Код документа: SU691096A3
например маргарина, часто йеблагоприятно влияют окисление и другие хи мические изменения, которым подверже но масло в процессе очистки. При это требуются значительные количества воды, щёлочи, соды, золы и силикатов вследствие чего возрастает проблема обезвреживания отходов. И, иаконец, качество лецитинов, полученных из фосфатилбв niJiH очистке Масла, ч1сто быёМт дйвбльно низким они получают ся в виде мутных смесей, содержащих значительные количества.масла, и не обладают способностью выливаться при температуре окружающей среды. Поэтому были сделаны попытки разработать иные, более совершенные способы рафинирования сырызс масел. , , Известен способрафинйрЪвания сырых фосфйтйдсодержаадих жирных масел путем разбавления масла нёкислым неспиртовым органическим растворителем/ разделения раствора путем про itSbka его через полупроницаемую мё1мбрану с получением по обе стороны ме . браны фракций, одна из которых - про нищающая - не содержит фосфатйдов; и отгонки растворителя по крайней мере из одной фракции -tl.. ,-л,.-,-,..,.- : В известном способе при пропуске раствора масла (мисцеллы) через мембрану происходитпроцесс диализа, для которого необходима разность кон центраций масла в мисцеллах по обе стороны/Мембраны, и для поддержания движения потока масла его нужно пос .тоя:нно разбавлять свежим растворителем . Падение градиента концентрации Приводит к заМёд31ёНи1Ь процесса диализа . Разбавление же мисцеллы имеет результатом разбавление очищенного масла. Использование давления при диализе является нежелательным. Цель предлагаемого изобретения - .повышение эффективности очистки. С.этой целью в обеих фракциях под держивсшзт одинаковую концентрацию масла в растворителе, а пропуск раст вора ведут под давлением, необходимым для прохода проникающей фракции в направлении, противоположном действии ) осмотического давления компонентов удерживаемой фракции и лежащи в пределах 2-50 кг/см, используют мембрану, изготовленную из анизотропного материала с пределом разрыв, лежащим в интервале 1500- 200000. В этом случае происходит процесс ультрафильтрации, при котором мембр на удерживает растворенное вещество а именно фосфатидные мисцеллы, а масла и растворитель проходят через мембрану под давлением. Давление необходимо для преодоления осмотического давления компонентой; если снять давление, жидкость изменит на равление движения и будет течь обатно в удерживаемую Фракцию. Проникающая фракция представляе обой фильтрат, состоящий из раствоителя и очищенного масла, практически не содержащего фосфатидов, а удерживаемая мембраной фракция состоит из примесей и в основном из всех содержавшихся в масле фрсфатидов. Из проникающей или удерживаемой фракции отгоняют растворитель. Очистку можно осуществлять непрерывно или периодически и ее можно повторить для увеличения выхода масла . ..., . . В предлагаемом способе можно ис-« пользовать обычные мембраны, применяемые для водных сист.ем, если они устойчивы к действию масла растворителя . Целесообразно использовать мем- .. бранына основе синтетических смол, которые по своей природе анизотропны и состоят из наружного слоя с порами подходящих размеров для селектйвного фильтрования и внутренней : несущей части, которая может быть из другого материала, не обладающего ;селектйвной проницаемостью. Степень |селективности этих мембран в .значиТельной степени зависит, от размера пор наружного слоя, который в свою очередь определяет размер молекул-, проходящих через.мембрану или задер-; живаемых ею. Обычно это свойство называют пределом задержания Да.нной;,. конкретной мембраны и выражают в единицах молекулярного веса. Предел задержания может быть определен косвенно путем наблюдения ст.епени селективности мембраны по отношению к принятому за стандарт растворенному веществу известного молекулярного веса , обычно в подходящем растворителе. Как правило, пригодны мембраны с пределом задержания от 1500 до 200000, предпочтителен предел от 10000 до 50000. Однако для каждого конкретного случая рафинирования следует выбрать аптимальный предел с точки зрения . селективности , с одной стороны, и с точки зренияскорости потока, с другой стороны. Слишком высокий предел задержания будет способствовать прохождению фосфатидов и других примесей вместе с жирным маслом через мембрану , а слишком низкий предел задержания приведет к прекращению прохода. ЖИРНОГС5 масла, молекулярный вес которого равен приблизительно 1000, и, следовательно, к уменьшению скорости, потока. Мембраны могут быть любой формы, соответствующей материалу. Так, мембраны могут быть пластинчатой, трубчатой формы или°в виде волокна. При применении мембраны пластинчатой или трубчатой формы необходимо предус- мотреть соответствующую механическую опору, чтобы мембрана могла выдержать гидравлическое давление, пр теняемое для обеспечения- процессз1 фильтрования. Опора может представлить собой пористый металл, .стекловолокно или другую жесткую пористую конструкцию. Осмотическое давление фосфатидов в органических растворах, в частност в растворах углеводородов, незначительно , по сравнению с осмотическим давлением ссслей в водных растворах, Давление от 5 до 10 кгс/см достаточно для фильтрования через анизотропную мембрану в водном растворе, и обычно такое давление применяется при ультрафильтровании для повышения концентрации сравнительно больших молекул, например протеинов или угле водов в водных растворах. Давление влияет на степень селективности процесса очистки. Увеличение давления вызывает замерное уменьшение размеро пор, и следовательно, задержание более мелких частиц растворенного вещества в удерживаемой мембраной фрак ции . Следует выбирать такой растворитель , чтобы он улучшал подвижность жидкой системы,- желательно из числа растворителей со сравнительно низким молекулярным весом, в основном, не .больше,- чем молекулярный вес глицеридов , например 50-200, в особенности 60-150, с небольшим осмотическим давлением. Растворители должны быть некислсэтные и неспиртовые, на:примёр эфиры и галогензамещенные угл водороды, но особенно выгодно применять в качестве растворителей инертные углеводороды, в частности, алканы , циклралканы или простые ароматические углеводороды, например бензол и его гомологи, содержащие алкилэаместители с количеством атомов углерода до 4, так как они, в дополнение к улучшению подвижности масла и, сле довательно, улучшению скорости потока жидкой сийтемы через мембрану, вызывают ассоциацию молекул фосфатида , содержащихся в системе, и мицеллы . Объединение большого количё:ства молекул фосфолипида под влиянием растворителя в тела (мицеллы) с высоким молекулярным весом, которы может достигать 200000 в гексане, значительно увеличивает действительный размер частиц фосфатидов, благодаря чему они полностью задерживаю ся мембраной, в то время как частицы масла и растворителя проходят через нее свободно. Кроме того, образовавшиеся мицеллы захватывают сравнителы но маленькие молекулы других примесей , например, Сахаров, аминокислот, и т.д., которые иначе могли бы npoliти через мембрану вместе с маслом. -Подходящие углеводороды -включают бензол, толуол и ксилолы, циклогексан, циклопентан и циклопропан и алканы, например, пентаны, гексаны, октаны и их смеси, найрймер, петро Лейный эфир, кипяЩий в температурном интер . вале 40-120 С. Предпочтительно применять углеводороды, Которые при температуре окружающей среды являются обычно ЖИДКОСТЯМИ, но можно применятьи другие растворители, которые являются жидкостями только „при давлении фильтрования. Если масло отделяют от , фильтрата путем выпаривания растворителя , то последний должен иметь сравнительно низкую температуру кипения , в частности, можно выбрать такой растворитель, который испарится просто при прекращении давления фильтрования . Если фосфатиды не содержатся в значительных количествах, можно применять Другие органические растворители из перечисленных, например ацетон .- Количество применяемого растворителя для разбавления масла не .имеет решакицего значения, поскольку целью разбавления является увеличение подвижности системы и образование- мисцелл фосфолипидов, если в масле содержатся фосфолипиды. Предпочтительна концентрация facлa в растворе от 10 до 50 вес.%, а точнее - 2030 вес.%. Выбранный растворитель должен со- держать не более 1% воды. Применяемые мембраны необходимо подвергнуть обработке, чтобы они были пригодны для работы в неводной среде, а именно - обработать последовательно водой, промежуточным растворителем и применяемым согласно настоящему способу разбавляющим растворителем . Если последним является гексан, то в качестве промежуточного растворителя можно применять изопропанол , но можно выбрать идругие. Промежуточный растворитель должен смешиваться. Хотя бы в ограниченной степени, и с водой и с разбавляшщим растворителем. Желательно также обрабатывать мембрану аналогичным образом после длительного применения для восстановления ее эффективности. Температура фильтрования не имеет решающего значения, но для удобства предпочтительно поддерживать температуру , близкую к температуре окружаквдей среды, т.е.. 10-20с. Повышение температуры улучшает скорость потока, но, с другой стороны, можно вызвать нежелательное размягчение материала мембраны. Однако температуры приблизительно до 60°С практически возможны и при HeKOTOfciBX обстоятельствах, например, чтобы способствовать первоначальному растворению, такие температуры могут быть более выгодны. Можно применять и более низкие температуры , при которых раствор устойчив,
На практике предпочтительно осуществлять непрерывную рециркуляцию в контакте с мембраной задержанной мембраной фракции до достижения в этой фракции Значительной концентрации примесей, по меньшей мере двукратной, предпочтительно 10-кратйой. Кроме того. Желательно, для поддержания высокой производительности продолжать процесЪ фильтрования со свежей мембраной или с мембраной, имеющей другие характеристики и/или при других УСЛОВИЯХ работы, например после дальнейшего разбавления тем же или другим растворителем.
Скорость пропуска раствора через мембрану не имеет существенного зн-ачения , но можно использовать турбу .лентное движение для сведения к минимуму повышения концентрации удерживаемой фракции на поверхности мембраны вследствие поляризации.
Настоящее изобретение особенно целесообразно применять для рафинирования растительных масел. Во многих случаях они обычно получаются экстрйкцией из раздробленных семян при . помощи углеводородных растворителей. Могут быть очищены, например, хлопковое , арахисовое, рапсовое, подсолнечное и соевое масла, а также льняное масло, как пример непищевого маЪ- ла, которое, как и остальные, находится при обычных условиях в жидком состоянии. Пальмовое масло, полутвердое при температуре окружающей среды и другие масла, например оливковое масло и лавров1лй жир, обычно прямо ожимают из растений, а затем их можно растворять в подходйщем растворителе и обрабатавйть в соответствий с настоящим изобретением. Способ пригоден также Для обработки глицеридов животного происхождения, в частности рыбьего жира, и для так называемых твердых растительных жиров, т.е. более высокоплавких растительных жиров , яапример масла из орехов сального дерева.
Сырые жирные масла иного происхождения , чем природного тоже можно рафинировать в соответствии с настоящи изобретением, например сырйе синтетические или составленные жирные масла, или масла, загрязненные примесями в результате.употребления или хранения} например, при повторном применении масло для жарения образует олигомеры формы ненасхлценных глицеридов, Такне примеси могут быть удалены рафинированием сырого масла в соответствии с настоящим изобретением S целях получения рафинированного масла более светлого ft более
привлекательного вида для ndBTopHoro применения.
Основными компонентами сырых жирных масел являются триглицериды и настоящее изобретение особенно целесообразно применять для их рафинирвания путем отделения незначительных компонентов, хотя и эти последние могут быть рафинированы в соответствии с настоящим изобретением. Например сырой технический лецитин го происхождения может быть рафинирован в соответствии с настоящим изобретением в целях удаления других компонентов, в особенности жирного масла. Другие компоненты сырых жирных масел, например неполные глицеРИДЫ , тоже могут быть удешены в соответствии снастоящим изобретением, например, путем отделения от них триглицеридов и других примесей, например , неполных глицеридов.
Растворитель может быть удален из фильтрата и, если извлекаются фосфолипиды , также из фракции, задержанной мембраной, путем обычного выпаривания при атмосферном или пониженном давлении. Однако можно отделять растворитель от обеих фракций при помощи мембранного фильтрования. Для этой цели следует выбирать растворитель с гораздо меньшими размерами частиц для фильтрования через мембрану того же типа, что и, мембрана, применяемая в стадии разделения-при очистке масла, или же через мембрану другого типа. Если применяются простые углеводородные рас7ворители значительно меньшего молекулярного веса чем молекулярный вес глицеридов, можно применять однотипные мембраны при разных условиях. Если разница между молекулярными весами не так велика, необходимо применять другую мембрану обладающую большей селективностью, чем требуется для отделения фосфолипидов от масла. Полученный фильтрат может почти не содержать глицеридов, и его можно подавать на рециркуляцию в стадию извлечения масла. При необходимости окончательное отделение растворителя от фракции, задержанной мембраной в стадии рециркуляции растворителя, можно осуществить выпариванием.
В предлагаемом способе эффективность очистки смеси гораздо меньше эависигг от качества масла,и может бьг достигнут почти полный выход лецитина и рафинированного масла. Не требуется химическая обработка, вследствие этого масло не подвергается химическому разложению. Нет отходящего потока, подлежащего уничтожению , и весь процесс рафинирования жирных масел значительно упрощен; Технические сорта лецитина, содержащие обычно 40% жира и 60% фосфатидов, могут быть получены в виде прозрачного , легко выпив сеющегося вещества. {Сроме того, способом согласно настоящему изобретению могут быть получены , лецитины,почти не содержащие жиров,из сырых содержащих фосфатиды смесей любого происхождения.
В следующих примерах осуществления способа мембраны были приготовлены путем последовательной пролшвки водой , изопропанолом и гексаном.
Пример 1. 160 мл сырого соевого масла, растворенного в гексане
и содержащего 1000 м.д. (миллионных долей) от масла фосфора в виде фосфатида , а также 24 м.д. серы в виде ее соединений пропускали через две полисульфоновые пластинчатйе .мембраны с пределом задержания соответственно 10000 и 50000. Из 160 ,мл сырого масла получили 144 мл фильтрата, так чтоконцентрадия фосфолипидов в задержанной мембраной фракции была увеличена в 10 .раз по сравнению с первоначальным растворЪм.. Результаты опытов приведены в табл.1 Общаяповерхность мембраны составляла 28,2 см,
-Таблица 1
Комментарии