DE3107318C2

DE3107318C2 -

Info

Publication number: DE3107318C2
Application number: DE3107318A
Authority: DE
Inventors: Tadaaki Yokohama Kanagawa Jp Matsukura; Yukio Tokio/Tokyo Jp Nakagawa
Original assignee: Lion Corp
Current assignee: Lion Corp
Priority date: 1980-02-28
Filing date: 1981-02-26
Publication date: 1988-12-08
Also published as: DE3107318A1; US4371470A; JPS56120799A; GB2072167B; GB2072167A; JPS6212840B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung hochwertiger Fettsäureester niederer Alkohole aus Fettsäureglyceriden, die sich als Ausgangsmaterialien zur Herstellung von Seifen und höheren Alkoholen eignen, und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung qualitativ hochwertiger Fettsäureester, die ohne Aussalzbehandlung zur Reinigung, die bisher als zur Herstellung von Seifen aus Fettsäureestern unerläßlich angesehen wurde, zu hochwertigen Seifenproduken verarbeitet werden können.

Niedere Alkylester von Fettsäuren, wie etwa die Methylester, werden in breitem Umfang als Grundmaterial zur Herstellung von Seifen und als Ausgangsmaterial zur Synthese höherer Alkohole sowie bestimmter Arten grenzflächenaktiver Mittel herangezogen. Sie werden industriell durch Umesterung von Fettsäureglyceriden, d. h. Ölen oder Fetten, mit einem niederen Alkohol, wie beispielsweise Methanol, hergestellt. Die bei den oben erwähnten Verfahren als technische Produkte anfallenden niederen Alkylester von Fettsäuren enthalten unvermeidlich beträchtliche Menge gefärbter bzw. zu Verfärbungen führender Verunreinigungen, die aus den als Ausgangsmaterialien verwendeten rohen Ölen oder Fetten stammen. Es ist daher übliche Praxis, die aus den Estern hergestellten rohen Seifen durch Aussalzen weiter zu reinigen, da andernfalls die als Endprodukte anfallenden Seiten nur sehr schlechte Qualität besitzen.

Ungeachtet des Umstands, daß die Reinigung der Rohseifen bei nahezu allen eingeführten technischen Verfahren durchgeführt wird, besteht ein Interesse daran, solche Reinigungsbehandlungen zu unterlassen, da das Aussalzen in technischem Maßstab sehr aufwendige Verfahrensschritte und extrem lange Ausfällungszeiten erfordert.

Zur Reinigung organischer Substanzen, wie sie niedere Alkylester von Fettsäuren darstellen, sind zur Entfernung darin enthaltener gefärbter oder zu Verfärbungen führender Verunreinigungen allgemein verschiedene Verfahren bekannt, beispielsweise die Behandlung mit Alkali, die Rektifikation, die Destillation sowie etwa die Adsorption. Diese Verfahren sind jedoch jeweils mit bestimmten Nachteilen oder Problemen behaftet. Die erste Verfahrensweise der Alkalibehandlung ist nur wenig wirkungsvoll, so daß die Ausbeute an gereinigten Produkten für praktische Zwecke zu gering ist. Die destillative Trennung durch Rektifikation ist aufgrund des relativ hohen Verbrauchs an Wärmeenergie nachteilig, während bei den Adsorptionsverfahren aufgrund der erheblichen Verluste an Material, das auf den Adsorbentien verbleibt, nur geringe Ausbeuten an gereinigten Produkten erzielt werden. Dementsprechend waren bisher zur Massenproduktion hochreiner Fettsäureester noch keine zufriedenstellenden Verfahren verfügbar.

Der Erfindung liegt entsprechend die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges, verbessertes Verfahren zur Herstellung qualitativ hochwertiger niederer Alkylester von Fettsäuren anzugeben, die sich ohne weitere Reinigung durch Aussalzen der rohen Seifen oder andere aufwendige Verfahren ohne die oben erläuterten, beim Stand der Technik auftretenden Probleme unter Verwendung von rohen Ölen oder Fetten als Ausgangsmaterialien zu Seifen verarbeiten zu lassen.

Die Aufgabe wird gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung hochwertiger niederer Alkylester von Fettsäuren durch Alkoholyse von Fettsäureglyceriden, d. h. natürlichen Ölen oder Fetten, beruht auf der

Umesterung von Fettsäureglyceriden mit einem niederen Alkohol mit 1 bis 3 C-Atomen in Gegenwart eines Alkalikatalysators unter Bildung eines ersten rohen Umesterungsprodukts und von Glycerin und der
Abtrennung des Glycerins vom ersten rohen Umesterungsprodukt und ist gekennzeichnet durch

a) eine zweite Umesterung des ersten rohen Umesterungsprodukts mit 5 bis 50 Masse-% des niederen Alkohols in Gegenwart von 0,2 bis 0,5 Masse-% Alkalikatalysator unter Erhalt eines zweiten rohen Umesterungsprodukts, das den nicht umgesetzten niederen Alkohol und Glycerin in Lösung oder in dispergierter Form enthält,
b) Versetzen des zweiten rohen Umesterungsprodukts mit Wasser in einer Menge von 30 bis 150 Masse-%, bezogen auf die Menge an im zweiten rohen Umesterungsprodukt enthaltenem niederen Alkohol,
c) Phasentrennung des mit Wasser versetzten zweiten rohen Umesterungsprodukts bei 40 bis 60°C in eine wäßrige Phase und die Phase der niederen Alkylester der Fettsäuren,
d) Abtreiben der niederen Alkylester der Fettsäuren durch Strippen vom Wasser und darin enthaltenem nicht umgesetzten niederen Alkohol,
e) Versetzen der niederen Alkylester der Fettsäuren mit 1 bis 10 Masse-% eines aus einem Gemisch von aktiviertem Ton und Aktivkohle im Mengenverhältnis von 9 : 1 bis 2 : 8 bestehenden Adsorbens zur Entfärbung
und anschließend
f) Abtrennung des Adsorbens von den niederen Alkylestern der Fettsäuren.

Die erste Umesterungsreaktion des erfindungsgemäßen Verfahrens ist üblich und bedarf daher keiner weiteren Erläuterung.

Die beim erfindungsgemäßen Verfahren als Ausgangsmaterial eingesetzten Fettsäureglyceride können beliebige natürliche pflanzliche oder tierische Fette oder Öle sein; hierzu gehören beispielsweise Palmöl, Palmkernöl, Baumwollsaatöl, Kokosöl und Sojaöl als Pflanzenöle sowie andererseits beispielsweise Rindertalg, Schweinefett und verschiedene Arten von Fischölen als tierische Ausgangsprodukte.

Die Hauptbestandteile dieser Fette oder Öle sind Glyceride verschiedener Arten von Fettsäuren, die beträchtliche Mengen von Verunreinigungen, wie etwa Aldehydverbindungen, Phospholipidverbindungen und freie Fettsäuren, enthalten. Diese Materialien werden ohne weitere Reinigung verwendet, können jedoch auch vor der Umesterung erforderlichenfalls partiell gereinigt werden.

So ist es insbesondere in manchen Fällen empfehlenswert, die oben als eine Klasse von Verunreinigungen erwähnten freien Fettsäuren vor der Weiterverwendung des Produkts in einer vorgeschalteten Reaktion mit dem niederen Alkohol zu verestern, um die Säurezahl der Glyceride zu verringern, so daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren als Ausgangsmaterialien eingesetzten Fettsäureglyceride kleine Mengen an niederen Alkylestern enthalten, die mit den erfindungsgemäß zugänglichen Produkten identisch sein können.

Der bei der ersten Umesterungsreaktion der Fettsäureglyceride eingesetzte niedere Alkohol ist ein aliphatischer Alkohol mit 1 bis 3 C-Atomen im Molekül, d. h. Methanol, Ethanol, 1-Propanol oder 2-Propanol. Von den oben genannten Alkoholen wird meistens Methanol verwendet, da an Methylestern der größte Bedarf besteht.

Der bei der ersten Umesterungsreaktion eingesetzte Alkalikatalysator ist ebenfalls üblich; hierfür werden beispielsweise Hydroxide und Alkoholate, beispielsweise Methylate und Ethylate, von Natrium und Kalium verwendet.

Die erste Umesterung wird in an sich bekannter Weise durchgeführt, wobei die Fettsäureglyceride mit einem niederen Alkohol in einer Menge von 2 bis 10 Äquivalent und einem Alkalikatalysator in einer Menge von 0,1 bis 1 Masse-%, bezogen auf die Fettsäureglyceride, versetzt werden; das Reaktionsgemisch wird etwa 0,5 bis 2 h unter Rühren auf oder in die Nähe der Siedetemperatur des niederen Alkohols erhitzt, bis die Reaktion im wesentlichen beendet ist und sich ein Gleichgewicht eingestellt hat. Üblicherweise wird hierbei ein Umsatz von 90 bis 97% erzielt, wobei ein Gemisch eines ersten rohen Umesterungsproduktes mit Glycerin anfällt.

Der nächste Verfahrensschritt besteht in der Trennung des erhaltenen ersten rohen Umesterungsprodukts vom Glycerin. Diese Phasentrennung kann leicht durch 1 bis 15 min Stehenlassen des Reaktionsgemischs bei 40 bis 70°C erzielt werden, so daß üblicherweise keine besonderen Einrichtungen oder Vorkehrungen zur Beschleunigung der Phasentrennung, etwa durch Zentrifugieren, erforderlich sind.

Das vom Glycerin getrennte rohe Umesterungsprodukt wird anschließend in Schritt a) einer zweiten Umesterung unterzogen. Der hierbei eingesetzte niedere Alkohol ist üblicherweise der gleiche wie bei der ersten Alkoholysereaktion; auch die Reaktionstemperatur liegt im gleichen Bereich.

100 Masseteile des ersten rohen Umesterungsprodukts werden mit 5 bis 50 Masseteilen und vorzugsweise 8 bis 20 Masseteilen des niederen Alkohols und 0,2 bis 0,5 Masseteilen des Alkalikatalysators versetzt; die Reaktion wird etwa 5 bis 60 min unter Rühren durchgeführt.

Hierbei wird leicht ein Gesamtumsatz der als Ausgangsmaterial eingesetzten Fettsäureglyceride von 98% oder darüber erzielt, wobei das zweite rohe Umesterungsprodukt als Gemisch mit einer kleinen Menge Glycerin sowie nicht umgesetzten Alkohol anfällt. Dieses Gemisch des zweiten rohen Umesterungsprodukts mit Glycerin bildet eine stabile Dispersion und kann auch durch längeres Stehenlassen allein nicht in eine Phase des rohen Umesterungsprodukts und Glycerin getrennt werden.

Das in der oben angegebenen Weise erhaltene zweite rohe Umesterungsprodukt, das den nicht umgesetzten niederen Alkohol, Verunreinigungen sowie Glycerin enthält, wird anschließend mit Wasser in einer Menge von 30 bis 150 Masse-% und vorzugsweise 50 bis 100 Masse-%, bezogen auf die Menge des darin enthaltenen, nicht umgesetzten niederen Alkohols, versetzt und gleichmäßig gerührt. Die Zugabe von Wasser in einer begrenzten Menge wie oben angegeben ist beim erfindungsgemäßen Verfahren sehr wesentlich, da kleinere Mengen an Wasser als 30 Masse-% Schwierigkeiten hervorrufen und die für die nachfolgende Phasentrennung erforderliche Zeit verlängern, während größere Wassermengen als 150 Masse-% zu einer sehr stabilen Emulsion führen, die nur sehr schwer in ihre Einzelphasen aufgetrennt werden kann.

Das in dieser Weise versetzte Reaktionsgemisch wird anschließend bei einer Temperatur von 40 bis 60°C stehengelassen, wobei Phasentrennung eintritt. Obgleich die Phasentrennung von der Höhe der Flüssigkeitsschicht abhängt, ist die Phasentrennung üblicherweise innerhalb 15 min vollständig; gewünschtenfalls kann die Phasentrennung jedoch durch geeignete Mittel beschleunigt werden, beispielsweise durch Zentrifugieren.

Die Temperaturuntergrenze von 40°C resultiert daraus, daß die Geschwindigkeit der Phasentrennung unter 40°C aufgrund der teilweisen Verfestigung bestimmter Bestandteile des Reaktionsgemischs verringert wird.

Die durch die Phasentrennung gebildete untere Schicht stellt das wäßrige Gemisch dar, das den nicht umgesetzten niederen Alkohol, Glycerin und die gefärbten Verunreinigungen enthält, während die obere Schicht aus den jeweiligen niederen Alkylestern der Fettsäuren sehr hoher Qualität besteht, die sich von der unteren Schicht leicht trennen läßt.

In diesem Zusammenhang ist festzustellen, daß der Zusatz von Wasser zum ersten rohen Umesterungsprodukt nach der Abtrennung des Glycerins hinsichtlich der Entfernung der Verunreinigungen sehr nachteilig ist, da durch den Wasserzusatz das Reaktionsgemisch in eine Emulsion übergeht und sich die Phasen der resultierenden Emulsion nur außerordentlich schwer voneinander trennen lassen, wobei sich große Mengen schlammartiger Substanzen in der Grenzschicht zwischen der oberen und der unteren Schicht ansammeln, was zu einem erheblichen Ausbeuteverlust an Esterprodukt führt.

Das nach den oben angegebenen Verfahrensschritten erhaltene Esterprodukt besitzt hinsichtlich der gefärbten oder zu Verfärbungen führenden Verunreinigungen bereits eine außerordentlich hohe Qualität und könnte daher als solches ohne weitere Reinigung verwendet werden, wenn keine besonders hohe Qualität der Endprodukte erwünscht ist. In den nachgeschalteten Verfahrensschritten d), e) und f) werden auch Spurenmengen von Verunreinigungen abgetrennt.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Endreinigung wie folgt durchgeführt: Das wie oben erhaltene Esterprodukt wird durch Strippen unter vermindertem Druck von flüchtigen Materialien, hauptsächlich Wasser und nicht umgesetzem niederen Alkohol, bei einer Temperatur von 100°C oder darunter befreit, bis keine flüchtigen Materialien mehr übergehen. Danach wird das Esterprodukt mit einem Adsorbens versetzt und etwa 5 bis 90 min und vorzugsweise 10 bis 60 min bei einer Temperatur von etwa 50 bis 110°C und vorzugsweise 60 bis 100°C gerührt. Diese Verfahrensbedingungen sind für eine zufriedenstellende Adsorption von Spurenmengen an Verunreinigungen wesentlich.

Geeignete Adsorbentien sind Gemische von aktiviertem Ton und Aktivkohle mit einem Massenverhältnis von aktiviertem Ton zu Aktivkohle im Bereich von 9 : 1 bis 2 : 8 und vorzugsweise im Bereich von 9 : 1 bis 6 : 4. Das Adsorbens wird dem Esterprodukt in einer Menge von 1 bis 10 Masse-% und vorzugsweise 1,5 bis 5 Masse-% zugesetzt, da mit kleineren Mengen an Adsorbens keine zufriedenstellende Entfärbungswirkung erzielt wird und bei höheren Mengen an Adsorbens der durch Adsorption des Esterprodukts am Adsorbens bedingte Produktverlust in unerwünschter Weise erhöht wird, was zu einer entsprechenden Verringerung der Ausbeute an Endprodukt führt.

Das so entfärbte Esterprodukt wird anschließend nach einem geeigneten Fest-Flüssig-Trennverfahren vom Adsorbens getrennt; hierfür kann ein herkömmliches Verfahren, wie etwa Filtration oder Zentrifugieren, herangezogen werden.

Das oben erläuterte erfindungsgemäße Verfahren ist sehr vorteilhaft, da es die Erzielung niederer Alkylester von Fettsäuren mit hoher Qualität erlaubt, die hinsichtlich ihrer Färbung ausgezeichnete Eigenschaften aufweisen und sich als Ausgangsmaterialien zur Herstellung hochwertiger Seifen sowie höherer Alkohole ohne weitere Reinigung eignen.

Insbesondere hochwertige Seifen können aus dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen Esterprodukt ohne Reinigung durch Aussalzen hergestellt werden, das bisher als unerläßlich angesehen wurde, wenn höchste Qualität der Endprodukte angestrebt war. Dieser Vorteil ist aus technischer Sicht besonders bedeutsam, da durch die erfindungsgemäße Verfahrensweise eine erhebliche Einsparung sowohl an Arbeitszeit als auch entsprechenden Produktionseinrichtungen erzielt und die Arbeitszeit für die Reinigung verkürzt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

In den Beispielen wurde die Qualitätsbewertung der Produkte wie folgt vorgenommen:

(1) Gelbfärbung:
Die Bestimmung erfolgte mit einem handelsüblichen Gerät mit integrierender Kugel.
(2) Farbe:
Die Bewertung wurde von 10 Testpersonen einer Bewertergruppe durchgeführt, wobei die Bewertung im Vergleich mit einem herkömmlichen Handelsprodukt als Bezugsmaterial in vier Bewertungsstufen A, B, C und D ausgedrückt wurde. Die Kriterien für jede Bewertungsstufe waren wie folgt: A:Farbe klar besser als beim Vergleichsprodukt B:Farbe etwa gleich wie beim Vergleichsprodukt C:Farbe etwas schlechter als beim Vergleichsprodukt D:Farbe klar schlechter als beim Vergleichsprodukt.
(3) Geruch:
Zur Bewertung wurde ein organoleptischer Test mit einer Bewertergruppe von 20 Testern durchgeführt, deren Bewertung in fünf Bewertungstufen A, B, C, D und E gegenüber einem herkömmlichen Produkt als Vergleichsprodukt angegeben wurde. Die fünf Bewertungsstufen waren wie folgt definiert:A:Geruch gleich oder besser als beim Vergleichsprodukt B:Geruch etwas schlechter als beim Vergleichsprodukt C:Geruch deutlich schlechter als beim Vergleichsprodukt, wobei der unangenehme Geruch dem als Ausgangsmaterial eingesetzten Rohprodukt zugeschrieben werden kann, D:Geruch erheblich schlechter als beim Vergleichsprodukt E:Geruch klar schlechter als beim Vergleichsprodukt, wobei der starke Geruch dem Ausgangsmaterial zugeordnet werden kann.Die mit der Bewertung A und B bewerteten Produkte eignen sich als Handelsprodukte, während Produkte mit der Bewertung C, D und E nicht als Handelsprodukte geeignet sind.
(4) Lichtbeständigkeit:
Die Seifenzusammensetzung wurde in einem transparenten Behälter mit offener Einfüllöffnung 10 Tage oder länger auf dem Dach eines Gebäudes stehengelassen, wobei die zeitliche Farbänderung registriert wurde.
(5) Hitzebeständigkeit:
Die Seifenzusammensetzung wurde 14 Tage in einem Thermostaten auf 45°C gehalten, wobei die zeitliche Farbänderung registriert wurde.

Beispiel 1 (Versuche 1 bis 15)

Als Fettsäureglycerid-Ausgangsmaterial wurde bei sämtlichen Versuchen außer Versuch 15 ein Gemisch von Rindertalg und Kokosöl im Massenverhältnis 8 : 2 verwendet, bei dem ein in einer geringen Menge vorliegender Anteil an freien Fettsäuren nach einem herkömmlichen Verfahren in die entsprechenden Methylester in einer Menge von 0,5 Masse-% umgewandelt worden war.
Die Säurezahl dieses Ausgangsmaterials war 2,0.

In einem 3-l-Glaskolben mit Rührer wurden 1500 g der als Ausgangsmaterial dienenden Fettsäureglyceride sowie 600 g Methanol vorgelegt, zu denen 5,1 g Natriumhydroxid zugegeben wurde. Die Umesterungsreaktion wurde durch 1 h Erhitzen des Gemischs auf 60 bis 70°C unter Rühren durchgeführt. Der Umsatz der Umesterung der Fettsäureglyceride betrug 96,5%.

Das Gemisch wurde anschließend zur Trennung in eine obere Schicht aus dem ersten Umesterungsprodukt und eine hauptsächlich aus Glycerin bestehende untere Schicht stehengelassen. Das durch Phasentrennung abgetrennte erste Umesterungsprodukt wurde mit 150 g Methanol und 3 g Natriumhydroxid versetzt und zur Durchführung der zweiten Umesterungsreaktion 30 min bei 60 bis 70°C gerührt. Der Gesamtumsatz der Fettsäureglyceride erreichte bei dieser zweiten Umesterung 99,1%.

Das erhaltene zweite, rohe Umesterungsprodukt wurde danach mit 200 g Wasser versetzt und 10 min gerührt, wonach durch Stehenlassen in das zweite Umesterungsprodukt in der oberen Schicht und ein Gemisch von Methanol, Wasser und Glycerin in der unteren Schicht aufgetrennt wurde.

Das erste und das zweite Umesterungsprodukt wurden anschließend 1 h bei 60 bis 70°C unter einem Druck von 6,7 kPa durch Überkopfdestillation von Spuren von Wasser und Methanol befreit und danach mit einem Gemisch von aktiviertem Ton und Aktivkohle im Massenverhältnis 9 : 1 als Adsorbens in der in der nachstehenden Tabelle 1 angegebenen Menge versetzt und 30 min bei 80°C gerührt. Das Adsorbens wurde danach vom entfärbten Esterprodukt abfiltriert.

Jeweils 1300 g der unter variierten Reinigungsbedingungen erhaltenen Umesterungsprodukte wurden danach in einem Kneter mit 5 l Inhalt unter Zusatz einer 30 masse-%igen wäßrigen Natriumhydroxidlösung in dem 1,03-Fachen der stöchiometrischen Menge entsprechender Menge etwa 120 min bei 90 bis 100°C unter Bewegen verseift.

Bei einigen Versuchen wurde das verseifte Produkt ferner unter Verwendung von Natriumchlorid als Elektrolyt mit kontrolliertem Wassergehalt durch Aussalzen und anschließende Trennung durch Zentrifugieren in Bodensatz und Überstand weiter gereinigt. Anschließend wurde der verseifte Paste Hydrogensulfit in einer Menge von 0,04 Masse-%, bezogen auf die Masse der Paste nicht ausgesalzt wurde, oder dem auszusalzenden Gemisch zugesetzt.

Die so erhaltene verseifte Paste bzw. ausgesalzte Reinseife wurde anschließend in eine Kunststoffschüssel gegeben, worauf der Wassergehalt der Seife durch Eindampfen in einem Heißluftofen auf 10 bis 15% verringert wurde und durch Aussalzen bzw. ohne Aussalzen erhaltene Seifenflocken anfielen. Die Seifenflocken wurden danach mit 1,0 Masse-% Parfum und 0,3 Masse-% Titandioxid in einem Mischer versetzt und verschnitten, anschließend mit einem Labor-Walzenmischer mit 3 Walzen gemischt und mit einer Strangpresse gepreßt und danach mit einer fußbedienten Stanzmaschine zu einer Testseifenzusammensetzung verpreßt.

In der nachstehenden Tabelle 1 sind die Bewertungsergebnisse für die 15 Testseifenzusammensetzungen hinsichtlich Farbe und Geruch angegeben.

Tabelle

Wie aus den Ergebnissen von Tabelle 1 hervorgeht, waren die mit dem ersten bzw. zweiten Umesterungsprodukt ohne Aussalzen (Versuche 2 und 4) hergestellten Seifenzusammensetzungen hinsichtlich ihrer Farbe und ihres Geruchs im Vergleich mit der herkömmlichen Seifenzusammensetzung (Versuch 1) schlechter, die mit dem ersten Umesterungsprodukt durch Aussalzen hergestellt war.

Wenn die Stufe des Aussalzens bei der Seifenherstellung unter Verwendung des zweiten Umesterungsprodukts (Versuch 3) inbegriffen war, war die Qualität der Seifenzusammensetzung hinsichtlich ihrer Farbe lediglich geringfügig verbessert. In den Fällen, in denen die adsorptive Entfärbung mit dem ersten Umesterungsprodukt (Versuche 5 bis 8) durchgeführt wurde, war eine Menge von 3,5 bis 9 Masse-% Adsorbens erforderlich, um Seifenzusammensetzungen ohne Aussalzen zu erhalten, die hinsichtlich Farbe und Geruch deutlich besser als herkömmliche Seifenzusammensetzungen waren.

Im Gegensatz dazu wurden Seifenzusammensetzungen mit signifikant besserer Qualität hinsichtlich Farbe und Geruch mit lediglich 1 bis 3 Masse-% Adsorbens erhalten, wenn die Seifenzusammensetzung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde, und zwar auch ohne Aussalzen. Dies bedeutet, daß die Menge an Adsorbens auf etwa 1/3 der bei der Seifenherstellung mit dem ersten Umesterungsprodukt einzusetzenden Mengen verringert werden konnte.

Aus den Ergebnissen der Versuche 13 und 14 geht ferner hervor, daß eine weitere Erhöhung der Menge des Adsorbens insofern günstig war, als die Gelbfärbung der Zusammensetzung weiter verringert wurde.

Bei Versuch 15 bestanden die als Ausgangsmaterial eingesetzten Fettsäureglyceride aus einem Gemisch von Rindertalg und Kokosöl im Massenverhältnis 5 : 5 anstelle des Massenverhältnisses 8 : 2 bei den übrigen Versuchen. Die Ergebnisse von Versuch 15 waren mit denen von Versuch 10 nahezu indentisch, die ansonsten unter gleichen Bedingungen erhalten wurden, woraus hervorgeht, daß die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens kaum von der Zusammensetzung der als Ausgangsmaterial eingesetzten Fettsäureglyceride abhängt.

Beispiel 2 (Versuche 16 bis 20)

Mit dem zweiten Umesterungsprodukt wurden unter Verwendung von 2 Masse-% Adsorbens, bei dem das Massenverhältnis von aktiviertem Ton zu Aktivkohle wie in der nachstehenden Tabelle 2 angegeben variiert wurde, fünf Arten von Seifenzusammensetzungen hergestellt, um so die optimalen Mengenverhältnisse von aktiviertem Ton und Aktivkohle zu ermitteln, wobei die übrigen Bedingungen gleich wie bei den vorhergehenden Versuchen waren.

Bei sämtlichen Versuchen wurde nicht ausgesalzt. Die Seifen zusammensetzungen wurden hinsichtlich ihrer Farbe und ihres Geruchs bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle 2 zusammengefaßt.

Tabelle 2

Wie aus den Ergebnissen von Tabelle 2 ersichtlich ist, führte das Weglassen des aktivierten Tons (Versuch 20) zur stärksten Gelbfärbung und dem ungünstigen Geruch, während andererseits zufriedenstellende Ergebnisse erzielt wurden, wenn der aktivierte Ton entweder allein (Versuch 16) oder in Kombination mit Aktivkohle (Versuche 17 bis 19) verwendet wurde, wobei die besten Ergebnisse in den Versuchen 17 und 18 erzielt wurden, bei denen das Massenverhältnis 9 : 1 bzw. 6 : 4 betrug.

Beispiel 3 (Versuche 21 bis 31)

Mit dem zweiten Umesterungsprodukt wurden in im wesentlichen gleicher Weise wie in Beispiel 1 elf Arten von Seifenzusammensetzungen hergestellt mit dem Unterschied, daß die Temperatur und die Dauer der adsorptiven Entfärbung wie in der nachstehenden Tabelle 3 angegeben variiert wurden, um so den Einfluß dieser Parameter festzustellen.

Die Menge an Adsorbens, das aus einem Gemisch von aktiviertem Ton und Aktivkohle im Massenverhältnis 9 : 1 bestand, betrug 2 Masse-%.

Bei sämtlichen Versuchen wurde nicht ausgesalzt.

In den Versuchen 21 bis 26 wurde die Temperatur bei der adsorptiven Entfärbung zwischen 40 und 120°C variiert, wobei bei sämtlichen Versuchen die Dauer konstant auf 30 min gehalten wurde.

Aus den erhaltenen Ergebnissen geht hervor, daß der bevorzugte Temperaturbereich im Hinblick auf die Verringerung der Gelbfärbung 50°C (Versuch 22) bis 110°C (Versuch 25) beträgt, während die Ergebnisse bei 40°C (Versuch 21) und bei 120°C (Versuch 26) weniger zufriedenstellend waren. Im besonderen wurden die günstigen Ergebnisse bei 60°C (Versuch 23) sowie bei 100°C (Versuch 24) erzielt.

Die Versuche 27 bis 31 wurden unter Variation der Rührdauer bei der adsorptiven Entfärbung durchgeführt, wobei die Temperatur stets auf 80°C gehalten wurde. Wie aus der Tabelle hervorgeht, istr eine übermäßige Verlängerung der Dauer auf 120 min (Versuch 31) aufgrund der erhöhten Gelbfärbung unerwünscht; zufriedenstellende Ergebnisse wurden bei einer Rührdauer im Bereich von 5 min (Versuch 27) bis 90 min (Versuch 30) erzielt, wobei die besten Ergebnisse bei einer Rührdauer von 10 min (Versuch 28) bis 60 min (Versuch 29) erhalten wurden.

Beispiel 4 (Versuche 32 bis 35)

Vier Seifenzusammensetzungen wurden Stabilitätstests hinsichtlich ihrer Lichtbeständigkeit sowie ihrer Hitzebeständigkeit unterzogen.

Die untersuchten Seifenzusammensetzungen wurden durch Wiederholung der Verfahren der Versuche 1, 20, 11 und 12 von Beispiel 1 unter Verwendung der gleichen Esterprodukte als Ausgangsmaterialien wie bei den entsprechenden Versuchen hergestellt.

Bei diesem Stabilitätstest wurde den Seifenzusammensetzungen kein Parfum zugesetzt, um den starken Einfluß des Parfums auf die Stabilität der Seifenzusammensetzungen zu vermeiden und Stabilitätsergebnisse mit den Seifengrundmaterialien per se zu erzielen.

Die erhaltenen Ergebnisse hinsichtlich der Gelbfärbung der so hergestellten Seifenzusammensetzungen nach 10 Tagen Lichtbeständigkeit sowie 14 Tagen Hitzebeständigkeitstest sind in Tabelle 4 aufgeführt.

Wie aus Tabelle 4 hervorgeht, nahm die Gelbfärbung bei der Lichtexposition aufgrund der Bleichwirkung durch UV-Licht stets ab, wobei die Abfolge der Werte der vier Proben unverändert blieb, obgleich die Unterschiede zwischen ihnen abnahmen. Die Gelbfärbung der Seifenzusammensetzungen nahm andererseits im 14-tägigen Hitzbeständigkeitstest um etwa das gleiche Inkrement von 0,038 bis 0,039 zu, wobei die qualitative Überlegenheit der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Seifenzusammensetzungen gegenüber in herkömmlicher Weise erhaltenen Seifenzusammensetzungen erhalten blieb.

Die Ergebnisse der Stabilitätstests lassen sich so zusammenfassen, daß die Stabilität der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Seifenzusammensetzungen hinsichtlich der Licht- und Hitzebeständigkeit etwa mit der herkömmlicher Seifenzusammensetzungen identisch ist.

Tabelle 4

Beispiel 5 (Vergleichsversuche 1 bis 6)

Es wurden sechs Vergleichsversuche analog Beispiel 1 durchgeführt.

Vergleichsversuche 1 bis 4

Bei den Vergleichsversuchen 1 bis 4 wurden die anspruchsgemäßen Schritte (e) und (f) bei sonst anspruchsgemäßer Verfahrensweise weggelassen, es wurde also keine Adsorptionsbehandlung zur Endreinigung durchgeführt.

Statt dessen wurde das Ausgangsmaterial einer Adsorptionsbehandlung mit dem gleichen Adsorbens unterzogen, worauf das Adsorbens dann vor der anschließenden Veresterung analog zu Schritt (f) abgetrennt wurde.

Vergleichsversuche 5 und 6

Bei den Vergleichsversuchen 5 und 6 wurden die anspruchsgemäßen Verfahrensschritte (a), (b) und (c) bei sonst anspruchsgemäßer Verfahrensweise weggelassen, es wurde also nur in einem einzigen Schritt umgeestert, worauf das erhaltene Produkt nach Abtrennung der Adsorptionsbehandlung wie in den Schritten (e) und (f) unterzogen wurde.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 5 zusammengefaßt.

Tabelle 5

Die Vergleichsversuche 1 bis 4 sind entsprechend mit den Versuchen 10/15, 12, 13 bzw. 14 von Tabelle 1 zu vergleichen, während die Vergleichsversuche 5 und 6 mit den Versuchen 5, 6 und 8 der Tabelle 1 verglichen werden müssen.

Die erhaltenen Versuchsergebnisse zeigen insbesondere auch im Vergleich zu den Ergebnissen der Tabelle 1, daß weder die herkömmliche Verfahrensweise mit einstufiger Umesterung und adsorptiv vorgereinigtem Ausgangsprodukt noch die herkömmliche einstufige Umesterung mit anschließender adsorptiver Reinigung zu auch nur anhähernd mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vergleichbaren Ergebnissen führen, da die erfindungsgemäße Verfahrensweise mit zweistufiger Umesterung und nachgeschalteter adsorptiver Endreinigung bei Einsatzmengen des Adsorbens von 1,5 bis 5 Masse-% Gelbfärbungswerte im Bereich von 0,062 bis 0,033 ergibt, die bei einstufiger Verfahrensweise (vgl. Versuch Nr. 8 von Tabelle 1) nur mit fast doppelt so hohen Adsorbensmengen erzielbar sind, die wiederum, wie oben erwähnt, wegen des damit verbundenen Produktverlustes sehr nachteilig sind.

Wenn andererseits ein vergleichbarer Wert der Gelbfärbung des Endproduktes erzielt werden soll, muß, wie etwa aus Versuch Nr. 7 von Tabelle 3 hervorgeht, bei im erfindungsgemäß angewandten Bereich liegender Adsorbensmenge hin ein zusätzlicher Aussalzschritt nachgeschaltet werden, der ja durch die Erfindungskonzeption gerade vermieden werden soll.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß das erfindungsgemäße Verfahren bei einfacher Verfahrensweise und minimalem Einsatz an Adsorbens zu einem qualitativ höchstwertigen Endprodukt führt.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung niederer Alkylester von Fettsäuren aus Fettsäureglyceriden durch Umesterung der Fettsäureglyceride mit einem niederen Alkohol mit 1 bis 3 C-Atomen im Molekül in Gegenwart eines Alkalikatalysators und
Abtrennung des Glycerins,gekennzeichnet durch

a) eine zweite Umesterung des rohen Umesterungsprodukts mit 5 bis 50 Masse-% des niederen Alkohols in Gegenwart von 0,2 bis 0,5 Masse-% Alkalikatalysator unter Erhalt eines zweiten rohen Umesterungsprodukts, das den nicht umgesetzten niederen Alkohol und Glycerin in Lösung oder in dispergierter Form enthält,
b) Versetzen des zweiten rohen Umesterungsprodukts mit Wasser in einer Menge von 30 bis 150 Masse-%, bezogen auf die Menge an im zweiten rohen Umesterungsprodukt enthaltenem niederen Alkohol,
c) Phasentrennung des mit Wasser versetzten zweiten rohen Umesterungsprodukts bei 40 bis 60°C in eine wäßrige Phase und die Phase der niederen Alkylester der Fettsäuren,
d) Abtreiben der niederen Alkylester der Fettsäuren durch Strippen vom Wasser und darin enthaltenem nicht umgesetzten niederen Alkohol,
e) Behandlung der niederen Alkylester der Fettsäuren mit 1 bis 10 Masse-% eines aus einem Gemisch von aktiviertem Ton und Aktivkohle im Mengenverhältnis von 9 : 1 bis 2 : 8 bestehenden Adsorbens, wobei dieser Schritt während etwa 5 bis 90 min bei etwa 50 bis 110°C unter Rühren durchgeführt wird,
und anschließend
f) Abtrennung des Adsorbens von den niederen Alkylestern der Fettsäuren.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorbens in einer Menge von 1,5 bis 5 Masse-%, bezogen auf die Menge der niederen Alkylester der Fettsäuren, eingesetzt wird.