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UNION CHIMIQUE BELGE, S.A., résidant à Bruxelles,
PROCEDE DE SEPARATION D'ACIDES GRASo
Les acides gras dont les esters glycériniques constituent les matières grasses (huiles et graisses) naturelles sont parfois divisés en acides gras solides à la température de 15 C et en acides gras liquides dont le point de fusion est en dessous de cette température.
Parmi les acides gras solideson peut citer les acides gras saturés ayant au moins 8 atomes de carbone tels que les acides myristique, palmitique et stéari- que ainsi que les acides acétyléniques. Les¯acides gras liquides compren- nent notamment les acides gras saturés ayant moins de 8 atomes de carbone comme par exemple les acides butyrique et capronique, ainsi que les aci- des gras éthyléniques dont les plus connus sont les acides oléique et li- noléique, et les acides gras hydroxylés saturés et non saturés.
On connaît plusieurs méthodes de séparation des acides gras solides et liquides contenus dans les matières grasses naturelles.
La présente invention a pour objet un procédé de séparation des acides gras en acides gras solides et liquides, procédé dans lequel on dis- sout la matière grasse dans l'alcool isopropylique, on traite cette solution par un excès de potasse caustique solide en présence de 0,1 à 0,9 % d'eau et on refroidit le mélange réactionnel de manière à séparer une phase li- quide contenant les savons potassiques des acides gras liquides et un pré- cipité contenant les savons potassiques des acides gras solides. A par- tir de ces savons, les acides sont ensuite libérés et séparés suivant les méthodes connues.
Les meilleurs résultats ont été obtenus lorsqu'on dissout la matière grasse dans 1,5 à 9 fois son poids d'alcool isopropylique, ce qui correspond à une concentration de l'huile variant de 40 à 10%. Au delà de ces limites, la séparation des acides gras solides est moins parfaite.
En milieu anhydre, aucune séparation ne se produit, tous les savons étant insolubles. D'autre part, la quantité d'eau provenant du sol- vant et de l'agent de saponification ne peut pas dépasser 0,9% du poids to-
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tal du mélange réactionnel. On réalise cette condition en prenant un al- cool isopropylique contenant 0,05 à 0,15% d'eau et en employant une potasse caustique titrant au moins 35% de KOH, l'excès de l'agent de saponification étant compris entre 10 et 40%, de la quantité calculée d'après l'indice de saponification de la matière grasse.
Le traitement de la solution de matière grasse dans l'alcool isopropylique au moyen de la potasse caustique solide est effectué dans un appareil broyeur-émulsionneur dont les organes rotatifs tournent à grande vitesse. Par suite de l'exothermicité de la réaction et des frottements mécaniques, le milieu réactionnel est porté à une température de 50-60 C, Or, l'expérience montre qu'à ces températures, la solubilité des savons potassiques dans l'alcool isopropylique des acides gras solides est encore appréciable. Il est donc nécessaire de refroidir le mélange réactionnel à 0 C ou en dessous. On obtient une séparation satisfaisante des acides gras en maintenant le mélange réactionnel à -2 C pendant deux heures au moins.
Par filtration, centrifugation ou autrement on recueille un pré- cipité contenant les savons potassiques des acides gras solides et une pha- se liquide contenant outre le solvant et le glycérol libéré par la saponi- fication, tous les savons des acides gras liquides et les produits non sa- ponifiés. Ce précipité et cette phase liquide sont éventuellement épurés par lavage au moyen d'un solvant convenable tels que l'alcool isopropyli- que ou l'eau.
Les savons potassiques constituant le précipité et ceux obtenus à partir de la phase liquide sont des savons secs qui peuvent servir dans certains procédés chimiques intéressants.
Une autre application de la présente invention est l'augmenta- tion du pouvoir siccatif des huiles. En effet, les acides gras liquides ob- tenus par traitement de la phase liquide sont composés presque uniquement d'acides éthyléniques qui ont un pouvoir siccatif élevé.
La présente invention convient pour le traitement de toutes les matières grasses naturelles ainsi que pour les mélangés d'acides gras natu- rels ou synthétiques contenant des acides gras solides et des acides gras liquides.
L'exemple suivant se rapporte au traitement de l'huile de pal- me.
Exemple.
Dans 600 cm3 d'alcool isopropylique contenant 0,1% d'eau on dis- sout 100 g d'huile de palme séchée dont l'indice de saponification est 201 On met cette solution dans un appareil broyeur-émulsionneur dont les cou- teaux tournent à 3000 tours par minute. On introduit 27 g de potasse caus- tique solide contenant 85% de KOH. Le pourcentage d'eau dans le mélange réactionnel est égal à 0,75%. Après 5 minutes, la réaction est terminée.
La température de la masse est à ce moment voisine de 60 C. On refroidît celle-ci d'abord à la température ambiante puis dans une glacière à -3 C pendant trois heures.
On filtre rapidement le produit de la réaction sur un filtre à vide en prenant soin d'éviter le contact de l'humidité. Le précipité som- mairement essoré est repris par 300 cm3 d'alcool isopropylique et traité dans l'appareil de saponification. On refroidit de nouveau à -3 C pendant trois heures et on filtre en prenant les mêmes précautions que précédemment Le précipité soigneusement essoré est traité comme il sera expliqué plus loin.
Quant au liquide, il est réuni au premier filtrat. Le mélange ainsi obtenu est chauffé pour éliminer le solvant. Le résidu est dissous dans l'eau, on y ajoute de l'acide sulfurique pour décomposer les savons potassiques. Il se forme une couche huileuse contenant les acides gras
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liquides et une couche aqueuse contenant le glycérol. La séparation des acides gras est améliorée par extraction de la couche huileuse au moyen d'éther. Suivant des méthodes connues, on obtient séparément l'acide olé- ique et l'acide linoléique.
Pour la séparation des acides gras solides, on dissout le pré- cipité soigneusement essoré dans 500 cm3 d'eau. On ajoute ensuite une solu- tion de 40 cm d'acide chlorhydrique concentré dans 60 cm3 d'eau. On décan- te la couche huileuse formée et on lave celle-ci à l'eau bouillante. On décante de nouveau et on laisse refroidir à la température ambiante. On recueille finalement 40 g d'un solide constitué par de l'acide palmitique mélangé à de l'acide stéarique et de l'acide myristique.
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UNION CHIMIQUE BELGE, S.A., residing in Brussels,
FATTY ACID SEPARATION PROCESS
The fatty acids whose glycerin esters constitute the natural fats (oils and fats) are sometimes divided into solid fatty acids at the temperature of 15 C and liquid fatty acids whose melting point is below this temperature.
Among the solid fatty acids, mention may be made of saturated fatty acids having at least 8 carbon atoms, such as myristic, palmitic and stearic acids as well as acetylenic acids. Liquid fatty acids include in particular saturated fatty acids having less than 8 carbon atoms such as butyric and capronic acids, as well as ethylenic fatty acids, the best known of which are oleic and linoleic acids, and saturated and unsaturated hydroxy fatty acids.
Several methods are known for separating solid and liquid fatty acids contained in natural fats.
The present invention relates to a process for separating fatty acids into solid and liquid fatty acids, process in which the fatty matter is dissolved in isopropyl alcohol, this solution is treated with an excess of solid caustic potassium hydroxide in the presence of 0.1 to 0.9% water and the reaction mixture is cooled so as to separate a liquid phase containing the potassium soaps from the liquid fatty acids and a precipitate containing the potassium soaps from the solid fatty acids. From these soaps, the acids are then released and separated according to known methods.
The best results have been obtained when the fat is dissolved in 1.5 to 9 times its weight of isopropyl alcohol, which corresponds to an oil concentration varying from 40 to 10%. Beyond these limits, the separation of solid fatty acids is less perfect.
In anhydrous medium, no separation occurs, all the soaps being insoluble. On the other hand, the amount of water from the solvent and the saponifying agent cannot exceed 0.9% by weight to-
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tal of the reaction mixture. This condition is achieved by taking an isopropyl alcohol containing 0.05 to 0.15% water and using a caustic potassium hydroxide containing at least 35% KOH, the excess of the saponifying agent being between 10 and 40%, of the amount calculated from the saponification index of the fat.
The treatment of the fat solution in isopropyl alcohol by means of solid caustic potash is carried out in a grinder-emulsifier apparatus, the rotary members of which rotate at high speed. As a result of the exothermicity of the reaction and of the mechanical friction, the reaction medium is brought to a temperature of 50-60 C. However, experience shows that at these temperatures, the solubility of potassium soaps in isopropyl alcohol solid fatty acids is still appreciable. It is therefore necessary to cool the reaction mixture to 0 C or below. Satisfactory separation of the fatty acids is obtained by maintaining the reaction mixture at -2 C for at least two hours.
By filtration, centrifugation or otherwise, a precipitate is collected containing the potassium soaps of solid fatty acids and a liquid phase containing, in addition to the solvent and the glycerol released by the saponification, all the soaps of liquid fatty acids and the products. unsaponified. This precipitate and this liquid phase are optionally purified by washing with a suitable solvent such as isopropyl alcohol or water.
The potassium soaps constituting the precipitate and those obtained from the liquid phase are dry soaps which can be used in certain interesting chemical processes.
Another application of the present invention is to increase the drying power of oils. In fact, the liquid fatty acids obtained by treatment of the liquid phase are composed almost entirely of ethylenic acids which have a high drying power.
The present invention is suitable for the processing of all natural fats as well as for mixtures of natural or synthetic fatty acids containing solid fatty acids and liquid fatty acids.
The following example relates to the processing of palm oil.
Example.
In 600 cm3 of isopropyl alcohol containing 0.1% water, 100 g of dried palm oil are dissolved, the saponification index of which is 201. This solution is placed in a grinder-emulsifier apparatus, the knives of which are rotate at 3000 revolutions per minute. 27 g of solid potassium hydroxide containing 85% KOH are introduced. The percentage of water in the reaction mixture is equal to 0.75%. After 5 minutes the reaction is complete.
The temperature of the mass is at this time close to 60 ° C. It is cooled first to room temperature and then in a cooler at -3 ° C. for three hours.
The reaction product is quickly filtered through a vacuum filter, taking care to avoid contact with moisture. The briefly drained precipitate is taken up in 300 cm3 of isopropyl alcohol and treated in the saponification apparatus. The mixture is cooled again to -3 ° C. for three hours and filtered, taking the same precautions as before. The precipitate, which is carefully drained, is treated as will be explained below.
As for the liquid, it is combined with the first filtrate. The mixture thus obtained is heated to remove the solvent. The residue is dissolved in water, sulfuric acid is added to it to decompose the potassium soaps. It forms an oily layer containing fatty acids
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liquids and an aqueous layer containing glycerol. The separation of fatty acids is improved by extracting the oily layer with ether. According to known methods, oleic acid and linoleic acid are obtained separately.
To separate out the solid fatty acids, the carefully drained precipitate is dissolved in 500 cm3 of water. Then a solution of 40 cm 3 of concentrated hydrochloric acid in 60 cm 3 of water is added. The oily layer formed is decanted and the latter is washed with boiling water. Decant again and allow to cool to room temperature. 40 g of a solid consisting of palmitic acid mixed with stearic acid and myristic acid are finally collected.