JP6574837B2 - 有機オイルを段階的に処理する方法及び装置 - Google Patents
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Description
原料オイルは、例えば、圧縮または抽出方法によって植物から得られる。しかしながら、多種多様な変形例が考えられる。原料オイルは、必ずしも、生きた物質から直接得られる必要はない。しかし、フライオイルの場合には、意図した目的のために一回または数回既に使われていてもよい。
ステップCにおいて前もって除去するのが難しいリン脂質さえも、油相から大量に除去しているので、また、任意ではあるが遊離脂肪酸までもリン脂質から除去しているので、漂白処理(bleaching operation)は極めて効果的になり得る。漂白は、例えば、漂白土類(bleaching earth)によって効果的に達成し得る。
最初のステップは、原料オイル、すなわち処理されるべき有機オイルの準備である。
「Beyer, Walter, “Lehrbuch der Organischen Chemie” 21st edition, S.Hirzel Verlag, 1988-p.248」
生きている植物および動物の個体の実質的に全ての細胞の自然成分として、リン脂質、糖脂質、グリセロ糖脂質、およびスフィンゴ糖脂質などが、これらの個体及び植物から得られるオイルまたは脂肪(例えば、野菜オイル)中に不可避的に存在する。これらの部分は、抽出が行われる組織に依存するだけでなく、抽出方法にも依存する。表1は、オイル及び/または脂肪中に存在し、種々の穀物植物から得られた物質のクラスをまとめている。既に明らかになっていることは、概して中性脂質がオイルまたは脂肪の主要な部分を作り上げているが、リン脂質および糖脂質/グリセロ糖脂質/スフィンゴ糖脂質の部分が非常に変動していることである。例えば、糖脂質、グリセロ糖脂質、およびスフィンゴ糖脂質の部分は、ココナッツオイル中の0.2%から、ボリジオイル中の約2%、米胚芽油中の6.3−7%を経て、アボカドからのオイル中の19.4%に及ぶ範囲である。
表1:種中におけるイオン基を含まない脂質(NL)、リン脂質(PL)、グリセロ等脂質およびスフィンゴ糖脂質と同様の糖脂質(GL)の含有量であり、それぞれ、選択された植物に対してそれらから得られる油の含有量。PLとGLは油の総量に対する割合である。種については、いくつかの場合、種の質量と比較して、油部分(総量)の割合のレベルに関する附記がある。
オイル処理の更なるステップにおいて、いわゆる脱ガムが行われる。この操作では、リン脂質が除去される。これらは、リン含有有機物質であり、それは脂肪の特質を有している。リン脂質は、非水和性リン脂質(NHP)および水和性リン脂質(HB)に区分される。水和性リン脂質の例は、フォスファチジルイノシトール又はその塩、フォスファチジルコリンである。非水和性リン脂質の例は、フォスファチジルエタノールアミン、フォスファチジン酸又はその塩である。リン脂質の典型的なカチオンの例は、ナトリウム、カリウム、カルシウムなどである。
第2ステップBで、先ず、水和性リン脂質及び/または非水和性リン脂質が除去される。非水和性リン脂質は、容易に水和性に変換され得る。
オイル処理の第三ステップIIIにおいて、炭酸水素ナトリウムを添加する。驚くべきことに、炭酸水素ナトリウムの添加により、残留リン脂質の更なる分離、特に非水和性リン脂質、特に例えば溶解塩のようなフォスファチジン酸化合物の付加的な分離が生じることが認められた。
脂肪酸は、マーガリンにおけるように食用脂中の純粋部分として、または塗料およびインクなど、またバイオディーゼル燃料などに利用可能である。
知られているように、遊離脂肪酸は、容易に酸化物の形成に入り込むことができる。精製オイル及びオイル派生物の品質を維持するために、これらの遊離脂肪酸は、処理後の油相から除去されなければならない。これは、第4ステップDで行われる。そこでは、処理後の油相がアルカリ剤と混合される。この剤は、好ましくは、アルカリ金属水酸化物溶液、言い換えれば、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウム溶液であり、水酸化ナトリウム溶液であれば特に効率的でコスト的にも有利である。
最終的に、主要産物、すなわちオイル及び脂肪を、漂白及び/または脱臭処理によってさらに精製する。
オイル処理の第3ステップCにおいて、炭酸水素ナトリウムに代えて、選択的に、酢酸ナトリウムを添加することができる。驚くべきことに、酢酸ナトリウムの添加は、液相中にステリルグリコシドを付加的に蓄積することによって達成される。これらのグリコシドは、脱ガムされたオイル部分から除去されたものである。同時に、残留リン脂質、遊離脂肪酸、および例えば葉緑素のようなアルカリ土類金属化合物が油相中に優先的にまたはほぼ完全に残る。
第四ステップDでは、アルカリ剤が処理された油相に添加され、その系は、無極性の油相と極性のある水溶性セッケン相に分かれる。ここで、剤は、好ましくは、アルカリ金属水酸化物溶液、言い換えれば、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウム溶液であり、水酸化ナトリウム溶液を使用すれば、特に好ましいことが証明される。
ナタネから採取した圧搾油として、原料オイル(FFA含有量0.48wt%,H2O含有量0.05wt%,鉄含有量1.13ppm,リン含有量80.42ppm,マグネシウム含有量8.47ppm,カルシウム含有量45.10ppm)が、フィードタンク(フィードタンク1)に導入される。
ナタネからの圧搾油として、原料オイル(FFA含有量43wt%,H2O含有量0.05wt%,鉄含有量0.60ppm,リン含有量52.52ppm,マグネシウム含有量5.43ppm,カルシウム含有量31.33ppm)がフィードタンク(フィードタンク1)に導入される。
ナタネからの圧搾油として、原料オイル(FFA含有量0.54wt%,H2O含有量0.05wt%,鉄含有量0.53ppm,リン含有量78.32ppm,マグネシウム含有量5.70ppm,カルシウム含有量33.04ppm)がフィードタンク(フィードタンク1)に導入される。
原料オイルA1は、水性クエン酸溶液(33%強、添加:1000ppm)を用いて85℃で処理され、シェアリングヘッドミキサー(shearing head mixer)を用いて30秒間混合された。10分間の反応時間経過後、サンプルを取り出し、油相A2を測定した。
Claims (14)
- 有機オイルを段階的に処理する方法であって、
(A)原料オイルを準備するステップと、
(B)水及び/または酸を原料オイルに添加することによって原料オイルを脱ガムして少なくとも水性相と油相の二つの相を形成し、油相からリン脂質が豊富な水性層を分離するステップと、
(C)炭酸水素ナトリウム及び/または酢酸ナトリウムをステップBからの油相に添加し、油相から、溶液中または水性相の懸濁液中にアルカリ土類金属化合物及び/またはリン脂質及び/またはステリルグリコシドを除去するステップと、
ステップCに続き、ステップDにおいて、ステップCからの油相にアルカリ剤を添加して遊離脂肪酸を加水分解し、これらの加水分解した脂肪酸を油相から除去するステップを備える、方法。 - 前記脱ガムは、クエン酸、酢酸、ギ酸、シュウ酸、硝酸、塩酸、硫酸及び/またはリン酸からなる酸から選ばれた一つまたはそれ以上の酸を添加することによって行われる、請求項1に記載の方法。
- ステップB及び/またはステップCは、65℃を超える温度で行われる、請求項1または2に記載の方法。
- ステップCにおいて、炭酸水素ナトリウム及び/または酢酸ナトリウムは、粉末または懸濁液として油相に添加される、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
- 水の添加は、粉末の添加の前または後に行われる、請求項4に記載の方法。
- ステップCにおいて、油相の全重量を基礎にして、0.1wt%の炭酸水素ナトリウム及び/または酢酸ナトリウムが添加される、請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
- ステップCにおいて、油相の全重量を基礎にして、少なくとも1.0wt%の水が添加される、請求項1〜6のいずれかに記載の方法。
- ステップCに従った炭酸水素ナトリウムの添加は、水相の薄霧及び/または油相中に見られるリンの含有量及び/または油相中に見られるリンの含有量が特定の設定値を下回るまで、繰り返される、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
- ステップCにおいて炭酸水素ナトリウムを添加した後に、油相からの1%未満の遊離脂肪酸の除去に相当する遊離脂肪酸部分を備える水性相が除去される、請求項1〜8のいずれかに記載の方法。
- ステップCにおいて炭酸水素ナトリウムを添加した後に、油相からの0.2%未満の遊離脂肪酸の除去に相当する遊離脂肪酸部分を備える水性相が除去される、請求項1〜9のいずれかに記載の方法。
- ステップCにおいて酢酸ナトリウムを添加した後に、溶液または懸濁液中に有機成分が存在している水性相が除去され、前記有機成分は、ステリルグリコシドを、30wt%を超える範囲まで備えている、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
- 加水分解した脂肪酸は、3wt%未満の有機不純物を有する、請求項1〜11のいずれかに記載の方法。
- ステップCまたはステップDに続いて、ステップCからの油相は漂白され、及び/また脱臭される、請求項1〜12のいずれかに記載の方法。
- ステップDにおいて添加されたアルカリ剤は、無機アルカリ金属水酸化物溶液である、請求項1〜13のいずれかに記載の方法。
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