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Verfahren zur Herstellunz von hellen farbstabilen Fettsäuren Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hellen farbstabilen Fettsäuren. Das Verfahren
ist dadurch gekennzeichnet, daß Rohfettsäuren der Kettenlänge C3 - C1 oder deren
Gemische mit einem Vanadinoxid oder einem Alkylvanadat erhitzt und unter Vakuum
destilliert werden.
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Es ist bekannt, daß anorganische und organische Borirerbindungen zur
Farbverbesserung von Fettsväuren angewendet werden. Die US-Patentschrift 2 583 028
und die britische Patentschrift 1 081 522 beschreiben ein Verfahren zur Behandlung
von Fettsäuren mit Bortrifluorid bzw, dessen Ätherkomplex. Dieses Verfahren ist
jedoch mit erheblichen Korrosionsproblemen verbunden. Nach der US-Patentschrift
2 862 943 bzw, der deutschen Auslegeschrift 1 214 212 werden die Fettsäuren mit
anorganischen bzw. organischen Borverbindur.gen behandelt.
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Die Nachteile dieses Verfahrens liegen darin, daß die sauerstoffhaltigen
Borverbindungen als Kondensationskatalysator wirken und die Bildung von unverseifbaren
Kondensationsprodukten der Fettsäure fördern, die bei der Destillation der behandelten
Fettsäure als unverseifbare, nicht destillierbare Verbindung im Rückstand verbleibt
und dabei verloren geht. In der DAS 1 073 665 wird sogar ein Verfahren beschrieben,
das die Herstellung eben dieser Kondensationsprodukte aus Fettsäuren zum Gegenstand
hat, wobei sauerstoffhaltige Borverbindungen als Kondensationskatalysator angewendet
werden. Die Ausbeute an unverseifbaren Kondensationsprodukten beträgt bei diesem
Verfahren bis zu 92 %.
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Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von hellen farbstabilen
Fettsäuren mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen oder deren Gemischen gefunden, das dadurch
gekennzeichnet ist, daQ man die Rohfettsäuren mit 0,1 bis o,6 Gewicht-%, vorzugsweise
0,2 bis 0,3 Gewichts-%. bezogen auf die eingesetzte Fettsäure, eines Vanadinoxids
oder eines Alkylvanadats mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen im Alkylrest während 0,5
bis 4 Stunden, vorzugsweise 1 bis 3 Stunden auf Temperaturen von
-260°C,
vorzugsweise 200 bis 245°C, unter Normaldruck, gegebenenfalls unter leichtem Vakuum
bis etwa 500 Torr erhitzt und die Fettsäuren anschließend unter Vakuum destilliert.
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Beim Arbeiten gemäß der Erfindung verbleiben nach der Behandlung die
Vanadinverbindungen mit den in der Fettsäure befindlichen Verunreinigungen im Destillationsrückstand
verbunden, Das Verfahren hat den Vorteil, daß auch nach der Behandlung mit Vanadinoxid
oder einem Alkylvanadat und anschlieender Destillation das vorliegende Destillat
mengenmäßig nicht mehr unverseifahare Verbindingen aufareist, als-das Destillat
der unbehandelten Fettsäuren. Insbesondere enthält der Destillationsrückstand der
behandelten Fettsäure keine neugebildeten Kondensationsprodukte wie es bei der Behandlung
mit Borsäure oder deren Estern der Fall ist, indem Borverbindungen als Lewis-Katalysatoren
wirken und die Bildung von unverseifbaren, undestillierbaren Kondensationsprodukten
fördern.
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Im Destillationsrückstand befinden sich beim erfindungsgemäßen Arbeiten
nach beendeter Destillation schwerdestillierbare Vanadinverbindungen.
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quelle der Rohfettsäuren, die für die Behandlung gemäß der Erfindung
in Frage kommen, können sowohl natürliche Fette und Cle, als auch synthetische Fettsäuren
sein. Ein großer Teil dieser Fettsäuren entsteht als Nebenprodukt während verschiedener
Stadien der Raffination von Speiseölen und -fetten, z.B. bei der Entsäurung durch
Neutralisation mit Alkali, bzw. direkter Destillation von Fetten und Ölen mit höherem
Fettsäuregehalt unter Vakuum, Entfärbung und Desodorisierung.
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Bei der Behandlung des entschleimten oder rohen rjles mit Alkali werden
die freien Fettsäuren in Seifen umgewandelt und abgetrennt. Der anfallende Seifenstock
enthält neben Neutralöl auch Scheimstoffe und andere Verunreinigungen.
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Der Seifenstock wird mit einer verdünnten Mineralsäure gespalten und
die dabei entsprechende Faffinationsfettsäure, auch Säureöl genannt (60-80% freie
Fettsäure), wird in Anwesenheit von Wasser im Autoklaven unter Druck gespalten,
Die hierbei abgespaltene Fettsäure wird durch Destillation gewonnen und gemäß der
vorliegenden Erfingung behandelt und nochmals unter Vakuum destilliert, Bei einem
Fett oder Öl, welches eine schlechte Farbqualität und einen hohen Säuregehalt aufweist,
kann auf jegliche Raffination verzichtet werden, wenn das Fett oder Öl direkt gespalten
und die hierbei gewonnene Fettsaure gemäß der Erfindung behandelt und destilliert
wird, Die Farbstabilität der gemäß der Erfindung behandelten und der nicht behandelten
Vorlauffettsäuren wurde durch Erhitzen von Proben in einem mit einer Kappe abgedeckten
Clasröhrchen mit einem Durchmesser von 14 Millimetern und einer Füllhöhe von 115
Millimetern auf 200°C während 6 Stunden festgestellt. Dieser Erhitzungstest wurde
in einem thermostatierten Trockenschrank durchgeführt, der während der gesamten
Dauer des Tests nicht geöffnet wurde, Gemessen wurde die Farbintensität in Jodfarbzahleinheiten,
wobei die Jodfarbzahl angibt, wieviel Milligram freies Jod in 100 Millilitern wässriger
Jod-Jodkaliumlösung bie gleicher Farbtiefe enthalten sind, wenn bei einer Schichtdicke
von 25 Millimetern gemessen wird.
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Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann sowohl diskontinuierlich
als auch kontinuierlich durchgeführt werden.
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Beispiele In den Beispielen der anliegenden Tabelle wurden jeweils
für die einzelnen Fettsäuretypen die Kenndaten der einfach destillierten unbehandelten
Fettsäuren denjenigen der erfingungsgemäß behandelten destillierten Fettsäuren
gegenübergestellt.
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Bei den Beispielen 2, 4, 6, 8 und 10 der Tabelle wurden je 1200 Gewichtsteile
der wasserfreien Fettsäure unter Zusatz von Vanadinsäureanhydrid bzw. Alkylester
der Vanadinsäure während 2-3 Stunden bis zu einer Temperatur von 230-245°C erhitzt.
Darauf wurde die Temperatur durch Kühlung bis auf 900-C gesenkt und die behandelten
Fettsäuren wurden im Vakuum von 1 - 2 Torr über eine kleine Destillationskolonne
innerhalb von 2 Stunden destilliert, wobei ein kleiner Vorlauf (ca. 1-2%) und eine
Hauptfraktion (ca. 91-94%) abgenommen wurden. Der Vorlauf aus den meisten behandelten
technischem. Fettsäuren hat einen stark unangenehmen Geruch und findet keine Verwendung.
Es wurde daher auch kein Erhitzungstest durchgeführt. Der Rückstand betrug ca. 4
- 8 1, Das Unverseifbare des Rückstandes wurde bestimmt. Vom Hauptlauf der unbehandelten
und behandelten Fettsäuren wurde Jeweils die Hazen-Farbzahl von frisch destillierten
Proben und die Jodfarbzahl nach dem Erhitzen der Probe bei 200 0C während 6 Stunden
ermittelt. Die Jodfarbzahl und Hazenfarbzahl wurden im "Lovibend 1000" Komparator
und seinem Zubehör von Tintometer gemessen.
Beispiel Fettsäure-
Fettsäure- Behandlungs- Behandlungs- Vorlauf H a u p t l a u f Rücklauf Nr. typ
schnitt mittel Dauer (h) Temp.(°C) Gew.-% Gew.-% SZ Farbe JFZ n. Gew.-% UV % 1 Cocos
C8-C10 - - - 1,9 93,9 366 100- 50 4,2 1,1 125 2 Cocos C8-C10 Vanadin- 2 240 1,8
93,4 367 10-15 5 4,8 1,2 pentoxid 0,4 % 3 Palmkern- C8-C10 - - - 1,8 92,9 360 100
50 5,3 1,4 fett 4 Palmkern- C8-C10 Vanadylbutylat 3 230 1,9 92,5 360 20 6 5,6 1,6
fett 0,3 % 5 Cocos C12-C14 - - - 1,6 91,6 271 150 40 6,8 2,2 6 Cocos C12-C14 Vanadinpent-
2 245 1,8 91,3 270 70 8-9 6,9 2,4 oxid 0,3 % 7 Palmöl C16-C18 - - - 1,9 90,8 202
100- 35 7,3 1,8 125 8 Palmöl C16-C18 Vanadin(III)- 2 240 1,8 90,7 202 60 8 7,5 1,7
oxid 0,2 % 9 Tag C16-C18 - - - 1,2 91,0 197 225- 20-50 7,8 1,4 250 10 Tag C16-C18
Vanadinpent- 2 240 1,5 90,6 197 85 8-9 7,9 1,5 oxid 0,2 %