Verfahren zur Trennung von Fetten oder Ölen und Fettsäuren. Die Erfindung bezieht sich auf die Tren nung von Fettsäuren, die in neutralen Ölen oder Fetten enthalten sind.
Die für die Abtrennung der freien Fett säuren aus vegetabilischen und animalischen Ölen oder Fetten (im folgenden vielfach ab gekürzt mit Öl oder Rohöl bezeichnet) bis her benutzten Verfahren haben Nachteile, ins besondere den, da.ss die Verluste an Neutralöl verhältnismässig gross sind. Diese Verluste sind in der Hauptsache .darauf zurückzufüh ren, dass der anfallende Seifenstock grosse Mengen Neutralöl enthält, oder dass viel Neu- t5 während der Neutralisation zersetzt wird.
Bei der Zerlegung derartiger Seifen stöcke durch Säuren entstehen dann in der Regel Gemische von Neutralöl und Fettsäure, vielfach Seifenöle genannt, welche grosse Mengen Neutralö1 enthalten. Nachdem es gelungen ist, durch das Hochvakuumdestil- --lationsverfahren hochwertige Destillations- Fettsäuren zu erzielen, ist man in der Praxis immer mehr dazu übergegangen, Seifenöle, die gewöhnlich von dunkler Farbe sind und oft viele Verunreinigungen enthalten, zu destillieren.
Um die Seifenöle mit hohen Ge halten an Neutralöl für die Destillation ge eigneter zu machen, ist es notwendig, .das darin befindliche Neutralöl zum Beispiel nach Twitchell oder in einem Autoklaven zu spalten. Die Kosten dieser Spaltung sind hoch, und ausserdem wird hierbei das wert vollere Neutralöl in weniger wertvolle freie Fettsäure umgewandelt.
'17m diese Ausgaben und Verluste herab zusetzen bezw, zu vermeiden, ist bei der Raffination von Ölen und Fetten anzustreben, dass möglichst alles im Rohöl enthaltene Neu- tralöl als solches gewonnen wird, dass also die Abscheidung der Verunreinigung, wie Schleimstoffe, Phosphatide, Bitterstoffe und dergleichen, falls sie überhaupt angewendet sind,
keinerlei Schädigungen des Öls und keine nennenswerten .zusätzlichen Ölverluste verursacht und der bei der Fettsäureneutrali- sation anfallende Seifenstock ein Minimum von Neutralöl enthält. Der .Seifenstock soll möglichst so beschaffen sein, dass bei der Zerlegung .durch Säuren hochprozentige Fett säuren daraus erhalten werden, die ohne kost spielige Spaltung direkt für die Destillation geeignet sind.
Um die Zersetzung von Neu- tralöl bei der Raffination zu vermeiden, sollte bei möglichst niedriger Temperatur vorgereinigt und neutralisiert werden.
Eine befriedigende Lösung dieser Auf gabe ist bisher indessen nicht .gefunden worden.
Man hat wohl versucht, durch Anwen dung konzentrierter Neutralisationsmittel- lösungen oder durch Zusatz von Kochsalz zu diesen Lösungen oder Mischung des Öls mit Kochsalzlösung vor der Neutralisation Emulsionsbildungen und andere Erscheinun gen, die Seife im Öl zurückhalten, zu unter drücken. Die andern Verlustquellen werden dadurch indessen nicht oder nicht wesentlich verringert.
Ausserdem bleibt die günstige Wirkung des Kochsalzzusatzes in manchen Fällen überhaupt aus. , Werden nach einem andern Vorschlag mit einer Lösung von Alkali karbonat in wässerigem Alkohol, zum Bei spiel tierische oder pflanzliche Speiseöle neu tralisiert, so sind die Neutralölverluste wesentlich grösser als bei der Neutralisation mit einer wässerigen Alkalilösung. Eine ge wisse Menge Neutralöl geht in die wässerige, alkoholische sseifenlösung über; ferner ge langt ein Teil der im Soapstock befindlichen Verunreinigungen in das Öl.
Dazu tritt der weitere Nachteil, dass Ätzalkalien in alkoholi scher Lösung nicht allein die Fettsäuren, son dern auch stark und schnell Neutralöl ver seifen.
Ebenso mangelhafte Ergebnisse erhält man, wenn bei der Neutralisation der glei chen Ausgangsstoffe anfallende Seifenstöcke mit wässerigem Alkohol behandelt werden. Bekannt ist,. Fettsäuren aus Ölen und Fetten mit Alkohol abzutrennen; dabei lösen sich aber im Alkohol nicht nur die Fettsäuren, sondern auch grössere Mengen Neutralöle und -fette. Wird wässeriger Alkohol verwendet, so bietet ausserdem die Trennung der Al koholfettsäurelösung von ungelöstem Neu- tralöl infolge der geringen spezifischen Ge wichtsdifferenz und des Vorhandenseins von Schleimstoffen und dergleichen grosse Schwierigkeiten.
Infolge dieser Schwierigkeiten hat die Raffination von Ölen und Fetten mittels Alkohol, sowie diejenige mit Alkalien in alkoholischer Lösung und die Gewinnung des Neutralöls aus dem Seifenstock durch Al kohol in der Praxis keine Bedeutung erlangen können.
Ferner ist bekannt, die Neutralisation von Ölen oder Fetten mittels einer Lösung von Ammoniak in wässerigem Alkohol durchzu führen. Öl und Seifenlösung sollen sieh .dabei schnell und in völlig glatten -Schichten von einander trennen, und es sollen nach Ab destillation von Wasser, Alkohol und Am moniak ziemlich reine Fettsäuren entstehen. Durch Zusatz von beringen Mengen Salmiak zu einem derartigen Neutralisationsmittel wollte man gleichzeitig noch die Entfärbung der Öle und Fette bewirken.
Anderseits sollen durch Zusatz geringer Mengen Glau bersalz die Öle und Fette schneller und gründlicher entsäuert und entschleimt wer den, wenn Ammoniak in wässeriger, alkoholi scher Lösung als Neutralisationsmittel an gewendet wird. Die Verwendung von Ammo- nialL hat indessen den Nachteil, dass für die Neutralisation eine geschlossene Apparatur notwendig wird. Dieser und andere Nach teile haben dazu geführt, ,dass nachderartigen Verfahren ausgeführte Anlagen wieder still gelegt worden sind.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist nun ein Verfahren zur Trennung von vege tabilische oder animalische Öle oder Fette und Fettsäuren enthaltenden Gemischen, bei welchem Fettsäuren zum Beispiel durch Neu tralisation mit Alkalien, wie Alkalihydroxyd oder Alkalikarbonat in Fettsäureseifen über geführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Fettsäureseifen mittels Alkohol und kon- zentrierten Alkalisalzlösungen aus den sie enthaltenden Gemischen ausgeschieden und darauf die Mischung von ausgeschiedenen Stoffen,
Alkohol und Alkalisalz abgetrennt wird. Der Alkohol kann dabei mehr oder weniger grosse Mengen Wasser enthalten, zum Beispiel 4(I bis 80%ig sein, was, abgesehen von der Kostenfrage, auch noch den Vorteil hat, dass seine Löslichkeit für Salze und Fettsäureseifen grösser ist. Als Alkalisalze kommen hauptsächlich Glaubersalz, Koch salz, Salpeter, oder auch Alkalisalze organi scher Säuren, zum Beispiel Alkal.iazetat, in Frage.
Die Behandlung kann bei gewöhn licher Temperatur ausgeführt werden, zweck mässiger arbeitet man, zum Beispiel zur Er zielung besserer Löslichkeiten und schnel lerer Trennung der ineinander unlöslichen Flüssigkeiten, bei 25 bis<B>70'</B> C. Die Be handlung wird solange fortgesetzt, bis die Seife gelöst ist und die Mischung von Neu- tralöl und Seifenlösung ein emulsionsartiges Aussehen hat.
Lässt man dann absitzen, so trennt sich sehr schnell das Neutralöl von der Seifenlösung und man erhält ein reines Neu- 1 ralöl und eine Seifenlösung, die praktisch ausserdem .die Gesamtmenge der in dem Ge misch von Öl und Fettsäureseifen vorhan denen Verunreinigungen enthält. Neutralöl und Seifenlösung lassen sich gut voneinan der, zum Beispiel durch Dekantation, tren nen, und es sind die Neutralölverluste, die bei dem Verfahren gemäss der Erfindung entstehen, äusserst gering.
Das auf diese Weise behandelte 01 oder Fett zeichnet sich durch grosse Reinheit aus. Die nachstehend beschriebenen Ausfüh rungsformen zeigen, dass das Verfahren ge mäss der Erfindung in vieler Hinsicht ab geändert, und somit besonderen Verhältnissen der Praxis stets bestens angepasst werden kann.
In Rohöl oder -fett, welches zur Ausscheidung kolloidalgelöster Stoffe, wie Schleimstoffe, Phosphatide, Bitterstoffe usw:, durch Säuren, Lösungen von Elektrolytsalzen in Wasser, Gemische dieser Stoffe oder der gleichen vorbehandelt worden ist, wobei die gebildeten kernigen Flocken in dem so be handelten Produkt schwimmen, werden -die freien Fettsäuren mit Alkalien neutralisiert.
Wenn bei der Vorbehandlung zur Ausschei dung der Schleimstoffe und dergleichen Säu ren benutzt wurden, so müssen diese bei der Berechnung .der für die Neutralisation er forJerlichen Alkalimenge ebenfalls berück sichtigt werden. Bei der Neutralisation bil den sich kleine, kernige Seifenflocken.
Dem 0'1 wird hierauf unter kräftigem Rühren ein Gemisch von wässerigem Alkohol und einer mit Fettsäuren und Neutralöl unlösliche Verbindungen nicht eingehenden konzentrier ten Alkalisalzlösung, insbesondere Elektrolyt salzlösung, beigegeben, und zwar in solchen Mengen, da.ss die Seifenflocken bei der ge wählten Arbeitstemperatur gelöst werden.
Die durch die Vorbehandlung mit Säuren oder dergleichen ausgeschiedenen Stoffe lösen sich hierbei nicht wieder im 01, sondern wer den nach Abstellen des Rührwerkes von der Alkohol-Seifenlösung aufgenommen, wäh rend diese sich von Neutralöl trennt. Da Alkohol auch Bitterstoffe löst, werden auch ,diese, soweit sie nicht bereits durch die Al kalibehandlung unlöslich gemacht wurden, aus dem Neutralöl abgeschieden.
Auch die geringen Mengen von Phosphatiden und der gleichen, welche durch die Vorreinigung und die Alkalibehandlung nicht aus dem Neutral- öl entfernt sein sollten, gehen in die alkoholi sche Lösung über. Neutralöl wird dagegen durch die benutzte Mischung von Alkohol und konzentrierter Alkalisalzlösung nicht in Lösung gebracht.
Die flüssige Alkohol- Seifen-Salzlösung, in der sich auch die aus dem Rohöl ausgeschiedenen Verunreinigun gen befinden, trennt sich scharf von dem Neutralöl und enthält nur ganz geringe Men gen Neutralöl. Das Verfahren führt also zu einer vorzüglichen Ausbeute an reinem, hochwertigem Neutralöl und liefert eine fast neutralölfreie Fettsäureseifenlösung,
aus der nach der Abdestillation des Alkohols und Zerlegung der Seife durch Säure eine sehr hochprozentige Fettsäure gewonnen werden kann, die direkt für die Destillation verwen- det werden kann.
Die Abtrennung und Wie dergewinnung des Alkohols aus der Seifen lösung geschieht entweder unmittelbar durch Abdestillation, oder es wird die alkoholische Seifenlösung mit Mineralsäure in ein Al kohol-Fettsäuregemisch zerlegt und hierauf der Alkohol abdestilliert, je nachdem, ob die eine oder andere Ausführungsform der Al koholwiedergewinnung als die in bezug auf Ausbeute, Sicherheit und Bequemlichkeit des Betriebes und dergleichen vorteilhaftere zu bevorzugen ist.
Man kann auch ein Rohöl verwenden, aus dem die in ihm enthaltenden Schleimstoffe, Eiweissstoffe, Phosphatide, Bitterstoffe oder dergleichen durch ein Vorreinigungsverfah- ren zur Ausscheidung gebracht und sofort vom Öl getrennt wurden.
Es ergibt sich dann nach der erfindungsgemässen Trennung der Seifenlösung vom Neutralöl, Abdestilla- tion des Alkohols mit vorhergehender oder folgender Zerlegung der Seife durch Säure eine reine, sehr hochprozentige Fettsäure, die auch gut direkt (also ohne vorhergehende Destillation) in der Seifenindustrie Verwen dung finden kann.
Ohne vorherige Reinigung des Rohöls sind die Ausbeuten an Neutralöl ebenfalls noch sehr gut, wenn auch nicht so hoch wie bei den beiden ersten Arbeitsweisen.
Das Rohöl oder das vorgereinigte Rohöl kann auch mit einem Gemisch von Alkalien, Alkohol und konzentrierter Alkalisalzlösung neutralisiert werden. In diesem Falle wird die bei der Neutralisation der freien Fett säuren entstehende Seife sofort in Lösung gebracht. Um .die Zersetzung des neutralen Öls zu verringern, ist es in diesem Falle zweckmässig, Alkalikarbonat oder eine Mi schung von Alkalikarbonat und Hydroxyd als Neutralisationsmittel zu verwenden.
Eine weitere Ausfühiungsform der Er findung besteht darin, dass Rohöl oder vor gereinigtem Öl zuerst der Alkohol und die konzentrierte Alkalisalzlösung beigegeben und hierauf erst mit einer Alkalilösung neu tralisiert wird.
Es ist auch möglich, dem 01 nach der Neutralisation mit Alkalilösung zuerst den Alkohol oder einen Teil des Alkohols und dann das Salz, zum Beispiel in Form einer wässerigen oder alkoholischen konzentrierten Lösung, zuzusetzen. Man kann auch um gekehrt verfahren.
Oder es wird dem Rohöl oder dem vor gereinigten Öl zuerst die konzentrierte Al kalisalzlösung beigegeben, dann werden die freien Fettsäuren mit Alkalilösung neutrali siert und hierauf erst der Alkohol hinzu gefügt.
Auch kann das Rohöl oder vorgereinigte Öl mit einer Mischunb aus einer Alkali lösung und einer konzentrierten Salzlösung neutralisiert und dann der Alkohol bei gegeben werden.
Bei vielen Verfahren zur Abdestillation der freien Fttsäuren aus Ölen und Fetten ergeben sich' Öle, die noch eine gewisse Menge freier Fettsäuren und Oxyfettsäuren enthalten. Nachdem in .derartigen Ölen und Fetten die noch vorhandenen Fettsäuren, so wie Oxyfettsäuren mit Alkalilösungen neu tralisiert worden sind, wird erfindungsgemäss die Seife durch Alkohol und konzentrierte Alkalisalzlösung in Lösung gebracht, worauf diese Lösung vom Neutralöl getrennt und aufgearbeitet wird.
Bei der Neutralisation der Öle und Fette anfallende Soapstocks bestehen, nachdem sie durch Dekantieren, Filtrieren, Zentrifugie ren und dergleichen von der Hauptmenge ,des Neutralöls getrennt wurden, aus einem Gemisch von Öl und Fettsäureseifen. Auch aus derartigen Produkten kann -nach dem Verfahren gemäss der Erfindung die Fett säure abgeschieden und vom Neutralöl ge trennt werden. Hierbei werden ebenfalls sehr hochprozentige Fettsäuren erhalten.
Man kann auch die einzelnen @ Bestand teile des Abtrennungsmittels dem neutrali sierten Rohöl nacheinander in einer belie bigen Reihenfolge zusetzen. Zum Beispiel zuerst den Alkohol, dann das Alkalisalz, zum Beispiel in Form einer wässerigen oder alkoholisch wässerigen Lösung. Die jeweils anzuwendende geeignetste Reihenfolge rieh- tet sich nach der Natur der zu reinigenden Öle. Sie kann durch einige Versuche leicht festgestellt werden.
Nach Abtrennung der ausgeschiedenen Stoffe kann dann .die weitere Raffination des Neutralöls in bekannter Weise oder nochmals nach dem Verfahren gemäss der Erfindung erfolgen.
Statt Athylalkohol können auch andere Alkohole, .die Seifen, aber nicht Neutralöl lösen, zum Beispiel Methylalkohol, oder Ge mische von Alkoholen, die den gleichen Be dingungen genügen, angewendet werden.
Das Verfahren gemäss der Erfindung kann auch mit der Vakuumneutralisation ver bunden werden, zum Beispiel werden die im rohen oder vorgereinigten <B>01</B> enthaltenen freien Fettsäuren mit Sodalösungen neutrali siert unter gleichzeitiger oder nachfolgender Anwendung eines Vakuums oder Hoch vakuums, das den Zweck. hat, die Neutrali sation so weitgehend wie möglich zu gestal ten, und die Seife zu trocknen (D. R. P. Nr. 437520).
Nach Vernichtung des Vakuums werden die im Öl schwimmenden Seifen flocken durch ein Gemisch von wässerigem Alkohol und konzentrierter Alkalisalzlösung in Lösung gebracht und das Neutralöl von der Seife, wie vorher beschrieben, getrennt.
Da durch wird die Neutralölausbeute verbessert und die umständliche und kostspielige Ab trennung der Seife durch Filtration ver mieden." Wird ein Seifenflocken enthaltendes Roh öl, welches mit einer Alkalilösung üblicher Konzentration erhalten wurde, mit Alkohol und konzentrierter Alkalisalzlösung behan delt, so ist der Wassergehalt der alkoholi schen Seifenlösung in der Regel so gross, dass bei der späteren -Wiedergewinnung des Al kohols durch Abdestillation die Konzen tration,
des Alkohols im Destillat geringer ist als die in der für die Lösung der Fett- äureseife benutzten Flüssigkeit. Es folgt daraus gie Notwendigkeit, den durch die Destillation erhaltenen wässerigen Alkohol vor der Wiederverwendung zu konzentrie ren, was im Rahmen des Verfahrens ge mäss der Erfindung als unerwünschter, um- stündlicher und kostspieliger Hilfsprozess an gesehen werden muss.
Dieser Hilfsprozess erübrigt sich bei der Vakuumneutralisation mit Alkalilösungen, durch die die Fettsäureseifen im Vakuum soweit getrocknet werden können, dass,der für die Lösung der Fettsäureseife benutzte Al kohol bei der Abdestillation gleich in einer für seine Wiederverwendung im Verfahren gemäss der Erfindung geeigneten Konzen tration anfällt. Die Lösung des Seifenstockes kann bei der Verwendung der Vakuumtrock nung in verschiedener Weise durchgeführt werden.
1. Die durch Anwendung eines Neu txalisationsmittels erzeugte Fettsäureseife wird im Neutralöl der Vakuumtrocknung unterzogen. Darauf werden die im Öle schwebenden Seifenflocken in Alkohol und konzentrierter Alkalisalzlösung gelöst. Die so entstehende alkoholische Seifenlösung wird vom Neutralöl getrennt, was in der Regel durch Absetzenlassen geschieht.
2.. Die Verseifung der im 01 oder Fett befindlichen freien Fettsäure und die Trock nung der Fettsäureseife kann geschehen wie oben beschrieben. Abweichend wird dann der Seifenstock vom grösseren Teil des Neu tralöls .durch Absetzen, Zentrifugieren, Fil trieren oder eine andere geeignete Behand lungsmethode getrennt und erst nach dieser Trennung wird der noch ölhaltige Rückstand allein mit dem alkoholischen alkalisalz- haltigen Lösungsmittel behandelt.
3. Die Verseifung findet wie beschrieben statt. Der Seifenstock wird jedoch unmittel bar darnach durch Absetzenlassen, Zentri fugieren oder dergleichen grösstenteils vom Neutralöl getrennt. Darnach wird der noch ölhaltige Seifenrückstand der Vakuumtrock nung unterzogen und hiernach dem Verfahren gemäss der Erfindung unterworfen.
,Aus den nach den drei geschilderten Arbeitsmethoden erhaltenen Seifenlösungen wird der Alkohol durch Destillation ge trennt. Infolge der Vakuumtrocknung der Seife wird dabei ein Alkoholdestillat erhal ten, welches eine gleich hohe oder höhere Konzentration hat als der für die Lösung des Seifenstockes oder der. Seifenflocken ver wendete Alkohol. Ist die Konzentration des wiedergewonnenen Alkohols für die Wieder verwendung zu hoch, so ist es naturgemäss leicht, durch Zusetzen von Wasser den ge wünschten Konzentrationsgrad herzustellen.
Bei der Abdestillation .des Alkohols aus der Seifenlösung wird eine dicke Seifenpaste erhalten. In dem Masse, wie bei der Destil lation der Alkoholgehalt der Seife abnimmt, verlangsamt sich die DestillatiGnsgeschwin- digkeit, und es hat sich gezeigt, dass es oft schwierig ist, den Alkohol vollständig zu rückzugewinnen. Es ist in derartigen Fällen dann eine sehr lange Zeit für die Destillation erforderlich. Weitere Schwierigkeiten kann das starke Schäumen der Seife bei der Ab destillation verursachen.
Diese Schwierigkeiten lassen sich dadurch vermeiden, dass man .die Alkoholseifenlösung vor der Abdestillation des Alkohols mit organischen oder anorganischen Säuren be handelt, wodurch die Seife in Fettsäure zer setzt wird und eine Alkoholfettsäurelösung entsteht.
Wird zum Beispiel. die Seifen lösung durch eine entsprechende Menge Schwefelsäure zu Natriumsulfat und freier Fettsäure umgesetzt, so erhält man ein Ge misch, bestehend aus Alkohol-Fettsäure- lösung und Natriumsulfat - (Glaubersalz)- lösung, aus welchem der Alkohol praktisch quantitativ abdestilliert werden kann, und zwar verläuft die Destillation schnell und ohne dass bei Verwendung der üblichen Ap paratur Schwierigkeiten durch Schäumen ent stehen.
Durch die Trocknung der ;Seife im Va kuum werden auch die gegebenenfalls darin befindlichen Eiweissstoffe, :Schleimstoffe oder dergleichen getrocknet und dadurch so ver ändert, dass sie sich nicht mehr in der Al koholseifenlösung auflösen. Man erhält da durch eine gute Trennung von<B>01</B> und Al kohoiseifenlösung, und die erhaltenen -Öle und Alkoholseifen sind praktisch frei von den Ei weissstoffen, -Schleimstoffen und ähnlichen Nebenbestandteilen der Rohöle oder -fette, die für sich eine besondere Schicht -bilden.
Auf die vorstehend beschriebene Weise erhaltene Fettsäuren sind hochprozentig, eignen sich infolge ihrer Reinheit gut für eine Hydrierung, und die hydrierten Fett säuren ergeben bei der Destillation sehr gute Destillatfettsäuren. Man kann auch die ge ringen Mengen von Neutralöl, welche sich noch in den hydrierten Fettsäuremengen be finden, durch Spaltung, z. B. Autoklaven oder durch starke Schwefelsäure, in Fett säure zerlegen und nach Abtrennung des hierbei entstehenden Glyzerins .destillieren.
Für die Behandlung mit Glyzerin zum Zwecke. der Vereiterung sind die durch De stillation erhaltenen Fettsäuren ebenfalls sehr gut geeignet.
Die Zerlegung der Alkoholseifenlösung mit Säuren geht viel schneller vor sich als bei den bisher angewendeten Arbeitsweisen. Die Fettsäuren sind so hochprozentig, dass in der Regel die Spaltung unnötig ist, und die Kosten für die Spaltung .im Autoklaven oder nach andern Arbeitsverfahren werden vermieden.
Bei der Lösung der Fettsäureseife in Al kohol und konzentrierter Alkalisalzlösung bildet sich manchmal eine Emulsionsschicht. Diese enthält etwas Neutralöl, einen Teil der Alkoholseifenlösung, und falls die Neu tralisation ohne vorhergehende Entschlei- mung erfolgte, auch die Hauptmenge der Schleimstoffe und dergleichen. Sie wird zweckmässig nochmals mit wässerigem Al kohol oder einem Gemisch von wässerigem Alkohol und einer .Salzlösung gewaschen, um die darin befindliche Seife zu entfernen.
Die hierbei erhaltene Alkoholseifenlösung mit geringem Seifengehalt kann für die erfin dungsgemässe Behandlung frischer seifen- haltiger Gemische weiter verwendet werden. Es verbleibt dann eine Ölemulsion, die zweckmässig mit einer verdünnten organi schen oder anorganischen Säure behandelt wird, wodurch die Emulsion zerstört und das Öl frei von Seife und Schleimstoffen erhalten wird. Aus den alkoholhaltigen koagulierten Schleimstoffen und dergleichen wird der Al kohol durch Destillation abgetrieben.
Werin die zu behandelnden -Gle oder Fette vor der Neutralisation, wie an sich bekannt, einer Säurevorbehandlung zum Zwecke der Iioagulierung der Schleimstoffe und derglei chen unterworfen werden, so ist es zweck mässig, .die Neutralisation unmittelbar an- sehliessen.d an die Vorreinigung vorzunehmen.
1)er bei der Säurevorbehandlung verwendete Säureüberselsuss wird durch. das Neutral.i- sationsmittel, zum Beispiel Ätznatron, neu tralisiert, wobei sich Salze bilden, zum Bei spiel entsteht im Falle einer Vorbehandlung mit Schwefelsäure bei der Neutralisation des Säureüberschusses durch 3tznatron oder Soda eine Glaubersalzlösung. Erst nachdem diese Umsetzung erfolgt ist,
verseift das Alkali die freien Fettsäuren. Be der Trocknung der Fettsäureseife im Vakuum wird aueh die Glaubersalzlösung konzentriert. Die hier durch bewirkte Erhöhung des spezifischer Gewichtes ist beider Trennung der alkoholi schen Fettsäureseifen- und Salzlösung von dem Neutralöl ebenfalls vorteilhaft, indem die Trennung beschleunigt wird.
<I>Beispiele:</I> 1. 1500 g rohes Cottonöl mit einer Säure zahl von 4,0 werden in einem Becherglase auf 25 C angewärmt. Unter Rühren wer den 6 cm' (0,4 Vol %) 50 % ige Schwefel säure und 6 cm' konzentrierte Glaubersalz- lösung beigegeben. Die im Öle kolloidal ge lösten Phosphatide, Schleimstoffe und der gleichen, werden in kurzer Zeit in Form von kernigen Flocken, die im Öl schwimmen, aus geschieden.
Hierauf wird unter weiterem Rühren Atznatronlösung von 20 B6 zuge setzt, wobei dieser Zusatz so zu bemessen ist, dass sowohl die im Ö1 noch vorhandene über schüssige Schwefelsäure, als auch die freien Fettsäuren neutralisiert werden. Es bilden sich kleinkernige Seifenflocken. Das Öl wird hierauf unter weiterem Rühren auf 50, bis 55 C angewärmt und hierauf 150 cm' eines Gemisches bestehend aus 90 cm' 50%igem Alkohol und 60 cm' einer kalt gesättigten Glaubersalzlösung beigegeben. Es wird 15 Minuten lang gut gemischt, wobei die Seifenflocken in Lösung gehen.
Nach Ab stellen des Rührwerkes setzt sich die alkoho lische Glaubersalz-Seifenlösung, welche auch die ausgeschiedenen Phosphatide Schleim stoffe und dergleichen enthält, am Boden des Becherglases ab in seiner Schicht, die scharf. vom Neutralöl getrennt ist und die fast kein Neutralöl enthält. Diese Lösung wird von dem Neutralöl getrennt und vor oder nach der Abdestillation .des Alkohols mit Säure be handelt, um die Fettsäureseifen zu zerlegen.
2. 6400 kg entschleimtes Erdnussöl, wel ches 3,6 % freie Fettsäure enthält, wird in einen Vakuumapparat eingesaugt und bei outem Vakuum, sowie unter Rühren auf 35 C angewärmt. Dann werden unter kräf tigem Rühreis 162 kg Sodalösung, die 54 kg Na2C03 enthält, in das<B>01</B> eingesaugt. lach dem Einsaugen der Lösung wird im Appa rat ein hohes Vakuum erzeugt und die Öl- temperatur auf 45 C gebracht. Es wird dann eine halbe Stunde gerührt und hierauf das Vakuum vernichtet.
Die feinkernigen Seifenflocken schwimmen im klaren<B>01.</B> Dem 0l werden & 05 kg einer Mischung, die aus 460 kg wässerigem (50 % igem) Alkohol und 345 kg einer konzentrierten Kochsalzlösung besteht, beigegeben. Es wird 20 Minuten gut gemischt. Hierbei lösen sich die Seifenflok- ken. Nach Abstellen des Rührwerkes und Absetzenlassen der alkoholischen Seifen lösung wird diese vom Neutralöl abgelassen und hierauf vor oder nach Abdestillation des Alkohols mit Säure zersetzt.
Die alkoholische Salzlösung wird erfin dungsgemäss am zweckmässigsten in konzen trierter Form, zum Beispiel kalt gesättigt oder nahezu gesättigt, verwendet. Die Kon zentration kann selbst so hoch gewählt wer den, .dass beim Abkühlen der alkoholischen Salz-Seifenlösung unter die Temperatur., bei der die Lösung der Seife erfolgte, Ausschei dungen von Salzen oder Seifen eintreten. Es ist nämlich ohne weiteres möglich, die Tren nung des Neutralöls von der Seifenlösung auszuführen, bevor eine derartige Abkühlung und die damit verbundenen Ausscheidungen eintreten.
Finden dann Ausscheidungen in der vom Neutralöl getrennten Seifenlösung statt, so sind diese nicht mehr störend, da sie leicht durch bekannte Mittel, zum Beispiel Zersetzung der Seifen, Abdestillation des Al kohols usw. - unschädlich gemacht werden können.
Für .das vorliegende Verfahren wird der Schutz nur soweit beansprucht, als es sich nicht um die Herstellung von hauptsächlich zur Ernährung von Menschen oder Tieren bestimmten chemischen Stoffen, sowie um die Herstellung von Arzneimitteln und Nah rungsmitteln für Menschen oder Tiere auf anderem als auf chemischem Wege handelt.
Process for the separation of fats or oils and fatty acids. The invention relates to the separation of fatty acids contained in neutral oils or fats.
The processes used up to now for the separation of the free fatty acids from vegetable and animal oils or fats (in the following often abbreviated to oil or crude oil) have disadvantages, in particular that the losses of neutral oil are relatively large. These losses are mainly due to the fact that the soap stick produced contains large quantities of neutral oil, or that a lot of new t5 is decomposed during the neutralization.
When such soaps are broken down by acids, mixtures of neutral oil and fatty acid, often called soap oils, are usually produced, which contain large amounts of neutral oil. After it has been possible to achieve high-quality distillation fatty acids by means of the high vacuum distillation process, in practice more and more people have switched to distilling soap oils, which are usually dark in color and often contain a lot of impurities.
In order to make the soap oils with high levels of neutral oil more suitable for distillation, it is necessary to split the neutral oil contained therein, for example according to Twitchell or in an autoclave. The cost of this cleavage is high and, moreover, the more valuable neutral oil is converted into less valuable free fatty acid.
In order to reduce or avoid these expenses and losses, when refining oils and fats, the aim should be that as much as possible all of the neutral oil contained in the crude oil is obtained as such, that is, the separation of impurities such as slimy substances, phosphatides, bitter substances and the like, if they are used at all,
causes no damage to the oil and no noteworthy additional oil losses and the soap stick resulting from fatty acid neutralization contains a minimum of neutral oil. If possible, the soapstock should be designed in such a way that, when broken down by acids, high-percentage fatty acids are obtained from it, which are directly suitable for distillation without costly cleavage.
In order to avoid the decomposition of neutral oil during refining, it should be pre-cleaned and neutralized at the lowest possible temperature.
A satisfactory solution to this task has not yet been found.
Attempts have been made to suppress the formation of emulsions and other phenomena that retain soap in the oil by using concentrated neutralizing agent solutions or by adding common salt to these solutions or mixing the oil with common salt solution prior to neutralization. The other sources of loss are, however, not or not significantly reduced.
In addition, the beneficial effect of the addition of table salt does not appear at all in some cases. If, according to another proposal, a solution of alkali carbonate in aqueous alcohol, for example animal or vegetable edible oils, is neutralized, the loss of neutral oil is much greater than when neutralizing with an aqueous alkali solution. A certain amount of neutral oil goes into the aqueous, alcoholic soap solution; furthermore, some of the impurities in the soapstock get into the oil.
In addition, there is the further disadvantage that caustic alkalis in alcoholic solution not only saponify the fatty acids, but also strongly and quickly neutralize oil.
Equally inadequate results are obtained if soap sticks obtained during the neutralization of the same starting materials are treated with aqueous alcohol. Is known. To separate fatty acids from oils and fats with alcohol; Not only do the fatty acids dissolve in the alcohol, but also larger quantities of neutral oils and fats. If aqueous alcohol is used, the separation of the alcohol fatty acid solution from undissolved neutral oil also presents great difficulties due to the low specific weight difference and the presence of mucilage and the like.
As a result of these difficulties, the refining of oils and fats by means of alcohol, as well as those with alkalis in alcoholic solution and the extraction of neutral oil from the soap stick by means of alcohol, cannot gain any importance in practice.
It is also known to carry out the neutralization of oils or fats by means of a solution of ammonia in aqueous alcohol. Oil and soap solution should be separated from one another quickly and in completely smooth layers, and fairly pure fatty acids should be produced after the water, alcohol and ammonia have been distilled off. By adding ringed amounts of ammonia to such a neutralizing agent, the aim was to simultaneously decolorize the oils and fats.
On the other hand, the oils and fats should be deacidified and degummed faster and more thoroughly by adding small amounts of Glauber's salt if ammonia in an aqueous, alcoholic solution is used as a neutralizing agent. The use of ammonia, however, has the disadvantage that a closed apparatus is necessary for the neutralization. This and other disadvantages have led to plants built according to such processes being shut down again.
The present invention now relates to a process for separating vegetable or animal oils or mixtures containing fats and fatty acids, in which fatty acids are converted into fatty acid soaps, for example by neutralization with alkalis, such as alkali hydroxide or alkali carbonate, characterized in that the fatty acid soaps by means of Alcohol and concentrated alkali salt solutions are excreted from the mixtures containing them and then the mixture of excreted substances,
Alcohol and alkali salt is separated. The alcohol can contain more or less large amounts of water, for example 4 (1 to 80%, which, apart from the question of cost, also has the advantage that its solubility for salts and fatty acid soaps is greater. The main alkali salts are Glauber's salt, cooking salt, saltpetre, or alkali salts of organic acids, for example Alkal.iacetat, in question.
The treatment can be carried out at the usual temperature; it is more expedient to work, for example to achieve better solubilities and quicker separation of the mutually insoluble liquids, at 25 to 70 ° C. The treatment continues for as long continue until the soap has dissolved and the mixture of neutral oil and soap solution has an emulsion-like appearance.
If you then allow to settle, the neutral oil separates very quickly from the soap solution and you get a pure neutral oil and a soap solution which also contains practically the total amount of impurities in the mixture of oil and fatty acid soaps. Neutral oil and soap solution can be easily separated from one another, for example by decantation, and the neutral oil losses that arise in the process according to the invention are extremely low.
The oil or fat treated in this way is characterized by its great purity. The embodiments described below show that the method according to the invention can be modified in many respects, and thus can always be optimally adapted to special circumstances in practice.
In crude oil or fat, which has been pretreated for the elimination of colloidal substances, such as mucilage, phosphatides, bitter substances, etc., by acids, solutions of electrolyte salts in water, mixtures of these substances or the like, with the resulting flaky flakes being treated in this way If the product floats, the free fatty acids are neutralized with alkalis.
If acids were used during the pretreatment to remove the mucilage and the like, then these must also be taken into account when calculating the amount of alkali required for neutralization. Small, pithy soap flakes form during neutralization.
With vigorous stirring, a mixture of aqueous alcohol and a concentrated alkali salt solution, especially electrolyte salt solution, is then added to the 0'1 with vigorous stirring, in such a quantity that the soap flakes are at the selected working temperature be solved.
The substances excreted by the pretreatment with acids or the like do not dissolve again in the oil, but instead are absorbed by the alcohol-soap solution after switching off the agitator, while it separates from neutral oil. Since alcohol also dissolves bitter substances, these are also separated from the neutral oil, provided they have not already been made insoluble by the alkali treatment.
The small amounts of phosphatides and the like, which should not be removed from the neutral oil by the pre-cleaning and the alkali treatment, are also transferred to the alcoholic solution. Neutral oil, on the other hand, is not dissolved by the mixture of alcohol and concentrated alkali salt solution used.
The liquid alcohol-soap-salt solution, which also contains the impurities excreted from the crude oil, separates sharply from the neutral oil and contains only very small amounts of neutral oil. The process thus leads to an excellent yield of pure, high-quality neutral oil and provides an almost neutral oil-free fatty acid soap solution,
From which, after the alcohol has been distilled off and the soap is broken down by acid, a very high-percentage fatty acid can be obtained that can be used directly for the distillation.
The separation and recovery of the alcohol from the soap solution is done either directly by distillation, or the alcoholic soap solution with mineral acid is broken down into an alcohol-fatty acid mixture and the alcohol is then distilled off, depending on whether one or the other embodiment of the alcohol recovery than the one more advantageous in terms of yield, safety and convenience of operation and the like.
It is also possible to use a crude oil from which the slimy substances, proteins, phosphatides, bitter substances or the like contained in it are eliminated by a pre-cleaning process and immediately separated from the oil.
After separating the soap solution from the neutral oil according to the invention, distilling off the alcohol with preceding or following decomposition of the soap by acid, a pure, very high-percentage fatty acid results, which can also be used directly (i.e. without preceding distillation) in the soap industry can.
Without prior purification of the crude oil, the yields of neutral oil are also still very good, although not as high as in the first two working methods.
The crude oil or the pre-cleaned crude oil can also be neutralized with a mixture of alkalis, alcohol and concentrated alkali salt solution. In this case, the soap produced during the neutralization of the free fatty acids is immediately dissolved. In order to reduce the decomposition of the neutral oil, it is advisable in this case to use alkali carbonate or a mixture of alkali carbonate and hydroxide as the neutralizing agent.
A further Ausfühiungsform of the invention consists in that crude oil or before purified oil first the alcohol and the concentrated alkali salt solution are added and then only neutralized with an alkali solution.
It is also possible, after neutralization with an alkali solution, to first add the alcohol or part of the alcohol and then the salt, for example in the form of an aqueous or alcoholic concentrated solution. You can also do the opposite.
Or the concentrated alkali salt solution is first added to the crude oil or the previously cleaned oil, then the free fatty acids are neutralized with an alkali solution and then the alcohol is added.
The crude oil or pre-cleaned oil can also be neutralized with a mixture of an alkali solution and a concentrated salt solution and then the alcohol can be added.
Many processes for distilling off the free fatty acids from oils and fats result in oils which still contain a certain amount of free fatty acids and oxy fatty acids. After the fatty acids still present in such oils and fats, such as oxyfatty acids, have been neutralized with alkali solutions, according to the invention the soap is dissolved by alcohol and concentrated alkali salt solution, whereupon this solution is separated from the neutral oil and worked up.
After being separated from the bulk of the neutral oil by decanting, filtering, centrifuging and the like, the soapstocks obtained during the neutralization of oils and fats consist of a mixture of oil and fatty acid soaps. The fatty acid can also be separated from such products by the method according to the invention and separated from the neutral oil. Very high percentage fatty acids are also obtained here.
You can also add the individual components of the separation agent to the neutralized crude oil one after the other in any order. For example, first the alcohol, then the alkali salt, for example in the form of an aqueous or alcoholic aqueous solution. The most suitable sequence to be used in each case depends on the nature of the oils to be cleaned. It can easily be determined by a few experiments.
After the separated substances have been separated off, further refining of the neutral oil can then take place in a known manner or again using the method according to the invention.
Instead of ethyl alcohol, it is also possible to use other alcohols that dissolve soaps but not neutral oil, for example methyl alcohol or mixtures of alcohols that meet the same conditions.
The method according to the invention can also be combined with vacuum neutralization, for example the free fatty acids contained in the raw or pre-cleaned 01 are neutralized with soda solutions with simultaneous or subsequent application of a vacuum or high vacuum, which causes the Purpose. has to do the neutralization as much as possible and to dry the soap (D. R. P. No. 437520).
After the vacuum has been eliminated, the soaps floating in the oil are brought into solution by a mixture of aqueous alcohol and concentrated alkali salt solution and the neutral oil is separated from the soap as previously described.
This improves the neutral oil yield and avoids the laborious and costly separation of the soap by filtration. "If a crude oil containing soap flakes, which was obtained with an alkali solution of the usual concentration, is treated with alcohol and a concentrated alkali salt solution, the water content is the alcoholic soap solution is usually so large that when the alcohol is later recovered by distillation, the concentration,
of the alcohol in the distillate is lower than that in the liquid used for the solution of the fatty acid soap. It follows from this that the aqueous alcohol obtained by the distillation must be concentrated before reuse, which in the context of the process according to the invention must be viewed as an undesirable, hourly and costly auxiliary process.
This auxiliary process is unnecessary in the case of vacuum neutralization with alkali solutions, by means of which the fatty acid soaps can be dried in a vacuum to such an extent that the alcohol used for the solution of the fatty acid soap is immediately obtained in a concentration suitable for its reuse in the process according to the invention . The solution of the soap stick can be carried out in various ways when using vacuum drying.
1. The fatty acid soap produced by using a neutralizing agent is subjected to vacuum drying in neutral oil. The soap flakes floating in the oil are then dissolved in alcohol and a concentrated alkali salt solution. The resulting alcoholic soap solution is separated from the neutral oil, which is usually done by allowing it to settle.
2 .. The saponification of the free fatty acid in the oil or fat and the drying of the fatty acid soap can take place as described above. In contrast to this, the soap stick is then separated from the greater part of the neutral oil by settling, centrifuging, filtering or another suitable treatment method and only after this separation is the still oily residue treated with the alcoholic alkali-salt-containing solvent alone.
3. The saponification takes place as described. However, immediately thereafter, the soap stick is largely separated from the neutral oil by settling, centrifuging or the like. The soap residue, which is still oily, is then subjected to vacuum drying and then subjected to the process according to the invention.
From the soap solutions obtained by the three working methods described, the alcohol is separated by distillation. As a result of the vacuum drying of the soap an alcohol distillate is obtained, which has an equal or higher concentration than that for the solution of the soap stick or the. Soap flakes used alcohol. If the concentration of the recovered alcohol is too high for reuse, it is naturally easy to achieve the desired degree of concentration by adding water.
When the alcohol is distilled off from the soap solution, a thick soap paste is obtained. As the alcohol content of the soap decreases during distillation, the rate of distillation slows down, and it has been found that it is often difficult to fully recover the alcohol. In such cases, a very long time is required for the distillation. The strong foaming of the soap during distillation can cause further difficulties.
These difficulties can be avoided by treating the alcohol soap solution with organic or inorganic acids before the alcohol is distilled off, whereby the soap is decomposed into fatty acid and an alcohol fatty acid solution is formed.
Will for example. If the soap solution is converted into sodium sulfate and free fatty acid by an appropriate amount of sulfuric acid, a mixture consisting of alcohol-fatty acid solution and sodium sulfate (Glauber's salt) solution is obtained from which the alcohol can be distilled off practically quantitatively the distillation proceeds quickly and without foaming difficulties when using the usual apparatus.
By drying the soap in a vacuum, any proteins, mucilages or the like that may be in it are also dried and thus changed in such a way that they no longer dissolve in the alcohol soap solution. There is a good separation of <B> 01 </B> and Al kohoiseifenlösung, and the resulting oils and alcohol soaps are practically free of the proteins, glutinous substances and similar secondary constituents of the crude oils or fats, which are one in themselves special layer -form.
Fatty acids obtained in the manner described above are high percentage, are well suited for hydrogenation due to their purity, and the hydrogenated fatty acids give very good distillate fatty acids in the distillation. You can also find the small amounts of neutral oil, which are still in the hydrogenated fatty acid amounts, by cleavage, eg. B. autoclave or by strong sulfuric acid, decompose into fatty acid and after separation of the resulting glycerine .destillieren.
For treatment with glycerin for the purpose. The fatty acids obtained by distillation are also very suitable for suppuration.
The decomposition of the alcohol soap solution with acids is much faster than with the previously used working methods. The fatty acids are so high that cleavage is usually unnecessary, and the costs for cleavage in an autoclave or other working processes are avoided.
When the fatty acid soap is dissolved in alcohol and concentrated alkali salt solution, an emulsion layer is sometimes formed. This contains some neutral oil, part of the alcohol soap solution and, if the neutralization was carried out without prior degumming, also the majority of the mucilage and the like. It is expediently washed again with aqueous alcohol or a mixture of aqueous alcohol and a salt solution in order to remove the soap it contains.
The alcohol soap solution obtained in this way with a low soap content can be used further for the treatment according to the invention of fresh soap-containing mixtures. An oil emulsion then remains, which is expediently treated with a dilute organic or inorganic acid, which destroys the emulsion and leaves the oil free from soap and slimy substances. The alcohol is driven off by distillation from the alcohol-containing coagulated mucilage and the like.
If the gels or fats to be treated are subjected to acid pretreatment before neutralization, as is known per se, for the purpose of ionizing the mucilage and the like, it is advisable to carry out the neutralization immediately after the pre-cleaning .
1) The excess acidity used in acid pretreatment is achieved through. the neutralizing agent, for example caustic soda, is neutralized, whereby salts are formed, for example in the case of pretreatment with sulfuric acid when the excess acid is neutralized with caustic soda or soda, a Glauber's salt solution is formed. Only after this implementation has taken place
The alkali saponifies the free fatty acids. When drying the fatty acid soap in a vacuum, the Glauber's salt solution is also concentrated. The increase in the specific gravity brought about here is also advantageous when separating the alcoholic fatty acid soap and salt solution from the neutral oil, in that the separation is accelerated.
<I> Examples: </I> 1. 1500 g of raw cotton oil with an acid number of 4.0 are warmed to 25 C in a beaker. While stirring, the 6 cm '(0.4% by volume) of 50% sulfuric acid and 6 cm' of concentrated Glauber's salt solution are added. The phosphatides, mucilage and the like, dissolved colloidally in the oil, are quickly separated out in the form of pithy flakes that float in the oil.
Caustic soda solution of 20 B6 is then added with further stirring, this addition being measured in such a way that both the excess sulfuric acid still present in the oil and the free fatty acids are neutralized. Small soap flakes are formed. The oil is then warmed to 50 to 55 C with further stirring and 150 cm 'of a mixture consisting of 90 cm' of 50% alcohol and 60 cm 'of a cold, saturated Glauber's salt solution is then added. Mix well for 15 minutes with the soap flakes going into solution.
After turning off the agitator, the alcoholic Glauber's salt soap solution, which also contains the excreted phosphatides mucilage and the like, settles on the bottom of the beaker in its layer that is sharp. is separated from the neutral oil and which contains almost no neutral oil. This solution is separated from the neutral oil and treated with acid before or after the alcohol is distilled off in order to break down the fatty acid soaps.
2. 6400 kg of degummed peanut oil, which contains 3.6% free fatty acid, is sucked into a vacuum apparatus and warmed to 35 ° C. with outside vacuum and with stirring. 162 kg of soda solution containing 54 kg of Na2C03 are then sucked into the <B> 01 </B> under strong scrambled ice. After the solution has been sucked in, a high vacuum is created in the apparatus and the oil temperature is brought to 45 ° C. It is then stirred for half an hour and then the vacuum is broken.
The fine-grained soap flakes float in the clear <B> 01. </B> The 0l is added & 05 kg of a mixture consisting of 460 kg of aqueous (50%) alcohol and 345 kg of a concentrated saline solution. Mix well for 20 minutes. The soap flakes loosen here. After switching off the agitator and allowing the alcoholic soap solution to settle, the neutral oil is drained and then decomposed with acid before or after the alcohol has been distilled off.
In accordance with the invention, the alcoholic salt solution is most expediently used in concentrated form, for example cold saturated or almost saturated. The concentration can itself be chosen so high that when the alcoholic salt-soap solution cools below the temperature at which the soap was dissolved, salts or soaps are precipitated. This is because it is readily possible to carry out the separation of the neutral oil from the soap solution before such cooling and the associated precipitations occur.
If excretions then take place in the soap solution separated from the neutral oil, they are no longer troublesome since they can easily be rendered harmless by known means, for example decomposition of the soaps, distilling off the alcohol, etc.
For the present process, protection is only claimed insofar as it does not concern the production of chemical substances intended primarily for the nutrition of humans or animals, as well as the production of pharmaceuticals and food for humans or animals by other than chemical means acts.