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Verfahren zur Gewinnung von Polyglycerinfettsäureestern Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von im wesentlichen wasserlöslichen, freie
Hydroxylgruppen enthaltenden Polyglycerinfettsäureestern mit reinigenden und schäumenden
Eigenschaften.
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Bekanntlich findet beim Erwärmen von Glycerin mit oder ohne einen
Katalysator unter geeigneten Bedingungen eine Kondensation statt, wobei die sog.
Polyglycerine gebildet werden. Durch teilweise Veresterung der Polyglycerine mit
Fettsäuren können die entsprechenden Ester, d. h. Ester, welche unveresterte Hydroxylgruppen
enthalten, hergestellt werden. Andere Herstellungsverfahren dieser Ester sind bekannt;
beispiels«eise kann man sie erhalten durch Erhitzen von Fetten oder Ölen (Triglyceride)
mit Glycerin mit oder ohne Katalysator unter geeigneten Bedingungen, wodurch die
Kondensation und Veresterung in einer .einzigen Verfahrensstufe bewirkt wird. Es
wurde festgestellt, daß die im wesentlichen wasserlöslichen Ester dieser Art, welche
reinigende und schäumende Eigenschaften aufweisen, wenn sie aus Glycerin. oder Polyglycerinen
und Fettsäuren oder Triglyceriden (Fetten oder ölen) hergestellt werden, im rohen
Zustand mehr oder weniger beträchtliche Mengen von unverändertem Glycerin und bzw.
oder Polyglycerin, welche im nachstehenden mit Polyglycerinrückstand bezeichnet
werden, enthalten. Der Zweck der Erfindung ist, .die reinigenden und schäumenden
Eigenschaften der Ester zu verbessern, und es wurde gefunden, daß dies durch Abscheidung
der Verunreinigungen, d. h. im wesentlichen des Polyglycerinrückstandes, aus den
Rohestern erreicht werden kann.
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Polyglycerinfettsäureester mit reinigenden und schäumenden Eigenschaften
können aus verschiedenen Polyglycerinen hergestellt werden. Beispielsweise können
Mono-, Di- und höhere Ester aus Tri-, Tetra-, Penta- und Hexaglycerin durch Veresterung
mit Fettsäuren gewonnen werden. Für Waschzwecke ist es vorteilhaft, die Monofettsäureester
herzustellen; wenn aber Polyglycerin und Fettsäuren in Mengenverhältnissen zusammen
erhitzt werden, welche dem ,erwünschten Monoester äquivalent sind, wird letzterer
keinesfalls ausschließlich gebildet. Selbst wenn nur ein Drittel oder ein Fünftel
der berechneten Menge an Fettsäure benutzt wird, werden noch höhere Ester als der
Monoester in merklicher Menge gebildet.
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Es hat- sich nun gezeigt, daß eine wesentliche
Trennung
der Polyglycerinfettsäureester vom'Polyglycerinrückstand durch ein Verfahren der
selektiven Lösung in einer geeigneten Salzlösung bewirkt werden kann. Es wurde gefunden,
daß beim Vermischen des rohen Esters mit einer geeigneten Salzlösung Glycerin oder
Polyglycerin in Lösung gehen und beim Stehenlassen der Mischung praktisch der gesamte
Ester zugleich mit etwas Salzlösung sich abscheidet und eine obere Schicht bildet,
die von der wäßrigen Flüssigkeit leicht abgetrennt werden kann. Aus letzterer kann
das Glycerin oder Pcilyglycerin zusammen mit etwas gelöstem Ester durch Eindampfen
wiedergewonnen und. zur Herstellung weiterer Mengen Ester erneut benutzt werden.
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Die Erfindung besteht demgemäß in einem Verfahren zur Gewinnung von
Polyglycerinfettsäur:eestern, beiwelchen,entsprechende, unveresterte Hydroxy ggruppen
enthaltende und im wesentlichen wasserlösliche Rohester mit einem, Gehalt an freiem
Glycerin und bzw. oder Polyglycerin mit wäßrigen Lösungen gewisser anorganischer
Salze, vorzugsweise Natriumsulfat, die das Glycerin bzw. Polyglycerin besser lösen
.als die Ester, bis zur Lösung des Glycerins bzw. Polyglycerins, gegebenenfalls
bei erhöhter Temperatur, etwa bei 8o bis ioo°, verrührt werden, worauf die wäßrige
Lösung vom ungelösten Ester abgetrennt wird.
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Zur Herstellung der erforderlichen wäßrigen Salzlösung können verschiedene
Salze benutzt werden. Manche Salze geben gute Erfolge bei" dem einen Rohester, jedoch
nicht bei dem anderen. Die Sulfate des Natriums, Aluminiums, Magnesiums und Ammoniums
und Di-Natriumphospbat erwiesen sich beispielsweise in Lösungen von 2o Teilen Salz
in ioo Teilen Wasser als zufriedenstellend für die Behandlung verschiedener Rohester,
wobei die besten Ergebnisse im allgemeinen mit Lösungen von Natriumsulfat erzielt
wurden: Zinksulfat, Mononatriumphosphat (Na H2 P O4), Natriummetaphosphat, Lithiumsulfat,
Kaliumsulfat, Natriumthiosulfat und Natriumsulfit lieferten mit gewissen rohen Estern
zufriedenstellende Ergebnisse.
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lm Falle irgendeines gegebenen Rohesters ist es leicht, durch einen
einfachen Laboratoriumsversuch festzustellen, welche Salzlösungen für die Zwecke
der Erfindung geeignet sind. Der Versuch -wird wie folgt ausgeführt 5o g des Esters
und 200 CCM einer Lösung von 2o Teilen des betreffenden Salzes in ioo Teilen
Wasser werden in ein Glasgefäß gebracht und- auf etwa 8o bis ioö unter gelegentlichem
Rühren erwärmt. Man läßt dann die Mischung stehen, worauf, falls die benutzte Salzlösung
für die Zwecke der Erfindung geeignet ist, erstens eine rasche Trennung in zwei
deutlich erkennbare Schichten eintritt und zweitens im wesentlichen die gesamte
Menge der in den Sog Rohester vorhandenen gebundenen Fettsäure in der ,oberen Schicht
durch Analyse feststellbar ist.
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Die für die Reinigung des Rohesters . am besten geeignete Konzentration
der betreffenden Salzlösung hängt in gewissem Maße von der Zusammensetzung des Rohesters
ab, aber im allgemeinen liefert -eine Konzentration von etwa 2o Gewichtsteilen Salz
in ioo Teilen heißem Wasser zufriedenstellende Ergebnisse. Ausführungsbeispiel Der
für das Verfahren benutzte rohe Ester war aus i oo Gewichtsteilen Polyglycerin (nach
dem Hydroxylgehalt angenähert dem Hexaglycerin entsprechend) und i o Gewichtsteilen
Cocosnußöl hergestellt. Er enthielt angenähert a3% Ester und 770!o unverestertes
Polyglycerin. Der rohe Ester (i oo Gewichtsteile) wurde mit .einer Lösung von q.o
Teilen Natriumsulfat (Na2 S 04) in zoo Teilen Wasser vermischt; die Mischung wurde
verrührt und auf etwa 8o bis ioo° erhitzt und :dann stehengelassen, worauf eine
Trennung in zwei deutlich erkennbare Schichten .eintrat. Die obere Schicht, 'welche
praktisch aus den gesamten Estern, verunreinigt mit etwas Polyglycerin und Natriumsulfatlösung,
bestand, wurde von der wäßrigen Unterschicht abgetrennt. Die obere Schicht wurde
dann einer weiteren Behandlung mit einer frischen Lösung von q.o Teilen Natriumsulfat
in zoo Teilen Wasser unterzogen, wobei sich wiederum eine obere Schicht bildete,
die fast gänzlich aus Estern und etwa 3o% Natriumsulfatlösung bestand und zur weiteren
Verwendung abgelassen wurde. Die erstgenannte Unterschicht wurde eingedämpft, bis
praktisch das gesamte Natriumsulfat aus der Lösung ausgeschieden war. Der flüssige
Teil, welcher aus einer hochkonzentrierten Lösung von wiedergewonnenem Polyglycerin
bestand, wurde ,abfiltriert und für die Herstellung einer weiteren Menge Ester erneut
benutzt.
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Falls der Rohester mit einer beträchtlichen Wassermenge vermischt
ist, ist es unter Umständen nicht notwendig, das Salz zum Rohester in Form einer
Lösung zuzufügen, sondern es kann genügen, das Salz als solches zuzugeben.