AT255377B

AT255377B - Mittel zur Dispergierung von Ölen oder Fetten in Wasser oder wässerigen Flüssigkeiten bzw. zur Stabilisierung solcher Dispersionen

Info

Publication number: AT255377B
Application number: AT361260A
Authority: AT
Inventors: Herbert Schou
Original assignee: Herbert Schou
Priority date: 1960-05-12
Filing date: 1960-05-12
Publication date: 1967-07-10

Description

Mittel zur Dispergierung von Ölen oder Fetten in Wasser oder wässerigen Flüssigkeiten bzw. zur Stabilisierung solcher
Dispersionen
Die Herstellung von feinen und bei gewöhnlicher Temperatur recht beständigen Dispersionen vegetabilischer, animalischer oder mineralischer Fette oder Öle in Wasser oder wässerigen Flüssigkeiten, d. h.

Öl-in-Wasser-Dispersionen, in denen die wässerige Phase die kontinuierliche Phase bildet, unter Verwendung von sauren Estern mehrbasischer Carbonsäuren oder Hydroxycarbonsäuren und höhermolekularer Alkohole oder von Salzen dieser Ester als Dispergierungs-oder Stabilisierungsmittel ist bekannt.

Es wurde gefunden, dass bisher nicht bekannte gemischte Ester, die mit Wasser quellbar sind und im Molekill die Reste eines mindestens vierwertigen aliphatischen Alkohols, einer mehrbasischen aliphati- schen Hydroxycarbonsäure und einer animalischen oder vegetabilischen Fettsäure und mindestens eine freie Hydroxylgruppe enthalten und eine Säurezahl von mindestens 70 haben, und Salze dieser Ester Dispergierungs-und Stabilisierungsmittel mit überraschenden wertvollen Eigenschaften sind, die bei den bekannten sauren Estern und ihren Salzen nicht festgestellt werden konnten.

Mit den neuen Estern oder ihren Salzen als Dispergierungs- oder Stabilisierungsmittel können nämlich feine Dispersionen von vegetabilischen, animalischen oder mineralischen Ölen oder Fetten in Wasser oder wässerigen Flüssigkeiten hergestellt werden, die nicht nur bei gewöhnlicher Temperatur, sondern auch bei höherer Temperatur bis in die Nähe von 1000C beständig sind, u. zw. auch dann, wenn die wässerige Phase der Dispersionen sauer reagiert. Ebenso können mit den neuen Estern und ihren Salzen kältebeständige Öl-in-Wasser-Dispersio- nen hergestellt werden, d. h. Dispersionen, die beim Auftauen nach dem Einfrieren keine wesentliche Phasenscheidung erleiden.

Die Erfindung beruht auf dieser Erkenntnis und betrifft die Verwendung von mit Wasser quellbaren, aber ölunlöslichen gemischten sauren Estern, die im Molekül Reste eines mindestens vierwertigen aliphatischen Alkohols, einer mehrbasischen aliphatischen Hydroxycarbonsäure und einer höheren animalischen oder vegetabilischen Fettsäure und mindestens eine freie Hydroxylgruppe enthalten und eine Säurezahl von mindestens 70 haben, oder von Salzen solcher Ester als Mittel zur Dispergierung von Fetten oder Ölen in wässerigen Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, oder als Mittel zur Stabilisierung solcher Dispersionen.

Es ist von wesentlicher Bedeutung für die mit den gemischten Estern und ihren Salzen erzielte Wirkung, dass die Ester mit Wasser quellbar sind, d. h. dass die in der Regel wachsartigen Ester in geschmolzenem Zustand beim Verrühren mit Wasser eine homogene und beständige kolloidale Lösung bilden, in der keine wesentliche Phasentrennung eintritt, wenn diese Lösung bis in die Nähe des Siedepunktes des Wassers erhitzt wird. Diese Quellbarkeit der Ester mit Wasser ist darauf zurückzuführen, dass die Ester im Molekül den Rest einer Hydroxycarbonsäure enthalten und eine Säurezahl von mindestens 70 haben. Entsprechende Ester, die an Stelle des Restes einer Hydroxycarbonsäure den Rest einer einfachen Carbonsäure, z. B. den Adipinsäurerest, enthalten, sind mit Wasser nicht quellbar.

Ebenso sind entsprechende Ester, die eine Säurezahl unter 70 haben und öllöslich sind, mit Wasser nicht quellbar.

Die erfindungsgemäss zu verwendenden Ester enthalten als Rest eines mindestens vierwertigen aliphatischen Alkohols vorzugsweise den Rest eines Glycerinkondensates, können als Alkoholrest aber auch den

Rest eines andern vier-oder höherwertigen aliphatischen Alkohols, z. B. den Erythritol-, Arabitol-, Man- nitol-oder Sorbitolrest enthalten. Als Rest einer mehrbasischen Hydroxycarbonsäure enthalten die gemischten Ester in erster Linie den Wein- oder Citronensäurerest, der jedoch durch andere entsprechende
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oder Schleimsäurerest,stin-oder Laurinsäure. Die Ester können auch die Reste von mehreren Fettsäuren enthalten, z. B. von einer festen Fettsäure, z. B. Stearinsäure, und einer flüssigen Fettsäure, z. B. Ölsäure.

Als Salze der sauren Ester kommen vorzugsweise Alkalimetallsalze, insbesondere Natriumsalze, oder Ammoniumsalze zur Anwendung. Salze mit ändern Basen. z. B. mit organischen Basen wie Triäthylamin, sind jedoch auch geeignet.

Die Herstellung der wässerigen Dispersionen unter Verwendung der Ester oder Estersalze erfolgt in üblicher Weise durch Dispergierung der Öle und Fette bei gewöhnlicher oder erhöhter Temperatur in Gegenwart der Ester oder Estersalze gewünschtenfalls gemeinsam mit andern üblichen Dispergierungsmitteln in Wasser oder wässerigen Flüssigkeiten oder durch Verteilung der Ester oder Estersalze in mit andern Dispergierungsmitteln hergestellten wässerigen Dispersionen bei gewöhnlicher oder erhöhter Temperatur. Beispiele für mineralische Öle oder Fette, die für die Herstellung der wässerigen Dispersionen verwendet werden können, sind Paraffinöl und Paraffinwachs. Die Dispersionen können auch mit Gemischen von vegetabilischen, animalischen und bzw. oder mineralischen Fetten und Ölen hergestellt werden.

Die unter Verwendung der neuen Ester hergestellten wässerigen Dispersionen sind, sofern sie keine mineralischen Öle oder Fette enthalten, besonders als geschmackfördernde Zusätze nach Art von Saucen oder Mayonnaisen für die Herstellung von z. B. Fleisch- oder Fischkonserven geeignet, die durch Erhitzung sterilisiert werden. Sofern sie mineralische Öle und Fette enthalten, können sie als Imprägnierungmittel für Faserstoffe oder daraus hergestellte Waren, z. B. für die Imprägnierung von Seilerwaren, bei erhöhter Temperatur verwendet werden.

Die erfindungsgemäss zu verwendenden Dispergierungs- oder Stabilisierungsmittel können erhalten werden, indem ein Gemisch partieller Ester eines mindestens vierwertigen aliphatischen Alkohols mit einer vegetabilischen oder animalischen Fettsäure gemeinsam mit einer mehrbasischen Hydroxycarbonsäure oder einem reaktionsfähigen Derivat einer solchen Säure, z. B. einem Anhydrid, bis zur Bildung eines mit Wasser quellbaren und mindestens eine freie Hydroxylgruppe enthaltenden Reaktionsproduktes mit einer Säurezahl von mindestens 70 erhitzt und der erhaltene Ester gewünschtenfalls in ein Salz umgewandelt wird.

Die Erfindung wird in den nachfolgenden Beispielen näher beschrieben.
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Teilen Stearinsäure bei etwa 2300C hergestellter partieller Ester mit einer Säurezahl von ungefähr 1 wurde zur Entfernung des vorhandenen freien Pentaglycerins mit der gleichen Gewichtsmenge einer wässerigen Essigsäure mit einem PH bei 4 - 5 ausgewaschen.

A) 77 Gew.-Teile des gereinigten Pentaglycerinesters wurden bei 170 C unter kräftigem Rühren mit 23 Gew.-Teilen Weinsäure in der Form eines feinen Pulvers versetzt, und die Erhitzung wurde fortgesetzt, bis ein mit Wasser quellbares Reaktionsprodukt mit einer durch elektrometrische Titrierung einer Lösung des Reaktionsproduktes in Benzol-Propanol-2 bis zum pH 7, 2 mit einer n/10 Kaliumhydroxydlösung in Propanol-2 bestimmten Säurezahl von 80 bis 90 gebildet war.

B) In einem kontinuierlich arbeitenden Dünnschichtvakuumverdampfer, dessen Heizmantel eine Temperatur von 170 bis 1800C hatte, wurde der gereinigte Pentaglycerinester bei einem Druck von 30 bis 40 mm Hg mit Weinsäure in der Form einer aus 230 Gew.-Teilen Weinsäure und 115 Gew.-Teilen Wasser hergestellten Lösung umgesetzt, u. zw. unter Einhaltung folgender Bedingungen. Der Pentaglycerinester wurde dem Verdampfer mit einer Temperatur von 900C zugeführt und die wässerige Weinsäurelösung mit einer Temperatur über 600C. Das Verhältnis der beiden dem Verdampfer zugeführten Reaktionsteilnehmer war 770 Gew.-Teile Ester auf 345 Gew.-Teile Weinsäurelösung, und die Zuführung erfolgte mit einer solchen Geschwindigkeit, dass das Reaktionsprodukt den Verdampfer mit einer Temperatur von 145 bis 150 C verliess.

Der im Verdampfer gebildete saure Ester hatte eine Säurezahl von etwa 80, bestimmt durch elektrometrische Titrierung bis zum PH 7, 25, und bildete beim Verrühren mit der etwa 25fachen Menge Wasser, das auf 800C erhitzt war, eine schleimartige kolloidale Lösung mit einem PH von etwa 3.

In einer aus 4 Gew.-Teilen des erhaltenen sauren Esters und 96 Gew, -Teilen Wasser mit einer Temperatur von etwa 800C hergestellten warmen kolloidalen Lösung wurden 100 Gew.-Teile Talg dispergiert und die erhaltene grobe Emulsion wurde bei 500C homogenisiert. Die homogenisierte Emulsion, die so

leichtflüssig wie Wasser war, wurde in geschlossenen Konservendosen 30 min lang auf 1120C erhitzt. Nach dem Abkühlen war die Emulsion unverändert. Das gleiche Ergebnis wurde erzielt, wenn die warme kolloidale Lösung nach Abkühlung auf etwa 550C mit verdünnter wässeriger Natriumhydroxydlösung bis
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Druck von 300 Atmosphären homogenisiert.

Die Emulsion war ebenso dünnflüssig und wärmebeständig wie die nach Beispiel 1 mit dem gleichen sauren Ester hergestellte Talgemulsion. Sie eignete sich nach Zusatz von Gewilrzstoffen, darunter auch Essig, als Sauce für die Herstellung von sterilisierten Fischkonserven.

Beispiel 3 : 385 Gew.-Teile des nach Beispiel l hergestellten und gereinigten partiellen Penta-
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nach 60 min gezogene Probe die Säurezahl 73, 2 und eine nach 75 min gezogene Probe die Säurezahl 64,8, alle bestimmt durch elektrometrische Titrierung bis zum PH 7, 25.

Die Reaktionsprodukte mit einer Säurezahl über 70 waren mit Wasser quellbar. Das Reaktionsprodukt mit der Säurezahl 64,8 war dagegen mit Wasser nicht quellbar.

Mit dem sauren Reaktionsprodukt mit der Säurezahl 73, 2 wurde eine Talgemulsion gemäss Beispiel 1 B) hergestellt und durch halbstündiges Erhitzen auf 1120C in geschlossenen Konservendosen auf Wärmebeständigkeit geprüft. Die Emulsion war etwa ebenso dünnflüssig wie Wasser und wurde durch das Erhitzen nicht verändert. Ihr pH vor dem Erhitzen war 3,0 und nach dem Erhitzen 2,71.

Mit dem mit Natriumhydroxyd bis zum pH 6, 5 neutralisierten sauren Ester mit der Säurezahl 73, 2 wurde ebenfalls eine Talgemulsion gemäss Beispiel 1 B) hergestellt und durch halbstündiges Erhitzen auf 112 C in geschlossenen Konservendosen auf Wärmebeständigkeit geprüft. Die Emulsion war etwa ebenso dünnflüssig wie Wasser und wurde durch das Erhitzen nicht verändert. Ihr pH vor dem Erhitzen war 6 und nach dem Erhitzen 4, 7. Die Emulsion wurde durch Abkühlen auf -170C gefroren und dann langsam wieder aufgetaut. Es konnte keine Änderung der Eigenschaften der Emulsion festgestellt werden.

Claims

PATENTANSPRUCH : Verwendung von mit Wasser quellbaren, aber ölunlöslichen gemischten sauren Estern, die im Molekül Reste eines mindestens vierwertigen aliphatischen Alkohols, einer mehrbasischen aliphatischen Hy- droxycarbonsäure und einer höheren animalischen oder vegetabilischen Fettsäure und mindestens eine freie Hydroxylgruppe enthalten und eine Säurezahl von mindestens 70 haben, oder von Salzen solcher Ester als Mittel zur Dispergierung von Fetten oder Ölen in wässerigen Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, oder als Mittel zur Stabilisierung solcher Dispersionen.