DE2159614B2 - Verfahren zur Umesterung von Fettsäureglyceridgemischen - Google Patents
Verfahren zur Umesterung von FettsäureglyceridgemischenInfo
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Description
Bei der katalytischen Umesterung von Fettsäureglyceridgemischen werden die Fettsäurereste, die in den
Glyceriden vorhanden sind, umgelagert, wobei die Fettsäuren im allgemeinen sowohl hinsichtlich der
Anzahl der Kohlenstoff atome als auch des Grades der Umgesättigtheh verschieden voneinander sind. Dementsprechend
unterscheiden sich die Schmelzpunkte, die uäiäiomeirischen Eigenschaften und andere Eigenschaften
der Umesterungsprodukte von den Eigenschaften der Ausgangsglyceridgemische.
Bei der Umesterung erfolgt ein Austausch der Fettsäurereste der Glyceride an den Glycerylresten in
willkürlicher Weise. Dieser Austausch setzt sich dynamisch fort, wenn das öl im flüssigen Zustand unter
dem Einfluß eines Katalysators ist, bis ein Gleichgewichtszustand gemäß den Wahrscheinlichkeitsgesetzen
erreicht ist.
Umesterungsreaktionen können unter Temperaturbedingungen
ausgeführt werden, bei denen die ganze Mischung von Glyceriden flüssig ist (ungelenkte
Umesterung) oder teilweise kristallisiert ist (gelenkte Umesterung). Bei der letztgenannten Art von Umesterungsreaktion
wird das Gleichgewicht in dem flüssigen Reaktionsmedium gestört, wenn feste Glyceride auskristallisieren,
bis ein neues Gleichgewicht unter den herrschenden Temperaturbedingungen in dem flüssigen
Medium erreicht worden ist.
Aus der US-PS 27 26 158 ist ein Verfahren zur
Herstellung von Hartfetten bekannt, bei dem eine ungelenkte Umesterung von Triglyceridgemischen
unter Verwendung eines Umesterungskatalysators für niedrige Temperatur ausgeführt wird. Gemäß Beispiel
13 der US-Patentschrift werden auf 100 Teile Tryglyceridgemisch
10 Teile Xylol eingesetzt. Durch die Verwendung des Lösungsmittels erfolgt keine Erhöhung
der Reaktionsgeschwindigkeit. Die Zeit bis zur Vollendung der Reaktion beträgt vielmehr ein Vielfaches
der entsprechenden Zeit bei denjenigen Beispielen, bei denen kein Lösungsmittel eingesetzt wurde.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Umesterung von Fcttsäureglyceridgemischen,
bei dem eine wesentliche Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit herbeigeführt wird. Die Lösung
dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Umesterung von Fettsäureglyceridgemischen
in Gegenwart eines Alkalikatalysators, das dadurch gekennzeichnet ist. daß man die Reaktion in
Gegenwart von 0,2 bis 50 Gcw.-% eines aliphatischen Monokeions, bezogen auf die Glyceridmischiing, bei
einer Temperatur von -30 bis 150'C durchführt.
Die Reaktionsgeschwindigkeit der bekannten Um-
esterungsverfahren, insbesondere von gelenkten Umesterungsreaktionen,
sind für praktische Zwecke häufig zu niedrig. Bei der gelenkten Umesterung von Palmöl,
z. B. bei einer Temperatur von 35"C1 unter Verwendung
von 0,15% Natrium als Katalysator zwecks Erzielung eines Öls, das wenigstens 25% gesättigte Tryglyceride
enthält, sind Reaktionsgeschwindigkeitskonstanten von höchstens 0,5 berechnet worden, während durch
Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung Reaküonsgeschwindigkeitskonstanten von bis zu 1,5
erzielbar sind. In ähnlicher Weise betragen bei der ungelenkten Umesterung von Kokosnußöl die Reaktionsgeschwindigkeitskonstanten
der bekannten Verfahren bei etwa 300C etwa 1,1, während durch
Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung diese Reaktionsgeschwindigkeitskonstanten auf Werte von
30 bis 85 und sogar mehr erhöht werden kränen. Unter
der »Reaktionsgeschwindigkeitskonstante« k ist der Faktor k zu verstehen, der für verschiedene Öle und
Fette von der folgenden Gleichung abgeleitet werden kann:
»,η
Dt - Do
Do \
) =
t -
wobei
Dt =
Dt =
gemessene Dilatation, z. B. bei 25° C für
Kokosnußöl, nach Reaktionszeit i(mmV25 g),
Do = Dilatation bei der gleichen Temperatur des Ausgangsglyceridgemisches (mm3/25 g),
Doo = gemessene Dilatation bei der gleichen Temperatur nach vollständiger Umesterung (mmV
25g),
k = Reaktionsgeschwindigkeitskonstante (h-1),
t = Reaktionszeit (min),
t' = Induktionsperiode (min)
Die Induktionsperiode t' kann von der graphischen
Darstellung abgeleitet werden, die durch Auftragen der Dilatationswerte, gemessen bei einer bestimmten
Temperatur, gegen die Reaktionszeit erhalten sind. Die Induktionsperiode ist diejenige Zeitdauer, während
welcher Do=Dt ist. Die Dilatationswerte werden bei einer Temperatur in der Nähe des Schmelzpunktes des
Glyceridgemisches gemessen, weil dann die signifikanteste Änderung im Dilatationswert beobachtet
werden kann. Eine geeignete Temperatur zur Messung der Dilatationswerte von KokosnuPöl ist z. B. 25°C, von
Palmöl z. B. 40° C.
Die oben beschriebene Gleichung ist auf die Annäherung gegründet, daß sowohl die ungelenkte als
auch die gelenkte Umesterung sich als Reaktionen erster Ordnung verhalten und daß der Umwandlungsgrad
von nichtumgeesterten zu umgeesterten Glyceriden durch die Erhöhung der Dilatationswerte als Folge
der Umesterung dargestellt werden kann. Die Dilatationswerte wurden gemessen, wie dies von H. A.
Boekenoogenin »Analysis and Characterization of Oils, Fats and Fat Products«, Bd. I, 1964, lnterscience
Publishers, London, Seiten 143 ff., beschrieben ist. Gegebenenfalls kann der Fortschritt der Umesterungsrcaktion
mittels der S.F.I.-Werte von Proben, die von ausgewählten Versuchsansätzen während der Umesterungsreaktion
gezogen worden sind, mittels Impuls-NMR-Analysc von solchen Proben oder mittels
enzymatischer Hydrolyse und TLC-Analyse von solchen
Proben verfolgt werden.
>■! hl
Die bei dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendeten Ketone können 3 bis 20 Kohlenstoffatome
enthalten, wobei geeignete aliphatische Monoketone, z. B. Dimetliylketon, Methylethylketon, Diäthylketon,
Dipropylketon, Dibutylketon, Methylheptylketon, Methylnonylketon, Pentylvinylketon und Methyltridecylketon
sind.
Aceton, das allgemein als inerter Bestandteil bei der
Herstellung von Fett enthaltenden Lebensmitteln angenommen wird, wird besonders bevorzugt, weil es
technisch in großen Mengen zu wirtschaftlich annehmbaren Preisen zur Verfügung steht und weil es infolge
seiner hohen Flüchtigkeit in einer nachfolgenden Desodorisierungsbehandlung vollständig entfernt werden
kann.
Ausgezeichnete Ergebnisse sind durch den Zusatz von 0,5 bis 15% von Monoketonen, bezogen auf das
Gewicht des Glyceridgemisches, zu erhalten.
Die Umesterungsreaktionen werden in dem Temperaturbereich
von —30 bis 1500C in Abhängigkeit von
der Ari der angewendeten Umesterungsreaktion und
von der Art des Glyceridgemisches und des verwendeten Ketons ausgeführt
Die untere Temperaturgrenze wird hauptsächlich durch den Schmelzpunkt der schweren Glyceridfraktion
des Glyceridgemisches unter gelenkten Umesterungsbedingungen bestimmt, und die obere Temperaturgrenze
ist durch verfahrensökonomische Betrachtungen und/oder die Flüchtigkeit des Ketons unter Bedingungen
ungelenkter Umesterung gegeben. Reaktionen mit ungelenkter Umesterung werden vorzugsweise bei
Temperaturen von 25 bis 1000C, insbesondere von 30 bis 600C, ausgeführt Gelenkte Umesterungen werden
vorzugsweise bei Temperaturen vcn —20 bis 6O0C,
insbesondere von -10 bis 45° C, ausgeführt. Bei der gelenkten Umesterung von Ölen, die gewöhnlich flüssig
bei Umgebungstemperatur sind, ist es von Wichtigkeit, daß die Temperatur, bei welcher die Umesterung
ausgeführt wird, genügend niedrig ist, um zu verhindern, daß die schwerere Glyceridfraktion sich in dem
flüssigen Öl auflöst
Die Katalysatoren, die für die Ausführung der Reaktionen bei dem Verfahren gemäß der Erfindung
Anwendung Finden können, sind übliche Niedrigtemperaturkatalysatoren, wie Alkalimetalle, ihre Legierungen
oder ihre katalytisch aktiven Derivate, z. B. in einer Menge von 0,0! bis 0,5 Gew.-°/o, bezogen auf das
Glyceridgemisch. Geeignete Umesterungskatalysatoren sind z. B. Natrium, Kalium, ihre Hydroxyde oder ihre
Alkoholate, wobei diese Katalysatoren vorzugsweise in Anteilen von 0,02 bis 0,3 Gew.-% zur Anwendung
gelangen.
Die gemäß der Erfindung zu behandelnden Glyceride, vorzugsweise Triglyceride, enthalten Säurereste, die
sowohl gesättigte als auch ungesättigte Fettsäurereste mit 2 bis 26 Kohlenstoffatomen einschließen.
Für die Zwecke der Erfindung werden unter ölen sowohl die Triglyceride, die bei Umgebungstemperatur
von etwa 15 bis 25°C fest sind und gewöhnlich als Fette bezeichnet werden, als auch die Triglyceride, die bei
Umgebungstemperatur flüssig sind und gewöhnlich als »öle« bezeichnet werden, verstanden.
Die Glyceridgemische, die gemäß der vorliegenden Erfindung behandelt werden, sollen keine Katalysatorgifte
(z. B. Wasser und freie Fettsäuren) in wesentlichen Anteilen enthalten, um eine Inaktivierung der Katalysatoren,
eine zu hohe Viskosität der Öl/Seifen-Mischung, ein Blockieren von Filtern mit Seifengcl. einer
Seifenbildung auf der Innenwand des Reaktionsgefäßes und einer beträchtlichen Herabsetzung der Reaktionsgeschwindigkeit
zu vermeiden.
Die Anteile des Alkalikatalysators sind auf die Glyceridgemische bezogen, die frei von Katalysatorgiften sind. Wenn trotz Vorbehandlung zur Entfernung solcher Gifte geringere Anteile von Katalysatorgiften noch in dem öl verbleiben, muß etwas mehr Katalysator zur Kompensierung der Katalysatorgifte zugegeben werden. Wenn so eine Rohölmischung mit z. B. einer Säurezahl von 2 bis 5 und einer 0,05% übersteigenden Wassermenge umgeestert wird, soll das Katalysatorgewicht um wenigstens 03% für die vollständige Umesterung erhöht werden, aber dann können unerwünschte Nebenwirkungen noch eintreten. Da Wasser und freie Säure die Hauptkatalysatorgifte sind, wird daher vorgezogen, sorgfältig die umzuesternde Mischung zu neutralisieren und den Wassergehalt auf eine Höhe von unter 0,05%, vorzugsweise unter 0,015% und insbesondere unter 0,01%, vor der Umesterung herabzusetzen.
Die Anteile des Alkalikatalysators sind auf die Glyceridgemische bezogen, die frei von Katalysatorgiften sind. Wenn trotz Vorbehandlung zur Entfernung solcher Gifte geringere Anteile von Katalysatorgiften noch in dem öl verbleiben, muß etwas mehr Katalysator zur Kompensierung der Katalysatorgifte zugegeben werden. Wenn so eine Rohölmischung mit z. B. einer Säurezahl von 2 bis 5 und einer 0,05% übersteigenden Wassermenge umgeestert wird, soll das Katalysatorgewicht um wenigstens 03% für die vollständige Umesterung erhöht werden, aber dann können unerwünschte Nebenwirkungen noch eintreten. Da Wasser und freie Säure die Hauptkatalysatorgifte sind, wird daher vorgezogen, sorgfältig die umzuesternde Mischung zu neutralisieren und den Wassergehalt auf eine Höhe von unter 0,05%, vorzugsweise unter 0,015% und insbesondere unter 0,01%, vor der Umesterung herabzusetzen.
Die Trocknung wird vorzugsweise mittels einer Vorrichtung ausgeführt, in der ein verringerter Druck
von z. B. 10 bis 50 mm Hg und eine erhöhte Temperatur von z. B. 100 bis !400C aufrechterhalten werden, wobei
die erhitzte Mischung von Glyceriden an der Oberseite einer Kammer der Vorrichtung zerstäubt wird, in der
ein Vakuum aufrechterhalten wird, um eine rasche Verdampfung des meisten vorhandenen Wassers zu
bewirken. Der Arbeitsvorgang kann gewünschtenfalls in zwei oder mehr Stufen ausgeführt werden. Es ist
gefunden worden, daß gute Ergebnisse mittels einer Doppelstufenvakuumtrocknungsvorrichtung erhalten
werden, die bei Drücken von 45 bzw. 10 mm Hg bei einer öleinlaßtemperatur von 125 bis 140° C arbeitet.
Vor der Umesterung werden die Estermischungen auch vorzugsweise auf eine Säurezahl von weniger als
0,3, insbesondere weniger als 0,1 entsäuert. Unter »Säurezahl« ist die Zahl von mg vo>:\ Kaliumhydroxyd
zu verstehen, die erforderlich ist, um 1 g der umzuesternden Mischung zu neutralisieren. Die Säurezahl
wird nach dem Verfahren bestimmt, das von H. A. Boekenoogen, »Analysis and Characterization of
Oils, Fats and Fat Products«, Bd. I, 1964, Interscience Publishers, London, Seiten 23 bis 24, beschrieben ist. Da
diese Bestimmung bei Umgebungstemperatur in einem kurzen Zeitraum ausgeführt wird, werden die Ester
nicht verseift, so daß eine Säurezahl von 0 in Abwesenheit von freien Säuren erhalten wird. Das
umzuesternde Gemisch kann durch Anwendung eines Entsäuerungsverfahrens durch Destillation im Vakuum
durch Alkalientsäuerung mittels einer 0,2 bis 8 n-Natriumhydroxydlösung entsäuert werden.
Geeignete spezielle Entsäuerungsverfahren sind in
« den NL-OS 65 03 471 und 66 03 470 beschrieben worden.
Das Verfahren gemäß der Erfindung wird nachstehend anhand von EJeispielen näher erläutert.
h0 Beispiel 1
Ungelenkte Umesterung
Raffiniertes Kokosnußöl einer Säurezahl unter 0,1
H5 wurde 40 min bei 125°C und 2 mm Hg auf einen
Feuchtigkeitsgehalt unter 0,01% getrocknet. Eine
Menge dieses getrockneten Öls wurde in einen Reaktor überführt, der mir. einem Rührer, einem Thermometer
und einem Kühlmantel versehen war, in dem das öl auf
300C gekühlt wurde.
Ungelenkte Umesterungen wurden durch Zusatz von
0,15 Gew.-% Natrium (einer 33%igen Dispersion in Paraffinöl) zu dem Ol und in Gegenwart von
organischen Stoffen, wie Aceton (Beispiel 1), 1-Butanol
(Kontrolle), Diisopropyläther (Kontrolle), Dimethylformamid
(Kontrolle), Morpholin (Kontrolle) und Pyridin (Kentrolle) ausgeführt
Die organischen Stoffe wurden zu dem öl (in einem Anteil von 1 Gew.-%, bezogen auf das Öl) 7 min nach
Zusatz des Katalysators zugegeben.
In regelmäßigen Zwischenräumen wurden Proben gezogen, und es wurde der Dilatationswert bei 253C (D
25) gemessen.
Die Reaktionsgeschwindigkeitskonstanten wurden aus der Dilatationserhöhung gemäß der vorbeschriebenen
Gleichung berechnet
Für Kokosnußöl war Do=60 und Doo=350.
Die Ergebnisse der Versuche sind in der Tabelle I zusammengefaßt and zeigen, daß der die Reaktionsgeschwindigkeit
erhöhende Effekt von Aceton sehr bedeutend ist
B e i s ρ i e I ε 2 bis 4 Ungelenkte Umesterung
Das Beispiel 1 wurde unter identischen Bedingungen wiederholt mit der Ausnahme, daß jetzt als Zusatz
Methylethylketon (Beispiel 2), Diäthylketon (Beispiel 3) und Dibutylketon (Beispiel 4) verwendet wurdea
Aus den nach regelmäßigen Zwischenräumen gemessenen Dilatationswerten wurden die Reaktionsgeschwindigkeitskonstanten,
wie zuvor beschrieben, berechnet
Die Werte sind in der Tabelle Il wiedergegeben.
Beispiel Nr. Zusatz
Zusatz
D 25 nach t Minuten Reaktionszeit
/ D25
Reaktionsgeschwindigkeitskonstante
Aceton
(Beispiel 1)
(Beispiel 1)
1-Butanol
(Kontrolle)
(Kontrolle)
Diisopropyläther
(Kontrolle)
(Kontrolle)
Dimethylformamid
(Kontrolle)
(Kontrolle)
Morpholin
(Kontrolle)
(Kontrolle)
Pyridin
(Kontrolle)
(Kontrolle)
Ohne Zusatz
(Kontrolle)
(Kontrolle)
10
15
20
15
20
5
10
15
20
70
10
15
20
70
20
30
40
60
80
30
40
60
80
20
40
80
120
180
20
40
80
120
180
40
80
120
160
200
40
80
120
160
240
65 125 335 350
85 145 165 170 175
70 160 265 310 325
60 150 285 325 350
60
155 270 270 270 80 175 265 330 350
60 140 235 335 350
30
4,4
4,2
1,5
1,5
1,2
1,1 Reaklionsgeschwindigkeitskonstante
Methyläthylketon
Diäthylketon
Dibutylketon
36 36
24
Beispiele 5bis7 Ungelenkte Umesterung
Das Beispiel 1 wurde unter identischen Bedingungen wiederholt, mit der Ausnahme, daß jetzt die Zusätze,
nämlich Dimethylketon, Methyläthylketon und Diäthylketon, zugegeben wurden, bevor die Katalysatordispersion
zugefügt war.
Aus den Dilatationswerten wurden die Reaktionsgeschwindigkeitskonstanten
berechnet Die Werte sind in der Tabelle III wiedergegeben.
Tabelle III | Zusatz | Reaktions- geschwin- digke iis konstante |
Beispiel Nr. | Dimethylketon Methyläthylketon Diäthylketon |
32 36 33 |
5 6 7 |
||
Beispiele 8 bis 11
Ungelenkte Umesterung
Der in Beispiel I beschriebene Versuch wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß die Umesterungsreaktion
bei 35°C in Gegenwart von Diäthylketon ausgeführt wurde, das zu dem öl zugesetzt war, bevor
der Katalysator zugegeben wurde.
Die folgenden Konzentrationen von Diäthylketon wurden angewendet:
5% (Beispiel 8)
3% (Beispiel 9)
1% (Beispiel 10)
0,5% (Beispiel II)
3% (Beispiel 9)
1% (Beispiel 10)
0,5% (Beispiel II)
Aus den Dilatationswerten wurden die folgenden Reaktionsgeschwindigkeitskonstanten (h -') berechnet:
Beispiele: | 83 |
Beispiel 9: | 66 |
Beispiel 10: | 48 |
Buspiel 11: | 37 |
Beispiele 12 bis 15 Ungelenkte Umesterung
Die Beispiele 8 bis 11 wurden wiederholt, wobei die
gleichen Zusätze in den gleichen Anteilen bei einer Reaktionstemperatur von 30 C angewendet wurden.
Die folgenden Reaktionsgeschwindigkeitskonstanten wurden berechnet:
Beispiel 12 (5% Diäthylketon): 59
Beispiel 13(3% Diäthylketon): 44
Beispiel 14(1% Diäthylketon): 32
Beispiel 15(0.5% Diäthylketon): 23
Beispiele Ib bis 19
Ungelenkte Umesterung
Die Beispiele 8 bis Il wurden wiederholt, wobei die
gleichen Zusätze in den gleichen Anteilen bei einer Reaktionstemperatur von 25°C angewendet wurden.
Die folgenden Reaktionsgeschwindigkeitskonstanten wurden berechnet:
Beispiel 16(5% Diäthylketon): 37
Beispiel 17 (3% Diäthylketon): 29
Beispiel 18(1% Diäthylketon): 20
Beispiel 19 (0.5% Diäthylketon): 15
Beispiel 20
Gelenkte Umesterung
Raffiniertes Palmöl mit einer Säurezahl unter 0.1 wurde, wie in Beispiel 1 beschrieben, getrocknet, bis der
Wassergehalt unter 0.01 Gew-% lag.
Eine Menge dieses getrockneten Öls wurde in einen Reaktor eingebracht, der mit einem Rührer, einem
Thermometer und einem Kühlmantel versehen war und in dem das öl auf eine Temperatur von 45°C gebracht
wurde. Danach wurden 0.05 Gew.-% Natrium in Form einer 30%igen Dispersion in Paraffinöl und 1 Gew.-%
Aceton zu dem Öl zugegeben. Die Mischung von Öl und Katalysator wurde 1 Stunde gerührt, während die
Tabelle IV
Reaktionsgeschwindigkeitskonstante (h"') Temperatur auf 450C gehalten wurde. Die Mischung wurde jet/i auf 40" C gebracht, um die gelenkte Umesterung auszuführen, und es wurden Proben in regelmäßigen Zwischenräumen gezogen. Der Dilatationswert bei 40°C wurde gemessen, bis keine weitere Änderung in den Dilatationswerten beobachtet werden konnte. Aus den Dilatationswerten wurde die Reaktionsgeschwindigkeitskonstante, wie oben beschrieben, berechnet. Der berechnete Wert betrug 0,16, während die Reaktionsgeschwindigkeitskonstante einer Umesterung, die unter identischen Bedingungen, mit der Ausnahme, daß kein Aceton zugesetzt wurde, nur 0.1 1 betrug.
Reaktionsgeschwindigkeitskonstante (h"') Temperatur auf 450C gehalten wurde. Die Mischung wurde jet/i auf 40" C gebracht, um die gelenkte Umesterung auszuführen, und es wurden Proben in regelmäßigen Zwischenräumen gezogen. Der Dilatationswert bei 40°C wurde gemessen, bis keine weitere Änderung in den Dilatationswerten beobachtet werden konnte. Aus den Dilatationswerten wurde die Reaktionsgeschwindigkeitskonstante, wie oben beschrieben, berechnet. Der berechnete Wert betrug 0,16, während die Reaktionsgeschwindigkeitskonstante einer Umesterung, die unter identischen Bedingungen, mit der Ausnahme, daß kein Aceton zugesetzt wurde, nur 0.1 1 betrug.
ii Beispiel 21
Gelenkte Umesterung
Das Beispiel 20 wurde wiederholt, mit der Ausnahme. uaB die Umesterung bei jj"C uuiLrigefülii i wuidc. Die
-'<> aus der Erhöhung der Dilatationswerte berechnete Reaktionsgeschwindigkeitskonstante betrug 0.4 und
diejenige einer identischen Reaktion, die ohne Aceton ausgeführt wurde, betrug 0,16.
B e i s ρ i e I 22
Gelenkte Umesterung
Gelenkte Umesterung
Das f.-eispiei 21 wurde wiederholt, mit der Ausnahme,
daß die Natriumkonzentration 0.15% betrug. Die Reaktionsgeschwindigkeitskonstante war 0,7 und diejenige
des Kontrollversuchs ohne Aceton betrug 0,5.
Beispiel 23
Gelenkte Umesterung
Gelenkte Umesterung
Das Beispiel 20 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß die Reaktion bei 3O0C ausgeführt wurde. Die
Reaktionsgeschwindigkeitskonstante betrug 0.1.
B e i s ρ i e I e 24 bis 28
Gelenkte Umesterung
Gelenkte Umesterung
Verschiedene gelenkte Umesterungen wurden, wie in Beispiel 20 beschrieben, ausgeführt, wobei verschiedene
Anteile von Aceton und Natrium bei Temperaturen von 20 bis 35° C verwendet wurden. Die Ergebnisse sind in
der folgenden Tabelle IV zusammengefaßt.
Beispiel | Temperatur C -> | 35 | 0.15 | 30 | 0.15 | 25 | 20 |
Natriumkon | B | D | |||||
zentration % -* | 0,05 | 0.05 | 0,15 | 0,15 | |||
Beispiel -► | A | C | E | F | |||
Acetonkon- | 0.5 | 0,24 | |||||
zentration | - | - | |||||
Kontrolle | 0 | 0.16 | 0.75 | - | 0.8 | - | - |
24 | 0.5 | 0,25 | 0.62 | - | - | - | |
25 | 3 | 0.22 | - | 0.17 | 1.1 | - | - |
-}(. | - | — | η τι | _ | - | - | |
27 | 10 | - | - | 1.3 | - | ||
28 | 15 | — | _ | 1.2 | 0.9 | ||
Beispiele 29 bis 30
Ungelenkte Umesterung
Ungelenkte Umesterung
Das Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß 0,05% Natrium verwendet wurde und daß die
Acetonkonzentrationen 20% (Beispiel 29) bzw. 50% (Beispiel 30), berechnet auf die Fettmenge, betrugen.
Γ-'ί Reaktionsgeschwindigkeitskonstanten waren:
Γ-'ί Reaktionsgeschwindigkeitskonstanten waren:
Beispiel 29:
Beispiel 30:
Beispiel 30:
22
19.5
19.5
Wenn dieser Versuch mit 100% Aceton, bezogen auf das Fett, wiederholt wurde, konnte überhaupt keine
Änderung der Dilatationswerte beobachtet werden.
Beispiele 31 bis 32
Ungelenkte Umesterung
Ungelenkte Umesterung
Das Beispiel 3 wurde wiederholt, mit der Ausnahmt.·.
Haß O.fiso/n Natrium vrrwrnrlet wurde und daß di '
Reaktion bei 600C (Beispiel 31) bzw. 900C (Beispiel 32)
ausgeführt wurde.
Die Reaktionsgeschwindigkeitskonstante war:
Beispiel 31:
Beispiel 32:
Beispiel 32:
48
126
126
Beispiele 33 bis 37
Ungelenkte Umesterung
Ungelenkte Umesterung
Das Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß verschiedene Ketone zur Anwendung gelangten.
Die Ketone und die Reaktionsgeschwindigkeitskonstai 'en sind nachstehend aufgeführt:
33 | Ketone | Reaktionsge | |
34 | schwindigkeits | ||
35 | konstante | ||
Beispiel | 36 | Diisobutylketon | 8,9 |
Beispiel | 37 | Methylheptylketon | 9,6 |
Beispiel | Metyhlnonylketon | 21 | |
Beispiel | Pentylvinylketon | 6,8 | |
Beispiel | Methyltridecylketon | 3.1 | |
Beispiele 38 bis 40
Raffiniertes Sonnenblumenöl einer Säurezahl von 0,1 wurde auf einen Feuchtigkeitsgehalt von unter 0,01%,
wie dies in Beispiel I beschrieben ist, getrocknet.
Drei Mengen dieses Öls wurden, wie dies in Beispiel I
beschrieben ist, in Gegenwart von 1% Aceton (Beispiel 38), 2% Aceton (Beispiel 39) bzw. 3% Aceton (Beispiel
40) ungelenkt umgeestert.
Der Fortschritt der Umesterungsreaktion wurde durch enzymatische Hydrolyse und TLC-Analyse der in
regelmäßigen Zwischenräumen gezogenen Prohon verfolgt. Aus der Fettsäurezusammensetzung in der
2-Stellung des Triglyceridmoleküls kann geschlossen werden, ob die Umesterungsreaktion vollendet ist oder
nicht. Diese Analysentechnik ist in Boekenoogens »Analysis and Characterization of Oils, Fats and Fat
Products«. Bd. 2. 1968. lnterscience Publishers. London. Seiten 266 ff., beschrieben.
Im Beispiel 38 war die Reaktion nach 8 min. in Beispiel 39 nach 4 min und in Beispiel 40 nach 3 min
vollendet.
Bei einem Kontrollversuch, der unter identischen Bedingungen ausgeführt wurde, mit der Ausnahme, daß
kein Aceton zugegeben wurde, war die Reaktion in 150 min vollendet.
Obwohl bei den vorstehenden Beispielen I bis 40 gelenkte und ungelenkte Umesterungen von Palmöl,
KokosnuQöl und Sonnenblumenöl beschrieben worden sind, werden ähnliche Ergebnisse erhalten, wenn andere
pflanzliche und/oder tierische öle und Fette, z. B. Talk, Schmalz, Erdnußöl, Safloröl, Olivenöl, Rübsamenöl usw.
verwendet werden. Es können andere Umesterungskatalysatoren für niedrige Temperatur als Natrium zur
Anwendung gelangen, ohne daß die reaktionsgeschwindigkeitsbeschleunigende
oder -erhöhende Wirkung der Lösungsmittel beeinträchtigt wird, z. B. können Kalium
oder eine Kalium/Natriumlegierung, ebenso wie Alkali hydroxyde und -alkoxyde, wie Natriumäthylat oder
-methylat, angewendet werden.
Claims (2)
1. Verfahren zur Umesterung von Fettsäureglyceridgemischen in Gegenwart eines Alkalikatalysators,
dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktion in Gegenwart von 0,2 bis 50 Gew.-% eines
aliphatischen Monoketons, bezogen auf die Glyceridmischung,
bei einer Temperatur von —30 bis 150° C durchführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man die Reaktion in Gegenwart von Aceton durchführt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB5764870A GB1359470A (en) | 1970-12-04 | 1970-12-04 | Interesterification process |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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