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PROCEDE DE FABRICATION DE BEURRE DUR.
Les compositions de ce type sont des esters glycérides d'acides gras supérieurs qui sont solides aux températures ambiantes ordinaires. El- les sont utilisées comme,ingrédients dans des compositions telles que les glaçages pour des produits cuits et dans les.revêtements de bonbons, telles que les bonbons recouverts de chocolat. Ces compositions sont aussi utili- sées dans différentes préparations destinées au domaine des produits comes- tibles. Les propriétés nécessaires pour un produit de ce type sont importan- tes et les spécifications qui ont été établies sont relativement rigides.
Les procédés précédemment utilisés dans la fabrication de ces beurres durs n'ont pas été entièrement satisfaisants car les procédés d'estérification ordinaires ne prêtent pas eux-mêmes à une reproduction facile des résultats de sorte que les propriétés désirées n'étaient pas obtenues. De plus, il y avait diverses pertes dues au type de traitement, et on rencontrait d'ail- leurs d'autres difficultés durant les traitements.
La présente invention a' pour but et est conçue pour vaincre les difficultés et désavantages inhérents aux procédés utilisés suivant la technique antérieure, un des objets de la présente invention étant de pro- curer un procédé d'estérification d'acides gras supérieurs avec de la glycé- rine, grâce à quoi on obtient un beurre dur qui est apte, par excellence, à être utilisé dans les revêtements, les glaçages et autres emplois comes- tibles de types divers. @
Un des objets.de-la.présente'invention consiste également à prévoir un procédé qui peut être facilement:dirigé et qui peut être mis en
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oeuvre de temps en temps sans qu'il y ait difficulté pour donner des résul- tats sensiblement-identiques dans la production de beurre dur fini.
Un au tre objet -de la présente invention consiste à prévoir un procédé qui a, pour résultat, un produit qui est lisse et a un point de fu- sion relativement élevé, qui fond rapidement dans la bouche pour donner un liquide s'écoulant aisément, et qui n'est sensiblement pas en un état grais- seux à des températures ordinaires et ne donne pas de gomme dans la bouche.
Un autre objet encore de la présente invention consiste à pré- voir un procédé qui minimise la perte de constituants durant l'opération, ainsi que le temps nécessaire pour le'traitement, qui.. réduit la perte sub- séquente de raffinage et donne, comme résultat, un produit qui est plus facilement blanchi.
En mettant en pratique la présente invention, on prévoit un mé- lange d'acides gras',' dont l'acide laurique est le c'onstituant principal et qui contient une quantité importante d'acide myristique. La composition aci- de contient aussi., dans'la plupart des cas, une quantité relativement faible d'acides gras d'une huile du type de coco ayant 8 et 10 atomes de carbone, et une quantité légèrement supérieure d'acides gras d'une telle huile ayant 16 et 18 atomes de carbone.
Le mélange d'acide gras est mélangé à une quantité de glycéri- ne suffisante pour donner, à la fin de la réaction, un excès d'acides gras d'environ5 à 10 % sur l'équivalent moléculaire nécessaire pour former les triglycérides mélangés neutres des acides gras. Le mélange est chauffé dans un récipient de réaction convenable pourvu d'un agitateur et d'un condenseur de reflux, jusqu'à une température d'environ 450 F avec un vide-d'environ 25 pouces de mercure. Le mélange de réaction est maintenu auxdites tempéra- ture et pression pendant plusieurs heures, après quoi la température est graduellement augmentée jusqu'à environ 550 F. Le temps total pour arriver à ce point est d'environ 8 heures. La température du reflux est telle qu'on permet à de la vapeur d'eau de sortir du système.
Durant ces opérations, les réactions principales ont lieu. A la pression utilisée et à l'excès spécifié d'acides gras, la formation de triglycérides est accélérée et la présence de mono- et de diglycérides est rendue minimum pour tous les buts pratiques. Le vide relativement bas utili- sé empêche l'enlèvement de la glycérine de la zone de réaction.
Durant le stade de réaction précité, un reflux a lieu de sorte que les réactifs, qui peuvent s'être vaporisés durant l'opération, sont con- densés dans le condenseur de reflux et renvoyés à la zone de réaction. La-. température du condenseur de reflux est suffisamment élevée pour que de la vapeur engendrée-durant la réaction d'estérification soit enlevée et conden- sée séparément. - @
Ensuite, le vide dans le récipient de réaction est augmenté jusqu'à environ 29 pouces de mercure et le chauffage à la température maxi- mum établie est poursuivie pendant une heure de plus. Le reflux peut être relié à une conduite de'distillation ou bien la conduite de vapeur partant du récipient peut'être reliée à un condenseur de distillation.
Durant cette opération, l'excès d'acide gras libre encore présent dans le produit de réaction' est enlevé.
Vers la fin-de l'opération de distillation, un courant de va- peur est envoyé à travers la masse de réaction qui est agitée d'une manière continue pendant toute l'opération. La vapeur enlève les acides gras infé- rieurs tels que les acides caprique et caprylique :quand bien même de tels acides auraient,pu avoir été combinés sous forme de glycérides mélangés. Ce résultat est obtenu par'le déplacement des acides gras inférieurs par l'ex- cès restant d'acides gras supérieurs dans le .récipient de réaction.
Le produit est ensuite ''enlevé du récipient de réaction et est refroidi. Le glycéride brut est raffiné avec un alcali, et blanchi de la manière habituellement utilisée dans l'industrie des huiles comestibles..
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Le produit est alors soumis à une hydrogénation en vue de saturer substan- tiellement les acides gras supérieurs non saturés, comme l'acide oléique, présents dans les matières de départ.
A cause des glycérides sensiblement tout à fait estérifiés, les difficultés, que l'on avait rencontrées'précédemment durant l'hydro- génation, ont été éliminées, et l'opération se passe d'une manière unifor- me et jusqu'au point final désiré sans danger de corruption-du catalyseur.
Pour la même raison, l'opération de raffinage est facilitée, et la perte au cours de ce raffinage est sensiblement réduite.
Les exemples suivants sont des exemples particuliers du trai- tement de la présente invention.
Exemple 1
5000 livres des acides gras supérieurs mélangés d'huile de coco sont placées dans un récipient de réaction convenable chauffé, pour- vu d'un agitateur et d'une connexion sous le vide,et également d'un con- denseur de reflux. Les acides gras consistent principalement en acides lau- rique et myristique avec de petites quantités d'acides gras voisins et ils ont une quantité d'acide gras libre de 126. On ajoute aux acides gras une quantité de glycérine requise théoriquement pour se combiner avec environ, 95 % des acides gras dans le rapport d'une mole de glycérine pour 3 moles d'acides gras.
Le mélange est chauffé jusqu'à ce qu'une température de 450 F soit atteinte. Cela exige ordinairement environ 4 heures. Un vide d'environ 25 pouces est appliqué durant l'entièreté de l'opération de chauffage, et on force une eau de refroidissement à s'écouler à travers le condenseur de reflux à une vitesse telle que la température des vapeurs passant à tra- vers le condenseur de reflux n'excède pas 140 F. Le chauffage est poursui- vi à une température de 450 F à 550 F, et cette dernière température est maintenue pendant un nombre suffisant d'heures, jusqu'à ce que la teneur d'acide gras libre de la masse de réaction reste sensiblement constante.
Le vide est alors augmenté jusqu'à environ 29 pouces de mercu- re, la conduite menant au condenseur de reflux est fermée et les vapeurs s'élevant dans le récipient de réaction se distillent dans un récipient de distillation. Les vapeurs consistent essentiellement en acides gras en excès qui ne se sont pas combinés avec la glycérine La distillation est poursui- vie jusqu'à ce que la quantité d'acide gras libre soit moindre que 3 %, cal- culée comme acide oléique. L'opération demande environ une heure.
Le produit de réaction est refroidi et ensuite enlevé du réci- pient de réaction pour aller dans un récipient de raffinage. Il est alors soumis à l'habituel raffinage avec un alcali-et est ensuite blanchi. Une a- nalyse type de l'ester brut avant raffinage se présente comme suit :
EMI3.1
<tb> Couleur <SEP> (Rouge <SEP> Lovibond <SEP> 5 <SEP> 1/4" <SEP> col.) <SEP> 30/15
<tb>
<tb> Teneur <SEP> en <SEP> acide <SEP> gras <SEP> libre <SEP> (calculée
<tb>
<tb> comme <SEP> acide <SEP> oléique) <SEP> 2,5 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> Indice <SEP> d'iode <SEP> 18
<tb>
<tb>
<tb> Valeur <SEP> de <SEP> saponification <SEP> 238
<tb>
<tb>
<tb> Valeur <SEP> d'acétyle <SEP> 13
<tb>
Le produit est hydrogéné pour réduire l'indice d'iode à moins de 1.
Le produit peut être utilisé comme tel dans l'industrie ou peut être mélangé à d'autres matières grasses pour des buts spéciaux.
Exemple 2
5000 livres d'un mélange d'acides gras supérieurs dérivés de la distillation fractionnée des acides gras d'huile babassu, et ayant une quantité d'acide gras libre de 124, sont placées dans un récipient de réac-
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tion ou un récipient d'estérification, tel que décrit dans l'exemple 1.
On procède alors à un mélange avec une quantité de glycérine sensiblement pure telle qu'il y ait un excès de 5 à 10 % d'acides gras sur la quantité théorique calculée pour former des triglycérides dans la réaction qui s'en- suit.
Le mélange est chauffé pendant une période d'environ 4 heures jusqu'à une température maximum d'environ 450 F tout en maintenant un vide d'environ 26 pouces de mercure. La température des vapeurs passant à travers le condenseur de reflux est un maximum. d'environ 140 F. Le chauffage est poursuivi et la température est élevée jusqu'à un maximum d'environ 550 F sur une période de plusieurs heures, et la température est maintenue jusqu'à ce que le taux de décroissance de la teneur d'acide gras libre du produit de réaction soit tombé à moins de 0,5 % d'acide gras libre par heure. La quan- tité d'acide gras libre en ce point peut être d'environ 12 % calculés comme acide oléique.
Ensuite, les conduites du condenseur de reflux sont changées vers la position de distillation, le vide est augmenté jusqu'à environ 29 pouces de mercure, le chauffage est poursuivi, et les vapeurs engendrées au cours de l'opération sont distillées dans le récipient de distillation. Lors- que la teneur d'acide gras libre de la masse de réaction est descendue jus- qu'à une valeur non supérieure à 4 % calculés comme acide oléique, la désa- cidification est complète. L'ester brut est refroidi et va ensuite dans un récipient de raffinage.
Il a alors l'analyse type suivante :
EMI4.1
<tb> Couleur <SEP> (Rouge <SEP> Lovibond, <SEP> 5 <SEP> 1/4" <SEP> col.) <SEP> 30/15
<tb>
<tb> Teneur <SEP> en <SEP> acide <SEP> gras <SEP> libre <SEP> (comme <SEP> acide
<tb>
<tb> oléique) <SEP> 3,5 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> Indice <SEP> d'iode <SEP> 19
<tb>
<tb>
<tb> Valeur <SEP> de <SEP> saponification <SEP> 242
<tb>
<tb>
<tb> Valeur <SEP> d'acétyle <SEP> 5
<tb>
La réaction d'estérification 'demande 8 à 9 heures. L'ester brut est alors raffiné à l'alcali, blanchi et hydrogéné.
Le présent procédé donne, comme résultat, un beurre.dur qui est lisse, a un point de fusion relativement élevé, mais fond néanmoins fa- cilement dans la branche, pour donner un liquide s'écoulant aisément, ce qui est hautement désirable du point de vue commercial. Les glaçages et les revêtements réalisés avec le beurre dur ne se ramollissent pas trop ou ne fondent pas aux températures ordinaires de l'été et ne 'collent pas aux doigts lorsqu'on les manipule. La consistance de ces glaçages et revêtements réalisés avec ce beurre dur est du type exact désiré dans le commerce. Ce beurre dur est sensiblement exempt de couleur et aussi d'odeur.'Ces résul- tats peuvent être reproduits et, fournée après fournée du produit, ils sont conformes à toutes les exigences et spécifications du commerce.
REVENDICATIONS.
1. Procédé de fabrication d'esters glycérides, sensiblement neutres, d'acides gras supérieurs, comprenant : l'introduction dans un ré- cipient de réaction d'un mélange desdits acides gras et de glycérine; le chauffage dudit mélange à environ 450 F sous un vide d'environ 25 pouces de mercure pour forcer l'estérification à se produire;l'augmentation gra- duelle de la température jusqu'à environ 550 F; ensuite l'augmentation du vide jusqu'à environ 29 pouces pendant que ladite température est mainte- nue et que les acides gras libres sont enlevés par-distillation; et la ré- cupération du produit de réàction.
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HARD BUTTER MANUFACTURING PROCESS.
Compositions of this type are glyceride esters of higher fatty acids which are solid at ordinary room temperatures. They are used as ingredients in compositions such as icings for baked goods and in candy coatings, such as candies covered with chocolate. These compositions are also used in various preparations intended for the field of edible products. The properties required for a product of this type are important and the specifications which have been established are relatively rigid.
The processes previously used in the manufacture of these hard butters have not been entirely satisfactory because ordinary esterification processes themselves do not lend themselves to easy replication of the results so that the desired properties were not obtained. In addition, there were various losses due to the type of treatment, and further difficulties were encountered during the treatments.
The present invention aims and is designed to overcome the difficulties and disadvantages inherent in the processes used according to the prior art, one of the objects of the present invention being to provide a process for the esterification of higher fatty acids with sodium. glycerin, whereby a hard butter is obtained which is suitable, par excellence, for use in coatings, glazes and other edible uses of various types. @
One of the objects of the present invention is also to provide a process which can be easily managed and which can be implemented.
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from time to time without difficulty in giving substantially identical results in the production of finished hard butter.
A further object of the present invention is to provide a process which results in a product which is smooth and has a relatively high melting point, which quickly melts in the mouth to give an easily flowing liquid. , and which is substantially non-greasy at ordinary temperatures and does not give gum in the mouth.
Yet another object of the present invention is to provide a process which minimizes the loss of constituents during operation, as well as the time required for processing, which reduces the subsequent refining loss and gives, as a result, a product which is more easily bleached.
In practicing the present invention, there is provided a mixture of fatty acids, of which lauric acid is the major constituent and which contains a substantial amount of myristic acid. The acid composition also contains, in most cases, a relatively small amount of fatty acids of a coconut-type oil having 8 and 10 carbon atoms, and a slightly greater amount of fatty acids of coconut oil. such an oil having 16 and 18 carbon atoms.
The fatty acid mixture is mixed with an amount of glycerine sufficient to give, at the end of the reaction, an excess of fatty acids of about 5 to 10% over the molecular equivalent necessary to form the mixed neutral triglycerides. fatty acids. The mixture is heated in a suitable reaction vessel fitted with a stirrer and reflux condenser, to a temperature of about 450 ° F with a vacuum of about 25 inches of mercury. The reaction mixture is maintained at said temperature and pressure for several hours, after which the temperature is gradually increased to about 550 F. The total time to reach this point is about 8 hours. The reflux temperature is such that water vapor is allowed to exit the system.
During these operations, the main reactions take place. At the pressure used and at the specified excess of fatty acids, the formation of triglycerides is accelerated and the presence of mono- and diglycerides is minimized for all practical purposes. The relatively low vacuum used prevents the removal of glycerin from the reaction zone.
During the above reaction step, reflux takes place so that the reactants, which may have vaporized during the operation, are condensed in the reflux condenser and returned to the reaction zone. The-. The temperature of the reflux condenser is high enough that vapor generated during the esterification reaction is removed and condensed separately. - @
Then the vacuum in the reaction vessel is increased to about 29 inches of mercury and heating to the maximum set temperature is continued for an additional hour. The reflux can be connected to a distillation line or the vapor line from the vessel can be connected to a distillation condenser.
During this operation, the excess free fatty acid still present in the reaction product is removed.
Towards the end of the distillation operation, a stream of vapor is passed through the reaction mass which is stirred continuously throughout the operation. The steam removes lower fatty acids such as capric and caprylic acids: even though such acids could have been combined as mixed glycerides. This is achieved by the displacement of lower fatty acids by the remaining excess of higher fatty acids in the reaction vessel.
The product is then removed from the reaction vessel and is cooled. The crude glyceride is refined with an alkali, and bleached in the manner customarily used in the edible oil industry.
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The product is then subjected to hydrogenation in order to substantially saturate the higher unsaturated fatty acids, such as oleic acid, present in the starting materials.
On account of the substantially fully esterified glycerides, the difficulties which had previously been encountered during hydrogenation have been eliminated, and the operation proceeds in a uniform manner and to the point of desired end without danger of catalyst corruption.
For the same reason, the refining operation is facilitated, and the loss during this refining is significantly reduced.
The following examples are specific examples of the treatment of the present invention.
Example 1
5000 pounds of the mixed higher fatty acids of coconut oil are placed in a suitable heated reaction vessel, provided with a stirrer and a vacuum connection, and also a reflux condenser. The fatty acids consist mainly of lauric and myristic acids with small amounts of neighboring fatty acids and they have a free fatty acid amount of 126. The fatty acids are added a theoretically required amount of glycerin to combine with about , 95% of fatty acids in the ratio of one mole of glycerin to 3 moles of fatty acids.
The mixture is heated until a temperature of 450 F is reached. This usually takes about 4 hours. A vacuum of about 25 inches is applied during the entire heating operation, and cooling water is forced to flow through the reflux condenser at a rate such that the temperature of the vapors passing through. to the reflux condenser does not exceed 140 F. Heating is continued at a temperature of 450 F to 550 F, and the latter temperature is maintained for a sufficient number of hours, until the content d the free fatty acid of the reaction mass remains substantially constant.
The vacuum is then increased to about 29 inches of mercury, the line leading to the reflux condenser is closed and the vapors rising in the reaction vessel are distilled into a still vessel. The vapors consist mainly of excess fatty acids which have not combined with glycerin. Distillation is continued until the amount of free fatty acid is less than 3%, calculated as oleic acid. The operation takes about an hour.
The reaction product is cooled and then removed from the reaction vessel to go to a refining vessel. It is then subjected to the usual refining with an alkali and is then bleached. A typical analysis of the crude ester before refining is as follows:
EMI3.1
<tb> Color <SEP> (Red <SEP> Lovibond <SEP> 5 <SEP> 1/4 "<SEP> col.) <SEP> 30/15
<tb>
<tb> Free <SEP> <SEP> acid <SEP> fatty <SEP> <SEP> content (calculated
<tb>
<tb> as <SEP> oleic acid <SEP>) <SEP> 2.5 <SEP>% <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> Iodine <SEP> index <SEP> 18
<tb>
<tb>
<tb> <SEP> value of <SEP> saponification <SEP> 238
<tb>
<tb>
<tb> Acetyl <SEP> value <SEP> 13
<tb>
The product is hydrogenated to reduce the iodine number to less than 1.
The product can be used as such in industry or can be mixed with other fats for special purposes.
Example 2
5000 pounds of a mixture of higher fatty acids derived from the fractional distillation of fatty acids from babassu oil, and having an amount of free fatty acid of 124, is placed in a reaction vessel.
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tion or esterification vessel, as described in Example 1.
Mixing is then carried out with a quantity of substantially pure glycerin such that there is an excess of 5 to 10% of fatty acids over the theoretical quantity calculated to form triglycerides in the reaction which follows.
The mixture is heated for a period of about 4 hours to a maximum temperature of about 450 F while maintaining a vacuum of about 26 inches of mercury. The temperature of the vapors passing through the reflux condenser is a maximum. of about 140 F. Heating is continued and the temperature is raised to a maximum of about 550 F over a period of several hours, and the temperature is maintained until the rate of decrease of the content d The free fatty acid of the reaction product has fallen to less than 0.5% free fatty acid per hour. The amount of free fatty acid at this point can be about 12% calculated as oleic acid.
Then, the lines of the reflux condenser are changed to the distillation position, the vacuum is increased to about 29 inches of mercury, the heating is continued, and the vapors generated during the operation are distilled into the vessel. distillation. When the free fatty acid content of the reaction mass has fallen to a value of not more than 4% calculated as oleic acid, deacidification is complete. The crude ester is cooled and then goes into a refining vessel.
It then has the following typical analysis:
EMI4.1
<tb> Color <SEP> (Red <SEP> Lovibond, <SEP> 5 <SEP> 1/4 "<SEP> col.) <SEP> 30/15
<tb>
<tb> Free <SEP> <SEP> acid <SEP> fatty <SEP> <SEP> content (like <SEP> acid
<tb>
<tb> oleic) <SEP> 3.5 <SEP>% <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> Iodine <SEP> index <SEP> 19
<tb>
<tb>
<tb> <SEP> value of <SEP> saponification <SEP> 242
<tb>
<tb>
<tb> Acetyl <SEP> value <SEP> 5
<tb>
The esterification reaction takes 8 to 9 hours. The crude ester is then refined with alkali, bleached and hydrogenated.
The present process results in a hard butter which is smooth, has a relatively high melting point, but nonetheless readily melts in the branch, to give an easily flowing liquid, which is highly desirable from the point of view. from a business perspective. Icings and coatings made with hard butter do not soften too much or melt at ordinary summer temperatures and do not stick to fingers when handled. The consistency of these glazes and coatings made with this hard butter is of the exact type desired commercially. This hard butter is substantially free of color and also odor. These results are reproducible and, batch after batch of the product, meet all commercial requirements and specifications.
CLAIMS.
A process for making substantially neutral glyceride esters of higher fatty acids, comprising: introducing into a reaction vessel a mixture of said fatty acids and glycerin; heating said mixture to about 450 F under a vacuum of about 25 inches of mercury to force esterification to occur; gradually increasing the temperature to about 550 F; then increasing the vacuum to about 29 inches while said temperature is maintained and free fatty acids are removed by distillation; and recovering the reaction product.
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