RU2625676C1 - Способ экстракции жирных кислот из растительных масел - Google Patents
Способ экстракции жирных кислот из растительных масел Download PDFInfo
- Publication number
- RU2625676C1 RU2625676C1 RU2016115282A RU2016115282A RU2625676C1 RU 2625676 C1 RU2625676 C1 RU 2625676C1 RU 2016115282 A RU2016115282 A RU 2016115282A RU 2016115282 A RU2016115282 A RU 2016115282A RU 2625676 C1 RU2625676 C1 RU 2625676C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oil
- extraction
- temperature
- alcohol
- fatty acids
- Prior art date
Links
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 title claims abstract description 39
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 title claims abstract description 39
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 title claims abstract description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 title claims abstract description 20
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 title claims abstract description 20
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 135
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 107
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims abstract description 96
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 claims abstract description 94
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 9
- 230000032798 delamination Effects 0.000 abstract description 21
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 abstract 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 26
- 239000002600 sunflower oil Substances 0.000 description 25
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 24
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 235000019486 Sunflower oil Nutrition 0.000 description 21
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 10
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 10
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 9
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 8
- 235000021588 free fatty acids Nutrition 0.000 description 7
- 241000208818 Helianthus Species 0.000 description 6
- 235000003222 Helianthus annuus Nutrition 0.000 description 6
- 239000004006 olive oil Substances 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N palmitic acid group Chemical group C(CCCCCCCCCCCCCCC)(=O)O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000004299 exfoliation Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 description 1
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- PBAYDYUZOSNJGU-UHFFFAOYSA-N chelidonic acid Natural products OC(=O)C1=CC(=O)C=C(C(O)=O)O1 PBAYDYUZOSNJGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N dodecanoic acid ester group Chemical class C(CCCCCCCCCCC)(=O)O POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical class CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000014593 oils and fats Nutrition 0.000 description 1
- 235000008390 olive oil Nutrition 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11C—FATTY ACIDS FROM FATS, OILS OR WAXES; CANDLES; FATS, OILS OR FATTY ACIDS BY CHEMICAL MODIFICATION OF FATS, OILS, OR FATTY ACIDS OBTAINED THEREFROM
- C11C1/00—Preparation of fatty acids from fats, fatty oils, or waxes; Refining the fatty acids
- C11C1/02—Preparation of fatty acids from fats, fatty oils, or waxes; Refining the fatty acids from fats or fatty oils
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11B—PRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
- C11B7/00—Separation of mixtures of fats or fatty oils into their constituents, e.g. saturated oils from unsaturated oils
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Fats And Perfumes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к масложировой промышленности. Способ извлечения жирных кислот из растительного масла включает в себя экстракцию жирных кислот из растительного масла этанолом, их смесь при этом переводят в эмульгированное состояние при температуре в диапазоне от 25°С до 70°С с последующим расслаиванием эмульсии на две несмешивающиеся жидкие фазы. Массовое отношение спирта к маслу принимают разным по значениям в зависимости от выбранной температуры, а именно: при температуре от 25°С, но не выше 30°С массовое отношение спирта к маслу принимают от 0,78:1 до 0,89:1, при температуре от 30°С, но не выше 40°С - от 0,44:1 до 0,89:1, при температуре от 40°С, но не выше 50°С - от 0,56:1 до 1,62:1, при температуре от 50°С, но не выше 60°С - от 0,56:1 до 2:1, при температуре от 60°С, но не выше 70°С - от 0,56:1 до 9:1, при 70°С - от 0,32:1 до 18:1. Изобретение позволяет сократить продолжительность одностадийной экстракции до 0,5 часа и ниже, а также упростить проведение многостадийной экстракции с более глубокой очисткой. 1 з.п. ф-лы, 7 ил., 9 табл., 6 пр.
Description
Изобретение относится к технологии органических веществ, в частности к способам извлечения свободных жирных кислот из растительных масел.
Известен способ выделения жирных кислот из масел щелочной нейтрализацией жирных кислот водными растворами щелочей [Технология переработки жиров, под. Ред. С. Арутюняна и др. М.: Пищепромиздат, 1988, с. 45-46].
Недостатком известного способа является то, что он включает несколько стадий (смешение, нагрев, расслаивание, разделение), часть из которых занимает продолжительное время - до 6-8 часов. Кроме того, в результате образуется соапсток, содержащий мыла, которые дополнительно необходимо перерабатывать в полезные продукты, что удлиняет цикл производства.
Известен способ очистки жидких масел и жиров при смешивании масла (жира) с водой, химическим и нейтрализующим агентами, последующим перемешиванием и отделением продуктов взаимодействия от масла (жира), при этом в качестве химического агента используют флокулянт (патент RU №2144561,20.01.2000).
Недостатком известного способа является длительность одного цикла очистки. Способ включает множество стадий (смешение, перемешивание с агентом, перекачивание, отстаивание смеси), при которых только стадия отстаивания составляет 4-6 часов.
Известен способ очистки масел с помощью введения в него активированного инициатора кристаллизации, выдержку и отделения примесей с помощью фильтра (патент RU №2505593, 10.05.2012).
Недостатком известного способа является многостадийный процесс охлаждения в кристаллизаторах, совокупное время процесса составляет более 7 часов.
Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ экстракции жирных кислот из растительного масла этанолом [Mohshen-Nia М., Khodayari A. De-acidification of sunflower oil by solvent extraction: (Liquid+liquid) equilibrium data at T=(303,15 and 313,15) K // J. Chem. Termodynamics. No.8, 2008. 1325-1329 p.]. Согласно способу проводят экстракцию при температуре 303,15 К (30°С) и 313,15 К (40°С), в течение 14 часов и более (включая перемешивание и расслоение), содержание олеиновой кислоты от 0% и до 13,074%, отношение спирта к маслу от 21,6:1 до 23,0:1. Данный способ принят за прототип.
Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемого способа - способ извлечения жирных кислот из растительных масел экстракцией этанолом при температуре 30°С-40°С.
Недостатками известного способа, принятого за прототип, являются:
- длительность времени выполнения одного цикла экстракции - более 14 часов;
- отсутствие какой-либо свободы в выборе отношения спирта к маслу при экстракции, узкий диапазон их соотношений;
- ограниченность фактических данных только по экстракции олеиновой кислоты;
- трудность осуществления многоступенчатой экстракции по причине длительности осуществления каждого цикла.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение - сокращение продолжительности одностадийной экстракции до 0,5 часа и ниже, упрощение осуществления многостадийной экстракции с более глубокой очисткой.
Поставленная задача была решена за счет того, что в известном способе извлечение жирных кислот из растительных масел выполняют экстракцией этанолом при температуре 30°С-40°С, согласно изобретению экстракцию проводят в смеси растительного масла и этанола, переведенных в эмульгированное состояние с последующим разделением эмульсии на две жидкие фазы расслаиванием, при этом интервал температур, при выборе температуры выполнения экстракции увеличивают от 25°С до 30°С и от 40°С до 70°С и массовое отношение спирта к маслу принимают разным в зависимости от температуры, а именно: при температуре от 25°С, но не выше 30°С массовое отношение спирта к маслу принимают от 0,78:1 до 0,89:1, при температуре от 30°С, но не выше 40°С - от 0,44:1 до 0,89:1, при температуре от 40°С, но не выше 50°С - от 0,56:1 до 1,62:1, при температуре от 50°С, но не выше 60°С - от 0,56:1 до 2:1, при температуре от 60°С, но не выше 70°С - от 0,56:1 до 9:1, при 70°С - от 0,32:1 до 18:1.
Целесообразнее при осуществлении экстракции в две и более стадии массовое отношение спирта к маслу принимать по значению ближе к началу интервала, соответствующего выбранной температуре.
Признаки заявляемого технического решения, отличительные от прототипа - экстракцию проводят в смеси растительного масла и этанола, переведенных в эмульгированное состояние, с последующим разделением эмульсии на две жидкие фазы; интервал температуры, при которой выполняют экстракцию, увеличивают от 25 до 30°С и от 40°С до 70°С; при температуре от 25°С, но не выше 30°С массовое отношение спирта к маслу принимают от 0,78:1 до 0,89:1; при температуре от 30°С, но не выше 40°С от 0,44:1 до 0,89:1; при температуре от 40°С, но не выше - 50°С от 0,56:1 до 1,62:1; при температуре от 50°С, но не выше 60°С - от 0,56:1 до 2:1; при температуре от 60°С, но не выше 70°С - от 0,56:1 до 9:1; при 70°С - от 0,32:1 до 18:1; при осуществлении экстракции в две и более стадии массовое отношение спирта к маслу принимают по значению ближе к началу интервала, соответствующего выбранной температуре.
Благодаря сочетанию факторов проведения экстракции в смеси растительного масла и этанола, таких как переведение смеси в эмульгированное состояние, использование большего диапазона температур 25°С-70°С и широкий выбор интервалов массовых отношений спирта к маслу в зависимости от температуры, сокращается в несколько раз время, необходимое для извлечения жирных кислот из растительного масла, с 14 часов, предусмотренных прототипом, до 0,5 часа и ниже за одну стадию экстракции.
При температурах, ниже 25°С время расслаивания системы значительно возрастает во всем диапазоне отношений спирта к маслу (от нескольких часов до нескольких суток), что делает процесс экстракции длительным и такое понижение температуры становится нецелесообразным.
Увеличение температуры выше 70°С не дает существенных дополнительных преимуществ при экстракции, так как диапазон оптимальных отношений спирта к маслу остается практически равным диапазону при 70°С. Но при этом давление насыщенного пара этанола возрастает, особенно вблизи температуры кипения этанола (tкип=78,4°C), что повышает вероятность воспламенения паров спирта и, соответственно, возрастают требования к герметичности экстракционных аппаратов.
Выбор температуры осуществляется исходя из производственных возможностей, экономических затрат на экстракцию и исходя из требований к глубине очистки масла. При низких температурах минимальны энергетические затраты, однако, диапазон допустимых значений отношения спирта к маслу узок (при сохранении продолжительности экстракции менее 0,5 ч). Такой режим целесообразен при проведении грубой очистки масла. При высоких температурах энергетические затраты больше, однако, возможно использование широкого диапазона отношений спирта к маслу, что позволяет выбрать условия для достижения высокой степени очистки масла за одну стадию (более 80%) или более глубокой очистки при небольшом количестве стадий в многоступенчатом режиме экстракции. Последний вариант целесообразен при необходимости качественной очистки масла от свободных жирных кислот.
Диапазоны отношений спирта к маслу выбраны в соответствии с целью минимизации времени расслаивания, не превышающим 25-30 минут. Однако при отношениях спирта к маслу менее 0,22:1 система этанол-масло остается гомогенной, не расслаивающейся, и по этой причине экстракция становится неосуществимой. Предельная граница при высоких отношениях спирта к маслу выбрана, исходя из целей сокращения времени расслаивания до 25-30 минут, что приобретает смысл при температурах менее 70°С. Но при температуре 70°С верхняя граница диапазона отношений совпадает с границей перехода системы в гомогенное состояние (переход системы в гомогенное состояние осуществляется при отношении спирта к маслу 18,83:1), при котором экстракция не возможна.
Для удобства выбора значений массового отношения спирта к маслу общий диапазон температур разделен на более узкие интервалы.
Чем больше избыток спирта по отношению к маслу при экстракции, т.е. чем больше значение массового отношения спирта к маслу, тем выше степень извлечения жирных кислот из масла в спиртовую фазу при экстракции за одну стадию. Поэтому возможность повысить массовое отношение спирта к маслу до технически целесообразного предела полезно для технологии. Этот предел при каждой температуре обусловлен временем прохождения стадии расслаивания эмульсии масла и спирта. Заявляемые интервалы массовых отношений спирта к маслу установлены в соответствии с временем стадии расслаивания, не превышающим 25-30 минут.
Возможность резкого сокращения времени экстракции позволяет упростить проведение экстракции в две и более стадии, т.е. в форме последовательного многоциклового процесса. При осуществлении экстракции в две и более стадии массовое отношение спирта к маслу принимают по значению ближе к началу интервала, соответствующего выбранной температуре. В этом случае глубина очистки растительного масла от жирных кислот может быть в больших пределах, например, от 10% мас., в исходном масле до 0,34% мас., в продукте после трех циклов экстракции.
Предлагаемый способ поясняется чертежами, представленными на фиг. 1-7.
На фиг. 1-6 приведены экспериментальные зависимости времени расслаивания эмульсии подсолнечного масла и этанола от массового отношения этанола к маслу (n:1, где n - варьируемая величина) при температурах 25°С, 30°С, 40°С, 50°С, 60°С, 70°С, соответственно.
На фиг. 7 приведена зависимость времени расслаивания от высоты слоя расслаивающейся эмульсии для системы подсолнечное масло-этанол с участием технического препарата олеиновой кислоты (10% мас., в исходном масле), при 70°С.
Для обоснования оптимальных режимов осуществления экстракции жирных кислот из растительного масла были проведены экспериментальные исследования с подсолнечным и оливковым маслами, содержащими примеси олеиновой, пальмитиновой, стеариновой и лауриновой кислот, включая индивидуальные жирные кислоты и их смеси (производство фирм ЗАО «Вектон», Acros Organics, Sigma-Aldrich). Для введения в качестве примесей в масла использовали олеиновую кислоту технической квалификации (производство фирмы АО «Реахим»). В ее составе по данным газовой хроматографии содержатся жирные кислоты: олеиновая - 63,4% мас., линолевая - 9,6% мас., пальмитиновая - 6,2% мас., пальмитолеиновая -7,8% мас., стеариновая - 3,7% мас., другие компоненты - 9,3% мас. Олеиновую кислоту технической квалификации использовали в основной части экспериментов по оптимизации режимов процесса экстракции, т.к. ее поведение дает представление об экстракции смеси жирных кислот.
Кроме газовой хроматографии для определения содержания жирных кислот в масляной и спиртовой фазах, в том числе суммы жирных кислот, использовали также метод титрования (определение кислотного числа по ГОСТ Р 52110-2003 Масла растительные. Метод определения кислотного числа).
Важной характеристикой процесса экстракции является константа равновесия (коэффициент распределения) жирной кислоты kЖК между несмешивающимися жидкими фазами этанола и растительного масла:
где ССпирт и СМасло - концентрации жирной кислоты в спиртовой и масляной фазах соответственно.
Теоретически предопределено и экспериментально подтверждено, что значения kЖК Для одной и той же системы постоянны при изменении концентраций жирных кислот (в известных пределах), но зависят от природы жирной кислоты и спирта, а также температуры. Значения kЖК ряда жирных кислот для систем подсолнечное масло - этанол и оливковое масло - этанол при 70°С приведены в таблице 1.
При разных условиях экстракции эффективный (фактический) коэффициент распределения жирной кислоты между спиртовой и масляной фазами kэф ЖК может оказаться по значению ниже kЖК или, в лучшем случае, приближается к нему. Поэтому эффективность экстракции можно оценить по отношению kэф ЖК : kЖК. Экспериментальные данные, отражающие эффективность экстракции олеиновой кислоты технической квалификации в системе подсолнечное масло - этанол при 70°С приведены в таблице 2. В таблицу 2 включены также такие показатели экстракции, как степень извлечения жирных кислот из масла в спиртовую фазу и остаточная массовая концентрация жирных кислот в масле после экстракции, достигнутые при массовом отношении спирта к маслу 7:1.
Только в условиях эмульгирования удалось достигнуть 80,6% полноты экстракции, затратив на процесс при 70°С около 10 минут, включая 1 минуту на эмульгирование и 8-9 минут на расслаивание. При этом продолжительность нахождения смеси в эмульгированном состоянии вполне достаточна для прохождения процесса экстракции олеиновой кислоты технической квалификации из масла в спиртовую фазу.
При других температурах достижение высокой эффективности экстракции оказалось также возможным, но продолжительность стадии расслаивания, зависящей от массового отношения спирта к маслу, возрастает с понижением температуры экстракции.
В таблице 3 приведены значения времени расслаивания, мин; степени извлечения олеиновой кислоты технической квалификации из масла в спиртовую фазу, %; эффективных коэффициентов распределения жирных кислот kЖК при экстракции, достигнутых при разных температурах и одном и том же массовом отношении спирта к маслу 7:1.
Во всем диапазоне исследованных температур удается осуществить экстракцию жирных кислот из масла в спиртовую фазу, кроме температуры 25°С, но время расслаивания эмульсии масла и этанола существенно возрастает с понижением температуры. В то же время эксперименты показали, что при каждой температуре существуют некоторые интервалы массовых соотношений спирта к маслу, при которых продолжительность стадии расслаивания эмульсии масла и спирта минимальна.
Экспериментальные зависимости времени расслаивания эмульсии подсолнечного масла и этанола от массового отношения спирта к маслу (1:n, где n - варьируемая величина) при температурах 25°С, 30°С, 40°С, 50°С, 60°С, 70°С приведены на фиг. 1-6.
Интервалы массового отношения этанола к маслу сужаются по мере понижения температуры. Если принять за предельно допустимое время расслаивания 25-30 минут, то соответствующие интервалы массового отношения спирта к маслу становятся: при температуре от 25°С, но не выше 30°С массовое отношение спирта к маслу принимают от 0,78:1 до 0,89:1, при температуре от 30°С, но не выше 40°С - от 0,44:1 до 0,89:1, при температуре от 40°С, но не выше 50°С - от 0,56:1 до 1,62:1, при температуре от 50°С, но не выше 60°С - от 0,56:1 до 2:1, при температуре от 60°С, но не выше 70°С - от 0,56:1 до 9:1, при 70°С от 0,32:1 до 18:1.
Сокращение допустимого предела массового отношения спирта к маслу понижает возможную степень извлечения жирных кислот из масла за одну стадию.
Оптимизация интервалов массовых отношений спирта к маслу при экстракции проведена для препарата технической олеиновой кислоты (63,4% мас., по основному веществу). Но приведенные примеры с другими жирными кислотами подтверждают возможность принимать решения по выбору режима процесса экстракции по аналогии с экстракцией технической олеиновой кислоты, содержащей существенную примесь других жирных кислот.
Дополнительное влияние на время расслаивания эмульсии масла в спиртовой фазе оказывает также высота слоя расслаивающейся эмульсии. На фиг. 7 приведена зависимость времени расслаивания от высоты слоя расслаивающейся эмульсии для смеси подсолнечного масла с этанолом с участием технического препарата олеиновой кислоты (10% мас., в исходном масле), при 70°С. При увеличении высоты слоя расслаивающейся эмульсии с 10 до 100 мм время расслаивания возросло с 0,5-0,6 мин до 1,2-1,3 мин.
Возможность осуществления заявляемого изобретения подтверждается следующими примерами.
Пример 1.
Одноступенчатая экстракция олеиновой кислоты технической квалификации (ОлКтех) из подсолнечного масла с разным содержанием свободных жирных кислот.
Осуществлено несколько вариантов экстракции олеиновой кислоты технической квалификации из подсолнечного масла при разном содержании ОлКтех в масле:
1) Масло - 4,5 г, ОлКтех - 0,115 г (2,5% мас.);
2) Масло - 4,5 г, ОлКтех - 0,237 г (5,0% мас.);
3) Масло - 4,5 г, ОлКтех - 0,500 г (10% мас.);
4) Масло - 4,5 г, ОлКтех - 0,794 г (15% мас.);
5) Масло - 4,5 г, ОлКтех - 1,125 г (20% мас.);
6) Масло - 4,5 г, ОлКтех - 1,500 г (25% мас.);
7) Масло - 4,5 г, ОлКтех - 1,929 г (30% мас.).
Условия экстракции были одинаковы для указанных вариантов: количество этанола в каждом варианте равно 31,5 г, соответственно массовое отношение спирта к маслу 7:1, температура 70°С, продолжительность эмульгирования 1 мин при интенсивности перемешивания, характеризующейся Re=8100. Экстракцию проводили в сосудах с площадью поперечного сечения 5,73 см2. Содержание ОлКтех в масляной и спиртовой фазах определяли по кислотному числу (по ГОСТ Р 52110-2003). Результаты экстракции, полученные в ходе выполнения разных вариантов, обобщены в таблице 4.
При повышении содержания ОлКтех в масле от 2,5 до 30% мас., степень извлечения свободных жирных кислот, содержащихся в олеиновой кислоте технической квалификации, сохраняется на примерно одном уровне, однако, время расслаивания возрастает от 3,0 до 10,5 мин, но при этом остается ниже принятого уровня в 25-30 мин.
Пример 2.
Одноступенчатая экстракция олеиновой кислоты технической квалификации из подсолнечного масла при разных массовых отношениях спирта к маслу.
Осуществлено несколько вариантов экстракции ОлКтех из подсолнечного масла этанолом при разных массовых отношениях спирта к маслу: 1) 0,32:1; 2) 1,6: 1; 3) 1,8: 1; 4) 2: 1; 5) 3: 1; 6) 4: 1; 7) 5: 1; 8) 6: 1; 9) 7: 1; 10) 8:1; 11) 18:1. Другие условия экстракции были одинаковы для указанных вариантов: содержание ОлКтех в подсолнечном масле 10% мас., количество подсолнечного масла 4,5 г, олеиновой кислоты технической квалификации 0,5 г, количество этанола в разных вариантах: 1) 1,4 г; 2) 7,3 г; 3) 8,0 г; 4) 9,0 г; 5) 13,5 г; 6) 18,0 г; 7) 22,5 г; 8) 27,0 г; 9) 31,5 г; 10) 36,0 г; 11) 81,0 г; температура 70°С. Экстракцию проводили в сосудах с площадью поперечного сечения 5,73 см, продолжительность эмульгирования 1 мин, режим перемешивания характеризуется Re=8100. Результаты экстракции, полученные в ходе выполнения разных вариантов, обобщены в таблице 5.
По мере повышения избытка спирта по отношению к маслу возрастает доля экстрагированной ОлКтех, и остаточное содержание свободных жирных кислот в масле понижается. В этой же последовательности изменения массового отношения спирта к маслу время расслаивания возрастает, но при 70°С не превышает 10 мин.
Пример 3.
Одноступенчатая экстракция олеиновой кислоты технической квалификации (ОлКтех) из подсолнечного масла этанолом при разных температурах.
Осуществлено несколько вариантов экстракции ОлКтех из подсолнечного масла этанолом при разных температурах: 1) 25°С; 2) 30°С; 3) 40°С; 4) 50°С; 5) 60°С; 6) 70°С. Другие условия экстракции были одинаковы для указанных вариантов: содержание ОлКтех в подсолнечном масле 10% мас., количество подсолнечного масла 4,5 г, олеиновой кислоты технической квалификации 0,5 г, масса этанола 3,5 г, что соответствовало массовому отношению спирта к маслу 0,78:1. Экстракцию проводили в сосудах с площадью поперечного сечения 1,54 см2, продолжительность эмульгирования 1 мин, режим перемешивания характеризуется Re=1300. Результаты экстракции, полученные в ходе выполнения разных вариантов, обобщены в таблице 6.
Повышение температуры сокращает время расслаивания эмульсии масла и спирта, но при этом значения степени извлечения свободных жирных кислот, входящих в состав ОлКтех, сохраняются в достаточно узком интервале от 32,6% до 38,7%. Степень извлечения ОлКтех из подсолнечного масла превысила 30% даже при низком содержании этанола в смеси при экстракции.
Пример 4.
Многоступенчатая экстракция олеиновой кислоты технической квалификации (ОлКтех) из подсолнечного масла.
Экстракция олеиновой кислоты технической квалификации из подсолнечного масла этанолом выполнена при следующих условиях: исходное содержание ОлКтех в масле составляло 10% мас., количество масла 4,5 г, количество спирта 31,5 г, что соответствовало массовому отношению спирта к маслу 7:1, температура 70°С. Для экстракции применили трехступенчатую схему, при этом массовое отношение спирта к маслу на первой ступени составило 7:1, а на второй и третьей 2:1. Экстракцию проводили в сосуде с площадью поперечного сечения 5,73 см, продолжительность эмульгирования на каждой ступени 1 мин, время расслаивания различается для каждой ступени. Результаты экстракции обобщены в таблице 7.
Общее время на весь трехстадийный цикл очистки масла, включая эмульгирование, расслаивание, слив экстракта и введение новых порций экстрагента, составило менее 60 минут, что значительно меньше времени одностадийной экстракции в прототипе, при этом достигается глубокая очистка масла.
Многоступенчатая экстракция позволила достичь более глубокой очистки масла от примеси свободных жирных кислот по сравнению с одноступенчатой экстракцией, что достигнуто за счет использования на каждой стадии чистого этанола (без примеси жирных кислот). При этом на второй и последующих стадиях экстракции применен меньший избыток спирта по отношению к маслу.
Пример 5.
Одноступенчатая экстракция олеиновой кислоты технической квалификации этанолом из подсолнечного и оливкового масел квалификаций «нерафинированное» и «рафинированное».
Определено влияние рафинирования подсолнечного и оливкового масел на эффективность очистки их от олеиновой кислоты технической квалификации экстракцией этанолом при 70°С. Использованы образцы подсолнечного масла рафинированного и нерафинированного, исходное содержание ОлКтех в маслах 10% мас. В каждом варианте исходная смесь включала 4,5 г масла, 0,5 г олеиновой кислоты технической квалификации, 31,5 г этанола, что соответствовало массовому отношению спирта к маслу 7:1. Нагретую до 70°С смесь эмульгировали в сосуде с площадью поперечного сечения 5,73 см2, время эмульгирования 1 мин, режим перемешивания характеризуется Re=8100. Результаты экстракции приведены в таблице 8.
Рафинирование подсолнечного и оливкового масел не повлияло существенно на результаты экстракции из них ОлКтех этанолом.
Пример 6.
Одноступенчатая экстракция смеси лауриновой, пальмитиновой и стеариновой кислот из подсолнечного масла этанолом.
Осуществлена экстракция смеси жирных кислот (лауриновой, пальмитиновой и стеариновой в массовых отношениях 1:1:1 соответственно) этанолом из подсолнечного масла.
Условия экстракции: исходная смесь включала 4,5 г масла, 0,5 г смеси жирных кислот (по 0,16 г каждой из использованных кислот) и 31,5 г этанола, соответственно массовое отношение спирта к маслу 7:1, температура 70°С, продолжительность эмульгирования 1 мин при интенсивности перемешивания, характеризующейся Re=8100. Экстракцию проводили в сосудах с площадью поперечного сечения 5,73 см2. Результаты экстракции представлены в таблице 9.
Извлечение смеси жирных кислот не повлияло существенно на результаты экстракции. Данные сопоставимы с экстракцией олеиновой кислоты технической квалификации.
Преимущество изобретения состоит в том, что оно позволяет в несколько раз сократить время, необходимое для извлечения жирных кислот из растительного масла, с 14 часов, предусмотренных прототипом, до 0,5 часа и ниже за один цикл экстракции, и получить два продукта -растительное масло, очищенное от жирных кислот, и смесь жирных кислот, имеющих самостоятельное применение. При этом степень извлечения жирных кислот из растительного масла за одну стадию экстракции может достигать более 80%. Благодаря значительному сокращению времени одностадийной экстракции упрощается проведение многостадийной экстракции с более глубокой очисткой.
Claims (2)
1. Способ извлечения жирных кислот из растительных масел путем экстракции этанолом при температуре 30°C-40°C, отличающийся тем, что экстракцию проводят в смеси растительного масла и этанола, переведенных в эмульгированное состояние с последующим разделением эмульсии на две жидкие фазы, при этом интервал температуры, при которой выполняют экстракцию, увеличивают от 25°C до 30°C и от 40°C до 70°C и массовое отношение спирта к маслу принимают разным в зависимости от температуры, а именно: при температуре от 25°C, но не выше 30°C массовое отношение спирта к маслу принимают от 0,78:1 до 0,89:1, при температуре от 30°C, но не выше 40°C - от 0,44:1 до 0,89:1, при температуре от 40°C, но не выше 50°C - от 0,56:1 до 1,62:1, при температуре от 50°C, но не выше 60°C - от 0,56:1 до 2:1, при температуре от 60°C, но не выше 70°C - от 0,56:1 до 9:1, при 70°C - от 0,32:1 до 18:1.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при осуществлении экстракции в две и более стадии массовое отношение спирта к маслу принимают по значению ближе к началу интервала, соответствующего выбранной температуре.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016115282A RU2625676C1 (ru) | 2016-04-19 | 2016-04-19 | Способ экстракции жирных кислот из растительных масел |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016115282A RU2625676C1 (ru) | 2016-04-19 | 2016-04-19 | Способ экстракции жирных кислот из растительных масел |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2625676C1 true RU2625676C1 (ru) | 2017-07-18 |
Family
ID=59495571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016115282A RU2625676C1 (ru) | 2016-04-19 | 2016-04-19 | Способ экстракции жирных кислот из растительных масел |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2625676C1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2054032C1 (ru) * | 1992-08-25 | 1996-02-10 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Экотек" | Способ экстракции растительных материалов и устройство для его осуществления |
| WO2001076715A2 (en) * | 2000-04-12 | 2001-10-18 | Westfalia Separator Industry Gmbh | Method for the fractionation of oil and polar lipid-containing native raw materials |
| RU2575107C2 (ru) * | 2010-06-23 | 2016-02-10 | Бернар А. Ж. СТРОИАЦЦО-МУЖЕН | Способ получения жирных кислот фармакологического и пищевого назначения |
-
2016
- 2016-04-19 RU RU2016115282A patent/RU2625676C1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2054032C1 (ru) * | 1992-08-25 | 1996-02-10 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Экотек" | Способ экстракции растительных материалов и устройство для его осуществления |
| WO2001076715A2 (en) * | 2000-04-12 | 2001-10-18 | Westfalia Separator Industry Gmbh | Method for the fractionation of oil and polar lipid-containing native raw materials |
| RU2575107C2 (ru) * | 2010-06-23 | 2016-02-10 | Бернар А. Ж. СТРОИАЦЦО-МУЖЕН | Способ получения жирных кислот фармакологического и пищевого назначения |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Santori et al. | A review analyzing the industrial biodiesel production practice starting from vegetable oil refining | |
| AU2020217361B2 (en) | Oil purification process | |
| Wang et al. | Refining of biodiesel by ceramic membrane separation | |
| Shirazi et al. | Acceleration of biodiesel–glycerol decantation through NaCl-assisted gravitational settling: a strategy to economize biodiesel production | |
| Gomes et al. | Influence of oil quality on biodiesel purification by ultrafiltration | |
| EP2215195B1 (en) | An improved process for the preparation of biodiesel from vegetable oils containing high ffa | |
| US6399802B2 (en) | Method for soapstock acidulation | |
| EP2697348A1 (en) | A process for autocatalytic esterification of fatty acids | |
| US20140020282A1 (en) | Method and system for integrated biodiesel production | |
| CN110791376B (zh) | 一种超临界co2微乳脱除油茶籽油中游离脂肪酸的方法 | |
| RU2625676C1 (ru) | Способ экстракции жирных кислот из растительных масел | |
| EP2247703A2 (en) | Transesterification of vegetable oils | |
| WO2022214993A1 (en) | Process for pretreating vegetable oils or animal fats intended for processes of transformation into biofuels | |
| Manurung et al. | Purification of red palm biodiesel by using K2CO3 based deep eutectic solvent (DES) with glycerol as hydrogen bond donor (HBD) | |
| FI130127B (en) | A new method for removing or reducing emulsion-dissolving substances from the feed | |
| KR20250021551A (ko) | 지방, 오일 및 그리스로부터 염소를 제거하는 방법 | |
| Rahayu et al. | Optimization of biodiesel washing by water extraction | |
| HU205970B (en) | Process for decomposing soap-precipitations with high temperature treating | |
| Akhmedov et al. | Intensification of process of hydration of soybean oil with use of ultrasonic impact | |
| US8747673B2 (en) | Methods for recovering a solvent from a fluid volume and methods of removing at least one compound from a nonpolar solvent | |
| CN108137473A (zh) | 由包含有机油和/或脂肪的废物生产甘油酯 | |
| RU2163622C1 (ru) | Способ обезвоживания природных битумов и высоковязких нефтей | |
| US11549081B2 (en) | Method to destabilize emulsion feedstocks for the recovery of valuable products | |
| Nadirova et al. | OBTAINING FATTY ACIDS FROM COTTON TAR BY EXTRACTION IN A ROTARY PULSATION APPARATUS | |
| JP2022548033A (ja) | トリアシルグリセリド油中のｍｃｐｄ形成の予防 |