NO116647B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for opparbeidelse av residuer som inneholder fosfatider og olje.

Foreliggende oppfinnelse vedrører opparbeidelse av residuer som inneholder fosfatider og olje.

I foreliggende patent skal uttrykket

«fosfatider» foruten fosfatider som sådanne, forståes å omfatte deres spaltningspro-dukter og andre slimaktige bestanddeler,

som normalt inneholdes i rå animalske og

vegetabilske oljer. Uttrykket «såpestokk»

skal bety en olje-i-vann emulsjon, som

inneholder en såpe og fettbestanddeler.

Særlig omfatter den materiale som fåes

ved alkaliraffinering av en animalsk eller

vegetabilsk olje, og som vanligvis betegnes

som såpestokk. I dette kravs beskrivelse

skal det sistnevnte materiale betegnes som

«såpestokk» fra alkaliraffinering».

Ved alkaliraffinering av en animalsk

eller vegetabilsk olje behandles vanligvis

den rå olje, som inneholder forurensninger,

som f. eks. fosfatider, med vandig alkali ved

en kontinuerlig- eller charge-prosess for å

forsåpe de fri fettsyrer som er tilstede i

oljen. Behandlingen resulterer i en raffi-nert oljefase og en vandig fase, som er

såpestokken fra alkaliraffineringen. Såpestokk fra alkaliraffinering inneholder de

forsåpete fettsyrer, endel olje og eventuelle

forurensninger, innbefattet fosfatider, som

er tilstede i den uraffinerte olje. Den ut-skilles vanligvis fra den raffinerte olj ef ase

ved avsetning i en charge-prosess, eller ved

sentrifugering i en kontinuerlig prosess.

De totale fettbestanddeler i såpestokken fra alkaliraffinering varierer i henhold til den type av prosesser som anvendes

for alkaliraffinering av oljen, og i henhold

til den spesielle olje som raffineres, og kan

gå opp til 65 %. Det er derfor ønskelig å gjenvinne disse fettbestanddeler. For å oppnå dette behandles vanligvis såpestokken fra alkaliraffineringen med en syre, som f. eks. svovelsyre, og det behandlete materiale gis anledning til å avsette seg, således at der dannes et lag bestående av en blanding av nøytral olje og fettsyre, vanligvis betegnet som en «sur-olje», og et vandig lag som inneholder mesteparten av de ikke ønskete forurensninger, som opprinnelig var tilstede i oljen.

Når fosfatider er tilstede, som ved såpestokk fra alkaliraffinering av de fleste animalske og vegetabilske oljer, har det imidlertid vist seg at ved behandling med syre dannes en emulsjon av vann-i-olje typen. En slik emulsjon fra behandling av såpestokk fra alkaliraffinering av oljer kan være overordentlig stabil i mange tilfelle, og adskillelsen av den sure olje og den vandige fase kan ta meget lang tid. En emulsjon som fåes ved ansyring av såpestokken fra alkaliraffineringen av rå jordnøttolje, kan f. eks. være meget stabil, og kan motstå forsøk på å spalte den opp, selv når den kokes med syre. Dette problem blir mere aktuelt og vanskelig når oljen stammer fra materialer av dårlig kvalitet, som jordnøtter av dårlig kvalitet, da slike oljer inneholder en stor mengde fosfatider.

Et annet materiale som behandles i oljeindustrien er slike materialer som inneholder vann, frie fettbestanddeler og fosfatider, og som vanligvis betegnes som bunnsats (foots). Dette er residuer som oppsamles ved bunnen av oljelagringstan-ken, og også i sumptanker og utskillings-tanker i oljebehandlingsfabrikker. Slik bunnsats som vanligvis inneholder tilstrek-kelige fettbestanddeler i form av nøytral olje og fettsyre at gjenvinningen kan bli økonomisk, er vann-i-olje emulsjoner, som inneholder en betydelig mengde fosfatider, og tilstedeværelsen av disse forhindrer at emulsjonene skiller seg i en fettbestanddel-fase og en vandig fase, selv etter henstand i lang tid. Vanligvis utvinnes fettbestanddelene fra denne bunnsats ved at den kokes med en syre, som f. eks. svovelsyre, men den behandlete emulsjon må stå i lang tid før der finner sted noen nevneverdig ad-skillelse eller separering av fasene. I mange tilfelle har det vist seg umulig å oppnå ad-skillelse selv ved koking med syre. En såpestokk kan fåes fra denne bunnsats ved å la fettsyrene og eller nøytraloljen i den reagere med vandig alkali, eller ved tilsetning av vandig såpe. En slik såpestokk skal i det følgende' betegnes som en «såpestokk fra bunnsats».

Et annet materiale, som man har å gjøre med i oljebehandlingsindustrien er det som vanligvis betegnes som «lecitinslam», som dannes som et biprodukt ved våt-destillasjon av den micella som fås ved oppløsningsmiddel-ekstraksjon av oljer fra oljeholdige materialer. Slikt slam består prinsipalt av vann med en betydelig mengde fosfatider og enkelte fettbestanddeler bestående av nøytral olje og fettsyrer. Mengden av fettbestanddeler i dette slam er tilstrekkelig til å bevirke at utvinningen er ønsket ut fra et økonomisk synspunkt. Som følge av mengden av fosfatider i materialet er denne utvinning imidlertid vanskelig, selv når materialet kokes med vann eller med fortynnet syre. En såpestokk kan fås fra dette slam ved å la fettsyren og/ eller nøytraloljen i det reagere med vandig alkali, eller ved å tilsette vandig såpe til den. En slik såpestokk skal i det følgende betegnes som «såpestokk fra lecitinslam».

Det har nå vist seg at utskillelsen av fettbestanddeler fra spaltet såpestokk, som inneholder fosfatider, kan oppnås i løpet av forholdsvis kort tid ved å dispergere et protein i såpestokken før den spaltes med syre.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for behandling av såpestokk som inneholder fosfatider, og omfatter det arbeidstrinn at et protein disper-geres i såpestokken før spaltningen av såpestokken med en syre, og den resulterende blanding gis anledning til å avsette seg i et fettbestanddel-lag og et vandig lag.

Mengden av protein som er nødvendig for å oppnå en tilfredsstillende og forholds-

vis hurtig utskillelse, varierer med typen av proteinet og den behandlete såpestokk. I de fleste tilfelle er minimumsmengden av protein som er nødvendig for å frembringe en nevneverdig effekt, av størrelsesorden 0,01 % basert på vekten av behandlet materiale.

Det kan også være at utskillelseshas-tigheten er avhengig av mengden av fosfatider i blandingen, idet jo lavere fosfatid-innholdet er, jo kortere blir tiden som kreves for utskillelsen.

Såpestokken kan være en såpestokk fra alkaliraffinering av en avslimet eller ikke-avslimet olje, såpestokk fra bunnsats eller en såpestokk fra lecitinslam. Den optimale mengde av såpe som bør være til stede i en såpestokk for å tillate dispergering av proteinet varierer fra tilfelle til tilfelle, bero-ende på utgangsmaterialet hvorfra såpestokken stammer. Den optimale mengde i hvilken som helst charge av utgangsmaterialet kan fastslåes ved forsøk.

Fortrinnsvis skal der tilsettes tilstrekkelig syre for å sikre et overskudd av syre i det vandige lag som dannes etter avsetningen, slik at der sikres en fullstendig spaltning av såpen. Den nøyaktige mengde av overskudd av syre er ikke av avgjørende betydning, da der fåes gode utskillelser, f. eks. i tilfelle av at der anvendes kasein, når forholdet mellom ekvivalentene av syre til total alkalimengde (innbefattet såpe) er 1,01 som når dette forhold er 1,25.

Syren er fortrinnsvis svovelsyre, skjønt der også kan anvendes andre syrer, som saltsyre, salpetersyre, fosforsyre, eddiksyre, sitronsyre og oksalsyre.

Proteinet kan være kasein, jordnøtt-protein, soyaprotein, blodalbumin, eller plasma, egg-albumin eller gelatin, hvilke proteiner kan anvendes som sådanne.

Av disse proteiner foretrekkes kasein, og det kan anvendes i form av et kaseinat, som f. eks. natriumkaseinat. Om ønskes kan kasein anvendes i form av skummet melk eller melkepulver. Istedenfor å anvendes som sådant kan proteinet anvendes i form av et slimstoff, som fremstilles ved å blande et mel som inneholder protein, med ets-natronoppløsning, f. eks. i mengder av 5 g mel til 20 cm<3> 0,1 N etsnatronoppløsning. Når proteinet er tilsatt i blanding med alkali som etsnatron, behøver det ikke å være nødvendig å forbehandle materialer som bunnsats og lecitinslam med alkali, hvis den ønskete mengde av såpe dannes under tilsetningen. Hensiktsmessige melsorter er blodmel, sildemel, kjøtt- og benmel, hval-kjøttmel, hvalkjøtt- og benmel, hvitt fiske-mel og ekstrahert jordnøttmel. Opphakkete eller oppdelte jordnøtter kan også anvendes istedenfor ekstrahert jordnøttmel. Mellom 0,05 og 0,3 %, basert på vekten av blandingen, av proteinet som sådant eller av natriumkaseinat kan anvendes med gode resultater, mens der i tilfelle av mel opp-nåes gode resultater med 0,5 % mel basert på vekten av såpestokk.

Damp kan innføres i blandingen som fås fra ansyringstrinnet for å lette adskillelsen av fettbestanddeler fra den vandige fase. Dampmengden som anvendes er imidlertid mindre enn i det tilfelle hvor der ikke er tilstede noe protein. Blandingen kan også omrøres før avsetningen for å lette avsetningen.

Et slimstoff som inneholder fosfatidet og proteinet, sannsynligvis i form av en kompleksforbindelse, vandrer under adskillelsen av blandingen etter ansyringen til grenseflaten mellom fettbestanddelene og den vandige fase. Det har vist seg at dette slimstoff undertiden kan tilsettes til en ytterligere mengde av såpestokk som skal behandles i henhold til oppfinnelsen, med gode resultater. Imidlertid er det en grense for antallet av ganger som dette slimstoff kan anvendes påny.

Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse kan fordelaktig anvendes i kombinasjon med den fremgangsmåte for oppspaltning av såpestokk som er beskrevet i det britiske patentskrift nr. 719 472. Sistnevnte fremgangsmåte består i å be-handle vandige såpeoppløsninger for å få fettbestanddeler fra disse ved å blande den vandige såpeoppløsning med en sur sub-stans på en slik måte at man unngår noen vesentlig dannelse av sure såper. I det ve-sentlige alle vann-i-olje emulsjonens klum-per som er dispergert i den resulterende blanding, oppspaltes herved, således at blandingen omdannes til en olje-i-vann dispersjon, i hvilken fettfasen er adskilt fra den vandige fase. Når denne sistnevnte utførelsesform for oppfinnelsen utføres med kasein som protein, kan der anvendes så lite som 0,05 vektsprosent av kasein, basert på vekten av det behandlete materiale for på en effektiv måte å bevirke adskillelsen av den sure olje fra den vandige fase etter ansyringstrinnet.

Tilstedeværelsen av proteinet forenkler innføringen av syren i såpestokken. Like-ledes vil fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gi en renere olje enn der hittil er blitt oppnådd ved slutten av utskillelsestrinnet.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av de følgende eksempler:

Eksempel 1:

En såpestokk med 40 % totale fettbestanddeler ble fremstillet ved å blande følg-ende bestanddeler:

20 % såpe fra jordnøttfettsyrer

20 % jordnøttolje som inneholder 2 %

fosfatider basert på vekten av oljen.

60 % vann.

50 g av denne såpestokk ble behandlet med 50 % svovelsyre inntil blandingen var sur likeoverfor metylorange. Der ble dannet en vann-i-olje emulsjon som ikke ble spaltet selv etter 24 timer.

En oppløsning som inneholder 2,5 g kasein i 100 ml 0,1 N natriumhydroksydopp-løsning ble tilsatt til charger på 50 g av såpestokken i mengder av 1, respektive 2, 4 og 20 ml svarende til 0,05, 0,10, 0,20 og 1 % kasein. Hver charge av såpestokken ble behandlet med 50 % svovelsyre, inntil den var sur likeoverfor metylorange, og der ble notert den tid som var nødvendig for hver serie av blandingen før den ble spaltet. De følgende resultater ble oppnådd:

Eksempel 2:

En serie av forsøk av lignende art som de som ble utført i eksempel 1 ble foretatt med en såpestokk av lignende art som den som ble anvendt i eksempel 1, med unn-tagelse av at jordnøttoljebestanddelen inneholdt 45 % fosfatider istedenfor 2 %. Det viste seg at tilstedeværelsen av 0,05 %— 0,5 % kasein bevirket at blandingen ved ansyringen skilte seg i løpet av 20 minutter. I dette tilfelle syntes den laveste konsentrasjon av kasein å være like effektiv som den høyeste konsentrasjon.

Eksempel 3:

30 g av en såpestokk fra en jordnøtt-olje fra et vanlig teknisk oljeraffinerings-anlegg, som inneholdt 1,08 % fosfatider beregnet som lecitin, og med totalt innhold av fettbestanddeler på 55,8 %, ble fortynnet med 20 cm:! vann. Til hver prøve ble det tilsatt varierende mengder av en oppløs-ning som inneholdt 1 g kasein i 100 ml 0,1 N natriumhydroksydoppløsning, og meng-dene var slik at man fikk de prosent-mengder av kasein i såpestokken som er anført nedenfor. Tilsetningen ble utført mens såpestokken ble holdt ved 90° C på et dampbad. Hver prøve ble derpå ansyret med tilstrekkelig 50 % svovelsyre for å gi en pH mellom 1 og 2 i det vandige lag etter utskillelsen. Utskillelsen av sur olje fra den resulterende vandige fase, er anført i den følgende tabell:

Disse resultater viser at endog en konsentrasjon av 0,02 % kasein utøvet en tyde-lig virkning på utskillelsestiden, og at en konsentrasjon av 0,1 % eller mere var nød-vendig for å oppnå en virkelig hurtig utskillelse av oljen.

Eksempel 4:

Der ble fremstillet 6 charger av såpestokk, som hver besto av 30 g såpestokk av den art som ble anvendt i eksempel 3 blandet med 20 g vann. Til hver charge ble der respektivt tilsatt 0,3 %, basert på vekten av såpestokken, av de fem proteiner som er anført i den nedenstående tabell 3, og proteinet ble tilsatt i form av en 1 % oppløs-ning i 0,1 N natriumhydroksydoppløsning. Hvert protein ble godt blandet med hver charge av såpestokk, og hver charge ble derpå tilsatt ca. 40 % overskudd av 10 N svovelsyre, og opphetet til 80° C på et dampbad, hvorpå den fikk henstå. Måten den sure olje skiller seg fra den vandige fase på etter ansyringen ble iakttatt, og utskillelsestiden ble notert. De følgende resultater ble oppnådd:

Disse resultater viser at jordnøtt, soyaprotein og blodalbumin ved en konsentrasjon av 0,3 % er like så effektiv ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen som kasein. Eggalbumin er ikke så effektiv.

Eksempel 5:

En syvende charge, som var fremstillet som i eksempel 4, ble behandlet som ovenfor angitt under anvendelse av 0,3 % gelatin som protein. Proteinet ble anvendt som sådant og ikke i form av en natrium-hydroksydoppløsning. Oljen skilte seg ikke så hurtig som når proteiner ble anvendt som i eksempel 4. Imidlertid utskiltes 100 % olje i løpet av 2 timer, og oljen var meget klar.

Eksempel 6:

Slim av hver av de proteininnholdige melsorter som er anført i tabell 4 nedenfor, ble fremstillet ved å male 5 gr mel med 5 x 20 cm<:i> varm 0,1 N natriumhydroksyd-oppløsning. De 5 deler ble forenet så der erholdtes 5 % slim.

Syv charger av såpestokk ble fremstillet ved å blande 150 g av såpestokken i henhold til eksempel 3 med 85 cm<:i> vann.

15 cm3 av de respektive 5 % melslim ble tilsatt til hver charge av såpestokk, således at man fikk en konsentrasjon av 0,5 % mel beregnet på såpestokken. Blandingene ble opphetet på et dampbad til 80° C, og derpå ble det tilsatt 20,75 cm<3> 10,12 N svovelsyre til hver blanding, og dette svarte til et 10 % syreoverskudd. Blandingene ble igjen

dampopphetet og man lot dem henstå på dampbadet med leilighetsvis svak omrøring for å lette utskillelsen. De følgende resultater ble oppnådd:

Eksempel 7:

Et forsøk av lignende art som det som er beskrevet i eksempel 6 ble utført under anvendelse av oppdelte eller opphakkete jordnøtter istedenfor med et proteinmel. 30 cm3 av det 5 % opphakkete jordnøttslim ble tilsatt til chargen av såpestokk, således at man fikk en konsentrasjon av 1,0 % jordnøtt beregnet på såpestokken. For-øvrig var fremgangsmåten som beskrevet i eksempel 6. Den omtrentlige prosentmessige oljeutskillelse var 60 % i 0,25 timer og 80 % i 0,5—0,75 timer.

Eksempel 8:

22,6 liter av en oppløsning av 2,03 kg kasein i 0,5 N natriumhydroksydoppløsning ble innført i en beholder som inneholdt 5,080 kg palmeoljebunnsats. Konsentrasjo-nen av kasein i blandingen var 0,04 %. Under tilsetningen ble temperaturen holdt ved 95° C ved hjelp av frisk damp som ble innført i beholderen og denne damp tjente til å omrøre blandingen. 12,26 kg 78 % svovelsyre, svarende til en konsentrasjon av 0,32 vektprosent av den anvendte bunnsats ble tilsatt. Etter at blandingen hadde fått anledning til å avsette seg i 6 timer fikk man et oljeutbytte svarende til ca. 90 % av de totale fettstoffbestanddeler. Uten kasein ville utbyttet av olje svare til ca. 80 % av de totale fettstoffbestanddeler etter avsetning i 12 timer. Ennvidere er den utvundne olje som fåes ved fremgangsmåten ifølge dette eksempel bedre med hensyn til kvalitet og kan lettere blekes med blekejord.

Analoge fremgangsmåter, som den som er beskrevet i dette eksempel kan anvendes med bunnsats som stammer fra palmekjer-nejordnøttolje-blandinger, linolje, rapsfrø-olje og andre oljer, og også med blandete oljesumpavskumninger, som fåes i oljebe-handlingsanlegg.

Eksempel 9:

Dette eksempel viser anvendelsen av pulverformete proteiner ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Prøver på 150 g såpestokk fra jordnøtt-olje fra et vanlig teknisk oljeraffinerings-anlegg, som inneholdt 1,08 vektsprosent fosfatider, beregnet som lecitin, og som oppviste et totalt innhold av fettbestanddeler på 55,8 %, ble hver fortynnet med 100 cm<:i> vann. Til hver prøve med unntagel-se av en, ble der tilsatt 0,45 g av en av de nedenfor anførte proteiner. Proteinet ble tilsatt i form av et pulver, og den tilsatte mengde var 0,3 %, basert på vekten av såpestokken. Hver prøve som inneholdt en av de nedenfor anførte proteiner, og den som ikke inneholdt noe protein, ble omrørt med frisk damp i 2—3 min. 18,9 ml 20,12 N svovelsyre ble derpå tilsatt til hver blanding, og blandingen opphetet med frisk damp. Prøvene fikk anledning til å avsette seg på et dampbad. I hvert tilfelle ga det resulterende vandige lag en bestemt sur reaksjon, og den overskytende syre ble i hvert tilfelle beregnet til ca. 0,5 %. Man fikk da følgende resultater:

Blodalbumin er det vanskelig å opp-løse selv i 0,1 N etsnatronoppløsning. Det er derfor mulig at den langsommere utskillelse i dette eksempel enn i de tilfeller hvor der ble anvendt andre proteiner, skyldtes at pulveret ikke ble oppløst i noen stor ut-strekning i såpestokken.

Eksempel 10: 350 g linolje bunnsats og 350 g varmt vann ble dampet ved friskdampinnføring. 200 cm'<!> 3 N etsnatronoppløsning, som er en alkalimengde noe i overskudd utover den mengde som kreves for å nøytralisere det fri fettsyreinnhold i blandingen, ble tilsatt, og den på denne måte dannete såpe ble bragt i oppløsning ved dampning. Der ble tilsatt 1 g kasein, og dampningen fortsatt for å sikre dispergeringen av kaseinet. Der ble derpå tilsatt tilstrekkelig 78 % svovelsyre, inntil der var tilstede et svakt overskudd. Dampningen ble derpå stoppet, og massen gitt anledning til å avsette seg. Etter en time var det utskilt 225 g olje, eller 60 % av den opprinnelige vekt. Denne ble fjernet og resten lot man stå over natten, og da ble der utvunnet ytterligere 50 g olje, som ga et totalutbytte på 80 %.

Eksempel 11:

ble behandlet på lignende måte som i eksempel 10 under anvendelse av 200 cm<3 >varmt vann, 40 cm<3> 3 N etsnatron og 0,5 g kasein.

Etter henstand over natten ble utvun-

net 37 g olje eller 80 % av den mengde som opprinnelig var tilstede.

Claims (6)

1. Framgangsmåte for opparbeidelse av residuer som inneholder fosfatider og olje, som bunnsats, lecitinslam, eller såpestokk fra alkaliraffinering, med syrer, karakterisert ved at man i tilfelle residuet ikke inneholder såpe, danner såpe ved hel eller delvis forsåpning av oljebestanddelene eller til-setter vandig såpe, hvoretter det inndisper-geres et protein, og blandingen spaltes med syre, og sjiktet som inneholder fettstoffe-ne, skilles fra det vandige sjikt.

2. Framgangsmåte som angitt i påstand 1, karakterisert ved at mengden av protein ikke er mindre enn 0,01 %, fortrinnsvis mellom 0,05 og 3 %, basert på vekten av behandlet materiale.

3. Framgangsmåte som angitt i påstand 1—2, karakterisert ved at der tilsettes tilstrekkelig syre for å sikre et overskudd av syre i den vandige fase som dannes etter avsetningen.

4. Framgangsmåte som angitt i påstand 1—3, karakterisert ved at proteinet er i form av et slim framstilt ved å blande et mel, som inneholder proteinet, med et vandig alkali.

5. Framgangsmåte som angitt i påstand 4, karakterisert ved at mengden av mel som anvendes er 0,5 %, basert på vekten av behandlet materiale.

6. Framgangsmåte som angitt i en av påstandene 1—5, karakterisert ved at proteinet er jordnøttprotein eller kasein.