DE2051766B2 - Verfahren zur Herstellung von Saccharose-Fettsäureestern - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Saccharose-FettsäureesternInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Saccharose-Fettsäureestern durch Umesterung aus
Saccharose und einem Fettsäureester.
Unter den verschiedenen Lebensmittelzusätzen sind Saccharose-Ester von Fettsäuren wegen ihrer guten
hydrophilen Eigenschaften und ihrer starken Emulgierwirkung sehr geschätzt. Bei den bekannten Verfahren
zur Herstellung von Saccharose-Estern von Fettsäuren in technischem Maßstab wird Dimethylformamid als
Lösungsmittel zur Durchführung einer Umsetzung zwischen Saccharose und einer Fettsäure verwendet.
Dieses Verfahren wird nachstehend als »DMF-Verfahren« bezeichnet In der belgischen Patentschrift 6 96 700
ist ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Saccharose-Estern von Fettsäuren unter Benutzung
einer transparenten Emulsion beschrieben. Dieses Verfahren ist als »T.E.-Verfahren« bekannt
Das »DMF-Verfahren« hat den Nachteil, daß ein giftiges Lösungsmittel dabei benutzt wird und daß die
vollständige Entfernung des Lösungsmittels außerordentlich schwierig ist.
Bei dem »T.E.-Verfahren« wird ein Saccharose-Fettsäureester aus Saccharose und einer Fettsäure unter
Verwendung von Propylenglykol als Lösungsmittel und einer oberflächenaktiven Substanz als Emulgator
hergestellt. Dieses Verfahren ist durch die Bildung einer Mikroemulsion der Reaktanten gekennzeichnet.
Mit dem T.E.-Verfahren sind ebenfalls zahlreiche Schwierigkeiten verbunden, die seine Durchführung im
technischen Maßstab verhindert haben. Die größten Schwierigkeiten bestehen darin, daß einmal die
Mikroemulsion so wenig stabil ist, daß die Kontrolle der Reaktionsbedingungen bei industrieller Produktion
nicht möglich ist. Außerdem macht das Verfahren Hochvakuum und eine längere Reaktionszeit erforderlich, weil das benutzte Lösungsmittel bei relativ hoher
Temperatur siedet, und schließlich ist das erhaltene Produkt von geringerer Qualität, weil die Abtrennung
des Emulgators von dem Saccharose-Fettsäureester durch Reinigung schwierig ist.
Die bekannten Methoden der Umesterung zur Herstellung von Saccharose-Fettsäureester werden in
wasserfreien Lösungsmitteln durchgeführt
Die einfache Umsetzung der Ausgangssubstanzen Saccharose und Fettsäure in der Schmelze ohne
Benutzung irgendeines Lösungsmittels läßt sich im industriellen Maßstab praktisch nicht durchführen, weil
die Saccharose unter Schmelzbedingungen instabil ist und sich zu einem erheblichen Anteil zersetzt ehe eine
ίο gleichförmige Schmelzmasse entstanden ist so daß ein
Endprodukt minderer Qualität und in nur sehr geringer Ausbeute erhalten werden kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein neues und verbessertes Verfahren zur Herstellung von
Saccharose-Fettsäureestern zu schaffen, das sich mit guten Ausbeuten in relativ kurzer Zeit und im
technischen Maßsiab durchführen läßt
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung von Saccharose-Fettsäure-Estern aus Saccharose
und einem Fettsäureester durch Umesterung gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man zu einer
wäßrigen, eine Fettsäureseife enthaltende Saccharoselösupg mit einem Wassergehalt von 10—200 Gew.-%,
bezogen auf die Gesamtmenge Saccharose und
Fettsäureseife, und einem Gehalt von 5-40 Gew.-%
Fettsäureseife, bezogen auf die Gesamtmenge Saccharose und Fettsäureester, eine solche Menge Fettsäureester, daß das Gewichtsverhältnis von Saccharose zu
Fettsäureester zwischen 80:20 und 5:95 liegt und
0,1 — 10 Gew.-% eines Umesterungskatalysators, bezogen auf Saccharose, zugibt, das Gemisch bei einer
Temperatur zwischen 70 und 175" C und einem Druck
von 1013 · 102 bis 80 · 102 Pa oder darunter, entsprechend dem jeweiligen Dehydratationsgrad, zu einer im
wesentlichen homogenen Schmelze entwässert, und die Umesterung zwischen Saccharose und Fettsäureester,
gegebenenfalls nach Zugabe von weiterem Fettsäureester, in der Schmelze bei einer Temperatur von
110-1/5° C durchführt.
Die Erfindung vermeidet so die Nachteile sowohl der bekannten, unter Zusatz von Lösungsmittel arbeitenden
Verfahren, als auch der im industriellen Maßstab gar nicht brauchbaren Umsetzung in der Schmelze, und
zwar dadurch, daß die Saccharose in wäßriger Lösung
eingesetzt wird. Die Herstellung der Schmelze der
Reaktanten wird unter Benutzung von Wasser als Lösungsmittel und eines besonderen Flußmittels so
durchgeführt, daß eine Hydrolyse der Fettsäureester verhindert wird. Es hat sich ergeben, daß dann, wenn die
Saccharose in wäßriger Lösung unter den bestimmten Arbeitsbedingungen, wie sie im Patentanspruch angegeben sind, umgesetzt wird, Saccharose-Fettsäureester in
erhöhter Ausbeute nach relativ kurzen Reaktionszeiten in hoher Reinheit industriell darstellbar sind. Dies wird
auf die Zusammenwirkung der speziellen weiter unten angegebenen Reaktionsbedingungen zurückgeführt.
Dazu gehören die Mitverwendung von Fettsäureseife und die Einstellung von bestimmten Temperaturen und
Drücken entsprechend dem jeweiligen Dehydratisie-
bo rungsgrad beim Dehydratisieren der wäßrigen Lösung
zu einer Schmelze; dazu gehören auch die bei der Umesterungsreaktion in der Schmelze benutzten
Temperaturen und Drücke.
beschrieben:
a) Lösen eines Gemisches von Saccharose und Fettsäureseife in Wasser, wobei die Saccharose
vollständig gelöst wird,
b) Zugabe eines Fettsäureesters und eines Katalysators zur Umesterungsreaktion zwischen Saccharose- und Fettsäure-Ester bei einer derart erhöhten
Temperatur und vermindertem Druck, daß Hydrolyse des Fettsäureesters vermieden und eine
weitgehend vollständig entwässerte homogene Schmelze erhalten wird.
c) Durchführung der Umesterung zwischen Saccharose- und Fettsäureester in der Schmelze bei einer
Temperatur im Bereich von 110 bis 175° C.
Vorzugsweise wird der Fettsäureester nur in Stufe b) zugesetzt, obwohl eine restliche Menge Fettsäureester
in Stufe c) zugegeben werden kann, nachdem die Hauptmenge in Stufe b) zugesetzt worden ist
Die Stufe c) wird vorzugsweise unter vermindertem Druck durchgeführt, kann aber auch bei atmosphärischem Druck durchgeführt werden.
Da erfindungsgemäß Wasser als Lösungsmittel verwendet wird, wird die Saccharose schnell gelöst, und
es ist nur eine kleine Menge Wasser erforderlich, um eine Lösung zu erhalten, in der die Saccharose in
vollständig gelöstem Zustand vorliegt Das als Lösungsmittel verwendete Wasser wird aus dem System
während der Bildung der dehydratisierten homogenen Schmelze entfernt Daher ist bei diesem Verfahren
keine besondere Stufe zur Abtrennung des Lösungsmittels nötig, was sich bei dem DMF- und T.E.-Verfahren
nicht umgehen läßt Darüber hinaus entfallen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren alle Probleme, die mit
der Tatsache zusammenhängen, daß eine Menge giftigen Lösungsmittels im Endprodukt zurückbleiben
kann, wie beim DMF-Verfahren. Auch können im Endprodukt keine Nebenprodukte vorliegen, wie
Polyglykolester in dem beim T.E.-Verfahren anfallenden Endprodukt, wo Propylenglykol als Lösungsmittel
verwendet wird. Außerdem wird durch die Bildung der homognen Schmelze und der nachfolgenden Umsetzung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die
Entstehung von Nebenprodukten auf ein Minimum herabgesetzt, wie später noch eingehend erläutert, was
die Herstellung von Saccharose-Fettsäure-Estern eines hohen Reinheitsgrades ermöglicht.
Um eine homogene Schmelze zu bekommen, ist es notwendig, das System zu bewegen bzw. zu rühren.
Obwohl bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Wasser aus dem System entfernt wird, steigt die Viskosität des
Systems nicht so stark an, weil der Vorgang bei einer relativ hohen Temperatur durchgeführt wird und
außerdem eine fettsaure Seife zugesetzt wird. So können die bekannten Rühr- oder Bewegungs-Mechanismen ohne weiteres eingesetzt werden, um zu einer
homogenen Schmelze zu kommen.
Um die Saccharoseschmelze aus pulverförmigem Zucker herzustellen, muß die Saccharose auf eine
Temperatur über 140 bis 145°C erhitzt werden, wo die Saccharose erweicht. Wenn jedoch die Temperatur der
erhitzten Saccharose die obenerwähnte Erweichungstemperatur erreicht hat, beginnen kleine Saccharosepnrtikel zusammenzulaufen. Außerdem ist es schwierig,
Saccharose ohne thermischen Abbau zu schmelzen, und die erhaltene geschmolzene Saccharose ist thermisch so
instabil, daß sie sich schnell zersetzt und eine schlechte Affinität gegenüber Fettsäureestern zeigt. Es ist
gefunden worden, daß sich die Aggregation der pulverförmigen Saccharose verhindern läßt, wenn
Fettsäure-Seifen zugesetzt werden. Sie sind ausgezeichnete Anti-A(rarreorätiQnsm!ttel. Die Fettsäure Seife wirkt
auch als Flußmittel und reduziert die Temperatur, bei
welcher die Schmelze gebildet wird Die Verwendung
der Fettsäureseife hat auch den Vorteil, daß die Affinität
zwischen Saccharose und Fettsäureester verbessert
wird. Wenn andere Verbindungen als Fettsäureseife,
z.B. Saccharoseester von Fettsäuren, als Flußmittel
zugesetzt werden, findet die unerwünschte Verseifung
in hohem Grade, etwa zu 30 bis 40%, statt
der Erfindung wird es möglich, in wirtschaftlicher V/eise
eine geschmolzene Zusammensetzung zu erhalten, die im wesentlichen aus Saccharose und einem Fettsäureester besteht und stabil ist
Die Verwendung von Wasser als Lösungsmittel bei
dein erfindungsgemäßen Verfahren bringt die bereits
dargelegten besonderen Vorteile. Jedoch muß Sorge dafür getragen werden, daß die Hydrolyse der
Fettsäureester, die infolge der Verwendung von Wasser stattfinden kann, vermieden wird.
Im allgemeinen werden Ester nahezu quantitativ in 60 Minuten in Anwesenheit von Wasser und einer
alkalischen Substanz bei Temperaturen zwischen 60 und 80°C hydrolysiert Die Lösung der Mischung von
Saccharose und Fettsäureseife mit Wasser nach der
Erfindung ist jedoch stabil infolge der Anwesenheit der
Fettsäureseife, und demgemäß ist das Wasser in der Lösung nicht so leicht frei, um Hydrolyse des
Fettsäureesters zu bewirken. Die Dehydratation der Lösung, in welcher Wassermoleküle stabil mit Saccha
rosemolekülen verbunden sind, kann nur durch Anwen
dung erhöhter Temperatur und vermindertem Druck durchgeführt werden.
Außerdem ist überraschend gefunden worden, daß, wenn die Temperaturerhöhung und die Druckverminde
rung während der Bildung der entwässerten Schmelze
der Reaktanten entsprechend der Geschwindigkeit der Entwässerung geregelt wird, die Hydrolyse der
Fettsäureester mit Erfolg vermieden werden kann, selbst bei hohen Temperaturen im Bereich von 100 bis
160° C und sogar in Anwesenheit von Wasser als
Lösungsmittel und einem alkalischen Material als Katalysator für die Umesterungsreaktion.
Die Bedingungen zur Vermeidung der Hydrolyse von Fettsäureestern hängen ab und werden bestimmt von
verschiedenen Faktoren: (1) Verhältnis von Saccharose zu Fettsäureester, (2) Art und Menge der verwendeten
Fettsäureseife, (3) Art und Menge des verwendeten Katalysators, (4) Wassergehalt in dem die Schmelze
bildenden System, (5) Temperatur und (6) Druck.
so Das Mengenverhältnis von Saccharose zu Fettsäureester sollte im Gewichtsbereich von 80 :20 bis 5 :95
liegen.
Die Fettsäureseife kann ein Kalium, Natrium- oder Calciumsalz einer Fettsäure mit 8 bis 22 C-Atomen sein;
sie wird in einer Menge von 5 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht von Saccharose und Fettsäureester, eingesetzt
Irgendein alkalisches Material, das gewöhnlich als Katalysator für Umesterungsreaktionen verwendet
wird: kann auch als Katalysator für die Umesterungsreaktion zwischen Saccharose und Fettsäureester bei dem
erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden, z. B.: Hydroxyde, Carbonate, Bicarbonate, Methylate, Äthylate und Propylalkoholate von Kalium, Natrium und
Lithium. Besonders bevorzugt werden die Kaliumsalze, wie KOH und K2CO3. Der Katalysator kann in Mengen
von 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf Saccharose, eingesetzt werden.
Nach der Erfindung wird der Katalysator dem System
zu irgendeiner Zeit nach dem Lösen der Mischung von Saccharose und Fettsäureseife mit Wasser und vor
Beendigung der Bildung der entwässerten Schmelze zugesetzt.
Zur Herstellung der Lösung von Saccharose und Fettsäureseife wird Wasser in einer Menge von 10 bis
200 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge Saccharose und Fettsäureseife, eingesetzt
Um eine entwässerte Schmelze der Reaktanten mit den oben beschriebenen besonderen Bedingungen für
die Faktoren 1 bis 3 zu erhalten, ohne daß dabei Hydrolyse der Fettsäureester eintritt, müssen Temperatur und Druck nach dem Entwässerungsgrad während
der Bildung der Schmelze jeweils innerhalb bestimmter Bereiche geändert und geregelt werden. Solche
bestimmten Bereiche für Temperatur und Druck gibt die Tabelle 1 wieder.
mehr als
20 15
!0
Temperatur,' C
Druck (102 Pa)
70-110
1013-470,9
75-135
1013-280
In der Tabelle ist der Wassergehalt in Gew.-°/o, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmelze,
angegeben.
85-160
1013-144,6
95-165
879,8-80
110-175
0-08
reiche für die Entwässerungs- oder Dehydratations-Stufe der Schmelze, wie in Tabelle 2 gezeigt, definiert
werden.
YC
Z · 102Pa
X δ 20
20 δ X a 15
15δΧδ10
ΙΟδΧδ 5
5>Χ> 0
70 bis 110
- X + 90SYS-5X + -2Χ + 105SYS-5X +210
- 2Χ + 105 < Y S - X + -3Χ + 110SYS-2X +
480 bis 1013
30Χ - 240 < Z S 1013
20Χ - 90 S Z S 1013
10Χ+ 10 S Z < 120Χ + 60 <
1013
12Χ SZ < 120Χ+ 60
In der Tabelle bedeuten X den prozentualen Wassergehalt der Schmelze, Y die Temperatur in 0C
und Z den Druck in Pa.
Zum besseren Verständnis der Verhältnisse zwischen dem Wassergehalt und der Temperatur, und zwischen
dem Wassergehalt und dem Druck, wie sie in Tabelle 2 angegeben sind, wird die folgende Beschreibung
gebracht, wobei auf die Figuren Bezug genommen wird.
F i g. 1 ist eine graphische Darstellung, die den kritischen Bereich der Temperatur entsprechend dem
Wassergehalt während der Bildung einer entwässerten Schmelze nach der Erfindung zeigt
Fig.2 ist eine graphische Darstellung, die den kritischen Druckbereich entsprechend dem Wassergehalt während der Bildung einer entwässerten Schmelze
nach der Erfindung zeigt
Die Kurven A und B in F i g. 1 zeigen die unteren und
oberen kritischen Temperaturen, und die Kurven C und D in F i g. 2 die unteren und oberen kritischen Drücke,
die dem jeweiligen Wassergehalt entsprechen.
Wenn das Verfahren unter anderen Bedingungen als den bestimmten, oben mit Bezug auf die Faktoren 1 bis 6
angegebenen Bedingungen durchgeführt wird, tritt unweigerlich Hydrolyse der Fettsäureester ein und ein
merkbarer Anstieg der Viskosität des Systems mit dem Ergebnis, daß die Saccharose-Fettsäure-Ester in
schlechter Ausbeute anfallen.
Wenn z. B. die Saccharose und der Fettsäureester in
anderen als den oben angegebenen Mengenbereichen eingesetzt werden, tritt die Hydrolyse des Fettsäureesters in zwei- bis dreimal so großem Umfang ein.
Wenn das System während der Bildung der Schmelze auf Temperaturen erhitzt wird, die 5 bis 100C über den
oberen Grenzwerten liegen (also über der Kurve B in Fig. 1), tritt Hydrolyse der Fettsäureester ein, was zu
einem Anstieg des Verseifungsgrades bis zu 10 bis 20%
und einem Abfall des Umestemngsgrades bis zu ca. 50%
oder darunter führt In manchen Fällen wird das System
heterogen mit dem Ergebnis, daß praktisch keine
Umsetzung stattfindet
Wenn andererseits das System auf eine Temperatur erhitzt wird, die 5 bis 100C unter der unteren Grenze des
bestimmten Temperaturbereiches liegt (unter der
so Kurve A in F i g. 1), neigen die Reaktanten des Systems
dazu, fest zu werden, was zu einem Anstieg der
Viskosität des Systems um einige 100 Mal höher führt Eine heterogene Reaktion verläuft auch wesentlich
langsamer.
Fettsäureester, die für das Verfahren nach der
Erfindung geeignet sind, sind Ester von Fettsäuren mit 8 bis 22 C-Atomen mit einem Alkohol, ausgewählt aus
Methyl-, Äthyl-, Propyl- und ButylalkohoL Äthylenglykol, Propylenglykol und ButylenglykoL Glycerin, Sorbi-
toi und Pentaerythritol. Bei der Herstellung von
Saccharoseestern von Fettsäuren mit hohem Reinheitsgrad werden besonders Ester von Alkoholen mit
niedrigem Siedepunkt wie Methyl-, Äthyl- und Propyl-
' alkohol, bevorzugt
Es ist gefunden worden, daß bei dem Verfahren nacH
der Erfindung die Umsetzung zur Bildung von Saccharoseestern von Fettsäuren selten während der
Stufe der Bildung der entwässerten homogenen
Schmelze stattfindet. Wenn, so findet die Umsetzung in nur sehr geringem Umfang statt.
Nachdem die entwässerte homogene Schmelze der Reaktanten erhalten ist, wird das System bei Temperaturen
zwischen 110 und 175° C unter Atmosphärendruck,
vorzugsweise unter vermindertem Druck, von 80 · 102Pa oder geringer erhitzt, um die Umesterung
unter Entstehung der Saccharoseester von Fettsäuren durchzuführen.
Diese Hitzebehandlung wird nur eine kurze ZeK von etwa 15 Minuten bis 3 Stunden durchgeführt, wonach
die Umesterungsreaktion mit hoher Ausbeute abgelaufen ist.
Bei der technischen Durchführung ist es zweckmäßig, die Umesterungsreaktion direkt im Anschluß an die
Herstellung der Schmelze in demselben Gefäß durchzuführen. Es ist aber auch möglich, beide Stufen getrennt
voneinander und in verschiedenen Gefäßen durchzuführen.
Die Menge Monoester, die in dem Saccharose-Fettsäure-Ester-Produkt,
das erhalten wird, vorliegt, läßt sich durch die Einstellung des Molverhältnisses von
Saccharose zu Fettsäureester, in dem diese Reaktanten eingesetzt werden, festlegen. Bei gleichem Verhältnis
von Saccharose zu Fettsäureester führt das erfindungsgemäße Verfahren zu einem Produkt mit höherem
Monoestergehalt als die bekannten Verfahren, bei denen ein organisches Lösungsmittel eingesetzt wird.
Zum besseren Verständnis der Erfindung werden nachstehend typische Beispiele zusammen mit Vergleichsbeispielen
gebracht.
50 kg Saccharose und 25 kg Natriumstearat wurden in ein 3501 Reaktionsgefäß gegeben und durch Zusatz
von 25 kg Wasser eine homogen gemischte Lösung davon hergestellt. Ein wesentlicher Teil des zugefügten
Wassers wurde durch Erhitzen der Lösung auf eine Temperatur zwischen 100 und 125° C entfernt, wonach
1,0 kg K2CO3 in das System eingeführt wurden. Danach
wurden 25 kg des Methylesters der Rindertalg-Fettsäure zugegeben, während das restliche Wasser allmählich
bei einer Temperatur von 150° C unter vermindertem Druck von 80 · 102 Pa entfernt wurde.
Nach Beendigung der Zugabe des Rindertalg-Fettsäure-Methylesters wurde das System 3 Stunden bei
150° C und 80 · 102 Pa gehalten, wonach 96,5 kg eines Reaktionsproduktes erhalten wurden.
Es wurde festgestellt, daß 95% des zugesetzten Rindertalg-Fettsäure-Methylesters bei der Umesterungsreaktion
in Saccharose-Fettsäure-Ester übergeführt worden war. Die Zusammensetzung des Saccharoseesters
nach der Reinigung wurde mittels Dünnschichtchromatographie bestimmt, wobei folgendes
Ergebnis erhalten wurde:
| Monoester | 52% |
| Diester | 30% |
| Triester | 18%. |
Der Verseifungsgrad des Endproduktes betrug 5%.
2 kg Saccharose und 0,75 kg Natriumstearat wurden in einem Reaktionsgefäß in 1 kg Wasser zu einer
homogenen Lösung der Mischung gelöst Dieser Mischung wurden 0,75 kg Rindertalgfettsäure-Methylester
und 20 g KOH als Katalysator zugesetzt, während zur Dehydratation die Temperatur des Gemisches von
80 auf 15O0C unter Druck auf 66,6 · 102Pa gebracht
wurde. Danach wurde die Temperatur 30 Minuten zwischen 150 und 155"C gehalten, wonach 3,2 kg eines
Reaktionsproduktes erhalten wurden.
Bei der Umesterungsreaktion wurden 85% des Rindertalgfettsäure-Methylesters zum Saccharose-Fettsäureester
umgesetzt. Die Zusammensetzung des nach der Reinigung erhaltenen Saccharoseesters wurde
durch Dünnschichtchromatographie bestimmt, welche folgendes Ergebnis brachte:
| Monoester | 62% |
| Diester | 29% |
| Triester | 9% |
Der Verseifungsgrad des Endproduktes war 7%.
35,8 kg Saccharose, 18,7 kg des Natriumsalzes der Rindertalgfettsäure und 35,0 kg Wasser wurden in ein
Reaktionsgefäß zur Bereitung einer homogenen Lösung des Gemisches gegeben. Zu diesem Gemisch wurden
15 kg Rindertalgfettsäure-Methylester und 716 g K2CO3
als Katalysator zugefügt, während die Temperatur von 80 auf 150°C und der Druck auf 66,6 · 102 Pa zwecks
Entwässerung gebracht wurde. Nach Zugabe weiterer 30,5 kg Rindertalgfettsäure-Methylester wurde das
Gemisch 3 Stunden bei einer Temperatur von 145° C und einem Druck von 66,6 · 102Pa gehalten, wonach
92,5 kg eines Reaktionsproduktes anfielen.
Das Ergebnis dieser Umesterungsreaktion war, daß sich 90% des eingesetzten Rindertalgfettsäure-Methylesters
zum Saccharosefettsäureester umgesetzt hatten.
Die Zusammensetzung des erhaltenen Saccharoseesters nach Reinigung wurde durch Dünnschichtchromatographie
bestimmt, die folgendes Ergebnis brachte:
Monoester
Diester
Triester
28%
31%
410/0.
Der Verseifungsgrad des Endproduktes betrug 12,5%.
1,5 kg Saccharose, 660 g des Natriumsalzes der Rindertalgfettsäure und 2,0 kg Wasser wurden in ein
101 Reaktionsgefäß gegeben, um eine homogene Lösung des Gemisches herzustellen. Dieser Lösung
wurden 1,0 kg Propylenglykol-Monostearat und 30 g KOH als Katalysator zugesetzt, während auf eine
Temperatur zwischen 110 und 1500C erhitzt und der Druck auf 4 · 102 Pa gebracht wurde, um eine
entwässerte Schmelze zu bilden. Danach wurde die Umesterungsreaktion bei einer Temperatur zwischen
155 und 1600C bei einem Druck von 4 · 102 Pa innerhalb
von 90 Minuten durchgeführt
Das erhaltene Reaktionsprodukt enthielt 43,5% Saccharose-Fettsäure-Ester, 82% des eingesetzten
Propylenglykolesters hatten mit der Saccharose reagiert
Die Zusammensetzung des Saccharose-Fettsäure-Esters war die folgende:
Monoester 563%
Diester 31,4%
Tri- und Polyester 123%.
Die Zusammensetzung des restlichen Propylenglykolesters
war wie folgt:
Monoester
Diester
Diester
1,9%
3,4%.
3,4%.
Der Verseifungsgrad des erhaltenen Produktes war 2,37.
48,8 kg Saccharose und 25 kg des Natriumsalzes der Rindertalgfettsäure wurden in 60 kg Wasser gelöst, um
eine homogene Lösung des Gemisches zu erhalten. 27,4 kg gehärtetes Rindertalgöl und 1,0 kg K2CO3
wurden der Lösung bei einer Temperatur von 100 bis 155°C und einem Druck von 13,33 · IQ2 Pa zugefügt, um
eine entwässerte Schmelze zu erhalten. Die Schmelze wurde danach bei einer Temperatur von 160 ±2° C und
einem Druck von 6,7 102Pa 2Stdn. lang einer
Umesterungsreaktion unterworfen.
Das dabei erhaltene Reaktionsprodukt enthielt 36,2% Saccharosefettsäureester und 9,1 % Glycerid. 70% der
Fettsäure des gehärteten Rindertalgöls hatte mit der Saccharose reagiert.
Die Zusammensetzung des erhaltenen Saccharosefettsäureesters war wie folgt:
Monoester 55,6%
Diester 32,6%
Tri- und Polyester 11,8%.
Die Zusammensetzung des restlichen Glycerids war:
Monoester
Diester
Triester
48%
350/0
17%.
350/0
17%.
35
Der Verseifungsgrad des erhaltenen Produktes war 2,87%.
Vergleichsbeispiel 1
Bei diesem Vergleichsbeispiel wurde als Lösungsmittel kein Wasser eingesetzt 2 kg Saccharose, 60 g
Kaliummethylat, 0,5 kg Kaliumstearat und 0,5 kg Rindertalgfettsäure-Methylester
wurden in ein 101 Reak-
10
15
20
25 tionsgefäß gegeben. Die so hergestellte Mischung wurde auf 15O0C erhitzt und auf einen Druck von
13,33 · 102 Pa gebracht und 7 Stunden bei diesen Bedingungen gehalten, wonach 2,85 kg eines Reaktionsproduktes angefallen waren.
Es wurde gefunden, daß 8'j% Rindertalgfettsäure-Methylester
sich zum Saccharosefettsäureester bei der Umesterungsreaktion umgesetzt hatten. Die Zusammensetzung
des erhaltenen Saccharoseesters nach der Reinigung wurde durch Dünnschichtchromatographie
bestimmt, die folgendes Ergebnis brachte:
Monoester 12%
Diester 30%
Tri- und Polyester 52%.
Der Verseifungsgrad des Produktes betrug 15,0%.
Vergleichsbeispiel 2
Vergleichsbeispiel 2
Bei diesem Vergleichsbeispiel wurde die Dehydratation bei erhöhter Temperatur ausgelassen.
Ein Gemisch von 2 kg Saccharose, 1 kg Natriumsalz gehärteter Rindertalgfettsäure, 1 kg Wasser und 1 kg
Methylester der Rindertalgfettsäure wurden in einem Kneter gleichmäßig gelöst. Nach Zugabe von 20 g
K2CO3 wurde das Gemisch bei einer Temperatur von 60 bis 1000C und einem Druck von 66,6 · 102 Pa dehydratisiert
Nach Beendigung der Entwässerung wurde das Gemisch auf 1500C unter Rühren erhitzt und unter
Beibehaltung dieser Bedingungen 3 Stunden belassen. Danach wurden 3,7 kg eines Reaktionsproduktes
erhalten.
Es wurde festgestellt, daß sich bei der Umesterungsreaktion 83% des Rindertalgfettsäure-Methylesters zu
Saccharose-Fettsäureester umgesetzt hatten. Eine dünnschichtchromatographische Analyse des Reaktionsproduktes
nach der Reinigung zeigte folgende Zusammensetzung:
Monoester
Diester
Triester
48%
32%
20%.
Der Verseifungsgrad des Produktes betrug 21,5%.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung von Saccharose-Fettsäure-Estern aus Saccharose und einem Fettsäureester durch Umesterung, dadurch gekennzeichnet, daß man zu einer wäßrigen, eine Fettsäureseife enthaltende Saccharoselösung mit einem Wassergehalt von 10-200 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge Saccharose und Fettsäureseife, und einem Gehalt von 5-40 Gew.-% Fettsäureseife, bezogen auf die Gesamtmenge Saccharose und Fettsäureester, eine solche Menge Fettsäureester, daß das Gewichtsverhältnis von Saccharose zu Fettsäureester zwischen 80 :20 und 5 :95 liegt, und 0,1-10 Gew.-% eines Umesterungskatalysators, bezogen auf Saccharose, zugibt, das Gemisch bei einer Temperatur zwischen 70 und 175° C und einem Druck von 1013 · 102 bis 80 · 102 Pa oder darunter, entsprechend dem jeweiligen Dehydratationsgrad, zu einer im wesentlichen homogenen Schmelze entwässert, und die Umesterung zwischen Saccarose und Fettsäureester, gegebenenfalls nach Zugabe von weiterem Fettsäureester, in der Schmelze bei einer Temperatur von 110 -175° C durchführt
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |