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技術 使用済み白土の分離回収方法

出願人 株式会社カネカ
発明者 岡田和人中岡敏藤原隆志
出願日 2001年10月11日 (19年4ヶ月経過) 出願番号 2001-313419
公開日 2003年4月23日 (17年10ヶ月経過) 公開番号 2003-119486
状態 未査定
技術分野 食用油脂 凝集・沈殿処理 脂肪類、香料
主要キーワード ディスク型遠心分離機 油脂付着 耐熱仕様 無機質吸 付着油分 シリカ系吸着剤 パージ処理後 ブロー処理
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2003年4月23日)のものです。
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課題

脱色精製処理に使用され、殆どが廃棄されている無機質吸着剤を脱色精製処理直後に遠心分離することによって、油脂と無機質吸着剤を分離回収する方法を提供すること。

解決手段

脱色精製処理直後の油脂と無機吸着剤混合液を遠心分離によって、油脂と無機吸着剤を連続的に分離回収する。脱色精製直後の油脂と無機吸着剤の混合液は、60〜90℃まで冷却後、遠心効果6000〜12000、処理量1000〜6000L/hrで連続的に遠心分離することによって、油脂と無機吸着剤を分離回収する方法。

概要

背景

大豆油トウモロコシ油アマニ油ヒマシ油やその他の食用油脂の製造に当たっては、原料から採取した粗原油を、脱ガム脱酸して、不純物である燐脂質脂肪酸、微量の重金属類などの不純物を除去した後、活性白土酸性白土)、活性炭ケイソウ土シリカ系吸着剤などの無機吸着剤を用いて脱色精製処理して、油中に含まれる着色物質やその他の微量不純物を除去することが一般に行われており、特に活性白土による脱色精製処理が汎用されている。

無機吸着剤を用いて油脂を脱色精製処理するに当たっては、油脂に無機吸着剤を添加し、真空下で加熱撹拌して油脂中色素類などの不純物を吸着分離する方法が広く採用されており、色素類などの不純物を吸着した無機吸着剤は、濾過装置濾過されて、ケーク状で廃無機吸着剤として排出される。ケーク状で排出された廃無機吸着剤には、通常40〜80質量%程度の多量の油分が付着しており、この付着油分は、空気、水蒸気窒素ガスなどを用いてパージ処理ブロー処理)を行って出来る限り回収されるが、それでもパージ処理後の無機吸着剤には通常30〜40質量%程度の油が付着している。

油脂の付着した廃無機吸着剤の一部は、建築骨材堆肥製造時の発酵助剤などとして用いられている。しかしながら、建築骨材の用途では、廃無機吸着剤中の油分が障害となり、骨材としての機能に劣る場合が多い。また、堆肥製造用の発酵助剤としての用途では、添加剤として用いられるため、その使用量が極めて少ない。しかも、油脂の付着した廃無機吸着剤を堆肥製造用の発酵助剤として用いる場合は、そこに含まれる油脂の酸化による植物生育阻害を生じ易いという問題がある。そのため、建築骨材や発酵助剤などとしての利用は、大量に排出される油脂付着廃無機吸着剤の有効な利用分野にはなっていないのが現状である。

そこで、油脂が付着含有する廃無機吸着剤の大半は、産業廃棄物として、単独で焼却処理するか又は他の廃棄物と混合して焼却処理し灰分として廃棄処分したり、或いは油脂を付着含有した状態のまま、または脱脂して埋め立てるなどして処分されている。しかしながら、焼却処理は、油脂資源のロス、焼却による大気汚染などの環境問題を有しており、さらに埋め立て処理も多量の油脂による土壌環境の悪化などの環境問題を有しており、廃無機吸着剤のより有効な処理が従来から強く求められてきた。

上記のような状況下に、油脂を付着含有する廃無機吸着剤を再利用することが行われるようになっており、国内をはじめ、海外でも動植物油脂の脱色精製処理に使用した使用済み無機吸着剤のリユース(再利用)については、種々検討がなされてきた。使用済み無機吸着剤の再利用法としては、従来、濾過器内に使用済み無機吸着剤を残したまま、原油または脱酸油を通す方法や濾過器内の使用済み無機吸着剤を取り出し、原油または脱酸油に混ぜて再利用する方法がある。

しかしながら、の方法は、自動化するために自動濾過器複数台必要となり、設備費用が高くなる。の方法については、濾過器から無機吸着剤ケークを取り出す時に発生する粉塵による作業環境の悪化、油脂分が含まれる使用済み無機吸着剤は空気との接触により発火する危険があるなど問題があった。

上記で述べた問題はあるものの、使用済み無機吸着剤の処理費用は年々増加していく傾向にあり、社会的にも廃棄物を減少・再利用・再生することが必須になってきている。

一方、遠心分離法による固体吸着剤分離除去については、特開平10−245586号公報で廃食油からディーゼル燃料油を製造する工程が開示されており、その工程中、不純物を吸着した固体吸着剤と軽液との混合物からの固体吸着剤の分離に遠心分離法で行われる工程が開示されているが、ディーゼル燃料にはアルコールを使用するため、固体吸着剤との比重差が大きく、使用している吸着剤も効率良く分離させるために、粒径が0.01mm〜5mmを使用している。一方、食用油脂の脱色精製処理に多用される活性白土は1〜250μm程度の大きさであること、また、回収の目的を軽液のみに置いており、油脂と無機吸着剤を効率よく回収することについては言及されていない。

以上の様に、使用済み無機吸着剤の再利用には以前から注目されていたが、現状では、濾過器を利用した方法を改良する以外によい手だてが事実上ないのが実状である。かかる点から、脱色精製処理に使用した無機吸着剤を簡単に安全で且つ低コスト分離回収し、且つ高純度収率で油脂をも回収する方法が求められているが、十分に満足のゆく方法が得られていないのが実状である。

概要

脱色精製処理に使用され、殆どが廃棄されている無機質吸着剤を脱色精製処理直後に遠心分離することによって、油脂と無機質吸着剤を分離回収する方法を提供すること。

脱色精製処理直後の油脂と無機吸着剤の混合液を遠心分離によって、油脂と無機吸着剤を連続的に分離回収する。脱色精製直後の油脂と無機吸着剤の混合液は、60〜90℃まで冷却後、遠心効果6000〜12000、処理量1000〜6000L/hrで連続的に遠心分離することによって、油脂と無機吸着剤を分離回収する方法。

目的

本発明は、生産性を落とさず安全且つ低コストで、脱色精製処理直後の油脂と無機吸着剤をそれぞれ高収率高純度で分離回収する方法を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
1件

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請求項1

脱色精製処理後の、油脂と無機吸着剤混合液遠心分離することを特徴とする油脂と無機吸着剤の分離回収方法

請求項2

脱色精製処理後の、油脂と無機吸着剤の混合液を連続的に遠心分離することを特徴とする請求項1記載の油脂と無機吸着剤の分離回収方法。

請求項3

脱色精製処理後の、油脂と無機吸着剤の混合液を遠心効果6000〜12000、且つ、1000〜6000L/hrで連続的に遠心分離することを特徴とする請求項2記載の油脂と無機吸着剤の分離回収方法。

請求項4

脱色精製処理後の、油脂と無機吸着剤の混合液の温度が、60〜90℃であることを特徴とする請求項1〜3何れかに記載の油脂と無機吸着剤の分離回収方法。

請求項5

無機吸着剤が、活性白土であることを特徴とする請求項1〜4何れかに記載の油脂と無機吸着剤の分離回収方法。

技術分野

0001

本発明は、食用油脂の精製工程において動植物油脂を脱色精製処理を行った直後の食用油脂と無機吸着剤混合液において、混合液中の油脂と無機吸着剤を高収率で分離・回収する方法に関する。

背景技術

0002

大豆油トウモロコシ油アマニ油ヒマシ油やその他の食用油脂の製造に当たっては、原料から採取した粗原油を、脱ガム脱酸して、不純物である燐脂質脂肪酸、微量の重金属類などの不純物を除去した後、活性白土酸性白土)、活性炭ケイソウ土シリカ系吸着剤などの無機吸着剤を用いて脱色精製処理して、油中に含まれる着色物質やその他の微量不純物を除去することが一般に行われており、特に活性白土による脱色精製処理が汎用されている。

0003

無機吸着剤を用いて油脂を脱色精製処理するに当たっては、油脂に無機吸着剤を添加し、真空下で加熱撹拌して油脂中色素類などの不純物を吸着分離する方法が広く採用されており、色素類などの不純物を吸着した無機吸着剤は、濾過装置濾過されて、ケーク状で廃無機吸着剤として排出される。ケーク状で排出された廃無機吸着剤には、通常40〜80質量%程度の多量の油分が付着しており、この付着油分は、空気、水蒸気窒素ガスなどを用いてパージ処理ブロー処理)を行って出来る限り回収されるが、それでもパージ処理後の無機吸着剤には通常30〜40質量%程度の油が付着している。

0004

油脂の付着した廃無機吸着剤の一部は、建築骨材堆肥製造時の発酵助剤などとして用いられている。しかしながら、建築骨材の用途では、廃無機吸着剤中の油分が障害となり、骨材としての機能に劣る場合が多い。また、堆肥製造用の発酵助剤としての用途では、添加剤として用いられるため、その使用量が極めて少ない。しかも、油脂の付着した廃無機吸着剤を堆肥製造用の発酵助剤として用いる場合は、そこに含まれる油脂の酸化による植物生育阻害を生じ易いという問題がある。そのため、建築骨材や発酵助剤などとしての利用は、大量に排出される油脂付着廃無機吸着剤の有効な利用分野にはなっていないのが現状である。

0005

そこで、油脂が付着含有する廃無機吸着剤の大半は、産業廃棄物として、単独で焼却処理するか又は他の廃棄物と混合して焼却処理し灰分として廃棄処分したり、或いは油脂を付着含有した状態のまま、または脱脂して埋め立てるなどして処分されている。しかしながら、焼却処理は、油脂資源のロス、焼却による大気汚染などの環境問題を有しており、さらに埋め立て処理も多量の油脂による土壌環境の悪化などの環境問題を有しており、廃無機吸着剤のより有効な処理が従来から強く求められてきた。

0006

上記のような状況下に、油脂を付着含有する廃無機吸着剤を再利用することが行われるようになっており、国内をはじめ、海外でも動植物油脂の脱色精製処理に使用した使用済み無機吸着剤のリユース(再利用)については、種々検討がなされてきた。使用済み無機吸着剤の再利用法としては、従来、濾過器内に使用済み無機吸着剤を残したまま、原油または脱酸油を通す方法や濾過器内の使用済み無機吸着剤を取り出し、原油または脱酸油に混ぜて再利用する方法がある。

0007

しかしながら、の方法は、自動化するために自動濾過器複数台必要となり、設備費用が高くなる。の方法については、濾過器から無機吸着剤ケークを取り出す時に発生する粉塵による作業環境の悪化、油脂分が含まれる使用済み無機吸着剤は空気との接触により発火する危険があるなど問題があった。

0008

上記で述べた問題はあるものの、使用済み無機吸着剤の処理費用は年々増加していく傾向にあり、社会的にも廃棄物を減少・再利用・再生することが必須になってきている。

0009

一方、遠心分離法による固体吸着剤分離除去については、特開平10−245586号公報で廃食油からディーゼル燃料油を製造する工程が開示されており、その工程中、不純物を吸着した固体吸着剤と軽液との混合物からの固体吸着剤の分離に遠心分離法で行われる工程が開示されているが、ディーゼル燃料にはアルコールを使用するため、固体吸着剤との比重差が大きく、使用している吸着剤も効率良く分離させるために、粒径が0.01mm〜5mmを使用している。一方、食用油脂の脱色精製処理に多用される活性白土は1〜250μm程度の大きさであること、また、回収の目的を軽液のみに置いており、油脂と無機吸着剤を効率よく回収することについては言及されていない。

0010

以上の様に、使用済み無機吸着剤の再利用には以前から注目されていたが、現状では、濾過器を利用した方法を改良する以外によい手だてが事実上ないのが実状である。かかる点から、脱色精製処理に使用した無機吸着剤を簡単に安全で且つ低コスト分離回収し、且つ高純度高収率で油脂をも回収する方法が求められているが、十分に満足のゆく方法が得られていないのが実状である。

発明が解決しようとする課題

0011

本発明は、生産性を落とさず安全且つ低コストで、脱色精製処理直後の油脂と無機吸着剤をそれぞれ高収率高純度で分離回収する方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0012

本発明者らは、一般的に分離操作に用いられる遠心分離技術に着目し、鋭意研究を行った。当初、遠心分離による分離方法は、無機吸着剤の添加量が油脂に対し1.0〜3.0重量%と多いため、濾過器並みの分離効果遠心分離機内部詰まり摩耗による損傷等の問題が懸念されたが、特定の条件にすることで、これらの問題を解決し、脱色精製処理した油脂と無機吸着剤の混合液から、油脂中の無機吸着剤含量が現行濾過法並みの濃度或いはそれ以下で回収する技術を確立するに至った。また、回収した無機吸着剤は、原料油または脱酸油に添加することで本来落とすべき色調の約50%を脱色することができ、再利用に充分見合うことが判った。

0013

即ち、本発明の第1は、脱色精製処理後の、油脂と無機吸着剤の混合液を遠心分離することを特徴とする油脂と無機吸着剤の分離回収方法に関する。

0014

好ましい実施態様としては、(1)脱色精製処理後の、油脂と無機吸着剤の混合液を連続的に遠心分離することを特徴とする、(2)脱色精製処理後の、油脂と無機吸着剤の混合液を遠心効果6000〜12000、且つ、1000〜6000L/hrで連続的に遠心分離することを特徴とする、(3)脱色精製処理後の、油脂と無機吸着剤の混合液の温度が、60〜90℃であることを特徴とする、(4)無機吸着剤が、活性白土であることを特徴とする、上記記載の油脂と無機吸着剤の分離回収方法に関する。

発明を実施するための最良の形態

0015

本発明は、脱色精製処理直後の油脂と無機吸着剤の混合液を遠心分離することにより油脂と無機吸着剤を分離回収する。

0016

本発明に言う脱色精製処理とは、通常動植物油脂を精製する工程のうち、色調をうすく調整する工程をいい、この際に無機吸着剤が使用される。脱色精製処理の条件は、通常の条件で何ら問題はない。期待する脱色の度合いにもよるが、一般的には、油脂に対して無機吸着剤を約1.0〜3.0重量%添加し、約80〜120℃で撹拌することで行われる。

0017

本発明における油脂は、食用に供されるものであれば特に限定はなく、具体的には、大豆油、ナタネ油パーム油パーム核油ヤシ油コーン油ひまわり油等の植物性油脂魚油豚脂牛脂等の動物性油脂等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を混合したものでも良い。

0018

本発明における無機吸着剤は、吸着力のあるものであれば特に限定はなく、具体的には、活性白土(酸性白土)、活性炭、ケイソウ土、シリカ系吸着剤等が挙げられるが、中でも活性白土が本発明の効果を奏しやすいため好ましい。また、無機吸着剤の粒径についても特に限定はないが、好ましくは1〜250μmであり、更に好ましくは10〜150μmである。粒径の大きな無機吸着剤であれば、分離が容易であることは当然ではあるが、本願においては粒径の比較的小さい無機吸着剤においてその分離効果が歴然と現れる。

0019

本発明においては、脱色精製処理した油脂と無機吸着剤の混合液を60〜90℃で遠心分離することが好ましい。この範囲の温度であると、油脂が結晶化することがなく、油脂の劣化も最小限にすることができる。また、100℃以下にすることで耐熱仕様の遠心分離機にする必要がないので、設備費も安くすることができる為好ましい。遠心分離の方法は、バッチ式でも連続式でもよいが、工業的に脱色精製処理を行うには連続式の方が好ましい。連続式の遠心分離装置としては、具体的にはアルファラバル社製やウエストファリア社製のディスク型遠心分離機等が挙げられるが、遠心効果が本願の条件を満たすものであれば、これらに限定はされない。遠心分離の条件は、遠心効果6000〜12000で、1000〜6000L/hrで処理することが好ましく、更には、遠心効果8000〜10000で、2000〜3000L/hrの処理が更に好ましい。ここで言う遠心効果とは、遠心分離機の能力を表すパラメータの一つであり、遠心加速度〔γω2〕を重力加速度〔g〕で割った値によって表される。ここで、γは回転半径(m)、ωは角速度(rad/sec)、gは重力の加速度(m/sec2)である。このような範囲で行うことにより、脱色精製後の油脂と無機吸着剤何れも高収率で回収することができる。従って、分離された油脂中の無機吸着剤粒子数が非常に少なくなる。さらに本願の方法によると、従来の方法では使用済み白土に付着したままで廃棄されていた約30〜40重量%の油脂を廃棄することなく回収することが出来るので、歩留まり向上が期待できる。

0020

また、回収した無機吸着剤を再利用した場合、その脱色能は、新品の無機吸着剤の約50%を保っている。即ち、油脂や無機吸着剤の種類によって異なるが、例えば、活性白土の場合、活性白土を使用して原料油または脱酸油の色調から脱色精製処理油の色調に落とすべき色調を100%とした場合、同量の回収したし用済み白土を原料油または脱酸油に添加した場合、約50%を脱色することができる。尚、色調についてはロビボンド比色計で測定した。従って、再脱色する際に使用する活性白土の添加量は従来法の活性白土使用量を100%とした場合、約40%削減することができる。活性白土の使用量が約40%削減すると、使用済み白土の処理費用も削減できる。

0021

この遠心分離機を使用する分離回収方法は、動植物油脂の脱色精製処理から発生する使用済み白土に止まらず、鉱物油を精製する際に発生する使用済み白土の分離回収、再利用にも適用できることは言うまでもない。

0022

以下に具体例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
(実施例1〜3、対照例1〜3)綿実油(実施例1)、牛脂(実施例2)、パーム油(実施例3)にそれぞれ2.0、1.0、1.5重量%の活性白土を添加し、綿実油105℃,牛脂95℃,パーム油120℃でそれぞれ約20分間脱色後、遠心分離機(アルファ・ラバル(株)社製分離板型、遠心効果7300)に流量2500L/hrで通し白土を分離回収し、得られた油脂中の白土粒子数を微粒子カウンタークラボウ社製、製品名:KP−100)で測定した。

0023

対照例1、2、3として、実施例1〜3と同じ油種で脱色精製処理後の油脂と白土の混合液を通常の工程通りフィルタープレスで処理し、フィルタープレス出口サンプリングした油脂中の白土粒子数を比較した。結果を表1示す。

0024

ID=000002HE=045 WI=140 LX=0350 LY=1150
(実施例4,5、比較例1〜6)遠心分離機で分離回収した使用済み白土の脱色能を確認した。豚脂(実施例4)と綿実油(実施例5)について、遠心分離で得られた白土をそれぞれ、油脂に対して0.5、0.8重量%添加して豚脂95℃、綿実油105℃、20分撹拌し、脱色処理・濾過を行った後、再度同量の新品活性白土を添加して正規の脱色処理を行った。

0025

比較例として、新品の活性白土を同じ豚脂に対し、0.5,1.0,1.5重量%(比較例1,2,3)、綿実油に対して、0.8,1.0,1.6重量%(比較例4,5,6)用いて豚脂95℃、綿実油105℃、20分撹拌し、脱色処理を行った。尚、色調はロビボンド比色計を用いて測定した。結果を表2に示す。

0026

ID=000003HE=050 WI=109 LX=0505 LY=2000
これらの結果から、白土減少率次式に従って算出すると、豚脂50%、綿実油43%であった。
(式)白土減少率=(従来法での処理油色調相当白土量−リユース法での処理油相当白土量)/従来法での処理油色調相当白土量×100%

発明の効果

0027

本発明によって、従来産業廃棄物として単独で焼却するか、または他の廃棄物と混合して焼却処理し、灰分として廃棄処分したり或いは油脂を付着した状態のまま、または脱脂して埋め立てるなどして処分していた無機吸着剤を遠心分離で濾過器並みに効率よく分離回収し、スラリーの状態で再利用することでプロセスの簡素化が可能となり、操作性、安全性に優れ低コストプロセスが実現可能となる。さらに、白土の使用量を40%以上削減することによって、産業廃棄物である廃白土発生量を削減できると共に廃白土に付着している油脂のロスを軽減することができ、これらを含めたメリット効果は大きい。

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