JPH0232316B2

JPH0232316B2 -

Info

Publication number: JPH0232316B2
Application number: JP56139534A
Authority: JP
Inventors: Narihide Matsuzaki; Ju Ooshima; Akira Nishioka
Original assignee: Ajinomoto Co Inc
Current assignee: Ajinomoto Co Inc
Priority date: 1981-09-04
Filing date: 1981-09-04
Publication date: 1990-07-19
Also published as: JPS5840396A; US4486353A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は油糧原料より油脂を抽出する方法、特
に油糧原料に高濃度エタノール水溶液を接触せし
めて油脂を抽出する方法に関する。従来より油糧原料をエタノール水溶液に接触抽
出させて油脂を得る方法は数々試みられている。
例えば特開昭52−38050号及び特開昭53−77249号
などによつて開示された方法が知られているが、
これらの方法は抽出条件が非常に過酷であり、ま
た抽出後、濃度低下したエタノールを循環使用す
る際に油のエタノールに対する溶解度を回復する
為に脱水工程（濃縮工程）として、従来蒸留法が
用いられていたが、この方法では、以下に示すよ
うに実用のプロセスとして採用するには非常に多
くの問題を含み、エタノール水溶液による搾油プ
ロセス全体を困難にしていた。蒸留法においては共沸点（96重量％）が存在す
ること、また経済的運転の面から濃度としては94
重量％程度が限度となり、実際の抽出では抽出方
法の改善を行なつても、大豆の持ち込み水分によ
る濃度低下により抽出接触濃度はせいぜい92〜93
重量％となる。この濃度においての油脂のアルコ
ールに対する溶解度は沸点でさえも4.9〜6.3重量
％しかなく、抽出段数を増やすか、もしくは溶剤
比を増やすか、しなければ有効な抽出はできず、
残油分が上昇する。しかしながら抽出段数を増や
した場合、装置が複雑化すること、各段間でミセ
ラから油の冷却分離を行なう際の操作性が低下す
ること、またその冷却加熱の為、熱負荷が増大す
ることなど好ましくない。次に溶剤比を増やした場合、溶剤の流速が増大
し、抽出速度の遅いアルコール抽出にあつては抽
出滞留時間の確保が困難になること、ミセラから
油の冷却分離工程において微粒子として分散分離
してくる油を完全には分離できなくなること、ま
た溶剤比の増加分だけ冷却分離工程での冷却加熱
の熱負荷の上昇、蒸留工程での熱負荷の上昇する
ことなど不利な点が多い。上に述べる蒸留とは通常の精留をさすが特殊蒸
留法（減圧蒸留、抽出蒸留、共沸蒸留等）を用い
れば共沸点以上の高濃度アルコールを得ることが
できる。しかしながら減圧蒸留法、抽出蒸留法は
それぞれ操作性、アルコールロス、抽出剤の劣化
等技術上問題があり、実用的でないこと、また、
共沸蒸留法はベンゼン、シクロヘキサン等食品工
業として好ましくない物質を用いる必要があり、
さらに処理能力にも問題がある。一般的にいつて
高濃度エタノールを得るのに蒸留法を用いるのは
技術的及びエタノールの潜熱の数倍のエネルギー
を用するなどエネルギー的にみても油糧原料抽出
の実用プラントとして不適であり、蒸留での負荷
を減らそうとすると、抽出での熱負荷、操作性が
急激に悪化する結果となる。本発明者らはこのようなアルコールによる油脂
の抽出方法、特に高濃度エタノールの循環使用が
可能な方法について鋭意検討した結果、油糧原料
より水分0.7％ないし10％の抽出用フレークを得
る第１工程、該抽出用フレークに濃度90重量％以
上のエタノール水溶液を接触せしめ、70℃ないし
エタノール水溶液の沸点にて抽出して脱脂大豆と
ミセラを得る第２工程、該ミセラを冷却して油脂
を分離する第３工程、第３工程で得られる油脂を
分離した水分１％ないし10％のミセラの全量また
は一部を孔径３Åないし４Åのモレキユラーシー
ブスに接触せしめ、濃度93重量％以上のエタノー
ル水溶液を得る第４工程、第４工程で得られたエ
タノール水溶液を単独、または第２工程で得られ
たミセラと混合して濃度90重量％以上のエタノー
ル水溶液として第２工程にフイードする第５工程
を採用することにより、高濃度のエタノールを循
環溶剤として用いることができ、抽出効率が大巾
に上昇し装置も簡略化できること、得られた油脂
が従来のものに比較して淡色であり、大豆特有の
臭がなく、更に遊離脂肪酸含量が少ないこと、ま
た脱脂大豆についても大豆臭のない高品質のもの
が得られることなどを発見し、本発明を完成する
に至つた。更に上記の第４工程において、第３工程で得ら
れる油脂を分離した水分１％ないし10％のミセラ
の全量又は一部を常圧蒸留または減圧蒸留せしめ
て得られた留出液に、孔径３Åないし４Åのモレ
キユラーシーブスに接触せしめ、濃度93重量％以
上のエタノール水溶液を得る第４工程を採用する
ことによつて、モレキユラーシーブスの劣化が防
げること、ミセラよりレシチン糖類などアルコー
ル溶液可溶物を除去でき、脱脂大豆の品質がさら
に向上することを発見した。濃縮蛋白を製造する際には特開昭52−38050号
及び特開昭53−77249号などによつて示されるよ
うに低濃度エタノールと接触させる必要がある
が、この場合、脱水処理工程はモレキユラーシー
ブ法のみでも可能であるが、好ましくは蒸留（精
留）法と組み合わせる方法がよい。例えば抽出後
の低エタノール（50重量％〜80重量％）を１段目
として蒸留法で90％程度まで濃縮し、さらに２段
目としてモレキユラーシーブを用いて高濃度アル
コールを得る方法である。これは低濃度エタノー
ルの濃縮としては蒸留法が効率的であり、高濃度
のエタノール濃縮としてはモレキユラーシーブ法
が有効であるという両者の利点を巧みに利用した
方法である。本発明に用いる油糧原料としては、特に限定さ
れるものではなく、大豆、菜種、綿実、ピーナツ
ツ、ごま、ひまわりなどの油性種子、とうもろこ
し、小麦、米などの胚芽など通常ヘキサンによつ
て抽出することのできる油糧原料について全て用
いることができる。例えば、大豆について記載す
れば、まず精選した大豆より、皮を除き圧延し
0.2mmないし0.6mm程度のフレークとする。この圧
延工程の前又は後に、加熱乾燥を行なつてフレー
ク中の水分を0.7ないし10％に調節する。水分が
10％より高いと、油脂の抽出率が低く、更に後の
脱水処理工程に負担がかかりすぎて好ましくな
い。また、水分0.7％未満に乾燥しても脱水処理
工程の負荷低減にはつながらず、品質劣化につな
がるだけである。乾燥の程度は抽出時のアルコー
ル濃度、プロセス全体の経済性及び品質によつて
決定されるが、極力乾燥することが好ましい。こ
れは抽出時において大豆フレークより水分がエタ
ノール側に移行し、アルコール濃度が低下する現
象がおこる為で、たとえば、この現象を完全にな
くす為には、93重量％エタノール抽出時で水分
2.1％、98重量％エタノールで0.9％まで乾燥強化
する必要がある。このようにして得られた抽出用のフレークに第
２工程として濃度90重量％以上のエタノール水溶
液を接触せしめ、70℃ないしエタノール水溶液の
沸点にて抽出して脱脂大豆とミセラを得る。この
エタノール水溶液による抽出方法は、油脂のエタ
ノールへの溶解度が温度の高低によつて変化する
ことを利用したものであり、エタノールの沸点付
近で油脂を抽出し脱脂大豆と、ミセラに分離した
後、ミセラを冷却して油脂を析出させ、これを分
離する方法である。使用エタノール水溶液の濃度
は90重量％以上、好ましくは95重量％以上を必要
とする。90重量％未満においては、フレーク中の
油脂を充分に抽出できず、抽出効率が悪い。抽出
温度は70℃ないしエタノール水溶液の沸点にて抽
出する必要があり、70℃未満では油脂の溶解度が
低く抽出効率が悪い。またエタノール水溶液の沸
点以上ではエタノールの蒸発が激しくなり、特殊
な加圧抽出機を必要とする。抽出の方法は一般に
行なわれている回分抽出、半向流抽出、連続抽出
方式など通常の抽出方法が採用できる。次に第３工程において、第２工程で得られたミ
セラを35℃ないし10℃に冷却し、分離器にはい
り、該ミセラより析出した油脂を分離する。35℃
より高い温度では、油脂のエタノールに対する溶
解度が低くなり、分離してくる油脂の収率が高く
なる。 10℃未満の温度では、冷却負荷が増大して経済
的でない。冷却の方法は、通常使用されている熱
交換機を用いればよい。油脂の分離器は、遠心分
離器、デカンター、自然沈降槽などの分離器にて
分離することができる。油脂を分離したミセラは
所定の抽出温度まで加熱され次段の抽出溶剤とな
る。次に第４工程において、第３工程で得られる油
脂を分離した水分１％ないし10％のミセラの全量
または一部を孔径３Åないし４Åのモレキユラー
シーブスに接触せしめ、濃度93重量％以上のエタ
ノール水溶液を得る。また、前述したように第３
工程で得られる油脂を分離したミセラの全量また
は一部を、常圧蒸留または減圧蒸留した後にモレ
キユラーシーブと接触させることにより、アルコ
ール可溶物を取り除き、モレキユラーシーブの劣
化を防止することができる。モレキユラーシーブスとは、結晶性ゼオライト
であり、基本式は、M₂／nO・Al₂O₃・xSiO₂・
yH₂O〔Ｍ：金属カチオン、ｎ：原子価〕で示さ
れる。化学組成、結晶構造などの異なるさまざま
な合成ゼオライトが考えられるが、本発明では、
孔径が３Åないし４Åであるモレキユラーシーブ
スを用いる。結晶構造の基本的な組み立て単位は
珪素あるいはアルミニウムカチオンを取り囲んで
いる４個の酸素アニオンからなる正四面体であ
り、４個の酵素アニオンは順に他の正四面体と共
有されており、結晶方向を三次元的に拡張してい
る。結果としてできた結晶は比較的大きな空洞を
もち、はちの巣状の特異な構造をしている。各々
の空洞は細孔を通じて６個のとなり合つた空洞と
連絡している。孔径が３Åないし４Åであるモレ
キユラーシーブスとしては、「モレキユラーシー
ブス3A」または「モレキユラーシーブス4A」
（UCC社製）、及び「ゼオラムＡ−３」または
「ゼオラムＡ−４」（東洋曹達(株)）「ニツカペレツ
トKZ」（日本活性白土製）などがある。これらの
モレキユラーシーブスの形状は、粉末、ペレツ
ト、４〜10メツシユのビーズ状のものなどどのよ
うなものであつてもよい。このようなモレキユラ
ーシーブは他の吸着剤（シリカゲル、活性炭、ア
ルミナ等）が極性溶媒であるエタノールの脱水能
力がほとんどないのに比べ、高い平衡吸着量20〜
25％を持つ。また、蒸留法がエタノール濃度が96重量％で共
沸点を持つのに対して、モレキユラーシーブを用
いれば、濃度が99.9％以上まで高めることが可能
となり、脱水能力に優れる。さらに蒸留法が多大
なエネルギーを消費するのにくらべ、エネルギー
の消費も少ない。実際の吸着操作は、第３工程で得られる油脂を
分離した水分１％ないし10％のミセラもしくはこ
のミセラを、常圧蒸留又は減圧蒸留せしめて得ら
れた水分１％ないし10％の留出液を、吸着しうる
量のモレキユラーシーブを充填した複数の吸着塔
に交互にフイードし、脱水操作を行なう。吸着塔
は１塔が吸着操作中は、他塔は再生冷却操作を行
ない、連続して処理すれば効率的である。モレキ
ユラーシーブの再生は不活性ガス、例えば窒素、
炭酸ガスなどを循環させつつ180〜300℃に加熱し
再生される。本発明の特徴の一つには、水分１％ないし10％
のミセラもしくは留出液にモレキユラーシーブを
接解せしめる点にあり、このような多量の水分を
含有する溶液にモレキユラーシーブを用いた例は
なかつた。次に第５工程として第４工程で得られ
た濃度93重量％以上のエタノール水溶液を単独又
は第２工程で得られたミセラと混合して、濃度90
重量％以上のエタノール水溶液に調整し、抽出用
溶媒として第２工程にフイードされる。このような本発明の油脂の抽出法を採用するこ
とによつて高濃度でのエタノール抽出が可能とな
り、それにともない、抽出装置及び油分離器等が
簡易化される。また抽出条件も沸点という過激な
温度を用いなくとも抽出が可能となり、抽出時間
も短くとれるなど操作性が大きく向上する。脱水工程においても蒸留法にくらべ、熱負荷が
減少し、さらに溶剤比を低減できることにより、
油分離工程において、加熱冷却時の熱負荷の減
少、最終ミセラの蒸発濃縮においての熱の削減な
ど、プロセス全体の省エネルギーがはかれる。実施例１第１図に示した装置により油脂を抽出した。即
ち、水分8.1％、油分19.9％の原料大豆フレーク
１は４段向流抽出機〜にはいり、溶剤比1.3、
濃度95.5重量％のエタノール７と70℃で接触抽出
され、残油分0.8％の脱脂大豆２として排出され
た。各段間ミセラは熱交換機Ｂ２〜Ｂ４で30℃に
冷却され、析出した油脂は分離器Ｃ２〜Ｃ３で分
離され、分離後ミセラは加熱器Ａ２〜Ａ４で70℃
に加熱され、次段にフイードされた。濃度90.8重
量％に低下した最終ミセラ３は冷却機Ｂ１で30℃
に冷却され、分離器Ｃ１で油脂を分離した。分離
後ミセラの30％は循環ミセラ４として用いられ、
残りの70％はエバポレーターＤで単蒸留され、コ
ンデンサーＥにフイードした。凝集したエタノー
ル溶液（水分８％）は、モレキユラーシーブ3A
の充填塔Ｆにフイードし97.9重量％まで脱水さ
れ、ワークタンクＧにフイードした。この高濃度
エタノールは、ミセラ４と混合し、95.5重量％に
調整され、抽出溶剤として抽出機にフイードし
た。実施例２吸着剤の脱水能力比較の為、充填塔に表１に示
した各種吸着剤を実施例１のモレキユラーシーブ
3Aと同量充填し、エタノールを処理した。原料、
抽出条件等は実施例１と同様である。脱水処理後
のエタノール濃度を表１に示す。尚、充填塔にフ
イードするエタノールの濃度は90.8％であつた。

【表】実施例３表２に示した各種水分大豆フレークを実施例１
に従い抽出し、ミセラを蒸留、脱水処理した。例
えば、水分6.0％、油分20.3％の大豆フレークは
95.4重量％のエタノールと溶剤比1.3、温度70℃
で抽出され、残油分0.5％の脱脂大豆として排出
された。最終ミセラエタノール濃度は92.3重量％
であり、この70％を単蒸留処理し、モレキユラー
シーブ3Aの充填塔で脱水処理した。尚、この場
合のモレキユラーシーブ必要量は水分8.1％大豆
フレーク抽出時の65％であつた。表２に各種水分大豆フレークでの結果を示す。

【表】

【表】【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１を説明する図面である。

Claims

【特許請求の範囲】１油糧原料より水分0.7％ないし10％の油出用
フレークを得る第１工程、該抽出用フレークに濃
度90重量％以上のエタノール水溶液を接触せし
め、70℃ないしエタノール水溶液の沸点にて抽出
して脱脂大豆とミセラを得る第２工程、該ミセラ
を冷却して油脂を分離する第３工程、第３工程で
得られる油脂を分離した水分１％ないし10％のミ
セラの全量または一部を孔径３Åないし４Åのモ
レキユラーシーブスに接触せしめ、濃度93重量％
以上のエタノール水溶液を得る第４工程、第４工
程で得られたエタノール水溶液を単独、または第
２工程で得られたミセラと混合して、濃度90重量
％以上のエタノール水溶液として第２工程にフイ
ードする第５工程を含むことを特徴とする油脂の
抽出法。２特許請求の範囲第１項の第４工程が、第３工
程で得られる油脂を分離した水分１％ないし10％
のミセラの全量または一部を、常圧蒸留または減
圧蒸留せしめて得られた留出液に、孔径３Åない
し４Åのモレキユラーシーブスに接触せしめ、濃
度93重量％以上のエタノール水溶液を得る第４工
程である特許請求の範囲第１項記載の油脂の抽出
法。