TWI610625B - 降低油品色澤的設備以及其方法 - Google Patents

Abstract

本案提供一種利用光照降低油品色澤的設備，包括：油品承送裝置，用以承載並輸送一油品；以及光照裝置，發出波長範圍350~700nm，強度10000~500000Lux之光，照射油品承送裝置中的油品。

Description

降低油品色澤的設備以及其方法

本發明係有關於一種降低油品色澤的設備及其方法，且特別係有關於一種利用強光照射降低油品色澤的設備及其方法。

未經精煉的植物毛油常含有固體雜質、游離脂肪酸、磷脂質、膠質、蠟、色素等雜質，也同時會影響油品的保存狀況，因此針對不同的雜質需要不同的精煉程序純化毛油，一般的精煉過程如過濾、脫膠、脫酸、脫色、脫臭、冬化、脫蠟，其中脫色的步驟是為了去除如葉綠素、葉黃素、類胡蘿蔔素等天然色素，一般使用脫色白土和活性碳吸附色素，而脫臭的目的是為了去除如醛、酮、游離脂肪酸等所造成的臭味，一般利用高溫的脫臭塔進行脫臭，而脫臭的高溫亦會破壞天然色素。

但在精煉過程中，高溫脫臭會促使對人體有害的反式脂肪酸生成。一般情況下，脫臭塔為了能去除更多的異物，會在約250℃的脫臭條件下進行脫臭，在此高溫的情況下所產生的反式脂肪酸會是在220℃條件下的十倍，但若 降低溫度，則會使毛油中某些蒸氣壓較低的異物無法揮發，使油品的發煙點降低，去除色素的能力也隨之下降，因此為了減少反式脂肪酸的生成，同時希望發煙點和脫色能力不隨脫臭溫度的降低而變差，目前工業上採取的解決方法為增加真空度或是延長脫色的時間，但是增加真空度所需資金龐大，而延長脫臭的時間則須降低流速或是增加脫臭塔的體積，降低流速會使精煉的產能變慢，使精煉的成本增加，而增加脫臭塔的體積也同樣會提高煉油的成本且需要更多空間增設脫臭塔，因此以上的解決方法皆不合成本。

此外，在降低脫臭溫度的情況下，同樣會使天 然色素的破壞減少，工業上解決的辦法是使用更多的脫色白土或是活性碳吸附色素，但是會增加成本，更多的油也會被吸附，使精煉的產率降低，同樣也會增加精煉的成本。

所以，為了減少精煉過程生成反式脂肪酸，必 須降低脫臭時的溫度。然而，為了維持脫色和脫臭的效果下所採取的解決方法都仍有缺點，因此如何在降低溫度、合乎成本且維持良好產率的情況下達到良好的脫色和脫臭效果是仍待解決的問題。

因此，本案利用天然色素對於強光不安定易裂解的原理，在精煉裝置中加入光照裝置以強光照射植物毛油，取代脫色白土或是活性碳的使用，達到降低油品色澤的功效。植物毛油中的天然色素如葉綠素和類胡蘿蔔素為植物 體中常見之天然色素，葉綠素的結構存在由四吡咯基所組成的卟啉環，因此在吸收光譜上呈現會卟啉的特徵吸收，因此葉綠素a和葉綠素b分別在420~440nm、440~460nm附近有吸收峰，葉綠醇基的結構則使得葉綠素a和葉綠素b分別在635~645nm、655~665nm附近有吸收峰，類胡蘿蔔素包括兩類分子，一種為只含碳氫的化合物，稱為胡蘿蔔素，另一種為含氧的衍生物，稱為葉黃素，類胡蘿蔔素的結構主要為含有八個異戊二烯的共軛結構，在吸收光譜430~450nm附近有吸收，共軛結構對於氧、光很敏感。這些天然色素可以吸收不同波長的光，也表示這些色素對於光是敏感的，而天然色素在沒有其他能量傳遞物質的存在下，易受強光照射而破壞，本案即利用了天然色素對光敏感的特性，在精煉裝置中裝設光照裝置以強光照射植物毛油，取代脫色步驟中脫色白土或是活性碳的使用，降低精煉成本也提高產率，亦可以降低脫臭時的溫度，減少反式脂肪酸的產生。而藉由調整不同波長的強光照射，可以控制不同色素的保留，進而使精煉後的油具有想要保留的色素和顏色，此外，增設光照裝置時無須修改原有的精煉裝置，大大節省裝置修改費用。

本案之一實施例係在於提供一種利用光照降低 油品色澤的設備，包括油品承送裝置和光照裝置，油品承送裝置用以承載並輸送一油品，光照裝置發出波長範圍350~700nm，強度10000~500000Lux之光，照射油品承送裝置中的油品。

根據本案之另一實施例，光照裝置位於油品承 送裝置上方、位於油品承送裝置之側壁、位於油品承送裝置之底部或置於油品承送裝置之中。

根據本案之另一實施例，光照裝置發出之光的 波長範圍係420~440nm、650~670nm或其組合。根據本案之另一實施例，光照裝置發出之光的波長範圍係440~460nm、635~645nm或其組合。根據本案之另一實施例，光照裝置發出之光的波長範圍係430~450nm。

根據本案之另一實施例，光照裝置設置於精煉 裝置之中，精煉裝置包括過濾單元、水化單元、脫臭單元，光照裝置設置於精煉裝置中的過濾單元、水化單元、脫臭單元或其組合中。根據本案之另一實施例，光照裝置設置於精煉裝置中之脫臭單元中。

本案之一實施例係在於提供一種利用光照降低 油品色澤的方法，提供一油品，以光照射該油品，其中該光波長範圍350~700nm，強度為10000~500000Lux。

根據本案之另一實施例，以光照該油品之步驟 係於一精煉程序中進行，該精煉程序係包括一過濾步驟、一水化步驟、以及一脫臭步驟。

根據本案之另一實施例，以光照該油品之步驟 係於該脫臭步驟中進行，照射時間為40~90分鐘。

根據本案之另一實施例，光之波長範圍係 420~440nm、650~670nm或其組合。根據本案之另一實施例，光之波長範圍係440~460nm、635~645nm或其組合。 根據本案之另一實施例，光之波長範圍係430~450nm。

100、200、300、400‧‧‧降低油品色澤的設備

110、210、310、410‧‧‧油品承送裝置

120、220、320、420‧‧‧油品

130、230、330、430‧‧‧側壁

140、240、340、440‧‧‧光照裝置

150、250、260、350、450‧‧‧光

500‧‧‧脫臭單元

510‧‧‧進油孔

520‧‧‧塔板

530‧‧‧溢流堰

540‧‧‧降液管

550‧‧‧光照裝置

560‧‧‧進氣孔

570‧‧‧出油孔

580‧‧‧出氣孔

590‧‧‧回流管

592‧‧‧塔槽側壁

600‧‧‧精煉程序

610‧‧‧植物毛油

620‧‧‧輸油管道

630‧‧‧過濾單元

640‧‧‧水化單元

650‧‧‧脫臭單元

670‧‧‧精煉油

為使本發明之特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖係本案之降低油品色澤的設備，光照裝置位於油品承送裝置上方；第2圖係本案之降低油品色澤的設備另一實施例示意圖，光照裝置位於油品承送裝置之側壁；第3圖係本案之降低油品色澤的設備另一實施例示意圖，光照裝置位於油品承送裝置之底部；第4圖係本案之降低油品色澤的設備另一實施例示意圖，光照裝置置於油品承送裝置之中；第5圖係本案光照裝置設於脫臭單元中之示意圖；以及第6圖係使用精煉裝置之精煉程序示意圖。

為了使本揭示內容的敘述更加詳盡與完備，下文針對了本發明的實施態樣與具體實施例提出了說明性的描述；但這並非實施或運用本發明具體實施例的唯一形式。以下所揭露的各實施例，在有益的情形下可相互組合或取代，也可在一實施例中附加其他的實施例，而無須進一步的記載或說明。在以下描述中，將詳細敘述許多特定細節以使讀者能夠充分理解以下的實施例。然而，可在無此等特定細 節之情況下實踐本發明之實施例。在其他情況下，為簡化圖式，熟知的結構與裝置僅示意性地繪示於圖中。

以下的實施例係用以詳述本發明之特定態樣， 並使本發明所屬技術領域中具有通常知識者得以實施本發明。以下的實施例不應用以限制本發明。本案所稱之光強度範圍係指強度落於此區間之光或強度落於此區間之光之組合，本案所稱之波長範圍係指涵蓋所有波長範圍。

本案之一實施例之設備，參照第1圖所示之降低 油品色澤的設備100，其包含油品承送裝置110和光照裝置140，光照裝置140位於油品承送裝置100上方，油品承送裝置110用以承載並輸送油品120，光照裝置140發出波長範圍350~700nm，強度10000~500000Lux之光150，可依需要調整光照裝置之波長範圍、光強度、數量、位置、排列方式和與油品承送裝置140之距離，使油品120受到均勻照射。如第1圖所示，利用從光照裝置140發出之光150照射油品120，可將油品120中所含之吸收峰值落於波長範圍之天然色素破壞。

根據本案之一實施例，前述所提及之油品承送 裝置110為設置於精煉裝置中承裝油品用之油槽或塔板，塔板包括但不限於泡罩板、篩孔板或浮閥板。

根據本案之一實施例，前述所提及之可利用光 照破壞色素達到脫色效果之油品120為植物毛油，包括但不限於下列植物毛油，例如：葵花毛油、菜籽毛油、大豆毛油、玉米毛油、花生毛油、棉籽毛油、米糠毛油、棕櫚毛油、芝 麻毛油、紅花籽毛油、亞麻仁毛油、蓖麻毛油、橄欖毛油、椰子毛油、粟米油、杏仁毛油、腰果毛油、榛果毛油、胡桃毛油、核桃毛油、松子油、開心果油。

根據本案之一實施例，前述所提及之光照裝置 140可使用下列光源，包括但不限於下列光源，例如：氣體放電式燈、鎢絲燈光源、LED光源、雷射光源、鹵素光源或其組合。

根據本案之一實施例，前述所提及之光150強 度為10000~500000Lux，波長範圍可依欲去除之色素之吸收峰範圍進行調整，調整波長範圍為420~440nm、650~670nm或其組合破壞葉綠素a，調整波長範圍為440~460nm、635~645nm或其組合破壞葉綠素b，調整波長範圍為430~450nm或其組合破壞類胡蘿蔔素。

本案之一實施例之設備，參照第2圖所示之降低 油品色澤的設備200，其包含油品承送裝置210和光照裝置240，光照裝置240位於油品承送裝置200之側壁230，包括光照裝置240浸於油品220中或是不與油品220接觸兩種態樣，亦可依需求使用組合兩種態樣，油品承送裝置210用以承載並輸送油品220，光照裝置240發出波長範圍350~700nm，強度10000~500000Lux之光250、260，光照裝置240可依需要調整波長範圍、光強度、數量、位置、排列方式使油品220受到均勻照射。如第2圖所示，利用從光照裝置240發出之光250、260照射油品220，可將油品220中所含之吸收峰值落於波長範圍之天然色素破壞。

油品承送裝置210、油品220、光照裝置240或 光250、260之波長範圍之實施例可分別參照油品承送裝置110、油品120、光照裝置140或光150之波長範圍之實施例。

本案之一實施例之設備，參照第3圖所示之降低 油品色澤的設備300，其包含油品承送裝置310和光照裝置340，光照裝置340位於該油品承送裝置310之底部，浸於油品320，油品承送裝置310用以承載並輸送油品320，光照裝置340發出波長範圍350~700nm，強度10000~500000Lux之光350，光照裝置340可依需要調整波長範圍、光強度、數量、位置、排列方式使油品320受到均勻照射。如第3圖所示，利用從光照裝置340發出之光350照射油品320，可將油品320中所含之吸收峰值落於波長範圍之天然色素破壞。

油品承送裝置310、油品320、光照裝置340或 光350之波長範圍之實施例可分別參照油品承送裝置110、油品120、光照裝置140或光150之波長範圍之實施例。

本案之一實施例之設備，參照第4圖所示之降低 油品色澤的設備400，其包含油品承送裝置410和光照裝置440，光照裝置440位於該油品承送裝置410之底部，油品承送裝置410用以承載並輸送油品420，光照裝置440發出波長範圍350~700nm，強度10000~500000Lux之光450，光照裝置440可依需要調整波長範圍、光強度、數量、位置、排列方式使油品420受到均勻照射。如第3圖所示，利用從光照裝置440發出之光450照射油品420，可將油品420中所 含之吸收峰值落於波長範圍之天然色素破壞。

油品承送裝置410、油品420、光照裝置440或 光450之波長範圍之實施例可分別參照油品承送裝置110、油品120、光照裝置140或光150之波長範圍之實施例。

本案之一實施例，參照第5圖所示光照裝置550 設於脫臭單元500中之示意圖，脫臭單元包括進油孔510、塔板520、溢流堰530、降液管540、進氣孔560、出油孔570、出氣孔580和回流管590，脫臭單元之內部元件可依需求增加或減少。塔板520用以承載並輸送油品，為一種油品承送裝置，因此參考第1圖光照裝置140與油品承送裝置110之相對位置示意圖，將光照裝置550設置如第5圖所示，發光照射流入脫臭單元之油品。

進行油品精煉之流程如下：油品從進油孔510 流入，塔板520承載並輸送油品，油品依靠重力作用，由上層的塔板520經由降液管540流往下層的塔板520，最後從出油孔570流出，在油品流動的過程中，油品會受到光照裝置550的照射，此外，同時從進氣孔560輸入高壓蒸氣，由於塔板520上均勻地開有一定數量的通道，高壓蒸氣可以自下而上穿過板上的液層，溢流堰530的設計為使塔板520上保持一定深度的液層，保證氣液兩相在塔板上有足夠的相際傳質表面，油品會不斷被高壓蒸氣攪動，使油品能夠被均勻照光，最後蒸氣自出氣孔580噴出，可依需要調整光照裝置之波長範圍、光強度、數量、位置、排列方式使油品受到均勻照射。

塔板520、油品、光照裝置550或光之波長範圍 之實施例可分別參照油品承送裝置110、油品120、光照裝置140或光150之波長範圍之實施例。

第6圖係使用精煉裝置之精煉程序600示意 圖，精煉裝置包括輸油管道620、過濾單元630、水化單元640、脫臭單元650，植物毛油610通過精煉裝置純化後流出為精煉油670，依據欲精煉之不同種植物毛油610，增加、減少精煉裝置所包含之單元或調整單元之排列順序。光照裝置係至少設置於該過濾單元630、該水化單元640、該脫臭單元650其中之一。

光照時間越長，脫色效果越佳，可依不同光照 時間長短調整破壞色素程度，以光照裝置設置於精煉裝置中之脫臭單元為例，一般而言，油品經過脫臭單元之時間為40~90分鐘，因此流入脫臭單元之油品亦可接受40~90分鐘的光照，為方便說明，以下列出光照時間70~80分鐘之實驗結果為例說明光照脫色之情況，但光照時間並不以此為限，可以根據本案發明的概念調整光照時間。

以光照裝置設置於精煉裝置中之脫臭單元中為 例，參照第5圖所示光照裝置510設於脫臭單元500之示意圖，光照裝置提供波長範圍350~700nm之光照射油品，油品為葵花毛油、菜籽毛油、大豆毛油、玉米毛油，利用高溫脫色和光照脫色之實驗結果請參照表一。比較例A1為未經精煉的葵花毛油。比較例A2為在脫臭溫度250℃下，以高溫脫色70~80分鐘下之精煉葵花油。實施例A3為在脫臭溫度 220℃，經過光強度為200000Lux之光照射70~80分鐘下之精煉葵花油。比較例B1為未經精煉的菜籽毛油。比較例B2為在脫臭溫度250℃下，以高溫脫色70~80分鐘下之精煉菜籽油。實施例B3為在脫臭溫度220℃，經過光強度為200000Lux之光照射70~80分鐘下之精煉菜籽油。比較例C1為未經精煉的大豆毛油。比較例C2為在脫臭溫度250℃下，以高溫脫色70~80分鐘下之精煉大豆油。實施例C3為在脫臭溫度220℃，經過光強度為200000Lux之光照射70~80分鐘下之精煉大豆油。比較例D1為未經精煉的玉米毛油。比較例D2為在脫臭溫度250℃下，以高溫脫色70~80分鐘下之精煉玉米油。實施例D3為在脫臭溫度220℃，經過光強度為200000Lux之光照射75~80分鐘下之精煉玉米油。表一之產率為考慮了鹼煉、脫臘、脫色和脫臭等精煉過程中之精煉耗損後所得之產率。

由表一之實驗結果可得知，比較例A2和實施例 A3皆有脫色之效果，兩者之色素含量皆低於比較例A1，而實施例A3可以在較低溫的情況下搭配光照達到和比較例A2相似的脫色效果且產率略高於比較例A2。由比較例B2和實施例B3、比較例C2和實施例C3、比較例D2和實施例D3亦可觀察到類似的結果，因此由表一可以得知可在降低脫臭溫度的情況下以強光照射油品達到和高溫脫臭時相似的脫色效果。

比較高溫脫色和光照脫色所生成之反式脂肪酸 含量之實驗結果請參照表二，比較例A1、比較例A2、實施例A3之實驗條件如前述，比較例A4為為在脫臭溫度220℃下，以高溫脫色70~80分鐘下之精煉葵花油。

由表二之實驗結果可得知精煉過程之溫度越 高，會生成更多的反式脂肪酸，比較例A2、實施例A3、比較例A4之反式脂肪酸含量皆高於未經過高溫處理之比較例A1，實施例A3和比較例A4之溫度相同，所產生之反式脂肪酸含量差不多，且皆低於比較例A2，可知在較低溫的情況下進行脫色可以降低反式脂肪酸生成。

比較在不同光照強度下進行脫色之實驗結果請 參照表三，實施例A5為在脫臭溫度220℃，經過光強度為10000Lux之光照射70~80分鐘下之精煉葵花油。實施例A6為在脫臭溫度220℃，經過光強度為50000Lux之光照射70~80分鐘下之精煉葵花油。實施例A7為在脫臭溫度220℃，經過光強度為200000Lux之光照射70~80分鐘下之精煉葵花油。實施例A8為在脫臭溫度220℃，經過光強度為400000Lux之光照射70~80分鐘下之精煉葵花油。

由表三之實驗結果可知，實施例A5~A8在相 同溫度下進行脫色，色素含量皆低於比較例A1，證明光照強度10000~400000Lux皆具備脫色效果，且光照強度越強，脫色效果越好，脫色效果更佳為光照強度為10000~500000Lux，但光照強度並不以此為限，可依照欲破壞色素之程度，調整光照裝置之光強度、數量、位置、排列方式使油品受到均勻照射。

光照裝置550與塔板520之相對位置亦可參考 第2圖、第3圖、第4圖之示意圖，設計光照裝置位於塔板520之側壁、底照塔板520或置於塔板520之中，並參照光照裝置設於脫臭單元500之實施例。

本案之一實施例之降低油品色澤的方法，包括 下列步驟：提供油品，以光照射油品，其中光波長範圍350~700nm，強度為10000~500000Lux。以承送裝置承載並輸送油品。承送裝置為設置於精煉裝置中承裝油品用之油槽或塔板，塔板包括但不限於泡罩板、篩孔板或浮閥板。

光照油品之步驟係於一精煉程序中進行，精煉 程序係包括過濾步驟、水化步驟、以及一脫臭步驟。過濾步驟為利用過濾單元，以粒徑的不同去除油品之中之固體雜質。水化步驟為利用水化單元，以加水加熱使油中的磷脂、蛋白質、黏液等雜質被分離。脫臭步驟為利用脫臭單元，以高溫加熱將油中低沸點之雜質去除，依據欲精煉油品的不同，增加、減少精煉步驟或調整精煉步驟之排列順序。

光照該油品之步驟係於該脫臭步驟中進行，照 射該油品的時間為40~90分鐘，光照時間越長，脫色效果越佳，可依不同光照時間長短調整破壞色素程度，一般而言，油品經過脫臭步驟之時間為40~90分鐘，因此油品亦可接受40~90分鐘的光照，為方便說明，前述之實施例以光照時間70~80分鐘之實驗結果為例說明光照該油品之情況，但光照時間並不以此為限。

承送裝置、油品之實施例可分別參照油品承送 裝置110、油品120之實施例。提供光照之光照裝置之實施例可參照光照裝置140之實施例。參照第1-4圖之實施例之光照裝置與油品承送裝置的相對位置，可知光照油品之步驟係以從油品外部或內部照射油品。

根據本案之一實施例，調整光之波長範圍係 420~440nm、650~670nm或其組合破壞葉綠素a。根據本案之一實施例，調整波長範圍為440~460nm、635~645nm或其組合破壞葉綠素b。根據本案之一實施例，調整波長範圍為430~450nm或其組合破壞類胡蘿蔔素。

100‧‧‧降低油品色澤的設備

110‧‧‧油品承送裝置

120‧‧‧油品

130‧‧‧側壁

140‧‧‧光照裝置

150‧‧‧光線

Claims (18)

1. 一種降低油品色澤的設備，包括：一精煉裝置，包括一脫臭單元；一油品承送裝置，用以承載並輸送一油品，該油品承送裝置設置於該脫臭單元中；以及一光照裝置，發出波長範圍350~700nm，強度10000~500000Lux之光，該光照裝置設置於該脫臭單元中，照射該油品承送裝置中的該油品。
2. 如請求項1所述之降低油品色澤的設備，其中該光照裝置位於該油品承送裝置上方、位於該油品承送裝置之側壁、位於該油品承送裝置之底部或置於該油品承送裝置之中。
3. 如請求項1所述之降低油品色澤的設備，其中該光照裝置包括氣體放電式燈、鎢絲燈光源、LED光源、雷射光源、鹵素光源或其組合。
4. 如請求項1所述之降低油品色澤的設備，其中該光照裝置發出之光的波長範圍係420~440nm、650~670nm或其組合。
5. 如請求項1所述之降低油品色澤的設備，其中該光照裝置發出之光的的波長範圍係440~460nm、635~645nm或其組合。
6. 如請求項1所述之降低油品色澤的設備，其中該光照裝置發出之光的波長範圍係430~450nm。
7. 如請求項1所述之降低油品色澤的設備，其中該精煉裝置進一步包括：一輸油管道；一過濾單元；以及一水化單元。
8. 如請求項7所述之降低油品色澤的設備，其中該光照裝置進一步設置於該過濾單元、該水化單元其中之一。
9. 如請求項1所述之降低油品色澤的設備，其中該油品承送裝置為設置於該精煉裝置中承裝油品用之油槽或塔板。
10. 如請求項1所述之降低油品色澤的設備，其中該光照裝置照射該油品的時間為40~90分鐘。
11. 一種降低油品色澤的方法，包括：於一精煉程序中的一脫臭步驟中以一光照裝置發出之光照射被承載於一油品承送裝置中的一油品，其中該光照 裝置及該油品承送裝置皆設置於一脫臭單元中，該光波長範圍350~700nm，強度為10000~500000Lux。
12. 如請求項11所述之降低油品色澤的方法，其中以該光照裝置發出之該光照射被承載於該油品承送裝置中的該油品之步驟係以從該油品外部或內部照射該油品。
13. 如請求項11所述之降低油品色澤的方法，進一步包含於該精煉程序中的一過濾步驟以該光照射該油品。
14. 如請求項11所述之降低油品色澤的方法，進一步包含於該精煉程序中的一水化步驟以該光照射該油品。
15. 如請求項11所述之降低油品色澤的方法，其中以該光照裝置發出之該光照射被承載於該油品承送裝置中的該油品的照射時間為40~90分鐘。
16. 如請求項11所述之降低油品色澤的方法，其中該光之波長範圍係420~440nm、655~665nm或其組合。
17. 如請求項11所述之降低油品色澤的方法，其中該光之波長範圍係440~460nm、635~645nm或其組合。
18. 如請求項11所述之降低油品色澤的方法，其中該光之波長範圍係430~450nm。