ES2346005T3 - Procedimiento para la obtencion de glicerina. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para la obtención de glicerina, que comprende - la preparación de un aceite o de una grasa vegetal, - la obtención de glicerina en bruto a partir del aceite o de la grasa vegetal y - el tratamiento de la glicerina en bruto con un agente reductor, siendo el agente reductor un hidruro de boro y comprendiendo el procedimiento, además - la eliminación del boro en forma de un compuesto de boro a partir de la glicerina por medio de una destilación después del tratamiento con el hidruro de boro.
Description
Procedimiento para la obtención de
glicerina.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para la obtención de glicerina.
La glicerina es importante, entre otras cosas,
como materia prima para productos farmacéuticos. La glicerina puede
ser obtenida a partir de aceites o de grasas vegetales, a partir de
aceites o de grasas animales y, por vía sintética, a partir del
propileno.
En la mayoría de los casos, la glicerina
sintética, preparada por vía de síntesis, que ha sido obtenida a
partir de propileno, es empleada, para aplicaciones farmacéuticas,
que exigen una elevada pureza de la glicerina. La glicerina basada
en grasas vegetales o animales no tiene, en la mayoría de los casos,
la calidad exigida.
La glicerina vegetal puede ser obtenida a partir
de diversas fuentes, por ejemplo a partir de aceites de pulpa tales
como, por ejemplo, el aceite de palma y el aceite de oliva o a
partir de aceites de semillas tales como, por ejemplo, el aceite de
soja, el aceite de colza, el aceite de girasol, el aceite distel, el
aceite de linaza, el aceite de cacahuete, el aceite de coco o el
aceite de semillas de palma.
Existen diversos procedimientos para convertir
las grasas o los aceites vegetales o animales en glicerina y en
ácidos grasos o en ésteres de ácidos grasos. Los métodos usuales
consisten, por ejemplo, en la disociación a alta presión de
aceites, en la transesterificación a temperatura elevada con metanol
en presencia de catalizadores de cinc o en la transesterificación
alcalina a baja presión con metanol. La hidrólisis enzimática o la
transesterificación de los aceites vegetales, así como la
transesterificación a baja temperatura con catalizadores con
transferencia de fases son nuevos procedimientos alternativos, que
apenas han sido industrialmente empleados hasta ahora. De manera
usual se habla, en relación con estos procesos, de una fase
oleaginosa y de una fase de glicerina. La fase oleaginosa es bien
la fase de ácidos grasos, que puede ser obtenida por medio de la
disociación de los aceites o es la fase del éster de metilo que
puede ser obtenida por medio de una transesterificación. La fase de
glicerina se separa por debajo de la fase oleaginosa y puede ser
separada, por ejemplo, por medio de una decantación.
La glicerina puede ser separada de la fase
oleaginosa para llevar a cabo una purificación adicional y a
continuación puede ser purificada adicionalmente por medio de
diversos procedimientos. Para llevar a cabo la separación de la
fase oleaginosa se utilizan, en la mayoría de los casos,
separadores, la separación de los restos oleaginosos (restos
oleaginosos significa bien ácidos grasos o los ésteres de metilo así
como algunos glicéridos (parciales) procedentes del aceite que no
se ha transformado por completo), puede llevarse a cabo a
continuación por medio del desplazamiento del pH y de pilas de
decantación. Métodos para la purificación adicional, que son
utilizados industrialmente, consisten, por ejemplo, en la
destilación fraccionada, en los métodos cromatográficos tales como
la cromatografía de exclusión iónica para llevar a cabo la
eliminación de las sales o la utilización de resinas tales como
intercambiadores de iones o de resinas amínicas para llevar a cabo
el enlace selectivo de los productos secundarios. A título de otros
métodos por absorción se llevan a cabo, por ejemplo, los
tratamientos con carbón activo o con tierra decolorante, con objeto
de eliminar los productos colorantes y generadores de color.
De conformidad con el aceite vegetal o con la
grasa vegetal empleados o de conformidad con el aceite o con la
grasa animal empleados, según el proceso industrial para llevar a
cabo la elaboración del aceite y de conformidad con la combinación
de la preparación de glicerina, se generan diferentes calidades de
la glicerina (a este respecto véanse también los ejemplos de la
presente descripción). La glicerina, que debe ser elaborada de
conformidad con los procedimientos estándar, no presenta, en los
ensayos de almacenamiento, una buena estabilidad frente a la
oxidación y se detecta una clara formación de aldehídos y de
cetonas.
La glicerina puede contener aldehídos y cetonas
como impurezas. Los aldehídos y las cetonas pueden formar bases de
Schiff con los grupos amino de las proteínas cuando entran en
contacto con proteínas y, por consiguiente, pueden modificar a las
proteínas e, incluso, pueden provocar, en parte, su reticulación.
Esto es especialmente negativo para el empleo de la glicerina como
materia prima para productos farmacéuticos. Esto ocurre, por un
lado, puesto que muchos productos farmacéuticos contienen proteínas.
Por otro lado, esto ocurre, puesto que los productos farmacéuticos
entran en contacto con proteínas cuando entran en contacto con el
cuerpo humano.
Por consiguiente, es importante, especialmente,
para aplicaciones farmacéuticas, preparar glicerina que tenga un
contenido tan bajo como sea posible en aldehídos y acetonas. Por
otra parte, la glicerina no debe formar durante su almacenamiento,
dentro de lo posible, aldehídos o cetonas (por ejemplo por
oxidación).
La publicación EP-B1 242 121
(propietaria de la patente Eli Lilly) divulga glicerina con un bajo
contenido en aldehídos y preparaciones farmacéuticas que contienen
esta glicerina. La glicerina puede ser de origen vegetal o puede
ser preparada por vía sintética a partir de propileno. Por otra
parte, se ha divulgado un procedimiento para la obtención de esta
glicerina, reduciéndose el contenido en aldehído de la glicerina por
medio de resinas polímeras que contienen grupos amino.
La publicación
US-A-2 505 735 divulga que es
transportada la glicerina en bruto, obtenida tras saponificación,
con un agente reductor constituido por polvo de cinc y ácido.
La presente invención tiene como tarea
proporcionar un procedimiento para la obtención de glicerina, según
el cual la glicerina preparada tendría un bajo contenido en
aldehídos y en cetonas y según el cual la glicerina sería estable
al almacenamiento. Estable al almacenamiento significa que
únicamente se formarían pequeñas cantidades de aldehídos o de
cetonas durante el almacenamiento de la glicerina.
Esta tarea se resuelve por medio de un
procedimiento para llevar a cabo la obtención de glicerina de
conformidad con la reivindicación 1, la puesta a disposición de un
aceite o grasa vegetal, la obtención de glicerina en bruto a partir
del aceite o de la grasa vegetal y el tratamiento de la glicerina en
bruto con un agente reductor, preferentemente con un agente de
hidrogenación, de manera preferente con hidruro de boro, de manera
especial con borohidruro de sodio. Este procedimiento constituye el
objeto de la presente invención.
La glicerina, de conformidad con la invención,
se diferencia del estado de la técnica por medio de su elevada
estabilidad al almacenamiento, es decir por medio de la pequeña
formación de glicerinaldehído y de dihidroxiacetona durante el
almacenamiento.
El procedimiento, de conformidad con la
invención, para llevar a cabo la obtención de la glicerina, tiene
un gran número de ventajas. Entre otras cosas el procedimiento puede
llevarse a cabo de tal manera, que la glicerina, preparada de
acuerdo con el procedimiento de conformidad con la invención, cumple
las exigencias de las materias primas farmacéuticas como las que
han sido definidas en el Manual de Farmacopea que es determinante en
el sector farmacéutico.
Cuando se lleve a cabo, en el caso del
procedimiento de conformidad con la invención para la obtención de
la glicerina, una purificación de la glicerina en bruto por medio de
una destilación como paso previo su tratamiento con un agente
reductor, entonces podrá obtenerse una glicerina especialmente pura
y estable al almacenamiento, al mismo tiempo que son bajas las
necesidades de agente reductor.
La glicerina de origen vegetal, que puede ser
obtenida de acuerdo con el procedimiento de conformidad con la
invención es más estable al almacenamiento que la glicerina a partir
del propileno, que ha sido sometida a una etapa de reducción. Esto
lo muestran, de manera especial, los ejemplos de la presente
descripción.
Con el procedimiento, de conformidad con la
invención, puede ser obtenida glicerina con un contenido muy bajo
en aldehídos y en cetonas. Puede ser preparada glicerina estable al
almacenamiento. La estabilidad al almacenamiento significa, de
manera especial, una elevada estabilidad frente a la oxidación
durante el almacenamiento, es decir que no se verifica una
formación significativa de aldehídos o de cetonas durante el
almacenamiento de la glicerina. En este caso, puede ser empleado
como patrón el almacenamiento durante un período de tiempo de 8
semanas.
Puede ser ventajoso emplear materias primas
adecuadas en el procedimiento de conformidad con la invención, de
manera especial aquellas grasas y aceites vegetales, que contribuyan
a que sea bajo el contenido en aldehídos y en cetonas en la
glicerina obtenida.
En el procedimiento, de conformidad con la
invención, puede ser ventajoso llevar a cabo la obtención de la
glicerina en bruto a partir de la grasa o del aceite vegetal, que
puede llevarse a cabo según los procedimientos conocidos, según un
procedimiento de este tipo, de tal manera que contribuya a que sea
bajo el contenido en aldehídos y en cetonas en la glicerina
obtenida.
Puede ser ventajoso prever en el procedimiento
para llevar a cabo la obtención de la glicerina en bruto a partir
de la grasa o del aceite vegetal, etapas de elaboración en sí
conocidas (por ejemplo una destilación, de manera especial una
destilación fraccionada), que contribuyan a que sea bajo el
contenido en aldehídos y en cetonas en la glicerina obtenida.
En el procedimiento para llevar a cabo la
obtención de la glicerina en bruto a partir de la grasa o del aceite
vegetal, puede ser ventajoso prever, además de la reducción, otras
etapas de purificación en sí conocidas. De manera especial, puede
imaginarse una purificación con compuestos que contengan amina, que
reaccionen con las impurezas constituidas por los aldehídos y las
cetonas. Los compuestos que contienen aminas pueden ser resinas
aminofuncionalizadas pero, sin embargo, también puede llevarse a
cabo una reacción con formaldehído o con diaminas o una reacción
con alquilaminas tal como la estearilamina y, a continuación, una
separación por medio de una extracción de la amina soluble en
aceite. Por otra parte es posible una adsorción, por ejemplo sobre
resinas adsorbentes o sobre carbón activo. Así mismo es posible una
oxidación catalítica de los aldehídos para dar ácidos carboxílicos
y de las cetonas para dar ácidos carboxílicos con disociación de la
cadena carbonada. Estos procedimientos contribuyen a que sea bajo el
contenido en aldehídos y en cetonas en la glicerina obtenida.
La glicerina, que es preparada por medio del
procedimiento de conformidad con la invención, es adecuada, de
manera especial, para aplicaciones farmacéuticas, de manera especial
para la aplicación en mezclas con proteínas o con otros compuestos
que contengan aminas, especialmente también para la aplicación
parenteral.
El procedimiento, de conformidad con la
invención, parte de un aceite o grasa vegetal. Este aceite o grasa
vegetal puede ser, de manera especial, aceite de girasol o aceite de
soja o "aceite de colza bajo en erúcico". Este último es el
aceite de colza procedente de una variante de selección de colza con
un bajo contenido en ácido erúcico
(< 1% en peso), que es empleado, por ejemplo, para alimentación. El correspondiente aceite de colza alto en erúcico es empleado, usualmente, en aplicaciones industriales.
(< 1% en peso), que es empleado, por ejemplo, para alimentación. El correspondiente aceite de colza alto en erúcico es empleado, usualmente, en aplicaciones industriales.
La obtención de la glicerina en bruto a partir
del aceite o de la grasa vegetal puede llevarse a cabo según
procedimientos en sí conocidos. Estos procedimientos pueden ser, de
manera especial, los procesos de baja presión y los procesos de
baja temperatura. De manera especial, pueden ser empleadas una
transesterificación alcalina a baja presión, una
transesterificación por medio de una catálisis con transferencia de
fases, una transesterificación por medio de una catálisis
enzimática o una hidrólisis enzimática. Son preferentes los
denominados procedimientos de baja presión y de baja temperatura, es
decir aquellos procedimientos que son efectuados exclusivamente a
temperaturas por debajo de 100ºC y a presiones por debajo de 2 bares
(presión absoluta). En particular pueden citarse en este caso:
- \bullet
- la transesterificación alcalina a baja presión: temperatura aproximada 80ºC, presión < 2 bares, catalizador metilato de sodio o metilato de potasio, procedimiento con 2 o con 3 etapas con separación de la glicerina en el proceso;
- \bullet
- la catálisis con transferencia de fases: condiciones típicas: 60ºC, presión normal, catalizador, por ejemplo, aminocompuestos cuaternarios (por ejemplo tipos de Aliquat de la firma Cognis Deutschland GmbH & Co. KG, Düsseldorf, Alemania);
- \bullet
- la catálisis enzimática: condiciones típicas: 30-60ºC, presión normal, catalizador de lipasa en forma libre o en forma inmovilizada.
\vskip1.000000\baselineskip
La glicerina en bruto, en el sentido de la
presente invención, es aquella glicerina que se presenta antes de
su tratamiento con un medio de reducción. La glicerina en bruto
puede designar por consiguiente glicerina con una pureza variable.
La glicerina en bruto puede ser, por ejemplo, aquella glicerina que
se obtiene directamente, sin otras etapas de purificación a partir
de la disociación de grasas. La glicerina en bruto puede ser aquella
glicerina que haya sido sometida ya a etapas de purificación, tal
como, por ejemplo, una destilación. De manera especial, la
glicerina en bruto puede ser, en el sentido de la presente
invención, aquella glicerina que cumpla las exigencias de pureza
para las aplicaciones farmacéuticas de conformidad con la EP/USP (la
denominada glicerina de grado farmacéutico EP/USP).
El procedimiento, de conformidad con la
invención, para llevar a cabo la obtención de la glicerina puede
abarcar otras etapas de elaboración u otras etapas de purificación.
Estas etapas pueden estar previstas bien antes o después del
tratamiento de la glicerina en bruto con un agente reductor. De
manera especial, puede estar prevista una destilación fraccionada.
Esta destilación puede estar prevista, de manera especial, como paso
previo al tratamiento de la glicerina en bruto con un agente
reductor. Por otra parte puede estar prevista una combinación de la
destilación, especialmente de la destilación fraccionada, y de un
tratamiento con carbón activo. Esta combinación puede estar
prevista, de manera especial, como paso previo al tratamiento de la
glicerina en bruto con un agente reductor.
El procedimiento, de conformidad con la
invención, para llevar a cabo la obtención de la glicerina abarca
el tratamiento de la glicerina en bruto con un agente reductor. Como
agentes reductores entran en consideración: los hidruros metálicos
tales como, por ejemplo el LiAlH4, el NaBH4 y otros, el hidrógeno
molecular bajo catálisis metálica por ejemplo con níquel y platino;
los compuestos inorgánicos reductores de nitrógeno, de azufre y de
fósforo tal como, por ejemplo, el ácido hipofosforoso. A título de
agente reductor puede estar previsto, de manera especial, un agente
de hidrogenación, de manera especial un hidruro de boro, de manera
especial el borohidruro de sodio. El hidruro de boro puede ser
empleado, de manera especial, disuelto en una formulación líquida
alcalina. De manera especial, puede estar previsto llevar a cabo,
después de la reducción (especialmente con hidruro de boro), una
destilación (especialmente una destilación fraccionada además de,
especialmente, una destilación molecular con una solicitación
térmica de la glicerina tan corta como sea posible). Por otra
parte, puede estar previsto antes o después de la reducción un
tratamiento de la glicerina o bien de la glicerina en bruto con
silicatos. Por medio del tratamiento de la glicerina o bien de la
glicerina en bruto con silicatos pueden quedar suprimidas trazas de
metales.
Un tratamiento con hidruro de boro puede
llevarse a cabo, de manera especial, de la manera siguiente. La
cantidad empleada de la solución de hidruro de boro puede estar
constituida, por ejemplo, entre 100 y 5.000 ppm, de manera especial
entre 250 y 2.000 ppm, referido a la glicerina en bruto que debe ser
sometida al tratamiento. La temperatura durante el tratamiento
puede estar comprendida entre 50 y 90ºC. El valor del pH durante el
tratamiento puede tomar un valor de 7 o mayor. La duración del
tratamiento puede estar comprendida entre 2 minutos y 12 horas. El
tratamiento puede llevarse a cabo bajo atmósfera de nitrógeno. La
eliminación de un exceso eventualmente remanente de hidruro de boro
puede llevarse a cabo por medio de una acidificación y/o por medio
de una destilación, especialmente puede llevarse a cabo por medio de
una destilación. Con ocasión de la acidificación se obtiene borato
en el producto, lo cual tampoco es deseable con frecuencia, por lo
cual se lleva a cabo con frecuencia la eliminación del boro por
medio de una destilación o por medio de una adsorción alternativa
sobre un adsorbedor específico para el borato.
Las siguientes variantes del procedimiento
pueden ser previstas para llevar a cabo la realización del
procedimiento de conformidad con la invención:
- \bullet
- un proceso por tandas tras la destilación fraccionada con reactores con ciclos fijos,
- \bullet
- un proceso continuo después de la destilación fraccionada en un reactor tubular con mezcladores,
- \bullet
- un proceso continuo con lecho fijo de hidruro de boro en fase gaseosa montado entre un primer evaporador de capa delgada y una columna de fraccionamiento.
\vskip1.000000\baselineskip
El procedimiento, de conformidad con la
invención, puede prever, así mismo, un tratamiento con silicato.
Este tratamiento con silicato puede llevarse a cabo de la manera
siguiente:
- \bullet
- la cantidad empleada de silicato puede estar comprendida entre 100 y 10.000 ppm, de manera especial entre 500 y 5.000 ppm, referido a la glicerina o bien a la glicerina en bruto que debe ser sometida al tratamiento.
- \bullet
- la temperatura durante el tratamiento puede estar comprendida entre 50 y 90ºC.
- \bullet
- el tratamiento puede llevarse a cabo en combinación con un tratamiento con hidruro de boro, bien simultáneamente o bien conectados en serie.
\vskip1.000000\baselineskip
Cuando el procedimiento, de conformidad con la
invención, abarque una destilación, esta destilación puede llevarse
a cabo de la manera siguiente:
- \bullet
- como destilación en capa delgada o en un evaporador de película descendente, de manera especial con una breve solicitación térmica,
- \bullet
- a una presión menor que 2 mbares,
- \bullet
- a una temperatura menor que 180ºC,
- \bullet
- después de la destilación puede llevarse a cabo una descompresión con nitrógeno,
- \bullet
- el almacenamiento y el envasado ulteriores pueden llevarse a cabo bajo nitrógeno.
\vskip1.000000\baselineskip
El contenido de la glicerina en aldehídos se
determina, de manera usual, de conformidad con la farmacopea con
hidrocloruro de pararosanilinium. En el transcurso de los trabajos,
en los que está basada la presente invención, pudo observarse que
este ensayo es muy específico para el formaldehído, desde luego no
pueden ser detectados de forma cuantitativa otros aldehídos, que
son productos de oxidación de la glicerina (por ejemplo el
glicerinaldehído o la dihidroxiacetona) (véanse los ejemplos de la
presente descripción).
La figura 1 representa un dispositivo para
llevar a cabo la purificación de la glicerina. En este dispositivo
puede llevarse a cabo el tratamiento de la glicerina en bruto con
hidruro de boro en un proceso por tandas. Los números de referencia
tienen el siguiente significado:
- 1:
- glicerina en bruto después de la separación de la fase oleaginosa
- 2:
- secador
- 3:
- instalación de vacío, separación de los productos de bajo punto de ebullición/agua
- 4:
- sistema de calefacción
- 5:
- evaporador de capa delgada
- 6:
- producto de cola (sales + productos de elevado punto de ebullición)
- 7:
- columna de fraccionamiento
- 8:
- sistema de rehervidor
- 9:
- sistema de condensación
- 10:
- producto de cabeza (productos de bajo punto de ebullición)
- 11:
- sistema de vacío
- 12:
- tratamiento con carbón activo (opcional como columna o como reactor por tandas)
- 13:
- 2 cubas con agitador para el tratamiento con hidruro de boro en ciclos fijos
- 14:
- dosificación del hidruro de boro
- 15:
- sistema de calefacción
- 16:
- evaporador de película delgada (opcionalmente evaporador de película descendente)
- 17:
- producto de cola (productos de elevado punto de ebullición)
- 18:
- sistema de condensación
- 19:
- sistema de vacío
- 20:
- tanque de almacenamiento para la glicerina pura
- 21:
- envasado
Con el dispositivo, que ha sido descrito, puede
ser producida una glicerina exenta de aldehídos y de cetonas con una
estabilidad al almacenamiento > 8 semanas sin nueva formación de
cuerpos de aldehído ni de cetona.
De manera alternativa, existe la posibilidad de
hacer pasar al producto de nuevo a través del evaporador de capa
delgada 5 después del tratamiento con hidruro de boro 13 y de
condensar el producto de cabeza. En esta forma de proceder se
alterna la corriente de entrada en el evaporador de capa delgada 5,
a intervalos, desde la glicerina en bruto a la glicerina
purificada. Esta variante del procedimiento requiere otro tanque de
regulación. Pueden suprimirse los componentes 15 a 19 de la
instalación.
La figura 2 representa un dispositivo para
llevar a cabo la purificación de glicerina. En este dispositivo
puede llevarse a cabo el tratamiento de la glicerina en bruto en
combinación con hidruro de boro y silicato en un proceso por tandas.
Los números de referencia tienen el siguiente significado:
- 1:
- glicerina en bruto tras la separación de la fase oleaginosa
- 2:
- secador
- 3:
- instalación de vacío, separación de los productos de bajo punto de ebullición/agua
- 4:
- sistema de calefacción
- 5:
- evaporador de capa delgada
- 6:
- producto de cola (sales + productos de elevado punto de ebullición)
- 7:
- columna de fraccionamiento
- 8:
- sistema de rehervidor
- 9:
- sistema de condensación
- 10:
- producto de cabeza (productos de bajo punto de ebullición)
- 11:
- sistema de vacío
- 12:
- tratamiento con carbón activo (opcionalmente como columna o como reactor por tandas)
- 13:
- 2 cubas con agitador para el tratamiento con hidruro de boro y con silicato con ciclos fijos
- 14:
- dosificación del hidruro de boro
- 15:
- dosificación del silicato
- 16:
- filtración del silicato
- 17:
- residuos sólidos
- 18:
- sistema de calefacción
- 19:
- evaporador de capa delgada (opcionalmente evaporador de película descendente)
- 20:
- producto de cola (productos de elevado punto de ebullición)
- 21:
- sistema de condensación
- 22:
- sistema de vacío
- 23:
- tanque de almacenamiento para la glicerina pura
- 24:
- envasado
Con el dispositivo, que ha sido descrito, puede
producirse una glicerina exenta de aldehídos y de cetonas con una
estabilidad al almacenamiento > 8 semanas sin la nueva formación
de cuerpos de aldehído ni de cetona.
De manera alternativa existe la posibilidad de
conducir de nuevo al producto a través del evaporador de capa
delgada 5 después de la filtración del silicato 16 y de condensar el
producto de cabeza. En esta forma de proceder se alterna la
corriente de entrada en el evaporador de capa delgada 5, a
intervalos, desde la glicerina en bruto hasta la glicerina
purificada. Esta variante del procedimiento requiere otro tanque de
regulación. Pueden quedar suprimidos los componentes 18 hasta 22 de
la instalación.
La figura 3 representa un dispositivo para
llevar a cabo la purificación de la glicerina. En este dispositivo
puede tratarse de forma continua la glicerina en bruto con hidruro
de boro en fase líquida. Los números de referencia tienen el
siguiente significado:
- 1:
- glicerina en bruto después de la separación de la fase oleaginosa
- 2:
- secador
- 3:
- instalación de vacío, separación de los productos de bajo punto de ebullición/agua
- 4:
- sistema de calefacción
- 5:
- evaporador de capa delgada
- 6:
- producto de cola (sales + productos de elevado punto de ebullición)
- 7:
- columna de fraccionamiento
- 8:
- sistema de rehervidor
- 9:
- sistema de condensación
- 10:
- producto de cabeza (productos de bajo punto de ebullición)
- 11:
- sistema de vacío
- 12:
- tratamiento con carbón activo (opcionalmente como columna o como reactor por tandas)
- 13:
- reactor tubular para llevar a cabo la reducción con hidruro de boro con un micromezclador incorporado o, de manera alternativa, con mezcladores estáticos incorporados
- 14:
- dosificación del hidruro de boro
- 15:
- sistema de calefacción
- 16:
- evaporador de capa delgada (opcionalmente evaporador de película descendente)
- 17:
- producto de cola (productos de elevado punto de ebullición)
- 18:
- sistema de condensación
- 19:
- sistema de vacío
- 20:
- tanque de almacenamiento para la glicerina pura
- 21:
- envasado
Con el dispositivo, que ha sido descrito, puede
producirse una glicerina exenta de aldehídos y de cetonas con una
estabilidad al almacenamiento > 8 semanas sin la nueva formación
de cuerpos de aldehído ni de cetona.
De manera alternativa, existe la posibilidad de
conducir al producto de nuevo a través del evaporador de capa
delgada 5 después del tratamiento con hidruro de boro 13 y de
condensar el producto de cabeza. En esta forma de proceder se
alterna la corriente de entrada en el evaporador de capa delgada 5,
a intervalos, desde la glicerina en bruto hasta la glicerina
purificada. Esta variante del procedimiento requiere otro tanque de
regulación. Pueden quedar suprimidos los componentes 15 a 19 de la
instalación.
La figura 4 representa un dispositivo para
llevar a cabo la purificación de la glicerina. En este dispositivo
puede llevarse a cabo el tratamiento de la glicerina en bruto con el
hidruro de boro en la fase gaseosa acoplado con una destilación. Los
números de referencia tienen el siguiente significado:
- 1:
- glicerina en bruto después de la separación de la fase oleaginosa
- 2:
- secador
- 3:
- instalación de vacío, separación de los productos de bajo punto de ebullición/agua
- 4:
- sistema de calefacción
- 5:
- evaporador de capa delgada
- 6:
- producto de cola (sales + productos de elevado punto de ebullición)
- 7:
- reactor para el tratamiento con hidruro de boro con lecho fijo de hidruro de boro: la glicerina se hace pasar en estado gaseoso a través del lecho fijo
- 8:
- columna de fraccionamiento
- 9:
- sistema de rehervidor
- 10:
- sistema de condensación
- 11:
- sistema de vacío
- 12:
- producto de cabeza (productos de bajo punto de ebullición)
- 13:
- tratamiento con carbón activo (opcionalmente como columna o como reactor por tandas)
- 14:
- tanque de almacenamiento para la glicerina pura
- 15:
- envasado
Con el dispositivo, que ha sido descrito, puede
producirse una glicerina exenta de aldehídos y de cetonas con una
estabilidad al almacenamiento > 8 semanas sin la nueva formación
de cuerpos de aldehído ni de cetona.
A diferencia de lo que ocurre en el caso de los
dispositivos de conformidad con las figuras 1 a 3, en esta
instalación se lleva a cabo el tratamiento con el hidruro de boro en
la glicerina parcialmente purificada. En este procedimiento es mayor
la concentración en hidruro de boro necesaria.
De manera conveniente se hace trabajar la
instalación, en continuo, con 2 lechos fijos de hidruro de boro. En
este caso se encuentra siempre en funcionamiento un lecho fijo
mientras que puede renovarse en el otro lecho fijo la carga con
hidruro de boro.
\vskip1.000000\baselineskip
Se verificaron en el ensayo de color con el
hidrocloruro de pararosalinium, de conformidad con la rutina dada
en la farmacopea, el formaldehído, el propionaldehído, el
glicerinaldehído, la hidroxiacetona y la dihidroxiacetona en cuanto
a la posibilidad para llevar a cabo su detección a diversas
concentraciones:
\vskip1.000000\baselineskip
Conclusión: el ensayo de color sólo tiene una
elevada sensibilidad para el formaldehído. El ensayo no es adecuado
para llevar a cabo la detección de otros aldehídos y cetonas, que
están contenidos con frecuencia en la glicerina, tales como, por
ejemplo, los productos de oxidación directos constituidos por el
glicerinaldehído y por la dihidroxiacetona así como por medio de la
transposición de la hidroxiacetona que puede ser obtenida.
Se derivatizaron diversos aldehídos y cetonas
con 2,4-dinitrofenilhidrazina y se separaron los
compuestos de hidrazona, formados, con ayuda de una HPLC en un
gradiente de ácido fosfórico/acetonitrilo y se analizaron con una
red de diodos (Dioden Array) a 340 nm. Para llevar a cabo la
separación se empleó una columna de fase invertida (Reversed Phase)
(Reprosil Pur C18 AQ). Se determinaron los siguientes límites de
detección:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
\vskip1.000000\baselineskip
Conclusión: el método de la HPLC es adecuado de
una manera muy buena para llevar a cabo el análisis en trazas de los
más diversos aldehídos y cetonas en la glicerina. Para todos los
otros ensayos se utilizó la analítica por medio de la HPLC.
\vskip1.000000\baselineskip
Se ensayaron diversas glicerinas en bruto en
cuanto a su contenido en aldehídos y en cetonas. En este caso se
analizaron las glicerinas procedente de la hidrólisis enzimática
(muestra A, a escala de planta piloto); procedente de la
disociación de aceite a alta presión (muestra B a escala de
producción), procedente de la transesterificación alcalina a baja
presión (muestra C a escala de producción), procedente de la
transesterificación a alta presión catalizada con cinc (muestra D a
escala de producción) y procedente de la transesterificación a alta
presión y a alta temperatura en ausencia de catalizador (muestra E a
escala de planta piloto). En este caso < significa por debajo del
límite de detección correspondiente como se ha especificado en el
ejemplo 1.
Conclusión: las glicerinas procedentes de los
procesos, que se han hecho trabajar en ausencia de presión a baja
temperatura, tienen la mejor calidad de partida.
\vskip1.000000\baselineskip
Se hicieron reaccionar glicerinas en bruto
basadas en diversos aceites vegetales a escala de producción por
medio de una transesterificación alcalina a baja presión y las
glicerinas fueron analizadas inmediatamente después de la
disociación (muestras A) así como después de la eliminación del
metanol y del desengrasado (muestras B). Se ensayaron las siguientes
fuentes de materias primas: colza alta en erúcico (1A + 1B), colza
baja en erúcico (2A + 2B) así como aceite de palma (3A + 3B). En
este caso < significa por debajo del límite correspondiente de
detección como se ha especificado en el ejemplo 1.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Conclusión: la colza baja en erúcico es
perfectamente adecuada como fuente de materia prima. El aceite de
palma como fuente de materia prima conduce a una concentración
máxima en aldehídos y en cetonas, impurificantes.
Se compararon los contenidos en aldehído y en
cetona de la glicerina pura preparada por vía química a partir del
propileno (muestra A), a partir de glicerina de base vegetal
purificada por medio de una destilación fraccionada (muestras B + C,
cargas independientes a escala de producción) así como de glicerina
de base vegetal no purificada por destilación por medio de
intercambiadores de iones y de resinas absorbedoras (muestra D a
escala de producción). Todas las glicerinas ensayadas cumplieron las
normas de la farmacopea.
\vskip1.000000\baselineskip
Conclusión: la glicerina purificada por medio de
una destilación fraccionada tiene una buena calidad, que es
comparable a la que se obtiene por vía química a partir de
propileno. La glicerina, purificada por medio de una cromatografía
tiene, por el contrario, todavía impurezas de aldehído y de cetona,
que no pueden ser detectadas cuantitativamente por medio del ensayo
de color con hidrocloruro de pararosalinium.
\vskip1.000000\baselineskip
Se combinaron 600 g de la correspondiente
glicerina en bruto con 30 g de agua y con 0,6 g de una solución
alcalina de hidruro de boro con un contenido en hidruro de boro del
20% en peso y se incubaron durante 2 horas a 80ºC bajo atmósfera de
nitrógeno. A continuación se eliminó el agua por destilación bajo
vacío y la glicerina seca se sometió a una destilación de vía corta
a una temperatura de 150ºC. El aparato de destilación se ventiló
con nitrógeno y la glicerina se envasó bajo nitrógeno. Para los
ensayos se emplearon glicerinas en bruto procedentes de la
hidrólisis enzimática (ejemplo 2, muestra A) y procedentes de la
transesterificación alcalina a baja presión (ejemplo 2, muestra C).
Las muestras se sometieron a un ensayo al almacenamiento (véanse los
ejemplos siguientes).
Resultados: pudieron reducirse claramente los
aldehídos y cetonas presentes en las muestras. La hidrogenación
funcionó mejor en el caso de la glicerina procedente de la
hidrólisis enzimática. Esto se debía a una menor concentración de
impurezas, consumidoras del hidruro de boro.
\vskip1.000000\baselineskip
Se combinaron 600 g de la correspondiente
glicerina pura con 30 g de agua y con 0,6 g de una solución alcalina
de hidruro de boro con un contenido en hidruro de boro del 20% en
peso y se incubaron durante 2 horas a 80ºC bajo atmósfera de
nitrógeno. A continuación se eliminó por destilación el agua bajo
vacío y la glicerina seca se destiló en una destilación de vía
corta a una temperatura de 150ºC. El aparato de destilación se
ventiló con nitrógeno y la glicerina se envasó bajo nitrógeno. Para
los ensayos se emplearon las glicerinas puras procedentes del
ejemplo 4, muestras B y C. Las muestras se sometieron a un ensayo al
almacenamiento (véanse los ejemplos siguientes).
Resultados: no pudieron ser detectados aldehídos
o cetonas por medio de una HPLC en ninguno de los dos modelos.
\vskip1.000000\baselineskip
Se combinaron 600 g de glicerina pura (muestra B
del ejemplo 4) con 30 g de agua y 0,6 g de una solución alcalina de
hidruro de boro con un contenido en hidruro de boro del 20% en peso
y se incubaron durante 2 horas a 80ºC bajo atmósfera de nitrógeno.
Después de la reacción se destruyó el exceso de hidruro de boro por
medio de una acidificación con ácido clorhídrico a pH 5. A
continuación se eliminó por destilación el agua bajo vacío y la
glicerina seca se destiló en una destilación de vía corta a una
temperatura de 150ºC. El aparato de destilación se ventiló con
nitrógeno y la glicerina se envasó bajo nitrógeno. La muestra se
sometió a un ensayo al almacenamiento (véanse los ejemplos
siguientes).
Resultados: no se detectaron aldehídos ni
cetonas por medio de una HPLC en el modelo preparado.
\vskip1.000000\baselineskip
Se compararon los modelos preparados en los
ejemplos 5, 6 y 7, con las substancias de partida correspondientes:
A: glicerina del ejemplo 2, muestra A; B: modelo A hidrogenado
(ejemplo 5); C: glicerina del ejemplo 2, muestra C; D: modelo C
hidrogenado (ejemplo 5); E: glicerina del ejemplo 4, muestra B; F:
modelo E hidrogenado (ejemplo 6); G: modelo E hidrogenado y
neutralizado (ejemplo 7); H: glicerina del ejemplo 4, muestra C; I:
modelo H hidrogenado (Ejemplo 6).
Conclusión: la hidrogenación reduce claramente
la presencia de aldehídos y de cetonas. Por medio de la destilación
subsiguiente no se forma ningún nuevo componente secundario
oxidado.
Se combinó glicerina pura con un 10% de agua y
partes iguales de formaldehído, de propionaldehído, de
glicerinaldehído, de dihidroxiacetona y de hidroxiacetona. La suma
de los aldehídos detectables fue de 152 ppm. Se aportó solución de
hidruro de boro en concentraciones de 500 ppm, de 1.500 ppm y de
5.000 ppm y se llevó a cabo una incubación durante 2 horas a 80ºC.
A continuación se ajustó la mezcla a pH 5 con ácido cítrico y se
analizó.
Resultados: ya con una concentración de 500 ppm
se redujeron cuantitativamente los aldehídos y las cetonas y ya no
eran detectables.
\vskip1.000000\baselineskip
Se combinó una glicerina pura de baja calidad
con un 10% de agua y con partes iguales de formaldehído, de
propionaldehído, de glicerinaldehído, de dihidroxiacetona y de
hidroxiacetona. La suma de los aldehídos detectables fue de 44 ppm.
Se aportó solución de hidruro de boro en concentraciones de 400 ppm,
de 1.000 ppm, de 2.000 ppm y de 5.000 ppm y se llevó a cabo una
incubación durante 2 horas a 80ºC. A continuación se ajustó la
mezcla a pH 5 con ácido clorhídrico y se analizó.
Resultados: los aldehídos y las cetonas eran
detectables hasta una concentración de 1.000 ppm inclusive, a
partir de 2.000 ppm de solución de hidruro de boro se redujeron
cuantitativamente los aldehídos y las cetonas y ya no eran
detectables.
\vskip1.000000\baselineskip
Se combinó glicerina en bruto, que contenía
metanol, procedente de una transesterificación alcalina a baja
presión con un contenido total en aldehídos y cetonas detectables de
188 ppm, con 500 ppm y con 2.000 ppm de solución de hidruro de boro
y se llevó a cabo una incubación durante 2 horas a 80ºC. A
continuación se eliminó el metanol por destilación y se analizó la
glicerina en bruto.
Resultados: en comparación con las muestras no
tratadas no pudo observarse una disminución significativa de la
concentración de aldehído ni de cetona incluso con 2.000 ppm de
solución de hidruro de boro.
\vskip1.000000\baselineskip
Se repitió el tratamiento con hidruro de boro de
la glicerina pura de manera análoga a la del ejemplo 9 con la
diferencia de que no se aportó agua a la glicerina y de que se
disolvieron directamente en la glicerina los aldehídos y las
cetonas. En la glicerina pura se detectó una concentración total de
114 ppm de aldehídos y de cetonas.
Resultados: incluso en el caso de la glicerina
exenta de agua se habían reducido todos los aldehídos y cetonas ya a
partir de una concentración de 500 ppm de solución de hidruro de
boro.
\vskip1.000000\baselineskip
La pureza de la glicerina tenía un fuerte efecto
sobre la acción del hidruro de boro. Cuantas más impurezas estaban
presentes en la glicerina, tanto peor era la acción del hidruro de
boro, lo cual se debe a los compuestos químicos, consumidores del
hidruro de boro.
Las glicerinas de partida de elevado valor
cualitativo son, por consiguiente, las más adecuadas para la
purificación por reducción conectada aguas abajo.
El contenido en agua en la glicerina no tiene un
efecto significativo sobre la reducción catalizada del hidruro de
boro.
\vskip1.000000\baselineskip
Se combinó una glicerina pura con un 0,1% de
silicato (trisilo) y se llevó a cabo una incubación durante 1 hora a
60ºC. La misma glicerina purificada se combinó con un 0,1% de otro
silicato (magnesol) y se incubó a 140ºC durante 1 hora. Después del
tratamiento con silicato, se eliminaron los silicatos de la
glicerina por medio de una filtración y se compararon las glicerinas
frente a la substancia de partida como referencia en cuanto a su
contenido en aldehído y en cetona.
Conclusión: el tratamiento con silicatos
activados a baja temperatura es adecuado para llevar a cabo la
eliminación de las trazas de metales. Por el contrario un
tratamiento con silicatos a temperaturas elevadas tiene un efecto
muy negativo sobre la concentración de aldehído y de cetona.
\vskip1.000000\baselineskip
Se sometieron las glicerinas en bruto del
ejemplo 2, muestras A y C a un ensayo al almacenamiento. En este
caso se envasaron los modelos respectivamente en botellas de vidrio
y en botellas de plástico (las botellas de vidrio estaban
constituidas por botellas de vidrio transparente usuales, que son
empleadas para el almacenamiento de productos químicos en el
laboratorio) y se almacenaron a una temperatura constante de 40ºC
(en la obscuridad en un armario de calefacción). Cada 4 semanas se
tomó una muestra y se analizó. En la tabla siguiente se ha
representado la suma del glicerinaldehído y de la dihidroxiacetona,
que son productos de oxidación directos a partir de la
glicerina:
- A:
- glicerina pura procedente de la obtención por vía química (del ejemplo 4, muestra A);
- B:
- glicerina en bruto procedente de la disociación enzimática (del ejemplo 2, muestra A);
- C:
- glicerina en bruto procedente de la transesterificación alcalina (ejemplo 2, muestra C).
Conclusión: las glicerinas en bruto presentan
una mayor formación de aldehído y de cetona durante el
almacenamiento que la glicerina pura.
Se sometieron las glicerinas puras del ejemplo
4, muestras A hasta C, a un ensayo al almacenamiento. En este caso
se envasaron los modelos respectivamente en botellas de vidrio y en
botellas de plástico y se almacenaron a una temperatura constante a
40ºC. Cada 4 semanas se tomó una muestra y se analizó. En la tabla
siguiente se ha representado la suma del glicerinaldehído y de la
dihidroxiacetona, que son productos de oxidación directos a partir
de la glicerina.
Conclusión: las glicerinas puras tampoco eran
estables al almacenamiento. Durante un almacenamiento de 8 semanas
se observó un claro aumento de los aldehídos y de las cetonas.
\vskip1.000000\baselineskip
Se compararon las glicerinas en bruto
hidrogenadas del ejemplo 5 frente a las glicerinas de partida
correspondientes en el ensayo al almacenamiento:
- A:
- glicerina en bruto procedente de la hidrólisis enzimática;
- B:
- muestra A hidrogenada y destilada;
- C:
- glicerina en bruto procedente de la transesterificación alcalina a baja presión;
- D:
- muestra C hidrogenada y destilada.
Conclusión: la estabilidad al almacenamiento de
las glicerinas en bruto hidrogenadas es claramente mejor.
\vskip1.000000\baselineskip
Se compararon las glicerinas puras hidrogenadas
del ejemplo 5 frente a las glicerinas de partida correspondientes en
el ensayo al almacenamiento:
- A:
- glicerina pura procedente de la obtención por vía química (ejemplo 4, muestra A);
- B:
- glicerina pura de base vegetal (ejemplo 4, muestra B);
- C:
- muestra B hidrogenada y destilada;
- D:
- muestra B hidrogenada, acidificada y destilada;
- E:
- glicerina pura de base vegetal (ejemplo 4, muestra C);
- F:
- muestra E hidrogenada y destilada.
Conclusión: la estabilidad al almacenamiento de
las glicerinas puras hidrogenadas fue claramente mejor. Al cabo de 8
semanas no se registró o únicamente se registró una formación muy
pequeña de aldehídos y de cetonas. Las glicerinas hidrogenadas de
base vegetal tenían una mejor calidad que la glicerina pura
preparada a partir del propileno.
\vskip1.000000\baselineskip
Se sometieron a un ensayo al almacenamiento a
las muestras del ejemplo 14.
Conclusión: el tratamiento con silicatos a baja
temperatura no tuvo un efecto negativo significativo sobre la nueva
formación de aldehídos y de cetonas. Por consiguiente el tratamiento
parece ser adecuado para llevar a cabo la eliminación de las trazas
de metales en combinación con una reducción con hidruro de boro.
Se mezclaron 200 ppm de linoleato de potasio en
glicerina pura del ejemplo 4, muestra B. La glicerina enriquecida
con jabón poliinsaturado (muestra B) se comparó en el ensayo al
almacenamiento frente a la substancia de partida (muestra A).
Conclusión: los jabones poliinsaturados
catalizan una nueva formación, reforzada, de aldehídos y de
cetonas.
Claims (9)
1. Un procedimiento para la obtención de
glicerina, que comprende
- \bullet
- la preparación de un aceite o de una grasa vegetal,
- \bullet
- la obtención de glicerina en bruto a partir del aceite o de la grasa vegetal y
- \bullet
- el tratamiento de la glicerina en bruto con un agente reductor,
siendo el agente reductor un hidruro de boro y
comprendiendo el procedimiento, además
- \bullet
- la eliminación del boro en forma de un compuesto de boro a partir de la glicerina por medio de una destilación después del tratamiento con el hidruro de boro.
2. El procedimiento según la reivindicación 1,
comprende, además
- \bullet
- la destilación de la glicerina en bruto, como paso previo a que se lleve a cabo el tratamiento con el agente reductor.
3. El procedimiento según la reivindicación 2,
comprende, además
- \bullet
- una separación de jabón a partir de la glicerina en bruto, como paso previo a que se lleve a cabo el tratamiento con el agente reductor, y
- \bullet
- el tratamiento de la glicerina en bruto con un agente de adsorción como paso previo a que se lleve a cabo el tratamiento con el agente reductor.
4. El procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que el tratamiento de la glicerina en
bruto con un agente reductor se lleva a cabo a un valor del pH mayor
que 7 y en el que se lleva a cabo el ajuste del valor del pH por
medio de la adición de una base.
5. El procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que el agente reductor es el
borohidruro de sodio, y en el que el borohidruro de sodio se emplea
en una concentración comprendida entre un 0,005 y un 0,05% en peso,
referido a la glicerina en bruto, y en el que el tratamiento de la
glicerina en bruto se lleva a cabo con el borohidruro de sodio a una
temperatura comprendida entre 60 y 100ºC.
6. El procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, en el que la obtención de la glicerina en
bruto se lleva a cabo a partir del aceite o de la grasa vegetal
exclusivamente a temperaturas situadas por debajo de 100ºC y,
exclusivamente, a presiones situadas por debajo de 2 bares
(procedimiento denominado a baja temperatura-a baja
presión).
7. Un procedimiento para llevar a cabo la
obtención de un producto farmacéutico, en el que el producto
farmacéutico contiene glicerina y, al menos, un producto
farmacéuticamente activo, y comprendiendo el procedimiento
- a)
- el procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6 y
- b)
- la puesta en contacto de la glicerina con, al menos, un producto farmacéuticamente activo.
8. El procedimiento para llevar a cabo la
obtención de un producto farmacéutico según la reivindicación 7, en
el que el producto farmacéutico contiene una proteína, o en el que
el producto farmacéutico contiene un compuesto, que contiene grupos
amino.
9. El empleo de un agente reductor, siendo el
agente reductor un hidruro de boro, para llevar a cabo la reducción
del contenido en aldehídos y cetonas en glicerina o para aumentar la
estabilidad al almacenamiento de la glicerina.
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