TWI501925B - 食用油用脫酸劑及利用其之使用完畢的食用油之再生方法 - Google Patents

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Description

食用油用脫酸劑及利用其之使用完畢的食用油之再生方法
本發明係關於一種食用油用脫酸劑及使用完畢的食用油之再生方法。
於家庭、餐飲業、食品製造業中油炸食品烹飪所使用之食用油由於隨著每一次之使用而不斷變質、劣化，故而通常要定期地廢棄、更換。相對於此，近年來為了減輕環境負荷或降低烹飪成本，令使用完畢的食用油再生而再利用之趨勢正在擴大。
使用完畢的食用油之再生劑所必需之效果大致分為兩種。一種為將因劣化而產生之游離脂肪酸轉換成難溶於油脂之化合物而去除的脫酸效果，另一種為自變成茶色之劣化食用油中吸附去除著色物質而使其恢復至接近新油之顏色的脫色效果。於此種食用油之再生中，作為脫酸劑，已知有氧化鈣、氫氧化鈣、矽酸鈣、氧化鎂、氫氧化鎂或矽酸鎂。作為脫色劑，已知有氧化矽、酸性白土、活性白土、矽酸鋁、氫氧化鋁、活性碳(專利文獻1、專利文獻2、專利文獻3、專利文獻4、專利文獻5)。
上述脫酸劑與食用油中之游離脂肪酸之反應成為酸與固體鹼之反應。於此情形時，當然可預想到脫酸劑之比表面積大，則與酸之接觸面積越增大，越有利於脫酸速度或脫酸能力。於專利文獻2或專利文獻3中揭示有，將氧化矽等比表面積較大之無機多孔質體浸漬於鎂水溶液或鈣水溶液中，乾燥後進行煅燒而增大脫酸劑之比表面積之方法。然而，利用該方法所合成之脫酸劑由於整體所佔之固體鹼量較少，故而單位重量中之理論脫酸容量變少。
於專利文獻5中，係使用氫氧化鎂進行食用油之脫酸處理，但僅標明氫氧化鎂之純度為97重量%以上，正如通常市售之高純度品氫氧化鎂。
本發明者持有如下構想：藉由於生成氫氧化鎂粒子之過程中，添加可能會抑制氫氧化鎂粒子之結晶成長之二價陰離子，而獲得BET(Brunauer-Emmett-Teller，布厄特)法比表面積較大之氫氧化鎂粒子。於該構想下，發現並首先提出：使鎂鹽溶液與鹼性物質於CO3 離子之存在下反應後，獲得與習知相比BET法比表面積更大之含有碳酸基之氫氧化鎂粒子。該等含有碳酸基之氫氧化鎂之BET法比表面積為80 m2 /g以上，亦可為200 m2 /g以上(專利文獻6)。
[專利文獻1]日本專利特開平2-307526號公報
[專利文獻2]日本專利特開2006-241245號公報
[專利文獻3]日本專利特開2006-334221號公報
[專利文獻4]日本專利特開2007-143525號公報
[專利文獻5]日本專利特開2010-163569號公報
[專利文獻6]WO2008/123566號公報
本發明之目的在於提供一種脫酸效果優異之食用油用脫酸劑及利用其之使用完畢的食用油之再生方法。
本發明者為解決上述課題進行潛心研究，結果發現BET法比表面積較大之含有碳酸基之氫氧化鎂或其煅燒物與習知之氫氧化鎂或氧化鎂相比具有極高之脫酸效果，從而完成本發明。本發明包含以下之發明。
1.一種食用油用脫酸劑，其包含以下述式(1)表示且藉由BET法所測得之比表面積為80～400 m2 /g之含有碳酸基之氫氧化鎂粒子或其煅燒粒子。
Mg(OH)2-x (CO3 )0.5x ‧mH2 O　…(1)
式中，x及m滿足下述條件。
0.02≦x≦0.7
0≦m≦1
2.如上述第1項之食用油用脫酸劑，其中，煅燒粒子之煅燒溫度為350～900℃。
3.如上述第1項之食用油用脫酸劑，其中，煅燒粒子之煅燒溫度為400～800℃。
4.如上述第1項之食用油用脫酸劑，其中，煅燒粒子之藉由BET法所測得之比表面積為30～500 m2 /g。
5.如上述第1項之食用油用脫酸劑，其中，煅燒粒子之藉由BET法所測得之比表面積為100～400 m2 /g。
6.一種食用油用脫酸劑，其係對上述第1項之含有碳酸基之氫氧化鎂粒子或其煅燒粒子進行造粒而成之粒子，且平均粒徑為50～1000 μm。
7.如上述第1項之食用油用脫酸劑，其進一步包含自氧化鈣、氫氧化鈣、矽酸鈣、氧化鎂、氫氧化鎂及矽酸鎂所組成之群組中選擇之至少一種化合物。
8.如上述第1項之食用油用脫酸劑，其進一步包含脫色劑。
9.如上述第8項之食用油用脫酸劑，其中，脫色劑為自二氧化矽、酸性白土、活性白土、矽酸鋁、氫氧化鋁及活性碳所組成之群組中選擇之至少一種化合物。
10.一種使用完畢的食用油之再生方法，其特徵在於：使200℃以下之使用完畢的食用油與上述第1至9項中任一項之食用油用脫酸劑接觸。
11.一種上述第1項之食用油用脫酸劑之用途，其係用於食用油之再生。
 <食用油用脫酸劑> (含有碳酸基之氫氧化鎂)
本發明之食用油用脫酸劑包含下述式(1)所示之含有碳酸基之氫氧化鎂粒子或其煅燒粒子。食用油用脫酸劑之主成分為式(1)所示之含有碳酸基之氫氧化鎂粒子或其煅燒粒子。食用油用脫酸劑可僅為含有碳酸基之氫氧化鎂粒子或其煅燒粒子，亦可含有其他添加劑。
含有碳酸基之氫氧化鎂係以下述式(1)表示。
Mg(OH)2-x (CO3 )0.5x ‧mH2 O…(1)
式中，x滿足0.02≦x≦0.7，較佳為滿足0.04≦x≦0.6，更佳為滿足0.06≦x≦0.3。
式中，m滿足0≦m≦1，較佳為滿足0≦m≦0.6，更佳為滿足0≦m≦0.4。
含有碳酸基之氫氧化鎂粒子之BET法比表面積之下限為80 m2 /g，較佳為100 m2 /g，更佳為120 m2 /g。另一方面，BET法比表面積之上限為400 m2 /g，較佳為350 m2 /g，更佳為300 m2 /g。
含有碳酸基之氫氧化鎂係可使水溶性鎂鹽與鹼金屬氫氧化物或氨水於碳酸鹽之存在下在水中進行反應而製造。作為水溶性鎂鹽，可舉出：硫酸鎂、氯化鎂、硝酸鎂、乙酸鎂等。作為鹼金屬氫氧化物，可舉出：氫氧化鈉、氫氧化鉀等。亦可使用氨水代替鹼金屬氫氧化物。作為碳酸鹽，可舉出：碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀、碳酸氫鉀、碳酸銨等。
反應溫度較佳為5～60℃。反應時間較佳為3～180分鐘。清洗較佳為利用固形份之5～50倍重量之水藉由透水清洗或乳化清洗而進行。乾燥溫度較佳為90～350℃。
藉由於碳酸鹽之存在下使水溶性鎂鹽與鹼金屬氫氧化物或氨水反應而抑制氫氧化鎂之結晶成長，可獲得BET法比表面積較大之含有碳酸基之氫氧化鎂。
(煅燒粒子)
本發明者亦發現：於350～900℃煅燒式(1)所示之含有碳酸基之氫氧化鎂粒子而獲得之BET法比表面積為30～500 m2 /g的煅燒粒子，與習知之氧化鎂粒子相比，脫酸效果極高。較佳之煅燒溫度為400～800℃，更佳之煅燒溫度為450～700℃。煅燒可於大氣中進行，亦可於真空狀態下進行。
煅燒粒子之藉由BET法所測得之比表面積較佳為30～500m2 /g，更佳為100～400m2 /g。
於煅燒溫度為350～400℃之情形時，煅燒粒子成為含有碳酸基之氫氧化鎂粒子與氧化鎂粒子之混合物。若煅燒溫度為450℃以上，則完全成為氧化鎂粒子。
(造粒品)
又，含有碳酸基之氫氧化鎂粒子及其煅燒粒子由於BET法比表面積較大，故而造粒性優異，即便不添加黏合劑，亦可藉由噴霧乾燥等而獲得造粒強度較高之造粒品。
造粒品之平均粒徑較佳為50～1000 μm，更佳為100～900 μm，再佳為150～800 μm。
作為造粒之方法，除藉由噴霧乾燥之造粒以外，亦存在：將於脫水塊狀物或乾燥粉末中添加水並加以混練而成者擠壓於一定大小之網眼上而強制性地使其通過的擠出造粒；或將乾燥粉末壓縮成形後進行粉碎分級之乾式造粒等。然而，擠出造粒或乾式造粒由於施加較大之壓力而進行造粒，故而造粒粒子內之空隙減少，BET法比表面積亦少許降低。就該方面而言，噴霧造粒品可保持造粒粒子內之空隙，可有效地使食用油脫酸。
該等造粒品即便進行煅燒亦不會粉碎，並且亦不會引起食用油中之粉化。於食用油之脫酸處理後過濾分離脫酸劑與再生油時，脫酸劑之過濾性能會對操作性造成較大影響，但本發明之脫酸劑造粒品之過濾速度較快，因此操作性優異。
因此，本發明係包含食用油用脫酸劑，其包含經造粒之含有碳酸基之氫氧化鎂粒子或經造粒之含有碳酸基之氫氧化鎂粒子之煅燒物且平均粒徑為50～1000 μm。
(脫酸劑、其他脫酸劑)
本發明之食用油用脫酸劑係除包含含有碳酸基之氫氧化鎂粒子或其煅燒粒子以外，亦可包含脫色劑。藉由併用兩者，可同時發揮優異之脫酸效果與脫色效果。作為脫色劑，可舉出：自二氧化矽、酸性白土、活性白土、矽酸鋁、氫氧化鋁及活性碳所組成之群組中選擇之至少一種化合物。脫色劑之含量並無特別限定，相對於含有碳酸基之氫氧化鎂粒子或其煅燒粒子100重量份，較佳為10～2000重量份，更佳為50～1000重量份。
本發明之食用油用脫酸劑係除包含含有碳酸基之氫氧化鎂粒子或其煅燒粒子以外，亦可包含其他脫酸劑。作為脫酸劑，可舉出：自氧化鈣、氫氧化鈣、矽酸鈣、氧化鎂、氫氧化鎂及矽酸鎂所組成之群組中選擇之至少一種。
<食用油之再生方法>
本發明之脫酸劑可以與公知之脫酸劑相同之方式，藉由與200℃以下之使用完畢的食用油接觸而進行食用油之再生。本發明之脫酸劑之使用量係相對於食用油100重量份，較佳為0.05～20重量份，更佳為0.1～10重量份，再佳為0.2～5重量份。
接觸之方法並無特別限制，例如可舉出如下之方法。
於使用完畢的食用油中直接添加本發明之脫酸劑並攪拌後，使脫酸劑與再生油沉澱分離。於使用完畢的食用油中直接添加本發明之脫酸劑並攪拌後，使脫酸劑與再生油過濾分離。於使用完畢的食用油中直接添加本發明之脫酸劑並攪拌後，使脫酸劑與再生油離心分離。將填充本發明之脫酸劑於濾紙或濾布性袋而成之物投入使用完畢的食用油中，一定時間後取出袋。製作於濾紙或濾布之間鋪有本發明之脫酸劑之過濾器，令使用完畢的食用油通過。
本發明係包含上述食用油用脫酸劑之用途，其用於食用油之再生。
[實施例]
以下，根據實施例及比較例更詳細地說明本發明之內容，但本發明並不僅限定於該等實施例。
[實施例1]
使1.5 mol/L之氯化鎂水溶液12 L與3.0 N之鹼性混液(NaOH：Na2 CO3 =18：1)11.4 L於室溫攪拌條件下以10分鐘之滯留時間進行連續注加反應而獲得漿料約23.4 L，過濾所獲得之漿料，利用21 L之水進行透水清洗後，進行脫水並利用棚式乾燥機於105℃乾燥18小時。粉碎乾燥物，使其通過網眼150 μm之金屬網，而獲得包含以下述式表示且BET法比表面積為251 m2 /g的含有碳酸基之氫氧化鎂粒子之脫酸劑。
Mg(OH)1.80 (CO3 )0.10 ‧0.10H2 O
[實施例2]
於400℃將實施例1之含有碳酸基之氫氧化鎂粒子煅燒2小時而獲得BET法比表面積為298 m2 /g之脫酸劑。X射線繞射圖像顯示出氫氧化鎂與氧化鎂之混合物。
[實施例3]
使1.5 mol/L之氯化鎂水溶液12 L與3.0 N之鹼性混液(NaOH：Na2 CO3 =18：1)11.4 L於室溫攪拌條件下以10分鐘之滯留時間進行連續注加反應而獲得漿料約23.4 L，過濾所獲得之漿料，利用21 L之水進行透水清洗後，使其於水中乳化並成為10 L。對其進行噴霧乾燥而獲得包含以下述式表示且平均粒徑為166 μm、BET法比表面積為262 m2 /g的含有碳酸基之氫氧化鎂粒子之球狀脫酸劑。
Mg(OH)1.80 (CO3 )0.10 ‧0.18H2 O
[實施例4]
於400℃將實施例3之含有碳酸基之氫氧化鎂球狀粒子煅燒2小時而獲得BET法比表面積為296 m2 /g之球狀脫酸劑。X射線繞射圖像顯示出氫氧化鎂與氧化鎂之混合物。
[實施例5]
於500℃將實施例3之含有碳酸基之氫氧化鎂球狀粒子煅燒2小時而獲得BET法比表面積為268 m2 /g之球狀脫酸劑。X射線繞射圖像顯示出氧化鎂。
[實施例6]
於700℃將實施例3之含有碳酸基之氫氧化鎂球狀粒子煅燒2小時而獲得BET法比表面積為102 m2 /g之球狀脫酸劑。X射線繞射圖像顯示出氧化鎂。
[比較例1]
使用協和化學工業(股)製造之氫氧化鎂粒子「KisumaSD」作為脫酸劑。BET法比表面積為32 m2 /g。
[比較例2]
使用協和化學工業(股)製造之氫氧化鎂粒子「Kyowa SuimaguF」作為脫酸劑。BET法比表面積為58 m2 /g。
[比較例3]
使用協和化學工業(股)製造之氧化鎂粒子「Maica」作為脫酸劑。BET法比表面積為25 m2 /g。
[比較例4]
使用協和化學工業(股)製造之水滑石粒子「kyoword500SH」作為脫酸劑。BET法比表面積為102 m2 /g。
藉由以下之方法對上述實施例1～6及比較例1～4之脫酸劑進行分析。
(1)鎂(Mg)：螯合物滴定法
(2)碳酸(CO2 )：JIS R9101氫氧化鈉溶液-鹽酸滴定法
(3)乾燥減少量(H2 O)：局外規乾燥減少量
(4)BET法比表面積：液體氮吸附法裝置(Yuasa Ionics製造之NOVA2000)
(5)X射線結構解析：自動X射線繞射裝置(Rigaku製造之RINT2200V)
<脫酸試驗>
藉由以下之方法對上述實施例1～6及比較例1～4之脫酸劑進行脫酸試驗。
脫酸試驗-1　使用完畢的食用菜籽油之脫酸
於加熱升溫至180℃之使用完畢的食用菜籽油(酸值≒1.5)50 g中添加特定量之脫酸劑樣品，不攪拌而於室溫放置10分鐘。其後，藉由簡易AV TESTER(油脂劣化度測定用，柴田科學股份有限公司製造)測定過濾所獲得之再生油之酸值。簡易AV TESTER為可簡單地測定油脂之酸值之檢查套組，根據與附帶之標準色彩圖表之比色而判定酸值。標準色彩圖表之顏色如下所述，將試驗結果示於表1。
AV1測試器：酸值0.5以下　藍
酸值=1.0　綠
酸值1.5以上　黃
AV2測試器：酸值1.5以下　藍
酸值=2.0　綠
酸值2.5以上　黃
AV3測試器：酸值2.5以下　藍
酸值=3.0　綠
酸值3.5以上　黃
如表1所示，於無攪拌之狀態下進行之使用完畢的食用菜籽油之脫酸試驗中，比較例1～3需要1.0～2.0 g之添加量以使酸值1.5之油50 g之酸值下降至1，相對於此，實施例1～4可利用0.05～0.5 g之添加量以使酸值下降至1。與比較例1～3相比，實施例1～4即便無藉由攪拌之分散，亦可以少量顯示出優異之脫酸效果。
脫酸試驗-2　模型油(酸值製備食用菜籽油)之脫酸
於未使用之食用菜籽油中添加油酸而製備酸值=2.5之模型油。於加熱升溫至150℃之模型油50 g中添加脫酸劑樣品0.5 g，攪拌1分鐘後，於室溫放置1小時。其後，利用簡易AV TESTER測定過濾所獲得之再生油之酸值。將試驗結果示於表2。
又，如表2所示，於將脫酸劑之添加量設為一定並實施1分鐘之攪拌處理之模型油之脫酸試驗中，實施例1、2、4～6使酸值2.5之油之酸值下降至0.5以下，相對於此，比較例2～4為1.5以上。本發明之脫酸劑藉由攪拌而顯示出更高之脫酸效果。
脫酸試驗-3　使用完畢的起酥油(shortening oil)之脫酸
於加熱升溫至150℃之使用完畢的起酥油50 g(酸值≒7.0)中添加特定量之脫酸劑樣品，於150℃攪拌15分鐘後，立即進行過濾。利用簡易AV TESTER測定過濾所獲得之再生油之酸值。再者，對於利用AV3測試器測出之結果為3.5以上者，利用未使用之起酥油稀釋再生油後進行測定。將試驗結果示於表3。
又，如表3所示，即便對於酸值非常高之油，本發明之脫酸劑亦顯示出優異之脫酸效果。
(發明效果)
本發明之食用油用脫酸劑由於具有極優異之脫酸能力，故而可利用與習知之脫酸劑相比較少之添加量獲得同等之脫酸效果。
又，本發明之食用油用脫酸劑由於造粒性優異，故而即便不添加黏合劑，亦可容易地製作造粒品。又，即便煅燒該造粒品，亦不會粉碎，且亦不會引起食用油中之粉化，因此食用油之脫酸處理後之過濾速度較快，操作性優異。
藉由本發明之食用油之再生方法，可有效地降低使用完畢的食用油之酸值而使其再生。
又，本發明之脫酸劑即便於潤滑油或原油中，亦可期待較大之脫酸效果。
(產業上之可利用性)
本發明之食用油用脫酸劑可用於食用油之再生。
圖1係本發明之脫酸劑造粒品(實施例3)之SEM(Scanning Electron Microscope，掃描式電子顯微鏡)照片。

Claims (7)

  1. 一種食用油用脫酸劑，其包含將以下述式(1)表示且藉由BET法所測得之比表面積為80~400m2 /g之含有碳酸基之氫氧化鎂粒子或其煅燒粒子進行造粒而成之粒子，且該粒子之平均粒徑為150~800μm；Mg(OH)2-x (CO3 )0.5x ．mH2 O…(1)式中，x及m滿足下述條件：0.02≦x≦0.7 0≦m≦1。
  2. 如申請專利範圍第1項之食用油用脫酸劑，其中，煅燒粒子之煅燒溫度為350~900℃。
  3. 如申請專利範圍第1項之食用油用脫酸劑，其中，煅燒粒子之煅燒溫度為400~800℃。
  4. 如申請專利範圍第1項之食用油用脫酸劑，其中，煅燒粒子之藉由BET法所測得之比表面積為30~500m2 /g。
  5. 如申請專利範圍第1項之食用油用脫酸劑，其中，煅燒粒子之藉由BET法所測得之比表面積為100~400m2 /g。
  6. 一種使用完畢的食用油之再生方法，其特徵在於：使200℃以下之使用完畢的食用油與申請專利範圍第1至5項中任一項之食用油用脫酸劑接觸。
  7. 一種申請專利範圍第1項之食用油用脫酸劑之用途，其係用於食用油之再生。
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