<Desc/Clms Page number 1>
PROCEDE DE FABRICATION D'AGENTS DISPERSIFS ET DE
DISPERSIONS.
La présente invention est relative à un procédé de fabrication d'agents dispersifs et de dispersions liquides ou plastiques d'eau ou solutions aqueuses dans des triglycérides diacides gras, hydrocarbures, oires ou autres substances ou mélanges de substances analogues insolubles, à l'état liquide ou plastique.
Les dispersions avec de l'eau ou des solutions aqueuses comme phase dispersée, par exemple la margarine, les ramollissants pour la boulangerie; les émulsions de séparation pour la boulangerie et analogues sont ordinairement fabriquées avec emploi d'agents dispersifs et de stabilisants, que l'on peut diviser en deux groupes. Parmi les représentants principaux du premier groupe se trouvent les agents qui consistent en triglycérides des acides gras polymérisés et/ou oxydés, siccatifs ou mi-sicoatifs, ou qui renferment ces composés, tandis que les représentants principaux du deuxième groupe sont les esters des acides gras de composés polyhydroxyle ayant un ou plusieurs groupements hydroxyle libres du composé polyhydroxyle. Les agents du premier groupe sont employés pour la fabrioation de dispersions résistant à la ohaleur.
Ces agents cependant n'ont ordinairement qu'un pouvoir limité de
<Desc/Clms Page number 2>
combinaison avec l'eau, et les dispersions fabriquées aveo ces agents sont fréquemment non résistantes à la pression et au pétrissage. Les agents du deuxième groupe ont un bon pouvoir de oombinaison avec l'eau et les dispersions fabriquées avec ces agents sont ordinairement résistantes à la pression et au pétrissage, mais ne sont pas résistantes à la chaleur, et la même chose s'applique généralement au cas des dispersions fabriquées avec des mélanges d'agents dispersifs appartenant aux deux groupes.
La présente invention a pour but de fabriquer de nouveaux agents dispersifs et stabilisants, ayant un bon pouvoir de combinaison avec l'eau et permettant en même temps la fabrication de dispersions résistant à la pression et au pétrissage et résistant en même temps à la chaleur.
L'invention résout ce problème par le chauffage d'un mélange contenant l'ester d'acide gras de composés polyhydroxyle
EMI2.1
li ,. groupements ",. avec un ou plusieurs MZjnoEM hydroxyle libre du composé polyhydro- / xyle, et un produit de polymérisation et/ou oxydation de triglycé- 1 ride d'acide gras siccatifs ou mî-siocatirt. Le problème est égale- ment résolu par la présente invention par le chauffage d'un mélan- ge renfermant l'ester d'acide gras de composé polyhydroxyle avec un ou plusieurs groupements hydroxyle libres du composé polyhydro xyle et un triglycéride d'acide gras siccatif ou mi-siccatif, et par une polymérisation subséquente et/ou oxydation du radical d'acide gras non saturé du produit de réaotion formé par le ohauf- fage.
Les températures du procédé suivant l'invention se trouvent avantageusement au-dessus de 1000 C, de préférence vers environ 200 C ; mais on peut également travailler à d'autres tempé- ratures. Le chauffage du mélangé,de réaction se fait de préférence dans une atmosphère d'anhydride carbonique, azote ou autres gaz ne réagissant pas avec le mélange de réaction ou bien à pression réduite, pour faciliter la fabrication de produits clairs. On ob- tient des produits très clairs lorsqu'on chauffe l'ester d'acide gras du oomposé polyhydroxyle avec un triglycéride d'acide gras polymérisé, siccatif ou non siccatif, et qu'on oxyde le produit de
<Desc/Clms Page number 3>
réaction ainsi obtenu, par exemplé par insufflation d'air.
L'ester d'acide gras du composé polyhydroxyle du mélange de réaction suivant l'invention peut être produit par un mélange approprié du composé polyhydroxyle et d'acides gras libres et/ou d'ester d'acide gras, et dans ce cas le composé pdlyhydroxyle incomplètement estérifié qui est un des oomposants de la réaction du procédé suivant l'invention, est formé par le chauffage suivant l'invention, et l'ester formé réagit avec les autres oomposants de réaction du mélange de réaction.
La réaction du procédé suivant l'invention paraît être une réaction d'addition et/ou une transposition moléculaire des oomposants de la réaction. Apparemment il ne se forme pas d'eau libre pendant la réaction* Les propriétés du produit de réaction sont autres que celles du mélange de réaotion. Le produit de réaction rend résistantes à la ohaleur les dispersions avec phase auque se dispersée, ce qui au contraire n'a pas lieu avec le mélange de réaction non chauffé. Cela devrait être attribué au fait que la molécule du produit de réaction formést appréoiablement plus grande que la molécule des oomposants de la réaction.
Un autre problème de la présente invention est la fabrioation de dispersions à phase aqueuse dispersée, qui sont aussi bien résistantes à la chaleur et à la pression et, dans le cas de dispersions plastiques, sèches, et ce problème est résolu par l'utilisation des produits fabriqués suivant l'invention comme agents de dispersion, stabilisants, et agents de combinaison avec l'eau de la manière usuelle lors de la fabrication des dispersions.
Exemples.
1. 800 gr. d'huile de fèves de soya ayant un indioe de réfraction n 40D = 1,4672 sont insufflés d'air à environ 2500 C jusqu'à ce que le -n 40D soit égal à 1,4801, et qu'une gélatinisation se produise.
Le produit gélatinisé est mélangé avec 200 gr, dester de polyglycérine d'acide palmitique à groupements hydroxyle libre et ayant un nombre hydroxyle égal à 300. Cet ester renferme environ 75 % d'aoide palmitique. Le mélange, dont le nombre hydroxyle est de 75, est chauffé pendant une heure à environ 2000 C et notamment dans une atmosphère d'anhydride carbonique ou d'azote ou à pression
<Desc/Clms Page number 4>
réduite. Le produit obtenu de cette manière est une masse homogène, visqueuse, même à la température ambiante, tandis que le mélange employé des composants de la réaction n'est pas homogène à la tem- pérature ambiante, des cristaux étant visibles dans la masse. Le produit de réaction est soluble dans les triglycérides d'acides gras et a un nombre hydroxyle d'environ 300.
Le produit de réaction peut être utilisé comme agent dispersif, stabilisant, et agent de combinaison avec l'eau dans la fabrication de la margarine avéc du petit lait acidifié. Environ 0,5 parties en poids ou moins ou plus de l'agent sont dissoutes dans environ 82 parties en poids d'un mélange usuel d'huile et graisse, convenant pour la fabrication de la margarine, et environ 18 parties en poids de petit lait acidifié sont dispersées à envi- ron 45 C dans le mélange huile-graisse. Le petit lait est dispersé facilement dans le mélange huile-graisse, et il se forme une fine dispersion qui pratiquement ne donne aucune phase aqueuse lors du refroidissement, pétrissage et étendage au rouleau. La margarine prête est sèche; mais elle ne perd par stockage et transport aucune quantité appréciable de la phase aqueuse.
La margarine est une dis- persion résistant à la chaleur avec de bonnes propriétés de cuis- son car elle n'éclate pas, ne forme aucun dépôt adhérent à la poële, mais brunit comme du beurre.
2. 700 gr. d'huile de fèves de soya sont chauffés comme dans l'exem- ple 1 à une pression d'environ 15 - 20 mm Hg à environ 2000 C jus- qu'à ce que l'indice d'iode soit tombé à environ 100, et le n 40D soit monté jusqu'à environ 1,475. L'huile de soya polymérisée dont la couleur est à peu près la même que celle de l'huile de départ, est mélangée avec environ 300 gr. d'un mélange d'ester d'acide acétique, acide stéarique et polyglycérine avec un ou plusieurs groupements hydroxyle libres, contenant des quantités équimolécu- laires d'aoide acétique et d'aoide stéarique.
Le mélange est chauf- fé pendant environ une heure dans une atmosphère d'azote à 190 C.
<Desc/Clms Page number 5>
Le produit de réaction ainsi formé est une masse visqueuse et homo- gène) soluble dans les triglyoérides d'acides gras et pouvant être utilisée pour la fabrication d'émulsions de séparation pour la. boulangerie. @
2 parties en poids dû-produit de réaction sont dissou- tes dans 32 parties en poids d'huile d'arachide et 66 parties d'eau sont dispersées dans l'huile. Le pouvoir dispersif du pro- duit parait être un peu plus grand que celui du produit suivant l'exemple 1. La dispersion obtenue est très fine et résiste à la ohaleur et à la pression et constitue une excellente émulsion de séparation pour la boulangerie.
3. On insuffle de l'air dans l'agent dispersif suivant l'exemple 2 à environ 1500 0 pendant environ 1 heure, On obtient de cette ma- nière un produit clair, visqueux, homogène et soluble dans l'huile, convenant pour la fabrication de la margarine et de ramollissants pour la boulangerie.
2 parties en poids du produit sont dissoutes dans 48 parties en poids d'un mélange de graisse de coco et de graisse de baleine durcie, et 50 parties d'eau sont dispersées à environ 50 C dans ce mélange. La dispersion est refroidie et rendue plas- tique par pétrissage et/ou par étendage au rouleau. Le ramollis- sant ainsi fabriqué est sec et résiste à la chaleur et à la pres- sion.
4. 800 gr, d'huile de soya gélatinisés suivant l'exemple 1 sont chauffés dans une atmosphère d'anhydride carbonique avec 30 gr. de glycérine et 120 gr, d'acide stéarique avec addition d'un peu d'acétate sodique comme oatalyseur pendant 2 - 3 heures à environ 2000 C. Le produit ainsi obtenu est une masse visqueuse, homogène ayant environ les mêmes propriétés que celles du produit suivant l'exemple 1. Il peut être utilisé pour la fabrication de la marga- rine ou de ramollissants suivant les exemples 1 et 3.
5. 800 gr. d'huile de soya suivant l'exemple 1 et 200 gr, de
<Desc/Clms Page number 6>
l'ester de la polyglycérine de l'acide palmitique suivant l'exemple 1 sont chauffés dans une atmosphère d'anhydride carbonique ou d'azote ou à pression réduite pendant environ une heure à environ 2000 C. Le produit de réaction est alors chauffé à pression réduite ou dans une atmosphère d'anhydride carbonique ou d'azote à 260 C jusqu'à avoir n 40D- 1,475, ce qui prouve que le radical d'acide gras non saturé du produit s'est polymérisé. On peut alors insuffler de l'air dans le polymérisat à environ 150 C pendant une heure. Le produit ainsi obtenu est un bon agent dispersif, stabilisant et agent de combinaison avec l'eau dans la fabrication de margarine, d'émulsion de séparation et de ramollissant suivant les exemples 1, 2 et 3.
L'insufflation d'air peut être supprimée quand le produit doit être employé pour la fabrication d'émulsion de séparation ou de ramollissante Elle n'est pas supprimée quand le produit doit être employé dans la fabrication de margarine car l'oxydation du radical diacide gras du produit parait être la cause du bon brunissage sans durcissement, de la margarine.
Dans les exemples, l'huile de soya peut être remplacée par l'huile de lin, l'huile de tournesol, huile de graines de coton huile de bois, graisse de baleine, graisse de poisson ou autres triglycérides d'acides gras siccatifs ou mi-siccatifs. Des mélanges de ces triglycérides d'acides gras avec des triglycérides d'acides gras, liquides ou solides, non siccatifs, peuvent aussi être employés, et la triglyoéride d'acide gras polymérisée et/ou oxydée peut être diluée avec des triglycérides d'acides gras, siccatifs, mi-siccatifs ou non siccatifs, liquides ou solides, avant d'être chauffée avec l'ester du composé polyhydroxyle. On peut ainsi modifier la nature de l'acide gras dans le produit, ce qui peut avoir de l'influence sur les propriétés physiques de ce produit.
Par exemple, on peut diluer la triglycéride d'acide gras polymérisée et/ou oxydée avec de l'huile'de graine de coton ou avec de la graisse de baleine,,suif, saindoux et analogues, durcis complètement ou en partie, et ce produit dilué peut âtre converti avec
<Desc/Clms Page number 7>
l'ester du composé polyhydroxyle.
L'acide acétique, palmitique ou stéarique de l'ester du composé polyhydroxyle peut être remplacé par de l'acide formi- que, propionique, butyrique, oléique, arachidique, linoléique et analogues. Même les radicaux,des aoides gras polymérisés et/ou oxydés peuvent être présents dans l'ester du composé polyhydroxyle @ employé et la glycérine ou polyglycérine de cet ester peut être remplaoée par d'autres composés polyhydroxyle, par exemple du glyool, mannitol, sorbitol ou leurs polymérisats ou mono-, di- ou polysaooharides.
Les agents dispersifs fabriqués suivant la présente invention ne sont pas seulement des dispersifs. Ils peuvent aussi être employés comme stabilisants des dispersions auxquelles ils sont ajoutés après leur fabrication. Ils peuvent aussi être em- ployés comme agents dispersifs et stabilisants en combinaison avec d'autres agents dispersifs et stabilisants, par exemple la lécithi ne, les mono et diglyoérides des acides gras supérieurs, des hui- les et/ou graisses polymérisées et/ou oxydées, des polyglycérines incomplètement estérifiées ou des 'saccharides et analogues, soit en mélange aveo ceux-ci.soit seuls, par exemple dans les deux phases différentes de la dispersion.
<Desc / Clms Page number 1>
PROCESS FOR MANUFACTURING DISPERSIVE AGENTS AND
DISPERSIONS.
The present invention relates to a process for the manufacture of dispersing agents and liquid or plastic dispersions of water or aqueous solutions in triglycerides di-fatty acids, hydrocarbons, blacks or other substances or mixtures of similar insoluble substances, in the liquid state. or plastic.
Dispersions with water or aqueous solutions as the dispersed phase, eg margarine, baking softeners; bakery separating emulsions and the like are ordinarily made with the use of dispersing agents and stabilizers, which can be divided into two groups. Among the main representatives of the first group are those agents which consist of triglycerides of polymerized and / or oxidized fatty acids, siccative or semi-sicoative, or which contain these compounds, while the main representatives of the second group are esters of fatty acids polyhydroxyl compounds having one or more hydroxyl groups free of the polyhydroxyl compound. The agents of the first group are used for the manufacture of heat resistant dispersions.
These agents, however, usually have only limited power to
<Desc / Clms Page number 2>
combination with water, and dispersions made with these agents are frequently not resistant to pressure and kneading. The agents of the second group have good combining power with water and the dispersions made with these agents are usually resistant to pressure and kneading, but are not resistant to heat, and the same generally applies to the case of dispersions produced with mixtures of dispersing agents belonging to the two groups.
The object of the present invention is to manufacture new dispersing and stabilizing agents, having good combining power with water and at the same time allowing the manufacture of dispersions which are resistant to pressure and kneading and at the same time resistant to heat.
The invention solves this problem by heating a mixture containing the fatty acid ester of polyhydroxyl compounds.
EMI2.1
li,. groups ",. with one or more free hydroxyl MZNOEM of the polyhydro- / xyl compound, and a polymerization and / or oxidation product of siccative fatty acid triglyceride or m-siocatirt. The problem is also solved by the present invention by heating a mixture comprising the fatty acid ester of the polyhydroxyl compound with one or more free hydroxyl groups of the polyhydro xyl compound and a siccative or semi-siccative fatty acid triglyceride, and by a subsequent polymerization and / or oxidation of the unsaturated fatty acid radical of the reaction product formed by the heating.
The temperatures of the process according to the invention are advantageously above 1000 C, preferably around 200 C; but it is also possible to work at other temperatures. The heating of the reaction mixture is preferably carried out in an atmosphere of carbon dioxide, nitrogen or other gases which do not react with the reaction mixture or else at reduced pressure, to facilitate the manufacture of clear products. Very clear products are obtained when the fatty acid ester of the polyhydroxy compound is heated with a polymerized, siccative or non-drying fatty acid triglyceride, and the product is oxidized.
<Desc / Clms Page number 3>
reaction thus obtained, for example by blowing air.
The fatty acid ester of the polyhydroxy compound of the reaction mixture according to the invention can be produced by a suitable mixture of the polyhydroxy compound and free fatty acids and / or fatty acid ester, and in this case the Incompletely esterified pdlyhydroxyl compound which is one of the reaction components of the process according to the invention, is formed by the heating according to the invention, and the ester formed reacts with the other reaction components of the reaction mixture.
The reaction of the process according to the invention appears to be an addition reaction and / or a molecular transposition of the components of the reaction. Apparently no free water is formed during the reaction. The properties of the reaction product are other than those of the reaction mixture. The reaction product renders heat resistant dispersions with dispersed phase, which in contrast does not occur with the unheated reaction mixture. This should be attributed to the fact that the molecule of the reaction product formed is appreciably larger than the molecule of the reaction components.
Another problem of the present invention is the manufacture of dispersions with an aqueous dispersed phase, which are both heat and pressure resistant and, in the case of plastic dispersions, dry, and this problem is solved by the use of the same. products produced according to the invention as dispersing agents, stabilizers, and combining agents with water in the usual manner in the manufacture of dispersions.
Examples.
1,800 gr. of soybean oil having a refractive index n 40D = 1.4672 are blown with air at about 2500 C until the -n 40D is equal to 1.4801, and gelatinization occurs .
The gelatinized product is mixed with 200 g of polyglycerin ester of palmitic acid containing free hydroxyl groups and having a hydroxyl number equal to 300. This ester contains approximately 75% of palmitic acid. The mixture, the hydroxyl number of which is 75, is heated for one hour at approximately 2000 C and in particular in an atmosphere of carbon dioxide or nitrogen or at high pressure.
<Desc / Clms Page number 4>
scaled down. The product obtained in this way is a homogeneous, viscous mass, even at room temperature, while the mixture employed of the reaction components is not homogeneous at room temperature, crystals being visible in the mass. The reaction product is soluble in fatty acid triglycerides and has a hydroxyl number of about 300.
The reaction product can be used as a dispersing agent, stabilizer, and combining agent with water in the manufacture of margarine with acidified whey. About 0.5 parts by weight or less or more of the agent is dissolved in about 82 parts by weight of a usual mixture of oil and fat, suitable for making margarine, and about 18 parts by weight of small. acidified milk are dispersed at about 45 ° C in the oil-fat mixture. The whey is easily dispersed in the oil-fat mixture, and a fine dispersion forms which hardly gives any water phase upon cooling, kneading and rolling. The ready margarine is dry; but it does not lose on storage and transport any appreciable amount of the aqueous phase.
Margarine is a heat resistant dispersion with good cooking properties because it does not burst, does not form any deposit adhering to the pan, but turns brown like butter.
2. 700 gr. of soybean oil are heated as in Example 1 at a pressure of about 15 - 20 mm Hg at about 2000 C until the iodine value has dropped to about 100 , and # 40D be raised to about 1.475. Polymerized soybean oil, the color of which is roughly the same as that of the starting oil, is mixed with approximately 300 gr. a mixture of ester of acetic acid, stearic acid and polyglycerin with one or more free hydroxyl groups, containing equimolecular amounts of acetic acid and stearic acid.
The mixture is heated for about an hour in a nitrogen atmosphere at 190 C.
<Desc / Clms Page number 5>
The reaction product thus formed is a viscous and homogeneous mass soluble in triglyomerides of fatty acids and which can be used for the manufacture of separation emulsions for the. bakery. @
2 parts by weight of the reaction product are dissolved in 32 parts by weight of peanut oil and 66 parts of water are dispersed in the oil. The dispersivity of the product appears to be a little greater than that of the product according to Example 1. The dispersion obtained is very fine and is resistant to heat and pressure and constitutes an excellent separating emulsion for the bakery.
3. Air is blown into the dispersing agent according to Example 2 at about 1500 0 for about 1 hour. In this way a clear, viscous, homogeneous and oil-soluble product is obtained, suitable for the manufacture of margarine and softeners for baking.
2 parts by weight of the product are dissolved in 48 parts by weight of a mixture of coconut fat and hardened whale fat, and 50 parts of water are dispersed at about 50 ° C. in this mixture. The dispersion is cooled and made plastic by kneading and / or roller spreading. The softener thus produced is dry and resistant to heat and pressure.
4. 800 g of gelatinized soybean oil according to Example 1 are heated in a carbon dioxide atmosphere with 30 g. of glycerin and 120 gr, of stearic acid with the addition of a little sodium acetate as oatalyst for 2 - 3 hours at about 2000 C. The product thus obtained is a viscous, homogeneous mass having approximately the same properties as those of product according to Example 1. It can be used for the manufacture of margarine or softeners according to Examples 1 and 3.
5. 800 gr. soybean oil according to Example 1 and 200 gr,
<Desc / Clms Page number 6>
the polyglycerin ester of palmitic acid according to Example 1 are heated in a carbon dioxide or nitrogen atmosphere or at reduced pressure for about one hour at about 2000 C. The reaction product is then heated to reduced pressure or in an atmosphere of carbon dioxide or nitrogen at 260 C until n 40D-1.475, which proves that the unsaturated fatty acid radical of the product has polymerized. Air can then be blown into the polymerizate at approximately 150 ° C. for one hour. The product thus obtained is a good dispersing agent, stabilizer and combining agent with water in the manufacture of margarine, separating emulsion and softener according to Examples 1, 2 and 3.
The air blowing can be suppressed when the product is to be used for the production of separating emulsion or softener It is not suppressed when the product is to be used in the manufacture of margarine because the oxidation of the diacid radical fat of the product appears to be the cause of the good browning without hardening of the margarine.
In the examples, soybean oil can be replaced by linseed oil, sunflower oil, cottonseed oil, wood oil, whale fat, fish fat or other siccative fatty acid triglycerides or half-siccative. Mixtures of these fatty acid triglycerides with fatty acid triglycerides, liquid or solid, non-drying, can also be used, and the polymerized and / or oxidized fatty acid triglyceride can be diluted with acid triglycerides. fatty, siccative, semi-siccative or non-siccative, liquid or solid, before being heated with the ester of the polyhydroxyl compound. The nature of the fatty acid in the product can thus be modified, which can have an influence on the physical properties of this product.
For example, the polymerized and / or oxidized fatty acid triglyceride can be diluted with cottonseed oil or whale fat, tallow, lard and the like, fully or partially hardened. diluted product can be converted with
<Desc / Clms Page number 7>
the ester of the polyhydroxy compound.
The acetic, palmitic or stearic acid of the ester of the polyhydric compound can be replaced by formic, propionic, butyric, oleic, arachidic, linoleic acid and the like. Even radicals, polymerized and / or oxidized fatty aoids can be present in the ester of the polyhydroxyl compound @ employed and the glycerin or polyglycerin of this ester can be replaced by other polyhydroxyl compounds, for example glyool, mannitol, sorbitol. or their polymerizates or mono-, di- or polysaooharides.
The dispersants made according to the present invention are not only dispersants. They can also be used as stabilizers for the dispersions to which they are added after their manufacture. They can also be used as dispersing and stabilizing agents in combination with other dispersing and stabilizing agents, for example lecithin, mono and diglyoerides of higher fatty acids, polymerized oils and / or fats and / or. oxidized, incompletely esterified polyglycerins or saccharides and the like, either in admixture therewith or alone, for example in the two different phases of the dispersion.