WO2007079981A2 - Natural method for bleaching oils - Google Patents

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WO2007079981A2
WO2007079981A2 PCT/EP2006/012630 EP2006012630W WO2007079981A2 WO 2007079981 A2 WO2007079981 A2 WO 2007079981A2 EP 2006012630 W EP2006012630 W EP 2006012630W WO 2007079981 A2 WO2007079981 A2 WO 2007079981A2
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Genovefa Wendirch
José Antonio ORTIZ NIEMBRO
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Süd-Chemie AG
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    • C11B3/00Refining fats or fatty oils
    • C11B3/10Refining fats or fatty oils by adsorption

Definitions

  • the invention relates to a process for the refining of fats and / or oils.
  • bleaching earths are used to remove turbidity, discoloration or even to remove oxidation accelerators. Adsorptive cleaning can significantly improve the taste, color and storage stability of oils and fats.
  • different classes of bleaching earths are used.
  • HPBE high performance bleaching earth.
  • this group comprises acid-activated montmorillonites wherein the acid activation is carried out in a complex process by dealuminating the crude clays with concentrated acids at high temperatures. In this process, a bleaching earth product with a very high specific surface area and a large pore volume is obtained. Even the use of small amounts of this highly active bleaching earth leads to significant purification of the crude oils. Small amounts in the bleaching process are desirable because the spent bleach _ _
  • earth binds to residual amounts of oil, whereby the yield is reduced, and on the other hand, the used bleaching earth, according to current regulations, must be disposed of.
  • a disadvantage of these highly active bleaching earths is the fact that dealuminating with acid during production results in large amounts of acidic, high-salinity wastewater, which can only be treated or disposed of in complex processes.
  • the high costs for waste disposal and the complex production process justify the comparatively high prices of such highly active bleaching earths.
  • NABE naturally active whitening earth
  • These naturally occurring bleaching earths have been used for hundreds of years for the purification of fats and oils.
  • These naturally active systems also called filler's earth or fuller's earth
  • these naturally active systems can be provided very cheaply.
  • they have only a low bleaching power, so they are usually not suitable for the cleaning of hard to bleach oils and fats.
  • much larger amounts of the adsorbent must be used in comparison to highly active bleaching earths in order to achieve the desired bleaching result.
  • higher losses of oil or fat must be accepted, since the bleaching earths can not be separated in pure form and certain amounts of oil or fat remain in the bleaching earth.
  • SMBE surface-activated bleaching earths
  • SMBE surface-activated bleaching earths
  • Attapulgite and hormone-containing raw clays have proven particularly suitable for this process. These have a very high specific surface area of natural raw materials of about 100 to 180 m 2 / g and a pore volume of about 0.2 to 0.35 ml / g.
  • salts formed in the acid activation or unreacted portions of the acids are not washed out, they remain on the product and are at least partially deposited in the pores.
  • these acid-activated bleaching earths generally do not achieve the same efficiency as achieved by highly active bleaching earths (HPBE) produced by dealuminating with acid.
  • HPBE highly active bleaching earths
  • the simple manufacturing process allows a comparatively low-cost production, with no acid effluents being a particular advantage.
  • the attapulgite / bentonite mineral is acid at a temperature of about 25 to 100 0 C, corresponding to an acid amount of 1 to 10 wt .-%, applied.
  • the acid-activated intermediate is not washed but used directly as bleaching earth after drying and grinding.
  • US-A-3, 029, 783 a method for the treatment of an attapulgite clay with acid is described.
  • the attapulgite contains about 15 wt .-% Al 2 O 3 .
  • the acid activated clay is suitable for use as cat litter.
  • the US-A-5 869.415 describes a process for activation of layered silicates having an ion exchange capacity of at least 25 meq / lOOg by activation with 1 to 10 wt .-% acid and subsequent calcination at temperatures of 200 0 C to 400 0 C.
  • Phyllosilicates have specific surface areas in the range of 132 to 167 m 2 / g and a pore volume in the range of 0.27 to 0.35 ml / g and an ion exchange capacity of 38 to 68 meq / 100 g.
  • WO 99/02256 describes a process for producing a bleaching earth having an increased acid content.
  • the activation takes place here in an environmentally friendly, because non-aqueous process.
  • Preferably, 2.5 to 5% by weight of acid in aqueous solution are applied to predried and ground raw clay.
  • suitable acids are hydrochloric and phosphoric acid and citric acid, which are applied to a crude clay of the palygorskite smectite class.
  • EP 0 398 636 A1 describes that weakly acidic naturally occurring palygorskite clays, as well as mixtures of polygorskite clays and bentonite clays, which were not calcined in each case, can be so strongly activated even with small amounts of acid that they can achieve a high bleaching effect.
  • the acid can be sprayed onto the clay, whereby it is not necessary to wash the clay after activation.
  • the activated materials can be used directly for bleaching oils.
  • the raw clays used as starting material typically have a specific surface area in the range of 100 to 150 m 2 / g, a pore volume in the range of 0.20 to 0.31 ml / g, and an SiO 2 content of 71 to 75 wt .-%, an Al 2 O 3 - content of 11 to 16 wt .-%, and a Fe 2 O 3 content of 3.8 to 6.7 wt .-% to.
  • minerals which comprise mixtures of palygorskite clays and bentonite clays, these have a content of attapulgite in the range from about 10 to 90% by weight, preferably from 20 to 60% by weight.
  • palygorskite clays are used, they have a content of attapulgite of at least 90% by weight.
  • the proportion of attapulgite can be determined by X-ray diffractometry, since these minerals have a high crystallinity.
  • WO 2004/105936 describes an adsorbent which according to a preferred embodiment can be obtained by first extracting, as in the production of highly active bleaching earths, a crude clay with a strong mineral acid under boiling heat. To the resulting acidic suspension is added a water glass solution, the amount of water glass being chosen so that the resulting mixture has a pH of more than 4. The mixture can then be heated first, to be then adjusted by the addition of acid to a pH of less than 4. The solid is separated from the suspension and then washed, dried and optionally ground. In this bleaching earth product, therefore, a layer of a silicate-rich precipitate is added to a clay extracted with acid - -
  • the adsorbent is particularly suitable for bleaching oils.
  • the adsorbent described in the examples has a cation exchange capability of 41.2 meq / 100 g, a specific surface area of 370 m 2 / g and a pore volume of 0.685 ml / g.
  • the proportion of SiO 2 based on the weight of the adsorbent is 79.5%, the Fe 2 O 3 content 2.4% and the Al 2 O 3 content is 6.1%.
  • the clay material described in WO 2004/105936 no longer has the capability of ion exchange.
  • a natural clay material is selected, which has a high proportion of silicon dioxide, as well as a high pore volume and a high proportion of large pores.
  • the model is assumed that fine clay particles are embedded in a large-pored matrix of SiO 2 , which are ultimately responsible for the bleaching effect of the clay material.
  • the clay material described therein has a specific surface area of more than 200 m 2 / g, a pore volume of more than 200 m 2 / g and an ion exchange capacity of more than 40 meq / 100 g.
  • the SiO 2 content is preferably more than 65% by weight, the material used in the examples having an SiO 2 content of 70.6% by weight.
  • the oil to be bleached quickly diffuse to the finely divided clay particles. Due to the large number and the fine distribution of the embedded clay particles then takes place a rapid and intense bleaching of the oil.
  • the aluminum content of the clay material is relatively low, as in the materials obtained by acid extraction.
  • the raw clay preferably has an Al 2 O 3 content of less than 11% by weight.
  • the material used in the examples has an Al 2 O 3 content of 9.8.
  • phyllosilicates in particular smectites and palygorskites, or mixtures of these silicates are therefore usually used.
  • the raw clays used as starting materials have specific surface areas in the range of 100 to 180 m 2 / cj » a pore volume in the range of 0.25 to 0.50 ml / g and an ion exchange capacity in the range of 38 to 68 meq / 100 g.
  • These layer silicates have an Al 2 O 3 content of> 11 wt .-%. By extraction with acid, portions of the aluminum can be dissolved out, so that these highly active bleaching earths have a high SiO 2 content and a low Al 2 O 3 content.
  • SMBE surface-activated bleaching earths
  • HPBE highly active bleaching earths
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a process for refining oils and / or fats, which avoids the disadvantages of the prior art and which can be carried out in particular cost, with a strong lightening in the bleaching of oils and fats should already be achieved with small amounts of added bleaching earth.
  • the clays By selecting the clays, a high whitening effect on the bleaching of oils and fats can be achieved without necessarily requiring prior activation of the clays.
  • the selected clays Through a targeted selection of natural clays, it is possible to provide bleaching earth products which have a strong bleaching effect even without prior activation.
  • the selected clays In order to obtain a strong bleaching effect, the selected clays must have a specific surface area (BET area) of more than 200 m 2 / g.
  • the clays must already have a relatively high ion exchange capacity of more than 40 meq / 100 g. It is believed that the high ion exchange capacity promotes binding of those contaminants which have charged groups.
  • the clay must have a pore volume of more than 0.4 ml / g, preferably more than 0.5 ml / g.
  • the SiO 2 content of the clay material is chosen to be relatively low.
  • the clay material has a SiO 2 content of less than 65 wt .-%, which is relatively low for a natural bleaching earth.
  • For the Al 2 O 3 content is relatively high.
  • the Al 2 O 3 content is more than 10 wt .-% and is _ _ _
  • the pore volume is relatively high in comparison to the surface active bleaching earths used hitherto. Surprisingly, it has been found that even with a high proportion of small to medium pores, a good bleaching effect can be achieved with relatively short bleaching times. At least 20% of the pore volume must be provided by pores having a pore diameter of at most 7.5 nm and at least 40% of the pore volume must be provided by pores having a diameter of less than 14 nm.
  • the high bleaching effect came as a surprise since the clay material used has a relatively low SiO 2 content and a relatively high proportion of Al 2 O 3 .
  • a high SiO 2 content is required for natural materials having a high universal bleaching effect, the total pore volume being primarily formed by large pores which allow rapid diffusion of the oil to be bleached into the clay particles.
  • the clay material used in the process according to the invention has a very high proportion of small to medium pores. Nevertheless, a significant bleaching effect is achieved universally for oils and fats. The structure of the clay material is not yet fully understood.
  • microporous structure described causes effective, specific absorption and separation of the relevant dyes such as chlorophylls and carotenoids from the oil.
  • ion exchange capacity which is fully maintained, unlike highly activated adsorbents, and the high percentage of micropores in the total pore volume should eliminate elimination of charged impurities (eg, Fe 3+ ).
  • the advantage of the method according to the invention is primarily to be seen in the fact that, due to the pore structure of the bleaching earth product used, the impurities and only to a limited extent the oil to be cleaned are absorbed, which reduces the oil loss during the bleaching process.
  • the bleaching earth product used in the process according to the invention a significant reduction in the Lovibond color number and the content of chlorophyll A and at the same time a significant reduction in the content of phosphorus and iron can be achieved.
  • the method according to the invention therefore enables rapid and simple refining of oils and fats.
  • the clay used for the refining is already available from natural sources, so that it can be provided at low cost. After degradation, the clay may optionally be dried and ground and then immediately available for use in the bleaching of oils and fats.
  • the provision of bleaching earth product is therefore technically relatively easy to carry out, whereby the costs incurred can be kept relatively low.
  • the crude oils are first degummed to remove mucilage from the oil.
  • the oil is treated at temperatures in the range of 70 to 80 0 C with water, being stirred for about 10 to 20 minutes at atmospheric pressure.
  • acid degumming wherein the vorentschleimte oil with acid, in particular phosphoric acid or citric acid, is treated at temperatures ranging from 70 to 100 0 C at atmospheric pressure.
  • the separation of the mucilage occurs together with the aqueous _ _
  • Phase for example by centrifugation.
  • water usually in amounts of from 1 to 2% by weight, based on the crude oil, can still be added at the end of the treatment time in order to improve the efficiency of degumming.
  • bleaching the crude oil by treating it with a bleaching earth product containing a crude clay having the following parameters:
  • the bleached oil is separated from the bleaching earth product.
  • a crude oil is understood to mean an oil or fat which is obtained by conventional processes, e.g. Presses obtained from an animal or vegetable source. It can be used both directly and have already undergone a pre-cleaning, for example, have been degummed.
  • a raw clay is used, which is selected according to the criteria defined above. Suitable analytical methods for determining the specific surface area, the pore volume and the ion exchange capacity are given below in the examples.
  • Such a raw clay can be equated with a clay material obtained from the raw clay by chemical or physical modification and having the above-mentioned properties.
  • the specific surface area (BET area) and the specific pore volume are determined by means of nitrogen porosimetry according to DIN 66131.
  • the specific surface area is preferably more than 250 m 2 / g, particularly preferably more than 300 m 2 / g, and is preferably in the range from 320 to 400 m 2 / g.
  • the specific pore volume is preferably more than 0.5 ml / g, preferably 0.5 to 1.0 ml / g, particularly preferably 0.5 to 0.7 ml / g.
  • the ion exchange capacity is determined by the method described below in the Examples. It is preferably more than 50 meq / 100 g and is more preferably in the range of 55 to 75 meq / 100 g.
  • a slurry of 10% by weight of the raw clay in water preferably has a pH in the range of 5.5 to 8.5, preferably 5.9 to 8.2. The pH is determined using a pH electrode according to DIN ISO 7879. _ _ _
  • the raw clay or the clay material has a characteristic distribution of the pore radii. At least 20% of the pore volume is provided by pores with a diameter of at most 7.5 nm. Preferably, at least 22% of the pore volume, more preferably 20 to 30% of the pore volume of pores having a diameter of at most 7.5 nm are provided.
  • the pore size or the pore size distribution can be determined by nitrogen porosimetry according to DIN 66131 and evaluation by means of the BJH method.
  • the total pore volume refers to pores with a diameter of 2 to 130 nm.
  • At least 45%, in particular at least 50%, of the total pore volume of the raw clay is provided by pores having a pore diameter of at most 14 nm.
  • the proportion of pores with a diameter of more than 25 nm in the total pore volume is preferably less than 40%, particularly preferably less than 35%.
  • the clay material used in the method according to the invention thus has a relatively small proportion of large pores. It is therefore surprising that nevertheless an efficient bleaching can be achieved within bleaching times, which is practical for a technical implementation.
  • Table 1 shows the preferred proportions of pores for different pore diameters. - -
  • the bleaching earth product used in the process according to the invention differs, due to its high ion exchange capacity, from highly active bleaching earths prepared by extraction with acid. Such highly active bleaching earths have virtually no longer the ability to ion exchange due to the extraction performed with their production with strong acids.
  • the raw clay contained in the bleaching earth product in the process according to the invention has a high proportion of exchangeable divalent and trivalent cations.
  • the proportion of exchangeable Ca 2+ ions is preferably 30 to 70 meq / 100 g, particularly preferably 40 to 65 meq / 100 g.
  • Mg 2+ ions are preferably 20 to 70 meq / 100 g, more preferably 30 to 60 meq / 100 g.
  • the proportion of exchangeable Al 3+ ions is preferably 0.5 to 2 meq / 100 g, more preferably 1 to 1.5 meq / 100 g.
  • the raw clay preferably has a specific surface area (BET) of more than 250 m 2 / g, particularly preferably more than 300 m 2 / g, and is preferably in the range from 320 to 400 m 2 / g.
  • BET specific surface area
  • the total pore volume (specific pore volume) of the raw clay used is preferably greater than 0.5 ml / g and is preferably in the range of 0.5 to 1.0 ml / 100 g, in particular in the range of 0.5 to 0.8 ml / 100 g.
  • the bleaching earth product used in the process according to the invention particular preference is given to using clay materials or raw clays whose aluminum content, based on the anhydrous raw clay and calculated as Al 2 O 3 , is more than 11% by weight, particularly preferably more than 12% by weight and preferably in a range of 11 to 20% by weight.
  • the bleaching earth products used in the process according to the invention preferably comprise a crude clay which has a low content of SiO 2 .
  • the raw clay has an SiO 2 content, based on the raw water-free clay, of less than 65% by weight, and is more preferably in a range of from 45 to 63% by weight.
  • the raw clay based on the anhydrous raw clay, has an MgO content of more than 5% by weight, more preferably more than 7% by weight, and is preferably in a range of from 5 to 10% by weight.
  • the raw clay has an Fe 2 O 3 content, based on the anhydrous raw clay of less than 8 wt .-%, preferably less than 6 wt .-% and is preferably in the range of 3 to 5 wt .-%.
  • the bleaching earth product used in the process according to the invention may comprise, in addition to the raw clay or the clay material, further customary constituents, for example for improving the flowability.
  • the bleaching earth product consists of at least 98%, particularly preferably 100%, of the raw clay or the clay material.
  • raw clays which only have a low crystallinity, that is to say they are not assigned to the class of layered silicates per se.
  • the low crystallinity can be determined for example by X-ray diffractometry.
  • the particularly preferred raw clays are substantially or completely X-ray amorphous, i. they show reflexes whose intensity almost or completely disappears in the noise. These preferred minerals can therefore not be assigned to the class of Attaculgite or Smektite.
  • the raw clays preferably have a large amount of exchangeable divalent and trivalent cations on the surface or on the interstitial sites, for which reason the raw clay used in the process according to the invention preferably has a very low swelling capacity in water.
  • the clay material used in the process according to the invention preferably has a high content of calcium ions.
  • the proportion of calcium ions based on the weight of the dry raw clay and calculated as CaO, is preferably 3 to 8% by weight, particularly preferably 3.5 to 6% by weight.
  • These calcium ions can also be proportionally replaced by sodium ions, for example, by kneading the clay material in a conventional manner with a suitable sodium compound, for example soda, in a moist state. The clay material transferred to the sodium form can then be dried and ground.
  • the sediment volume of the crude clay in water is preferably less than 8 ml / 2 g, ie the crude clay does not practically swell in the presence of water.
  • the bleaching earth product can be distributed very evenly in the crude oil and, after the bleaching process by filtration, also very well separated again. , _
  • processed oils and fats are preferably intended for human consumption, preference is given to using raw clays which have low heavy metal leaching.
  • the crude clay used in the process according to the invention preferably has a tartaric acid-leachable content of heavy metals As, Pb, Cd, Hg of less than 25 ppm, preferably less than 15 ppm, particularly preferably less than 10 ppm.
  • the proportion of arsenic leachable arsenic is preferably less than 1.5 ppm, preferably less than 1 ppm.
  • the proportion of leachable by tartaric lead is preferably none than 5 ppm, preferably less than 4 ppm.
  • the proportion of cadmium leachable by tartaric acid is preferably less than 0.5 ppm, preferably less than 0.3 ppm, and the proportion of mercury leachable by tartaric acid is preferably less than 0.2 ppm, preferably less than 0.1 ppm.
  • a method for determining the proportion of heavy metals leachable by tartaric acid is given in the examples.
  • the crude oil is treated with a bleaching earth product which contains a raw clay or a clay material which is characterized by the features indicated above.
  • a raw clay is understood to mean a non-naturally active or in particular a naturally active clay.
  • naturally occurring raw or non-naturally active clays are understood to mean naturally occurring or non-naturally active clays which have not yet been subjected to any chemical modification, for example, have not yet been treated with strong acids or dealuminated by extraction with strong acids.
  • Clay materials are to be understood as meaning raw clays which have been processed further by conventional mechanical or chemical work-up steps but, unlike the highly active bleaching earths, have not been activated in a (separate) activation step, in particular have not been extracted with acid. :
  • the bleaching action of the raw clay can, according to a preferred embodiment, be further increased by surface-activating the raw clay.
  • surface activation is meant an activation achieved by treatment of the surface by physical or chemical means, but the activation should not involve extraction with strong acids, as is done in the production of HPBE.
  • Activation of the raw clay is generally to be understood as meaning a treatment of the raw clay which leads to an improvement in the bleaching action, in particular in the bleaching of oils and fats, as measured by the color numbers in oils (Lovibond color numbers) according to AOCS Cc 13b-45 and / or the chlorophyll A determination according to AOCS Cc 13b-55 is determined.
  • a surface activation can be of the raw clay can be performed in the simplest case by means of a thermal treatment by being dried to 120 0 C, for example at mild temperatures in the range of about 100 or even at higher temperatures, preferably in the range of 300 to 350 0 C calcium is defined.
  • the surface activation is carried out by the raw clay is brought into contact with an acid, in particular is coated with an acid.
  • the activation of the raw clay can be carried out in a way - -
  • the mineral structure of the raw clay preferably remains substantially unchanged.
  • the specific surface area and pore volume of the raw clay may have been found to decrease by up to about 20% depending on the method used for acid activation.
  • the raw clays can be dried and ground before activation. Most of the water content of the resulting bleaching earth product is adjusted to a proportion of less than 20 wt .-%, preferably less than 10 wt .-%.
  • the acid itself can be chosen as desired. Both mineral acids and organic acids or mixtures of the above acids can be used. Usual mineral acids may be used, such as hydrochloric acid, phosphoric acid or sulfuric acid, with sulfuric acid being preferred. Concentrated or diluted acids or acid solutions can be used. As organic acids, solutions of e.g. Citric acid or oxalic acid can be used. Preferred is citric acid.
  • any method known to those skilled in the art may be used for activation with acid, including those described in WO 99/02256, US 5,008,226 and US 5,869,415 - -
  • the raw clays are brought into contact with an inorganic or organic acid.
  • the raw clay may be mixed with a solid acid such as a solid organic acid such as citric acid.
  • the raw clay is ground together with the solid acid, so that an intimate contact between raw clay and acid is achieved.
  • the amount of acid added is preferably less than 20% by weight, more preferably less than 10% by weight, and most preferably less than 5% by weight, based on the weight of the anhydrous raw clay.
  • the proportion of added acid is at least 1 wt .-%.
  • the activation of the crude clay is carried out in the aqueous phase.
  • the acid is brought into contact with the crude clay as an aqueous solution.
  • the crude clay which is preferably provided in the form of a powder, in water.
  • the acid is added in preferably concentrated form.
  • the raw clay can also be slurried directly in an aqueous solution of the acid, or the aqueous solution of the acid can be applied to the raw clay.
  • the aqueous acid solution can be sprayed, for example, onto a preferably crushed or powdery raw clay, the amount of water being preferably chosen to be as low as possible and, for example, using a concentrated acid or acid solution.
  • the amount of acid may preferably be between 1 and 10% by weight, more preferably between 2 and 6% by weight, preferably strong, acid, in particular a mineral acid, such as sulfuric acid, based on the anhydrous raw clay (atro) can be selected. If necessary, excess water can be evaporated and the activated raw clay then ground to the desired fineness. After the aqueous solution of the acid has been dispensed, it is only possible to dry, if necessary, until the desired moisture content has been reached.
  • the raw clay is activated with an iron salt.
  • the raw clay can be sprayed, for example, with an aqueous solution of the iron salt.
  • Suitable iron salts are, for example, the iron salts of halides or of organic acids, such as acetates or citrates.
  • a preferred iron salt is iron sulfate.
  • the amount of iron salt applied to the raw clay is preferably selected in the range of 1 to 6% by weight, based on raw raw clay.
  • the grain size or the mean grain size of the bleaching earth product used in the process according to the invention should preferably be selected such that when the optionally activated raw clay or the bleaching earth product is used, a complete - -
  • the mean grain size of the powdered raw clay is selected in a range of 10 to 63 ⁇ m.
  • the fineness is chosen so that on a sieve with a mesh size of 63 microns about 20 to 40% by weight of the mixture remain (sieve residue) and on a sieve with a mesh size of 25 microns about 50 to 65 wt .-% of Stay behind. This can be referred to as typical bleaching earth fineness.
  • the acid degumming and a wet bleaching can be dispensed with under certain conditions, and the vacuum bleaching can be started immediately after the bleaching earth product has been added.
  • This rationalized refining is particularly suitable for oils which have a phosphorus content, in particular phospholipid content, of less than 100 ppm, preferably less than 50 ppm.
  • the phosphorus content can be determined, for example, by elemental analysis.
  • the process according to the invention is suitable for the refining of palm oil.
  • 1 shows a schematic process diagram for the physical refining of oils, in particular palm oil.
  • Crude edible oil for example palm oil
  • Crude edible oil is usually refined according to the principle of physical refining by a process as shown schematically in FIG.
  • Crude oil which has been obtained, for example, by pressing corresponding plant seeds in an oil mill is first subjected to drying and degassing in order to remove, for example, dissolved oxygen from the oil.
  • the crude oil is fed to a degumming stage, in which the gums, in particular phospholipids, are separated.
  • the degumming may include pre-degumming and acid degumming.
  • pre-degumming water is added to the crude oil and the mixture is stirred at about 70 to 80 0 C at atmospheric pressure.
  • the aqueous lecithin phase is then separated off.
  • the crude oil after pre-degumming has a phosphorus content in the range of about 100-200 ppm.
  • the pre-degummed oil is mixed with an acid and stirred at about 70 to 100 0 C at atmospheric pressure.
  • Suitable acids are, for example, phosphoric acid and citric acid.
  • Exemplary conditions are an acid amount of 0.06 wt .-% of a 50% phosphoric acid, a treatment temperature of about 95 0 C and a treatment time of about 15 minutes.
  • water may still be added with the amount of water chosen at about 0.2% by weight to facilitate the separation of the gums.
  • the aqueous phase is then separated, for example by centrifugation.
  • the oil has a phosphorus content in the range of about 10 to 20 ppm.
  • Degumming is necessary in combination with subsequent bleaching to reduce the proportion of phospholipids (phosphors) in the oil as well as the metals. If the degumming is dispensed with, the contents of phosphorus and iron are often too high even in the case of sufficiently low Lovibond color numbers red / yellow in the refined oil. After degumming, the oil may be dried and degassed if necessary. For low-phosphor crude oils, such as palm oil - -
  • Degumming is followed by bleaching of the oil, initially with wet bleaching and then with vacuum bleaching.
  • wet bleaching the oil is mixed with water and bleaching earth, with amounts ranging from about 0.1 to 0.5% by weight for water and 0.3 to 2.0% by weight for bleaching earth being chosen.
  • the oil is heated at atmospheric pressure to about 80 to 100 0 C and stirred for about 20 minutes.
  • a vacuum is applied (for example 100 mbar) and the oil is stirred for a further 30 minutes at about 90 to 120 ° C.
  • the oil is then filtered, for example via a filter with a paper filter. The filtration is carried out at a temperature of about 80 0 C.
  • the oil is deodorized.
  • superheated steam which has an outlet temperature of about 240 to 260 0 C, passed through the oil to remove free fatty acids and unpleasant flavors and odors.
  • the deodorization is carried out in vacuo at a pressure in the range of less than 5 mbar, preferably 1 to 3 mbar.
  • the oil After refining, the oil has a phosphorus content of less than 3 ppm and an iron content of less than 0.1 ppm.
  • the refining of the crude oil is carried out in the manner described above, but a special bleaching earth product is used as adsorbent or bleach, in particular in the bleaching.
  • a special bleaching earth product is used as adsorbent or bleach, in particular in the bleaching.
  • step be omitted and, if necessary, after drying and degassing of the crude oil, be made directly a bleaching of the oil.
  • the specific surface area is carried out on a fully automatic nitrogen porosimeter from Micromeritics, type ASAP 2010, according to DIN 66131.
  • the pore volume is determined using the BJH method (E.P. Barrett, L.G. Joyner, P.P. Haienda, J. Am. Chem. Soc. 73 (1951) 373). Pore volumes of certain pore size ranges are determined by summing up incremental pore volumes, which are obtained from the evaluation of the adsorption isotherms according to BJH.
  • the total pore volume according to the BJH method refers to pores with a diameter of 2 to 130 nm.
  • the color numbers in oils are determined according to AOCS Cc 13b-45. Chlorophyll A determination was according to AOCS Cc 13d-55.
  • the water content of the products at 105 0 C is determined using the method DIN / ISO-787/2. 2?
  • This analysis is based on the total amount of raw clay or the corresponding product.
  • the individual components are treated with conventional specific analytical methods, e.g. ICP, analyzed and quantified.
  • the dried raw clay For the determination of ion exchange capacity (IEC), the dried raw clay to be examined over a period of two hours at 105 0 C. Thereafter, the dried material is reacted with an excess of aqueous 2N NH 4 Cl solution for one hour under reflux. After a service life of 16 hours at room temperature is filtered, whereupon the filter cake is washed, dried and ground and the NH 4 -Ge content in raw clay by nitrogen determination (CHN analyzer from. Leco) is determined according to the manufacturer. The proportion and type of exchanged metal ions is determined in the filtrate by ICP spectroscopy.
  • IEC ion exchange capacity
  • the X-ray images are taken on a high-resolution powder diffractometer made by Phillips (X 1 -Pert-MPD (PW 3040)), which is equipped with a Cu anode.
  • a graduated 100 ml measuring cylinder is filled with 100 ml of distilled water or an aqueous solution of 1% soda and 2% trisodium polyphosphate. 2 g of the substance to be measured are added slowly and in portions, each about 0.1 to 0.2 g, with a spatula on the surface of the water. After this O
  • the sample batch used for determining the sediment volume as described above is closed with Parafilm and allowed to stand vibration-free for three days at room temperature. Then the sediment volume is read off the graduation of the measuring cylinder. The increase in sediment volume results from the difference in sediment volume at the beginning of the measurement and after a service life of three days.
  • the crucible is cooled in a desiccator and weighed.
  • a glass measuring cylinder cut off at the 1000 ml graduation is weighed empty and then the bulk material to be measured is filled with the aid of a powder funnel in a train so that a bulk cone is obtained at the upper end of the measuring cylinder.
  • the bulk material is scraped off with the aid of a ruler and material attached to the outside of the measuring cylinder is removed.
  • the filled measuring cylinder is weighed again. The difference of the measured weights corresponds to the bulk density in g / 1000 ml.
  • the particle size is determined on the "Malvern Mastersizer S" by laser diffraction in the particle air flow, indicating the d50 value, i.e. 50% of all particles ⁇ x ⁇ m.
  • NABE naturally active bleaching earth
  • SMBE surface modified bleaching earth
  • HPBE high performance bleaching earth a) Süd Chemie AG, Kunststoff, DE b) Oil-Dri Corp., USA
  • the crude palm oils were refined in the following ways:
  • the dried and degassed crude palm oil was first treated with 0.075% by weight of citric acid (20%) and the mixture was stirred at 70 ° C. for 30 minutes under atmospheric pressure. Subsequently, 0.2% H 2 O was added and stirred for a further 10 minutes under atmospheric pressure. After degumming, the oil was admixed with in each case 0.8 or 1.0% by weight of the bleaching earths given in Table 12. The mixture was first stirred at atmospheric pressure for 20 minutes at 95 0 C, then the pressure was lowered to 30 mbar and the mixture for a further 30 minutes at 110 0 C stirred. After bleaching, that became - -
  • the deodorization of the bleached oil was carried out by at a pressure of ⁇ 1 mbar for 120 minutes superheated steam (exit temperature: 260 0 C) was passed through the oil.
  • the oil was characterized after the individual purification steps. The values are given in Table 6.
  • the dried and degassed crude palm oil was first admixed with 0.05% by weight of citric acid (30%) and the mixture was stirred at 80 ° C. for 5 minutes under atmospheric pressure. Then, 0.050 wt .-%, colloidal silica (Trisyl ®, Grace Corp., US) was added and the mixture stirred at 80 0 C for an additional 5 minutes at atmospheric pressure. After degumming, the oil was treated with in each case 0.4 or 0.5% by weight of the bleaching earths given in Table XIII. The mixture was first stirred at atmospheric pressure for 20 minutes at 95 0 C, then the pressure was lowered to 30 mbar and the mixture for a further 30 minutes at 120 0 C stirred. After the bleaching the oil at 80 0 C over a Filternutsehe which was lined with a filter paper, was filtered.
  • the deodorization of the bleached oil was carried out by at a pressure of ⁇ 1 mbar for 120 minutes superheated steam (exit temperature: 255 0 C) was passed through the oil.
  • the oil was characterized after each refining step. The values are given in Table 7.
  • the crude clay A characterized in Example 1 is mixed with water and then activated by adding the amounts of H 2 SO 4 or Fe 2 (SO 4 ) 3 indicated in Table 9.
  • H 2 SO 4 or Fe 2 (SO 4 ) 3 indicated in Table 9 100 g of the crude A dried to 11.5% H 2 O are intimately mixed with the amounts of H 2 SO 4 or Fe 2 (SO 4 ) 3 indicated in Table 9 in a beaker.
  • the resulting mixture is dried at 110 0 C and then ground to a typical Bleicherdefwork.
  • the properties found for the activated raw clays are summarized in Table 9.
  • the bleaching earth is then filtered off and the color number of the oil is determined by means of the Lovibond method in a 5 1 A "cuvette The values determined for Lovibond red and chlorophyll" A "are reproduced in Tables 10 and 11.

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Abstract

The invention relates to a method for refining of fats and/or oils by preparation of a crude oil, obtained from plant or animal material, subjecting the crude oil to a bleaching step by treatment with a fuller's earth product containing a raw clay with a specific surface area of more than 200 m2/g, an ion exchange capacity of more than 40 meq/l00g, and a total pore volume of more than 0.4 ml/g, where at least 40% of the total pore volume of the pores available has a pore diameter of at least 14 nm and at most 25 % of the pore volume of the pores available has a pore diameter of less than 7.5 nm and the bleached oil is then separated from the fuller's earth product.

Description

_ _
NATÜRLICHES VERFAHREN ZUM BLEICHEN VON ÖLENNATURAL METHOD OF BLEACHING OILS
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Raffination von Fetten und/oder Ölen.The invention relates to a process for the refining of fats and / or oils.
Bei der industriellen Herstellung von Ölen und Fetten werden Bleicherden zur Entfernung von Trübungen, Verfärbungen oder auch zur Entfernung von Oxidationsbeschleunigern verwendet. Durch die adsorptive Reinigung können Geschmack, Farbe und LagerstabiIitat der Öle und Fette wesentlich verbessert werden. Zur Reinigung werden verschiedene Klassen von Bleicherden verwendet. Eine erste Gruppe bildet die Klasse der hochaktiven, meist auf Montmo- rillonit basierenden Bleicherden (HPBE = high Performance blea- ching earth) . Diese Gruppe umfasst insbesondere säureaktivierte Montmorillonite, wobei die Säureaktivierung in einem aufwändigen Verfahren durch Dealuminieren der Rohtone mit konzentrierten Säuren bei hohen Temperaturen durchgeführt wird. Bei diesem Verfahren wird ein Bleicherdeprodukt mit sehr großer spezifischer Oberfläche und großem Porenvolumen erhalten. Bereits der Einsatz geringer Mengen dieser hochaktiven Bleicherde führt zur merklichen Reinigung der Rohöle. Geringe Einsatzmengen im Bleichpro- zess sind deswegen erstrebenswert, weil die verbrauchte Bleich- _ _In the industrial production of oils and fats, bleaching earths are used to remove turbidity, discoloration or even to remove oxidation accelerators. Adsorptive cleaning can significantly improve the taste, color and storage stability of oils and fats. For purification, different classes of bleaching earths are used. A first group is the class of highly active, mostly montmorillonite-based bleaching earths (HPBE = high performance bleaching earth). In particular, this group comprises acid-activated montmorillonites wherein the acid activation is carried out in a complex process by dealuminating the crude clays with concentrated acids at high temperatures. In this process, a bleaching earth product with a very high specific surface area and a large pore volume is obtained. Even the use of small amounts of this highly active bleaching earth leads to significant purification of the crude oils. Small amounts in the bleaching process are desirable because the spent bleach _ _
erde zum einen Restmengen an Öl bindet, wodurch die Ausbeute verringert wird, und zum anderen die gebrauchte Bleicherde, entsprechend geltenden Vorschriften, entsorgt werden muss.On the one hand earth binds to residual amounts of oil, whereby the yield is reduced, and on the other hand, the used bleaching earth, according to current regulations, must be disposed of.
Nachteilig an diesen hochaktiven Bleicherden ist die Tatsache, dass durch das Dealuminieren mit Säure während der Herstellung große Mengen an sauren salzreichen Abwässern anfallen, die nur in aufwändigen Prozessen aufbereitet oder entsorgt werden können. Die hohen Kosten für die Entsorgung der Abfälle sowie das aufwändige Produktionsverfahren begründen die vergleichsweise hohen Preise solcher hochaktiver Bleicherden.A disadvantage of these highly active bleaching earths is the fact that dealuminating with acid during production results in large amounts of acidic, high-salinity wastewater, which can only be treated or disposed of in complex processes. The high costs for waste disposal and the complex production process justify the comparatively high prices of such highly active bleaching earths.
Eine weitere Gruppe bildet die Klasse der naturaktiven Tone (NABE = naturally active bleaching earth) . Diese natürlich vorkommenden Bleicherden werden bereits seit hunderten von Jahren für die Reinigung von Fetten und Ölen verwendet . Diese naturaktiven Systeme (auch Füller 's Earth oder Fuller-Erden genannt) können sehr kostengünstig zur Verfügung gestellt werden. Sie besitzen jedoch nur eine geringe Bleichkraft, so dass sie für die Reinigung von schwer zu bleichenden Ölen und Fetten meist nicht geeignet sind. Ferner müssen im Vergleich zu hochaktiven Bleicherden wesentlich größere Mengen des Adsorbens eingesetzt werden, um das gewünschte Bleichresultat zu erzielen. Dadurch müssen jedoch höhere Verluste an Öl bzw. Fett in Kauf genommen werden, da sich die Bleicherden nicht in reiner Form abtrennen lassen und gewissen Mengen an Öl bzw. Fett in der Bleicherde verbleiben.Another group is the natural active clay class (NABE = naturally active whitening earth). These naturally occurring bleaching earths have been used for hundreds of years for the purification of fats and oils. These naturally active systems (also called filler's earth or fuller's earth) can be provided very cheaply. However, they have only a low bleaching power, so they are usually not suitable for the cleaning of hard to bleach oils and fats. Furthermore, much larger amounts of the adsorbent must be used in comparison to highly active bleaching earths in order to achieve the desired bleaching result. As a result, however, higher losses of oil or fat must be accepted, since the bleaching earths can not be separated in pure form and certain amounts of oil or fat remain in the bleaching earth.
Einen Kompromiss aus niedrigen Herstellkosten und akzeptabler Aktivität stellt die dritte Bleicherdeklasse dar, die sogenannten oberflächenaktivierten Systeme (SMBE = surface modified bleaching earth; oberflächenaktivierte Bleicherden) . Hier wird ein naturaktiver Rohton mit geringen Säuremengen beaufschlagt und somit eine "in situ-Aktivierung" erreicht. Für dieses Verfahren haben sich insbesondere Attapulgit und Hormit enthaltende Rohtone bewährt. Diese weisen eine für natürliche Rohtone recht hohe spezifische Oberfläche von ca. 100 bis 180 m2/g und ein Porenvolumen von ca. 0,2 bis 0,35 ml/g auf. Da jedoch bei der Säureaktivierung gebildete Salze oder nicht abreagierte Anteile der Säuren nicht ausgewaschen werden, verbleiben diese auf dem Produkt und werden zumindest teilweise auch in den Poren abgelagert. Dadurch erreichen diese säureaktivierten Bleicherden in der Regel nicht die gleiche Effizienz, wie sie von hochaktiven Bleicherden (HPBE) erreicht wird, die durch Dealuminieren mit Säure hergestellt werden. Das einfache Herstellungsverfahren ermöglicht jedoch eine vergleichsweise kostengünstige Produktion, wobei als besonderer Vorteil keine sauren Abwässer anfallen.A compromise between low production costs and acceptable activity is represented by the third bleaching earth class, the so-called surface-activated bleaching systems (SMBE = surface-modified bleaching earths). Here is a natural active raw clay with small amounts of acid applied and thus achieved an "in situ activation". Attapulgite and hormone-containing raw clays have proven particularly suitable for this process. These have a very high specific surface area of natural raw materials of about 100 to 180 m 2 / g and a pore volume of about 0.2 to 0.35 ml / g. However, since salts formed in the acid activation or unreacted portions of the acids are not washed out, they remain on the product and are at least partially deposited in the pores. As a result, these acid-activated bleaching earths generally do not achieve the same efficiency as achieved by highly active bleaching earths (HPBE) produced by dealuminating with acid. However, the simple manufacturing process allows a comparatively low-cost production, with no acid effluents being a particular advantage.
Aus der US-A-5, 008, 226 ist ein Verfahren zur Herstellung von säureaktivierter Bleicherde unter Verwendung eines natürlich vorkommenden sauren Attapulgit-Tones gemäß der oben beschriebenen Säureaktivierung bekannt. Dieser Ton weist ein Porenvolumen im Bereich von 0,25 bis 0,50 ml/g und eine spezifische Oberfläche im Bereich von 100 bis 150 m*/g auf. Besonders bevorzugt wird eine natürlich vorkommende Mischung aus Attapulgit und Ben- tonit verwendet. Die Hauptkomponenten dieses Minerals bestehen aus 71 bis 75 Gew. -% SiO2 und aus 11 bis 16 Gew.-% Al2O3. Das Attapulgit/Bentonit Mineral wird bei einer Temperatur von etwa 25 bis 1000C mit Säure, entsprechend einer Säuremenge von 1 bis 10 Gew.-%, beaufschlagt. Das säureaktivierte Zwischenprodukt wird nicht gewaschen, sondern nach dem Trocknen und Vermählen direkt als Bleicherde verwendet. - -From US-A-5, 008, 226 a method for the production of acid-activated bleaching earth using a naturally occurring acid Attapulgit clay according to the above-described acid activation is known. This clay has a pore volume in the range of 0.25 to 0.50 ml / g and a specific surface area in the range of 100 to 150 m * / g. Particular preference is given to using a naturally occurring mixture of attapulgite and benzonite. The main components of this mineral consist of 71 to 75 wt .-% SiO 2 and from 11 to 16 wt .-% Al 2 O 3 . The attapulgite / bentonite mineral is acid at a temperature of about 25 to 100 0 C, corresponding to an acid amount of 1 to 10 wt .-%, applied. The acid-activated intermediate is not washed but used directly as bleaching earth after drying and grinding. - -
In der US-A-3, 029, 783 wird ein Verfahren zur Behandlung eines Attapulgit-Tones mit Säure beschrieben. Der Attapulgit enthält ca. 15 Gew.-% Al2O3. Der mit Säure aktivierte Ton eignet sich zur Verwendung als Katzenstreu.In US-A-3, 029, 783 a method for the treatment of an attapulgite clay with acid is described. The attapulgite contains about 15 wt .-% Al 2 O 3 . The acid activated clay is suitable for use as cat litter.
Die US-A-5, 869,415 beschreibt ein Verfahren zur Aktivierung von Schichtsilicaten mit einer Ionenaustauschkapazität von wenigstens 25 meq/lOOg durch Aktivierung mit 1 bis 10 Gew.-% Säure und anschließender Calcinierung bei Temperaturen von 2000C bis 4000C. Die Schichtsilicate weisen spezifische Oberflächen im Bereich von 132 bis 167 m2/g sowie ein Porenvolumen im Bereich von 0,27 bis 0,35 ml/g und eine Ionenaustauschkapazität von 38 bis 68 meq/lOOg auf.The US-A-5 869.415 describes a process for activation of layered silicates having an ion exchange capacity of at least 25 meq / lOOg by activation with 1 to 10 wt .-% acid and subsequent calcination at temperatures of 200 0 C to 400 0 C. Phyllosilicates have specific surface areas in the range of 132 to 167 m 2 / g and a pore volume in the range of 0.27 to 0.35 ml / g and an ion exchange capacity of 38 to 68 meq / 100 g.
In der WO 99/02256 wird ein Verfahren zur Herstellung einer Bleicherde mit einem erhöhten Säuregehalt beschrieben. Die Aktivierung findet hierbei in einem umweltfreundlichen, weil nicht wässrigen Prozess statt. Bevorzugt werden 2,5 bis 5 Gew.-% Säure in wässriger Lösung auf vorgetrockneten und vermahlenen Rohton aufgegeben. Als Beispiele für geeignete Säuren werden Salz- und Phosphorsäure sowie Zitronensäure beschrieben, die auf einen Rohton aus der Palygorskit-Smektitklasse aufgebracht werden.WO 99/02256 describes a process for producing a bleaching earth having an increased acid content. The activation takes place here in an environmentally friendly, because non-aqueous process. Preferably, 2.5 to 5% by weight of acid in aqueous solution are applied to predried and ground raw clay. Examples of suitable acids are hydrochloric and phosphoric acid and citric acid, which are applied to a crude clay of the palygorskite smectite class.
In der EP 0 398 636 Al wird beschrieben, dass schwach saure natürlich vorkommende Palygorskit-Tone, sowie Mischungen von PaIy- gorskit-Tonen und Bentonit-Tonen, die jeweils nicht calciniert wurden, bereits mit geringen Säuremengen so stark aktiviert werden können, dass sie eine hohe Bleichwirkung erreichen können. Die Säure kann dazu auf den Ton aufgesprüht werden, wobei es nicht erforderlich ist, den Ton nach der Aktivierung zu waschen. Die aktivierten Materialien können direkt zum Bleichen von Ölen eingesetzt werden. Die als Ausgangsmaterial verwendeten Rohtone weisen typischerweise eine spezifische Oberfläche im Bereich von 100 bis 150 m2/g, ein Porenvolumen im Bereich von 0,20 bis 0,31 ml/g, sowie einen SiO2-Gehalt von 71 bis 75 Gew.-%, einen Al2O3- Gehalt von 11 bis 16 Gew.-%, sowie einen Fe2O3-Gehalt von 3,8 bis 6,7 Gew.-% auf. Werden Mineralien verwendet, die Mischungen von Palygorskit-Tonen und Bentonit-Tonen umfassen, so weisen diese einen Anteil an Attapulgit im Bereich von etwa 10 bis 90 Gew.-%, bevorzugt 20 bis 60 Gew.-% auf. Werden Palygorskit-Tone verwendet, so weisen diese einen Gehalt an Attapulgit von zumindest 90 Gew.-% auf. Der Anteil an Attapulgit lässt sich durch Röntgendiffraktometrie ermitteln, da diese Mineralien eine hohe Kristallinität aufweisen. Durch die Aktivierung mit sehr hohen Säuremengen von 60 Gew.-% werden spezifische Oberflächen im Bereich von etwa 220 m2/g sowie Porenvolumina im Bereich von etwa 0,38 ml/g erreicht.EP 0 398 636 A1 describes that weakly acidic naturally occurring palygorskite clays, as well as mixtures of polygorskite clays and bentonite clays, which were not calcined in each case, can be so strongly activated even with small amounts of acid that they can achieve a high bleaching effect. The acid can be sprayed onto the clay, whereby it is not necessary to wash the clay after activation. The activated materials can be used directly for bleaching oils. The raw clays used as starting material typically have a specific surface area in the range of 100 to 150 m 2 / g, a pore volume in the range of 0.20 to 0.31 ml / g, and an SiO 2 content of 71 to 75 wt .-%, an Al 2 O 3 - content of 11 to 16 wt .-%, and a Fe 2 O 3 content of 3.8 to 6.7 wt .-% to. When minerals are used which comprise mixtures of palygorskite clays and bentonite clays, these have a content of attapulgite in the range from about 10 to 90% by weight, preferably from 20 to 60% by weight. If palygorskite clays are used, they have a content of attapulgite of at least 90% by weight. The proportion of attapulgite can be determined by X-ray diffractometry, since these minerals have a high crystallinity. By activation with very high acid amounts of 60% by weight, specific surface areas in the range of about 220 m 2 / g and pore volumes in the range of about 0.38 ml / g are achieved.
Neben einer Extraktion eines Rohtons mit starker Säure hat man auch versucht, "maßgeschneiderte" Materialien auf synthetischem Weg herzustellen. So wird in der WO 2004/105936 ein Adsorptionsmittel beschrieben, welches gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dadurch erhalten werden kann, dass zunächst wie bei der Herstellung hochaktiver Bleicherden ein Rohton mit einer starken Mineralsäure unter Siedehitze extrahiert wird. Zu der so erhaltenen sauren Suspension wird eine Wasserglaslösung gegeben, wobei die Menge des Wasserglases so gewählt wird, dass die erhaltene Mischung einen pH-Wert von mehr als 4 aufweist. Die Mischung kann anschließend zunächst erwärmt werden, um dann durch Zugabe von Säure auf einen pH-Wert von unter 4 eingestellt zu werden. Der Feststoff wird von der Suspension abgetrennt und anschließend gewaschen, getrocknet und gegebenenfalls gemahlen. Bei diesem Bleicherdeprodukt wird also auf einen mit Säure extrahierten Ton eine Schicht aus einem silikatreichen Niederschlag - -In addition to extraction of a raw clay with strong acid, attempts have also been made to synthetically produce "tailor-made" materials. Thus WO 2004/105936 describes an adsorbent which according to a preferred embodiment can be obtained by first extracting, as in the production of highly active bleaching earths, a crude clay with a strong mineral acid under boiling heat. To the resulting acidic suspension is added a water glass solution, the amount of water glass being chosen so that the resulting mixture has a pH of more than 4. The mixture can then be heated first, to be then adjusted by the addition of acid to a pH of less than 4. The solid is separated from the suspension and then washed, dried and optionally ground. In this bleaching earth product, therefore, a layer of a silicate-rich precipitate is added to a clay extracted with acid - -
aufgebracht, der aus Wasserglas sowie mehrwertigen Ionen aufgebaut ist, die zuvor aus dem Ton extrahiert worden waren. Bildlich wird also ein relativ weitmaschiges Netz aus Siliziumdioxid erzeugt, in welches die Partikel des extrahierten Tonmaterials eingelagert sind. Die Partikel sind dabei relativ groß, sodass auch das Bild eines Tonpartikels verwendet werden kann, das mit einer Schicht aus Siliziumdioxid bedeckt ist, die relativ große Poren umfasst . Das Adsorptionsmittel eignet sich insbesondere zum Bleichen von Ölen. Dabei ist es zum Erreichen einer hohen Aktivität nicht erforderlich, das Adsorptionsmittel zu calcinie- ren. Das in den Beispielen beschriebene Adsorptionsmittel weist eine Kationenumtauschfähigkeit von 41,2 meq/100 g, eine spezifische Oberfläche von 370 m2/g und ein Porenvolumen von 0,685 ml/g auf. Der Anteil an SiO2 bezogen auf das Gewicht des Adsorptionsmittels beträgt 79,5%, der Fe2O3-Anteil 2,4% und der Al2O3-Gehalt beträgt 6,1%. Da das Tonmaterial jedoch mit starker Säure extrahiert worden ist, besitzt das in der WO 2004/105936 beschriebene Tonmaterial jedoch nicht mehr die Fähigkeit zum Ionenaustausch.applied, which is made up of water glass and polyvalent ions that were previously extracted from the clay. Figuratively, therefore, a relatively wide-meshed network of silicon dioxide is produced, in which the particles of the extracted clay material are embedded. The particles are relatively large, so that the image of a clay particle can be used, which is covered with a layer of silicon dioxide, which comprises relatively large pores. The adsorbent is particularly suitable for bleaching oils. The adsorbent described in the examples has a cation exchange capability of 41.2 meq / 100 g, a specific surface area of 370 m 2 / g and a pore volume of 0.685 ml / g. The proportion of SiO 2 based on the weight of the adsorbent is 79.5%, the Fe 2 O 3 content 2.4% and the Al 2 O 3 content is 6.1%. However, since the clay material has been extracted with strong acid, the clay material described in WO 2004/105936 no longer has the capability of ion exchange.
Ein ähnliches Modell wie in der WO 2004/105936 wird in der DE 103 56 894 Al verfolgt. Hier wird gezielt ein natürliches Tonmaterial ausgesucht, welches einen hohen Anteil an Siliciumdioxid aufweist, sowie ein hohes Porenvolumen und einen hohen Anteil großer Poren. Auch hier wird von dem Modell ausgegangen, dass in einer großporigen Matrix von SiO2 feine Tonpartikel eingelagert sind, welche letztlich für die bleichende Wirkung des Tonmaterials verantwortlich sind. Das dort beschriebene Tonmaterial weist eine spezifische Oberfläche von mehr als 200 m2/g, ein Porenvolumen von mehr als 200 m2/g und eine Ionenumtauschfähigkeit von mehr als 40 meq/100 g auf. Der SiO2-Gehalt beträgt vorzugsweise mehr als 65 Gew.-%, wobei das in den Beispielen verwendete Material einen SiO2-Gehalt von 70,6 Gew.-% aufweist. Durch das ver- _ _A similar model as in WO 2004/105936 is pursued in DE 103 56 894 A1. Here, a natural clay material is selected, which has a high proportion of silicon dioxide, as well as a high pore volume and a high proportion of large pores. Here, too, the model is assumed that fine clay particles are embedded in a large-pored matrix of SiO 2 , which are ultimately responsible for the bleaching effect of the clay material. The clay material described therein has a specific surface area of more than 200 m 2 / g, a pore volume of more than 200 m 2 / g and an ion exchange capacity of more than 40 meq / 100 g. The SiO 2 content is preferably more than 65% by weight, the material used in the examples having an SiO 2 content of 70.6% by weight. Through the _ _
gleichsweise weitmaschige gelartige Netz aus SiO2 kann das zu bleichende Öl rasch an die feinteiligen Tonpartikel diffundieren. Durch die große Anzahl und die feine Verteilung der eingelagerten Tonpartikel erfolgt dann eine rasche und intensive Bleichung des Öles . Der Aluminiumgehalt des Tonmaterials ist wie bei den durch Säureextraktion gewonnenen Materialien relativ niedrig. Bevorzugt weist der Rohton einen Al2O3-Gehalt von weniger als 11 Gew.-% auf. Das in den Beispielen verwendete Material weist einen Al2O3-Gehalt von 9,8 auf.similarly wide-meshed gel-like network of SiO 2 , the oil to be bleached quickly diffuse to the finely divided clay particles. Due to the large number and the fine distribution of the embedded clay particles then takes place a rapid and intense bleaching of the oil. The aluminum content of the clay material is relatively low, as in the materials obtained by acid extraction. The raw clay preferably has an Al 2 O 3 content of less than 11% by weight. The material used in the examples has an Al 2 O 3 content of 9.8.
Bei der oben beschriebenen Herstellung säureaktivierter Bleicherden werden also üblicherweise Schichtsilicate, insbesondere Smektite und Palygorskite oder Mischungen dieser Silicate verwendet. Die als Ausgangsprodukte verwendeten Rohtone besitzen spezifische Oberflächen im Bereich von 100 bis 180 m2/cj» ein Porenvolumen im Bereich von 0,25 bis 0,50 ml/g und eine Ionen- austauschkapazität im Bereich von 38 bis 68 meq/lOOg. Diese Schichtsilicate besitzen einen Al2O3-Gehalt von > 11 Gew.-%. Durch Extraktion mit Säure können Anteile des Aluminiums herausgelöst werden, sodass diese hochaktiven Bleicherden einen hohen SiO2-Gehalt und einen geringen Al2O3-Gehalt aufweisen.In the production of acid-activated bleaching earths described above, phyllosilicates, in particular smectites and palygorskites, or mixtures of these silicates are therefore usually used. The raw clays used as starting materials have specific surface areas in the range of 100 to 180 m 2 / cj » a pore volume in the range of 0.25 to 0.50 ml / g and an ion exchange capacity in the range of 38 to 68 meq / 100 g. These layer silicates have an Al 2 O 3 content of> 11 wt .-%. By extraction with acid, portions of the aluminum can be dissolved out, so that these highly active bleaching earths have a high SiO 2 content and a low Al 2 O 3 content.
Wie bereits weiter oben ausgeführt, besitzen oberflächenaktivierte Bleicherden (SMBE) den Vorteil einer kostengünstigen Herstellung. Sie erreichen jedoch nicht die Bleichwirkung, wie sie von hochaktiven Bleicherden (HPBE) erreicht werden. Es sind daher im Vergleich zu den hochaktiven Bleicherden größere Mengen an oberflächenaktivierter Bleicherde notwendig, um ein gewünschtes Bleichergebnis zu erreichen. Dies wiederum bewirkt, dass bei der Bleichung durch Adsorption von Ölen und Fetten in der Bleicherde höhere Ölverluste hingenommen werden müssen, und andererseits größere Mengen an gebrauchter Bleicherde aufbereitet bzw. entsorgt werden müssen. - σ -As already explained above, surface-activated bleaching earths (SMBE) have the advantage of cost-effective production. However, they do not achieve the bleaching effect achieved by highly active bleaching earths (HPBE). Therefore, in comparison with the highly active bleaching earths, larger amounts of surface-activated bleaching earth are necessary in order to achieve a desired bleaching result. This in turn has the effect that in the bleaching by adsorption of oils and fats in the bleaching earth higher oil losses must be accepted, and on the other hand, larger quantities of used bleaching earth must be treated or disposed of. - σ -
Der Erfindung liegt daher als Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Raffination von Ölen und/oder Fetten zur Verfügung zu stellen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und welches insbesondere kostengünstig durchgeführt werden kann, wobei eine starke Aufhellung bei der Bleichung von Ölen und Fetten bereits bei geringen Mengen an zugegebener Bleicherde erreicht werden soll .The invention is therefore an object of the invention to provide a process for refining oils and / or fats, which avoids the disadvantages of the prior art and which can be carried out in particular cost, with a strong lightening in the bleaching of oils and fats should already be achieved with small amounts of added bleaching earth.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Unteransprüche.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1. Advantageous developments of the method are the subject of the dependent claims.
Es hat sich überraschend gezeigt, dass durch eine Auswahl der Tone eine hohe Bleichwirkung bei der Bleichung von Ölen und Fetten erzielt werden kann, ohne dass eine vorherige Aktivierung der Tone notwendigerweise erforderlich ist. Durch eine gezielte Auswahl natürlicher Tone ist es möglich, Bleicherdeprodukte bereitzustellen, welche auch ohne vorherige Aktivierung eine starke Bleichwirkung aufweisen. Um eine starke Bleichwirkung zu erhalten, müssen die ausgewählten Tone eine spezifische Oberfläche (BET-Fläche) von mehr als 200 m2/g aufweisen. Ferner müssen die Tone bereits eine relativ hohe Ionenaustauschkapazitat von mehr als 40 meq/100 g aufweisen. Man nimmt an, dass die hohe Ionenaustauschkapazitat die Bindung derjenigen Verunreinigungen unterstützt, welche geladene Gruppen aufweisen. Weiter muss der Ton ein Porenvolumen von mehr als 0,4 ml/g, vorzugsweise mehr als 0,5 ml/g aufweisen. Der SiO2-Gehalt des Tonmaterials ist relativ niedrig gewählt. Das Tonmaterial weist einen SiO2-Gehalt von weniger als 65 Gew.-% auf, welcher für eine natürliche Bleicherde relativ niedrig liegt. Dafür ist der Al2O3-Gehalt relativ hoch. Der Al2O3-Gehalt beträgt mehr als 10 Gew.-% und ist _ _It has surprisingly been found that by selecting the clays, a high whitening effect on the bleaching of oils and fats can be achieved without necessarily requiring prior activation of the clays. Through a targeted selection of natural clays, it is possible to provide bleaching earth products which have a strong bleaching effect even without prior activation. In order to obtain a strong bleaching effect, the selected clays must have a specific surface area (BET area) of more than 200 m 2 / g. Furthermore, the clays must already have a relatively high ion exchange capacity of more than 40 meq / 100 g. It is believed that the high ion exchange capacity promotes binding of those contaminants which have charged groups. Furthermore, the clay must have a pore volume of more than 0.4 ml / g, preferably more than 0.5 ml / g. The SiO 2 content of the clay material is chosen to be relatively low. The clay material has a SiO 2 content of less than 65 wt .-%, which is relatively low for a natural bleaching earth. For the Al 2 O 3 content is relatively high. The Al 2 O 3 content is more than 10 wt .-% and is _ _
damit relativ hoch. Die Prozentangaben beziehen sich jeweils auf das trockene Tonmaterial (atro) .so relatively high. The percentages refer in each case to the dry clay material (atro).
Das Porenvolumen ist im Vergleich zu den bisher verwendeten o- berflächenaktiven Bleicherden relativ hoch. Überraschend hat sich herausgestellt, dass auch bei einem hohen Anteil kleinerer bis mittlerer Poren eine gute Bleichwirkung bei relativ kurzen Bleichzeiten erzielt werden kann. Mindestens 20% des Porenvolumens muss von Poren bereitgestellt werden, die einen Porendurchmesser von höchstens 7,5 nm aufweisen und mindestens 40% des Porenvolumens müssen von Poren bereitgestellt werden, die einen Durchmesser von weniger als 14 nm aufweisen.The pore volume is relatively high in comparison to the surface active bleaching earths used hitherto. Surprisingly, it has been found that even with a high proportion of small to medium pores, a good bleaching effect can be achieved with relatively short bleaching times. At least 20% of the pore volume must be provided by pores having a pore diameter of at most 7.5 nm and at least 40% of the pore volume must be provided by pores having a diameter of less than 14 nm.
Die hohe Bleichwirkung kam überraschend, da das verwendete Tonmaterial einen relativ niedrigen SiO2-Anteil und einen relativ hohen Anteil an Al2O3 aufweist . Bisher war man davon ausgegangen, dass bei natürlichen Materialien mit einer hohen universellen Bleichwirkung ein hoher SiO2-Anteil erforderlich ist, wobei das Gesamtporenvolumen in erster Linie von großen Poren gebildet wird, welche eine rasche Diffusion des zu bleichenden Öls zu den Tonpartikeln ermöglicht . Das im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Tonmaterial weist einen sehr hohen Anteil an kleinen bis mittleren Poren auf . Dennoch wird universell eine deutliche Bleichwirkung bei Ölen und Fetten erzielt. Die Struktur des Tonmaterials ist noch nicht vollständig geklärt. Die Erfinder nehmen jedoch an, dass speziell die beschriebene Mikroporenstruktur eine effektive, spezifische Absorption und Trennung der relevanten Farbstoffe wie Chlorophylle und Carotinoide vom Öl bewirken. Ebenso sollte die Kombination von Ionenaustauschvermögen, das im Gegensatz zu hochaktivierten Adsorbentien voll erhalten bleibt, und dem hohen Anteil an Mikroporen am Gesamtporenvolumen die Eliminierung von geladenen Verunreinigungen ( z.B. Fe3+ ) - -The high bleaching effect came as a surprise since the clay material used has a relatively low SiO 2 content and a relatively high proportion of Al 2 O 3 . Heretofore, it has been thought that a high SiO 2 content is required for natural materials having a high universal bleaching effect, the total pore volume being primarily formed by large pores which allow rapid diffusion of the oil to be bleached into the clay particles. The clay material used in the process according to the invention has a very high proportion of small to medium pores. Nevertheless, a significant bleaching effect is achieved universally for oils and fats. The structure of the clay material is not yet fully understood. However, the inventors believe that especially the microporous structure described causes effective, specific absorption and separation of the relevant dyes such as chlorophylls and carotenoids from the oil. Similarly, the combination of ion exchange capacity, which is fully maintained, unlike highly activated adsorbents, and the high percentage of micropores in the total pore volume should eliminate elimination of charged impurities (eg, Fe 3+ ). - -
verbessern. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vor allem darin zu sehen, dass aufgrund der Porenstruktur des verwendeten Bleicherdeprodukts überwiegend die Verunreinigungen und nur in geringem Maße das zu reinigende Öl absorbiert werden, was den Ölverlust beim Bleichprozess verringert.improve. The advantage of the method according to the invention is primarily to be seen in the fact that, due to the pore structure of the bleaching earth product used, the impurities and only to a limited extent the oil to be cleaned are absorbed, which reduces the oil loss during the bleaching process.
Mit dem im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Bleicherdeprodukt kann eine deutliche Erniedrigung der Lovibond-Farbzahl sowie des Gehaltes an Chlorophyll A und gleichzeitig eine deutliche Verringerung des Gehaltes an Phosphor und Eisen erreicht werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht daher eine rasche und einfache Raffination von Ölen und Fetten. Als weiterer Vorteil steht der für die Raffination verwendete Ton an sich bereits aus natürlichen Quellen zur Verfügung, so dass dieser kostengünstig bereitgestellt werden kann. Nach dem Abbau kann der Ton gegebenenfalls getrocknet und gemahlen werden und steht dann unmittelbar für einen Einsatz für die Bleichung von Ölen und Fetten zur Verfügung. Die Bereitstellung des Bleicherdeprodukts ist daher technisch relativ einfach durchzuführen, wodurch auch die anfallenden Kosten vergleichsweise gering gehalten werden können.With the bleaching earth product used in the process according to the invention, a significant reduction in the Lovibond color number and the content of chlorophyll A and at the same time a significant reduction in the content of phosphorus and iron can be achieved. The method according to the invention therefore enables rapid and simple refining of oils and fats. As a further advantage, the clay used for the refining is already available from natural sources, so that it can be provided at low cost. After degradation, the clay may optionally be dried and ground and then immediately available for use in the bleaching of oils and fats. The provision of bleaching earth product is therefore technically relatively easy to carry out, whereby the costs incurred can be kept relatively low.
Gewöhnlich werden bei der Raffination von Ölen die Rohöle zunächst einer Entschleimung unterzogen, um Schleimstoffe aus dem Öl zu entfernen. Dazu wird das Öl bei Temperaturen im Bereich von 70 bis 800C mit Wasser behandelt, wobei es für etwa 10 bis 20 Minuten bei Normaldruck gerührt wird. Nach dem Abtrennen der Schleimstoffe, beispielsweise mittels einer Zentrifuge, folgt eine Säureentschleimung, wobei das vorentschleimte Öl mit Säure, insbesondere Phosphorsäure oder Zitronensäure, bei Temperaturen im Bereich von 70 bis 100 0C bei Normaldruck behandelt wird. Die Abtrennung der Schleimstoffe erfolgt zusammen mit der wässrigen _ _Usually, in the refining of oils, the crude oils are first degummed to remove mucilage from the oil. For this purpose, the oil is treated at temperatures in the range of 70 to 80 0 C with water, being stirred for about 10 to 20 minutes at atmospheric pressure. After separating the gums, for example by means of a centrifuge, followed by acid degumming, wherein the vorentschleimte oil with acid, in particular phosphoric acid or citric acid, is treated at temperatures ranging from 70 to 100 0 C at atmospheric pressure. The separation of the mucilage occurs together with the aqueous _ _
Phase, beispielsweise durch Zentrifugieren. Bei der Säureent- schleimung kann zum Ende der Behandlungszeit noch Wasser, meist in Mengen von 1 bis 2 Gew.-% bezogen auf das Rohöl, zugegeben werden, um den Wirkungsgrad der Entschleimung zu verbessern.Phase, for example by centrifugation. In the case of acid degumming, water, usually in amounts of from 1 to 2% by weight, based on the crude oil, can still be added at the end of the treatment time in order to improve the efficiency of degumming.
Bei der erfindungsgemäßen Raffination von Fetten und/oder Ölen wird nun in der Weise vorgegangen, dassThe refining of fats and / or oils according to the invention is now carried out in such a way that
ein Rohöl bereitgestellt wird, welches aus einem pflanzlichen oder tierischen Material gewonnen ist;providing a crude oil derived from a vegetable or animal material;
das Rohöl einer Bleichung unterworfen wird, indem es mit einem Bleicherdeprodukt behandelt wird, welches einen Rohton enthält, der die folgenden Parameter aufweist :bleaching the crude oil by treating it with a bleaching earth product containing a crude clay having the following parameters:
eine spezifische Oberfläche von mehr als 200 m2/g; eine Ionenaustauschkapazität von mehr als 40 meq/lOOg; ein Gesamtporenvolumen von mehr als 0,4 ml/g aufweist, wobei mindestens 20% des Gesamtporenvolumens von Poren bereitgestellt werden, die einen Porendurchmesser von höchstens 7,5 nm aufweisen und mindestens 40 % des Porenvolumens von Poren bereitgestellt werden, die einen Durchmesser von weniger als 14 nm aufweisen,a specific surface area of more than 200 m 2 / g; an ion exchange capacity of more than 40 meq / 100g; has a total pore volume greater than 0.4 ml / g, providing at least 20% of the total pore volume of pores having a pore diameter of at most 7.5 nm and providing at least 40% of the pore volume of pores having a diameter of less than 14 nm,
einen SiO2-Gehalt von weniger als 65 Gew.-%;an SiO 2 content of less than 65% by weight;
einen Al2O3-Gehalt von mehr als 10 Gew.-%; undan Al 2 O 3 content of more than 10% by weight; and
das gebleichte Öl von dem Bleicherdeprodukt abgetrennt wird. _the bleached oil is separated from the bleaching earth product. _
Unter einem Rohöl wird im Sinne der Erfindung ein Öl oder Fett verstanden, das mit üblichen Verfahren, z.B. Pressen, aus einer tierischen oder pflanzlichen Quelle gewonnen worden ist. Es kann sowohl unmittelbar eingesetzt werden, als auch bereits eine Vorreinigung erfahren haben, beispielsweise entschleimt worden sein.For the purposes of the invention, a crude oil is understood to mean an oil or fat which is obtained by conventional processes, e.g. Presses obtained from an animal or vegetable source. It can be used both directly and have already undergone a pre-cleaning, for example, have been degummed.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also ein Rohton verwendet, welcher nach den oben definierten Kriterien ausgewählt wird. Geeignete analytische Methoden zur Bestimmung der spezifischen Oberfläche, des Porenvolumens und der Ionenaustauschkapa- zität sind nachstehend bei den Beispielen angegeben. Einem solchen Rohton kann ein Tonmaterial gleichgesetzt werden, das aus dem Rohton durch chemische oder physikalische Modifikation erhalten wurde, und das die oben genannten Eigenschaften aufweist.In the method according to the invention thus a raw clay is used, which is selected according to the criteria defined above. Suitable analytical methods for determining the specific surface area, the pore volume and the ion exchange capacity are given below in the examples. Such a raw clay can be equated with a clay material obtained from the raw clay by chemical or physical modification and having the above-mentioned properties.
Die spezifische Oberfläche (BET-Fläche) und das spezifische Porenvolumen wird mit Hilfe der Stickstoffporosimetrie gemäß DIN 66131 ermittelt. Die spezifische Oberfläche beträgt bevorzugt mehr als 250 m2/g, insbesondere bevorzugt mehr als 300 m2/g und liegt bevorzugt im Bereich von 320 bis 400 m2/g. Das spezifische Porenvolumen beträgt vorzugsweise mehr als 0,5 ml/g, bevorzugt 0,5 bis 1,0 ml/g, insbesondere bevorzugt 0,5 bis 0,7 ml/g. Die Ionenaustauschkapazitat wird mit dem nachstehend bei den Beispielen beschriebenen Verfahren bestimmt. Sie beträgt vorzugsweise mehr als 50 meq/100g und liegt insbesondere bevorzugt im Bereich von 55 bis 75 meq/lOOg. Eine Aufschlämmung von 10 Gew.-% des Rohtons in Wasser weist vorzugsweise einen pH-Wert im Bereich von 5,5 bis 8,5, vorzugsweise 5,9 bis 8,2 auf. Der pH-Wert wird mit einer pH-Elektrode nach DIN ISO 7879 bestimmt. _ _The specific surface area (BET area) and the specific pore volume are determined by means of nitrogen porosimetry according to DIN 66131. The specific surface area is preferably more than 250 m 2 / g, particularly preferably more than 300 m 2 / g, and is preferably in the range from 320 to 400 m 2 / g. The specific pore volume is preferably more than 0.5 ml / g, preferably 0.5 to 1.0 ml / g, particularly preferably 0.5 to 0.7 ml / g. The ion exchange capacity is determined by the method described below in the Examples. It is preferably more than 50 meq / 100 g and is more preferably in the range of 55 to 75 meq / 100 g. A slurry of 10% by weight of the raw clay in water preferably has a pH in the range of 5.5 to 8.5, preferably 5.9 to 8.2. The pH is determined using a pH electrode according to DIN ISO 7879. _ _
Der Rohton bzw. das Tonmaterial weist eine charakteristische Verteilung der Porenradien auf. Zumindest 20% des Porenvolumens wird durch Poren mit einem Durchmesser von höchstens 7,5 nm erbracht. Vorzugsweise werden zumindest 22 % des Porenvolumens, insbesondere bevorzugt 20 bis 30 % des Porenvolumens von Poren mit einem Durchmesser von höchstens 7,5 nm erbracht. Die Porengröße bzw. die Porengrößenverteilung lässt sich durch Stickstoffporosimetrie gemäß DIN 66131 und Auswertung mittels der BJH-Methode ermitteln. Das Gesamtporenvolumen bezieht sich auf Poren mit einem Durchmesser von 2 bis 130 nm.The raw clay or the clay material has a characteristic distribution of the pore radii. At least 20% of the pore volume is provided by pores with a diameter of at most 7.5 nm. Preferably, at least 22% of the pore volume, more preferably 20 to 30% of the pore volume of pores having a diameter of at most 7.5 nm are provided. The pore size or the pore size distribution can be determined by nitrogen porosimetry according to DIN 66131 and evaluation by means of the BJH method. The total pore volume refers to pores with a diameter of 2 to 130 nm.
Bevorzugt werden zumindest 45 %, insbesondere zumindest 50 % des Gesamtporenvolumens des Rohtons von Poren bereitgestellt, die einen Porendurchmesser von höchstens 14 nm aufweisen.Preferably, at least 45%, in particular at least 50%, of the total pore volume of the raw clay is provided by pores having a pore diameter of at most 14 nm.
Bevorzugt beträgt der Anteil der Poren mit einem Durchmesser von mehr als 25 nm am Gesamtporenvolumen weniger als 40 %, insbesondere bevorzugt weniger als 35 %. Das im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Tonmaterial weist also einen relativ geringen Anteil von großen Poren auf. Überraschend ist daher, dass dennoch eine effiziente Bleichung innerhalb von Bleichzeiten erzielt werden kann, die für eine technische Durchführung praktikabel ist.The proportion of pores with a diameter of more than 25 nm in the total pore volume is preferably less than 40%, particularly preferably less than 35%. The clay material used in the method according to the invention thus has a relatively small proportion of large pores. It is therefore surprising that nevertheless an efficient bleaching can be achieved within bleaching times, which is practical for a technical implementation.
In Tabelle 1 sind die bevorzugten Anteile der Poren für verschiedene Porendurchmesser angegeben. - -Table 1 shows the preferred proportions of pores for different pore diameters. - -
Tabelle 1 : Bevorzugte Anteile von Poren mit einem definierten Porendurchmesser am GesamtporenvolumenTable 1: Preferred proportions of pores with a defined pore diameter on the total pore volume
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Besonders bevorzugt werden Rohtone verwendet, deren Ionenaus- tauschkapazität über 50 meq/100 g, vorzugsweise im Bereich von 55 bis 75 meq/100 g liegt. Wie bereits weiter oben erläutert, unterscheidet sich das im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Bleicherdeprodukt durch seine hohe Ionenaustauschkapazität von durch Extraktion mit Säure hergestellten hochaktiven Bleicherden. Solche hochaktiven Bleicherden weisen wegen der bei ihrer Herstellung durchgeführten Extraktion mit starken Säuren die Fähigkeit zum Ionenaustausch praktisch nicht mehr auf.Particular preference is given to using raw clays whose ion exchange capacity is above 50 meq / 100 g, preferably in the range from 55 to 75 meq / 100 g. As already explained above, the bleaching earth product used in the process according to the invention differs, due to its high ion exchange capacity, from highly active bleaching earths prepared by extraction with acid. Such highly active bleaching earths have virtually no longer the ability to ion exchange due to the extraction performed with their production with strong acids.
Der im erfindungsgemäßen Verfahren im Bleicherdeprodukt enthaltene Rohton weist einen hohen Anteil an austauschbaren zwei- und dreiwertigen Kationen auf. Der Anteil der austauschbaren Ca2+- Ionen beträgt vorzugsweise 30 bis 70 meq/100 g, insbesondere bevorzugt 40 bis 65 meq/100 g. Der Anteil der austauschbaren _ _The raw clay contained in the bleaching earth product in the process according to the invention has a high proportion of exchangeable divalent and trivalent cations. The proportion of exchangeable Ca 2+ ions is preferably 30 to 70 meq / 100 g, particularly preferably 40 to 65 meq / 100 g. The proportion of interchangeable _ _
Mg2+-Ionen beträgt vorzugsweise 20 bis 70 meq/100 g, insbesondere bevorzugt 30 bis 60 meq/100 g. Der Anteil der austauschbaren Al3+-Ionen beträgt vorzugsweise 0,5 bis 2 meq/100 g, insbesondere bevorzugt 1 bis 1,5 meq/100 g.Mg 2+ ions are preferably 20 to 70 meq / 100 g, more preferably 30 to 60 meq / 100 g. The proportion of exchangeable Al 3+ ions is preferably 0.5 to 2 meq / 100 g, more preferably 1 to 1.5 meq / 100 g.
Vorzugsweise weist der Rohton eine spezifische Oberfläche (BET) von mehr als 250 m2/g, insbesondere bevorzugt von mehr als 300 m2/g auf und liegt vorzugsweise im Bereich von 320 bis 400 m2/g. Das Gesamtporenvolumen (spezifisches Porenvolumen) des verwendeten Rohtons ist vorzugsweise größer als 0,5 ml/g und liegt vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 1,0 ml/100 g, insbesondere im Bereich von 0,5 bis 0,8 ml/100 g.The raw clay preferably has a specific surface area (BET) of more than 250 m 2 / g, particularly preferably more than 300 m 2 / g, and is preferably in the range from 320 to 400 m 2 / g. The total pore volume (specific pore volume) of the raw clay used is preferably greater than 0.5 ml / g and is preferably in the range of 0.5 to 1.0 ml / 100 g, in particular in the range of 0.5 to 0.8 ml / 100 g.
Besonders bevorzugt werden für das im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Bleicherdeprodukt Tonmaterialien bzw. Rohtone verwendet, deren Aluminiumgehalt, bezogen auf den wasserfreien Rohton und berechnet als Al2O3, mehr als 11 Gew.-%, insbesondere bevorzugt mehr als 12 Gew.-% beträgt und vorzugsweise in einem Bereich von 11 bis 20 Gew.-% liegt.For the bleaching earth product used in the process according to the invention, particular preference is given to using clay materials or raw clays whose aluminum content, based on the anhydrous raw clay and calculated as Al 2 O 3 , is more than 11% by weight, particularly preferably more than 12% by weight and preferably in a range of 11 to 20% by weight.
Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Bleicherdeprodukte umfassen vorzugsweise einen Rohton, welcher einen niedrigen Anteil an SiO2 aufweist . Vorzugsweise weist der Rohton einen SiO2-Gehalt, bezogen auf den wasserfreien Rohton, von weniger als 65 Gew.-% auf und liegt insbesondere bevorzugt in einem Bereich von 45 bis 63 Gew.-%.The bleaching earth products used in the process according to the invention preferably comprise a crude clay which has a low content of SiO 2 . Preferably, the raw clay has an SiO 2 content, based on the raw water-free clay, of less than 65% by weight, and is more preferably in a range of from 45 to 63% by weight.
Bevorzugt weist der Rohton, bezogen auf den wasserfreien Rohton, einen MgO-Gehalt von mehr als 5 Gew.-%, insbesondere bevorzugt mehr als 7 Gew.-% auf und liegt vorzugsweise in einem Bereich von 5 bis 10 Gew.-% — Ib -Preferably, the raw clay, based on the anhydrous raw clay, has an MgO content of more than 5% by weight, more preferably more than 7% by weight, and is preferably in a range of from 5 to 10% by weight. - Ib -
Bevorzugt weist der Rohton einen Fe2O3 -Gehalt, bezogen auf den wasserfreien Rohton von weniger als 8 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 6 Gew.-% auf und liegt vorzugsweise im Bereich von 3 bis 5 Gew.-%.Preferably, the raw clay has an Fe 2 O 3 content, based on the anhydrous raw clay of less than 8 wt .-%, preferably less than 6 wt .-% and is preferably in the range of 3 to 5 wt .-%.
Das im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Bleicherdeprodukt kann neben dem Rohton bzw. dem Tonmaterial noch weitere übliche Bestandteile umfassen, beispielsweise zur Verbesserung der Rieselfähigkeit. Bevorzugt besteht das Bleicherdeprodukt zu mindestens 98 %, insbesondere bevorzugt zu 100% aus dem Rohton bzw. dem Tonmaterial.The bleaching earth product used in the process according to the invention may comprise, in addition to the raw clay or the clay material, further customary constituents, for example for improving the flowability. Preferably, the bleaching earth product consists of at least 98%, particularly preferably 100%, of the raw clay or the clay material.
Besonders bevorzugt werden Rohtone verwendet, welche nur eine geringe Kristallinität aufweisen, also an sich nicht der Klasse der Schichtsilicate zugeordnet werden. Die geringe Kristallinität lässt sich beispielsweise durch Röntgendiffraktometrie feststellen. Die besonders bevorzugten Rohtone sind dabei weitgehend bzw. vollständig röntgenamorph, d.h. sie zeigen Reflexe, deren Intensität nahezu bzw. vollständig im Rauschen untergeht. Diese bevorzugten Mineralien können daher nicht der Klasse der Atta- pulgite oder Smektite zugeordnet werden.Particular preference is given to using raw clays which only have a low crystallinity, that is to say they are not assigned to the class of layered silicates per se. The low crystallinity can be determined for example by X-ray diffractometry. The particularly preferred raw clays are substantially or completely X-ray amorphous, i. they show reflexes whose intensity almost or completely disappears in the noise. These preferred minerals can therefore not be assigned to the class of Attaculgite or Smektite.
Die Rohtone besitzen bevorzugt eine große Menge an austauschbaren zwei- und dreiwertigen Kationen auf der Oberfläche oder auf den Zwischengitterplätzen, weshalb der im erfindungsgemäße Verfahren verwendete Rohton bevorzugt eine sehr geringe Quellfähigkeit in Wasser aufweist.The raw clays preferably have a large amount of exchangeable divalent and trivalent cations on the surface or on the interstitial sites, for which reason the raw clay used in the process according to the invention preferably has a very low swelling capacity in water.
Bevorzugt werden im erfindungsgemäßen Verfahren daher Rohtone verwendet, deren Sedimentvolumen in Wasser kleiner als 10 ml/2 g ist. Zur Bestimmung des Sedimentvolumens wird der Rohton gemäß der bei den Beispielen angegebenen Vorschrift zunächst in Wasser gegeben. Nach einer Einwirkzeit von 1 Stunde wird dann das Sedi- _ _In the process according to the invention, preference is therefore given to using crude clays whose sediment volume in water is less than 10 ml / 2 g. To determine the sediment volume, the crude clay is first added to water according to the instructions given in the examples. After an exposure time of 1 hour, the sedi- _ _
mentvolumen abgelesen. Bei einer Lagerung in Wasser für einen längeren Zeitraum von beispielsweise 3 Tagen ist vorzugsweise nur eine sehr geringe Zunahme des Sedimentvolumens von weniger als 20%, insbesondere bevorzugt weniger als 10%, insbesondere bevorzugt weniger als 5% zu beobachten und insbesondere bevorzugt ist keine Zunahme des Sedimentvolumens zu beobachten. Dies unterscheidet die im erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt eingesetzten Bleicherdeprodukte von den üblicherweise verwendeten Calcium- oder Natriumbentoniten, welche in Wasser eine deutliche Zunahme des Sedimentvolumens zeigen, d.h. die stark quellen. Das im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Bleicherdeprodukt lässt sich daher recht einfach von den bisher für die Bleichung von Ölen und Fetten verwendeten SMBE unterscheiden, da es in Wasser wesentlich weniger bzw. überhaupt nicht quillt.read volume. When stored in water for a prolonged period of, for example, 3 days, preferably only a very small increase in the sediment volume of less than 20%, more preferably less than 10%, more preferably less than 5% is observed, and particularly preferred is no increase in To observe sediment volume. This distinguishes the bleaching earth products preferably used in the process of the invention from the commonly used calcium or sodium bentonites, which exhibit a significant increase in sediment volume in water, i. the strong swelling. The bleaching earth product used in the process according to the invention can therefore be quite easily distinguished from the SMBE hitherto used for the bleaching of oils and fats, since it swells considerably less in water or does not swell at all.
Das im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Tonmaterial weist bevorzugt einen hohen Gehalt an Calciumionen auf. Der Anteil der Calciumionen, bezogen auf das Gewicht des trockenen Rohtons und berechnet als CaO beträgt vorzugsweise 3 bis 8 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 3,5 bis 6 Gew.-%. Diese Calciumionen können auch anteilig durch Natriumionen ersetzt werden, indem beispielsweise das Tonmaterial in üblicher Weise mit einer geeigneten Natriumverbindung, beispielsweise Soda, in feuchtem Zustand verknetet wird. Das in die Natriumform überführte Tonmaterial kann anschließend getrocknet und vermählen werden.The clay material used in the process according to the invention preferably has a high content of calcium ions. The proportion of calcium ions, based on the weight of the dry raw clay and calculated as CaO, is preferably 3 to 8% by weight, particularly preferably 3.5 to 6% by weight. These calcium ions can also be proportionally replaced by sodium ions, for example, by kneading the clay material in a conventional manner with a suitable sodium compound, for example soda, in a moist state. The clay material transferred to the sodium form can then be dried and ground.
Bevorzugt beträgt das Sedimentvolumen des Rohtons in Wasser weniger als 8 ml/2 g, d.h. der Rohton quillt in Gegenwart von Wasser praktisch nicht. Dadurch lässt sich das Bleicherdeprodukt sehr gleichmäßig im Rohöl verteilen und nach dem Bleichprozess durch Filtration auch sehr gut wieder abtrennen. . _The sediment volume of the crude clay in water is preferably less than 8 ml / 2 g, ie the crude clay does not practically swell in the presence of water. As a result, the bleaching earth product can be distributed very evenly in the crude oil and, after the bleaching process by filtration, also very well separated again. , _
- Xo —- Xo -
Da die verarbeiteten Öle und Fette vorzugsweise für den Genuss durch den Menschen vorgesehen sind, werden bevorzugt Rohtone verwendet, welche eine niedrige Schwermetallauslaugung aufweisen.Since the processed oils and fats are preferably intended for human consumption, preference is given to using raw clays which have low heavy metal leaching.
Bevorzugt weist der im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Rohton einen durch Weinsäure auslaugbaren Anteil an Schwermetallen As, Pb, Cd, Hg von weniger als 25 ppm, vorzugsweise weniger als 15 ppm, insbesondere bevorzugt weniger als 10 ppm auf. Der Anteil an durch Weinsäure auslaugbarem Arsen ist bevorzugt kleiner als 1,5 ppm, vorzugsweise kleiner als 1 ppm. Der Anteil des durch Weinsäure auslaugbaren Bleis ist bevorzugt keiner als 5 ppm, vorzugsweise kleiner als 4 ppm. Der Anteil an durch Weinsäure auslaugbarem Cadmium ist bevorzugt kleiner als 0,5 ppm, vorzugsweise kleiner als 0,3 ppm und der Anteil an durch Weinsäure auslaugbarem Quecksilber ist bevorzugt kleiner als 0,2 ppm, bevorzugt kleiner als 0,1 ppm.The crude clay used in the process according to the invention preferably has a tartaric acid-leachable content of heavy metals As, Pb, Cd, Hg of less than 25 ppm, preferably less than 15 ppm, particularly preferably less than 10 ppm. The proportion of arsenic leachable arsenic is preferably less than 1.5 ppm, preferably less than 1 ppm. The proportion of leachable by tartaric lead is preferably none than 5 ppm, preferably less than 4 ppm. The proportion of cadmium leachable by tartaric acid is preferably less than 0.5 ppm, preferably less than 0.3 ppm, and the proportion of mercury leachable by tartaric acid is preferably less than 0.2 ppm, preferably less than 0.1 ppm.
Ein Verfahren zur Bestimmung des Anteils der durch Weinsäure auslaugbaren Schwermetalle ist bei den Beispielen angegeben.A method for determining the proportion of heavy metals leachable by tartaric acid is given in the examples.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird das Rohöl mit einem Bleicherdeprodukt behandelt, welches einen Rohton bzw. ein Tonmaterial enthält, welcher durch die oben angegebenen Merkmale charakterisiert ist . Unter einem Rohton wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein nicht-naturaktiver oder insbesondere ein naturaktiver Ton verstanden. Insbesondere werden unter Rohtonen natürlich vorkommende naturaktive oder nicht-naturaktive Tone verstanden, die noch keiner chemischen Modifikation unterworfen wurden, z.B. noch nicht mit starken Säuren belegt oder durch Extraktion mit starken Säuren dealuminiert wurden. _ lg _In the method according to the invention, the crude oil is treated with a bleaching earth product which contains a raw clay or a clay material which is characterized by the features indicated above. In the context of the present invention, a raw clay is understood to mean a non-naturally active or in particular a naturally active clay. In particular, naturally occurring raw or non-naturally active clays are understood to mean naturally occurring or non-naturally active clays which have not yet been subjected to any chemical modification, for example, have not yet been treated with strong acids or dealuminated by extraction with strong acids. _ lg _
Unter Tonmaterialien werden Rohtone verstanden, welche durch herkömmliche mechanische oder chemische Aufarbeitungsschritte weiter verarbeitet wurden, jedoch in Abgrenzung zu den hochaktiven Bleicherden nicht in einem (gesonderten) Aktivierungsschritt aktiviert wurden, insbesondere nicht mit Säure extrahiert wurden. :Clay materials are to be understood as meaning raw clays which have been processed further by conventional mechanical or chemical work-up steps but, unlike the highly active bleaching earths, have not been activated in a (separate) activation step, in particular have not been extracted with acid. :
Die Bleichwirkung des Rohtons kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform noch gesteigert werden, indem der Rohton oberflächenaktiviert wird. Unter einer Oberflächenaktivierung wird dabei eine Aktivierung verstanden, welche durch Behandlung der Oberfläche auf physikalischem oder chemischen Weg erreicht wird, wobei die Aktivierung jedoch nicht eine Extraktion mit starken Säuren umfassen soll, wie sie bei der Herstellung von HPBE durchgeführt wird. Unter einer Aktivierung des Rohtons ist allgemein eine Behandlung des Rohtons zur verstehen, die zu einer Verbesserung der Bleichwirkung führt, insbesondere bei der Bleichung von Ölen und Fetten, wie sie anhand der Farbzahlen in Ölen (Lovibond-Farbzahlen) gemäß AOCS Cc 13b-45 und/oder der Chlorophyll A-Bestimmung gemäß AOCS Cc 13b-55 ermittelt wird.The bleaching action of the raw clay can, according to a preferred embodiment, be further increased by surface-activating the raw clay. By "surface activation" is meant an activation achieved by treatment of the surface by physical or chemical means, but the activation should not involve extraction with strong acids, as is done in the production of HPBE. Activation of the raw clay is generally to be understood as meaning a treatment of the raw clay which leads to an improvement in the bleaching action, in particular in the bleaching of oils and fats, as measured by the color numbers in oils (Lovibond color numbers) according to AOCS Cc 13b-45 and / or the chlorophyll A determination according to AOCS Cc 13b-55 is determined.
Eine Oberflächenaktivierung kann im einfachsten Fall im Wege einer thermischen Behandlung des Rohtons durchgeführt werden, indem dieser beispielsweise bei milden Temperaturen im Bereich von etwa 100 bis 1200C getrocknet wird oder auch bei höheren Temperaturen, vorzugsweise im Bereich von 300 bis 3500C calci- niert wird.A surface activation can be of the raw clay can be performed in the simplest case by means of a thermal treatment by being dried to 120 0 C, for example at mild temperatures in the range of about 100 or even at higher temperatures, preferably in the range of 300 to 350 0 C calcium is defined.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Oberflächenaktivierung, indem der Rohton mit einer Säure in Kontakt gebracht wird, insbesondere mit einer Säure belegt wird. Die Aktivierung des Rohtons kann dabei in einer Weise durchgeführt wer- - -According to a preferred embodiment, the surface activation is carried out by the raw clay is brought into contact with an acid, in particular is coated with an acid. The activation of the raw clay can be carried out in a way - -
den, wie sie aus der Herstellung von SMBE bekannt ist. Bei der Aktivierung des Rohtons bleibt die Mineralstruktur des Rohtons vorzugsweise im Wesentlichen unverändert. Bei einer Behandlung mit Säure kann die spezifische Oberfläche und das Porenvolumen des Rohtons in Abhängigkeit von der zur Säureaktivierung verwendeten Methode erfahrungsgemäß um bis zu etwa 20% abnehmen.as known from the manufacture of SMBE. When activating the raw clay, the mineral structure of the raw clay preferably remains substantially unchanged. When treated with acid, the specific surface area and pore volume of the raw clay may have been found to decrease by up to about 20% depending on the method used for acid activation.
Vor der Aktivierung können die Rohtone gegebenenfalls getrocknet und gemahlen werden. Meist wird der Wassergehalt des erhaltenen Bleicherdeprodukts auf einen Anteil von weniger als 20 Gew.-%, bevorzugt weniger als 10 Gew.-% eingestellt.If necessary, the raw clays can be dried and ground before activation. Most of the water content of the resulting bleaching earth product is adjusted to a proportion of less than 20 wt .-%, preferably less than 10 wt .-%.
Es wurde gefunden, dass Rohtone mit den oben beschriebenen Eigenschaften selbst durch eine Aktivierung mit geringen Säuremengen in Tonmaterialien umgewandelt werden können, die als Bleicherdeprodukte überraschend gute Bleicheigenschaften aufweisen. Die Bleichwirkung dieser Bleicherdeprodukte erreicht die Ergebnisse von hochaktiven Bleicherden bzw. übertrifft diese sogar.It has been found that crude clays with the properties described above can even be converted by activation with small amounts of acid into clay materials which have surprisingly good bleaching properties as bleaching earth products. The bleaching effect of these bleaching earth products reaches or even surpasses the results of highly active bleaching earths.
Für die Aktivierung mit einer wässrigen Lösung einer Säure bzw. einer konzentrierten Säure kann die Säure an sich beliebig gewählt werden. Es können sowohl Mineralsäuren, als auch organische Säuren oder Gemische der vorstehenden Säuren verwendet werden. Es können übliche Mineralsäuren verwendet werden, wie Salzsäure, Phosphorsäure oder Schwefelsäure, wobei Schwefelsäure bevorzugt ist. Es können konzentrierte oder verdünnte Säuren bzw. Säurelösungen verwendet werden. Als organische Säuren können Lösungen von z.B. Zitronensäure oder Oxalsäure verwendet werden. Bevorzugt ist Zitronensäure.For activation with an aqueous solution of an acid or a concentrated acid, the acid itself can be chosen as desired. Both mineral acids and organic acids or mixtures of the above acids can be used. Usual mineral acids may be used, such as hydrochloric acid, phosphoric acid or sulfuric acid, with sulfuric acid being preferred. Concentrated or diluted acids or acid solutions can be used. As organic acids, solutions of e.g. Citric acid or oxalic acid can be used. Preferred is citric acid.
Im Prinzip kann für die Aktivierung mit Säure jedes dem Fachmann geläufige Verfahren verwendet werden, einschließlich der in der WO 99/02256, der US 5,008,226 und der US 5,869,415 beschriebenen - -In principle, any method known to those skilled in the art may be used for activation with acid, including those described in WO 99/02256, US 5,008,226 and US 5,869,415 - -
Verfahren, die insoweit ausdrücklich durch Bezugnahme in die Beschreibung aufgenommen werden.Methods which are expressly incorporated herein by reference.
Wird die Aktivierung der Rohtone durch eine Behandlung mit Säure durchgeführt, werden die Rohtone mit einer anorganischen oder organischen Säure in Kontakt gebracht. Beispielsweise kann der Rohton dazu mit einer festen Säure, beispielsweise einer festen organischen Säure, wie Zitronensäure, vermischt werden. Bevorzugt wird dazu der Rohton zusammen mit der festen Säure vermählen, so dass ein inniger Kontakt zwischen Rohton und Säure erreicht wird. Die Menge an zugegebener Säure wird bevorzugt geringer als 20 Gew.-%, insbesondere bevorzugt geringer als 10 Gew.-% und insbesondere bevorzugt geringer als 5 Gew.-% gewählt, bezogen auf das Gewicht des wasserfreien Rohtons . Vorzugsweise beträgt der Anteil der zugegebenen Säure zumindest 1 Gew.-%.When the activation of the raw clays is carried out by a treatment with acid, the raw clays are brought into contact with an inorganic or organic acid. For example, the raw clay may be mixed with a solid acid such as a solid organic acid such as citric acid. Preferably, the raw clay is ground together with the solid acid, so that an intimate contact between raw clay and acid is achieved. The amount of acid added is preferably less than 20% by weight, more preferably less than 10% by weight, and most preferably less than 5% by weight, based on the weight of the anhydrous raw clay. Preferably, the proportion of added acid is at least 1 wt .-%.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Aktivierung des Rohtons in wässriger Phase durchgeführt. Dazu wird die Säure als wässrige Lösung mit dem Rohton in Kontakt gebracht. Es kann dabei so vorgegangen werden, dass zunächst der Rohton, welcher vorzugsweise in Form eines Pulvers bereitgestellt wird, in Wasser aufgeschlämmt wird. Anschließend wird die Säure in vorzugsweise konzentrierter Form zugegeben. Der Rohton kann jedoch auch direkt in einer wässrigen Lösung der Säure aufgeschlämmt werden, oder die wässrige Lösung der Säure auf den Rohton aufgegeben werden. Nach einer vorteilhaften Ausführungsform kann die wässrige Säurelösung beispielsweise auf einen vorzugsweise gebrochenen oder pulverförmigen Rohton aufgesprüht werden, wobei die Wassermenge bevorzugt möglichst gering gewählt wird und z.B. eine konzentrierte Säure bzw. Säurelösung eingesetzt wird. Die Säuremenge kann vorzugsweise zwischen 1 und 10 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 2 und 6 Gew.-% einer, vorzugsweise starken, Säure, insbesondere einer Mineralsäure, wie Schwefelsäure, bezogen auf den wasserfreien Rohton (atro) , gewählt werden. Soweit erforderlich, kann überschüssiges Wasser abgedampft werden und der aktivierte Rohton dann bis zur gewünschten Feinheit gemahlen werden. Nach Aufgabe der wässrigen Lösung der Säure kann lediglich, soweit erforderlich, bis zum Erreichen des gewünschten Feuchtigkeitsgehalts getrocknet werden.In one embodiment of the method according to the invention, the activation of the crude clay is carried out in the aqueous phase. For this purpose, the acid is brought into contact with the crude clay as an aqueous solution. In this case, it is possible to proceed by initially slurrying the crude clay, which is preferably provided in the form of a powder, in water. Subsequently, the acid is added in preferably concentrated form. However, the raw clay can also be slurried directly in an aqueous solution of the acid, or the aqueous solution of the acid can be applied to the raw clay. According to an advantageous embodiment, the aqueous acid solution can be sprayed, for example, onto a preferably crushed or powdery raw clay, the amount of water being preferably chosen to be as low as possible and, for example, using a concentrated acid or acid solution. The amount of acid may preferably be between 1 and 10% by weight, more preferably between 2 and 6% by weight, preferably strong, acid, in particular a mineral acid, such as sulfuric acid, based on the anhydrous raw clay (atro) can be selected. If necessary, excess water can be evaporated and the activated raw clay then ground to the desired fineness. After the aqueous solution of the acid has been dispensed, it is only possible to dry, if necessary, until the desired moisture content has been reached.
Nach einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist es nicht erforderlich, dass die überschüssige Säure und die bei der Aktivierung entstehenden Salze ausgewaschen werden. Vielmehr wird nach Aufgabe der Säure, wie bei der Säureaktivierung üblich, kein Waschschritt durchgeführt, sondern der behandelte Rohton getrocknet und dann auf die gewünschte Korngröße vermählen. Beim Vermählen wird meist eine typische Bleicherdefeinheit eingestellt.According to a preferred embodiment of the invention it is not necessary that the excess acid and the salts formed during the activation are washed out. Rather, after the task of acid, as usual in the acid activation, no washing step is carried out, but the treated raw clay dried and then ground to the desired grain size. When grinding usually a typical bleaching earth fineness is set.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Rohton mit einem Eisensalz aktiviert. Dazu kann der Rohton beispielsweise mit einer wässrigen Lösung des Eisensalzes besprüht werden. Geeignete Eisensalze sind beispielsweise die Eisensalze der Halogenide oder von organischen Säuren, wie Acetate oder Citrate. Ein bevorzugtes Eisensalz ist Eisensulfat. Die Menge des auf den Rohton aufgebrachten Eisensalzes wird vorzugsweise im Bereich von 1 bis 6 Gew.-%, bezogen auf atro Rohton, gewählt.According to a further embodiment of the method according to the invention, the raw clay is activated with an iron salt. For this purpose, the raw clay can be sprayed, for example, with an aqueous solution of the iron salt. Suitable iron salts are, for example, the iron salts of halides or of organic acids, such as acetates or citrates. A preferred iron salt is iron sulfate. The amount of iron salt applied to the raw clay is preferably selected in the range of 1 to 6% by weight, based on raw raw clay.
Die Korngröße bzw. die mittlere Korngröße des im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Bleicherdeprodukts sollte vorzugsweise so gewählt werden, dass bei der Verwendung des, gegebenenfalls aktivierten, Rohtons bzw. des Bleicherdeprodukts eine vollstän- - -The grain size or the mean grain size of the bleaching earth product used in the process according to the invention should preferably be selected such that when the optionally activated raw clay or the bleaching earth product is used, a complete - -
dige und einfache Abtrennung des Tons vom raffinierten Produkt ermöglicht wird. Vorzugsweise ist die mittlere Korngröße des pulverförmigen Rohtons in einem Bereich von 10 bis 63 μm gewählt. Typischerweise wird die Feinheit so gewählt, dass auf einem Sieb mit einer Maschenweite von 63 μm etwa 20 bis 40 Gew.- % der Mischung zurückbleiben (Siebrückstand) und auf einem Sieb mit einer Maschenweite von 25 μm etwa 50 bis 65 Gew.-% der Mischung zurückbleiben. Dies kann als typische Bleicherdefeinheit bezeichnet werden.a simple and simple separation of the clay from the refined product is made possible. Preferably, the mean grain size of the powdered raw clay is selected in a range of 10 to 63 μm. Typically, the fineness is chosen so that on a sieve with a mesh size of 63 microns about 20 to 40% by weight of the mixture remain (sieve residue) and on a sieve with a mesh size of 25 microns about 50 to 65 wt .-% of Stay behind. This can be referred to as typical bleaching earth fineness.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann unter bestimmten Voraussetzungen auf die Säureentschleimung sowie eine Nassbleichung verzichtet werden und nach Zugabe des Bleicherdeprodukts unmittelbar mit der Vakuumbleichung begonnen werden.In the process according to the invention, the acid degumming and a wet bleaching can be dispensed with under certain conditions, and the vacuum bleaching can be started immediately after the bleaching earth product has been added.
Diese rationalisierte Raffination ist insbesondere für Öle geeignet, die einen Phosphorgehalt, insbesondere Phospholipidge- halt, von weniger als 100 ppm, bevorzugt weniger als 50 ppm aufweisen. Der Phosphorgehalt lässt sich beispielsweise durch Elementaranalyse bestimmen.This rationalized refining is particularly suitable for oils which have a phosphorus content, in particular phospholipid content, of less than 100 ppm, preferably less than 50 ppm. The phosphorus content can be determined, for example, by elemental analysis.
Insbesondere eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren für die Raffination von Palmöl .In particular, the process according to the invention is suitable for the refining of palm oil.
Die Erfindung wird anhand von Beispielen sowie unter Bezugnahme auf eine beigefügte Figur näher erläutert. Dabei zeigt:The invention will be explained in more detail by means of examples and with reference to an attached figure. Showing:
Fig. 1: ein schematisches Prozessdiagramm zur physikalischen Raffination von Ölen, insbesondere Palmöl.1 shows a schematic process diagram for the physical refining of oils, in particular palm oil.
Rohes Speiseöl, beispielsweise Palmöl, wird nach dem Prinzip der physikalischen Raffination üblicherweise nach einem Verfahren raffiniert, wie es schematisch in Fig. 1 wiedergegeben ist. Das - -Crude edible oil, for example palm oil, is usually refined according to the principle of physical refining by a process as shown schematically in FIG. The - -
Rohöl, welches beispielsweise durch Pressen entsprechender Pflanzensamen in einer Ölmühle gewonnen wurde, wird zunächst einer Trocknung und Entgasung unterworfen, um beispielsweise gelösten Sauerstoff aus dem Öl zu entfernen. Das Rohöl wird einer Entschleimungsstufe zugeführt, in welcher die Schleimstoffe, insbesondere Phospholipide, abgetrennt werden. Die Entschlei- mung kann eine Vorentschleimung sowie eine Säureentschleimung umfassen. Bei der Vorentschleimung wird Wasser zum Rohöl gegeben und die Mischung bei etwa 70 bis 80 0C bei Normaldruck gerührt. Die wässrige Lecithin-Phase wird anschließend abgetrennt. Das Rohöl hat nach der Vorentschleimung einen Phosphorgehalt im Bereich von etwa 100 - 200 ppm. Bei der Säureentschleimung wird das vorentschleimte Öl mit einer Säure versetzt und bei etwa 70 bis 100 0C bei Normaldruck gerührt. Geeignete Säuren sind beispielsweise Phosphorsäure und Zitronensäure. Beispielhafte Bedingungen sind eine Säuremenge von 0,06 Gew.-% einer 50 %-igen Phosphorsäure, eine Behandlungstemperatur von etwa 95 0C und eine Behandlungsdauer von etwa 15 Minuten. Zum Ende der Säureentschleimung kann noch Wasser zugegeben werden, wobei die Wassermenge bei etwa 0,2 Gew.-% gewählt wird, um die Abtrennung der Schleimstoffe zu erleichtern. Die wässrige Phase wird anschließend abgetrennt, beispielsweise durch Zentrifugieren. Nach der Säureentschleimung weist das Öl einen Phosphorgehalt im Bereich von etwa 10 bis 20 ppm auf. Die Entschleimung ist notwendig, um in Kombination mit der nachfolgenden Bleichung den Anteil der im Öl enthaltenen Phospholipide (Schleimstoffe) sowie der Metalle zu reduzieren. Wird auf die Entschleimung verzichtet, so sind die Gehalte an Phosphor und Eisen selbst bei ausreichend niedrigen Lovibond-Farbzahlen rot / gelb im raffinierten oft Öl zu hoch. Nach der Entschleimung kann das Öl ggf. getrocknet und entgast werden. Für phosphorarme Rohöle, wie zum Beispiel Palm- - -Crude oil which has been obtained, for example, by pressing corresponding plant seeds in an oil mill is first subjected to drying and degassing in order to remove, for example, dissolved oxygen from the oil. The crude oil is fed to a degumming stage, in which the gums, in particular phospholipids, are separated. The degumming may include pre-degumming and acid degumming. In the pre-degumming water is added to the crude oil and the mixture is stirred at about 70 to 80 0 C at atmospheric pressure. The aqueous lecithin phase is then separated off. The crude oil after pre-degumming has a phosphorus content in the range of about 100-200 ppm. In the acid degumming, the pre-degummed oil is mixed with an acid and stirred at about 70 to 100 0 C at atmospheric pressure. Suitable acids are, for example, phosphoric acid and citric acid. Exemplary conditions are an acid amount of 0.06 wt .-% of a 50% phosphoric acid, a treatment temperature of about 95 0 C and a treatment time of about 15 minutes. At the end of acid degumming, water may still be added with the amount of water chosen at about 0.2% by weight to facilitate the separation of the gums. The aqueous phase is then separated, for example by centrifugation. After acid degumming, the oil has a phosphorus content in the range of about 10 to 20 ppm. Degumming is necessary in combination with subsequent bleaching to reduce the proportion of phospholipids (phosphors) in the oil as well as the metals. If the degumming is dispensed with, the contents of phosphorus and iron are often too high even in the case of sufficiently low Lovibond color numbers red / yellow in the refined oil. After degumming, the oil may be dried and degassed if necessary. For low-phosphor crude oils, such as palm oil - -
öl, kann ggf. auf die Säureentschleimung verzichtet werden und direkt die Bleichung durchgeführt werden.oil, can be dispensed if necessary, the acid degumming and directly the bleaching be carried out.
An die Entschleimung schließt sich eine Bleichung des Öls an, wobei zunächst eine Nassbleichuhg und anschließend eine Vakuum- bleichung durchgeführt wird. Bei der Nassbleichung wird das Öl mit Wasser und Bleicherde versetzt, wobei Mengen im Bereich von etwa 0,1 bis 0,5 Gew.-% für Wasser und 0,3 bis 2,0 Gew.-% für Bleicherde gewählt werden. Das Öl wird bei Normaldruck auf etwa 80 bis 100 0C erhitzt und etwa 20 Minuten gerührt. Anschließend wird Vakuum (Beispielsweise 100 mbar) angelegt und das Öl für weitere 30 Minuten bei etwa 90 bis 120 0C gerührt. Das Öl wird anschließend filtriert, beispielsweise über eine mit einem Papierfilter belegte Filternutsche. Die Filtration wird bei einer Temperatur von etwa 80 0C durchgeführt.Degumming is followed by bleaching of the oil, initially with wet bleaching and then with vacuum bleaching. In wet bleaching, the oil is mixed with water and bleaching earth, with amounts ranging from about 0.1 to 0.5% by weight for water and 0.3 to 2.0% by weight for bleaching earth being chosen. The oil is heated at atmospheric pressure to about 80 to 100 0 C and stirred for about 20 minutes. Subsequently, a vacuum is applied (for example 100 mbar) and the oil is stirred for a further 30 minutes at about 90 to 120 ° C. The oil is then filtered, for example via a filter with a paper filter. The filtration is carried out at a temperature of about 80 0 C.
Nach der Bleichung wird das Öl noch desodoriert. Dazu wird überhitzter Wasserdampf, der eine Austrittstemperatur von etwa 240 bis 260 0C aufweist, durch das Öl geleitet, um freie Fettsäuren sowie unangenehme Geschmacks- und Geruchsstoffe zu entfernen. Die Desodorierung wird im Vakuum durchgeführt bei einem Druck im Bereich von weniger als 5 mbar, vorzugsweise 1 bis 3 mbar.After bleaching, the oil is deodorized. For this purpose, superheated steam, which has an outlet temperature of about 240 to 260 0 C, passed through the oil to remove free fatty acids and unpleasant flavors and odors. The deodorization is carried out in vacuo at a pressure in the range of less than 5 mbar, preferably 1 to 3 mbar.
Nach der Raffination weist das Öl einen Phosphorgehalt von weniger als 3 ppm und einen Eisengehalt von weniger als 0,1 ppm auf.After refining, the oil has a phosphorus content of less than 3 ppm and an iron content of less than 0.1 ppm.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die Raffination des Rohöls in der oben beschriebenen Weise durchgeführt, wobei jedoch ein spezielles Bleicherdeprodukt als Adsorptionsmittel bzw. Bleichmittel, insbesondere bei der Bleichung verwendet wird. Bei Ölen, die einen Phosphorgehalt von weniger als etwa 80 ppm, vorzugsweise weniger als 50 ppm aufweisen, kann auf den Entschleimungs- - ZO -In the method according to the invention, the refining of the crude oil is carried out in the manner described above, but a special bleaching earth product is used as adsorbent or bleach, in particular in the bleaching. For oils which have a phosphorus content of less than about 80 ppm, preferably less than 50 ppm, the degumming - ZO -
schritt verzichtet werden und, ggf. nach Trocknung und Entgasung des Rohöls, direkt eine Bleichung des Öls vorgenommen werden.step be omitted and, if necessary, after drying and degassing of the crude oil, be made directly a bleaching of the oil.
Beispiele:Examples:
Die Erfindung wird im Weiteren an Hand von Beispielen weiter erläutert .The invention will be further explained below with reference to examples.
Es wurden die folgenden Analysenmethoden angewendet :The following analysis methods were used:
Oberfläche/Porenvolumen:Surface area / pore volume:
Die spezifische Oberfläche wird an einem vollautomatischen Stickstoffporosimeter der Firma Micromeritics, Typ ASAP 2010, gemäß DIN 66131 durchgeführt. Das Porenvolumen wird unter Anwendung der BJH Methode ermittelt (E. P Barrett, L.G. Joyner, P.P. Haienda, J. Am. Chem. Soc. 73 (1951) 373) . Porenvolumina bestimmter Porengrößenbereiche werden durch Aufsummieren inkremen- teller Porenvolumina bestimmt, die aus der Auswertung der Adsorptionsisotherme nach BJH erhalten werden. Das Gesamtporenvo- lumen nach der BJH-Methode bezieht sich auf Poren mit einem Durchmesser von 2 bis 130 nm.The specific surface area is carried out on a fully automatic nitrogen porosimeter from Micromeritics, type ASAP 2010, according to DIN 66131. The pore volume is determined using the BJH method (E.P. Barrett, L.G. Joyner, P.P. Haienda, J. Am. Chem. Soc. 73 (1951) 373). Pore volumes of certain pore size ranges are determined by summing up incremental pore volumes, which are obtained from the evaluation of the adsorption isotherms according to BJH. The total pore volume according to the BJH method refers to pores with a diameter of 2 to 130 nm.
Öl-Analytik:Oil Analysis:
Die Farbzahlen in Ölen (Lovibond-Farbzahlen) werden gemäß AOCS Cc 13b-45 bestimmt. Die Chlorophyll A-Bestimmung erfolgte nach AOCS Cc 13d-55.The color numbers in oils (Lovibond color numbers) are determined according to AOCS Cc 13b-45. Chlorophyll A determination was according to AOCS Cc 13d-55.
Wassergehalt:Water content:
Der Wassergehalt der Produkte bei 1050C wird unter Verwendung der Methode DIN/ISO-787/2 ermittelt. 2? The water content of the products at 105 0 C is determined using the method DIN / ISO-787/2. 2?
Silicatanalyse :Silicate analysis:
Diese Analyse beruht auf dem TotalaufSchluss des Rohtons bzw. des entsprechenden Produktes. Nach dem Auflösen der Feststoffe werden die Einzelkomponenten mit herkömmlichen spezifischen Analysenmethoden, wie z.B. ICP, analysiert und quantifiziert.This analysis is based on the total amount of raw clay or the corresponding product. After dissolution of the solids, the individual components are treated with conventional specific analytical methods, e.g. ICP, analyzed and quantified.
Ionenaustauschkapazitat :Ion exchange capacity:
Zur Bestimmung der Ionenaustauschkapazität (IUF) wird der zu untersuchende Rohton über einen Zeitraum von zwei Stunden bei 1050C getrocknet. Danach wird das getrocknete Material mit einem Überschuss an wässriger 2N NH4C1-Lösung eine Stunde unter Rück- fluss zur Reaktion gebracht. Nach einer Standzeit von 16 Stunden bei Raumtemperatur wird filtriert, worauf der Filterkuchen gewaschen, getrocknet und vermählen wird und der NH4-Ge-halt im Rohton durch Stickstoffbestimmung (CHN-Analysator der Fa. Leco) nach den Herstellerangaben ermittelt wird. Der Anteil und die Art der ausgetauschten Metallionen wird im Filtrat durch ICP- Spektroskopie bestimmt .For the determination of ion exchange capacity (IEC), the dried raw clay to be examined over a period of two hours at 105 0 C. Thereafter, the dried material is reacted with an excess of aqueous 2N NH 4 Cl solution for one hour under reflux. After a service life of 16 hours at room temperature is filtered, whereupon the filter cake is washed, dried and ground and the NH 4 -Ge content in raw clay by nitrogen determination (CHN analyzer from. Leco) is determined according to the manufacturer. The proportion and type of exchanged metal ions is determined in the filtrate by ICP spectroscopy.
Röntgendiffraktometrie :X-ray diffractometry:
Die Röntgenaufnahmen werden an einem hochauflösenden Pulver- diffraktometer der Fa. Phillips (X1 -Pert-MPD(PW 3040)) erstellt, das mit einer Cu-Anode ausgerüstet ist.The X-ray images are taken on a high-resolution powder diffractometer made by Phillips (X 1 -Pert-MPD (PW 3040)), which is equipped with a Cu anode.
Bestimmung des SedimentvolumensDetermination of sediment volume
Ein graduierter 100 ml Messzylinder wird mit 100 ml destilliertem Wasser bzw. einer wässrigen Lösung aus 1 % Soda und 2 % Tri- natriumpolyphosphat gefüllt. 2 g der zu vermessenden Substanz werden langsam und portionsweise, je etwa 0,1, bis 0,2 g, mit einem Spatel auf die Oberfläche des Wassers gegeben. Nach dem o A graduated 100 ml measuring cylinder is filled with 100 ml of distilled water or an aqueous solution of 1% soda and 2% trisodium polyphosphate. 2 g of the substance to be measured are added slowly and in portions, each about 0.1 to 0.2 g, with a spatula on the surface of the water. After this O
Absinken einer zugegebenen Portion wird die nächste Portion zugegeben. Nachdem die 2 g Substanz zugegeben und auf den Grund des Messzylinders abgesunken sind, wird der Zylinder für eine Stunde bei Raumtemperatur stehen gelassen. Anschließend wird an der Graduierung des Messzylinders die Höhe des Sedimentvolumens in ml/2g abgelesen.Decreasing an added portion, the next portion is added. After the 2 g of substance have been added and dropped to the bottom of the measuring cylinder, the cylinder is allowed to stand for one hour at room temperature. Then the height of the sediment volume in ml / 2g is read off the graduation of the measuring cylinder.
Bestimmung der Volumenzunahme des Sedimentvolumens (Quellvermögen)Determination of volume increase of sediment volume (swelling capacity)
Der wie oben beschrieben zur Bestimmung des Sedimentvolumens verwendete Probenansatz wird mit Parafilm verschlossen und für drei Tage bei Raumtemperatur erschütterungsfrei stehen gelassen. Danach wird an der Graduierung des Messzylinders das Sedimentvolumen abgelesen. Die Zunahme des Sedimentvolumens ergibt sich aus der Differenz des Sedimentvolumens zu Beginn der Messung und nach einer Standzeit von drei Tagen.The sample batch used for determining the sediment volume as described above is closed with Parafilm and allowed to stand vibration-free for three days at room temperature. Then the sediment volume is read off the graduation of the measuring cylinder. The increase in sediment volume results from the difference in sediment volume at the beginning of the measurement and after a service life of three days.
Bestimmung des TrockensiebrückstandesDetermination of dry residue
Etwa 50 g des zu untersuchenden lufttrockenen Minerals werden auf einem Sieb der Maschenweite 45 μm eingewogen. Das Sieb wird an einen Staubsauger angeschlossen, der über ein unter dem Siebboden kreisenden Saugschlitz alle Anteile, die feiner als das Sieb sind, durch das Sieb heraussaugt. Das Sieb wird mit einem Plastikdeckel abgedeckt und der Staubsauger eingeschaltet. Nach 5 Minuten wird der Staubsauger abgeschaltet und die Menge der auf dem Sieb verbliebenen gröberen Anteile durch Differenzwägung ermittelt.About 50 g of the air-dry mineral to be examined are weighed out on a sieve of mesh size 45 μm. The sieve is connected to a vacuum cleaner, which sucks all parts, which are finer than the sieve through the sieve through a suction slot circulating under the sieve bottom. The strainer is covered with a plastic lid and the vacuum cleaner is switched on. After 5 minutes, the vacuum cleaner is switched off and the amount of remaining on the screen coarser fractions determined by differential weighing.
Glühverlust :Loss on ignition:
In einem geglühten gewogenen Porzellantiegel mit Deckel wird ca. 1 g getrocknete Probe auf 0 , 1 mg genau eingewogen und 2 h lang - -In a tempered weighed porcelain crucible with lid approx. 1 g dried sample is weighed to 0, 1 mg and 2 h - -
bei 1000 0C im Muffelofen geglüht. Danach wird der Tiegel im Exsikkator abgekühlt und ausgewogen.annealed at 1000 ° C. in a muffle furnace. Thereafter, the crucible is cooled in a desiccator and weighed.
Bestimmung des SchüttgewichtsDetermination of bulk density
Ein an der 1000 ml-Graduierung abgeschnittener Glasmesszylinder wird leer gewogen und dann das zu vermessende Schüttgut mit Hilfe eines Pulvertrichters in einem Zug so eingefüllt, das am oberen Abschluss des Messzylinders ein Schüttkegel erhalten wird. Der Schüttkegel wird mit Hilfe eines Lineals abgestreift und außen am Messzylinder anhängendes Material entfernt. Der gefüllte Messzylinder wird erneut gewogen. Die Differenz der gemessenen Gewichte entspricht der Schüttdichte in g/1000 ml.A glass measuring cylinder cut off at the 1000 ml graduation is weighed empty and then the bulk material to be measured is filled with the aid of a powder funnel in a train so that a bulk cone is obtained at the upper end of the measuring cylinder. The bulk material is scraped off with the aid of a ruler and material attached to the outside of the measuring cylinder is removed. The filled measuring cylinder is weighed again. The difference of the measured weights corresponds to the bulk density in g / 1000 ml.
Bestimmung der mittleren TeilchengrößeDetermination of mean particle size
Die Korngröße wird am „Malvern Mastersizer S" durch Laserbeugung im Partikelluftström ermittelt. Angegeben wird der d50-Wert, d.h. 50 % aller Teilchen < x μm.The particle size is determined on the "Malvern Mastersizer S" by laser diffraction in the particle air flow, indicating the d50 value, i.e. 50% of all particles <x μm.
Beispiel 1example 1
Charakterisierung des Rohtons ACharacterization of the raw clay A
Ein für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneter Rohton A (Süd- Chemie AG, Moosburg, DE, Rohtonlager Ref. No. : 05407) wurde hinsichtlich seiner physikalisch-chemischen Eigenschaften untersucht. Die hierbei erzielten Ergebnisse sind in Tabellen 2 und 3 angegeben. Tabelle 2A raw clay A (Süd-Chemie AG, Moosburg, Germany, Rohtonlager Ref. No.: 05407) suitable for the process according to the invention was investigated with regard to its physicochemical properties. The results obtained are shown in Tables 2 and 3. Table 2
Physikalisch-chemische Analyse des Rohtons APhysical-chemical analysis of raw clay A
Spezifische Oberfläche (BET) (mVg) 358Specific surface area (BET) (mVg) 358
Porenvolumen (ml/g) 0,580Pore volume (ml / g) 0.580
Kationenaustauschkapazität (meq/lOOg) 55Cation exchange capacity (meq / 100g) 55
Sedimentvolumen in Wasser (ml/2g) 6,0Sediment volume in water (ml / 2g) 6.0
Silicatanalyse:Silicate:
57,0 SiO2 (Gew.-%)57.0 SiO 2 (wt.%)
Fe2O3 (Gew.-%) 4,3Fe 2 O 3 (wt%) 4.3
Al2O3 (Gew.-%) 12,4Al 2 O 3 (wt%) 12.4
CaO (Gew.-%) 4,6CaO (wt%) 4.6
MgO (Gew.-%) 8,5MgO (wt%) 8.5
Na2O (Gew.-%) 0,5Na 2 O (wt.%) 0.5
K2O (Gew.-%) 1,4K 2 O (wt.%) 1.4
TiO2 (Gew.-%) 0,4TiO 2 (wt.%) 0.4
Glühverlust (2h 10000C) 8,9Loss on ignition (2h 1000 0 C) 8.9
Summe (Gew. -%) 99,0Sum (% by weight) 99.0
Weiter wurde der in Tabelle 2 charakterisierte Rohton A auf den Anteil am Porenvolumen untersucht, der von Poren bestimmten Radien gebildet wird. Die entsprechenden Daten sind in Tabelle 3 a-c zusammengefasst .Furthermore, the raw clay A characterized in Table 2 was examined for the proportion of pore volume formed by pores of radii. The corresponding data are summarized in Table 3 a-c.
Tabelle 3aTable 3a
Relative Anteile der Poren am PorenvolumenRelative proportions of the pores in the pore volume
Bereich 0 - 75 A 0 - 140 A 0 - 250 Ä 0 - 800 A > 800 ÄRange 0 - 75 A 0 - 140 A 0 - 250 A 0 - 800 A> 800 A
Anteil (%) 26 55 69 80 20 - -Share (%) 26 55 69 80 20 - -
Tabelle 3bTable 3b
Relative Anteile der Poren am PorenvolumenRelative proportions of the pores in the pore volume
Bereich 0 - 75 Ä 75 - 140 Ä; 140 - 250 A 250 - 800 Ä > 800 ÄRange 0 - 75 Ä 75 - 140 Ä; 140 - 250 A 250 - 800 A> 800 A
Anteil (%) 26 29 14 11 20Share (%) 26 29 14 11 20
Tabelle 3cTable 3c
Relative Anteile der Poren am PorenvolumenRelative proportions of the pores in the pore volume
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Beispiel 2 (Vergleichsbeispiele)Example 2 (Comparative Examples)
Der Rohton A wurde mit verschiedenen kommerziell erhältlichen Bleicherden verglichen. Die Eigenschaften der Bleicherden sind zusammen mit dem Rohton A in Tabelle 4 zusammengefasst . Raw clay A was compared with various commercially available bleaching earths. The properties of the bleaching earths together with the raw clay A are summarized in Table 4.
Tabelle 4Table 4
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NABE: naturally active bleaching earth SMBE: surface modified bleaching earth HPBE: high Performance bleaching earth a) Süd Chemie AG, München, DE b) Oil-Dri Corp., USA NABE: naturally active bleaching earth SMBE: surface modified bleaching earth HPBE: high performance bleaching earth a) Süd Chemie AG, Munich, DE b) Oil-Dri Corp., USA
- - Beispiel 3- - Example 3
Bleichling von PalmölBleaching of palm oil
Für die Durchführung der Raffinationsversuche wurden zwei unterschiedliche Palmöle verwendet, deren Eigenschaften in Tabelle 5 zusammengefasst sind. :To carry out the refining experiments, two different palm oils were used whose properties are summarized in Table 5. :
Tabelle 5Table 5
Eigenschaften der rohen PalmöleProperties of raw palm oils
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Die rohen Palmöle wurden auf den folgenden Wegen raffiniert:The crude palm oils were refined in the following ways:
a) Raffination von Palmöl Ca) Refining palm oil C
Für die Raffination des Palmöls C wurde das getrocknete und entgaste rohe Palmöl zunächst mit 0,075 Gew. -% Zitronensäure (20%) versetzt und das Gemisch bei 700C 30 Minuten unter Atmosphärendruck gerührt. Anschließend wurde 0,2 % H2O zugegeben und weitere 10 Minuten unter Atmosphärendruck gerührt. Nach der Ent- schleimung wurde das Öl mit jeweils 0,8 bzw. 1,0 Gew.-% der in Tabelle 12 angegebenen Bleicherden versetzt. Das Gemisch wurde zunächst bei Atmosphärendruck für 20 Minuten bei 950C gerührt, dann der Druck auf 30 mbar erniedrigt und die Mischung für weitere 30 Minuten bei 1100C gerührt. Nach der Bleichung wurde das - -For the refining of palm oil C, the dried and degassed crude palm oil was first treated with 0.075% by weight of citric acid (20%) and the mixture was stirred at 70 ° C. for 30 minutes under atmospheric pressure. Subsequently, 0.2% H 2 O was added and stirred for a further 10 minutes under atmospheric pressure. After degumming, the oil was admixed with in each case 0.8 or 1.0% by weight of the bleaching earths given in Table 12. The mixture was first stirred at atmospheric pressure for 20 minutes at 95 0 C, then the pressure was lowered to 30 mbar and the mixture for a further 30 minutes at 110 0 C stirred. After bleaching, that became - -
Öl bei 800C über eine Filternutsehe, welche mit einem Filterpapier belegt war, filtriert.Oil at 80 0 C on a Filterutsehe, which was covered with a filter paper, filtered.
Die Desodorierung des gebleichten Öls erfolgte, indem bei einem Druck von < 1 mbar für 120 Minuten überhitzter Wasserdampf (Austrittstemperatur: 2600C) durch das Öl geleitet wurde. Das Öl wurden nach den einzelnen Reinigungsschritten charakterisiert. Die Werte sind in Tabelle 6 angegeben. The deodorization of the bleached oil was carried out by at a pressure of <1 mbar for 120 minutes superheated steam (exit temperature: 260 0 C) was passed through the oil. The oil was characterized after the individual purification steps. The values are given in Table 6.
Tabelle 6 aTable 6 a
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Tabelle 6bTable 6b
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- -- -
b) Raffination von Palmöl Db) refining palm oil D
Für die Raffination des Palmöls D wurde das getrocknete und entgaste rohe Palmöl zunächst mit 0,05 Gew.-% Zitronensäure (30%) versetzt und das Gemisch bei 800C 5 Minuten unter Atmosphärendruck gerührt. Anschließend wurden 0,050 Gew.-% kolloidale Kieselsäure (Trisyl®, Grace Corp., US) zugegeben und die Mischung bei 800C für weitere 5 Minuten bei Atmosphärendruck gerührt. Nach der Entschleimung wurde das Öl mit jeweils 0,4 bzw. 0,5 Gew.-% der in Tabelle XIII angegebenen Bleicherden versetzt. Das Gemisch wurde zunächst bei Atmosphärendruck für 20 Minuten bei 950C gerührt, dann der Druck auf 30 mbar erniedrigt und die Mischung für weitere 30 Minuten bei 1200C gerührt. Nach der Bleichung wurde das Öl bei 800C über eine Filternutsehe, welche mit einem Filterpapier belegt war, filtriert.For the refining of palm oil D, the dried and degassed crude palm oil was first admixed with 0.05% by weight of citric acid (30%) and the mixture was stirred at 80 ° C. for 5 minutes under atmospheric pressure. Then, 0.050 wt .-%, colloidal silica (Trisyl ®, Grace Corp., US) was added and the mixture stirred at 80 0 C for an additional 5 minutes at atmospheric pressure. After degumming, the oil was treated with in each case 0.4 or 0.5% by weight of the bleaching earths given in Table XIII. The mixture was first stirred at atmospheric pressure for 20 minutes at 95 0 C, then the pressure was lowered to 30 mbar and the mixture for a further 30 minutes at 120 0 C stirred. After the bleaching the oil at 80 0 C over a Filternutsehe which was lined with a filter paper, was filtered.
Die Desodorierung des gebleichten Öls erfolgte, indem bei einem Druck von < 1 mbar für 120 Minuten überhitzter Wasserdampf (Austrittstemperatur: 2550C) durch das Öl geleitet wurde. Das Öl wurde nach jedem Raffinationsschritt charakterisiert. Die Werte sind in Tabelle 7 angegeben. The deodorization of the bleached oil was carried out by at a pressure of <1 mbar for 120 minutes superheated steam (exit temperature: 255 0 C) was passed through the oil. The oil was characterized after each refining step. The values are given in Table 7.
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Tabelle 7 bTable 7 b
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- 4 -- 4 -
c) Raffination von Palmöl Dc) refining palm oil D
In einer weiteren Reihe wurde das Palmöl D wie oben bei b) beschrieben raffiniert, wobei jedoch keine kolloidale Kieselsäure zugegeben wurde. Die gemessenen Werte sind in Tabelle 8 zusam- mengefasst . In another series, palm oil D was refined as described above in b), but no colloidal silicic acid was added. The measured values are summarized in Table 8.
Tabelle 8 aTable 8 a
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Beispiel 4
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Example 4
Aktivierung des Rohtons A mit Schwefelsäure und/oder EisensulfatActivation of the raw clay A with sulfuric acid and / or iron sulfate
Der in Beispiel 1 charakterisierte Rohton A wird mit Wasser vermischt und anschließend durch Zugabe der in Tabelle 9 angegebenen Mengen an H2SO4 bzw. Fe2 (SO4) 3 aktiviert. Hierzu werden jeweils 100 g des auf 11,5% H2O getrockneten Rohtons A mit den in Tabelle 9 angegebenen Mengen an H2SO4 bzw. Fe2 (SO4) 3 in einem Becherglas innig vermengt. Das entstehende Gemisch wird bei 1100C getrocknet und anschließend auf eine typische Bleicherdefeinheit vermählen. Die für die aktivierten Rohtone gefundenen Eigenschaften sind in Tabelle 9 zusammengefasst . The crude clay A characterized in Example 1 is mixed with water and then activated by adding the amounts of H 2 SO 4 or Fe 2 (SO 4 ) 3 indicated in Table 9. For this purpose, in each case 100 g of the crude A dried to 11.5% H 2 O are intimately mixed with the amounts of H 2 SO 4 or Fe 2 (SO 4 ) 3 indicated in Table 9 in a beaker. The resulting mixture is dried at 110 0 C and then ground to a typical Bleicherdefeinheit. The properties found for the activated raw clays are summarized in Table 9.
Tabelle 9 aTable 9 a
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Tabelle 9 bTable 9 b
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- -- -
Beispiel 5Example 5
Bleichling von Raps- und SojaölBleach of rapeseed and soybean oil
Ein entschleimtes und entsäuertes Rapsöl bzw. Sojaöl wird mit 1,2 Gew.-% (Rapsöl) bzw. 0,4 Gew.-% (Sojaöl) der in Tabellen 10 und 11 angegebenen Bleicherden bei 1100C bzw. 1050C 30 Minuten unter einem Druck von 30 mbar gebleicht. Anschließend wird die Bleicherde abfiltriert und die Farbzahl des Öls mit Hilfe der Lovibond-Methode in einer 5 1A " Küvette bestimmt. Die für Lovi- bond rot sowie Chlorophyll "A" ermittelten Werte sind in Tabellen 10 und 11 wiedergegeben. A degummed and deacidified rapeseed oil or soybean oil with 1.2 wt .-% (rapeseed oil) or 0.4 wt .-% (soybean oil) of the bleaching earths given in Tables 10 and 11 at 110 0 C and 105 0 C 30 Bleached under a pressure of 30 mbar for a few minutes. The bleaching earth is then filtered off and the color number of the oil is determined by means of the Lovibond method in a 5 1 A "cuvette The values determined for Lovibond red and chlorophyll" A "are reproduced in Tables 10 and 11.
Tabelle 10Table 10
Bleichung von RapsölBleaching of rapeseed oil
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- - Tabelle 11
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- - Table 11
Bleichung von SojaölBleaching of soybean oil
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Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Raffination von Fetten und/oder Ölen, wobei1. A process for refining fats and / or oils, wherein
ein Rohöl bereitgestellt wird, welches aus einem pflanzlichen oder tierischen Material gewonnen ist;providing a crude oil derived from a vegetable or animal material;
das Rohöl einer Bleichung unterworfen wird, indem es mit einem Bleicherdeprodukt behandelt wird, welches einen Rohton enthält, der die folgenden Parameter aufweist:bleaching the crude oil by treating it with a bleaching earth product containing a crude clay having the following parameters:
eine spezifische Oberfläche von mehr als 200 m2/g; eine Ionenaustauschkapazität von mehr als 40 meq/lOOg; ein Gesamtporenvolumen von mehr als 0,4 ml/g aufweist, wobei mindestens 20% des Gesamtporenvolumens von Poren bereitgestellt werden, die einen Porendurchmesser von höchstens 7,5 nm aufweisen und mindestens 50 % des Porenvolumens von Poren bereitgestellt werden, die einen Durchmesser von weniger als 14 nm aufweisen,a specific surface area of more than 200 m 2 / g; an ion exchange capacity of more than 40 meq / 100g; has a total pore volume greater than 0.4 ml / g, providing at least 20% of the total pore volume of pores having a pore diameter of at most 7.5 nm and providing at least 50% of the pore volume of pores having a diameter of less than 14 nm,
einen SiO2-Gehalt von weniger als 65 Gew.-%;an SiO 2 content of less than 65% by weight;
einen Al2O3-GeIIaIt von mehr als 10 Gew.-%; undan Al 2 O 3 content of more than 10% by weight; and
das gebleichte Öl von dem Bleicherdeprodukt abgetrennt wird.the bleached oil is separated from the bleaching earth product.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Gesamtporenvolumen des Rohtons größer als 0,5 ml/g ist.2. The method of claim 1, wherein the total pore volume of the raw clay is greater than 0.5 ml / g.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , wobei die Ionenaustauschkapazität des Rohtons größer als 50 meq/lOOg ist. - -The method of claim 1 or 2, wherein the ion exchange capacity of the raw clay is greater than 50 meq / 100g. - -
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rohton, bezogen auf den wasserfreien Rohton, einen MgO- Gehalt von mehr als 5 Gew.-% aufweist.4. The method according to any one of the preceding claims, wherein the raw clay, based on the raw anhydrous clay, has a MgO content of more than 5 wt .-%.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rohton einen Fe2O3 -Gehalt, bezogen auf den wasserfreien Rohton von weniger als 5 Gew.-% aufweist.5. The method according to any one of the preceding claims, wherein the raw clay has a Fe 2 O 3 content, based on the anhydrous raw clay of less than 5 wt .-%.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Sedimentvolumen des Rohtons in Wasser kleiner als 10 ml/2g ist.6. The method according to any one of the preceding claims, wherein the sediment volume of the crude clay in water is less than 10 ml / 2g.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rohton eine spezifische Oberfläche von mehr als 300 m2/g aufweist.7. The method according to any one of the preceding claims, wherein the raw clay has a specific surface area of more than 300 m 2 / g.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Anteil der Poren mit einem Durchmesser von mehr als 25 nm am Gesamtporenvolumen kleiner als 40 % ist.8. The method of claim 7, wherein the proportion of the pores having a diameter of more than 25 nm in the total pore volume is less than 40%.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rohton oberflächenaktiviert ist.9. The method according to any one of the preceding claims, wherein the raw clay is surface-activated.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Rohton zur Oberflächenaktivierung mit einer Säure in Kontakt gebracht wird.The process of claim 9, wherein the surface activation raw clay is contacted with an acid.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Säure als wässrige Lösung mit dem Rohton in Kontakt gebracht wird.The process of claim 10, wherein the acid is contacted with the crude clay as an aqueous solution.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Säure eine Mineralsäure ist .12. The method according to claim 10 or 11, wherein the acid is a mineral acid.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Mineralsäure Schwefelsäure oder Phosphorsäure ist .13. The method of claim 12, wherein the mineral acid is sulfuric acid or phosphoric acid.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rohton mit einem Eisensalz aktiviert ist. 14. The method according to any one of the preceding claims, wherein the raw clay is activated with an iron salt.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Eisensalz Fe2 (SO4) 3 ist.15. The method of claim 14, wherein the iron salt is Fe 2 (SO 4 ) 3 .
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Rohöl einen Phosphorgehalt, berechnet als P, von weniger als 100 ppm aufweist.16. The method according to any one of the preceding claims, wherein the crude oil has a phosphorus content, calculated as P, of less than 100 ppm.
17. Verfahren !nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Rohöl keiner Entschleimung unterworfen wird. 17. Procedure ! according to one of the preceding claims, wherein the crude oil is not subjected to degumming.
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