Способ прямой экстракции растительных масел из маслосодержащих материалов Советский патент 1985 года по МПК C11B1/10 

t

Изобретение относится к техноло- гии получения растительных масел из маслосодержащих материалов и может найти применение при экстракции растительных масел из семян масличных культур.

Целью изобретения является повышение глубины экстракции и снижение количества взвешенных частиц и гидрофильных примесей в мисцеллах путе усиления проникновения экстрагента экстрагируемьй материал и получения мисцелл высокой частоты.

Способ прямой экстракции растительных масел из маслосодержащих материалов предусматривает измельчение материалов и обработку их смесь растворителей, причем для обработки используют трехкомпонентную гетерогенную саморасслаивающую1ся на тяжелую и легкую фазы смесь, содержащую полярный органический компонент: алифатический спирт или ацетон, не- пЬлярный органический компонент: гексан или бензин и воду, взятые соответственно в количествах 5,0- 50,0; 10,0-90,0; 5,0-40,0 мас.%, . при этом на экстракцию подают или одновременно обе фазы смеси или сначала тяжелую, а затем легкую фазу без отделения тяжелой фазы.

Обработка измельченного твердого материала гетерогенной трехкомпонентной саморасслаивающейся смесью растворителей обеспечивает быстрое (1-5 мин) равномерное распределение экстрагента в материале. Оптимальны составы гетерогенной смеси определяют по задаиной глубине извлечения с учетом показателя стоимости процесса экстракции. Со ержание воды в смеси учитьшает и влажность исходного твердого материала.

Силы поверхностного натяжения и силы адсорбции между маслом (жиром) и гелевой фазой экстрагируемого твердого материала в этих областях соответственно уменьшаются, в результате чего интенсифицируется переход жиров в смесь, пропитьшающую экстрагируемый твердый материал. В ходе взаимодействия экстрагируемого материала с гетерогенным экстрагентом происходит экстракция в гетерогенной трехфазной системе - твердое тело - жидкость.

При этом твердый материал всегда сосредоточен в тяжелой фазе смеси (экстрагента), так как плотность

012982

твердого материала, пропитанного тяжелой фазой гораздо вьше плотности легкой фазы смеси, В результате мисцелла, состоящая из легкой фазы,

5 не сожержит твердого материала и не требует последующей очистки от нее. Извлечение жиров из твердого материала происходит одновременно в тяжелую и легкую фазу экстрагента. Рас-

10 пределение жиров между жидкими фазами осуществляется в соответствии с их коэффициентами распределения. Коэффициент распределения жиров между тяжелой и легкой фазами экст-

15 рагента составляет один-два порядка величин, а для гидрофильных веществ он равен 0,002-0,1. В связи с этим происходит селективная экстракция жиров легкой (гексано2Q вой) фазой экстрагента из тяжелой (водной) фазы.

Гидрофильные вещества практически не переходят в легкую фазу, которая представляет собой мисцеллу

25 с содержанием твердого материала в : . пределах 0,003-0,2%, на один-два порядка величин меньше, чем при обычньгх условиях экстракции.

Эффективность способа повышается

, при увеличении вскрытия на стадии предварительного измельчения клеточной структуры твердой фазы и при повышении дисперсного состава. Предпочтительная величина частиц составляет 0,001-0,01 мм.

При полном вскрытии структуры клеток извлечение жира заканчивается в течение двух-четырех минут, что в 30-100 раз быстрее экстракции из лепестков или гранул.

В промьппленности обработку твердого материала удобно вести в две стадии, причем на 1-й стадии для подготовки структуры твердого материала обрабатывают его обогащенной

45 водой гомогенной смесью, содержащей спирт, гексан и воду, взятые соот- ветственно в количествах 52-73,3, 5-11 и 19-42 (мас.%). Весовое соотношение жидкая фаза : экстрагируемый

50 материал составляет 0,2-4:1 . НаП-й стадии материал, пропитанный трехкомпонентной гомогенной смесью, обрабатывают также смесью растворителей, взятьк в количествах соответственно

55 3,5-25, 73-96 и 0,5-2,5 (мас.%). В результате образуется система, состоящая из твердого материала и гетерогенной смеси растворителей.

расслаивающейся на две равновесные фазы: тяжелую, обогащенную водой, и легкую, обогащенную гексаном.

Способ иллюстрируется следующим примерами.

Пример I. Навеску мятки семян подсолнечника (100 г) получают измельчением на пятивальцовом станке (два пропускания через четыре прохода станка). Она имеет следующие показатели,%: проход через сито с диаметром отверстия 1 мм69,3

количество вскрытых клеток76,5

исходное содержание жира49,3

влажность8,7

Мятку помещают в стеклянный экстрактор емкостью 1 л, снабженны водяной рубашкой и перемещивающим устройством, и обрабатывают трехкомпонентной гетерогенной саморас- слаивающейся на тяжелую и легкую фазы смесью, содержащей полярный органический компаМент: алифатический спирт, неполярный органический компонент: гексан и воду, изо- пропанолгексан-вода - 39:48:13 (мас.%), в течение 15 мин, и тяжелой (водной) фазой гетерогенного зкстрагента, которая представляла собой трехкомпонентную гомогенную смесь изопропанол:гексан:вода - 60,5:11,0:28,5 (мас.%). Весовое соотношение мятка - жидкая фаза составляло 1:2, Затем суспензию мятки в тяжелой фазе в условиях ступенчатого перекрестного тока обрабатывают легкой (гексановой) фазой гетерогенного зкстрагента, которая представляет собой гомогенну смесь изопропанол:гексан:вода - 24,0:73,5:2,5. Количество ступеней экстракции 6. Время каждой ступени 10 мин. Весовое соотношение между тяжелой и легкой фазами экстрагента 1:2. Температура экстракции 55 С Разделение фаз ме5кду ступенями экстракции осуществляют декантацией. Масличность шрота экстракции составляет 0,49% на сухое вещество. Содержание частиц твердого материа в мисцелле составляет 0,018%.

Пример 2.В качестве полярного органического компонента берут ацетон. Общий состав гетерогенной смеси ацетон:гексан:вода -

201298

60,4:24,5:15,1 (мас.%), тяжелая фаза которой представляет собой гомогенную смесь ацетон:гексан:вода68,5:3,0:28,5 (мас.-%), а легкая 5 гомогеннзпо смесь ацетон:гексан:вода - 52,2:46,0:1,8 (мас.%). Все остальные параметры и приемы подготовки подсолнечной мятки к экстракции такие же, как в примере 1. Мае- 10 личность щрота после экстракции составляет 0,43% на сухое вещество. Содержание частиц твердого материала в .мисцелле равна 0,02%.

Пример 3. 100 г мятки, 15 полученной из семян кореандра, из-, мельченных тщательно (трехкратное пропускание через 4 прохода пяти- вальцового станка ВС-5), характеризовались следующими показателями,%: 20 проход через сито с диаметром отверстий 1 мм86,4

количество вскрытых клеток86,3

25 исходное содержание

жира19,7

влажность6,9

Мятку экстрагировали в условиях, описанных в примере 1.

Масличность щрота после экстрак30ции составила 1,2% на сухое вещество. Содержание частиц твердог.о материала в мисцелле равно с 0,012%.

Пример 4. Навеска мятки , семян хлопчатника (100 г), получен- 35 ная измельчением на пятивальцовом станке ВС-5. (один пропуск через 4 прохода станка), характеризовалась следующими показателями, %: проход через сито с ди- 40 аметром отверстия 1 мм 67,4 количество вскрытых клеток71,3

исходное содержание жира42,2

45 влажность8,5

Навеску мятки помещали в экстрактор, используемый в примере 1, и обрабатывали в течение 10 мин тяжелой (водной) фазой гетерогенного экстрагента, которая представляет собой трехкомпонентную гомогенную смесь этанол:гексан:вода - . 72,5:3,5:24,0 (мас.%). Весовое соотношение мятка - жидкая фаза сое- 55 тавляло 1:1. Затем суспензию мятки в нижней фазе в условиях ступенчатого перекрестного тока обрабатывали легкой (гексановой) фазой гетеро- генного экстрагента, которая представляла собой гомогенную смесь этанол:гексан:вода - 3,5:96,0:0,5 (мас.%). Количество ступеней экстракции 5. Время на каждой ступени 10 мин. Весовое соотношение между нижней и верхней фазами экстрагента 1:2,5. Температура экстракции 5рС. Разделение фаз межд ступенями экстракции осуществляли декантацией. Масличность шрота после экстрак ции составила 0,33% на сухое вещество. Содержание частиц твердой фазы в мисцелле было равно 0,015%. Пример 5. Навеска мятки кукурузных зародьш1ей (100 г), пол ченная измельчением на пятивальце- вом станке ВС-5 (один пропуск чере 3 прохода станка), характеризовала следующими показателями,%: проход через сито с диаметром отверстия 1 мм77,6 количество вскрытых клеток72,1 исходное содержание жира35,5 влажность9,4 Мятку помещали в экстрактор и обрабатывали смесью растворителей с общим составом этанол:гексан: вода - 33:54:13 (мас.%) одновремен но тяжелой и легкой фазами смеси. Тяжелая (водная) фаза представляет собой трехкомпонентную гомогенную Смесь этанол:гексан:вода - 73,0: :7,5:19,5 (мас.%). Весовое соотношение мятка - жидкая фаза составля 1:1,5, легкая фаза содержит этанол :гексан:вода -7,5:92,0:0,5 (мас.% Количество ступеней экстракции 5. Время на каждой ступени 10 мин. Весовое соотношение между нижней и верхней фазами зкстрагента 1:3. Температура экстракции 45 С. Разделение фаз между ступенями экстракции осзпцествляли декантацией. Масличность шрота после экстракции составила 0,44% на сухое вещество. Содержание частиц твердой фазы в мисцелле составляло 0,016%. Обоснованность выбора состава смесей растворителей, используемых при осуществлении способа подтверждается данными о результатах опытов , описанньгх в таблице. При использовании способа маслосодержащие материалы обрабатывают смесями, лежащими в гетерогенной области. Экстракцию твердого материала ведут одновременно обоими фазами (в аппарате вместе с твердым материалом присутствуют и легкая и тяжелая фазы). Использование равновесных составов трехкомпонентных смесей растворителей, лежащих в гетерогенной области, резко интенсифицирует процесс экстракции и увеличивает глубину извлечения масла из маслосодержащего материала. При использовании способа не требуется предварительная сушка материала. Смесь растворителей является расслаивающейся как до обработки ее исходного материала, так и после процесса экстракции. Легкая фаза (мисцелла) не содержит твердых частиц после экстракции.

СПОСОБ ПРЯМОЙ ЭКСТРАКЦИИ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ ИЗ МАСЛОСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ, предусматривающий измельчение материалов и обработку их смесью растворителей, о т л и - чающийся тем, что, с целью повышения глубины экстракции, снкгжения количества взвещенных частиц и гидрофильных примесей в мисцеллах, для обработки использзпот трехкомпо- нентную гетерогенную, саморасслаива- ,ющуюся на тяжелую и легкую фазы смесь, содержащую полярный органический компонент - алифатический спирт или ацетон, неполярный органический компонент - гексан или бензин и. воду, взятые соответственно в количествах 5,0-50,0; 10,0-90,0; 5,040,0 мас.%, при этом на экстракцию подают или одновременно обе фазы смеси или сначала тяжелую, а затем легкую фазу без отделения тяжелой фазы.