Спосіб переробки харчової олії зі зниженням наростання на технологічному устаткуванні та харчова олія

1. Спосіб переробки харчової олії зі зниженням наростання на технологічному устаткуванні, що включає такі стадії: стадію, на якій здійснюють реакцію харчової оліїсирцю з ферментом з розщепленням жирових компонентів та одержанням гідратованих ділянок і створенням розщеплених компонентів для одержання харчової олії, що прореагувала; стадію, на якій у харчову олію, що прореагувала, додають щонайменше один перешкоджаючий наростанню компонент, вибраний з органічної або мінеральної кислоти, призначеної для використання з харчовими продуктами для вживання людьми, що знижує рН водяної фази харчової олії, що прореагувала, до рН не більше ніж 4,5, з одержанням їхньої суміші; стадію, на якій потік суміші з харчової олії, що прореагувала, та перешкоджаючого наростанню компонента пропускають у те хнологічне устаткування та через нього. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що перешкоджаючим наростанню компонентом є лимонна, фосфорна, малеїнова або яблучна кислота. 3. Спосіб за пп. 1 або 2, який відрізняється тим, що рН водяної фази харчової олії, що прореагувала, знижують приблизно до 3,5-4,2. 4. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняє ться тим, що реакція харчової оліїсирцю з ферментом є ферментативним вилученням слизу, яке проводять за умови, що рН реакції дорівнює 4,0-5,2, переважно рН 4,5-5,0. 2 (19) 1 3 81865 4 використання з харчовими продуктами для вживання людьми, та що харчова олія, що прореагувала, містить водяну фазу з рН приблизно 3,5-4,2. 15. Харчова олія за п. 14, яка відрізняється тим, що перешкоджаючим наростанню компонентом є лимонна, фосфорна, малеїнова або яблучна кислоти, і харчова олія, що прореагувала, містить водяну фаз у з рН приблизно 3,5-4,2. 16. Харчова олія за будь-яким з пп. 13-15, яка відрізняє ться тим, що перешкоджаючий наростанню компонент присутній у харчовій олії, що прореагувала, в кількості не менше 100 млн.-1. 17. Харчова олія за будь-яким з пп. 13-16, яка відрізняє ться тим, що зазначена кількість перешкоджаючого наростанню компонента дорівнює приблизно 100-200 млн.-1. 18. Харчова олія за будь-яким з пп. 13-17, яка відрізняє ться тим, що вміст фосфору в ній не перевищує 2 млн.-1. Перехресне посилання на споріднену заявку [001] Попередня заявка на патент № 60/531 192, подана 19 грудня 2003 p., посиланням включена в дану заявку. Передумови винаходу Область винаходу [002] Даний винахід, загалом, відноситься до способів ферментативного видалення слизу з рослинних олій. Цей спосіб дозволяє знизити наростання на післяреакційному устаткуванні. Винахід особливо підходить для застосування у виробничих лініях, у яких харчову олію переробляють для приготування салатної харчової олії. Зокрема, винахід відноситься до удосконалень способів, які створюють умови в оброблюваній олії для зменшення наростання на устаткуванні, через яке проходить оброблена таким чином олія. Опис споріднених те хнічних рішень [003] Рослинні харчові олії давно переробляються в салатні олії. Основною операцією при цій переробці є так називаний лужний спосіб. За цим способом рослинну олію-сирець можуть фільтрувати або не фільтрува ти і можуть видаляти або не видаляти слиз кислотою або водою. Олію-сирець фільтрують тільки при одержанні «прозорого та яскравого» харчового лецитину способом видалення слизу за допомогою води. Видалення слизу з олії-сирця за допомогою кислоти спалює лецитин з одержанням небажаного продукту. У [WO 2005/063950 2 PCT/US2004/042780] способі видалення слизу за допомогою води олію-сирець поєднують з водою і приготовляють сирець з вилученим слизом, причому слиз при необхідності в цьому збирають. За допомогою води можна видаляти приблизно двох третин слизу, що присутні в олії-сирці. Типово, у сирець з вилученим слизом вводять фосфорну кислоту, а потім гідроксид натрію, щоб одержати олію, що пройшла лужну обробку, причому соапсток видаляють і при необхідності в цьому збирають. Потім в олію, що пройшла лужну обробку, додають кремнезем, і відпрацьований кремнезем видаляють. Потім в олію, оброблену кремнеземом, додають вибільну глину, причому відпрацьовану глин у видаляють. Потім у процесі дезодорації до вибіленої олії додають воду, причому дистилят видаляють. Недоліком лужних способів є відносно низькі виходи плюс кілька стадій, які необхідно пройти, щоб одержати салатну олію необхідної якості. [004] Роль фосфорної кислоти полягає в обробці компонентів лецитину в олії. Цей спосіб включає нейтралізацію з повторним додаванням фосфорної кислоти, що необхідна для нейтралізації вільних жирних кислот, що дають натрієві мила, що виділяються. Визнано, що використання способу, іншого, ніж лужна рафінація олії, могло б мати переваги в маслопереробній промисловості. [005] Запропоновані способи, згідно яких продукти харчової олії переробляють у продукти салатної олії ферментативним способом, при якому жирні кислоти залишаються в олії на відміну від способу сепарації при лужній рафінації, і зміст жирних кислот перетворюється і залишається в рослинній олії до його сепарації, наприклад, центрифугування. [006] У відомих технічних рішеннях по рафінації олії, наприклад, [патент США № 5 264 367], виданий Аалраст (Aalrust) та ін., що посиланням включається в даний опис, описується ферментативна обробка харчових олій. У цих способах фосфоровмісні компоненти харчової рослинної або тваринної олії, що пройшли вологу рафінацію, відновлюють ферментативним розкладанням шляхом контакту олії з водяним розчином фосфоліпаз ΑΙ, Α2 або В, а потім відділення водяної фази від обробленої олії. За даними дослідників, це в значній мірі [WO 2005/063950 3 PCT/US2004/042780] знижує зміст фосфор у в олії. Хоча способи ферментативної обробки мають великий потенціал, даний винахід дозволяє домогтися поліпшення цих способів. Даний винахід пропонує засіб поліпшення способів видалення слизу з олії. [007] Даний винахід пропонує новий вид способу, що полегшує використання ферментів при рафінації харчових олій, включаючи операції видалення слизу. Винахід включає післяреакційну добавку для зниження наростання. Зокрема, відразу ж після ферментного реактора додають компонент, що перешкоджає наростанню. Цей перешкоджаючий наростанню компонент додає олії з вилученим слизом поліпшені технологічні властивості. 5 81865 [008] Розроблений спосіб ферментативного видалення слизу для забезпечення, наприклад, здатності гідратувати обрані сайти розщеплення природного масляного компонента лецитину або жирних кислот, з яких необхідно видалити слиз. Ферменти, що мають характеристику А1, розщеплюють сайт ΑΙ молекули тригліцериду, ферменти, що мають характеристику А2, розщеплюють на сайті А2 або В або середньому сайті, а ферменти, що мають характеристику С, розщеплюють на сайті A3, які у цих видах тригліцериду мають небажаний атом фосфору. [009] Дотепер не приймалося до уваги те, що операції ферментативного видалення слизу цього виду приносять з собою небажане наростання залишку на лопатках та інших робочих поверхнях технологічного устаткування, наприклад, теплообмінників і відцентрового устаткування. Сполучення післяреакційної добавки перешкоджаючого наростанню компонента і способу ферментативної рафінації дає відповідно до даного винаходу високий вихід і надійно працюючі промислові установки по переробці харчових олій. [0010] Пропонуються способи, що мають характеристики для поліпшення ферментативного видалення слизу з рослинних олій. Ці способи включають як основну складову використання перешкоджаючого наростанню компонента або [WO 2005/063950 4 PCT/US2004/042780] добавки після основної реакції видалення слизу, тобто, після того, як фермент і харчова олія прореагували так, щоб розщепити у відповідності зі специфічними характеристиками ферменту. Кращою перешкоджаючої наростанню добавкою є харчова кислота. [0011] Загальною ціллю та аспектом даного винаходу є створення способу, у значній мірі поліпшуючого експлуатаційні характеристики без істотної зміни промислових те хнологічних операцій по видаленню слизу з харчових олій, що включає дуже переважні підходи з використанням ферментних реакцій. [0012] Іншим аспектом або ціллю даного винаходу є те, що він забезпечує одержання харчових олій з вилученим слизом ефективним образом і скорочує час простою, що обумовлено ферментативним підходом, який дає переваги в частині виходу. [0013] Ще одним аспектом або ціллю даного винаходу є те, що воно забезпечує одержання салатних харчови х олій способом ферментативного видалення слизу, одночасно вирішуючи серйозну технологічну проблему шляхом значного зниження наростання в післяреакційному технологічному устаткуванні. [0014] Інші аспекти, цілі і переваги даного винаходу, включаючи різні ознаки, використовувані в різних сполученнях, стануть зрозумілими з наступного опису кращих варіантів здійснення даного винаходу з посиланнями на креслення, на яких приведені деякі специфічні ознаки. Короткий опис графічного матеріалу 6 [0015] Фіг.1 являє собою схематичну ілюстрацію загальної технологічної послідовності відповідно до рівня техніки, що починається з реакційної камери або утримуючого бака з харчовою олією. [0016] Фіг.2 являє собою карту те хнологічного процесу типового промислового виробництва відповідно до даного винаходу. [WO 2005/063950 5 PCT/US2004/042780] [0017] Фіг.3 являє собою загальний вид з частковим вирізом реактора з великим зсувним зусиллям, що особливо прийнятного для реакції ферменту з харчовою олією дуже ефективним і переважним образом. [0018] Фіг.4 являє собою загальний вид з частковим вирізом робочого змішувального пристрою, який може бути кращим для використання в пропонованому способі, на якому показані взаємодія потоку і робочі деталі. [0019] Фіг.5 являє собою схематичну ілюстрацію технологічної послідовності, прийнятної для здійснення даного винаходу. Опис кращих варіантів здійснення [0020] У зв'язку з вимогами, у цьому описі розкриті докладні варіанти здійснення даного винаходу; однак варто розуміти, що розкриті варіанти здійснення є усього лише зразковими для винаходу, який можна здійснити в різних формах. Тому конкретні деталі, розкриті в даному описі, повинні інтерпретуватися не як обмежуючий обсяг даного винаходу, а як представницька підстава для того, щоб дати фа хівцю представлення про те, як по-різному використовувати даний винахід практично будь-яким відповідним чином. [0021] Даний винахід відноситься до рафінації харчових олій способом, що включає операцію видалення слизу. Спосіб включає розщеплення в гідратовані сайти шляхом ферментної реакції і наступну обробку олії таким чином, щоб регулювати небажане наростання, що знижує експлуатаційну ефективність технологічного устаткування. [0022] При ферментативному видаленні слизу теплообмінні пристрої і відцентрове устатк ування після утримуючого реактора швидко обростають звільненими солями кальцію та магнію або милами. Швидкому наростанню сприяє природний рН ферментативної реакції. При введенні відносно малої кількості перешкоджаючого наростанню компонента після реактора або до наступного технологічного уста ткування наростання виключається або, щонайменше, значно знижується. [WO 2005/063950 б PCT/US2004/042780] [0023] Для ферментативного видалення слизу з рослинної олії за допомогою деяких версій фосфоліпази А-1 потрібно рН реакції 4,0-5,0. Оптимальний рН для цієї реакції - 4,5-5,0. Однак, у цих оптимальних межах рН кальцій та (або) магній, що виділилися при ферментативній реакції, поєднуються з буферіруючими або хелатуючими кислотами, що типово приводить до утворення солей та обростання устаткування, що контактує з ними. 7 81865 [0024] Без переваги, забезпечуваної даним винаходом, об'єднані солі кальцію і магнію будуть осаджуватися на гарячі поверхні, наприклад, теплообмінники і пакети дисків центрифуг. У випадку теплообмінників, якщо цьому наростанню не запобігти, для очищення відкладень буде потрібно кілька годин промивання концентрованим гарячим розчином кислоти. У випадку центрифуги наростання прийдеться видаляти вручну з розбиранням пристрою та механічним зіскоблюванням з кожного диска. Для очищення центрифуги звичайно вимагаються 40 людиногодин. [0025] Зрозуміло, що наростання може бути набагато меншим, якщо реакція протікає з рН, близьким до 4. Однак це приносить із собою значний недолік, який полягає в тім, що при більш низьких значеннях рН швидкість реакції знижується. Крім того, в багатьох ситуаціях важко удержати рН від поступового зниження нижче 4,0, при якому реакція цілком зупиняється. Таким чином, просте додавання кислих середовищ для зниження рівнів рН викликає серйозні виробничі проблеми. [0026] Винахід дозволяє здійснювати ферментативну реакцію при її рН, оптимальному для робочих характеристик, у більшості випадків при рН 4,5-5,0. Після виходу з ферментного реактора для видалення слизу додають перешкоджаючий наростанню засіб, причому цю добавку роблять безпосередньо перед втіканням олії в післяреакційне устаткування. Післяреакційне введення перешкоджаючого наростанню засобу або компоненту дає після реакції видалення слизу суміш олії з вилученим ферментом слизом і цим засобом, що [WO 2005/063950 7 PCT/US2004/042780] має рН, що знизився до більш низького рівня. Установлено, що цей рівень є рівнем, що не викликає наростання. [0027] Що стосується перешкоджаючого наростанню засобу або компонента, це переважно органічна або мінеральна кислота, призначена для використання в те хнології виробництва харчових продуктів. Ці кислоти повинні знижувати рН до 4,5 або нижче і можуть діяти в якості хелатуючого метал агента. Прикладами можуть служити лимонна, малеїнова, яблучна, фосфорна кислота і т.д. [0028] Кращою є органічна або мінеральна кислота, сумісна з даною рослинною олією і що має рН нижче 4,0. Цей перешкоджаючий наростанню засіб або компонент вводять у лінію, і воно або він виходить з ферментного реактора до того, як суміш надходить у теплообмінник (-и) та (або) центрифугу (-и) або інше наступне устаткування. [0029] Витрату регулюють пропорційно витраті олії і таким чином, щоб рН водяної фази суміші після реактора був приблизно 2-4,5, переважно, приблизно 3,5-4,2, найбільше переважно, приблизно 3,8-4,0. У багатьох випадках дуже прийнятною задачею є підтримування рН водяної фази рівним приблизно 4,0. Бажаний ефект буде досягнутий і при більш низьких значеннях рН, але це приведе до марнотратної витрати кислоти і 8 нейтралізуючих засобів далі по технологічному ланцюжку. [0030] Що стосується перешкоджаючого наростанню засобу, для регулювання рН у потоці з ферментного реактора для видалення слизу переважно використовувати лимонну кислоту. Лимонна кислота є переважною для цієї цілі і легко доступна в промислових установках по переробці олії. Можна було б використовувати й інші кислоти, сумісні з рослинною олією, наприклад, фосфорна, яблучна або малеїнова кислота - все залежить від вартості і наявності. Кислота повинна бути досить концентрованою, щоб знизити рН водяної фази суміші нижче 4,5, типово, до 4,0 або трохи нижче, але при цьому не зашкодити олію реактивним або окисним впливом. [WO 2005/063950 8 PCT/US2004/042780] [0031] Що стосується ферментативної активності, що може мати місце в реакторі, режим дії фосфоліпаз у різних сайтах розщеплення можна підсумувати в такий спосіб: [0032] Замісником X може бути кожний з водню, хлор у, е таноламіну, серину, інозитолу і т.п. [0033] Режим дії ферменту для лецитину представлений на приведеній послідовності реакції. [0034] Це ілюструє звичайний режим дії ферменту, який є типовим для процесів ферментативної реакції, для яких призначений даний винахід. Ця докладна ілюстрація показує ферментативну реакцію лецитину з перетворенням у лізолецитину і вільну жирну кислоту. [0035] Структури ліпідів, а саме: лецитину і жирів загалом, можна представити таким чином, де R1, R2 і R3 і т.д. представляють різні ланцюги [WO 2005/063950 9 PCTAJS2004/042780] жирної кислоти, а Χ - водень, хлор, етаноламін, серин, інозитол і т.п. У цих структурах є реакційно-активні ділянки. 9 81865 [0036] Типовий рівень техніки послідовності ферментативної реакції представлений на фіг.1. Подача олії з вилученим слизом представлена судиною 11. Засіб, наприклад, лимонну кислоту, вводять у точці 12, і потік продовжується через інтенсивний змішувач 19а, наприклад, моделі МХ90 компанії Alpha Laval. Потім цей потік протікає в місце тримання кислоти 13. Після цього потік проходить у теплообмінник 14, відомий у даній галузі як «економайзер». Лужна добавка показана в пристрої введення 15, після чого потік пропускають через ще один інтенсивний змішувач 19Ь. У точці 16 перед протіканням в охолоджувач 17 можна додавати воду для забезпечення теплообмінної дії. У точці 18 показана добавка ферменту для видалення слизу з олії за допомогою диспергатору 21. Диспергатором може бути встановлюваний у лінії багатоступінчастий диспергатор Dispax™ Reactor, що випускається компанією ІКА. У цьому наближенні рівня техніки кислоту (типово органічну кислоту) вводять у точці 12, а луг (типово гідроксид натрію) вводять у точці 15 для одержання буферного розчину з рН 4,5-5,2. Ці межі буферірованого рН переважні для досягнення оптимальних те хнологічних якостей ферменту при його додаванні в точці 18. Луг типово додають з молярним еквівалентом 1,5 стосовно доданої кислоти. [0037] Фіг.2 ілюструє переробку з використанням лінії по кращому варіанті здійснення даного винаходу. Приведений вище опис для фіг.1 використовується для фіг.2 до потоку в диспергатор 21. На фіг.3 і 4 [WO 2005/063950 10 PCT/US2004/042780] представлений типовий диспергатор Dispax™ Reactor, що випускається компанією ІКА. Кращими диспергаторами є потужні змішувачі з великим зсувним зусиллям, наприклад, Dispax™ Reactor потужністю 100л.с. компанії ІКА. Цей диспергатор дає дуже стійку механічну емульсію, і завдяки використовуваному великому зсувному зусиллю емульгатори не потрібні. Емульсія дозволяє ферменту реагувати з фосфоліпідами, перетворюючи їх у розчинні у воді лізофосфоліпіди. Після цього протікання через диспергатор фермент і олія можуть надходити в бак 22, який може називатися утримуючим баком або реактором. [0038] Відповідно до даного винаходу, перешкоджаючий наростанню засіб або компонент додають у точці 23 відповідним механізмом введення. Ця добавка знижує рН до рівня нижче 4,5, як вже відзначалося вище, причому це зниження здійснюють до того, як потік олії досягає наступного устатк ування, типово одного або декількох теплообмінників, однієї або декількох 10 центрифуг і іншого устаткування для переробки олії. В ілюстрованому кращому варіанті здійснення при протіканні олії через теплообмінник або економайзер 14, підігрівник 24 і в центрифугу 25 і через неї рН вже знижений. Передбачається, що вимішуванню та (або) диспергуванню перешкоджаючого наростанню засобу в олію допомагають, принаймні, економайзер і підігрівник. Потік з центрифуги буде являти собою вихід рафінованої рослинної олії 26 по одному каналі, відділеного від соапстока та (або) вторинного слизу 27. [0039] Без додавання перешкоджаючого наростанню засобу в цьому місці перед теплообмінниками і центрифугою раніш зустрічалися з проблемою обростання цих післяреакційних компонентів. Таке обростання приводило до різкого підвищення протитиску в цих компонентах. Цей стан був настільки серйозним, що центрифуга або центрифуги часто починали ставати неврівноваженими, викликаючи вібрацію. Крім того, досвід показав, що додавання перешкоджаючого наростанню засобу або компоненту до центрифуги, але після теплообмінників, наприклад, підігрівника й економайзера, [WO 2005/063950 11 PCT/US2004/042780] не вирішувало проблему наростання. Навпроти, на центрифузі і пластинчастому та рамному теплообмінниках відбувалося неприпустиме наростання. [0040] Встановлено також, що ефективність добавки перешкоджаючого наростанню засобу або компоненту буде змінюватися в залежності від концентрації цього засобу або компоненту. Типово концентрація перешкоджаючого наростанню засобу або компоненту повинна бути не менш 100 млн.-1. Прийнятним є і таке високе значення, як 300 млн."1, але воно не настільки економічно ефективно, як більш низькі рівні. Розумні робочі межі -приблизно 100-200 млн."1, причому кращими межами є приблизно 125-175млн.-1. Особливо кращими з погляду ефективності і вартісних розумінь є межі приблизно 140-160 млн.-1. [0041] Іншою складовою в досягненні ефекту запобігання наростанню є проміжок часу, протягом якого перешкоджаючий наростанню засіб знаходиться в олії до того, як потік олії досягає центрифуги. Проходження цього відрізка шляху потоку повинно завершитися не більш ніж приблизно за одну хвилину, переважно, не більш ніж приблизно за 45 секунд, найбільше переважно, не більш ніж за 30 секунд. [0042] Добавку перешкоджаючого наростанню засобу типово здійснюють за допомогою насоса. Переважно, потік з насоса поєднують з безупинним потоком олії, щоб додати правильні концентрації перешкоджаючого наростанню засобу для того, щоб необхідне зниження рН було в межах, у яких потенційні компоненти наростання розчинні. Наприклад, якщо перешкоджаючим наростанню засобом є лимонна кислота, цитрати кальцію і магнію залишаються розчинними. [0043] Встановлено, що даний винахід забезпечить переваги, який би особливий фермент ні використовувався. Можна 11 81865 використовува ти фосфоліпази, в тому числі А-1, А2, В, С та D. Кількість ферменту буде залежати від концентрації ферменту в тому виді, в якому він поставляється підприємством-виготовлювачем, а також від активності ферменту. Типова максимальна концентрація буде приблизно 1 мас. %. Концентрація ферменту залежить, [WO 2005/063950 12 PCT/US2004/042780] головним чином, від ферменту та олії і конкретно не зв'язана з дією перешкоджаючого наростанню засобу і способом. [0044] Загальна карта технологічного процесу для пропонованого способу представлена на фіг.5. Відповідно до даного винаходу, фермент типово вводять на рівні порядку приблизно 2050млн.-1, використовуючи при цьому змішувач з великим зсувним зусиллям, наприклад, показаний на кресленнях. Потім олію підтримують при температурі приблизно 45°С. Низький вміст води (всього лише 2 відсотки) - це все, що потрібно для переробки цим способом механічної переробки. Це знижує витрати на сушіння. [0045] Завдяки використанню пропонованого перешкоджаючого наростанню засобу або компоненту, рН переважно підтримують низьким. Це запобігає утворенню і відкладенню цитратів кальцію. Цитрати кальцію та інші можливі утворені солі утворювали б небажані відкладення нижче по технологічному ланцюжку. Наприклад, в протилежному випадку на робочих компонентах наступного устатк ування будуть утворюватися відкладення цитратів. [0046] Вміст фосфору в готовій олії типово нижче 2 млн.-1 Після цього ферментативного видалення слизу і механічної рафінації вміст фосфор у в олії не перевищує приблизно 2-5 млн.-1 Для порівняння: хімічна рафінація лужним способом, відзначеним вище, залишає вміст фосфор у не нижче 8-Ю млн.*1 Таким чином, перевагою пропонованого способу є менша витрата кремнезему, який типово додають, щоб адсорбувати фосфор, що залишився після видалення слизу. [0047] Зрозуміло, що описані вище варіанти здійснення даного винаходу служать лише ілюстрацією деяких застосувань принципів даного винаходу. Фа хівці можуть внести численні зміни в межах суті та обсягу винаходу, в тому числі комбінації ознак, окремо розкритих у описі або формулі винаходу. 12