制备棕榈油产品的方法 本发明涉及制备棕榈油产品的方法, 并且涉及通过该方法可获得的棕榈油产品。
大规模的生产棕榈油以用于多种不同的应用, 包括食品中。 通常从棕榈果 (Elaeis guineensis) 果肉中获得棕榈油。一棵棕榈树通常大约每个月出产一串水果, 其包含多达 3,000 的果实。每颗棕榈树通常经济地连续生产水果高达 25 年。这确保了棕榈油的良好供 应。
棕榈油通常被加工以获得具有特定性质的产品。例如, 可以将棕榈油分馏以将较 高熔点的组分 ( 通常是指棕榈油三硬脂酸甘油酯 ) 从较低熔点的组分 ( 通常是指棕榈油三 油酸甘油酯 ) 分离。各馏分的组成取决于进行分馏的条件。
通常通过以下三种方法之一来进行棕榈油的分离, 即, 干法分馏、 溶剂分馏和在洗 涤剂存在下的分馏。 在干法蒸馏中, 在不存在溶剂的情况下, 利用温度以控制固体作为晶体 形成来从油中将三硬脂酸甘油酯结晶。溶剂分馏包括加入溶剂 ( 如丙酮 ) 来实现三硬脂酸 甘油酯从三油酸甘油酯中的分离。
脂肪和油的分离已经被评述, 例如被 Timms 在 :
http://www.soci.org/SCI/groups/oil/2006/reports/pdf/Timms LP.pdf. 中评 述。
GB 145581 公开了一种脂肪共混物。用于共混物中的脂肪的一种为通过利用丙酮 的脂肪湿法分馏而获得的基于棕榈油的脂肪。
GB 1499333 描述了利用含有水或多羟基化合物以及极性有机溶剂的溶剂混合物 来进行植物油、 动物油和鱼油的三油酸甘油酯和三硬脂酸甘油酯的分离。
GB-A-2023636 涉及一种通过溶剂分馏随后对得到的流体馏分进行酯化并进一步 分馏来从天然脂肪物质制备 4 种可食用的馏分的方法。
US 2007/0160739 描述了一种对脂肪和油进行干法分馏的方法, 该方法包括获得 第一馏分, 并且将其与液体脂肪和油混合并进行进一步分馏。
Wong Soon, Specialty Fats Versus Cocoa Butter, 1991, 第 32 页, 显示了棕榈油 分馏的普遍方案, 其使用溶剂对油 4 ∶ 1 的比率。
DE-A-2747765 公开了具有高 1, 3- 二棕榈醇 -2- 油酰 - 甘油含量的脂肪, 及其制备 方法和用途。
EP-A-1120455 涉及一种经分馏的棕榈油及其制备方法。
存在着改进分馏方法的需要。 特别地, 存在在湿法分馏中使用较少有机溶剂, 以及 使用溶剂时, 其中水的含量不是很重要, 并且因此不需要完全干燥 ( 从而减少总成本 ), 同 时仍以相对高的收率来制备良好产品的期望。
根据本发明, 提供了一种制备棕榈油产品的方法, 该方法包括 : (i) 在不存在溶剂 的情况下, 棕榈油或其馏分的部分结晶 ; (ii) 将经部分结晶的棕榈油或馏分与溶剂混合 ; (iii) 将得到的混合物结晶至更高的程度 ; 和 (iv) 在分离器中将产生的固体从液体中分 离。
在另一方面, 本发明提供了通过本发明方法获得的或可获得的棕榈油产品, 优选
为棕榈油的中间馏分。
已经发现, 可以利用相对少量的溶剂和其中水分含量不必认真控制在相对低水平 的溶剂来制备棕榈油产品, 所述棕榈油产品为棕榈油馏分, 如, 棕榈油中间馏分, 其具有相 对高 POP 含量和相对低 PPP 含量的良好性质。这意味着所述方法可以使用适用于将其它非 棕榈脂肪和油 ( 即, 不由棕榈产生的脂肪和油 )( 例如, 牛油 ) 分馏的生产线和溶剂。因此, 该方法可以与加工其它非棕榈脂肪和油并行进行。
本发明使用以包括不完全 ( 或部分 ) 结晶的干法分馏为第一步的干法分馏和湿法 分馏的组合。
本发明方法的起始材料为棕榈油或其馏分。优选地, 所述起始材料为棕榈油精 (palm oil olein) ; 更优选地, 所述棕榈油精通过干法分馏来制备。优选地, 所述棕榈油精 具有的碘值 (IV) 为 35 至 65, 更优选地为 50 至 60。
本发明的方法包括将棕榈油或其馏分 ( 例如, 棕榈油精 ) 部分结晶的第一步 骤 (i)。如本文所使用的, 术语 “部分结晶 (partial crystallization)”和 “部分结晶 (partially crystallizing)” , 及相关术语, 优选地表示, 在方法的相关步骤中 ( 即, 在 (i) 之后立刻地 ), 将在方法最后获得的部分固体结晶, 即, 得到的结晶的固体的重量小于在方 法最后获得的固体的重量。 已经发现, 在湿法分馏之前, 所述棕榈油精的部分结晶使得方法 利用少量的不需要非常干的溶剂来进行。 将理解的是, 本文所使用的术语 “结晶的固体” 和相关术语, 是指在一般术语中获 得的固体, 而不表示固体全部为晶体。 例如, 所述固体可以包含某些结晶的材料和某些没结 晶的材料。通常, 所述固体将包含化合物的混合物。
优选地, 在 (i) 中形成的部分结晶的棕榈油或棕榈油的馏分包含 5 至 25%的结晶 固体, 更优选地为 10 至 24%的结晶固体, 例如, 15 至 22%或 17 至 21%的结晶固体。将理 解的是, 在所述方法的该步骤中获得的结晶固体的百分比可以通过例如用于分析脂肪的固 体含量 (SFC) 的标准 NMR 技术 ( 例如, 根据 ISO 8292) 来确定。相反地, 在 (iv) 中分离的 固体的量通常大于基于棕榈油或其馏分 ( 在方法中被用作起始材料 ) 重量计的 22%至高达 35%, 更优选地为以重量计的 23 至 30%, 如以重量计的 23.5%至 29%, 或以重量计的 24 至 28%。
步骤 (i) 可以在一步进行或在两步或更多步中进行。优选地, 步骤 (i) 为在两个 分开的罐中进行的两步方法, 其各个包括干法分馏步骤。 步骤 (i) 优选地在 12 至 20℃的温 度范围内进行。如果步骤 (i) 为两步方法, 那么第二干法分馏步骤优选地在比第一干法分 馏步骤低的温度下进行。例如, 所述第一步骤优选地在 15 至 20℃的温度范围内进行, 而所 述第二步骤在 13 至 17℃的温度下进行。
任选地, 在 (i) 步骤期间或 (i) 步骤之前, 可以将具有较低熔点的棕榈油馏分 ( 如, 具有 60 至 70 碘值 (IV) 的棕榈油精, 例如, POfIV65) 与在方法中用作起始材料的棕榈 油或其馏分混合, 优选地高达以起始材料棕榈油或其馏分重量计的 10%。
不将 (i) 中形成的经部分结晶的棕榈油或其馏分分离以从液体中将固体去除, 而 在 (ii) 中与溶剂混合。因此, 优选地将在 (i) 中形成的液体和固体的混合物与溶剂直接混 合, 而不在 (ii) 之前将固体从液体中分离。在 (i) 中形成的部分结晶的棕榈油或其馏分为 液体和固体的混合物, 并且通常以浆体的形式。
优选地, 在 (ii) 中随即与溶剂混合之前, 经部分结晶的棕榈油或其馏分的温度为 10 至 25℃, 更优选地为 12 至 22℃, 再更优选地为 15 至 20℃, 如大约 17 至 18℃。 在 (ii) 中随 即与经部分结晶的棕榈油或其馏分混合之前, 溶剂的温度优选地低于经部分结晶的棕榈油 或其馏分的温度, 并且优选为小于 18℃, 更优选为 5℃至 17℃, 再更优选为 10℃至 15℃。 优 选地, 在 (ii) 中随即与溶剂混合之前, 经部分结晶的棕榈油或其馏分的温度为 10 至 25℃, 更优选地为 12 至 22℃, 再更优选地为 15 至 20℃, 如大约 17 至 18℃, 而在 (ii) 中随即与经 部分结晶的棕榈油或其馏分混合之前, 溶剂的温度小于 18℃, 更优选为 5℃至 17℃, 再更优 选为 10℃至 15℃, 并且在 (ii) 中随即与经部分结晶的棕榈油或其馏分混合之前, 溶剂温度 任选的进一步优选的特征为优选地低于经部分结晶的棕榈油或其馏分的温度。
在 (ii) 中刚刚混合之后, 混合物的温度优选为 8 至 20℃, 更优选地为 9 至 18℃, 再更优选地为 10 至 16℃。
在 (ii) 中, 溶剂对棕榈油或其馏分的重量比率优选为 1.5 ∶ 1 至 1 ∶ 1.5 的范 围, 更优选地为 1.4 ∶ 1 至 1 ∶ 1.4, 甚至更优选地为 1.3 ∶ 1 至 1 ∶ 1.3, 如 1.2 ∶ 1 和 1 ∶ 1.2。例如, 溶剂对棕榈油或其馏分的重量比率通常为 0.8 ∶ 1 至 1.5 ∶ 1, 如 0.8 ∶ 1 至 1.1 ∶ 1, 或大约 1 ∶ 1。
在 (ii) 中, 经部分结晶的棕榈油或其馏分与溶剂的混合优选地在线进行。例如, 可以将经部分结晶的棕榈油或其馏分从步骤 (i) 正在进行的罐中泵出, 并且在导管 ( 例如, 输送管 ) 中与溶剂混合, 随后经导管通过。
溶剂优选地包含丙酮和水, 所述水以溶剂重量计至少 0.3%的量存在, 如以重量计 至少 0.4%, 至少 0.5%或至少 0.6%。溶剂中水的量通常将小于 2%, 如小于 1.5%, 小于 1.2 %或小于 1 %。因此, 溶剂通常包含以重量计 0.3 %至 1.5 %的水, 更优选为以重量计 0.4%至 1.2%的水, 如以重量计 0.6 至 1.0%的水。溶剂优选地包含以重量至少 90%的丙 酮, 如以重量计至少 95%、 至少 97%、 至少 98%或至少 99%的丙酮。优选的溶剂包含以重 量计 0.6%至 1.2%的水, 和以重量计至少 98.5%的丙酮。
在与溶剂混合之后, 在 (iii) 中将得到的混合物结晶到大于 (i) 中的程度。优选 地, 步骤 (iii) 中的结晶在冷却中进行。在 (iii) 期间, 优选地将混合物冷却到至少 2℃。 例如, 可以将所述混合物冷却到 2℃至 10℃。在通过结晶器之后, 混合物优选地具有 5℃至 10℃的温度。 通常, 在比 (i) 中低的温度下进行结晶, 例如, 在比 (i) 低至少 3℃或至少 5℃。 优选地, (iii) 在结晶器中进行, 更优选地在使混合物连续通过的经刮削表面的结晶器中进 行; 这使得本发明的方法在 (iii) 中在连续的基础上进行。经刮削表面的结晶器包括为本 领域所熟知的将冷却的将固体从结晶器壁去除的回转器。
通常, (ii) 和 (iii) 在分开的容器中进行。例如, (ii) 中的混合优选地发生在线 上的导管 ( 例如, 输送管 ) 中, 而 (iii) 优选地在独立的结晶器中进行。
在 (iii) 中混合物已被结晶至比 (i) 中更高的程度之后 ( 即, 使得在混合物中结 晶固体的量, 基于作为起始材料的棕榈油或其馏分的重量计, (iii) 中的结晶固体的量大于 (i) 中的结晶固体的量 ), 在 (iv) 中, 在分离器中将得到的固体从液体中分离出来。优选的 分离器为带式过滤器。固体被保留在过滤器的带上, 而液体通过。实现固体从液体中分离 的适合的设备, 如, 带式过滤器, 为本领域所熟知。
本发明的方法可以包括在步骤 (i) 至 (iv) 之前、 之间或之后的一个或多个步骤。例如, 在 (iv) 中获得的产品可以通过去除溶剂来进一步纯化。
优选地, 从固体被分离后剩下的液体中回收溶剂, 并且将其再循环至工序中。 优选 地, 在分离和再循环之后, 从固体中将溶剂回收。更优选地, 从液体和固体中将溶剂回收并 再循环。
本发明的方法可以分批进行或以连续的方式进行。 优选地, 所述方法是连续的。 起 始材料棕榈油或其馏分的输入优选为每小时 0.5 至 1000 吨 (t/h)。
在分离之后, 作为固体获得的棕榈油产品 ( 或馏分 ) 优选地为棕榈油中间馏分。 该 棕榈油产品优选地具有以下三甘油酯含量 :
以重量计 2.5 至 4.0%的 PPP ;
以重量计大于 65%的 POP ; 和
以重量计小于 3%的 POO。
(P =棕榈酸且 O =油酸 )
棕榈油产品可以含有痕量的溶剂 ( 丙酮 ) 和水, 并且基本不含, 或不含洗涤剂。
在去除溶剂之后获得的液体 ( 油精 ) 馏分也是有用的产品。优选的棕榈油精, 在 本发明的方法中作为在 (iv) 中分离的液体被制备, 在去除溶剂之后, 具有 60 至 79 的碘值 (IV), 如大约 65。 本发明的方法可以与牛油的分馏并行进行。 本发明允许利用相同的溶剂来进行两 个分馏过程。这具有显著的优势。
在所述方法中制备的棕榈油产品可以被用于广泛的应用中, 如食品工业以及例如 通过酯交换来制备其它脂肪和油。
在本说明书中明显在先公开的文献的列举或论述不应被认为承认本文档为现有 技术的一部分或为公知常识。
以下非限定性的实例说明了本发明, 并不以任何方式限定其范围。在实例中以及 贯穿本说明书, 除非另外说明, 所有百分比、 份数和比率均是以重量计的。
实施例 在图 1 中示意地描述了可以用于本发明的方法。
将丙酮通至丙酮加热器 1, 在该加热器中, 其温度根据需要被上下调节。沿管线 2 将 POfIV55( 碘值为 55 的棕榈油精 ) 泵出, 并且在 3 将其与较冷的丙酮在线地混合。
将得到的丙酮 /POfIV55 混合物直接泵出至刮削表面的结晶器 4, 在该结晶器中该 混合物的温度下降。通过管线 5 将冷却的混合物泵出至带式过滤器 6, 在所述过滤器中, 将 固体 (iPOm) 从液体 (POfIV65 加溶剂 ) 中分离。
本发明方法的另一个实施方案示于图 2 中。
图 2 所示的方法包括在 (i) 中的两个干法分馏步骤并且显示了丙酮溶剂的再循 环。
在图 2 中, POfIV55 在分开的第一和第二罐 10、 11 中进行两个相继的干法分馏步 骤以实现固体的部分结晶。在这两个步骤之后, 得到的浆体形式的固体和液体混合物具有 15℃的温度。 将该浆体从第二罐中泵出, 并且在混合点 12 在线与含有以重量计 0.6-12%水 的丙酮混合。得到的混合物具有 12℃的温度。然后, 该混合物被输送至刮削表面的结晶器
13, 在所述结晶器中, 将结晶进行至更高的程度并完成。 将得到的混合物输送至带式过滤器 14, 在所述过滤器中将固体 (iPOm) 从液体 (POfIV65) 中分离。固体和液体均包含丙酮, 并 且将丙酮通过蒸馏步骤 15 和 16 来蒸馏从而分离, 并且再循环至方法中。
实施例 1
通过干法分馏获得 POfIV55。 在干法分馏结晶器中将 POfIV55 部分结晶, 使得混合 物含有以重量计 18-19%的固体 ( 作为结晶 )。 在干法分馏结晶器中, 将高达以重量计 10% 的 POfIV65 与 POfIV55 混合。
将从结晶器中获得的混合物在线上泵出, 并且与冷丙酮混合以给予得到的混合 物 12℃的温度。丙酮含有 0.4%的水, 并且丙酮 ( 包括其中的水 ) 对混合物的重量比率为 1 ∶ 1。将 POfIV55/ 丙酮的混合物泵出至刮削表面结晶器, 在所述结晶器中被冷却到 9℃。 通过结晶器的时间为 13 分钟。将得到的冷却混合物泵出至带式过滤器。
在整个试验中, POfIV55 以 1.6t/h 的进量来输入。
结果示于表 1 中。
该试验的结果是良好的 : 丙酮中的湿气与标准方法相比对质量具有更小的影响。
表1
丙酮中的水分% 经表面刮削后的结晶器的温度℃ PPP POP POO 总共的 SOS S-N20* S-N25 S-N30 S-N35 S-N40 DG**
*0.4 9 3.9 68.8 2 82.1 92.3 85.2 57 5 0.6 0.4S-Nx 是指 x℃下的稳定的 N 值7101939405 A CN 101939408
**说明书6/7 页甘油二酯 实施例 2 重复实施例 1, 修改为将混合物在刮削表面结晶器中冷却到 6℃。结果显示于表 2 表2 丙酮中的水分% 经表面刮削后的结晶器的温度℃ PPP POP POO 总共的 SOS S-N20 S-N25 S-N30 S-N35 S-N40 DG 0.4 6 3.3 67.4 2.3 81.6 89.9 79.6 54 3.6 0 0.9中。
实施例 3
重复实施例 2, 修改为使用的溶剂为含有以重量计 0.74%的水分的丙酮。结果显 示于表 3 中。
丙酮中的水分% 经表面刮削后的结晶器的温度℃ PPP POP80.74 6 3.5 66.4101939405 A CN 101939408说明书2.5 80.5 88.9 78.8 53.3 4.4 0 17/7 页POO 总共的 SOS S-N20 S-N25 S-N30 S-N35 S-N40 DG
实施例 4
将实施例 2 的棕榈油中间馏分与牛油三硬脂酸甘油酯掺合来制备类可可脂 (CBE) 共混物。两种混合物 (60/40 以及 55/45 棕榈油中间馏分 / 牛油三硬脂酸甘油酯 ) 均给出 良好的结果。