油脂分提方法和设备的制造方法_2

文档序号:9702750阅读:来源:国知局
征以及优选特征可以相互 组合形成新的技术方案。
[0027] 在本文中,除非有其他说明,术语"包括"、"包含"、"含有"、"具有"和类似措词表示 开放式,但是也应当理解为同时明确公开了封闭式的情形。例如,"包括"表示还可以包含没 有列出的其他要素,但是也同时明确公开了仅包括所列出的要素的情形。
[0028] 在本文中,除非有其他说明,实施例中记载的具体步骤、具体数值以及具体物质可 与说明书其它部分的其他特征结合。例如,说明书
【发明内容】
或【具体实施方式】部分提到反应 的温度为10-KKTC,而实施例记载的具体反应温度为20°C,那么可以认为本文已经具体公 开了 10-20°C的范围,或者20-KKTC的范围,且该范围可以与说明书其它部分的其他特征 结合起来形成新的技术方案。
[0029] 如上所述,本发明在第一方面提供了油脂分提方法,其包括在使原料油脂处于介 稳状态的条件下向其中通入微气泡的步骤,所述微气泡具有约200μm或以下的直径。
[0030] 在本文中,术语"油脂"具有本领域通常接受的含义,特别是表示植物或动物来源 的以高级脂肪酸甘油酯为主要成分的混合物,包括但不限于,棉籽油、棕榈油、菜籽油、鲸鱼 油、牛脂、奶油、大豆油、红花籽油、葵花籽油、芝麻油、玉米胚芽油、橄榄油、花生油、椰子油、 棕榈仁油、猪油、鱼油等等。适用于本发明方法的油脂优选为棕榈油、鱼油、牛脂、无水乳脂、 家禽油等,更优选为棕榈油,特别优选为24度棕榈油。
[0031] 在本文中,术语"介稳状态"又可称"亚稳状态"或"亚稳态",表示油脂处在介于 稳定和不稳定之间的一种状态,此时油脂由于过冷和/或过饱和而具有自发形成晶体的倾 向。通常,可以通过加热和/或冷却使原料油脂达到特定的温度来使其处于介稳状态。对 于不同的原料油脂,使其达到介稳状态所需的温度不同,对此本领域技术人员可以通过常 规方法确定。例如,对于24度棕榈油,通常当其温度达到约19°C至约25°C、特别是约20°C 至约21°C时可处于该"介稳状态"。优选地,在本发明方法中,在原料油脂已进入介稳状态 但尚未形成可检测量的晶核时,向该原料油脂中通入微气泡。
[0032] 不拘泥于具体理论,据信当油脂已经达到介稳状态但尚未形成或仅形成少量晶核 时,缓慢通入少量直径在约200μm或以下的微气泡,可使微气泡以较长的时间稳定存在于 油脂中,微气泡与油脂的界面张力的变化可以促进晶核的生成。进一步地,当微气泡的温度 稍低于结晶器中油脂的温度时,可以较快地带走晶核产生时释放的结晶热,从而进一步加 速晶核的形成。优选地,所通入气泡的温度比原料油脂的温度低约rc至约:TC,更优选约 1°C至约2°C。在优选的实施方式中,通过采用同一冷却介质为结晶器内的油脂和用于形成 微气泡的气体提供冷却来获得并保持这种温差。
[0033] 在本发明方法中,气体优选通过气泡发生器产生微气泡并均匀地分散到结晶器 中。为保证结晶器中油脂的质量,优选以在所处条件下、亦即使原料油脂处于介稳状态的条 件下,不与油脂成分发生化学反应(即呈惰性)的气体作为形成气泡的气体介质,具体例子 包括但不限于氮气、氦气和二氧化碳等等。此外,优选将结晶器封闭,并使气体循环通过结 晶器,以减少气体用量;同时循环期间还优选不断对该气体进行调温制冷,以确保微气泡温 度的可控与恒定。
[0034]在本文中,术语"微气泡"或者"具有微米级或以下的直径的气泡"可互换使用,表 示直径为约200μm或以下的气泡,优选地直径为约100μm或以下。对于所述微气泡的直 径的下限并没有特别的限制,例如可以是现有的气泡发生装置或气泡分散装置能够获得的 最小气泡直径。不过,出于简化操作和降低成本等的考虑,通常优选"微气泡"的直径为约 10nm或以上,更优选为约100nm或以上,更进一步优选为约Ιμπι或以上。在特别优选的实 施方式中,所述微气泡的直径为约50μm至约100μm。
[0035]产生微气泡的方法为本领域的技术人员所熟知,例如可以通过孔径在约200μm或以下、优选约100μm或以下、更优选约50μm至约100μm的气泡发生装置或气体分散装 置来产生。所述气泡发生装置或气体分散装置的例子包括但不限于气饼、气泡石、有机膜和 毛细管等。
[0036] 在本文中,除非有其他说明,当提及气泡的直径范围时是表示50%以上、优选80% 以上、更优选90%以上、特别优选95%以上的气泡具有在该范围内的直径。例如,当提及气 泡"直径为约200μm或以下"或"具有约200μm或以下的直径"时,表示所产生的气泡中 有50%以上、优选80%以上、更优选90%以上、特别优选95%以上的直径在200μm或以下。 再例如,当提及气泡"直径为约50μm至约100μm"或"具有约50μm至约100μm的直径" 时,表示所产生的气泡中有50%以上、优选80%以上、更优选90%以上、特别优选95%以上的 直径为约50μm至约100μm。
[0037] 在本发明方法中,所述微气泡的通入速率可以根据实际应用的需要进行调整。在 优选的实施方式中,所述微气泡以约〇.05-0. lL/min每千克油脂、更优选约0. 05-0. 75L/ min每千克油脂的速率通入。
[0038]在优选的实施方式中,在气泡通入步骤期间对所述原料油脂进行冷却,以促进晶 核的形成。该冷却可以在所述气泡通入步骤的任意阶段进行,例如在整个气泡通入步骤期 间进行,或者在气泡通入步骤的前期、中期和/或后期进行。优选地,在整个气泡通入步骤 期间或者在气泡通入步骤的后期进行。
[0039]在优选的实施方式中,当所述原料油脂中已产生所需量的晶核时,停止通入所述 微气泡。通常,可以根据原料油脂的性状如透明度(池度)、或温度的变化,或者通过取样分 析来确定是否已经产生所需量的晶核,例如在于气泡通入步骤期间进行冷却的情况下,当 所述原料油脂的温度进一步降低约1_2°C或者降至低于维持介稳状态所需的温度时,通常 在该原料油脂中已产生了足量的晶核。此时,如果不停止而继续通入微气泡,则由于油脂粘 度随着温度的降低不断升高,反而有可能会引起严重的泡沫,产生冻罐现象,进而无法进行 下一步的过滤。
[0040] 在优选的实施方式中,所述方法在气泡通入步骤之前,还可以包括去除所述原料 油脂中原始存在的脂晶的步骤。本领域技术人员已知地,油脂在精制、输送过程中,有时油 温低于固态脂凝固点时也会析出晶体,由于这部分晶体是在非匀速降温过程中析出的,晶 型各异,晶粒大小不一,其存在可能会影响分提过程中脂晶的均匀成长和成熟,因此优选在 实施分提之前予以去除。
[0041] 在一优选的实施方式中,所述去除原始存在的脂晶的步骤包括加热所述原料油脂 以消除结晶记忆的步骤,优选包括将所述原料油脂加热到足够高的温度并保持一段足够长 的时间。优选地,所述足够长的时间为约10-60分钟,更优选为约20-40分钟,最优选为约 30分钟。
[0042]在本文中,术语"消除结晶记忆"也称为"破晶",是指通过加热原料油脂来消除其 中原始存在的脂晶,例如使其重新溶解在原料油脂中。对于不同的原料油脂,消除结晶记忆 所需的温度不同,对此本领域技术人员可以通过常规方法确定。例如,对于24度棕榈油,通 常可以通过将其加热到约50°C至约75°C、优选约55°C至约70°C的温度来消除结晶记忆。 [0043]在另一优选的实施方式中,所述去除原始存在的脂晶的步骤包括通过固液分离如 过滤从所述原料油脂中去除原始存在的脂晶。
[0044]在优选的实施方式中,在气泡通入步骤之后,所述方法还可以包括常规的养晶步 骤和固液分离步骤,包括但不限于离心分离和过滤分离。
[0045] 在特别优选的实施方式中,所述方法包括如下步骤: i) 将原料油脂加热到足够高的温度并保持一段足够长的时间以消除结晶记忆,而后 冷却使该原料油脂达到介稳状态,例如将作为原料油脂的24度棕榈油加热到约50°C至约 75°C、优选约55°C至约70°C的温度,并保持约10分钟至约60分钟、优选约20至约40分钟, 而后冷却使该原料油脂达到约19°C至约25°C、优选约20°C至约21°C的温度; ii) 在保持冷却的条件下,向该原料油脂中通入具有约200μm或以下、优选约100μm 或以下、更优选约50μm至约100μm的直径的气泡,其中所述气泡的通入速率优选为约 0. 05-0.lL/min每千克油脂、更优选为约0. 05-0. 075L/min每千克油脂,且所通入气泡的温 度优选比原料油脂的温度低约1°C至约:TC,更优选低约1°C至约2°C; iii) 当所述原料油脂的温度进一步降低约1_2°C或者降至低于维持介稳状态所需的 温度时,停止通入气泡;以及 iv) 继续冷却并养晶直至得到所需的产物。
[0046] 在一特别优选的实施方式中,所述方法包括如下步骤: a) 在结晶器中加入24度棕榈油原料,并向结晶器中通入惰性气体如氮气、氦气和/或 二氧化碳,以保证结晶器内和气体管路中充满该惰性气体; b) 开启加热和搅拌,保持搅拌器约30-50r/min的转速,使得结晶器内的油脂升温至 约55-70°C,保温约30min,以消除结晶记忆; c) 冷却结晶器中的油脂并继续搅拌,当油脂温度降至约
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