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"Améliorations à/ou se rapportant à une méthode de séparation de mélanges d'acides gras."
L'invention .se rapporte à une méthode pour séparer les uns des autres des acides gras supérieurs mélangés. Cette mé- thode estparticulièrement utile pour traiter des lots d'acides gras du type utilisé pour obtenir les acides stéarique et olé- ique du commerce. Ces produits proviennent de 'matières comme le suif, la graisse brune, la graisse d'issues ou de tripes, etc. et ils,-sont dénommés acides gras animaux, cette expression in- diquant leur origine afin-de les distinguer des acides crus -provenant de sources végétales.
Antérieurement, on a déja, proposé des procédés peur sé-. parer.les acides stéarique et palmitique l'un de l'autre et aussi pour déparer l'huile rouge de 'l'acide oléique, des corps acides solides : La présente invention vise particulièrement une amélior.ation dans le procédé, grâce à laquelle la sépara- tion 'de tels acides gras composants les uns des autres se trouve facilitée.
-L'acide' oléique est un liquide appelé parfois huile rouge, L'acide stéarique commerfial est un solide cireux. Bien que le. composant acide d'un acide gras animal soit appelé stéa- rique, en fait il renferme une prédominance d'acide stéarique et d'acide palmitique et, dans les acides gras animaux typiques, -ces deux composés existent en proportions caractéristiques, appro- ximativement dans ce qu'on dénomme communément le mélange eutec- tique 52,5 % d'acide'palmitiqueet 47,5 d'acide statique,bien ' que le rapport exact varie quelque peu avec chaque lot spécifi- que.
Jadis il était impossible de séparer l'un de l'autre les ,acides stéarique et palmitique et les premiers produits de l'in- dustrie des acides gras ont été pour cette raison la glycérine, l'huile oléique ou rouge et l'acide stéarique commercial.
Dans la fabrication d'acide stéarique, jadis, les -rais- ses naturelles étaient choisies. et mélangées de manière a, consti- tuer une masse dans laquelle les acides gras solides devaient avoir une propotion de 47,5 % en acide stéarique pour 52,5% d'acide palmitique, la raison pour laquelle on maintenait ce rapport eutectique est expliquéesubséquemment. Après mélange ou sélection, les graisses étaient scindées en acides gras et séparées de l'eau glycérinée. Dans beaucoup de ca,s les acides gras étaient ensuite distillés afin d'amériorer la couleur et la pureté. Ensuite le mélange des acides gras était versé dans des cuves pour solidifier, et refroidi ensuite approximativement
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jusque 40 F.
Les gâteaux ainsi formés étaient enveloppes dans
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se la toile de chanvre et pressés dans de grandes presses huydrauliques. Cette opération enlève un pourcentage important d'acide oléique zaza en aucun cas la totalité, par suite de l'entraine.:Jent mécanique et de l'affaissement du gâteau.'Ces gâteaux sont refondus, coules à nouveau et pressés une seconde
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fois à une température plus élevée, par ex. IGLOO P, afin d'en- lever l'a(;10e oléique additionnel. Ceci s'appelle Ilopératiion de aiessaie à chaud afin de la uistinguer de la première. optez ration de pressage connue sous le naa, de .pressage à froid.
A la température de l'opération de pressage à chaud les
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acides gras soliies sont solubles dans l'huile rouge, et c'est air.si que la fraction d'huile rouge provenant de l'opération de pressage à chaud contient un pourcentage trop élevé en acides gras solides pour être utilisée dans les cas où l'huile rouge est normalement désirée. Cette huile rouge de pressage à chaud doit pour cette raison être retrace par des traitements ulté-
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rieurs. u réincorporée à de nouvelles masses de mélanges dt aci- des gras avant qu'elle ne puisse devenir un produit commercial utile.
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Si le rà2,ort de l'acide stéarique à l'acide palmitique Indiqué n'est pas observé, le mélange des acides gras ne forme
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pas ia meilleure structuré cristalline en refroidissant, et il est difficile de séparer l'huile rouge des composés acides so-
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liues. A ce point de vue on ne permet qu'une faible latitude, tant en ce qui concerne les graisses choisies pour être traitées qu'en ce qui concerne la composition des produits finis.
Le procédé commercial qui vient d'être décrit est lent
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et coûteux et exiie un contrôle soigné et une sélection de la salière ,re.r;ivre initiale pour produire-un équilibre qui en fin de compte peut ne pas être désirable dans le produit final. De .!:'¯us, le iion'ore ue graisses et huiles brutes qui peuvent être combinées ou mélangées pour fournir le mélange'eutectique est très limité. Le procédé et les conditions commerciales atte-
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nantes qui viennent 'd'être décrites ont existé durant une pé- riode àe plus de cinquante ans et, en dehors du développement (pris) ar le réactif de twitchell pour la scission des gralsaese il n'y a eu que yeu ou pas de progrès dans l'industrie malgré un besoin urgent en fractions d'acides gras autres que l'acide stéarique commercial.
Le procédé préconisé initialement consiste à séparer les acides gras solides de l'acide oléique à l'aide d'un solvant et à produire un acide oléique à très bas titre. On a également trou- vé qu'il est possible de fractionner des'acides gras solides au cours de leur séparation des acides gras liquides en dissolvant le mélange des acides gras dans un solvant, en faisant ensuite cristalliser les acides solides et en les séparant des acides liquides en deux ou plusieurs étapes à température de plus en
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1-lus baspe.
Par cette méthode il est possible d'obtenir des fractions d'acide gras plus riches en acide stéarique qu'en acide palmiti- que, et d'autres fractions d'acide gras plus riches en acide .
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ualcitique qu'en acide stéarique, et différant des mélanges eu- tectiques.
On peut employer autant d'étapes que l'on veut et obtenir un nombre correspondant de fractions, l'acide oléique restant dans
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le 8 SJ.ßv ttt .. -
Bien que l'on sut, il- y a cinquante ans ou plus, .qu'une sé- paration des acides gras solides et liquides était réalisable,
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tout au moins approximativement-grâce à une méthode de ce genre, la réalisation pratique a toujours continué à suivre universel-
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liement la vieille méthode consistant. à effectuer la séparation par des opérations de pressage.
Notre enquête indique Iuluzie des raisons qui rend inappliquable à l'échelle iinSL.rlelle le .J..-#8c- dé proposé de sépara bien à l'aide de solvant, résidait dans la
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difficulté ülobtenir des cristaux d'acides solides susceptibles d'être filtrés et lavés dans une production grande 8cl1elle.
Noua avons établi qu'afin d'obtenir une huile rouge de titre es- sentiellement nul, et des composés solides acides utiles, il est
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désirable qu'on emploie un solvant de type jjolaire miscible à l'eau, tel que l'alcool méthylique, l'aJ3Jal éthàiique, l'alcool isopropylique, l'acétone etc., que la teneur e.rz eau du solvnnt ne'devrait pas dépasser notablement 15% en pida et que la con- centration des acides gras dans le solvant n'excède pas matériel- ' lement- ou substantiellement 30 ; en poids. Si la concentration des acides gras dans le solvant est trop forte, les cristaux
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d'acide solide tendent à former une masse bourbeuse qui ne peut p pas être manipulée ou lavée excepté peut être en faibles quantités dans des conditions de laboratoire.
Bref, nous avons découvert que la présence d'une quantité relativement faible de graisse neutre dans la solution qui doit être fractionnée par cristallisation, suscite la formation de cristaux qui ont de bonnes caractéristiques de filtration. La
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quantité de graisse neutre ne devra pas dépasser roÀJ.0tivepnt (3,5 µ1) en poids et sera de préférence voisine de 12 ou 1 , .
-Si la quantité de graisse neutre présente ou ajoutée 8. la solution d.'acide gras à fractionner excède environ 3,5 % l'un des effets indésirables ou même tous les deux se rencontrent facilement.'D'une part, une quantité excessive de graisse neutre tend à prévenir tout fractionnement eu séparation des acides gras les uns des autres, c.à d. que les masses successives de 'cristaux précipités à partir de la solution ont la même ou essentiellement la même identité chimique de sorte qu'aucune séparation utiledes composants de nature différente n'est réalisée.
D'autre part, la présente d'un excès de graisse neutre conduit à des cristaux tellement grands que, bien que de tels cristaux soient relative- 'ment faciles à filtrer, les acides gras, liquides y sont enrobés ou occlus, et les acides gras liquides, surtout les acides olé-
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ique.s sont présents pour souiller 1'ac'ide gras solide a struc- ture cristalline.
Cette difficulté de corita.-.ninati.n se rencon- tre habituellement avant que le fractionnement .réel des acides gras ne devienne impossible Pour cette raison, l'amélioration à laquelle la présente application vise, consiste dans le procédé pour faciliter la formation de cristaux ayant de bonnes caractéristiques de filtra- tion et aptes immédiatement à être lavés à l'aide du solvant, et il est affirmé dans la découverte que la présence d'une quantité limitée de graisse neutre dans la solution des acides gras à frac- tionner permet d'obtenir ce résultat.
La graisse neutre choisie pour cet emploide préférence
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le même caractère général que les acides gras qu±:.l'on traite.
Ainsi; si l'on sépare des acides gras de suif, le suif lui même est choisi comme appoint neutre'. La graisse neutre quitte la so- lution du solide en même Lemps que l'acide solide, généralement au cours de la première étape de fractionnement. Pour cette rai- son il est parfois désirable d'ajouter un peu de graisse neutre au second, lot de solution à fractionner.
Dans certains cas la quantité de graisse neutre indiquée
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peut déjà se trouver dans les acides gras distillés destinés à etre traités, et uans ce cas bien entendu des additions de graisse neutre ne sont pas requises. Il est également à noter que dans certains cas la teneur en graisse neutre d'un lot a'scide gras peut actuellement excéder 3,5 % environ. en poids.
En pareil cas il est préférable de modifier la composition chi- mique du lot avant d'essayer un fractionnement par l'addition d'une .quantité appropriée d'acide gras exempt de graisse neu- tre, c.à d. qu'en pareil cas on ajoute de l'acide-gras exempt de graisse neutre pour abaisser par dilution, la teneur en graisse libre du produit à traiter.
. Les raisons qui rendent compte du fait que la présence d'une quantité limitée de graisse neutre tend à faciliter le fractionnement des acides gras les uns des autres tandis que la présence d'une quantité plus élevée vient actuellement empêcher le fractionnement, ne sont pas tout à fait élucidées. On croit d'après les résultats valables jusqu'ici que la graisse neutre crée des foyers où se forment les cristaux d'acide gras. Lors- que la quantité de graisse neutre est excessive il se forme des cristaux en oursins et des acides gras liquides sont emprison- nés dans ces structures cristallines. La présence de tels cris- taux en oursins sert ainsi d'indice pratique montrant que la quantité de graisse neutre est excessive.
Lorsqu'il se -forme de tels cristaux, le fractionnement des acides gras les uns des autres devient difficile si pas impossible du fait que si ces cristaux sont redissous.et que l'on refractionne la solution on obtient alors des cristaux de composition chimique similaire si pas identique.
Le dessin montre par comparaison visuelle l'amélioration du résultat obtenu en traitant des lots d'acide gras conformé- ment au procédé de la présente invention.
La figure 1 du dessin représente une solution d'acides gras ayant ae médiocres caractéristiques de filtration ; ex. la solution peut consister en une concentration à 30% d'un lot non modifié dans 90% de méthanol et refroidi à 24 C. En lais- sant sédimenter un tel mélange pendant 10 minutes environ on s'apercevrait qu'aucune séparation physique substancielle de la fraction a'acides gras de la solution n'est visible..Les cris- taux sont très fins et tendent à rester dans des conditions de suspension dans la solution à la température donnée. Une telle solution est très difficile à filtrer.
La figure 2 représente une solution à même concentra- tion dans le même solvant à la même température et qu'on laisse à sédimenter de la même façon durant 10 minutes. Dans ce cas-ci toutefois, le lot a été traité à la graisse neutre conformé- ment à la présente invention.. On constatera que la. solution re- présente figure 2 a sédimenté rapidement se séparant ainsi de la solution contenant le solvant. Un tel mélange possède de très bonnes caractéristiques de filtration. '
Cet essai comparatif, tel qu'il est représenté aux fi- gures 1 et 2 est commode comme guide dans l'application prati- que du procédé de la présente invention.
Si l'on rencontre un lot ayant de médiocres caractéristiques de filtration, on le traite par une faible quantité de graisse.neutre 0, 3%'en poids par exemple, après quoi sa température est abaissée et il est laissé au repos durant un certain laps de temps, disons dix minutes. Différents essais de ce genre utilisant des quantités variables d'additions en graisse neutre peuvent être accomplis' simultanément et l'échantillon présentant les conditions les
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plus favorables désigne alors la quantité de graisse neutre qu'il convient d'ajouter à la masse pour opérer commercialement.
Il est bien entendu que le contrôle de la teneur en graisse neutre des solutions d'acide gras s'emploiera autant que possi- ble conjointement avec les autres contrôles préconisés dans le procédé suggéré précédemment et qui, par commodité se trouvent répètes ici. en détails:
Afin d'appliquer le principe de la séparation par sol- vant à la production commerciale des acides gras animaux il est indispensable que la quantité totale de solvant employée pour mener l'opération ne soit pas élevée au point que son coût ini- tial,.ses pertes, ses frais de récupération et de manutention générale élèvent le coût du procédé au delà de celui des mé- thodes par pressage utilisée présentement. Nous avons établi qu'il est faisable et pratique, commercialement, dans des opé- rations sur grande échelle, de séparer les acides gras soli- des'des acides gras liquides en utilisant une concentration d'acides dans le solvant de 20 30% et en maintenant la pureté ' du solvant entre 85 % et 95%.
Ces conditions fournissent un acide oléique supérieur, empêchent l'entraînement d'une quantité indue d'acide oléique dans le précipité solide, et produisent des aci- des gras solides convenant à divers usages conmerciaux.
La présente invention comprend également le fractionne- ment des acides gras solides. Blen que ceci puisse se faire s@ on le désire, séparément et indépendamment àe la séparation des acides, gras liquides et solides, il est toujours avanta- geux à bien des pointa de vue de réaliser les deux opérations conjointement. Pour agir ainsi; la solution est tout d'abord refroidie au dessous du point de précipitation ae l'acide sté- arique, le premier précipité est filtré et lavé, et la solu- tion est ensuite refroidie à nouveau et le précipité est encore. filtré. De cette manière on peut obtenir un nombre quelconque de fractions.-
L'importance de chaque chute de température est détermi- née par le produit final désiré.
Les fractions tendant a être les plus riches'en stéarique quittent la solution en premier lieu, et les fractions les plus riches en palmitique quittent la solution àux température les plus basses..
En genéral, les fractions où domine fortement le palmi- tique sont plus difficiles, à laver à cause de leur tendance à entrainer de l'acide oléique. De telles fractions conviennent particulièrement pour les lots destinés à la fabrication du sa- von, par suite de la grande tendance à mousser existant,chez les savons faits. à partir d'acide palmitique. Lorsqu'on désire une plus grande pureté, ces fractions riches en palmitique peuvent être recristallisées à partir de la solution afin de réduire leur teneur en acide oléique.
Des exemples typiques de la réalisation du procédé sont:
Exemple I.
Des acides gras distillés@obtenus à partir d'un mélange de 90% de suif et 10% de graisse de tripes furent dissous dans
90% de méthanol, la concentration étant 25%. Durant le refroi- dissement lent de la solution la précipitation des acides so- lides se produit. Le précipité était visqueux, ne prsentait aucune tendance à sédimenter et filtrait très médiocrement sous un vide d'environ 20 pouces. '
Un quart pour cent de suif fut ajouté aux acides gras.
En utilisant les mêmes concentrations et la même méthode de refroidissement on obtient un précipité grenu qui sédimentait en 5 minutes au point que la moitié de la boue consistait en @
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liquide clair. Cette boue filtrait rapidement sous un vide de 10 pouces en donnant un gâteau sec poudreux.
Exemple 2.
En traitant des acides gras à la vitesse de 1800 à l'heu- re à 30% de concentration en utilisant des acides gras obtenus à partir de mélanges de 90% de suif et 10% de.graisse de tripes, sans addition de suif, et en utilisant une opération à deux étapes, la première fraction obtenue par refroidissement à 52 F filtrait médiocrement sous des vides poussés et avec un titre
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de 139,.3.. ' t , Après avoir ajouté au lo 0,3 % de graisse, feutre, on obtint une boue grenue ayant de bonnes caractéristiques de fil- tration. Les vides de filtration, de lavage et d'élimination du solvant allèrent de 5 à 9 pouces et le titre de la -première fraction d'acidessolides fut de 130.7,
Les deuxièmes fractions correspondantes présentèrent un titre de 124,2, sans addition de suif, comparé à 127,2 avec
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0,3 )j de suif.
REVEiiDICL*IONS*
REVENDICATIONS.
1/ Une méthode de séparation d'acides gras mélangés, la dite méthode étant caractérisée en ce qu'on prépare une- solu- tion d'acides gras mélangés dans un solvant et en ce qu'on pré- voit dans ladite solution une quantité limitée de graisse neu- tre en ce qu'on refroidit 'ensuite ladite solution pour déduire son pouvoir dissolvant à l'égard d'une fraction des acides gras y contenus, précipitant ainsi ladite fraction donnée des acides gras, en ce qu'on sépare les acides gras précipités de la solu- tion contenant les acides gras non précipités.