特表 2024-531561 水素添加された油および／または脂肪を提供するプロセス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-08-29

(54)【発明の名称】水素添加された油および／または脂肪を提供するプロセス

(51)【国際特許分類】

   A23D 9/02 20060101AFI20240822BHJP

【ＦＩ】

A23D9/02

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024514110

(86)(22)【出願日】2022-09-01

(85)【翻訳文提出日】2024-04-08

(86)【国際出願番号】 EP2022074378

(87)【国際公開番号】W WO2023031354

(87)【国際公開日】2023-03-09

(31)【優先権主張番号】102021122726.7

(32)【優先日】2021-09-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】516362920

【氏名又は名称】ジーイーエー ウエストファリア セパレーター グループ ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】弁理士法人有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】カンポス， アベル フェルナンデス

(72)【発明者】

【氏名】ハーテン， バルバラ

(72)【発明者】

【氏名】ジンダーマン， ディルク

【テーマコード（参考）】

4B026

【Ｆターム（参考）】

4B026DG01

4B026DG11

4B026DH03

4B026DL02

4B026DP01

4B026DP03

4B026DP10

(57)【要約】

水素添加された油および／または脂肪を提供するためのプロセスであって、該プロセスは、少なくとも以下のステップ、A 3.0mg/kgを超えるリン含有量および／または5.0mg/kgを超える総金属含有量を有する脂肪画分および／または油画分（1）を提供するステップ、B Aからの脂肪画分および／または油画分（1）を撹拌により有機酸および任意選択で解乳化剤（2）で洗浄して不均一な混合物を形成するステップ、C Bからの混合物を遠心分離（5a）して、3.0mg/kg未満のリン含有量および5.0mg/kg未満の総金属含有量を有する高水分かつ低油分および／または低脂肪の重質相（6）と低水分かつ高油分および／または高脂肪の軽質相（7）とを形成するステップ、D Cからの低水分かつ高油分および／または高脂肪の相（7,10）を乾燥（11）するステップ、ならびにE Dからの高油分および／または高脂肪の乾燥した相（12）を水素添加（13）、特に接触水素添加するステップ、を含み、プロセスの実施中に計量供給される水の割合は、脂肪画分および／または油画分（1）の重量に基づいて5重量％未満である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

水素添加された油および／または脂肪を提供するためのプロセスであって、前記プロセスは、以下のステップ、
A 3.0mg/kgを超えるリン含有量および／または5.0mg/kgを超える総金属含有量を有する脂肪画分および／または油画分（1）を提供するステップ、
B Aからの前記脂肪画分および／または油画分（1）を撹拌により有機酸（2）で洗浄して不均一な混合物を形成するステップ、
C Bからの前記混合物を遠心分離（5a）して、3.0mg/kg未満のリン含有量を有する高水分かつ低油分および／または低脂肪の重質相（6）と低水分かつ高油分および／または高脂肪の軽質相（7）とを形成するステップ、
D Cからの低水分かつ高油分および／または高脂肪の相（7,10）を乾燥（11）するステップ、ならびに
E Dからの高油分および／または高脂肪の乾燥した相（12）を水素添加（13）、特に接触水素添加するステップ、
のうちの少なくとも1つを含み、
前記プロセスの実施中に計量供給される水の割合が、前記脂肪画分および／または油画分（1）の重量に基づいて5重量％未満であり、解乳化剤が、ステップBにおける前記洗浄中または少なくともステップCの前に添加されることを特徴とする、プロセス。

【請求項2】

ステップAにおける前記脂肪画分および／または油画分（1）が、植物および／または動物起源の脂肪および／または油、特にナタネ油、ダイズ油、パーム油、ヒマワリ油、コーン油、ココナッツ油、パームオレイン、パーム油工場廃液から得られる油、使用済み調理油、動物性脂肪、脂肪酸、黄色脂肪、褐色脂肪、藻類油、トール油、ヤトロファ油、細菌油、昆虫脂肪、魚油および／または使用済み漂白土から得られる油を含むことを特徴とする、請求項1に記載のプロセス。

【請求項3】

ステップAにおける前記脂肪画分および／または油画分（1）が、熱分解油および／または下水汚泥から得られる油を含むことを特徴とする、請求項1または2に記載のプロセス。

【請求項4】

前記脂肪画分および／または油画分（1）が、3mg/kg～2000mg/kgのリン含有量、5mg/kg～2000mg/kgの総金属含有量および1.5重量％未満の含水量を有することを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項5】

前記洗浄（3）が、40～100℃、好ましくは60～95℃の温度での前記酸および解乳化剤の添加を含むことを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項6】

前記洗浄（3）が、130℃～190℃の範囲の温度での高温混合（4a）を含むことを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項7】

少なくとも酸および解乳化剤の前記添加が、速度調節可能な動的ミキサーによって行われることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項8】

水性有機酸および解乳化剤（2）と前記脂肪画分および／または油画分（1）との混合物が、高温混合（4a）のための酸および解乳化剤の前記添加後に、前記動的ミキサーから反応器（4）に移送されることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項9】

前記高温混合（4a）が、0～5バールの過圧、好ましくは0.5～2バールのプロセス圧力で行われることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項10】

圧力測定（14）が、前記反応器（4）内の前記高温混合の前および／または間に行われ、前記反応器（4）、好ましくは前記反応器（4）の出口が、前記プロセス圧力を設定するために前記圧力測定（14）に基づいて設定される調整要素、好ましくは調整弁を有することを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項11】

前記高温混合（4a）が、5～90分の保持時間で、特に絶えず撹拌しながら行われることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項12】

水性有機酸および解乳化剤（2）と脂肪画分および／または油画分（1）との前記高温混合（4a）が、撹拌機を使用して25rpm～120rpmの範囲の速度で行われることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項13】

ステップEにおける前記水素添加（13）前の前記精製された脂肪画分および／または油画分（12）の総金属含有量が5.0mg/kg未満であることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項14】

前記リン含有量を3mg/kg未満に、前記総金属含有量を5mg/kg未満に減少させるための前記プロセスが、1回の洗浄段階（3）だけで行われることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項15】

ステップBおよびCが少なくとも2回行われることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項16】

ステップCで分離された前記混合物の総含水量が、前記脂肪画分および／または油画分（1）の重量に基づいて3.5重量％未満、好ましくは0.5～2.5重量％である、先行する請求項のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項17】

前記酸の添加後の前記混合物中の濃縮有機酸の割合が、前記脂肪／油質量流量に対して0.01重量％～0.50重量％の範囲であることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項18】

クエン酸が前記有機酸（2）として使用されることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項19】

前記不均一な混合物中の解乳化剤（2）の割合が、前記脂肪／油質量流量に対して1mg/kg～1,000mg/kgの範囲であることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項20】

使用される前記解乳化剤（2）が、200℃を超える温度でのみ分解する熱安定性解乳化剤であることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項21】

ステップDにおける前記液液分離装置からの前記分離された軽質相（2,10）の前記乾燥（11）が真空下で行われることを特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載のプロセス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、好ましくは植物油および動物性脂肪に由来する油および／または脂肪を、これらの油および／または脂肪の水素添加前に精製して、水素添加前に3.0mg/kg未満のリン含有量および5mg/kg未満の総金属含有量を達成することに関する。

【背景技術】

【0002】

水素添加植物油［HVO］を製造するためのプロセスでは、特別な不均一触媒が使用される。これらは、原料に含まれるリンおよび金属によって失活し得る。

【0003】

リンなどの元素は、脂肪および／または油の水素添加プロセス、いわゆるHVOプロセスにおいて悪影響を及ぼす。これは、触媒の凝集ならびに表面および細孔コーティングに影響を及ぼす。これらは、固定床反応器における圧力損失の増加をもたらす。その結果、原料が変換されず、触媒変更間隔が短くなる。

【0004】

リン含有量および他の元素を低減するために、統合洗浄を伴う酸脱ガムが、従来、食用油精製所で使用される。その後、油は特別な漂白土で濾過される。

【0005】

酸脱ガム、洗浄および漂白の組み合わせにより、リンおよび総金属の精製または低減をある程度改善できることが分かった。しかしながら、特定の原料、特に規則（EC）No.1069/2009によるカテゴリー1および2の動物性脂肪については、漂白プロセスのための高い運用コストが予想される。

【0006】

そのような漂白プロセスでは特殊な漂白土が使用され、これは運転コストにかなり寄与する。かなりの購入価格および高い処分費用が予想されなければならない。さらに、廃棄漂白土は容易に自己発火する可能性があるため、これらの一時保管にはより大きな予防措置を講じなければならない。さらに、温室効果ガス値（GHG値）が、プロセス段階が増えるごとに増加する。

【0007】

プロセス最適化の1つの手法は、特許文献１に開示されている。ここでは、リンおよび総金属を還元するために、リン酸または硫酸などの無機酸が使用される。さらに、200℃～280℃のプロセス温度の他、最大10重量％の水の添加も必要である。したがって、このプロセスは、エネルギー入力の増加を必要とし、処理が困難な水画分を生成する。

【0008】

特許文献２は、140℃～195℃の温度での有機酸または無機酸の使用の他、1:5～5:1（油：水）の比での水の添加を開示している。特許文献３は、脂肪および／または油相における総金属およびリンの還元のための二段階プロセスを記載している。プロセスの第1の段階では、95℃～140℃の温度で有機酸または無機酸を使用し、水を1：5～5：1（油：水）の比で添加して、総金属を還元する。第2のプロセス段階では、有機酸または無機酸を使用して、150℃～210℃の温度でリンおよび残留金属を還元し、水を1：5～5：1（油：水）の比で添加する。

【0009】

特許文献１、特許文献２および特許文献３に記載されているプロセスは、漂白土による処理の従来の変形例と比較して、運転コスト、安全上の予防措置およびGHG排出を削減することができる。しかしながら、これらのプロセスでは、廃水の生成量が増加する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】欧州特許出願公開第3494201号明細書

【特許文献2】欧州特許出願公開第3666864号明細書

【特許文献3】欧州特許出願公開第3666866号明細書

【特許文献4】米国特許第5696278号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

この予備的考察に基づいて、本発明の目的は、水素添加の過程で変換する前の原料の前処理段階または精製をさらに改善することである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明は、請求項1の特徴を有するプロセスによってこの問題を解決する。

【0013】

本発明による方法は、水素添加された油および／または脂肪を提供するために使用され、本方法は、以下のステップ、
A 3.0mg/kgを超えるリン含有量および5.0mg/kgを超える総金属含有量を有する脂肪画分および／または油画分を提供するステップ、
B Aからの脂肪画分および／または油画分を有機酸により高温洗浄し、好ましくは撹拌による1つ以上の解乳化剤を添加して不均一な混合物を形成するステップ、
C Bからの混合物を遠心分離して、3.0mg/kg未満のリン含有量を有する高水分かつ油および／または低脂肪の重質相と低水分かつ高油分および／または高脂肪の軽質相とを形成するステップ、
D Cからの低水分かつ高油分および／または高脂肪の相を乾燥するステップ、ならびに
E Dからの高油分および／または高脂肪の乾燥した相を水素添加、特に接触水素添加するステップ、
のうちの少なくとも1つを含む。

【0014】

本発明によれば、プロセスの実施中に計量供給される水の割合は、脂肪画分および／または油画分の重量に基づいて5重量％未満の範囲である。

【0015】

計量供給される水の割合は、添加される有機酸中の水の割合によって主に決定される。全体として、このプロセスは、前述の従来技術のプロセスよりも著しく少ない量の廃水を生成する。

【0016】

好ましくは、ステップCで分離された混合物の総含水量は、脂肪画分および／または油画分の重量に基づいて、3.5重量％未満、好ましくは0.5～2.5重量％であり得る。総含水量は、例えば有機希酸を添加することによる添加水の含水量だけでなく、好ましくは1.5重量％以下である原料中の含水量も含む。

【0017】

ステップBにおける洗浄は、好ましくは、有機酸、任意選択で解乳化剤、また任意選択で水の供給のみを含む。水性画分は、ステップCにおける分離中にのみ除去される。

【0018】

特に、本発明の主題は、原料、すなわち第1および／または第2世代の油および／または脂肪にも適用可能であり、これらの原料のリン含有量は3mg/kgを超え、総金属含有量は5mg/kgを超え、したがって原料は水素添加中に触媒に実際に有害であろう。

【0019】

驚くべきことに、HVOプラントの原料の要件に対応する3mg/kg未満のリン含有量および5mg/kg未満の総金属含有量は、低廃水量での非常に簡単な前処理で達成できることが分かった。

【0020】

また、解乳化剤を添加することにより、ステップCにおける遠心分離を大幅に改善できることが分かった。これは、ステップCの直前に添加することができる。しかしながら、高温洗浄、すなわちステップBにおける添加が好ましい。

【0021】

エマルジョンは、水の添加、反応または高温洗浄と一緒に、脂肪／油に含まれるリン脂質、金属、モノグリセリド、ジグリセリド、遊離脂肪酸またはそれらの組み合わせによって強く影響され得る。これは、油相中のマイクロエマルジョンがリン脂質の一部を吸着するため、精製された脂肪／油の品質の最小化をもたらす。

【0022】

リン脂質は、極性基（リン酸）および非極性基（ジグリセリド）を有する。180℃を上回るより高い温度では、リン脂質を極性基と非極性基とに分割することができる。この開裂は、希酸の添加によって触媒される。解乳化剤を添加しないと、マイクロエマルジョンが安定相を形成するため、高温での切断はより困難である。一部のリン脂質は、極性基と非極性基とに分割することができず、油相に留まることができない。その結果、油相中のリン含有量が増加する。

【0023】

好ましくは、プロセスの実施中に計量供給される解乳化剤の割合は、脂肪画分および／または油画分の重量に基づいて1000mg/kg未満の範囲である。好ましくは、それは、脂肪画分および／または油画分の重量に基づいて10～500mg/kgであることが望ましい。

【0024】

解乳化剤は、好ましくは、ポリマーと界面活性剤との混合物である。200℃を上回る温度でのみ分解する熱安定性解乳化剤が好ましい。

【0025】

本発明によるプロセスはまた、先行技術の個々のプロセスを凌ぐ更なる利点を有する。例えば、利点は、190℃未満のプロセス温度の使用から生じる。特許文献１とは対照的に、より少ない熱媒体およびより低いプロセス圧力が使用され、これは継続的な運転コストに有利な効果を有する。

【0026】

特許文献１とは対照的に、クエン酸などの有機酸が使用される。硫酸を凌ぐ、一般に有機酸、特にクエン酸の利点は、腐食性が低いことである。さらに、廃水から硫酸塩を処理する必要がない。リン酸を凌ぐクエン酸の利点は、精製された生成物中のリン汚染の可能性が低いことである。

【0027】

特許文献２とは対照的に、リン還元プロセス段階には、最大5.0重量％、すなわち4.75：0.25（油：水）の比のより低い総水添加が使用される。高温洗浄中に解乳化剤を添加することにより、3mg/kg以下のリン値が達成される。

【0028】

特許文献３とは対照的に、本発明では、高温洗浄を最初に実現することができ、任意選択で、第2の洗浄をより低い温度で行うことができる。さらに、特許文献３を凌ぐ本発明の利点は、二段階プロセスにおいて、より低い割合の総水、すなわち最大10.0重量％が、すなわち4.5:0.5（油：水）の比で添加されることである。高温洗浄中に1つ以上の解乳化剤を添加することにより、好ましくは、3mg/kg以下のリン値が達成される。これにより、低温での2回目の洗浄の必要がなくなる。

【0029】

この結果、システム内を循環する総容積が減少するため、廃水が少なくなり、運転コストが低下し、これは、全体的な加熱コストおよび廃水量の削減に寄与する。システム構成要素がより小さくなることで、取得コストを削減することもできる。

【0030】

本発明の更なる有利な設計変形例は、従属請求項の主題である。

【0031】

ステップAにおける脂肪画分および／または油画分としての原料は、植物および／または動物起源の脂肪または油、特にナタネ油、ダイズ油、パーム油、ヒマワリ油、コーン油、ココナッツ油、パームオレイン、パーム油工場廃液から得られる油、使用済み調理油、動物性脂肪、脂肪酸、黄色脂肪、褐色脂肪、藻類油、トール油、ヤトロファ油、細菌油、昆虫脂肪、魚油および／または使用済み漂白土から得られる油を含み得る。

【0032】

様々な原料を脂肪および／または油の水素添加に使用することができる。しかしながら、温室効果ガス排出［GHG］を削減するために、第2世代の原料としても知られる廃棄物材料、例えば使用済みの食用油［UCO／WCO、使用済み／廃食用油］、動物性脂肪（例えば、EU：カテゴリー1［Cat1］およびカテゴリー2［Cat2］、米国：SRM（特定危険部位）、食用に適さないラードもしくは獣脂、褐色および黄色のグリース）、または石鹸分解による化学的に切断された脂肪酸の使用が増えている。

【0033】

第1世代の原料は、油植物、例えばナタネ油、ダイズ油、パーム油、ヒマワリ油または他の油植物に関する。これらの原料は、欧州では再生可能エネルギー指令［RED］において、米国、主にカリフォルニア州、およびカナダでは低炭素燃料基準［LCFS］の取り組みにおいて制限されている。

【0034】

本発明の文脈における特に好ましい原料は、略してPOMEとしても知られる、いわゆる「パーム油工場廃液」である。

【0035】

HVOプラントでの使用前に原料の汚染を低減し、したがって触媒を予期せぬ失活から保護するために、原料は前処理されるべきである。表1は、原油中に見出され得る典型的なリンおよび総金属値を示す。

【0036】

【表1】

【0037】

総金属には、周期表からのアルカリ金属、アルカリ土類金属、金属および半金属が含まれる。

【0038】

植物または動物起源の脂肪および／または油に加えて、ステップAの脂肪画分および／または油画分はまた、熱分解油および／または下水汚泥から得られる油を含むことができる。

【0039】

脂肪画分および／または油画分は、特に好ましくは、3mg/kg～2000mg/kgのリン含有量、5mg/kg～2000mg/kgの総金属含有量、および1.5％重量未満の含水量を有することができる。

【0040】

洗浄は、40～100℃、好ましくは60～95℃の温度での酸の添加および解乳化剤の添加を含むことができる。

【0041】

洗浄はまた、130℃～190℃の範囲の温度での高温混合を含むことができる。混合物は、別個のタンクまたは反応器に移送することができ、高温下で混合を強化することができる。

【0042】

少なくとも酸および解乳化剤の添加は、速度調節可能な動的ミキサーを使用して行うことができる。

【0043】

水性有機酸、解乳化剤および脂肪画分および／または油画分の混合物は、酸が添加された後、動的ミキサーから高温混合用の反応器に移送することができる。

【0044】

高温混合は、0～5バールの過圧、好ましくは0.5～2バールのプロセス圧力で行うことができる。これにより、洗い流される成分の相転移が促進される。

【0045】

リン化合物の水相へのより良好な移行を確実にするために、5～90分の保持時間が高温混合に推奨される。

【0046】

水性有機酸および解乳化剤と脂肪画分および／または油画分との上述の高温混合は、撹拌機を使用して25回転／分（rpm）～120rpmの範囲の速度で特に効率的に行うことができる。

【0047】

ステップEにおける水素添加前の精製された脂肪画分および／または油画分の総金属含有量は、5.0mg/kg未満であり得る。

【0048】

リン含有量を3mg/kg未満に、総金属含有量を5mg/kg未満に減少させるためのプロセスは、1回の洗浄段階だけで最適かつ省エネルギー方式で行うことができる。

【0049】

しかしながら、初期濃度が高すぎるか、または油もしくは脂肪化合物が好ましくない場合、ステップBおよびCを少なくとも2回行うこともできる。ステップBおよびCは、好ましくは1回だけ繰り返される。

【0050】

繰り返す場合、ステップBは、追加の高温混合なしにエネルギー効率の良い方法で実施することができる。さらに、洗浄の温度は100℃未満である。

【0051】

酸を添加した後の混合物中の酸水溶液の割合は、脂肪画分および／または油画分の重量に基づいて0.5重量％～5.0重量％の範囲であり得る。

【0052】

酸を混合物に添加した後の濃縮有機酸の割合は、有利には、脂肪／油質量流量に対して0.01重量％～0.50重量％の範囲であり得る。本発明の文脈において、濃縮有機酸は100％酸と定義される。したがって、前述の酸水溶液は、水、特に脱イオン水で希釈された酸である。

【0053】

クエン酸、好ましくは希釈形態のクエン酸を有機酸として使用することができる。

【0054】

解乳化剤の割合は、有利には、脂肪／油質量流量に対して10mg/kg～500mg/kgの範囲であり得る。200℃を上回る温度でのみ分解する熱安定性解乳化剤が好ましい。

【0055】

液液分離装置から分離された軽質相（脂肪／油）のステップDにおける乾燥は、好ましくは真空下で行うことができる。

【0056】

本発明は、添付の図面を用いて例示的な実施形態によって以下により詳細に説明される。

【図面の簡単な説明】

【0057】

【図1】本発明によるプロセスの実施形態変形例のプロセス概略図のブロック図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0058】

図1は、本発明によるプロセスの実施形態変形例を示す。第1のプロセスステップは、出発材料の提供である。

【0059】

出発材料は、脂肪画分および／または油画分1である。この脂肪画分および／または油画分は、3mg/kgを超えるリン含有量および／または5mg/kgを超える総金属含有量を有する。この脂肪画分および／または油画分の含水量は、好ましくは1.5重量％未満である。総金属含有量は、混合物中の溶解および非溶解金属イオンの濃度の合計を含む。

【0060】

第2のプロセスステップでは、有機酸および解乳化剤2が、第1の洗浄3の一部として脂肪画分および／または油画分1に添加される。好ましくは、クエン酸および熱安定性解乳化剤を有機酸として使用することができる。そのような解乳化剤は、例えば、親油性および親水性の両方であるオレイン酸誘導体であり得る。上述のオレイン酸誘導体において、末端カルボキシ基が、特にイミダゾール基で置換されていてもよい。

【0061】

置換は、アミドの中間体形成を伴う水開裂によって行うことができ、複素環式イミダゾール基が、その後、更なる水開裂によって形成される。

【0062】

不均一な混合物中の解乳化剤（2）の割合は、好ましくは、脂肪／油質量流量に対して1mg/kg～1,000mg/kgの範囲であり得る。特に、添加される解乳化剤の量は、不均一な混合物中の解乳化剤の割合が5～500ppm、好ましくは100～250ppmとなるような量である。

【0063】

高温混合の前および／または間および／または直後ならびに遠心分離の前に解乳化剤を添加することにより、リン脂質をリン酸塩およびトリグリセリドに特に効率的に分割することが可能になる。

【0064】

この洗浄3において、有機酸2は、水、特に脱塩水で希釈された酸溶液として使用することができる。添加された有機酸溶液中の水の割合は、脂肪画分および／または油画分の重量割合に基づいて、好ましくは1.0％～5.0重量％、好ましくは2.5重量％（＋／－0.2重量％）である。解乳化剤の添加は、脂肪／油質量流量に対して10mg/kg～500mg/kgである。洗浄3中の脂肪画分および／または油画分1の好ましい温度は、60℃～95℃である。有機酸および脱乳化剤2は、酸溶液として脂肪画分および／または油画分と集中的な混合が行われる。このステップにおける撹拌速度は、500rpmを超えることができる。集中的な混合のために、動的ミキサーが好ましくは本発明の文脈において使用される。

【0065】

添加される酸溶液の濃度は、脂肪画分および／または油画分の量に対して、100重量％の有機酸に基づいて0.01重量％～0.35重量％で変化する。

【0066】

動的ミキサーからの混合物は、100℃～190℃の範囲の温度に加熱され、過圧条件下で反応器4に供給される。反応器4内の圧力は、最大5バール、好ましくは最大2バールの過圧である。反応器4内の保持時間は、25rpm～120rpmの撹拌機速度で一定に撹拌しながら、30～90分、好ましくは45～60分で変化する。高められた温度での過圧処理は、高温混合4aと呼ばれる。この高温混合は、洗浄3の一部である。

【0067】

含水量の特に最適化された減少を達成するために、反応器4内の高温洗浄は、プロセス圧力を調整することによって調節される。この目的のために、反応器4は、圧力測定用の圧力センサ14を有する。反応器4の出口は、圧力調整用の調整弁15を有する。圧力測定用の圧力センサによって決定された測定値に基づいて圧力調整用の調整弁を制御する制御および／または評価ユニットは示されていない。

【0068】

したがって、高温洗浄中にかかるプロセス圧力は、0～5バール、好ましくは0.5～2バールの過圧の好ましい範囲に設定される。

【0069】

反応器4から出てくる混合物は、60℃～95℃の範囲の温度に冷却され、自浄式ディスク型遠心分離機5に供給される。上述の温度での第3のプロセスステップとしての混合物の分離5aは、5000G超、好ましくは6000～12000Gで行われる。以下では精製された脂肪および／または油相とも呼ばれる、高水分かつ低油分および／または低脂肪の重質相6および高油分および／または高脂肪かつ低水分の軽質相7が遠心分離機から排出される。

【0070】

重質相6は、水、酸、リン、金属化合物、窒素化合物および少量の脂肪／油を本質的に含有する。軽質相7は、供給された混合物からの主な割合の油および／または脂肪を含む。これらの相は、ディスク型遠心分離機5とは別個に排出される。

【0071】

耐酸性設計がディスク型遠心分離機5には好ましい。ディスク型遠心分離機は、好ましくは、軽質相を排出するためのグリッパーを有する。供給量および排出量は、過圧下でディスク型遠心分離機5から軽質相が除去されるように設定される。過圧は、高温洗浄の場合と同じであり得る。

【0072】

特に好ましくは、重質相も過圧下で除去することができる。ここでも、過圧は、高温洗浄の場合と同じであり得る。例えば、両相は、ダブルグリッパーディスク型遠心分離機の形態のディスク型遠心分離機5によって過圧下で除去することができる。

【0073】

脂肪および／または油相からの水の特に効率的な分離のために、3000～5000rpm、特に4000～4500rpmの速度が推奨される。

【0074】

精製された脂肪および／または油相7は、3.0mg/kg未満のリン含有量を有する。それはまた、5.0mg/kg未満の減少した総金属含有量を有することができる。これは、出発材料と比較して、リンおよび金属化合物の含有量が少なくとも50％、好ましくは90％を超えて減少したことに相当する。

【0075】

第1の洗浄3および分離5aの後の精製された脂肪および／または油相が5mg/kgを超える総金属含有量を含む場合、脂肪および／または油相は、第2の洗浄8で再度精製されるべきである。第2の洗浄は、第1の洗浄3よりも低い温度で行うことができる。第2の洗浄8は、総金属含有量をさらに減少させるために続く。

【0076】

ディスク型遠心分離機5から出てくる精製された脂肪および／または油相7は、60℃～95℃の範囲の温度を有し、再度第2の洗浄において、60℃～95℃の温度で酸溶液2と集中的に混合され、脂肪／油の量に基づいて、1.0重量％～5.0重量％、好ましくは3.0重量％（+/-0.2重量％）の脱塩水6に希釈される。これも有機酸、特に最初の洗浄と同じ酸である。混合にはやはり動的ミキサーが好ましい。酸溶液の濃度は、脂肪／油量に対して、100重量％の有機酸に基づいて0.01重量％～0.35重量％で変化する。

【0077】

混合直後および1～3分の短い運転初期時間後、混合物を分離用ディスク型遠心分離機9に供給することができ、さらに精製された低水分油脂相10を得ることができる。

【0078】

プロセスの最終段階として、精製された脂肪および／または油相7は、最終生成物12の水分含有量を減少させるために、乾燥段階11、好ましくは真空下で動作する乾燥機に供給することができる。

【0079】

次いで、最終生成物12は、それ自体公知の接触水素添加13に供される。

【0080】

ここで、3.0mg/kg未満のリン含有量および5.0mg/kg未満の総金属含有量を有する精製された本質的に無水の脂肪および／または油相を貯蔵することができ、リンまたは総金属含有量を減少させるための任意の更なる漂白段階を必要としない。

【0081】

本発明をよりよく理解するために、いくつかの例を以下に示す。
実施例1
3mg/kgを超えるリン含有量および5mg/kgを超える総金属含有量を有する動物性脂肪cat.1を、洗浄3について前述したように高温洗浄で処理した。分析したデータを以下の表2に列挙する。

【0082】

【表2】

【0083】

表2から分かるように、リンは3mg/kg未満に、総金属は5mg/kg未満に減少した。

【0084】

図1は、2つの洗浄段階と、それに続く水相の遠心分離および乾燥段階とからなる、本発明によるプロセスの変形例を概略的に要約している。しかしながら、ほとんどの脂肪／油については、単段階洗浄プロセスで十分である。

【0085】

プロセスを行うための適切な液液分離装置は、沈殿槽、遠心分離機、セパレーターまたはそれらの組み合わせを含み得る。

【0086】

このプロセスは、非連続モードまたは連続モードで行うことができる。

【符号の説明】

【0087】

1 脂肪画分および／または油画分
2 有機酸解乳化剤
3 洗浄
4 反応器
4a 高温混合
5 遠心分離機
5a 分離
6 高水分かつ低油分および／または低脂肪の重質相
7 低水分かつ高油分および／または高脂肪の軽質相
8 洗浄
9 分離
10 低水分かつ高油分および／または高脂肪の精製された重質相
11 乾燥段階
12 最適化されたリンおよび総金属含有量を有する乾燥した高油分および／または高脂肪の相
13 触媒水素添加
14 圧力測定
15 圧力調整

【図1】

【手続補正書】

【提出日】2024-05-02

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

水素添加された油および／または脂肪を提供するためのプロセスであって、前記プロセスは、以下のステップ、
A 3.0mg/kgを超えるリン含有量および／または5.0mg/kgを超える総金属含有量を有す
る脂肪画分および／または油画分（1）を提供するステップ、
B Aからの前記脂肪画分および／または油画分（1）を撹拌により有機酸（2）で洗浄して不均一な混合物を形成するステップ、
C Bからの前記混合物を遠心分離（5a）して、3.0mg/kg未満のリン含有量を有する高水分かつ低油分および／または低脂肪の重質相（6）と低水分かつ高油分および／または高
脂肪の軽質相（7,10）とを形成するステップ、
D Cからの低水分かつ高油分および／または高脂肪の軽質相（7,10）を乾燥（11）するステップ、ならびに
E Dからの高油分および／または高脂肪の乾燥した相（12）を水素添加（13）するステップ、
のうちの少なくとも1つを含み、
前記プロセスの実施中に計量供給される水の割合が、前記脂肪画分および／または油画分（1）の重量に基づいて5重量％未満であり、解乳化剤が、ステップBにおける前記洗浄
中または少なくともステップCの前に添加されることを特徴とする、プロセス。

【請求項2】

ステップAにおける前記脂肪画分および／または油画分（1）が、植物および／または動物起源の脂肪および／または油および／または使用済み漂白土から得られる油を含むことを特徴とする、請求項1に記載のプロセス。

【請求項3】

ステップAにおける前記脂肪画分および／または油画分（1）が、熱分解油および／または下水汚泥から得られる油を含むことを特徴とする、請求項1または2に記載のプロセス。

【請求項4】

前記脂肪画分および／または油画分（1）が、3mg/kg～2000mg/kgのリン含有量、5mg/kg～2000mg/kgの総金属含有量および1.5重量％未満の含水量を有することを特徴とする、請求項1に記載のプロセス。

【請求項5】

前記洗浄（3）が、40～100℃、好ましくは60～95℃の温度での前記酸および解乳化剤の添加を含むことを特徴とする、請求項1に記載のプロセス。

【請求項6】

前記洗浄（3）が、130℃～190℃の範囲の温度での高温混合（4a）を含むことを特徴と
する、請求項1に記載のプロセス。

【請求項7】

少なくとも酸および解乳化剤の前記添加が、速度調節可能な動的ミキサーによって行われることを特徴とする、請求項1に記載のプロセス。

【請求項8】

水性有機酸および解乳化剤と前記脂肪画分および／または油画分（1）との混合物が、
高温混合（4a）のための酸および解乳化剤の前記添加後に、前記動的ミキサーから反応器（4）に移送されることを特徴とする、請求項1に記載のプロセス。

【請求項9】

前記高温混合（4a）が、0～5バールの過圧、好ましくは0.5～2バールのプロセス圧力で行われることを特徴とする、請求項1に記載のプロセス。

【請求項10】

圧力測定（14）が、前記反応器（4）内の前記高温混合の前および／または間に行われ
、前記反応器（4）、好ましくは前記反応器（4）の出口が、前記プロセス圧力を設定するために前記圧力測定（14）に基づいて設定される調整要素、好ましくは調整弁を有することを特徴とする、請求項1に記載のプロセス。

【請求項11】

前記高温混合（4a）が、5～90分の保持時間で絶えず撹拌しながら行われることを特徴
とする、請求項1に記載のプロセス。

【請求項12】

水性有機酸および解乳化剤と脂肪画分および／または油画分（1）との前記高温混合（4a）が、撹拌機を使用して25rpm～120rpmの範囲の速度で行われることを特徴とする、請求項1に記載のプロセス。

【請求項13】

ステップEにおける前記水素添加（13）前の前記精製された脂肪画分および／または油
画分（12）の総金属含有量が5.0mg/kg未満であることを特徴とする、請求項1に記載のプ
ロセス。

【請求項14】

前記リン含有量を3mg/kg未満に、前記総金属含有量を5mg/kg未満に減少させるための前記プロセスが、1回の洗浄段階（3）だけで行われることを特徴とする、請求項1に記載の
プロセス。

【請求項15】

ステップBおよびCが少なくとも2回行われることを特徴とする、請求項1に記載のプロセス。

【請求項16】

ステップCで分離された前記混合物の総含水量が、前記脂肪画分および／または油画分
（1）の重量に基づいて3.5重量％未満、好ましくは0.5～2.5重量％である、請求項1に記
載のプロセス。

【請求項17】

前記酸の添加後の前記混合物中の濃縮有機酸の割合が、前記脂肪／油質量流量に対して0.01重量％～0.50重量％の範囲であることを特徴とする、請求項1に記載のプロセス。

【請求項18】

クエン酸が前記有機酸（2）として使用されることを特徴とする、請求項1に記載のプロセス。

【請求項19】

前記不均一な混合物中の解乳化剤の割合が、前記脂肪／油質量流量に対して1mg/kg～1,000mg/kgの範囲であることを特徴とする、請求項1に記載のプロセス。

【請求項20】

使用される前記解乳化剤が、200℃を超える温度でのみ分解する熱安定性解乳化剤であ
ることを特徴とする、請求項1に記載のプロセス。

【請求項21】

ステップDにおける前記軽質相（7,10）の乾燥（11）が真空下で行われることを特徴と
する、請求項1に記載のプロセス。

【国際調査報告】