DE3831516A1 - Verfahren zum anreichern von oelsaeure und/oder elaidinsaeure - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anreichern von Ölsäure und/oder Elaidinsäure in einem Fettsäuregemisch.

Ölsäure und Elaidinsäure, die beiden Isomere der neun-Octadecen­ säure, sind die wichtigsten ungesättigten Fettsäuren und werden in der Kosmetik und in Spezialchemikalien eingesetzt. Im techni­ schen Maßstab wird Ölsäure aus Talg-Spaltfettsäure gewonnen, indem die Ölsäure durch Umnetzen auf 60 bis 70 Gew.-% angerei­ chert wird.

Das Umnetzen besteht aus einem Abtrennen von rela­ tiv kleinen Fettkristallen durch eine selektive Benetzung, z. B. mit Natriumlaurylsulfat oder Natriumdecylsulfat in wäßriger Lö­ sung. Dazu wird eine Suspension von Fettkristallen mit einer wäßrigen Lösung gemischt, die ein Netzmittel enthält. Die be­ netzten Fettkristalle gehen in suspendierter Form in die wäßrige Phase über und können dann durch Zentrifugieren leicht abge­ trennt werden. Aus der wäßrigen Lösung wird die höher schmel­ zende Fraktion nach Erwärmen als flüssiges Fett in weiteren Sepa­ ratoren wiedergewonnen und die Umnetz-Lösung in den Prozess zurückgeführt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu entwickeln, mit dem eine sehr viel stärker angereicherte Ölsäure bzw. Elaidinsäure erhalten wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der ein­ gangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Ölsäure/Elaidinsäure mittels Flüssig-Chromatographie bei einem Druck von 20 bis 100 bar angereichert wird, daß dabei die stationäre Phase eine "re­ versed phase" mit C₁₈-Alkylketten auf Kieselgel als Trägermaterial mit einer Korngröße bis zu 40 µm ist und daß das Laufmittel eine Methanol-Wasser- und/oder Äthanol-Wasser-Mischung enthält.

Erfindungsgemäß wird also eine präparative Hochdruck- bzw. Hochleistungs-Flüssigkeits-Chromatographie (HPLC) zum Anrei­ chern angewendet. Bei dem verwendeten Packungsmaterial und dem polaren Elutionsmittel wird die normale Elutionsreihenfolge umgekehrt, d. h. unpolare Komponenten werden stärker zurückgehalten als polare. Dieses "reversed phase system" wird erfindungsgemäß verwendet.

Von besonderem Vorteil ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, daß als Laufmittel eine Methanol-Wasser- und/oder Äthanol- Wasser-Mischung verwendet wird, da die so hergestellte Ölsäure zur Anwendung in der Kosmetik besonders geeignet ist. Das Laufmittel läßt sich ferner problemlos von der Fettsäure abtrennen. Ein anderer Vorteil ist, daß dieses Laufmittel im Gegensatz zu dem in der Literatur erwähnten hochgiftigen Lösungsmittelgemisch Acetonitril-Wasser erheblich weniger giftig ist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Laufmittel zusätzlich Essig­ säure, insbesondere bis zu 0,2%, enthält. Damit eine noch bessere Trennwirkung erreicht wird, ist eine Säurezugabe vorteilhaft. Im erfindungsgemäßen Verfahren ist Essigsäure deshalb besonders vorteilhaft, da diese Säure bei einer nachfolgenden Destillation sehr leicht abtrennbar ist. Durch diese leichte Abtrennbarkeit eignet sich die so angereicherte Ölsäure besonders gut zu Anwendung in der Kosmetik.

Eine noch bessere Abtrennung läßt sich erreichen, wenn die Korngröße der stationären Phase zwischen 5 und 20 µm liegt. Zum besseren Abtrennen ist eine Korngröße von 5 µm besonders gut geeignet, aber das Verfahren verteuert sich dadurch. Umgekehrt ist es bei einer Korngröße von 20 µm. Daher liegt der besonders günstige Bereich der Korngröße zwischen 5 und 20 µm.

Eine besonders reine Ölsäure erhält man, wenn von vornherein von der Ölsorte "Sonnenblumenöl neu" ausgegangen wird. Diese Ölsorte weist nämlich einen Ölsäuregehalt von 84% auf. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich ohne besondere Anstren­ gungen dieser Ölsäuregehalt auf 94,4% steigern. Das dabei ent­ standene Produkt enthält noch 4% Palmitinsäure, die jedoch destillativ abgetrennt werden kann. Nach einer solchen Destilla­ tion ist damit eine 98% Ölsäure erreichbar. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird daher vorgeschlagen, daß nach dem Anreichern destillativ das Laufmittel und Palmitinsäure abge­ trennt werden. Ölsäure/Elaidinsäure und Palmitinsäure lassen sich nämlich durch die erfindungsgemäße präparative Chromatographie nicht trennen, eine Trennung ist aber sehr einfach durch Destil­ lation möglich. Mit einer nach der präparativen Chromatographie erfolgten Destillation läßt sich damit erreichen, daß sowohl das Laufmittel abgetrennt als auch Palmitinsäure entfernt wird.

Besonders hohe Ölsäuregehalte lassen sich erreichen, wenn schon von einer angereicherten Fettsäure ausgegangen wird. Daher wird weiterhin vorgeschlagen, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vor dem chromatographischen Anreichern die Ölsäure/Elaidinsäure durch Umnetzen angereichert wird.

Im folgenden werden einige Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.

Zuerst wird die Chromatographie-Säule mit einem konstanten Lö­ sungsmittelstrom konditioniert. Als Laufmittel wird eine Lösung von 90% Methanol, 10% Wasser und 0,1% Essigsäure verwendet. Nach dem Konditionieren wird in den Lösungsmittelstrom eine Fettsäuremenge injiziert. Nach einer gewissen Prozeßzeit re­ gistriert ein Detektor am Ende der Säule die ankommenden Frakti­ onen und steuert die Ventile der Probensammler. Die Zusammen­ setzung der einzelnen Proben werden anschließend mit Hilfe der Gaschromatographie (GC) analysiert. Die Daten der Arbeitsbe­ dingungen sind in Tabelle 1 zusammengestellt.

In einem ersten Beispiel wurde von einer Talg-Spaltfettsäure aus­ gegangen, deren Ölsäuregehalt in einem Umnetzverfahrensschritt auf 69,2% Ölsäure angereichert worden war. Durch die erfin­ dungsgemäße präparative Chromatographie konnte eine Fraktion gewonnen werden, die 87% Ölsäure enthält. Die Zusammensetzung des Ausgangs-Säuregemisches und der Ölsäurefraktion ist in Ta­ belle 2 gezeigt. Fig. 1 zeigt das Flüssig-Chromatogramm der Fettsäuren nach dem Austritt aus der präparativen HPLC-Säule. Zum mit "Start" bezeichneten Zeitpunkt wurde das Ausgangspro­ dukt injiziert.

Die Ergebnisse des auf Fettsäure aus "Sonnenblumenöl neu" ange­ wendeten erfindungsgemäßen Verfahrens sind in Tabelle 3 zusam­ mengefaßt. Die Anteile innerhalb jeder Fraktion sind auch hier in Prozent angegeben.

Tabelle 1

Ausgangsdaten der Ausführungsbeispiele

Tabelle 2

Kettenverteilung vor und nach dem Anreichern der Ölsäure-angereicherten Talgfettsäure durch präparative Chromatographie (vergleiche Fig. 1)

Tabelle 3

Kettenverteilung wie in Tabelle 2, aber mit Fettsäure aus "Sonnenblumenöl neu" als Ausgangsprodukt

Claims (6)

1. Verfahren zum Anreichern von Ölsäure und/oder Elaidinsäure in einem Fettsäuregemisch, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölsäure/Elaidinsäure mittels Flüssig-Chromatographie bei ei­ nem Druck von 20 bis 100 bar angereichert wird, daß dabei die stationäre Phase eine "reversed phase" mit C₁₈-Alkyl­ ketten auf Kieselgel als Trägermaterial mit einer Korngröße bis zu 40 µm ist und daß das Laufmittel eine Methanol- Wasser- und/oder Äthanol-Wasser-Mischung enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufmittel zusätzlich Essigsäure, insbesondere bis zu 0,2%, enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Korngröße der stationären Phase zwischen 5 und 20 µm liegt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vom "Sonnenblumenöl neu" ausgegangen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Anreichern destillativ das Laufmittel und Palmitinsäure abgetrennt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem chromatographischen Anreichern die Ölsäure/Elaidinsäure durch Umnetzen angereichert wird.