DE1133713B

DE1133713B - Process for the production of heat-stable glyceride mixtures containing monoglycerides

Info

Publication number: DE1133713B
Application number: DEL36572A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Emil Keunecke; Otto Stahnke
Original assignee: Leybold Hochvakuum Anlagen GmbH
Current assignee: Leybold Hochvakuum Anlagen GmbH
Priority date: 1960-07-13
Filing date: 1960-07-13
Publication date: 1962-07-26

Description

Verfahren zur Herstellung wärmestabiler monoglyceridhaltiger Glyceridgemische Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung wärmestabiler monoglyceridhaltiger Glyceridgemische durch Umsetzung von Fettsäuren oder Triglyceriden mit überschüssigem Glycerin unter Verwendung eines Katalysators bei erhöhter Temperatur.Process for the production of heat-stable monoglyceride-containing glyceride mixtures The invention relates to a method for producing heat-stable monoglyceride-containing Glyceride mixtures by reacting fatty acids or triglycerides with excess Glycerin using a catalyst at an elevated temperature.

Bei der Herstellung von monoglyceridhaltigen Glyceridgemischen durch Verestern von Fettsäuren mit Glycerin oder durch Umesterung von Triglyceriden mit Glycerin ist es bekannt, zur Beschleunigung der Umsetzung, d. h. der Ver- bzw. Umesterung, katalytisch wirkende Substanzen zuzusetzen. Als besonders wirksam haben sich hierbei Alkaliverbindungen erwiesen, die man z. B. in Form von Natriumhydroxyd bzw. einer Alkaliseife oder einem Alkalialkoholat verwenden kann. Bei Verwendung von Alkali in Form von Natriumhydroxyd haben sich Zusatzmengen von z. B. 0,05 bis 0,20/, als günstig erwiesen. Die Umsetzung wird üblicherweise bei erhöhter Temperatur ausgeführt, und zwar oberhalb 200°C, z. B. bei 250°C. In diesem Temperaturbereich kann man bei Verwendung eines Überschusses an freiem Glycerin Glyceridgemische erhalten, die mehr als 501)1,) Monoglycerid enthalten.In the production of monoglyceride-containing glyceride mixtures by Esterification of fatty acids with glycerine or by transesterification of triglycerides with Glycerin is known to accelerate the implementation, i. H. the esterification or transesterification, add catalytically active substances. Have been found to be particularly effective here Proven alkali compounds that can be used for. B. in the form of sodium hydroxide or a Can use alkali soap or an alkali alcoholate. When using alkali in the form of sodium hydroxide have added amounts of z. B. 0.05 to 0.20 /, as proven favorable. The reaction is usually carried out at an elevated temperature, namely above 200 ° C, z. B. at 250 ° C. In this temperature range you can use Using an excess of free glycerol glyceride mixtures obtained the contain more than 501) 1,) monoglyceride.

Bei der Durchführung derartiger Umsetzungen hat es sich gezeigt, daß bereits während des Abkühlens des Reaktionsgemisches und ebenso bei seiner späteren Lagerung eine Rückbildung von Di- und Triglyceriden aus dem Monoglycerid unter Freiwerden von Glycerin stattfindet. Durch diesen Rückbildungsprozeß wird der am Ende der Umsetzung im Gemisch erreichte hohe Monoglyceridgehalt nachträglich erheblich vermindert.When carrying out such reactions, it has been shown that already during the cooling of the reaction mixture and also during its later Storage a regression of di- and triglycerides from the monoglyceride with release of glycerin takes place. This regression process becomes the end of the implementation The high monoglyceride content achieved in the mixture was subsequently considerably reduced.

Es ist bekannt, nach Beendigung der Umsetzung durch Neutralisation des Katalysators vor dem Abkühlen durch Zusatz saurer Stoffe, wie organischer oder anorganischer Säuren, zum Veresterungs- bzw. Umesterungsgemisch die katalytische Wirkung der Alkaliverbindung aufzuheben. Als besonders günstig hat sich hierbei die Verwendung von Phosphorsäure erwiesen.It is known after the reaction has ended by neutralization of the catalyst before cooling by adding acidic substances such as organic or inorganic acids, for the esterification or transesterification mixture, the catalytic one Cancel the effect of the alkali compound. This has proven to be particularly favorable proven the use of phosphoric acid.

Bei den durchgeführten Untersuchungen hat es sich gezeigt, daß zur Erzielung der erfindungsgemäßen Wirkung, nämlich zur Herstellung eines stabilen Monoglyceridgemisches, eine sehr sorgfältige Einhaltung der zuzufügenden Säuremenge notwendig ist. Es wurde gefunden, daß man stabile Monoglyceridgemische erhält, wenn man die zur Unschädlichmachung der katalytisch wirkenden Alkaliverbindung zugefügte Menge an Phosphorsäure stöchiometrisch so bemißt, daß das primäre Alkaliphosphat gebildet wird. Geringe Abweichungen von dieser Menge geben keine stabilen Produkte. Bei der Zugabe der Phosphorsäure ist für eine gute Durchmischung der Masse zu sorgen und so lange zu rühren, bis die Bildung des primären Alkaliphosphates beendet ist.In the investigations carried out, it has been shown that for Achieving the effect according to the invention, namely to produce a stable Monoglyceride mixture, a very careful adherence to the amount of acid to be added necessary is. It has been found that stable monoglyceride mixtures are obtained when those added to render the catalytically active alkali compound harmless Amount of phosphoric acid calculated stoichiometrically so that the primary alkali metal phosphate is formed. Slight deviations from this amount do not result in stable products. When adding the phosphoric acid, ensure that the mass is thoroughly mixed and stir until the formation of the primary alkali metal phosphate has ended.

Derartige Monoglyceridgemische sind teilweise unmittelbar als Emulgatoren oder Backhilfsmittel verwendbar. In anderen Fällen erweist sich eine höhere Anreicherung an Monoglyceriden als erforderlich, und diese kann dann zweckmäßig durch eine anschließende Hochvakuumdestillation durchgeführt werden.Such monoglyceride mixtures are sometimes used directly as emulsifiers or baking aids can be used. In other cases a higher enrichment turns out to be of monoglycerides as required, and this can then be expedient by a subsequent High vacuum distillation can be carried out.

Beispiel 1 In 300 Gewichtsteilen wasserfreiem, reinem Glycerin wird 1 Gewichtsteil reines Ätznatron bei 160'C gelöst, die Lösung zu 700 Gewichtsteilen raffiniertem geschmolzenem Schweineschmalz unter lebhaftem Rühren bei 200°C gegeben, das Gemisch unter ständigem Rühren schnell auf 250°C erhitzt und 10 Minuten auf dieser Temperatur gehalten. Nach Beendigung der Umsetzung werden der heißen Mischung 3 Gewichtsteile 85°/oige Phosphorsäure unter Rühren zugefügt, noch 10 Minuten auf 250°C gehalten und dann auf 120°C abgekühlt. Dabei scheidet sich ein Teil des überschüssigen Glycerins am Boden des Mischgefäßes ab und wird abgezogen. Das noch 6,5 °/o freies Glycerin enthaltende Glyceridgemisch wird bei 120°C und 0,1 mm in einem Dünnschichtverdampfer von diesem Glycerin befreit. Sein Monoglyceridgehalt beträgt dann 57 °/a. Das gewonnene Produkt ist beim Lagern beständig, und sein Monoglyceridgehalt ändert sich selbst bei 200°C innerhalb 15 Minuten nicht, d. h., auch eine Erhöhung des Gehaltes an freiem Glycerin, der bei 0,4 °/o liegt, tritt nicht ein.Example 1 1 part by weight of pure caustic soda is dissolved in 300 parts by weight of anhydrous, pure glycerine at 160 ° C., the solution is added to 700 parts by weight of refined molten lard with vigorous stirring at 200 ° C., the mixture is quickly heated to 250 ° C. with constant stirring and 10 Maintained at this temperature for minutes. After the reaction has ended, 3 parts by weight of 85% phosphoric acid are added to the hot mixture with stirring, the mixture is kept at 250 ° C. for a further 10 minutes and then cooled to 120 ° C. A part of the excess glycerine is deposited at the bottom of the mixing vessel and is drawn off. The glyceride mixture, which still contains 6.5% free glycerol, is freed from this glycerol at 120 ° C. and 0.1 mm in a thin-film evaporator. Its monoglyceride content is then 57% / a. The product obtained is stable on storage and its monoglyceride content does not change within 15 minutes even at 200 ° C., ie there is no increase in the free glycerol content, which is 0.4%.

Führt man die Neutralisation dagegen statt mit der angegebenen Gewichtsmenge mit nur geringfügig abweichenden Mengen an Phosphorsäure durch, so erhält man Produkte, die bei 200°C nach 15 Minuten nur noch einen Monoglyceridgehalt zwischen 37,5 und 44,5 °/p aufweisen, wobei gleichzeitig der Gehalt an freiem Glyzerin ansteigt.If, on the other hand, the neutralization is carried out instead of the specified amount by weight with only slightly different amounts of phosphoric acid, one obtains products which at 200 ° C after 15 minutes only have a monoglyceride content between 37.5 and 44.5 ° / p, with the content of free glycerine increasing at the same time.

Die thermische Stabilität der erfindungsgemäß hergestellten Monoglyceride ist dann von besonderer Bedeutung, wenn man durch anschließende Hochvakuumdestillation Glyceridgemische mit einem Monoglyceridgehalt von 90 °/o und mehr herstellen will. Beispiel 2 In 300 Gewichtsteilen wasserfreiem Glycerin werden 1,002 Gewichtsteile 100°/oiges Ätznatron gelöst und die Lösung mit 600 Gewichtsteilen Stearinsäure und weiteren 100 Gewichtsteilen Glycerin gemischt. Das Gemisch wird unter Rühren in Stickstoffatmosphäre auf 250°C erhitzt und 15 Minuten auf dieser Temperatur gehalten. Dann werden 3,4 Gewichtsteile 85°/oige Phosphorsäure zugefügt, und die Temperatur von 250°C wird weitere 10 Minuten eingehalten. Beim Abkühlen der Reaktionsmischung scheidet sich ein Teil des überschüssigen Glycerins ab und wird abgezogen. Das verbleibende Produkt hat einen a-Monoglyceridgehalt von 41,2 °/o und einen Gehalt an freiem Glycerin von 9,3 °/o.The thermal stability of the monoglycerides produced according to the invention is of particular importance when one is followed by high vacuum distillation Want to produce glyceride mixtures with a monoglyceride content of 90% and more. Example 2 In 300 parts by weight of anhydrous glycerin there are 1.002 parts by weight 100% caustic soda dissolved and the solution with 600 parts by weight of stearic acid and another 100 parts by weight of glycerin mixed. The mixture is stirred in Heated to 250 ° C. in a nitrogen atmosphere and held at this temperature for 15 minutes. Then 3.4 parts by weight of 85% phosphoric acid are added, and the temperature of 250 ° C is maintained for a further 10 minutes. On cooling the reaction mixture part of the excess glycerine separates and is drawn off. The remaining Product has an α-monoglyceride content of 41.2% and a content of free glycerol of 9.3 per cent.

Nach dem Abdestillieren der Hauptmenge des freien Glycerins erhält man ein Produkt, das 45 °/o Monoglycerid und 0,6 °/o freies Glycerin enthält.After distilling off the main amount of the free glycerine is obtained a product containing 45% monoglyceride and 0.6% free glycerol.

Beim Erwärmen auf 200°C tritt innerhalb von 15 Minuten keine Änderung des Monoglyceridgehaltes ein. Durch anschließende Molekulardestillation des Produktes wird ein Destillat mit einem Gehalt an 92,5 °/o a-Monoglycerid gewonnen.When heated to 200 ° C, no change occurs within 15 minutes the monoglyceride content. By subsequent molecular distillation of the product a distillate containing 92.5% α-monoglyceride is obtained.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the production of heat-stable monoglyceride-containing Glyceride mixtures by reacting fatty acids or their triglycerides with excess Glycerin using an alkali compound as a catalyst at an elevated temperature and subsequent neutralization of the alkali compound with phosphoric acid, thereby characterized in that the amount of phosphoric acid is measured stoichiometrically so that Primary alkali metal phosphate is formed during neutralization.