專利名稱：植物油的酶脫膠方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種植物油的脫膠方法，其中將植物油的pH調(diào)至3～6，并將含有磷脂酶A1，A2或B中一種的酶水溶液分散到植物油中，在邊攪拌的脫膠反應(yīng)器中，使酶在20-90℃時在油中發(fā)生反應(yīng)，然后，從經(jīng)脫膠反應(yīng)器中排出的液體中分離出脫過膠的植物油。
這種方法已被公開在EP-A-0513709的申請案中。但是在上述的方法中還保留著當(dāng)植物油脫膠后，如何回收使用過的酶的問題。食用油也可以采用另一種不同的方法進(jìn)行脫膠，該方法記載在EP-B-0122727案中，其中采用了水解的磷脂。該專利中提到的磷脂，如卵磷脂，在該方法中可以回收和再循環(huán)使用。
本發(fā)明的目的首先是在本發(fā)明的脫膠方法中至少部分再利用使用過的酶。為了完成本發(fā)明目的，本發(fā)明采用將一種分離促進(jìn)劑(separation promoter)，或加溶劑在溫度為20-90℃時，加入脫膠反應(yīng)器中得到的液體中，當(dāng)然可在分離脫膠植物油之前或之后均可，然后，回收實際上無淤渣的水溶液，這種含有使用過的酶的水溶液至少部分再循環(huán)進(jìn)入脫膠反應(yīng)器的前面位置，并分散到欲脫膠的植物油中，其中循環(huán)使用的酶的含量占植物油中分散的酶總量的至少10%。為了節(jié)省費用，再循環(huán)使用的酶的含量理想的是至少達(dá)到占分散在植物油中酶總量的20%或更多，優(yōu)選為至少50%。
從脫膠反應(yīng)器得到的液體含有脫過膠的植物油。假如采用如離心技術(shù)從該液體中分離所述的脫膠植物油，同時可以回收含有使用過的酶的水-淤渣相。以下的兩條路徑都可以制備出所述的酶以再次利用路徑1將分離促進(jìn)劑在溫度為20-90℃時分散到水-淤渣相中。在一收集器中攪拌該分散液，采用如過濾技術(shù)可從含有淤渣的液體中分離出實際上無淤渣的相，該相含有使用過的酶。將全部或部分所述的水相再循環(huán)到脫膠反應(yīng)器的前面位置，并將它分散到欲脫膠的植物油中去。
路徑2將加溶劑在溫度為20-90℃時加入水-淤渣相中，經(jīng)攪拌制成實際上無淤渣的，含有使用過的酶的水溶液。將全部或部分所述的溶液再循環(huán)到脫膠反應(yīng)器的前面位置，并與欲脫膠的植物油混合。加溶劑抑制含磷脂的淤渣與吸附的酶發(fā)生沉淀。
第二條路徑可以修改成將加溶劑加入來自脫膠反應(yīng)器的含油液體中，用離心機(jī)分離該液體得到脫膠油脂。假如如此，回收脫過膠的植物油，得到實際上無淤渣的水相，這種水相含有使用過的酶。不必進(jìn)一步處理將全部或部分所述的水相再循環(huán)進(jìn)入脫膠反應(yīng)器的前面位置，也可以將其與欲脫膠的植物油混合。
以下的物質(zhì)或混合物可做為分離促進(jìn)劑或者加溶劑a)聚乙烯-糖-脂肪酸酯，特別是吐溫20至吐溫85(杜邦制造的);
b)蓖麻乙氧基化物;(ricinus ethoxylate);
c)乙氧基化軟脂酸鹽(ethoxylatedpalmitate);
d)乙氧基化合成一級醇，這種醇每分子中優(yōu)選含有9-12個碳原子，并含有，例如12個乙氧基基團(tuán);
e)乙氧基化月桂醇，例如帶有11個乙氧基基團(tuán);
f)乙氧基化動物脂脂肪醇，例如帶25個乙氧基基團(tuán);
g)疏水性表面活性劑，例如SPAN 40或SPAN 88(ICI生產(chǎn)的);
另外，下列物質(zhì)也可以用做分離促進(jìn)劑h)陰離子活性化合物，特別是h1)熱水溶性甲基纖維素，或h2)熱水溶性羧甲基纖維素;
ⅰ)無離子化合物，特別是ⅰ1)淀粉，如，水溶性淀粉ⅰ2)干凝膠，如，瓊脂或水解凝膠;
ⅰ3)生物聚合物，特別是藻酸鹽或脫乙酰殼多糖。
加溶劑或分離促進(jìn)劑的用量可以有很大的變化，但在大多數(shù)情況下，介于每升液體為0.1-100g。加溶劑或分離促進(jìn)劑的余料并不礙事。
對于用酶來對食用油進(jìn)行脫膠，理想的是，首先用水對植物油進(jìn)行預(yù)脫膠，目的是為了回收卵磷脂。因油脂中的卵磷酯可用磷脂酶A1，A2或B來進(jìn)行操作，理想的是將油脂中的磷含量降至50-500ppm，用水來預(yù)脫膠是可以達(dá)到的。這種預(yù)處理方式主要建議用于高卵磷脂含量的植物油，例如，大豆油。
以下將結(jié)合附圖解釋本發(fā)明的最佳實施方案。


圖1是使用分離促進(jìn)劑方法的實施方案流程圖。
圖2是使用加溶劑方法的實施方案流程圖。
按照圖1，準(zhǔn)備完全脫膠的植物油來自管線1。首先，油脂與供料筒2中的酸性水溶液，如檸檬酸一道按計量流率供料，隨后，加入堿性水溶液，如氫氧化鈉溶液，該溶液來自供料筒3，在這種流率下，植物油的PH值為3-6，優(yōu)選約為5，它被經(jīng)管線4供入第一分散裝置5。在分散裝置5中形成一種油水乳化液，并將其經(jīng)過管線6送入收集器7。
留滯1至30分鐘后，該乳化液流經(jīng)管線8進(jìn)入聯(lián)接處9，在這里供料筒10中的水樣酶溶液被加入。每升植物油加10-100mg的酶溶液。溶在水中的酶是磷脂酶A1，A2或者B，該溶液的活性為，如每毫升為10，000卵磷脂酶單位。含酶的植物油進(jìn)一步流經(jīng)另一個分散裝置11，隨后經(jīng)管線12被導(dǎo)入脫膠反應(yīng)器13。該反應(yīng)器由1至5層構(gòu)成。每一層包括一個攪拌器14和一個加熱器15。經(jīng)過交通管線16將鄰近的層相互聯(lián)接起來。圖中示出的反應(yīng)器13包括三層，即13a，13b，和13c，植物油從頂?shù)降琢鹘?jīng)這些層，并在每一層都停留一段時間。每一層中都可以調(diào)節(jié)不同的處理溫度。建議在最上層13a中采用最低溫度，而在最低層13c中采用最高的溫度。反應(yīng)器中的處理溫度介于20-90℃，在反應(yīng)器中的全部停留時間通常為3-5小時。
處理后的植物油離開脫膠反應(yīng)器13，經(jīng)過管線17，被供入離心機(jī)18，離心回收脫膠油脂產(chǎn)品，并經(jīng)管線19排出。供料筒21中的分離促進(jìn)劑被加入含酶的水-淤渣相，流經(jīng)管線20，在分散裝置22中強(qiáng)烈攪拌生成的混合物。然后，將攪拌相經(jīng)過管線23供入收集器24，這里面最好裝有一個攪拌器25。收集器24中的溫度為30-85℃，優(yōu)選為60℃。其中停留時間為3-60分鐘。在分離促進(jìn)劑的作用下，吸附在磷脂淤渣上面的酶被吸附和轉(zhuǎn)移到水相中。為了分離含酶的水相，來自收集器24的液體被送至過濾裝置26，其中優(yōu)選使用微濾。也可使用另一種方式，即在此處可以進(jìn)行離心步驟。結(jié)果是磷脂淤渣被分出，經(jīng)管線27排出。含有使用過的酶之水相在管線28中抽出，供給料筒10以進(jìn)一步循環(huán)使用。任何新鮮酶溶液均來自管線29。這樣使用過的酶可以再次使用對植物油進(jìn)行脫膠，因此該方法的操作費用會大大地降低。
在管線1和17之間，圖2所示的方法與參照圖1中前文介紹的方法相同。根據(jù)圖2，來自脫膠反應(yīng)應(yīng)3的水，磷脂淤渣和油脂的混合物，經(jīng)管線17送入離心機(jī)18，從這里脫膠后的油脂被抽入管線19。將供料筒31中的加溶劑加入管線30中的含酶水淤渣相，在收集器32中攪拌得到的混合物。管線28中形成的含酶水溶液再循環(huán)至供料容器10中以再利用之。去除管線29中的剩余溶液。可以用一個分散裝置22代替收集器32，參見圖1。
另外，如圖2所示的方法可將加溶劑經(jīng)過用破折線表示的管線33加入流經(jīng)管線17在離心機(jī)18前面位置的水，淤渣和油脂混合物中。一旦離心機(jī)起到混合器的作用，管線19中的脫膠后的植物油以及含酶水溶液被從離心機(jī)中抽出。后者溶液的全部或部分被經(jīng)過管線30，34和28送入供料筒10以再利用之。在各種不同的方法中，可以省略供料筒31和收集器32。
實施例如圖所示的實驗設(shè)備中，包括一個單級反應(yīng)器13，用酶以各種方式對已用水進(jìn)行預(yù)脫膠的菜子油再脫膠。實施例1，5和6為對照例，其中這些方法本發(fā)明不予采納。
實施例1將54ml 10%檸檬酸水溶液在60℃時加入6升預(yù)脫膠的菜子油中，加入48ml 5%NaOH水溶液以把其pH調(diào)至5.0。滯留30分鐘后，把205ml含有3800卵磷脂酶單位的磷脂酶A2的水溶液加入反應(yīng)混合物。60℃強(qiáng)力混合5小時后，經(jīng)離心機(jī)18將水-油乳液分離成一種油相和水淤渣相。管線19中的脫膠后的菜子油的殘余磷含量為6ppm，其容積為370ml。含磷量是脫膠度的一種計量指標(biāo);有效脫膠后的油脂其殘余的磷應(yīng)少于10ppm。
實施例2按照圖2示出的方法重復(fù)實施例1。把3克/升吐溫80加入管線30中的水-淤渣相，在分散裝置(Ultra-Turrax)內(nèi)強(qiáng)力攪拌所述液體。得到的含酶溶液無淤渣，并且不含有懸浮顆粒，經(jīng)管線28將其再循環(huán)到供料筒10中，不必加入新鮮酶。管線19中的脫膠后的油脂含5ppm的殘余磷。
實施例3按照圖2示出的方法重復(fù)實施例1。將吐溫80加入來自反應(yīng)器的管線17中的液體混合物中，其加入量為每升混合物2.5克。在離心機(jī)18中分離該混合物，得到的含酶溶液實際上不含有淤渣，并將其經(jīng)管線34和28供給供料筒10。不必加入新鮮酶。管線19中的脫膠后的油脂只含有5ppm殘余磷。
實施例4按照圖1示出的發(fā)明方法重復(fù)實施例1。將2克吐溫80(杜邦生產(chǎn))加入管線20中的水-淤渣相中，加入量為每升所述的相為2克，在分散裝置22(Ultra-Turrax)中均質(zhì)所述的液體。10分鐘后，經(jīng)離心從酶水溶液中分離磷脂淤渣。經(jīng)管線28再循環(huán)酶溶液至供料筒10。不必加入新鮮酶溶液。流經(jīng)管線19的脫膠油脂含5ppm殘余磷脂。
實施例5改進(jìn)一下實施例4，將已經(jīng)用吐溫80預(yù)處理的，并且離心后的磷脂淤渣導(dǎo)入管線27，而非將酶水溶液與管線8中的油流在計量聯(lián)接部9處混合。發(fā)現(xiàn)磷脂淤渣不能改進(jìn)脫膠效果，這是因為它不具有酶活性。
實施例6重復(fù)實施例4，不對管線28中的酶水溶液再循環(huán)。管線27中的磷脂淤渣在蒸餾水中再懸浮，并在60℃分散裝置(Ultra-Turrax)中均質(zhì)10分鐘。此后，經(jīng)離心分離該淤渣相，同時回收的水相被再循環(huán)至計量聯(lián)接部9處。不必加入新鮮酶溶液。處理5小時后，發(fā)現(xiàn)菜子油含有49ppm的殘余磷。這一點證明導(dǎo)入管線27中的磷脂淤渣中沒有回收得到酶。
實施例7重復(fù)實施例1以操作本發(fā)明之方法。將2克藻酸甲酸鈉(alginate Protan)(Pronova-Biopolymer，Norway)加入管線20中導(dǎo)入的水-淤渣相，加入量為每升所述的相中加入2克，參見圖1，在分散裝置22(Ultra-Turrax)中均質(zhì)所述的液體。10分鐘滯留后，經(jīng)離心從酶水溶液中分離磷脂淤渣。酶溶液再循環(huán)至供料筒10。不必加新鮮酶。
權(quán)利要求
1.一種植物油的脫膠方法，其中將該植物油pH值調(diào)至3～6，把含有磷脂酶A1，A2或B中的一種酶的水溶液分散到所述的植物油中，在溫度為20至90°時候該酶在邊攪拌的脫膠反應(yīng)器中對植物油起作用，從脫膠反應(yīng)器中抽出的液體中分離脫膠后的植物油，其特征在于將一種分離促進(jìn)劑或者加溶劑，在分離脫膠后的植物油之前或者之后，在20至90℃溫度下加入來自脫膠反應(yīng)器的液體，含有使用過的酶的實際上無淤渣的水溶液，并且至少部分再循環(huán)至脫膠反應(yīng)器前面的位置，并分散在欲脫膠處理的植物油中，其中再循環(huán)使用的酶的用量至少占植物油中分散的酶總量的10%。
2.根據(jù)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于從脫膠反應(yīng)器中抽出的液體中分離出脫膠后的植物油，因此回收水-淤渣相，將分離促進(jìn)劑分散在所述的水-淤渣相中，分散溫度為20至90℃，收集器中攪拌該水-淤渣相，從已攪拌的水-淤渣相中分離出含使用過的酶的，實際上無淤渣的水相，將至少部分所述的實際上無淤渣相再循環(huán)至脫膠反應(yīng)器前面的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于從脫膠反應(yīng)器中抽出的液體中分離出所述的脫膠后的植物油，并回收水-淤渣相，將一種加溶劑在20至90℃溫度下加入所述的水-淤渣相，攪拌制得一種實際上無淤渣的，含有使用過的酶的水溶液，并將其至少部分再循環(huán)于脫膠反應(yīng)器前面的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于將加溶劑加入從脫膠反應(yīng)器中抽出的液體中，該液體流經(jīng)分離器，分別回收脫膠后的植物油和實際上無淤渣的，含有使用過的酶的水溶液，并將至少部分該溶液再循環(huán)脫膠反應(yīng)器前面的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或上述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于所用的分離促進(jìn)劑和加溶劑包括a、聚乙烯-糖-脂肪酸酯，b、蓖麻乙氧基化物，c、乙氧基化軟脂酸鹽，d、乙氧基化合成一級醇，e、乙氧基化月桂醇，f、乙氧基化動物脂脂肪醇，g、疏水性表面活性劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任何之一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于至少陰離子活性化合物或者無離子化合物能做為分離促進(jìn)劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或上述任何一項要求中所述的方法，其特征在于分離促進(jìn)劑或者加溶劑的加入量為每升液體0.1至100克。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項要求中所述的方法，其特征在于使用過的酶的用量占全部欲脫膠植物油中分散的酶總量的至少20%。
全文摘要
一種植物油的脫膠方法，是將該植物油pH值從3調(diào)至6，并與含有磷脂酶A1，A2或B中的一種酶的水溶液混合；在溫度為20至90℃下該酶在邊攪拌的脫膠反應(yīng)器中對植物油起作用；在分離脫膠后的植物油之前或之后，將一種分離促進(jìn)劑或加溶劑，在20至90℃下加入來自脫膠反應(yīng)器的液體；回收含有用過的酶的實際上無淤渣的溶液，并且至少部分再循環(huán)至脫膠反應(yīng)器前面的位置。其中循環(huán)的用過的酶的含量至少占植物油中分散的酶總量的10％。
文檔編號C11B3/00GK1112156SQ9411888
公開日1995年11月22日 申請日期1994年11月19日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月19日
發(fā)明者亨寧·布赫德, 魯?shù)婪颉げ┒魇? 尤爾格·施羅普爾 申請人:金屬股份公司, 羅姆有限公司化工廠