FR2792329A1 - Auto-oxidation of unsaturated fatty acids and derivatives by direct oxidation with gaseous oxygenated mixture in absence of visible or UV light - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un procédé d'auto-oxydation d'acides grasThe present invention relates to a self-oxidation process for fatty acids
in-in
saturés et de leurs dérivés (esters méthyliques, triglycérides, etc...... ) permettant d'ob- saturated and their derivatives (methyl esters, triglycerides, etc ...) allowing to obtain
tenir un produit de composition définie, substantiellement exempt de produits de dégra- hold a product of defined composition, substantially free of degreasing products
dation polaires de faible poids moléculaire, et d'améliorer ainsi les formulations cosméti- low molecular weight polar donations, thereby improving cosmetic formulations
ques ou pharmaceutiques dans lesquelles il est incorporé. Les procédés de peroxydation de corps gras sont nombreux, et l'utilisation ques or pharmaceuticals in which it is incorporated. There are many processes for the peroxidation of fatty substances, and the use
pharmaceutique ou cosmétologique d'huiles oxygénées est connue depuis des siècles. pharmaceutical or cosmetic oxygenated oils has been known for centuries.
Le principe des réactions chimiques d'oxydation des corps gras est désormais bien connu. Ces réactions peuvent être de 3 types: enzymatique, auto-oxydation et photo-oxygénation (Gunstone, F.D.,1996, Fatty acid and lipid chemistry, Chapman and hall, London). Elles aboutissent à la formation de produits d'oxydation primaire The principle of chemical oxidation reactions of fatty substances is now well known. These reactions can be of 3 types: enzymatic, auto-oxidation and photo-oxygenation (Gunstone, F.D., 1996, Fatty acid and lipid chemistry, Chapman and hall, London). They result in the formation of primary oxidation products
(hydroperoxydes, endoperoxydes) qui se transforment en produits d'oxydation secon- (hydroperoxides, endoperoxides) which transform into secondary oxidation products
daire (hydroxyles, époxydes, aldéhydes, cétones, acides, polymères....). daire (hydroxyls, epoxides, aldehydes, ketones, acids, polymers, etc.).
Plusieurs produits d'oxydation secondaire de faible poids moléculaire sont re- Several low molecular weight secondary oxidation products are re-
connus comme étant cytotoxiques et/ou malodorants (malondialdehyde, aldéhydes res- known to be cytotoxic and / or smelly (malondialdehyde, aldehydes res-
ponsables de l'odeur de rance....).responsible for the smell of rancid ....).
En dehors de procédés enzymatiques permettant d'obtenir des produits bien définis, mais en très faible quantité, tels que les prostaglandines ou les leucotriènes à Apart from enzymatic processes making it possible to obtain well-defined products, but in very small quantities, such as prostaglandins or leukotrienes with
partir de l'acide arachidonique, les procédés décrits jusqu'à présent en vue d'une utili- starting from arachidonic acid, the methods described so far for use
sation pharmaceutique ou cosmétologique des produits obtenus, aboutissent tous à un mélange de composition inconnue. La ou les molécules responsables de l'activité de pharmaceutical or cosmetological sation of the products obtained, all result in a mixture of unknown composition. The molecule (s) responsible for the activity of
ces produits restent inconnues jusqu'à présent. these products remain unknown until now.
Les procédés de peroxydation décrits sont soit continus, soit discontinus. Ils se The peroxidation processes described are either continuous or discontinuous. They
caractérisent par un apport d'oxygène limité et un apport d'énergie sous forme de cha- characterized by a limited oxygen supply and an energy supply in the form of
leur, le plus souvent en combinaison avec des rayonnements ultraviolets ou visibles. their, most often in combination with ultraviolet or visible radiation.
L'emploi d'initiateurs de radicaux tels que les ions métalliques a aussi été décrit, de The use of radical initiators such as metal ions has also been described,
même que l'emploi de rayonnements ionisants (X, bêta ou gamma). same as the use of ionizing radiation (X, beta or gamma).
Les produits obtenus sont caractérisés par leur indice de peroxyde générale- The products obtained are characterized by their general peroxide index-
ment compris entre 50 et 150, le plus élevé mentionné étant de 300, obtenu en pré- between 50 and 150, the highest mentioned being 300, obtained in advance
sence de rayonnements ultraviolets.sence of ultraviolet radiation.
La plupart des procédés décrits fait appel aux réactions chimiques de photo- Most of the processes described use chemical reactions of photo-
oxygénation, de par l'utilisation de rayonnements visibles ou ultraviolets ou de rayon- oxygenation, through the use of visible or ultraviolet radiation or
nements ionisants (X, bêta ou gamma). ionizing ions (X, beta or gamma).
Ainsi, le brevet FR 2 461 744 décrit un procédé de peroxydation à l'aide de rayonnements ultraviolets, à une température supérieure à 50 C et avec un débit d'air de 5 à 100 litres par heure et par litre de matière grasse traitée, l'indice de peroxyde final Thus, patent FR 2 461 744 describes a peroxidation process using ultraviolet radiation, at a temperature above 50 ° C. and with an air flow rate of 5 to 100 liters per hour per liter of fat treated, the final peroxide number
allant de 60 à 90.ranging from 60 to 90.
Le brevet EP 293 535 revendique l'utilisation d'une huile peroxydée par exposi- Patent EP 293 535 claims the use of a peroxidized oil by exposure
tion intensive aux rayonnements ultraviolets de façon à présenter un indice de peroxyde de 50 à 120. Les brevets FR 2 591 112, EP 225 831, EP 250 832, EP 225 833 et EP 226 506 intensive ultraviolet radiation so as to present a peroxide index of 50 to 120. The patents FR 2 591 112, EP 225 831, EP 250 832, EP 225 833 and EP 226 506
revendiquent l'utilisation d'une huile hyperoxygénée par exposition intensive aux ultra- claim the use of a hyperoxygenated oil by intensive exposure to ultra-
violets de façon à présenter un indice de peroxyde de 30 à 300. purple so as to have a peroxide index of 30 to 300.
Le brevet GB 227 212 décrit un procédé dans lequel la matière grasse est ato- Patent GB 227,212 describes a process in which the fat is ato-
misée dans une atmosphère oxydante en présence de rayons ultraviolets. bet in an oxidizing atmosphere in the presence of ultraviolet rays.
Le brevet FR 2 539 142 décrit un procédé discontinu effectué en présence de Patent FR 2,539,142 describes a discontinuous process carried out in the presence of
lumière naturelle ou électrique.natural or electric light.
Les brevets FR 2 880 M et GB 1 077 378 font mention de procédés qui, bien The patents FR 2 880 M and GB 1 077 378 mention processes which, although
que l'utilisation de rayonnements ne soit pas décrite, spécifient clairement que la réac- that the use of radiation is not described, clearly specify that the reaction
tion est conduite de façon à exclure la formation de produits d'autooxydation. tion is carried out so as to exclude the formation of auto-oxidation products.
Or, les réactions de photo-oxygénation de corps gras aboutissent à la formation Now, photo-oxygenation reactions of fatty substances lead to the formation
de nombreux produits supplémentaires par rapport à ceux formés par autooxydation. many additional products compared to those formed by autooxidation.
Parmi ceux-ci, les peroxydes cycliques sont plus particulièrement instables et se dégra- Among these, cyclic peroxides are more particularly unstable and degrade.
dent, entre autres, en époxydes et en malondialdéhyde reconnu cytotoxique. tooth, among others, epoxides and malondialdehyde recognized cytotoxic.
Le brevet FR 2 747 127 décrit un procédé qui peut être réalisé à l'abri de rayon- Patent FR 2 747 127 describes a process which can be carried out sheltered from
nements ultraviolets. Ce procédé se caractérise par une température de réaction infé- ultraviolet light. This process is characterized by a lower reaction temperature
rieure à 50 C et un débit d'air limité à 25 litres par heure et par litre d'huile traitée. L'in- less than 50 C and an air flow limited to 25 liters per hour per liter of treated oil. Linen-
dice de peroxyde du produit final est compris entre 50 et 160. dice of peroxide of the final product is between 50 and 160.
L'utilisation de l'ozone a également été citée, mais il s'agit d'un autre type de réaction chimique (ozonolyse) qui aboutit, entre autres, à la formation de composés très The use of ozone has also been mentioned, but this is another type of chemical reaction (ozonolysis) which results, among other things, in the formation of very complex compounds.
instables et de nature chimique différente. unstable and of different chemical nature.
L'utilisation de l'eau oxygénée a également été décrite, mais aboutit, aussi a la formation de produits très instables de part la présence des espèces radicalaires issues The use of hydrogen peroxide has also been described, but also leads to the formation of very unstable products due to the presence of free radical species
de l'eau au cours de la réaction.water during the reaction.
Hormis les réactions enzymatiques, il n'existe pas de procédé permettant d'ob- Apart from the enzymatic reactions, there is no process for obtaining
tenir un produit standardisé de composition définie et substantiellement exempt de pro- hold a standardized product of defined composition and substantially free of
duits de dégradation polaires cytotoxiques. cytotoxic polar degradation products.
La présente invention a pour objet un procédé d'oxygénation des acides gras et de leurs dérivés faisant appel exclusivement aux réactions chimiques d'auto-oxydation, permettant de limiter la formation des produits de dégradation secondaire cytotoxiques et d'obtenir un produit de composition définie. Ce procédé se caractérise, entre autres, The subject of the present invention is a process for the oxygenation of fatty acids and their derivatives using exclusively auto-oxidation chemical reactions, making it possible to limit the formation of cytotoxic secondary degradation products and to obtain a product of defined composition . This process is characterized, among other things,
par des conditions réactionnelles permettant d'obtenir un corps gras oxygéné présen- by reaction conditions making it possible to obtain an oxygenated fatty substance present
tant un indice d'hydroperoxyde (ou de peroxyde) supérieur a 300, et plus particulière- as a hydroperoxide (or peroxide) index greater than 300, and more particularly-
ment supérieur à 600 dans le cas de triglycérides. greater than 600 in the case of triglycerides.
Le procédé d'auto-oxydation selon l'invention consiste à chauffer le corps gras dans une enceinte totalement étanche aux rayonnements ultraviolets ou visibles à une The auto-oxidation process according to the invention consists in heating the fatty substance in an enclosure completely sealed against ultraviolet radiation or visible to a
température comprise entre 50 C et 110 C, en introduisant au sein du corps gras li- temperature between 50 ° C. and 110 ° C., by introducing into the fatty body li-
quide un mélange gazeux oxygéné très finement divisé avec un débit supérieur à 100 that a very finely divided oxygenated gas mixture with a flow rate greater than 100
litres d'air par heure et par litre de corps gras. La réaction est poursuivie jusqu'à l'obten- liters of air per hour and per liter of fat. The reaction is continued until the
tion d'un indice d'hydroperoxyde optimum, variable suivant la composition du corps gras tion of an optimum hydroperoxide index, variable according to the composition of the fatty substance
traité, mais qui sera toujours supérieur à 300. Plus particulièrement, cet indice d'hydro- treated, but which will always be greater than 300. More particularly, this hydro-
peroxyde sera supérieur ou égal à 800. En fin de réaction, I'introduction du mélange gazeux peut être poursuivie pendant plusieurs heures jusqu'à complet refroidissement peroxide will be greater than or equal to 800. At the end of the reaction, the introduction of the gaseous mixture can be continued for several hours until complete cooling
du corps gras ainsi peroxyde exclusivement par auto-oxydation. of the fatty substance thus peroxide exclusively by auto-oxidation.
L'indice d'hydroperoxyde (ou de peroxyde) correspond au nombre de millimoles d'oxygène moléculaire fixé pour 2 Kg de corps gras. Il représente également le nombre The hydroperoxide (or peroxide) index corresponds to the number of millimoles of molecular oxygen fixed for 2 kg of fatty substance. It also represents the number
de millimoles de fonctions hydroperoxydes pour 2 Kg de corps gras créées par la réac- millimoles of hydroperoxide functions per 2 Kg of fatty substances created by the reaction
tion d'oxydation.oxidation.
Les acides gras traités sont choisis dans le groupe des acides gras insaturés. The fatty acids treated are chosen from the group of unsaturated fatty acids.
Les acides gras mono-insaturés tels que l'acide oléique sont peu réactifs, et les acides gras comportant plus de deux doubles liaisons tels que l'acide linolénique sont le plus souvent odorants et donnent naissance à des produits nombreux, plus instables, et Monounsaturated fatty acids such as oleic acid are not very reactive, and fatty acids comprising more than two double bonds such as linolenic acid are most often odorous and give rise to numerous, more unstable products, and
donc difficilement standardisables.therefore difficult to standardize.
Ainsi, préférentiellement, les acides gras seront choisis pour être majoritairement Thus, preferentially, the fatty acids will be chosen to be predominantly
dans le groupe des di-insaturés tel que l'acide linoléique. in the group of di-unsaturated such as linoleic acid.
Ces acides gras peuvent être sous toutes les formes telles que des esters These fatty acids can be in all forms such as esters
(éthylique, méthylique....), des glycérides, des sels, etc. L'indice d'iode moyen des aci- (ethyl, methyl, etc.), glycerides, salts, etc. The average iodine index of aci-
des gras insaturés doit être supérieur à 150. Dans le cas de triglycérides, ceux-ci seront donc préférentiellement choisis dans le groupe des huiles présentant un taux d'acide linoléique supérieur à 50 % des acides gras totaux et un taux faible d'acide linolénique (inférieur à 2 %) tels que l'huile de maïs, de toumrnesol, de pépin de raisin, etc., sans que unsaturated fats must be greater than 150. In the case of triglycerides, these will therefore preferably be chosen from the group of oils having a level of linoleic acid greater than 50% of total fatty acids and a low level of linolenic acid (less than 2%) such as corn oil, sunflower oil, grapeseed oil, etc., without
cette liste soit limitative. Dans ces conditions préférentielles de l'invention, la composi- this list is exhaustive. Under these preferential conditions of the invention, the composition
tion du produit obtenu est définie à plus de 99 %, au minimum 95 % des acides gras tion of the product obtained is defined as more than 99%, at least 95% of fatty acids
oxygénés étant constitués par les acides 9-hydroperoxyoctadécadiénoïque et 13- being oxygenated by 9-hydroperoxyoctadecadienoic acids and 13-
hydroperoxyoctadécadiénoïque.hydroperoxyoctadecadienoic.
Le procédé décrit est réalisé à la pression atmosphérique. Mais, selon une va- The process described is carried out at atmospheric pressure. But, according to a va-
riante de l'invention, ce procédé peut être mis en oeuvre sous une pression supérieure à la pression atmosphérique, de 1 à 8 bars, préférentiellement de 4 bars, afin de réduire la durée de la réaction. De même, I'addition à un corps gras non traité, d'une partie de corps gras ainsi peroxyde et jouant le rôle d'amorce, ou de tout initiateur de la réaction laughing at the invention, this process can be carried out at a pressure above atmospheric pressure, from 1 to 8 bars, preferably 4 bars, in order to reduce the reaction time. Likewise, the addition to a non-treated fatty substance, of a part of fatty substance thus peroxide and playing the role of initiator, or of any initiator of the reaction
d'auto-oxydation, permet également de réduire la durée de la réaction. auto-oxidation, also reduces the reaction time.
Le gaz oxygéné employé peut être constitué de tout ou partie d'oxygène mélan- The oxygenated gas used can consist of all or part of mixed oxygen
gé en toute proportion avec un ou plusieurs gaz inertes. Préférentiellement, ce gaz oxy- managed in any proportion with one or more inert gases. Preferably, this oxy-
géné est constitué par de l'air purifié. generated consists of purified air.
La quantité d'oxygène apportée lors de la réaction d'auto-oxydation est primor- The amount of oxygen supplied during the auto-oxidation reaction is primarily
diale, celle-ci pouvant être un facteur limitant de la réaction. dial, this can be a limiting factor of the reaction.
Selon l'invention, I'apport en oxygène devra toujours être en excès par rapport According to the invention, the oxygen supply must always be in excess relative to
aux besoins de la réaction.to the needs of the reaction.
Ainsi, le débit du gaz oxygéné finement divisé au sein du corps gras est toujours supérieur à 100 litres par heure et par litre de corps gras, mais préférentiellement est supérieur à 200 litres par heure et par litre de corps gras. Un débit du gaz trop important ne perturbe pas la réaction, mais entraîne une déperdition de chaleur importante. Ainsi, de façon économique, ce débit pourra être limité à 600 litres par heure et par litre de Thus, the flow rate of finely divided oxygenated gas within the fatty substance is always greater than 100 liters per hour and per liter of fatty substance, but preferably is greater than 200 liters per hour and per liter of fatty substance. Too much gas flow does not disturb the reaction, but causes significant heat loss. Thus, economically, this flow rate can be limited to 600 liters per hour per liter of
corps gras.fat body.
La température de la réaction est comprise entre 50 C et 110 C. Préférentielle- The reaction temperature is between 50 ° C. and 110 ° C. Preferential-
ment, elle est comprise entre 70 C et 95 C. Une température supérieure à 10 C en- ment, it is between 70 C and 95 C. A temperature above 10 C
traîne une augmentation rapide de la formation des produits de dégradation secondaire. drags a rapid increase in the formation of secondary degradation products.
Dans des conditions préférentielles de l'invention, les produits ainsi obtenus ex- Under preferential conditions of the invention, the products thus obtained ex-
clusivement par auto-oxydation peuvent être ensuite désodorisés par tout procédé con- clusively by auto-oxidation can then be deodorized by any process
nu de l'homme de l'art. Ceci peut être réalisé par tout procédé qui ne fait pas appel à des températures supérieures à 110 C ou à des substances réductrices. Un traitement au charbon actif ou à l'aide de bentonite peut par exemple être mis en oeuvre. De naked by a person skilled in the art. This can be achieved by any process which does not use temperatures above 110 C or reducing substances. Treatment with activated carbon or with bentonite can for example be carried out. Of
même, un traitement à l'aide de CO2 supercritique donne de bons résultats. even, treatment with supercritical CO2 gives good results.
Dans d'autres conditions préférentielles de l'invention, les produits obtenus, avec ou sans désodorisation, sont avantageusement stabilisés par un traitement avec un agent chélateur en solution, suivi d'un lavage et d'un séchage. Le chélateur utilisé est choisi parmi l'EDTA (acide ethylènediaminetétracétique) et ses sels, le DTPA (acide diéthylènetriaminepentacétique) et ses sels, l'acide citrique et ses sels, etc., sans que Under other preferential conditions of the invention, the products obtained, with or without deodorization, are advantageously stabilized by treatment with a chelating agent in solution, followed by washing and drying. The chelator used is chosen from EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid) and its salts, DTPA (diethylenetriaminepentacetic acid) and its salts, citric acid and its salts, etc., without
cette liste soit limitative.this list is exhaustive.
Les produits obtenus peuvent aussi être stabilisés par l'addition, en fin de pro- The products obtained can also be stabilized by the addition, at the end of the
cess, d'un ou plusieurs antioxydants non réducteurs solubles dans le produit et à des cess, one or more non-reducing antioxidants soluble in the product and
concentrations molaires jusqu'à une fois celle des hydroperoxydes présents. Ces anti- molar concentrations up to once that of the hydroperoxides present. These anti
oxydants sont choisis parmi les tocophérols, le BHA (butyltertiaire hydroxyanisol), le BHT (dibutyl-tertiaire paracrésol), le NDGA (acide nordihydroguaiarétique), les esters citriques des mono et diglycérides, etc., sans que cette liste soit limitative. Les exemples suivants illustrent la présente invention sans en limiter les possibilités et oxidants are chosen from tocopherols, BHA (butyltertiary hydroxyanisol), BHT (dibutyl-tertiary paracresol), NDGA (nordihydroguaiaretic acid), citric esters of mono and diglycerides, etc., without this list being exhaustive. The following examples illustrate the present invention without limiting its possibilities and
les variantes de mise en oeuvre.the implementation variants.
Exemple 1Example 1
Dans une cuve de 100 litres en acier inoxydable pouvant être mise sous pres- In a 100 liter stainless steel tank that can be pressurized
sion et munie d'un dispositif de chauffage et d'un diffuseur d'air, on introduit 65 litres d'huile de maïs. La température est amenée à 80 C et le débit de l'air filtré est réglé à With a heating device and an air diffuser, 65 liters of corn oil are introduced. The temperature is brought to 80 ° C. and the flow rate of the filtered air is adjusted to
230 litres par heure et par litre d'huile, soit 15m3 par heure. Dans cet exemple, la réac- 230 liters per hour per liter of oil, or 15m3 per hour. In this example, the reaction
tion est effectuée à pression atmosphérique, la cuve étant totalement étanche à tout rayonnement lumineux. Après 60 heures, l'indice d'hydroperoxyde (ou de peroxyde) est tion is carried out at atmospheric pressure, the tank being completely sealed against any light radiation. After 60 hours, the hydroperoxide (or peroxide) index is
de 800. Le chauffage est arrêté et le débit de l'air est maintenu jusqu'à complet refroi- 800. The heating is stopped and the air flow is maintained until it has completely cooled down.
dissement du produit.of the product.
Exemple 2Example 2
En conservant les mêmes paramètres que dans l'exemple 1, mais en opérant By keeping the same parameters as in Example 1, but by operating
sous une pression de 4 bars, la durée de la réaction pour obtenir un indice d'hydrope- under a pressure of 4 bars, the duration of the reaction to obtain a hydrope index-
roxyde de 800 est de 50 heures. Après traitement au CO2 supercritique, le produit ne 800 oxide is 50 hours. After treatment with supercritical CO2, the product does not
présente aucune odeur particulière. Il est substantiellement exempt de produits de dé- has no particular odor. It is substantially free of detergents
gradation polaires de faible poids moléculaire. Au minimum 95 % des acides gras oxy- low molecular weight polar gradations. At least 95% of the fatty acids oxy-
génés correspondent aux acides 9- hydroperoxyoctadécadiénoïque et 13hydrope- genes correspond to 9- hydroperoxyoctadecadienoic and 13hydrope-
roxyoctadécadiénoïque. La composition totale du produit est définie à plus de 99 %. roxyoctadecadienoic. The total composition of the product is defined at more than 99%.
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---|---|---|---|
FR9904997A FR2792329B1 (en) | 1999-04-16 | 1999-04-16 | SELF-OXIDATION PROCESS OF UNSATURATED FATTY ACIDS AND DERIVATIVES THEREOF |
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1077378A (en) * | 1962-12-11 | 1967-07-26 | Pierre Baranger | Fat hydroperoxides |
FR2747127A1 (en) * | 1996-04-05 | 1997-10-10 | Gestion Financiere Carlier Gef | New peroxidation method for fats |
-
1999
- 1999-04-16 FR FR9904997A patent/FR2792329B1/en not_active Expired - Fee Related
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FR2747127A1 (en) * | 1996-04-05 | 1997-10-10 | Gestion Financiere Carlier Gef | New peroxidation method for fats |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ST | Notification of lapse |
Effective date: 20101230 |