Способ очистки гидрированного жира от металлов
Изобретение относится к масло-жировой промышленности. Целью является повышение степени очистки жира и упрощение процесса. Это достигается тем, что гидрированный нагретый до 80-95°С жир обрабатывают фосфоновыми кислотами или их солями с одновалентными металлами и аммония, которые предварительно подщелачивают до рН 7,0-8,5 и берут в количестве, в 10-30 раз превышающем массовую долю металлов в жире, с образованием в водной фазе комплексов, Затем водную фазу отделяют от жира, 3 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 С 11 В 3/04
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕ Г
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4037808/13 (22) 19.03.86 (46) 07.05.92. Бюл. М 17 (71) Московский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института жиров (72) Н,Л,Меламуд, А.И,Аскинази, Н.А.Калашева, И.И,Губман, Т.В.Бакланова, Б.И.Бихман, B.В,Медынцев и P,À.Òàòåâîñÿí (53) 665,1(088.8) (56) Thomas Е. Furia ED,TA in Foods.
А.Technical Review, Food Technology, 1964, т, 18, N. 12; с. 50 — 58.
Изобретение относится к масло-жировой промышленности и касается способов очистки жиров.
Целью изобретения является повышение степени очистки жира и упрощение процесса, Способ осуществляют следующим образом.
Отфильтрованный от гетерогенного катализатора гидрированный жир (саломас) нагревают до 80 — 95 С и при перемешивании к нагретому жиру добавляют разбавленный (0,2 — 2,0% íûé) водный раствор одного из следующих соединений; нитрилтриметилфосфоновая кислота, натриевая соль нитрилтриметилфосфоновой кислоты, оксиэтилидендифосфоновая кислота, калиевая соль оксиэтилидендифосфоновой кислоты.
Водный раствор комплексона подщелачивают, доводят рН раствора до 7,0-8,5. После ввода комплексона перемешивание фаз продолжают в течение 1 — 3 мин. после чего
БЫ 1731792 А1 (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ГИДРИРОВАННОГО ЖИРА ОТ МЕТАЛЛОВ (57) Изобретение относится к масло-жировой промышленности. Целью является повышение степени очистки жира и упрощение процесса. Это достигается тем, что гидрированный нагретый до 80 — 95 С жир обрабатывают фосфоновыми кислотами или их солями с одновалентными металлами и аммония, которые предварительно подщелачивают до рН 7,0 — 8,5 и берут в количестве, в 10 — 30 раэ превышающем массовую долю металлов в жире, с образованием в водной фазе комплексов, Затем водную фазу отделяют от жира, 3 табл, водный раствор комплексона, содержащий хелатные комплексы никеля, меди, железа и других поливалентных катионов, отделяют от жира в поле центробежных сил (на сепараторах). Количество комплексона, вводимое в реакцию, должно в 10 — 30 раз превышать суммарное содержание никеля, меди и железа в обрабатываемой массе гидрированного жира.
Способ обеспечивает высокую степень очистки гидрированных жиров от перечисленных металлов. После обработки водными растворами перечисленных комплексообраэователей укаэанных условиях остаточное содер;кание металлов в саломасе составляет, % (мг/кг жира): никель — не более 0,00004 (0,4); медь не более 0,00002 (0,02);.железо — не более 0,00002 (0,2).
Обработка жира водными растворами фосфоновых кислот или их щелочных солей позволяет свести в одну технологическую стадию получение хелатных водораствори1731792
4 мых комплексов никеля, меди и железа и тем самым существенно упростить технологическую схему процесса деметаллизации
" ра.
Производные фосфоновых кислот образуют комплексы хелатного типа с металлами в водных растворах с кислой, нейтральной и щелочной реакцией среды.
Оптимальным является рН среды 7,0 — 8,5.
Снижение рН среды менее 7,0 резко замедг.ÿ"àT комплексообразование и способствует коррозии оборудования, то да как увеличение рН среды более 8,5 приводит к побочным реакциям образования щелочных солей жирных кислот (щелочных мыл) и частичного гидролиза глицеридов жира, Качество гидрированных жиров существ;нно зависит от остаточного содержания
:лавным образом никеля, меди и железа, степень извлечения которых должна быть ие ниже 90%, Однако гидрированные >киры содержат также примеси кальция, магния и некоторых других поливалентных металлов, первоначально присутствующие в жире и накапливающиеся в нем в результате коррозии оборудования, при обработке исходных жиров водой, в результате разрушения катализаторов или при взаимодействии жира с силикатными носителями катализатора и с адсорбентами. Кроме того, в жирах обнаруживаются некоторые количества катионов одновалентных металлов, реагирующих с кислотными группами комплексообразующих реагентов. B связи с этим расход комплексообразующих агентов на деметаллизацию гидрированных жиров
on ределяется стехиометрическими соотношениями реакции комплексообразования, соотношением молекулярных масс комплексона и металлов, а также избытком комплексона, необходимым для обеспечения сдвига реакции в сторону образования стабильных водорастворимых хелатных комплексов металлов. Удельный расход комппексона должен быть в 10-30 раз выше суммарного содержания никеля, меди и железа в единице массы обрабатываемого гидрированного жира: — = 10 — 30
К
Ме где К вЂ” удельный расход комплексообразующего агента, кг/т жира;
Ме — суммарное удельное содержание никеля, меди и железа в жире, кг/т жира.
Если отношение К/Ме менее 10, не достигается требуемая степень извлечения металлов из гидрированного жира. Чрезмерное увеличение удельного расхода комплексона приводит к затруднениям при его извлечении из жира путем разделения водной и жировой фаз. т,е. требует дополнительной водной промывки жира.
5 Пример 1 (контрольный). Саломас, содержащий, (мг/кг): никель
0,00057 (5,7 мг/кг); железо 0,00018 (1,8); медь 0,00003 (0,3); свободные жирные кислоты 1,23 (2,46 мг КОН/r), нагревают до 90 С
10 и при этой температуре к саломасу при интенсивном перемешивании добавляют
0,3 -ный водный раствор трилона Б, рН 4,0, для комплексования никеля. Расход водного раствора составил 7 массы жира (0,21 г
15 трилона б на 1 кг саломаса)..Через 0,5 ч после добавления раствора комплексона перемешивание прекращают и водную фазу отделяют от жира центрифугированием, Жир повторно обрабатывают раствором
20 трилона Б с рН 8 в принятых выше условиях для связывания меди, Водную фазу также отделяют центрифугированием. Далее саломас вновь обрабатывают раствором трилона Б с рН 10 в приведенных выше условиях
25 для комплексования железа, Жировую и водную фазы также разделяют центрифугированием.
Результаты анализа саломаса после деметаллизации трилоном Б (прототип) приве30 дены в табл. 1.
Как видно из табл, 1, степень извлечения никеля, меди и железа составляет соответственно 85, 73 и 83 /,, B итоге остаточное содержание никеля в саломасе почти в 1,5
35 раза превышает допустимый уровень, железа и меди — соответственно в 1,5 и 4 раза.
Следует отметить, что степень извлечения железа при рН 4 (1-я стадия обработки) составляет менее 50 j,, при этом содержа40 ние меди не снижается.
Пример 2. Саломас по примеру 1 при
90 C в течение 5 мин обрабатывают 0,3%ным раствором оксиэтилидендифосфоновой кислоты (ОЭДФ),. рН которого доведен
45 до 8,0 натриевой щелочью, Расход водного раствора, как и в примере 1, составляет 7% массы жира (0,21 г ОЭДФ до 1 кг саломаса).
Соотношение между удельным расходом комплексона ОЭДФ и удельным содержа50 нием суммы никеля, меди и железа К/Ме =
= 25. После отделения водного раствора установлено (табл. t). ч ro указанный комплексон в приведенных условиях обеспечивает деметаллиаацию саломаса на 94-100%.
55 Пример 3. Саломас из примера 1 обрабатывают водным раствором калиевой соли оксиэтилидендифосфоновой кислоты (КОЭФД) в условиях, приведенных в примере 2. Степень извлечения металлов
98-100 .
1731792
Пример 4, Саломас из примера 1 обрабатывают водным раствором нитрилтриметилфосфоновой кислоты (НТФ) в условиях, приведенных в примере 2. Степень извлечения металлов 97 — 100 .
Пример 5. B аналогичных условиях саломас по примеру 1 обрабатывают водным раствором натриевой соли нитрилтриметилфосфоновой кислоты. Степень извлечения металлов 98 — 1007.
Приведенные в табл, 1 сопоставительные данные указывают на то, что обработка саломаса комплексообразователями по предлагаемому способу обеспечивает значительно более полное извлечение металлов в одну стадию по сравнению с известным способом, При этом остаточное содержание металлов в деметаллизированном саломасе значительно ниже допустимого уровня, тогда как содержание свободных жирных кислот в саломасе снижается не более чем на 1,6 отн, /, Рассмотрим влияние рН разбавленного водного раствора комплексообразующего реагента на степень извлечения никеля из саломаса и накопление в саломасе щелочных мыл, Пример 6. Саломас, полученный в промышленных условиях гидрированием хлопкового масла на никель-кизельгуровом катализаторе, после отделения гетерогенного катализатора фильтрованием содержит 0,000684 (6,84 мг/кг жира) никеля и
0,73/ свободных жирных кислот (1,45 мг
КОН/r). С этим образцом саломаса проводят серию опытов деметаллизации 0,37;— о ным водным раствором ОЭДФ при 85 С, соотношении К/Ме = 30, продолжительности обработки 0,25 ч и рН водного раствора комплексона 2 — 10.
Результаты приведены в табл. 2.
Пример 7. Пищевой саломас по примеру 6 обрабатывают водным раствором калиевой соли оксиэтилидендифосфоновой кислоты в условиях, аналогичных примеру 6 (табл, 2), !
l р и м е р. 8. Саломас по примеру 6 обрабатывают водным раствором нитрилтриметилфосфоновой кислоты в условиях, приведеных в примере 6 и 7 (табл. 2).
Пример 9. B аналогичных примерам
6 — 8 условиях саломас по примеру 6 обрабатывают водным раствором натриевой соли нитрилтриметилфосфоновой кислоты (табл. 2).
Из данных табл. 2 следует, что всех предлагаемых комплексообразующих реагентов оптимальное значение рН водного раствора находится в интервале 7,0 — 8,5.
5 При рН менее 7,0 результаты деметаллизации саломасов оказываются неудовлетворительными, так как степень извлечения никеля колеблется в пределах 70 — 76 (остаточное содержание никеля в деметалли10 зированном саломасе на уровне 0,95—
1,7 мг/кг, что выше допустимого предела), Соответственно этому зависимость между начальным содержанием никеля в саломасе и минимально допустимой степенью
15 извлечения этого металла при деметаллизации саломаса иллюстрируются данными табл. 3.
Таким образом, требуемая степень извлечения металла стабильно достигается, 20 если соотношение К/Ме поддерживается в пределах 10 — 30, При этом соотношении
К/Ме в пределах 20 — 30 необходимо лишь в тех условиях, когда начальное содержание металлов в саломасе сравнительно мало и
25 используются сравнительно концентрированные водные растворы комплексона.
Дальнейшее увеличение удельного расхода комплексона (К/Ме более 30) не отражается на эффективности извлечения металла, 30 Предлагаемый способ деметаллизации гидрированных жиров осуществляется в одну технологическую стадию, т,е. не требует дополнительной обработки деметаллизированного жира водой или адсорбентами, так
35 как образующиеся х патные комплексы металлов практически полностью удаляются из жира при отделении от него водного раствора комплекссобразователя.
40 Формула изобретения
Способ очистки гидрированного жира от металлов путем обработки жира с температурой 80 — 95 С водными растворами ком45 плесообразующих агентов с последующим отделением водной фазы, содержащей металлы, от жира, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки и упрощения процесса, в качестве комплексо50 образующих агентов используют фосфоновые кислоты и их соли с одновалентными металлами и аммония, предварительно подщелаченные до рН 7,0 — 8,5, которые берут в количестве, в 10-30 раз превышающем мас55 совую долю металлов B жире.
1731792
Ю (V о м\
С:>
Ю о о
CO с:>
С>
CO CO сб O о о
o u
I—
o o
LA
СО
С:>
С>
0 о
z о с
)в! 1
I О s I % 1 1mI 0OZI1 0 С0 =л о L> «т =г м s s mo S! Z O а . I с 3 см ! 1 с! ! Cj 1 1 301 3> 1 О 1 I- 1 Я I m I (D 1
Х 1 С 3-: I Э 1 lA Ю 1 (L 1 % 1 1 4 с! 1 S I . I ! 1 Q) 1 1 ! У оФ 1 1 сб> .а б=, " C I 3I m m I co I м 1 Л CL 1 X 1 I О Гs 3 0 I 1 1 z m 1 -б> I ! Сб> S 1 Q I 1 С 1 0> 1 33> m >с I 3» О 3 м1 3 С-> С б Z I I CO CO 11 1 1 1 х I W ! о I g I _#_ l 1 1 33> 1 С> С> С IÑO 0 Ш 33> 1 O Q I ъ — CD I C ! с 1 m l 1 I- б 1 CD I i) с3> С„ 1 М 1 CL I 33> 1 ° 3D s I Z о 1 S Q t l 1 m 1 1 о 1 CL 1 ., 1 Сб> I 33> О и а б >с 1 m о О Z I а О 1 о о 0mv т а х аО !3> оmc I СО I- С о сс>0 m ао.z z I - со 3, I ! 1 I O. 1 1 Q) I 1 о I S 33> а I ! C о 1 1 С l 1 с!> т z о о 1 1 О 1 > LO Х 1 Б 1 33> I Z с а с о I х О о 1 1 е 1 I 1 I 1 а 1 1 ID l Х C О I т с 1 - CV I 1 Сб М Сб --! 1 1 сЧ сб сб Сб 1 1 I о CO I C> 01 0 О! - 1 1 1 I о о о ,0 о о о 0 ч 1 ! 1 1 С> о о со о со 0 I I I I ъ.о 1 o o ! о о с 1 1 1 С> (> I Ю C> . l 1 I Ю с"3 1 с> С> ° 3 — С> Ю б 1 ! ! I 1 l ! CO СО CO CO 1 ! 1 1 1 ! 1 1 3.Г\ I м . С4 -" 1 ЕЭ. 3 1 & СХ Сс> & сс> 1 с> о o т е ! I 1 б 1 м .=3. сл 0 1731792 Таблица 2 Комплексон рН водного раствора Деметаллиэированный саломас Содержание Содержание Степень изникеля, мыла, 4 влечения мгlкг никеля, 3 Кислотное число мг КОН/г 73 74 76 89,5 95,6 100 1,43 1,44 1,45 1,45 1,43 1,42 1,84 1,75 1,62 0,72 0,30 Отсутствует 4 б 7,5 ОЭДФ 8.5 10 II II 0 0,005 0,010 100 5 7,5 8,5 10 КОЭДФ 1,39 1,41 1,42 1,42 1,41 НТФ 1,17 1,45 1,46 1,45 1,42, 1,40 1,10 4 7,5 10 Na НТФ 0,7 2,15 2,03 0,68 0,23 0,10 0,10 Таблица 3 1,92 1,80 0,35 0,28 0,10 0,08 0,09 0,10 1,69 1,70 0,69 Отс. 0,10 0 0 0 0,005 0,008 0 0 0,005 0,012 0 0 0,012 72 74 96 98 99 99 98 89,9 98 99 69 89,8 96,6 98 1,43 1,45 1,26 1,42 1,43 1,45 1 44 1,43 1,43 1,32 1,22