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Verfahren zur* Umwandlung von natürlichen und künstlichen Wachsestern
bzw. Wachsgemischen in 'Fettsäuren Die Zerlegung natürlicher oder künstlicher Wachsester
in ihre Einzelbestandteile durch hydrolytische Spaltung in Form des bekannten Fettspaltungsprozesses
ist nicht möglich, weil sich während des Spaltungsprozesses sehr bald schon ein
Gleichgewicht zwischen den Spaltprodukten und den aus diesen bestehenden Wachskörpern
ergibt.
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Im allgemeinen gelingt es nicht, bei der hydrolytischen Spaltung von
Wachsestern den Spaltungsgrad über 40 % des Spaltgutes hinauszutreiben, weil beide
Spaltprodukte, die Fettsäuren sowohl wie die Alkohole, in Wasser unlöslich sind
und eine Störung des auftretenden Gleichgewichtes durch Fortnahme einer Reaktionskomponente
hier wie bei der Spaltung gewöhnlicher Fette unmöglich erscheint.
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Es wurde nun gefunden, da.ß sich die Spaltung solcher Wachskörper
quantitativ zur Durchführung bringen läßt, wenn man den Spaltungsprozeß gleichzeitig
mit einem katalytischen Oxydationsprozeß verbindet, der die Umwandlung der durch
Hydrolyse frei werdenden Alkohole in Fettsäuren bewirkt. Bei sachgemäßer Durchführung
des Verfahrens werden die Alkohole auf diese Weise dem Reaktionsgemisch ständig
entzogen, so daß eine Rückbildung der Wachsester aus den primär auftretenden Spaltprodukten
unmöglich wird. Es resultiert demzufolge nach. Beendigung des Spaltprozesses lediglich
ein Fettsäuregemisch, dessen physikalische Eigenschaften j e nach dem Charakter
der als Rohmaterial verwendeten Wachsester in weiten Grenzen schwanken können. Bei
Anwendung hochschmelzender Wachse ergeben sich Produkte, die im besonderen ,an Stelle
von Stearin Verwendung finden können, daneben aber auch zur Herstellung von Seife
geeignet sind.
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Für die Durchführung des Verfahrens anwendbar sind alle Methoden der
katalytischen Oxydation unter Verwendung vorzugsweise solcher Katalysatoren und
Arbeitsbedingungen; wie sie -bei der Oxydation von beispielsweise Paraffin mit Sauerstoff
oder Sauerstoff enthaltenden Gasen (Luft) Eingang in die Technik gefunden haben.
Zur Spaltung werden gleichfalls die bekannten Methoden bzw. Katalysatoren benutzt,
und man verfährt demzufolge zweckmäßig dergestalt, daß, man die Reaktionsmasse mit
den in Betracht kommenden Katalysatoren versetzt und während des Spaltprozesses
Sauerstoff oder Luft hindurchleitet.
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Der Grad der Spaltung ist abhängig von der Menge des Spaltmittels,
von der Dauer des Prozesses und der Höhe der Temperatur. Der Oxydationsprozeß wird
@ebenfalls von der Temperatur und dem Sauerstoffdruck, daneben aber auch durch die
Menge und Qualität des Katalysators geregelt. Wird strömender Wasserdampf benutzt,
so läßt man ihn gemischt mit Sauerstoff oder Luft zweckmäßig im Kreislaufprozeß:
durch das mit dem Katalysator -versetzte Wachs hindurchgehen.
Auch
kann letzteres, mit- dem Katalysator gemischt, in -einer Atmosphäre von Sauerstoff
(Luft) und Wasserdampf zerstäubt werden. Nach Durchführung des Prozesses wird das
Reaktionsgut noch heiß filtriert und seiner Verwendung, z. B. der Kerzen- oder Seifenfabrikation,
zugeführt.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, Wachsester, durchjVerS*chmelzen
mit Alkali in z Moleküle fettsaure Salze überzuführen. Gegenüber diesem Verfahren
zeichnet sich das vorliegende dadurch vorteillgft aus, daß @es zur Durr-hführung
keiner teueren Chemikalien bedarf, bei wesentlich niedrigeren Temperaturen ausführbar
ist und unmittelbar zu freien Fettsäuren führt, wie sie z. B. in: der Kerzenindustrie
Verwendung finden können. Beispiel i ioo Teile Palmitinaäurecetylester (Walrat)
werden in üblicher Weise vorgereinigt und in einem kupfernen Autoklaven mit ioo
Teilen Wasser, 2 Teilen Zinkoxyd und io Teilen Manganresinat zusammengebracht. Das
Ganze wird alsdann auf i6o bis 2oo° erwärmt, und gleichzeitig wird Luft öder mit
Sauerstoff angereicherte Luft durch die Masse hindurchgeschickt. Schon nach wenigen
Stunden erreicht die Spaltung einen Spaltungsgrad von 9o %, der durch weitere Fortsetzung
der Behandlung auf i oo % gebracht werden kann. Das Reaktionsprodukt besteht im
wesentlichen aus reiner Palmitinsäure. Beispiel 2 ioo Teile Bienenwachs, ioo Teile
Wasser und io % -eines Katalysatorgemisches, das in der vorgenannten Weise aus Zinkoxyd
und einem Oxydationskatalysator zusammengesetzt ist, werden in einer Sauerstoff-
(Luft-) Atmosphäre 5 Stunden auf 2oö° erwärmt. Das Reaktionsprodukt hat die Säurezahl
142 und besteht im wesentlichen aus höher molekularen Fettsäuren neben geringen
Mengen von Kohlenwasserstoffyen, die auch im Bienenwachs selbst vorhanden sind und
bei der Behandlung nicht oder nur teilweise angegriffen wurden.
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An Stelle der in obigen Beispielen angewandten: gesättigten Wachsarten
können auch ungesättigte Wachskörper, wie beispielsweise Spermwaltrane (Kopf- und
Körperöle des Potwals) zur Anwendung kommen, dochkann in diesem Fall neben dem obenerwähnten
oxydativen Spaltprozeß auch eine Anlagerung von Sauerstoff in der Kohlenstoffkette
selbst in Erscheinung treten. Werden an Stelle natürlicher Wachskörper künstlich
gewonnene Wachsester, d. h. aus höher molekularen Fettsäuren und in Wasser unlöslichen
Alkoholen gebildete Ester, verwendet, so entstehen ebenfalls die entsprechenden
Carbonsäuriegiemische.
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Beispielsweise werden i oo Teile Stearinsäure-n-hexylester, i oo Teile
Wasser und i o % eines geeigneten Katalysatorgemisches in der wiederholt beschriebenen
Weise behandelt. Nach mehreren Stunden wird ein Säuregemisch :erhalten, das lediglich
aus Stearins.äure und Carbonsäure besteht.
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Für die Durchführung des Verfahrens ist es selbstverständlich ohne
Bedeutung, auf welchem Wege die zur Anwendung kommenden künstlichen Wachsester,
in obigem Beispiel .also der Stearinsäure-zi-hexylester, gewonnen werden. Geht man
von ungesättigten Rohprodukten aus, so ist -es demzufolge auch durchaus möglich,
dieselben zunächst auf dem Wege der katalytischen Hydrierung in gesättigte Wachsprodukte
zu verwandeln und erst diese dem oxydativen Spaltprozeß zu unterwerfen.