제 및 계면활성제를 첨가하여 기름 혼합물에 식품성을 제공하는 것을 특징으로 하는 방법.
  72. 옥수수배아에 물을 첨가하여 혼합물을 형성시키는 단계; 상기 혼합물에 옥수수기름을 첨가하여 슬러리를 형성시키는 단계; 상기 슬러리를 교반하여 상기 옥수수배아물질, 상기 물 및 상기 옥수수기름을 완전히 혼합시키는 단계; 부분진공하에 99℃ 이하의 온도까지 상기 슬러리를 가열하는 단계; 그리고 이어서 상기 슬러리로부터 옥수수기름을 추출하는 단계로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 젖은 옥수수배아, 건조된 옥수수배아 및 옥수수배아 혼합물로부터 옥수수기름을 제조하는 방법.
  73. 제72항에 있어서, 상기 옥수수배아물질로부터 추출된 기름의 인지질 함량을 줄이는 제1시약을 상기 혼합물에 첨가하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  74. 제73항에 있어서, 상기 제1시약은 (CH3CO)2O, HOOCCH2C(OH) (COOH)-CH2COOH-H2O, HCl, KCl, NaCl, NaOH, Na2HPO4,KH|2PO4,H3PO4, H2SO4,Na2B4O7및 NH2CH2COOH로 구성된 군에서 선택된 하나의 물질로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  75. 제72항에 있어서, 상기 교반단계동안 가루화하여 상기 슬러리의 입경을 조절하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  76. 제72항에 있어서, 옥수수배아로부터 추출된 기름의 미량 금속의 함량을 줄이는 제2시약을 상기 혼합물에 첨가하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  77. 제76항에 있어서, 상기 제2시약은 NaCl, NaC2H3O2, Na3C6H5O7-2H2O, Na2SO4,NaHSO4, Na3PO4, (HOOCCH2)2NCH2CH2N(CH2COOH)2,NaF, Na|2C2O4, Na2C4H4O6-2H2O, Na2CO3및 Na4P2O7으로 구성된 군에서 선택된 하나의 물질로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  78. 제72항에 있어서, 계면활성제 또는 단백질로 설계된 제3시약을 상기 혼합물에 첨가하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  79. 제78항에 있어서, 상기 제3시약은 에톡실화 지방알코올, 올레일아민, 카제인, 판크레아틴, 콩단백질 및 나트륨 비누로 구성된 군에서 선택된 하나의 물질로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  80. 제72항에 있어서, 상기 추출된 기름을 물로 세척하는 단계; 상기 세척된 추출기름으로부터 물을 제거하는 단계; 상기 세척된 기름을 건조시키는 단계; 그리고 이어서 상기 세척된 추출기름을 물리적으로 정제하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  81. 제72항에 있어서, 상기 추출단계는 상기 슬러리로부터 옥수수기름을 추출하여 기름 함유 케이크를 형성시키는 단계; 그리고 이어서 상기 기름 함유 케이크로부터 추가적으로 옥수수기름을 추출하여 기름이 없는 케이크를 형성시키는 단계로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  82. 제81항에 있어서, 상기 기름이 없는 케이크를 건조시키는 단계; 그리고 상기 기름이 없는 케이크를 가루화하여 옥수수식품을 형성시키는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
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