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