HUT77799A

HUT77799A - Eljárások tokoferolkoncentrátumok és tokoferol/tokotrienol koncentrátumok előállítására

Info

Publication number: HUT77799A
Application number: HU9800912A
Authority: HU
Inventors: Scott Donald Barnicki; Charles Edwan Sumner; Hampton Loyd Chip Williams III.
Original assignee: Eastman Chemical Company
Priority date: 1994-11-07
Filing date: 1995-11-07
Publication date: 1998-08-28
Also published as: FI971937A; ES2130676T3; AU4009395A; US5565590A; JPH10508600A; DE69509252T2; CN1168663A; AU689669B2; EP0790978A1; WO1996014291A1; EP0790978B1; DE69509252D1; FI971937A0; ATE179163T1

Description

'ρα ρ -- ’ ο ι ο KÖZZÉTÉTELI

PÉLDÁNY

Képviselő:

DANUBIA Szabadalmi és Védjegy Iroda Kft. Budapest

ELJÁRÁSOK TOKOFEROLKONCENTRÁTUMOK ÉS TOKOFEROL/TOKOTRIENOL KONCENTRÁTUMOK ELŐÁLLÍTÁSÁRA

EASTMAN CHEMICAL COMPANY, Kingsport, TN, US

Feltalálók:

BARNICKI Scott, Donald, Kingsport, TN,

SUMNER Charles, Edwan, Kingsport, TN,

WILLIAMS Hampton, Loyd, Chip, ΙΠ, Kingsport, TN, US

A bejelentés napja: 1995. 11. 07.

Elsőbbsége: 1994.11.07. (08/334,901) US

A nemzetközi bejelentés száma: PCT/US95/14612 A nemzetközi közzététel száma: WO 96/14311

85612-8099 TEL/kov • · · · ···· • ·*· · · · · · ·· • · ·· ·· · · · ···· · · *· « ··

-2Ennek a szerves kémiai vonatkozású találmánynak a tárgyát olyan eljárások képezik, amelyekkel tokoferolkoncentrátumokat és tokoferol/tokotrienol koncentrátumokat lehet előállítani növényolaj-fmomítási melléktermékekből.

Az α-, a β-, a γ- és a δ-tokoferol (amelyeket a következőkben tokoferoloknak nevezünk) különböző arányokban és koncentrációkban megtalálható olyan nyers növényolajokban, mint amilyen a szójaolaj, a napraforgóolaj, a kanolaolaj, a repceolaj, a gyapotmagolaj, a pórsáfrány olaj, a kukoricaolaj, a pálmaolaj, a pálmamagolaj és a rizskorpaolaj. A pálmaolaj és rizskorpaolaj különösen nagy koncentrációban tartalmaz mind tokoferolokat, mind tokotrienolokat, míg más növényolajok elsősorban tokoferolokat tartalmaznak. A nyers pálmaolajok tipikus esetben 600-700 mg/kg mennyiségben tartalmaznak tokoferolokat és tokotrienolokat (a tokotrienolok mennyisége 50 tömeg%), a nyers rizskorpaolaj pedig 800-900 mg/kg mennyiségben tartalmaz tokoferolokat és tokotrienolokat (a tokotrienolok mennyisége 57 tömeg%) [v.ö. például: Proc. Malays. Biochem. Soc. Conf., 15-17 (1983) és Lipids Handbook, 2. kiadás, Chapman & Hall (1994), 129. old.]. A tokoferolok és a tokotrienolok a növényolajok értékes komponensei, minthogy megakadályozzák az olajok oxidálódását és megromlását. A tokotrienolok iránt koleszterinszint-csökkentő hatásaik miatt mutatkozik különleges érdeklődés, tekintettel arra, hogy csökkentik a vérben a koleszterin kis sűrűségű lipoprotein-frakciójának a szintjét, valamint a szérumkoleszterin összkoncentrációját, ugyanakkor növelik a koleszterin nagy sűrűségű lipoprotein-frakciójának a kis sűrűségű lipoprotein-frakcióra vonatkoztatott mennyiségi arányát. Ezek a hatások - amint ezt már igazolták - klinikai szempontból jelentősek, mert csökkentik a szívbetegségek kialakulásának a kockázatát [T. Gordon és munkatársai: „High Density Lipoproteins as a Protective Factor Against Coronary Heart Disease” (Nagy sűrűségű lipoproteinek mint védőfaktorok a szívkoszorúér-betegségek ellen), The American Journal of Medicine, 62., 707-714 (1977)]. Amint már említettük, a tokoferoíok a növényolajok értékes komponenseiként szerepet játszanak a növényolajok oxidálódásának és megromlásának a megelőzésében. A növényolajok finomítása során a tokoferoíok nagy része a különböző melléktermékáramokba és szennyvízáramokba kerülve elveszik. Ezek közé a mellékáramok és szennyvízáramok közé tartoznak például a szagtalanítóberendezésből távozó párlatok, a vízgőzös finomítás során elvezetett párlatok és a megsavanyított szappancsapadékok. A növényolaj-finomítási melléktermékek tipikus esetben körülbelül 1-20 tömeg% tokoferolt tartalmaznak. A növényolaj-finomítási melléktermékek értékes nyersanyagforrások a természetes E-vitamin és más oxidációgátló tokoferoíok előállításához. Ezzel kapcsolatban megjegyezzük, hogy a melléktermékáramok tartalmaznak még a tokoferolokon kívül 20-99 tömeg% szabad zsírsavat, legfeljebb 20 tömeg% mennyiségben szterineket, legfeljebb 20 tömeg% mennyiségben zsírsavas szterinésztereket, legfeljebb 40 tömeg% mennyiségben mono-, di- és triglicerideket, legfeljebb 30 tömeg% mennyiségben szénhidrogéneket és néhány tömeg% mennyiségben egyéb vegyületeket. így ha nagy tisztaságú E-vitamin kinyeréséhez felhasználható tokoferolkoncentrátum előállítása a cél, ezeket az anyagokat el kell távolítani.

Számos eljárást javasoltak már tokoferoloknak a növényolaj-fmomítási melléktermékekből való kinyerésére. így például a 2 432 181. sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerint a tokoferolokat úgy nyerik ki növényi olajokból és zsírokból, hogy a zsírsav-glicerideket egyértékű alifás alkohollal reagáltatják alkoholízist elősegítő lúgos katalizátor jelenlétében, majd az alkoholt, glicerint és zsírsavésztereket tartalmazó maradékot egyensúlyi körülmények között desztillálják.

-4A 3 153 055. sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásból megismerhető eljárás szerint úgy különítenek el szterineket és tokoferolokat a szagtalanítóberendezésből távozó párlatokból, hogy a szabad savakat és a glicerideket erősen savas körülmények között rövid szénláncú, egyértéku alkoholok észtereivé konvertálják. Az észterezés után kapott elegyből poláris és nempoláris oldószerek elegyével végzett szakaszos extrahálással nyerik ki a szterineket és a tokoferolokat.

A 3 335 154. sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásból megtudható, hogy a szagtalanítóberendezésből távozó párlat elszappanosítható, és az elszappanosítás után kapott gliceridekből és szterinészterekből sav hatására szabad zsírsavak és szabad alkoholok, illetve - az említés sorrendjében - glicerin, valamint szterinek keletkeznek. A szabad zsírsavakat egyértéku, rövid szénláncú alkohollal és ásványisav katalizátorral észterezik. Az elegyből víz hozzáadásával kicsapják/kikristályosítják a szterineket, és a tokoferolok koncentrációját olyan módon növelik, hogy a zsírsav-észtereket rövidutas desztilláció útján eltávolítják.

Az előzőekben ismertetett valamennyi eljárásnak komoly hátrányai vannak. Az eljárások megvalósításához külső forrásból származó egyértéku alkoholokat kell felhasználni, és az eljárások során olyan zsírsav-észterek keletkeznek, amelyek szokásos körülmények között nincsenek jelen a betáplált növényolaj-melléktermékekben. Egy további műveleti lépésre van szükség az egyértéku alkoholok feleslegének az eltávolításához. Ahhoz, hogy nagy tokoferol koncentrációjú terméket lehessen előállítani, a szterineket - kikristályosítással vagy más módon - el kell távolítani. Az elszappanosításhoz nagy mennyiségű lúg, a megsavanyításhoz pedig nagy mennyiségű sav szükséges. így igen nagy mennyiségű hulladéksó keletkezik.

A 4 454 329. sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerint a szagtalanítóberendezésből távozó párlatokból úgy nyernek ki tokoferolkoncentrátumot, hogy a szabad zsírsavakat savkatalizátor jelenlétében vagy katalizátor alkalmazása nélkül kétértékű vagy többértékű alkohollal észterezik. Az észterezést előnyös valamilyen aromás oldószerben, például benzolban, toluolban vagy xilollal végrehajtani. Az észterezett elegyet ezután a tokoferolkoncentrátum végtermék előállítása céljából oldószerrel extrahálják vagy rövidutas desztillálóberendezésben bepárolják. Az oldószeres extraháláshoz a telítetlen triglicerideket célszerű telített trigliceridekké átalakítani, hogy az extrahálás során kapott oldószeres fázisban kisebb legyen a trigliceridek oldhatósága. Az észterezett elegy desztillálása során a tokoferolok, a szterinek, a szénhidrogének és más, hasonló forráspontú komponensek a párlatban dúsulnak fel. A trigliceridek és a többi magas forráspontú komponens a desztillációs maradékban található.

Több oka is van annak, hogy az előbb említett eljárás nem kielégítő. A szagtalanítóberendezésből távozó és más hasonló párlatok tipikus esetben (1 : 1)-(3 : 1) tömegarányban tartalmaznak szterineket és tokoferolokat, a növényolajforrástól függően. A tokoferolok és a szterinek nagyon hasonló forráspontú vegyületek, ezért csak desztillációs művelettel nem választhatók szét. Az észterezés során így nem biztosítható, hogy a szterinek szterin-észterekké alakuljanak át. (A szterin-észterek forráspontja sokkal magasabb, mint a tokoferolé.) Az ismertetett eljárással előállított, tokoferolokat és szterineket tartalmazó desztillátumból csak további elválasztási műveletekkel lehet előállítani szterinektől gyakorlatilag mentes tokoferolkoncentrátumot.

Ami az eljárás oldószeres extrahálással megvalósítható változatát illeti, az oldószert a tokoferolos extraktumból el kell távolítani, és ez további költségekkel jár, valamint bonyolítja az eljárást. Az oldószeres extrudálást

-6- előnyös módon - hidrogénezéssel kombinálják, még egy, további műveletre van szükség, amellyel együtt jár a költségek növekedése és a technológia bonyolultabbá válása. Ráadásul a hidrogénezéshez általában alkalmazott réz- és nikkelkatalizátorokról köztudott, hogy mint prooxidánsok elősegítik a tokoferol bomlását és ilyen módon csökkentik az eljárás tokoferolhozamát.

A rajzmellékletek rövid ismertetése

Az 1. ábra az egyik találmány szerinti eljárásváltozat folyamatábrája. Az észterezési reakció a 2 reaktorban játszódik le, majd a sorbakapcsolt 5, 8 és 9 desztillálóberendezésekben három desztillálási műveletet végrehajtva megkapjuk a kívánt tokoferolt.

A 2. ábra a találmány szerinti eljárás előnyös megvalósítási módjának a folyamatábrája. Az észterezési reakció a 2 reaktorban játszódik le, majd két desztillációs művelet következik.

Az 1. és a 2. ábrát a továbbiakban részletesen ismertetjük.

A találmány összefoglalása

A találmány kidolgozásakor az volt az egyik célunk, hogy egy hatásos, gazdaságos eljárást fejlesszünk ki a növényolaj-feldolgozási melléktermékekben található tokoferolok elkülönítésére. Az eljáráshoz felhasználható nyersanyag lehet szagtalanítóberendezésből távozó párlat, vízgőzös finomítás során elvezetett párlat, megsavanyított szappancsapadék vagy bármilyen más növényolaj-feldolgozási melléktermék, amely tipikus esetben legalább 1 tömeg%-nál kisebb mennyiségben és legfeljebb 20 tömeg% mennyiségben tartalmaz tokoferolt.

Az egyszerűség kedvéért a „tokoferolkoncentrátum” elnevezést használjuk a leírásban minden olyan koncentrátumra, amely tokoferolt és - a növényolaj-melléktermék fonásától függően - kisebb vagy nagyobb mennyiségben tokotrienolokat tartalmaz. Tekintettel arra, hogy a tokotrienolok és a

-7 tokoferolok fizikai tulajdonságai nagyon hasonlóak, ezeket a vegyületeket együtt különítjük el a továbbiakban ismertetett módon.

A találmány keretében a növényolaj-finomítási mellékterméket katalizátor jelenlétében vagy katalizátor nélkül észterezzük. Az észterezés során a szterinek a reakcióelegyben már jelen lévő zsírsavval reakcióba lépve magas forráspontú szterin-észtereket képeznek. A jelen lévő összes többi, alkoholos hidroxilcsoportot tartalmazó vegyület - triterpenoid-alkoholok, metil-szterinek stb. - magas forráspontú zsírsav-észterekké és viaszokká alakul át. Ezen túlmenően a zsírsavakkal képzett mono- és digliceridek nagy része reakcióba lép a szabad zsírsavakkal, így trigliceridekké alakul át. Korlátozott mértékben a tokoferolok is reakcióba lépnek; a konverzió mértékét a reakcióidő és a hőmérséklet megfelelő kiválasztásával lehet szabályozni. Az észterezett elegyet ezt követően egymás után következő desztillációs lépcsőkben szétválasztjuk: a tokoferoloktól és a tokoferolokéhoz hasonló forráspontú anyagokétól elválasztjuk a magasabb és alacsonyabb forráspontú komponenseket. A desztillációs lépcsőkben egy vagy több külön desztillációs műveletet alkalmazunk azzal a céllal, hogy a tokoferolban gazdag fenékterméktől elválasszuk az alacsony forráspontú vegyületekkel együtt fejtermékként távozó, reakcióba nem lépett szabad zsírsavakat, továbbá egy desztillációs műveletet alkalmazunk azzal a céllal, hogy a tokoferolban gazdag fejterméket elválasszuk a szterin-észterektől, a glicerin zsírsavakkal alkotott poliésztereitől, a viaszoktól és más magas forráspontú anyagoktól. Elsőként alkalmazhatók akár a zsírsavak és az alacsony forráspontú komponensek eltávolítását célzó desztillációs műveletek, akár a magasabb forráspontú komponensek eltávolítására szolgáló desztillációs műveletek. Az eljárás alkalmazásával előállított termék olyan tokoferolkoncentrátum, amely elsősorban tokoferolokat és a tokoferolokéhoz hasonló forráspontú szénhidrogéneket tartalmaz, amely gyakorlatilag mentes a sza• · ·

-8bad savaktól, a szterinektől, a szterin-észterektől, a glicerin zsírsavakkal alkotott poliésztereitől, a viaszoktól és más magas forráspontú vegyületektől.

A találmány szerinti eljárásokra az is jellemző, hogy az észterezési művelet során katalizátorként egy alkilcsoportot tartalmazó ónvegyületet, szerves savval képzett cinksót, titán(IV)-alkoxidokat, cink-oxidot, foszforsavat vagy más, gyenge ásványi savat alkalmazunk.

A találmány részletes ismertetése

A találmány tárgyát képező, tokoferolkoncentrátumok előállítására alkalmas eljárások egyike a következő lépésekből áll:

(a) tokoferolokat, zsírsavakat, szénhidrogéneket, zsírsavas sztearin-észtereket, szterineket, triterpenoid-alkoholokat, metil-szterineket, valamint mono-, di- és triglicerideket, továbbá adott esetben még 10-22 szénatomos zsírsavakat is tartalmazó növényolaj-fínomítási melléktermék felmelegítése mintegy 6670-10⁵ Pa nyomáson, adott esetben savkatalizátor jelenlétében körülbelül 70-300 °C-ra, a felmelegítés közben képződött víz folyamatos eltávolítása mellett; és (b) az (a) lépésben keletkezett, szterin-észtereket, magas forráspontú zsírsav-észtereket, viaszokat és glicerideket tartalmazó elegy feldolgozása desztillációs műveletsorozattal a következők szerint:

(i) mintegy 200-320 °C-on és körülbelül 1,3-1330 Pa nyomáson egy vagy több, egymás után külön-külön végrehajtott desztillációs művelettel a reakcióba nem lépett zsírsavak gőzfázisként való eltávolítása és a tokoferolokat tartalmazó cseppfolyós fázis elvezetése; és (ii) a (b) (i) lépésben elvezetett cseppfolyós fázis feldolgozása mintegy 170-270 °C-on és körülbelül 0,65-266 Pa nyomáson egy vagy több, egymás után végrehajtott desztillációs művelettel, amelynek során a tokoferolkoncentrátumot gőzfázisként kinyer• · ·

-9jük, a szterin-észtereket, zsírsav-észtereket, glicerideket, viaszokat és más, magas forráspontú anyagokat tartalmazó cseppfolyós fázist pedig eltávolítjuk.

A találmány egyik előnyös megvalósítási módja szerint olyan növényolaj-finomítási mellékterméket dolgozunk fel, amely jelentős mennyiségben tartalmaz tokotrienolokat is. Ilyen esetekben a tokoferolok mennyiségére vonatkoztatva a tokotrienolok körülbelül 0,5-10 tömeg% mennyiségben vannak jelen, tehát tokoferolokban és tokotrienolokban egyaránt dús koncentrátumok keletkeznek.

A találmány egyik előnyös megvalósítási módját az 1. és a 2. ábrán látható folyamatábrákra való hivatkozással ismertetjük. A növényolaj-fínomítási mellékterméket az 1 csővezetéken keresztül tápláljuk be a 2 egységbe, amely körülbelül 70-300 °C-on - célszerűen 150-230 °C-on - és mintegy 6670-10⁵ Pa nyomáson - célszerűen körülbelül 13330-26660 Pa nyomáson - üzemeltetett, keverővei felszerelt tartály vagy szakaszos működésű reaktor. A reaktorbeli tartózkodási idő előnyös esetben körülbelül 1-24 óra, legelőnyösebben (savkatalizátor jelenléte esetén) 1,5-2 óra, katalizátor alkalmazása nélkül 2-10 óra. Az előnyösen alkalmazható katalizátorok közé tartoznak az egy alkilcsoportot tartalmazó ónvegyületek, a szerves savak cinksói, a titán(IV)-alkoxidok, a cink-oxid, valamint a foszforsavak és más, gyenge ásványi savak.

A reakciók lejátszódása során a betáplált elegyben már jelen lévő szabad zsírsav reakcióba lép a szterinekkel és ennek eredményeként víz mellett magas forráspontú szterin-észterek keletkeznek. A szabad zsírsavakkal minden más, alkoholos hidroxilcsoportot tartalmazó vegyület - triterpenoid alkoholok, metil-szterinek stb. - is reagál magas forráspontú zsírsav-észterek, viaszok és víz keletkezése közben. Ezenkívül a szabad zsírsavak észterezés útján trigliceridekké alakítják át a glicerin zsírsavakkal képzett mono• · ·

- 10és diésztereinek nagy részét is. Korlátozott mértékben a tokoferolok és tokotrienolok is reagálnak a szabad zsírsavak, tokoferol-észterek és víz keletkezése közben. Az említett vegyületek észterezésekor lejátszódó reakciók relatív sebességeire vonatkozóan a következő sorrend érvényes: gliceridek > szterinek > tokoferolok/tokotrienolok. A tokoferolok és a tokotrienolok reakcióját tehát a reakcióhőmérséklet és a reakcióidő megfelelő kiválasztásával szabályozni lehet.

Az előző bekezdésben ismertetett reakciók lejátszódása után a tokoferolok és a tokotrienolok tipikus esetben 80-97 %-os, még tipikusabb esetben 85-92 %-os hozammal nyerhetők ki. A szterinek zsírsavas szterin-észterekké való átalakulására jellemző a 75-100 %-os, még jellemzőbb a 85-95 %-os konverzió. A találmány egyik előnyös megvalósítási módja szerint a kiindulási anyagként felhasznált melléktermékhez - annak össztömegére vonatkoztatva legcélszerűbben legfeljebb mintegy 40 % mennyiségben - 10-22 szénatomos zsírsavakat adagolunk.

A reaktorhoz hozzátartozik a 3 csővezeték, amelyen keresztül az észterezés során keletkezett víz eltávolítása a reakcióegyensúlyt a zsírsav-észterek képződése felé tolja el.

A 4 észterezési termékben lévő tokoferoloktól és más, a tokoferolokéhoz hasonló forráspontú anyagoktól több egymás utáni desztillációs lépésben különítjük el a tokoferolokénál magasabb és alacsonyabb forráspontú komponenseket. A desztillációs lépések keretében egy vagy több külön végrehajtott desztillációs művelettel a tokoferolban dús fenékterméktől fejtermékként elválasztjuk az összes alacsony forráspontú vegyülettel együtt a reakcióba nem lépett szabad zsírsavakat, és egy másik desztillációs művelettel fejtermékként tokoferolban gazdag terméket különítünk el a szterin-észterektől, a glicerin zsírsavas poliésztereitől, a viaszoktól és más, magas forráspontú vegyületektől. Elsőként alkalmazhatjuk akár a zsírsavak és az • · ·

- 11 alacsony forráspontú komponensek eltávolítását célzó desztillációs műveleteket, akár a magas forráspontú komponensek eltávolítását célzó desztillációs műveletet. Meg kell jegyeznünk, hogy a reakciók lejátszatásához és a desztillációs műveletek elvégzéséhez szakaszos, félig folyamatos és folyamatos üzemmódban működtethető berendezéseket egyaránt használhatunk.

A találmány szerinti eljárásokkal a lehető legkevesebb lépésben lehet hatásosan és gazdaságosan tokoferolkoncentrátumokat előállítani. Az adott esetben alkalmazott észterező katalizátoron és 10-22 szénatomos zsírsavakon kívül nem használunk fel a tápáram adalékolására semmiféle külső forrásból származó anyagot. A reakciótermékből nem kell eltávolítani sem oldószereket, sem az észterezéshez feleslegben alkalmazott alkoholokat. A kiindulási anyagban lévő szénhidrogének mennyiségétől függően a végtermékben elérhető tokoferolkoncentráció 20-80 tömeg%. Még tipikusabb esetben a végtermék tokoferolkoncentrációja 30-60 tömeg%. A találmány szerinti eljárásokkal kinyerhető tokoferol összhozama tipikus esetben 72-97 %, még tipikusabb esetben 75-92 % és legtipikusabb esetben 80-85 %.

A találmány szerinti egyik eljárásváltozatot szemlélteti az 1. ábra. Az észterezési lépésből származó 4 terméket az 5 egységben nagyvákuumban desztilláljuk, és így a 4 termék jelentős részét kitevő, jelentékeny mennyiségű, alacsony forráspontú komponensek mellett tipikus esetben 50-90 tömeg%, még tipikusabb esetben 60-80 tömeg% reakcióba nem lépett zsírsavat tartalmazó 6 anyagáram eltávolítása után tokoferolban dús 7 fenéktermék marad vissza. A desztillációs műveletet olyan hőmérsékleten és nyomáson hajtjuk végre, amelyen biztosítható, hogy a tokoferolok nagy része a fenéktermékben marad. Az 5 desztillációs műveletnél alkalmazott hőmérséklet 170-270 °C, a nyomás pedig 6,7-1333 Pa. A hőmérséklet előnyös esetben 200-240 °C, a nyomás pedig a 66,7-533 Pa. Az 5 desztillálóberen• · ·

- 12dezés - csakúgy, mint a találmány szerinti eljárások megvalósításához felhasználható valamennyi desztillálóberendezés - előnyös esetben nagyvákuumra tervezett berendezés, például alacsony nyomáson üzemelni képes rövidutas bepárlóberendezés, lehúzott filmes bepárlóberendezés, centrifugális molekuláris bepárlóberendezést vagy esőfilmes bepárlóberendezés.

Az 5 első desztillálóberendezés 7 fenéktermékét a 8 desztillálóberendezésben nagyvákuumban desztilláljuk a reakcióba nem lépett zsírsavak és más alacsony forráspontú vegyületek maradékának eltávolítása céljából. A 8 desztillálóberendezésben a hőmérsékletnek magasabbnak vagy a nyomásnak alacsonyabbnak kell lennie, mint az 5 desztillálóberendezésben, hogy biztosítani lehessen valamennyi zsírsavmaradék gyakorlatilag teljes eltávolítását. A 8 desztillálóberendezésben a hőmérséklet 230 °C és 300 °C között van, a nyomás pedig 1,3-266 Pa. A hőmérséklet előnyös esetben 240-280 °C, a nyomás pedig 13,3-266 Pa. Ilyen körülmények között a tokoferolok egy része - általában 5-30 %-a - a zsírsavak maradékával együtt fejtermékként hagyja el a desztillálóberendezést és a 9 anyagáramba kerül. A 8 desztillálóberendezésben visszamarad a savmentes, tokoferolokban dús 10 fenéktermék. A bizonyos mennyiségben tokoferolokat és a maradék szabad zsírsavakat tartalmazó 9 fejterméket hulladékként lehet kezelni, illetve vissza lehet vezetni a 2 reaktorba vagy az 5 (első) desztillálóberendezésbe a tokoferolok összhozamának növelése céljából. Tekintettel arra, hogy az 5 desztillálóberendezés és a 8 desztillálóberendezés egymástól eltérő hőmérsékleten és nyomáson üzemel, ez a két berendezés együttesen olyan fokozatként működik, amelyben desztillációs egyensúly alakul ki, és így csökken a tokoferolveszteség, valamint nő az eltávolított zsírsavak mennyisége. 8 desztillálóberendezésként alkalmazhatunk bármilyen, nagyvákuumra tervezett berendezést, például rövidutas bepárlóberendezést, lehúzott filmes

- 13 bepárlóberendezést, centrifugális molekuláris bepárlóberendezést vagy esőfilmes berendezést.

A második desztillációs művelethez alkalmazott 8 desztillálóberendezés tokoferolban dús 10 fenéktermékét ezután a harmadik desztillációs művelet keretében all desztillálóberendezésben nagyvákuumban desztilláljuk. A tokoferolokat és a többi, a tokoferolokéhoz hasonló forráspontú vegyületet a végtermékként kapott, tokoferolokban dús 12 desztillátum tartalmazza. A trigliceridek, a szterin-észterek, más magas forráspontú zsírsav-észterekés a többi magas forráspontú vegyület a tokoferolokat alig tartalmazó 13 desztillációs fenéktermékben marad vagy távozik all desztillálóberendezésből. A 12 anyagáramban lévő tokoferolra számított hozam általában 95-100 %, a leggyakrabban 96-99,9 %. Ha alkalmaztunk katalizátort, az a maradékban található. A 11 desztillálóberendezésben a hőmérséklet 170-270 °C - előnyös esetben 200-250 °C -, a nyomás pedig 0,65-266 Pa, előnyös esetben 1,3-6,65 Pa. 11 desztillálóberendezésként alkalmazhatunk bármilyen, nagyvákuumra tervezett berendezést, például rövidutas bepárlóberendezést, lehúzott filmes bepárlóberendezést, centrifugális molekuláris bepárlóberendezést vagy esőfílmes berendezést.

A találmány tárgyát képezi tehát továbbá egy olyan, tokoferolkoncentrátumok előállítására alkalmas eljárás is, amely a következő lépésekből áll:

(a) tokoferolokat, zsírsavakat, szterineket, zsírsavak szterin-észtereit, mono-, di- és triglicerideket, valamint - adott esetben - adalékként alkalmazott 10-22 szénatomos zsírsavakat tartalmazó növényolaj-fínomítási melléktermék felmelegítése mintegy 6670-10⁵ Pa nyomáson, adott esetben savkatalizátor jelenlétében körülbelül 70-300 °C-ra a felmelegítés közben képződött víz folyamatos eltávolítása mellett;

(b) az (a) lépésben keletkezett, szterin-észtereket, magas forráspontú zsírsav-észtereket, viaszokat és glicerideket tartalmazó elegy desztillálása • · _ ]4 - ........

körülbelül 170-270 °C-on és körülbelül 6,65-1333 Pa nyomáson a reakcióba nem lépett zsírsavak és más, alacsony forráspontú komponensek gőzfázisként való eltávolításával és a tokoferolokat tartalmazó cseppfolyós fázis elvezetésével;

(c) a (b) lépésben elvezetett cseppfolyós fázis desztillálása körülbelül

230-300 °C-on és körülbelül 1,3-665 Pa nyomáson a maradék zsírsavakat és a tokoferolok összemeimyiségének mintegy 5-30 %-át tartalmazó gőzfázis eltávolításával és a tokoferolokban dús cseppfolyós fázis elvezetésével; és (d) a (c) lépésben elvezetett cseppfolyós fázis desztillálása körülbelül 170-270 °C hőmérsékleten és körülbelül 0,65-266 Pa nyomáson, és a tokoferolkoncentrátum összegyűjtése, valamint elkülönítése gőzfázis formájában.

Az egyik előnyös eljárásváltozat szerint olyan kiindulási anyagot használunk fel, amely jelentős mennyiségben tartalmaz tokotrienolokat.

Amint már említettük, desztillálóberendezésként előnyösen alkalmazhatunk bármilyen, nagyvákuumra tervezett berendezést, például rövidutas bepárlóberendezést, lehúzott filmes bepárlóberendezést, centrifugális molekuláris bepárlóberendezést vagy esőfilmes berendezést.

A találmány tárgyát képezi továbbá egy olyan, tokoferolkoncentrátumok előállítására alkalmas eljárás is, amely a következő lépésekből áll:

(a) tokoferolokat, zsírsavakat, szénhidrogéneket, zsírsavas sztearin-észtereket, szterineket, triterpenoid-alkoholokat, metil-szterineket, valamint mono-, di- és triglicerideket, továbbá adott esetben még 10-22 szénatomos zsírsavakat is tartalmazó növényolaj-finomítási melléktermék felmelegítése mintegy 6670-10⁵ Pa nyomáson, adott esetben savkatalizátor jelenlétében körülbelül 70-300 °C-ra, a felmelegítés közben képződött víz folyamatos eltávolítása mellett;

• · ·

- 15• » · (b) az (a) lépésben keletkezett, szterin-észtereket, magas forráspontú zsírsav-észtereket, viaszokat és glicerideket tartalmazó elegy betáplálása az első desztillációs zónába, amely magában foglalja az első desztillálóberendezésként alkalmazott, körülbelül 170-270 °C-on és mintegy 6,65-1333 Pa nyomáson üzemeltetett rövidutas bepárlóberendezést, a lehúzott filmes bepárlóberendezést, a centrifugális molekuláris bepárlóberendezést vagy az esőfilmes bepárlóberendezést, amelyből a reakcióba nem lépett szabad zsírsavak jelentős részét, továbbá más, alacsony forráspontú vegyületeket tartalmazó gőzfázist és tokoferolban feldúsult elegyből álló cseppfolyós fázist vezetünk el;

(c) a (b) lépésben elvezetett cseppfolyós fázis bevezetése a második desztillációs zónába, amely magában foglalja a második desztillálóberendezésként alkalmazott, körülbelül 240-280 °C-on és 1,3-266 Pa nyomáson üzemeltetett rövidutas bepárlóberendezést, lehúzott filmes bepárlóberendezést, centrifugális molekuláris bepárlóberendezést vagy esőfilmes berendezést, amelyből a zsírsavak maradékát és a tokoferolok összmennyiségének körülbelül az 5-30 %-át tartalmazó gőzfázist és tokoferolban feldúsult elegyből álló cseppfolyós fázist vezetünk el; és (d) a (c) lépésben elvezetett cseppfolyós fázis betáplálása a harmadik desztillációs zónába, amely magában foglalja a harmadik desztillálóberendezésként alkalmazott, körülbelül 170-270 °C-on és mintegy 0,65-266 Pa nyomáson üzemeltetett rövidutas bepárlóberendezést, lehúzott filmes bepárlóberendezést, centrifugális molekuláris bepárlóberendezést vagy esőfilmes bepárlóberendezést, amelyből a tokoferolkoncentrátumot gőzfázisként elvezetjük és elkülönítjük.

Meg kell jegyeznünk, hogy a zsírsavak eltávolításának és a magas forráspontú komponensek ledesztillálásának a sorrendjét meg lehet fordítani, > ··« ·« · · ·«

- 16vagyis az eddig ismertetett eljárások (b) lépéseit és (d) lépéseit fel lehet cserélni. Ezeknél az eljárásváltozatoknál az észterezőreaktor 4 termékét a 11 desztillálóberendezésbe tápláljuk be. Először a szabad zsírsavakat, az alacsony forráspontú komponenseket és a tokoferoíokat fejtermékként ledesztilláljuk a szterin-észterekről, a glicerin zsírsavas poliésztereiről, a viaszokról és a többi magas forráspontú vegyületről. A tokoferolokban gazdag desztillátumot ezután betápláljuk az 5 desztillálóberendezésbe, ahol eltávolítjuk belőle a zsírsavak és az alacsony forráspontú komponensek jelentős részét, majd a maradékot betápláljuk a 8 desztillálóberendezésbe, ahol eltávolítjuk belőle a zsírsavak és az alacsony forráspontú komponensek maradékát. A 8 desztillálóberendezés fenéktermékeként kapjuk meg végül a tokoferolban gazdag koncentrátumot. A 8 desztillálóberendezés fejtermékét vissza lehet vezetni a 2 reaktorba, all (első) desztillálóberendezésbe vagy az 5 (második) desztillálóberendezésbe a tokoferol összhozamának a növelése céljából.

A találmány egyik még előnyösebb megvalósítási módját szemlélteti a

2. ábra. Az 1 növényolaj-fínomítási mellékterméket a szakaszosan vagy folyamatosan működő 2 reaktorban katalizátor jelenlétében vagy katalizátor alkalmazása nélkül észterezzük. Az észterezés folyamán keletkező vizet a 3 csővezetéken keresztül folyamatosan vezetjük el a reakció lejátszódása közben. Az észterezéssel előállított 4 terméket nagyvákuumban desztilláljuk, a desztillálás során a 8 anyagáram formájában eltávozik a desztillálóberendezésből más alacsony fonáspontú komponensekkel együtt a reakcióba nem lépett zsírsavak gyakorlatilag teljes mennyisége, általában 90-99,9 %-a, többnyire 97-99,9 %-a. A desztillálóberendezésben tokoferolban gazdag 10 fenéktermék marad vissza. A desztillálóberendezésben a hőmérséklet 220-320 °C - előnyös esetben 260-290 °C -, a nyomás pedig 13,3-1066 Pa, előnyös esetben 66,5-533 Pa. Ennek az előnyös, találmány

- 17• te ^Λ « ·* · » szerinti eljárásváltozatnak a megvalósításához a zsírsavak eltávolítását célzó lépésben desztillálóberendezésként előnyös többfokozatú, refluxszal működtetett frakcionálóoszlopot alkalmazni. A frakcionálóoszlopban lennie kell legalább egy - célszerűen kettő-négy - 5 rektifikációs egyensúlyi fokozatnak, valamint - adott esetben - egy 6 sztrippelőzónának. A kondenzált fejtermék a 7 csővezetéken keresztül áramolhat vissza az 5 rektifikálózónába. A berendezés által biztosított frakcionálási lehetőség nagymértékben mérsékli - általában 5 tömeg% alá, többnyire 0,2-2,0 tömeg%-ra csökkenti a desztillátumba kerülés miatt bekövetkező tokoferolveszteségeket, és ebből a fenéktermékből eltávolított szabad zsírsavak mennyiségét. Az adott esetben alkalmazott sztrippelőzónával tovább növelhető a fenéktermékből eltávolított szabad zsírsavak mennyisége. A tokoferolveszteség mértéke nagymértékben függ a refluxaránytól, amely definíciószerűen a 7 anyagáram tömegsebességének és a 8 anyagáram tömegsebességének a hányadosa. A találmány megvalósításához előnyös, ha a reflux arány 0,3 és 5,0, még előnyösebb, ha 0,5 és 2,0 között van. A desztillációs lépcső a rektifikálózónában és az adott esetben létező sztrippelőzónában el lehet látva bármilyen, gőzfázisok és folyadékfázisok érintkeztetésére alkalmas eszközzel, például buboréksapkás tányérokkal, szitatányérokkal, véletlen elrendezésű töltettel vagy strukturált töltettel. A találmány előnyös megvalósítási módja szerint az egyensúlyi desztillációs fokozatban nagyon hatékony kis nyomásesést előidéző, strukturált töltőanyagot alkalmazunk, hogy rövidebb legyen a tartózkodási idő és csökkenjen a desztillálás végrehajtásához szükséges hőmérséklet. A desztillálóberendezés visszaforralója lehet bármilyen, nagyvákuumra és rövid tartózkodási időre tervezett bepárlóberendezés, például rövidutas bepárlóberendezés, lehúzott filmes bepárlóberendezés, centrifugális molekuláris bepárlóberendezés és esőfilmes bepárlóberendezés.

Az első desztillációs lépcső tokoferolban gazdag 10 fenéktermékét ez• · · · · · · • ··· ··· · · ·· . 18 . ·*·· ’··* *··* * ·* *·· után all második desztillálóberendezésben vákuumdesztilláljuk. A tokoferolt és a többi hasonló forráspontú vegyületet a tokoferolban gazdag 12 desztillátum tartalmazza. A trigliceridek, a szterin-észterek, a többi magas forráspontú zsírsav-észter és más magas forráspontú vegyületek a 13 anyagáramot adó, tokoferolt alig tartalmazó desztillációs fenéktermékben maradnak. A 12 anyagáramban a tokoferolnak általában a 95-100 %-a, legtöbb esetben a 96-99,9 %-a van jelen. Ha alkalmaztunk katalizátort, az a maradékba kerül. A második desztillációs lépcsőben a hőmérséklet 170-300 °C - előnyös esetben 200-250 °C -, a nyomás pedig 0,65-266 Pa, előnyös esetben 1,3-6,5 Pa. 11 desztillálóberendezésként alkalmazhatunk bármilyen, nagyvákuumra tervezett berendezést, például rövidutas bepárlóberendezést, lehúzott filmes bepárlóberendezést, centrifugális molekuláris bepárlóberendezést vagy esőfilmes bepárlóberendezést.

(a) tokoferolokat, zsírsavakat, szénhidrogéneket, zsírsavas sztearin-észtereket, szterineket, triterpenoid-alkoholokat, metil-szterineket, valamint mono-, di- és triglicerideket, továbbá adott esetben még 10-22 szénatomos zsírsavakat is tartalmazó növényolaj-fmomítási melléktermék felmelegítése mintegy 6670-10⁵ Pa nyomáson, adott esetben savkatalizátor jelenlétében körülbelül 70-300 °C-ra, a felmelegítés közben képződött víz folyamatos eltávolítása mellett;

(b) az (a) lépésben keletkezett, szterin-észtereket, magas forráspontú zsírsav-észtereket, viaszokat és glicerideket tartalmazó elegy betáplálása az első desztillációs zónába, amely magában foglalja a mintegy 220-320 °C-on és körülbelül 13,3-1066 Pa nyomáson működtetett első desztillálóberendezést, amely egy többfokozatú, reflux alkalmazásával működtetett, legalább egy rektifikációs egyensúlyi fokozattal az emlí• ·

- 19• · * · · · · • · · · ·· ·· · ·· tett rektifíkálózónához a refluxot biztosító eszközökkel és - adott esetben - egy sztrippelőzónával rendelkező frakcionálóoszlopból és egy visszaforralóból áll, a desztillálóberendezésből a szabad zsírsavak jelentős részét, továbbá más, alacsony forráspontú vegyületeket tartalmazó gőzfázist és tokoferolban feldúsult elegyből álló cseppfolyós fázist vezetünk el;

(c) a (b) lépésben elvezetett cseppfolyós fázis betáplálása a második desztillációs zónába, amely egy vagy több különálló, sorbakapcsolt, körülbelül 200-320 °C hőmérsékleten és mintegy 1,3-133 Pa nyomáson üzemeltetett desztillációs berendezésként rövidutas bepárlóberendezést, lehúzott filmes bepárlóberendezést, centrifugális molekuláris bepárlóberendezést és/vagy esőfilmes bepárlóberendezést foglal magában, amely(ek)ből szterin-észtereket, zsírsav-észtereket, glicerideket, viaszokat és más, magas forráspontú anyagokat tartalmazó cseppfolyós fázist távolítunk el, valamint tokoferolkoncentrátumból álló gőzfázist vezetünk el és különítünk el.

Meg kell jegyezni, hogy ennél az eljárásváltozatnál a zsírsavak eltávolítását célzó művelet és a magas forráspontú komponensek ledesztillálása felcserélhető. Ebben az esetben az észterezőreaktor 4 termékét all desztillálóberendezésbe tápláljuk be. Először a szabad zsírsavakat, az alacsony forráspontú komponenseket és a tokoferolokat fejtermékként ledesztilláljuk a szterin-észterekről, a glicerin zsírsavas poliésztereiről, a viaszokról és más, magas forráspontú vegyületekről. A tokoferolban dús desztillátumot ezután betápláljuk egy többfokozatú, frakcionált desztillálás elvégzésére alkalmas berendezésbe, hogy eltávolítsuk a zsírsavak gyakorlatilag teljes mennyiségét és az alacsony fonáspontú komponensek jelentős részét. A desztillálóberendezés a reflux alkalmazásával működtetett 5 rektifikálózónából, a 9 visszaforralóból és az adott esetben létező 6 sztrippelőzónából • · · • · ·

-20• · · · áll. A végterméket, a tokoferolban dús koncentrátumot a második többfokozatú desztillálóberendezés fenéktermékeként kapjuk meg.

Ennek megfelelően a találmány tárgyát képezi továbbá egy olyan, tokoferolkoncentrátumok előállítására alkalmas eljárás is, amely a következő lépésekből áll:

(b) az (a) lépésben keletkezett, szterin-észtereket, magas forráspontú zsírsav-észtereket, viaszokat és glicerideket tartalmazó elegy betáplálása az első desztillációs zónába, amely magában foglal egy vagy több különálló, sorbakapcsolt, körülbelül 200-320 °C-on és mintegy 1,3-1333 Pa nyomáson működtetett desztillálóberendezést, amely rövidutas bepárlóberendezés, lehúzott filmes bepárlóberendezés, centrifugális molekuláris bepárlóberendezés vagy esőfilmes bepárlóberendezés lehet, a desztillálóberendezésből szterin-észtereket, zsírsav-észtereket, glicerideket, viaszokat és más magas forráspontú anyagokat tartalmazó cseppfolyós fázist, valamint tokoferolokat, szabad zsírsavakat és alacsony fonáspontú komponenseket tartalmazó gőzfázist vezetünk el; és (c) a (b) lépésben elvezetett gőzfázis betáplálása a második desztillációs zónába, amely magában foglal egy olyan, körülbelül 220-320 °C-on és körülbelül 13,3-1066 Pa nyomáson működtetett első desztillálóberendezést, amely egy többfokozatú, reflux alkalmazásával működtetett, legalább egy rektifikációs egyensúlyi fokozattal az említett rektifikáló• ·

-21 zónához a refluxot biztosító eszközökkel és - adott esetben - egy sztrippelőzónával rendelkező frakcionálóoszlopból és egy visszaforralóból áll, a desztillálóberendezésből a szabad zsírsavak jelentős részét, továbbá más, alacsony forráspontú vegyületeket tartalmazó gőzfázist és tokoferolban feldúsult elegyből álló cseppfolyós fázist vezetünk el; és a tokoferolkoncentrátumból álló cseppfolyós fázist elvezetjük és elkülönítjük.

1. példa

Egy mechanikai keverővei, fútőköpennyel, Dean-Stark-csapdával, reflux hűtővel, nitrogénbevezető nyílással és hőforrással ellátott 1 1-es háromnyakú lombikba bemértünk 0,5 g cink-acetátot, valamint 500 g desztillátumot, amely a szójaolaj-szagtalanító berendezésből származott. A kapott elegyet kevertettük és 3 órán át 230 °C-on tartottuk. Fűtés közben 250 ml/min sebességgel nitrogént buborékoltattunk át az elegyen. Az elegyből mintát vettünk és meghatároztuk a benne lévő tokoferolokat, szterineket, szterin-észtereket, zsírsavakat és glicerideket. Az eredményeket az

1. táblázat tartalmazza.

2. példa

Megismételtük az 1. példa szerinti eljárást azzal az eltéréssel, hogy a reaktorba kanolaolaj-szagtalanító berendezésből származó desztillátumot mértünk be 500 g mennyiségben és katalizátorként 0,25 g butil-ónsavat használtunk. Az eredményeket a 2. táblázatban szerepeltetjük.

3. példa

Megismételtük az 1. példa szerinti eljárást azzal az eltéréssel, hogy katalizátorként foszforsavat alkalmaztunk. Az eredmények a 3. táblázatban láthatók.

• · · · · ·

-224. példa

Megismételtük az 1. példa szerinti eljárást azzal az eltéréssel, hogy nem alkalmaztunk katalizátort. Az elegyet kevertetés közben 24 órán át 170 °C-on tartottuk. Az eredményeket a 4. táblázatban foglaltuk össze.

5. példa

Megismételtük az 1. példa szerinti eljárást azzal az eltéréssel, hogy a reaktorba napraforgóolaj-szagtalanítóberendezésből származó desztillátumot mértünk be 500 g mennyiségben, és katalizátort nem alkalmaztunk. Az elegyet kevertetés közben 3 órán keresztül 210 °C-on tartottuk. Az eredményeket az 5. táblázatban adjuk meg.

6. példa

Az 1. példában ismertetett reaktor alkalmazásával vizsgáltuk, hogy a hőmérséklet hogyan befolyásolja a reakciósebességeket. Minden egyes, 132 °C-on, 150 °C-on és 170 °C-on végzett kísérlethez szójaolaj-szagtalanítóberendezésből származó desztillátumot mértünk be a reaktorba 500 g mennyiségben. Katalizátort nem alkalmaztunk. Minden egyes elegyet 19-20 órán át kevertettünk az adott hőmérséklet tartásával. Az eredményeket a

6. táblázat tartalmazza.

7. példa

Egy horgonykeverővei, gőzköpennyel, nitrogén bevezetésére szolgáló nyílással, vákuumberendezéssel, víz eltávolítására szolgáló kivezetőcsővel ellátott 568 1-es rozsdamentes acélreaktorba bemértünk minden egyes kísérlethez (négy reaktorkísérletet végeztünk) körülbelül 363 g mennyiségű, kanolaolaj szagtalanításakor keletkezett desztillátumot. Minden egyes kísérletnél 26,7 kPa vákuumot alkalmaztunk, az elegyet kevertettük és a fűtőköpenybe bevezetett vízgőzzel 3 óra alatt 210 °C-ra melegítettük. A reaktorban lévő elegyet 210 °C-on és 26,7 kPa nyomáson 2 órán át kevertettük. A felmelegítés és a 210 °C-on való tartás során végbemenő észtereződés fo• · • · · lyamán keletkezett vizet összegyűjtöttük. A reaktort a 2 órás kevertetés után gyorsan 100 °C alá hűtöttük. Minden egyes kísérlet után mintát vettünk a reaktorban keletkezett termékből, és meghatároztuk a mintákban lévő tokoferolokat és szterineket. Az eredményeket a négy reaktorkísérlet mindegyikére vonatkozóan a 7. táblázatban szerepeltetjük.

8. példa

Egy horgonykeverővei, gőzköpennyel, nitrogén bevezetésére szolgáló nyílással, vákuumberendezéssel, víz eltávolítására szolgáló kivezetőcsővel ellátott 568 1-es acélreaktorba bemértünk 141 kg mennyiségű, szójaolaj szagtalanításakor keletkezett desztillátumot. Katalizátort nem alkalmaztunk. 26,7 kPa-os vákuumot alkalmaztunk, az elegyet kevertettük és a futőköpenybe bevezetett vízgőzzel 5 óra alatt 210 °C-ra melegítettük. A reaktorban lévő elegyet 210 °C-on és 26,7 kPa nyomáson 2,5 órán át kevertettük. A felmelegítés és a 210 °C-on való tartás során végbemenő észtereződés eredményeként keletkező vizet összegyűjtöttük. A reaktort a 2,5 órás kevertetés után gyorsan 100 °C alá hűtöttük. A reaktorban lévő termékből 5 óra és 7,5 óra elteltével mintát vettünk, amelyben meghatároztuk a tokoferolokat és a szterineket. Az eredményeket a 8. táblázatban szerepeltetjük.

9. példa

Egy mechanikai keverővei, futőköpennyel, Dean-Stark-csapdával, reflux hűtővel, nitrogén bevezetésére szolgáló nyílással és hőforrással felszerelt, 1 1-es háromnyakú lombikba bemértünk szójaolajokból származó trigliceridekből 500 g-ot, szójaolajból származó tokoferolokat tartalmazó elegyből 5,1 g-ot és dibutil-ón-oxidból 0,5 g-ot. A keletkezett elegyet kevertetés közben 2 órán 230 °C-on tartottuk. A melegítés közben 250 ml/min térfogatsebességgel nitrogént buborékoltattunk át az elegyen. Egy órás időközönként az elegyből mintákat vettünk, amelyekben meghatároztuk a tokoferolok mennyiségét. Az eredményeket a 9. táblázatban közöljük.

• · · * * *

-24• · ·

10. példa

Az 1. ábra 5 desztillálóberendezésének a helyén egy 173-187 Pa nyomáson működtetett, 0,42 m²-es egyfokozatú vékonyfilmes bepárlóberendezésbe folyamatosan tápláltunk be szójaolaj szagtalanításakor keletkezett desztillátumot. A bepárlóberendezés hőmérsékletét forróolajos fűtéssel 238 °C-on tartottuk. Az oszlopba táplált anyag tömegáramát változtattuk és a keletkezett desztillátumot, valamint fenékterméket az időközönkénti mintavételhez összegyűjtöttük. A desztillátum és a fenéktermék tömegáramát kiszámítottuk az adott idő alatt összegyűlt minták tömegéből és minden egyes minta egy részéből meghatároztuk a tokoferoltartalmat, valamint a zsírsavtartalmat. A 10. táblázatban látható adatokból kitűnik, hogy a tömegáram hogyan befolyásolja a zsírsavak eltávolítására, valamint a fenéktermékben lévő tokoferolokra számított hozamot.

11. példa

All. példában ismertetett vékonyfilmes bepárlóberendezés alkalmazásával vizsgáltuk, hogy a hőmérséklet milyen befolyást gyakorol a zsírsavak eltávolítására és a fenéktermékben lévő tokoferolokra számított hozamra.

A berendezésben a nyomás 293 Pa és 373 Pa között változott. Adott időtartamokon belül mintákat gyűjtöttünk a desztillátum és a fenéktermék tömegáramának a kiszámítása céljából, és minden egyes minta egy részét a tokoferoltartalom, valamint a zsírsavtartalom meghatározására használtuk fel. Az eredményeket all. táblázatban szerepeltetjük.

12. példa

A zsírsavak jelentős részének eltávolítása után kapott, tokoferolban gazdag fenékterméket folyamatosan betápláltuk egy 6,7-13,2 Pa nyomáson működtetett, 0,42 m²-es rövidutas bepárlóberendezésbe, amelyben a hőmérséklet 239 °C és 279 °C között változott. Adott időközönként a desztil• · · · · ·

-25 látumból és a fenéktermékből mintákat gyűjtöttünk. Az összegyűjtött minták alapján kiszámítottuk a desztillátum és a fenéktennék tömegáramát és minden egyes minta egy részét a tokoferoltartalom és a zsírsavtartalom meghatározására használtuk fel. A 12. táblázatból kitűnik, hogy a hőmérséklet hogyan befolyásolja a desztillátumban lévő tokoferolokra számított hozamot.

13. példa

Egy 25,4 mm átmérőjű üvegből készült desztillálóoszlopra felszereltünk vákuumszivattyút, refluxáló desztillációs feltétet, refluxaránymérő szabályozót, adagolótápszivattyút, fűtött tápvezetéket, fűtött adagolótartályt és gyűjtőedényeket a desztillátumba, valamint a fenéktermék számára. Az oszlopban volt egy 152 mm-es, strukturált töltetből álló rektifíkálózóna, egy 457 mm-es, strukturált töltetből álló sztrippelőzóna és egy 305 mm-es, 3,2 mm átmérőjű, gömb alakú üveggyöngyöket tartalmazó visszaforraló zóna. A visszaforraló sárgaréz futőblokkal volt felszerelve, a rektifikáló- és a sztrippelőzónát pedig futószalaggal borítottuk, majd szigeteltük.

A kanolaolaj szagtalanításakor keletkezett desztillátumból a 7. példa szerint előállított észterezett termék egy részét 300 ml/h térfogatsebességgel folyamatosan tápláltuk be, miközben a visszaforraló hőmérsékletét 240 °C-tól 300 °C-ig, a reflux arányt pedig 0,33-tól 2,00-ig változtattuk. Az oszlop tetején a nyomás értékét 93 Pa-on, az egész oszlopot befedő futószalagok hőmérsékletét pedig 220 °C-on tartottuk. A visszaforraló hőmérsékletének és a refluxaránynak minden egyes beállítása után hagytuk, hogy az oszlopban kialakuljon az egyensúly, majd a desztillátumból és a fenéktermékből mintát vettünk, amelyben meghatároztuk a zsírsavak és a tokoferolok mennyiségét. Az eredmények a 14. táblázatban láthatók.

14. példa

A napraforgóolaj szagtalanításakor keletkezett desztillátumból az 5.

• · ·

-26példa szerint előállított észterezett terméket 400 ml/h térfogatsebességgel folyamatosan tápláltuk be egy futőköpennyel, tápszivattyúval, nagyvákuum előállítására alkalmas szivattyúval, valamint a desztillátum és a fenéktermék összegyűjtésére alkalmas szedőedényekkel felszerelt, 152 mm-es, egyfokozatú, lehúzott filmes bepárlóberendezésbe, amelyben a nyomást 13 Pa-on, a hőmérsékletet pedig 240 °C-on tartottuk a desztillálás egész ideje alatt. Az összegyűjtött desztillátumban és fenéktermékben meghatároztuk a zsírsavak, a tokoferolok, a szterinek, a szterin-észterek és a gliceridek mennyiségét. A desztillátummal kinyertük a zsírsavak gyakorlatilag teljes mennyiségét - a betáplált zsírsavak 98,6 tömeg%-át -, valamint a tokoferolok 78 tömeg%-át.

15. példa [ASPEN számítógépprogramos kísérlet] tömeg%-ban zsírsavakat, 8,5 tömeg%-ban tokoferolokat, 9 tömeg%-ban szénhidrogéneket és 40 tömeg%-ban glicerideket, szterin-észtereket és más, magas forráspontú észtereket tartalmazó, szójaolaj szagtalanításakor keletkezett desztillátumból előállított észterezett terméket tápláltunk be folyamatosan az 1. ábrán vázlatosan ismertetett, három desztillálóberendezéssel üzemelő tisztítóberendezésbe. Az első egyfokozatú, nagyvákuum alá helyezett bepárlóberendezést 202 °C-on és 266 Pa nyomáson, a második egyfokozatú, nagyvákuum alá helyezett bepárlóberendezést 235 °C-on és 160 Pa nyomáson, a harmadik egyfokozatú, nagyvákuum alá helyezett bepárlóberendezést pedig 220 °C-on és 1,3 Pa nyomáson üzemeltettük. A második bepárlóberendezésből távozó desztillátumot recirkuláltattuk és betápláltuk az első bepárlóberendezésbe, hogy növeljük a tokoferol hozamot. Az ASPEN® számítógépprogrammal szimulált eredmények a 15. táblázatban láthatók. A tokoferol összhozama 91 %, a tokoferol koncentrációja 32 tömeg% volt.

• · · · · · ·

-27• · · · • · · · · ··

16. példa

A szójaolaj szagtalanításakor keletkezett desztillátumból a 8. példa szerinti észterezéssel előállított termék egy részét 300 ml/h térfogatsebességgel folyamatosan tápláltuk be a 13. példában ismertetett, többfokozatú, reflux alkalmazásával üzemeltetett oszlopba. Az oszlop fejnyomása 93 Pa, a visszaforraló hőmérséklete 285 °C, a refluxarány pedig 2,00 volt. A desztillátumot és a fenékterméket összegyűjtöttük és meghatároztuk a bennük lévő zsírsavak, tokoferolok, szterinek és szterin-észterek mennyiségét. Az első desztillációs lépés fenéktermékében lévő tokoferolokra számított hozam 99,3 % volt. Ezután a tokoferolokban gazdag fenékterméket 300 ml/h térfogatsebességgel folyamatosan tápláltuk be a 14. példában ismertetett lehúzott filmes bepárlóberendezésbe, amelyben a nyomás 6,7 Pa, a hőmérséklet pedig 235 °C volt. A második desztillációs művelet elvégzése során is összegyűjtöttük a desztillátumot és a fenékterméket, és meghatároztuk a bennük lévő zsírsavak, tokoferolok, szterinek és szterin-észterek mennyiségét. A második desztillációs művelet desztillátumában lévő tokoferolokra számított hozam 96,2 % volt. A két desztillációs lépésre számított tokoferol-összhozam 95,5 % volt. A 16. táblázatban további eredményeket közlünk.

17. példa

A szójabab szagtalanításakor keletkezett desztillátumból a 8. példa szerint előállított észter egy részét folyamatosan tápláltuk be 300 ml/h térfogatsebességgel a 14. példában ismertetett lehúzott filmes bepárlóberendezésbe, amelyet 6,7 Pa nyomáson és 235 °C hőmérsékleten üzemeltettünk. A desztillátumot és a fenékterméket összegyűjtöttük, majd meghatároztuk a bennük lévő zsírsavak, tokoferolok, szterinek és szterin-észterek mennyiségét. Az első desztillációs művelet desztillátumában lévő tokoferolra számított hozam 73,3 tömeg% volt. Ezután a tokoferolban gazdag desztillátumot • · · ···

-28folyamatosan tápláltuk be 300 ml/h térfogatsebességgel a 14. példában ismertetett, többfokozatú, refluxszal működtetett oszlopba, amelyben a fejnyomás 93 Pa, a visszaforraló hőmérséklete 285 °C, a reflux arány pedig 2,00 volt. A második desztillációs művelet során képződött desztillátumot és fenékterméket összegyűjtöttük, és meghatároztuk a bennük lévő zsírsavak, tokoferolok, szterinek és szterin-észterek mennyiségét. A második desztillációs művelet fenéktermékében lévő tokoferolra számított hozam 98,8 % volt. A két desztillációs műveletre számított tokoferol-összhozam 72,4 % volt. A 17. táblázatban további eredményeket közlünk.

18. példa

A kanolaolaj szagtalanításakor keletkezett desztillátumból a 7. példa szerint előállított észter egy részét folyamatosan tápláltuk be 335 ml/h térfogatsebességgel a 14. példában ismertetett lehúzott filmes bepárlóberendezésbe, amelyet 1,3 Pa nyomáson és 235 °C hőmérsékleten üzemeltettünk. A desztillátumot és a fenékterméket összegyűjtöttük, majd meghatároztuk a bennük lévő zsírsavak, tokoferolok, szterinek és szterin-észterek mennyiségét. Az első desztillációs lépés desztillátumában lévő tokoferolra számított hozam 84 % volt. Ezután a tokoferolban gazdag desztillátumot 346 ml/h térfogatsebességgel folyamatosan tápláltuk be a 14. táblázatban ismertetett, refluxszal működtetett oszlopba, amelyben a fejnyomás 333 Pa, a visszaforraló hőmérséklete 260 °C, a reflux arány pedig 0,33 volt. A második desztillációs lépésben keletkezett desztillátumot és fenékterméket összegyűjtöttük, majd meghatároztuk a benne lévő zsírsavak, tokoferolok, szterinek és szterin-észterek mennyiségét. A második desztillációs művelet során kapott fenéktermékben lévő tokoferolra számított hozam 84,6 % volt. A két desztillációs műveletre számított tokoferol-összhozam 71,0 % volt. A 17. táblázatban további eredményeket közlünk.

-2919. példa

Egy mechanikai keverővei, futőköpennyel, Dean-Stark csapdával, reflux hűtővel, nitrogénbevezető nyílással és hőforrással felszerelt, 1 1-es háromnyakú lombikba bemértünk 500 g mennyiségű, tokolokat (2 tömeg% tokotrienolt és 1 tömeg% tokoferolt), szterineket (1 tömeg%), szterin-észtereket (9 tömeg%), szabad zsírsavakat (35 tömeg%), valamint szénhidrogéneket és glicerideket tartalmazó rizskorpaolaj-desztillátumot. A kapott elegyet 7 órán át 200 °C-on kevertettük. A melegítés alatt 100 ml/min térfogatsebességgel nitrogént buborékoltattunk át az elegyen. Az elegyből mintákat vettünk és meghatároztuk a benne lévő tokolok, szterinek, szterin-észterek, zsírsavak, valamint gliceridek mennyiségét. A termékelegyet a 13. példában ismertetett módon desztilláltuk. A desztillátum főleg zsírsavakat és szkvalint tartalmazott. A desztillációs maradékot betápláltuk a 14. példában ismertetett, lehúzott filmes desztillálóberendezésbe. A desztillációval kapcsolatos eredményeket a 19. táblázatban közöljük.

-30«β ε

«Λ «

Ό

3)

Ν

V

Λ

3) ώί ί« ο

«I

5β >« ϋ

C3 ίβ

6J «

Ν w

Ί» ο

‘©

Ν (Λ ο

ο

Ο m

CM <υ

Ό

W5 (-1

MU £

*ο m

cd

Pl, •/Ί

Ο τη <d ο

>>

ÖJQ

Ο

Ο ι/Ί <υ &0 ό

CO •

>Μ

C

C ο

£ tS ό

£ <υ

X

Digliceridek (g)	39	28,5		«Λ		m rs
Monoglice- ridek (g)	5,5	T> Λ 1—I		v> © Λ		>0,5
Szabad zsírsavak (g)	184,6	142,0	OO^ CM	113,6	113,6	99,4
Szterin-észterek (g)	43,7	105,6	120,2	121,0	124,9	124,6
Szterinek (g)	42,6	10,4	5,0	CM r> CM	0,8	0,0
1 O _Λ£ ei <S ''-s 5 * H	38,7	38,3	36,5	33,8	31,0	25,2
o fi N	0,5
Idő (min)	o	30	09	90	120	© oo
Referencia- szám		CM	cn	'f	xi

·· ·» ·· • « · · * • ·· · ·*· · ♦ · · · · · ···· « ··

2. táblázat

Kanolaolai szagtalanításakor keletkezett desztillátum észterezése

o	cú	bű
0
©	»Tí	©
re	O	©
O1

<u bű «u co <U

MD te

S

Digliceridek \| (g)	31	•n rt 't		8,5		«η r, <Λ
Monogliceridek (g)	48,5			Cb		•Λ ΓΠ
Szabad zsírsavak (g)	241,4	170,4	156,2	156,2	142,0	142,0
Szterin-észterek (g)	26,5	109,0	126,2	139,5	142,0	144,5
Szterinek (g)	39,2	15,8	<n	oí	1,0
s a oo s *	35,5	cn m	31,7	30,3	28,7	25,2
Butil-ónsav (g)	0,25
Idd (min)	©	30	09	06	120	© oo
Referencia- szám		oo	O\	01	-	r4

-32·« ** ·« ·« • * · · · • ·*♦ ··« · • · ·· · · ·· » •»·· ·· ·· v ·· • ··

3. táblázat

Szójaolaj szagtalanításakor keletkezett desztillátum észterezése

u	Λ
0	pH	öű
©		©
fC	©	©
	i-H	in

<u tű

CO <U t/i l-l

K<U o

S 'é?

t:

»«

S

0)

X)

Trigliceridek (g)		107,5		cn T“H		260
Szabad zsírsavak (g)	00	151,2	137,2	128,8	123,2	00
Szterin-észterek (g)	43,7	105,4	119,4	122,0	125,8	121,3
Szterinek (g)	42,6	r- *0		0,0	•’T ő	cf
Tokoferolok (g)	38,7	36,9	34,4		28,6	22,3
Foszforsav (g)	r-H
Idd (min)	©	30	09	06	© (N y	© 00 r-H
Referencia- szám		«“H	iri	16.		00

« «« « «aV ·

Szójaolaj szagtalanításakor keletkezett desztillátum észterezése

υ	cd
0	Οι	bű
Ο	1/Ί	Ο
r-	Ο	Ο
		»η

(U bű (M •

δ’ g

ε

CZ5 ‘<3 ε

*o

V) ε

o >.

o

E

-4) ε

<u :3

Σϋ

Ii

Ο ,Ν €β

Trigliceri- dek(g)	67,5	79	95	© ©	©	«η	150
Digliceri- dek (g)	32,5	35	36	34,5	31,5	29	14,5
Monogliceridek (g)	r-''	5,5	m	</γ ΓΊ	c-f	©^ oí	0,0
Szabad zsírsavak (g)	oo oo	170,8	165,2	148,4	138,9	133,0	106,4
Szterin-észterek (g)	53,2	66,7	NO r-	99,5	113,0	115,5	138,1
Szterinek (g)	41,8	32,6	25,8	© r-*'	T— ci	8,8	νγ
1 © _ u bű	39,1	38,4	σγ r- m	37,5	37,7	m	35,9
Idő (min)	o	© Ό	o C4 r·^	240	360	480	1440
Referencia- szám	O\	20.	ΓΊ	22.	23.	24.	25.

«V

-34* * · « « «4« ·«» • · · C · ♦··♦ ·· ··

5. táblázat

Napraforgóolaj szagtalanításakor keletkezett desztillátum észterezése 'm' «

Έβ

X

H o

<S «

N W> T3 OS X Λ N V) &

<w £

ts

5Λ x-k.

^kV 60 _c ‘E <u Ή «5 át

4)

U 60 4» '-z -w N CC

o	cG		ok
0	P-.	6ű	S
©		©	L<	X“»\
	©	©	»2	OJD
CM	i—1	in	o
			át
			©

<u <<u

C/2

I<<u ε

*©

W o

>>

<u bO «o w

« Ή % g ε

Ή¹ ο

ts

K(U ε

<u

X :3

S

C .iá *é3 <-» r—4

ΓΊ

Ch

O\ x

O\

OO oC oo

OO' oo <n

Tt

ΓΌ rn m

rn m

m <n <o <o rí θ' ©

θ' oo to a ό ’S

I—I Q i

OS |^sSí os á 8

4>

aj 'sd (N tγί ©

O\ o

ΓΊ ©

ΓΊ

CA (N i

-35 ··· • · ··

6.táblázat

A hőmérséklet befolyása a szójaolaj szagtalanításakor keletkezett desztillátum észterezésére

N <U

CZ5 cd öű '<U >

c <u

0) '«U «-Ι

Ό *o ©

N :O i2 <υ &

o fi o

Ό fi o3

CL tű ©

Ό <ü :3 S -5 '03 s

o >5 ts

Ό s

<U x

'<D fi '03

N • fH

OJ >4

Trigliceridek (g)	69,0	135,0	110,0	80,5
Szabad zsírsavak (g)	196,0	112,0	109,2	151,2
Szterin-észterek (g)	47,5	140,9	119,8	102,1
Szterinek (g)	42,5	rí	©_ rf T“H
Tokoferolok (g)	39,2	36,2	36,9	39,7
Idó(h)	1 1 1	o		20
'« £ U '« 0 E K	1 1 1	170	© <n	C*4 cc F·^
Referencia- szám	Kiindulási anyag	32.	33.	34.

-36Kanolaolaj szagtalanításakor keletkezett desztillátumok észterezése cö c

to • · <cg

N

O 5

A szterinek mennyisége az észterezés után	0,97	0,91	00 θ'	0,42
A szterinek mennyisége az észterezés előtt	12,14	10,98	11,91	11,43
Tokoferolhozam (%)	r- o	92,8		91,3
A tokoferolok mennyisége az észterezés után		5,94	6,46	6,19
A tokoferolok mennyisége az észterezés előtt			7,08	6,78
A 210 °C-on való tartás időtartama (h)	2,0	2,0	2,0	2,0
«•0» <U E 3 U	210	210	210	210
Referen- ciaszám	Kanola 86	Kanola 92	Kanola 95	Kanola 98

-378. táblázat

Szójaolaj szagtalanításakor keletkezett desztillátumok észterezése cú a

KO

Ό

KO

N «

«5

A szterinek mennyisége az észterezés után	00 o	0,0
A szterinek mennyisége az észterezés előtt	o o	<3
Tokoferolhozam (%)	00 r-	67
A tokoferoíok mennyisége az észterezés után	8,66	7,43
A tokoferoíok mennyisége az észterezés előtt
A mintavételig eltelt idó(h)	un	un
Hőmér- séklet (°C)	o O\	210
Referen- ciaszám	Brazíliai szójaolaj	Brazíliai szójaolaj

-38ÖJO

9. táblázat

Tokoferolokat tartalmazó elegy és trigliceridek között kialakuló egyensúly

VJ x—✓ &

’öS

Ό

N eO e

S eO

CO

O

O o

O

CC

ÍN ce

Ι/Ί o

1) k<D >-i

K(U s

*o

W cn s

o

A tokoferolok mennyisége(g)	T— r\ >n	2,0	©
Idő(h)	©		C4
Referenciaszám	35.	36.

• · ·

-3910. táblázat

A betáplált anyag tömegsebességének a befolyása szójaolaj szagtalanításakor keletkezett

Tokoferolhozam a fenéktermékre megadva (%)	94	92	t-H o	68
Zsírsavhozam a desztillátumra megadva (%)	09	73	77	oo
A desztillátum és a betáplált anyag tömegaránya	0,29	0,35	0,38	o rn θ'
A desztillátum tömegárama (kg/h)	50,4	51,7	49,6	49,1
A betáplált anyag tömegárama (kg/h)	176	146	cm m	r- CM
A forró olaj hőmérséklete (°C)	238	238	238	238
A berendezés nyomása (Pa)	187	187	173	173
A kísérlet sorszáma	38.	39.	40.	41.

-4011.táblázat

A hőmérséklet befolyása szójaolaj szagtalanításakor keletkezett desztillátum egyfokozatú, vékonyfilmes desztillálására

T okoferolhozam a fenéktermékre megadva (%)	83	75
Zsírsavhozam a desztlllátumra megadva (%)	06	95
A desztillátum és a betáplált anyag tömegaránya	0,45	0,495
A desztillátum tömegárama (kg/h)	54,2	58,0
A betáplált anyag tömegárama (kg/h)	120	r- l ·Μ
A forró olaj hőmérséklete (°C)	249	264
A berendezés nyomása (Pa)	293	373
A kísérlet sorszáma	42.	43.

<98 <©

N «e

V

Ό

5Λ

-w

S

Ό ►

:© <a>

<4Í a

N <98

0·«

Jfi <98 h

V

N

M <«

Q

5Λ <8i

6Λ <98 .a <«

W5 u

<«

I

T okoferolhozam a fenéktermékre megadva (%)	95	86	66
A desztillátum és a betáplált anyag tö- megaránya	0,53	0,58	0,62
A desztillátum tömegárama (kg/h)	16,4	35,3
A betáplált anyag tömegárama (kg/h)	30,7	60,9	66,0
A forró olaj hőmérséklete (°C)	239	264	o r- 04
A berendezés nyomása (Pa)	Γ \d		13,2
A kísérlet sorszáma	44.	45.	46.

• ·

' Tokoferolhozam a fenéktermékre megadva (%)	92,4	91,2	87,3		99,6	99,5	99,1	99,6	99,6		99,6	99,4	99,6	ο ο ο
Zsírsavhozam a desztillátumra megadva (%)	93,9	96,3	97,1		92,6	94,0	95,8	100,0	100,0		95,0	96,5	97,7	99,4
A desztillátum és a betáplált anyag aránya	0,366	0,381	0,388		0,342	0,358	0,329	0,370	0,376		0,359	0,374	0,365	0,358
A betáplált anyag térfogatsebessége (ml/h)	300	300	300	300	300	300	300	300		300	300	300	300
Reflux- arány	0,33	σγ θ'	0,33	ι,ο	ι,ο	<ο	ι,ο	1,0		<ο γΤ	ο οΓ	ΓΊ	2,03
A visszaforraló hőmérséklete (°C)	240	255	270		240	255	270	285	300	255	270	285	300
Fej nyomás (Pa)	93	93	93			93	93	93	93	93	93	93	93
Refe- rencia- szám	47.	48.	49.	50.		52.	53.	54.	55.	56.	57.	58.

··· · ···· • ··· ··· · · ·· • · ·· ·· · · · ···· ·· · · .

14. táblázat

Az 5. példa szerint előállított észterezett napraforgóolaj rövidutas desztillációja

Trigliceridek (g)	00 θ'	122,6
’S 3 'X X ©fi « 5 ⁷³	4,52	1,28
Monogliceridek (g)	1,0	0,0
Szabad zsírsavak (g)	163,8	c-í
Szterin-észterek (g)	0,0	Ογ <r>
Szterinek (g)	0,0	0,0
1 2 ~ £ OJD X 3 X H	oo^	<N rT
Tömeg (g)	196,48	255,23
Referen- ciaszám	59.	09

ts o

s ©

ja tu ©

<8 >

>•3

ί.

U se

Λ

X

Ί«β

V)

N

H a·* se ©

©I

ÖJ

A >

Λ ts o

o x

1« £

©j ©

o

Z w

Cu

N

ζΛ

X se ©

se <©

A tokoferolok tömegsebessége (g/h)	65	4,5 305	244.5 60.5	©o Ι/Ί
A szabad zsírsavak tömegsebessége (g/h)	260	m oo •η o r-j	o	o o s© θ'
Tömegsebesség (g/h)	764	280 1760	1276 484	Γ4 oo o —i m
Anyagáram	Betáplált friss anyag	1. desztillátum 1. fenéktennék	2. desztillátum 2. fenéktennék	3. desztillátum 3. fenéktermék

I • · · ·

-43 16. táblázat

Szójaolaj szagtalanításakor keletkezett desztillátum észterezett

Λ te ^3

N ae

Ό te

V te •Φ

C —

•w u,

4)

Szabad zsírsavtartalom (tömeg%)	23,26		69,09	0,56		3,85	0,66
Szterin-észter-tartalom (tömeg%)	25,4		0,0	36,45		0,20	53,82
Szterintartalom (tömeg%)	<0,1		<0,1	a—M C5 V	0,64	θ' V
Tokoferoltartalom (tömeg%)	6,80	0,14	10,48	48,01	0,5
Tömeg (g)	1063,28		348,95	714,33		143,63	545,55
Anyagáram	betáplált anyag		desztillátum #1	fenéktennék #1		desztillátum #2	fenéktennék #2
Referencia- szám	r Eszterezett szójaolajdesz- tillátum		VO	ri		rh	64.

• ·

-4417. táblázat

Szójaolaj szagtalanításakor keletkezett desztillátum észterezett ee se ζΛ í3

N

5Λ ω

Ό w

V te

O ώί

Λ áí e

«4»

Szabad zsírsavtartalom (tömeg%)	23,26		53,37	0,0		69,52	0,0
Szterin-észter-tartalom (tömeg%)	25,04		0,0	43,95	0,0	0,0
Szterintartalom (tömeg%)	<0,1		<0,1	θ' V		<0,1	0,47
Tokoferoltartalom (tömeg%)	6,80	12,25	3,15			45,75
Tömeg (g)	628,74		260	368,74		192,9	64,4
Anyagáram	betáplált anyag		desztillátum #1	fenéktermék #1		desztillátum #2	fenéktermék #2
Referencia- szám	Észterezett szójaolaj desztillátum		vi	66.		00

18. táblázat

Észterezett kanolaolaj-desztillátum kétlépéses desztillációja

Szabad zsírsavtartalom (tömeg%)	32,8		62,15	0,0		79,4	5,3
Szterin-észter-tartalom (tömeg%)	1 I 1	0,003	65,9	0,0	0,6
Szterintartalom (tömeg%)	O\ ef	r- cf	CM cf	cf V	cf
Tokoferoltartalom (tömeg%)	icf	icy of	<o cí		8‘1	35,0
Tömeg (g)	m cf 00	409,3	367,78	307,6	86,24
Anyagáram	betáplált anyag	desztillátum #1	fenéktennék #1		desztillátum #2	fenéktennék #2
Referencia- szám	Észterezett kanolaolaj- desztillátum	69.	70.		r-	cm r~

·»

19.táblázat

Észterezett rizskorpaolai-desztiHátum kétlépéses desztillációia

Szabad zsírsavtartalom (tömeg%)		98,9	rf		5,6
Szterin-ész- ter-tartalom (tömeg%)	22,9	0,0	25,5	1,0	32,8
Szterintar- talom (tömeg%)	0,2	0,0	ΓΊ θ'	o	θ'
Tokotrienoltar- talom (tömeg%)	<o rf	0,0	oo θ'	c<y	0,0
Tokoferol- tartalom (tömeg%)	<o	0,0	C\ o	6,8	θ'
Tömeg (g)	464	68	374	55	305
Anyagáram	betáplált anyag	desztillátum #1¹	fenéktermék #1²	desztillátum #2³	fenéktermék #2⁴
Refe- rencia- szám	73.	74.	75.	76.	77.

•rt c

o o

rt i

•rt c

,4) rt c

o o

rt

G S
(Λ υ T3	c ,4) L_
4-»	*5
	4)
N	N
O	V

	4-»
Jí

	-X
c	c
o	4í
X>	x>
l/J	t/5
	Ό
tS)	N
Ό	e>
Ό	Ό
C	C
1>	<υ
Lm	Lm
Ü	4)
X)	X5

*Lm
•rt	rt
CL	CL
4>	«
X)	X)
í/i	Vi
4)	υ
£	£
s	£
4-*	4->
O	o
N	N
*3	-3
x:	X3
V	ö

c< «*1 ·τ

Claims

1. Eljárás tokoferolkoncentrátumok előállítására, azzal jellemezve, hogy az eljárás a következő lépésekből áll:

(a) tokoferolokat, zsírsavakat, szénhidrogéneket, zsírsavas sztearin-észtereket, szterineket, triterpenoid-alkoholokat, metil-szterineket, valamint mono-, di- és triglicerideket, továbbá adott esetben még 10-22 szénatomos zsírsavakat is tartalmazó növényolaj-finomítási melléktermék felmelegítése mintegy 6670-10⁵ Pa nyomáson, adott esetben savkatalizátor jelenlétében körülbelül 70-300 °C-ra, a felmelegítés közben képződött víz folyamatos eltávolítása mellett; és (b) az (a) lépésben keletkezett, szterin-észtereket, magas forráspontú zsírsav-észtereket, viaszokat és glicerideket tartalmazó elegy feldolgozása desztillációs műveletsorozattal a következők szerint:

(i) mintegy 200-320 °C-on és körülbelül 1,3-1330 Pa nyomáson egy vagy több, egymás után külön-külön végrehajtott desztillációs művelettel a reakcióba nem lépett zsírsavak gőzfázisként való eltávolítása és a tokoferolokat tartalmazó cseppfolyós fázis elvezetése; és (ii) a (b) (i) lépésben elvezetett cseppfolyós fázis feldolgozása mintegy 170-270 °C-on és körülbelül 0,65-266 Pa nyomáson egy vagy több, egymás után végrehajtott desztillációs művelettel, amelynek során a tokoferoíkoncentrátumot gőzfázisként kinyerjük, a szterin-észtereket, zsírsav-észtereket, glicerideket, viaszokat és más, magas forráspontú anyagokat tartalmazó cseppfolyós fázist pedig eltávolítjuk.

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy olyan növényolaj-finomítási mellékterméket alkalmazunk, amely a benne • «

-48lévő tokoferolok tömegére számítva körülbelül 0,5-10 %-ban tokotrienolokat is tartalmaz.

3. Az 1. vagy a 2. igénypont szerinti eljárást, azzal jellemezve, hogy az (a) lépésben körülbelül 150-230 °C hőmérsékletet és mintegy 13,33-26,66 kPa nyomást alkalmazunk, és az (a) lépésben alkalmazott növényolaj-finomítási mellékterméket 10-22 szénatomos zsírsavak hozzáadásával kiegészítve használjuk fel.

4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az (a) lépésben savkatalizátort alkalmazunk.

5. Eljárás tokoferolkoncentrátumok előállítására, azzal jellemezve, hogy az eljárás a következő lépésekből áll:

(a) tokoferolokat, zsírsavakat, szterineket, zsírsavak szterin-észtereit, mono-, di- és triglicerideket, valamint - adott esetben - adalékként alkalmazott 10-22 szénatomos zsírsavakat tartalmazó növényolaj-finomítási melléktermék felmelegítése mintegy 6670-10⁵ Pa nyomáson, adott esetben savkatalizátor jelenlétében körülbelül 70-300 °C-ra a felmelegítés közben képződött víz folyamatos eltávolítása mellett;

(b) az (a) lépésben keletkezett, szterin-észtereket, magas forráspontú zsírsav-észtereket, viaszokat és glicerideket tartalmazó elegy desztillálása körülbelül 170-270 °C-on és körülbelül 6,65-1333 Pa nyomáson a reakcióba nem lépett zsírsavak és más, alacsony forráspontú komponensek gőzfázisként való eltávolításával és a tokoferolokat tartalmazó cseppfolyós fázis elvezetésével;

(c) a (b) lépésben elvezetett cseppfolyós fázis desztillálása körülbelül 230-300 °C-on és körülbelül 1,3-665 Pa nyomáson a maradék zsírsavakat és a tokoferolok összemennyiségének mintegy 5-30 %-át tartalmazó gőzfázis eltávolításával és a tokoferolokban dús cseppfolyós fázis elvezetésével; és

-49··· »· » 9 · > » · » * · »í (d) a (c) lépésben elvezetett cseppfolyós fázis desztillálása körülbelül 170-270 °C hőmérsékleten és körülbelül 0,65-266 Pa nyomáson, és a tokoferolkoncentrátum összegyűjtése, valamint elkülönítése gőzfázis formájában.

6. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy olyan növényolaj-finomítási mellékterméket alkalmazunk, amely a benne lévő tokoferoíok tömegére számítva körülbelül 0,5-10 %-ban tokotrienolokat is tartalmaz.

7. Az 5. vagy a 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezv e, hogy az (a) lépésben körülbelül 200-240 °C hőmérsékletet és mintegy 66,7-533 Pa nyomást; a (b) lépésben körülbelül 240-280 °C hőmérsékletet és mintegy 13-266 Pa nyomást; a (c) lépésben körülbelül 200-240 °C hőmérsékletet és mintegy 1,3-6,7 Pa nyomást; a (d) lépésben pedig körülbelül 260-290 °C hőmérsékletet és mintegy 66,7-533 Pa nyomást alkalmazunk.

8. Az 5. vagy a 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezv e, hogy a (c) lépésben gőzfázisként elvezetett tokoferolokat visszavezetjük a (b) lépés szerinti elegybe.

9. Eljárás tokoferolkoncentrátumok előállítására, azzal jellemezve, hogy az eljárás a következő lépésekből áll:

(b) az (a) lépésben keletkezett, szterin-észtereket, magas forráspontú zsírsav-észtereket, viaszokat és glicerideket tartalmazó elegy desztillálása körülbelül 170-270 °C-on és körülbelül 0,67-266 Pa nyomáson, mi-50·· » · - • eew ·« • · · · közben gőzfázisként elvezetjük a tokoferolokat, a szabad zsírsavakat és az alacsony forráspontú anyagokat;

(c) a 0>) lépésben elvezetett cseppfolyós fázis desztillálása körülbelül

230-300 °C-on és körülbelül 1,3-665 Pa nyomáson a maradék zsírsavakat és a tokoferolok összemennyiségének mintegy 5-30 %-át tartalmazó gőzfázis eltávolításával és a tokoferolokban dús cseppfolyós fázis elvezetésével; és (d) a (c) lépésben elvezetett folyadékfázist ezután körülbelül 170-270 °C hőmérsékleten és mintegy 6,67-1333 Pa nyomáson desztilláljuk, miközben gőzfázisként eltávolítjuk a reakcióba nem lépett zsírsavakat és az alacsony forráspontú komponenseket, valamint cseppfolyós fázisként elvezetjük a tokoferolkoncentrátumot.

10. A 9. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy olyan növényolaj-finomítási mellékterméket alkalmazunk, amely a benne lévő tokoferolok tömegére számítva körülbelül 0,5-10 %-ban tokotrienolokat is tartalmaz.

11. A 9. vagy a 10. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemez ve, hogy az (a) lépésben körülbelül 200-240 °C hőmérsékletet és mintegy 66,7-533 Pa nyomást; a (b) lépésben körülbelül 260-290 °C hőmérsékletet és mintegy 66,7-533 Pa nyomást; a (c) lépésben körülbelül 200-240 °C hőmérsékletet és mintegy 1,3-6,7 Pa nyomást; a (d) lépésben pedig körülbelül 240-280 °C hőmérsékletet és mintegy 13-266 Pa nyomást alkalmazunk.

12. A 9. vagy a 10. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemez ve, hogy a (c) lépésben gőzfázisként elvezetett gőzfázist visszavezetjük a (b) lépés szerinti elegybe.

13. Eljárás tokoferolkoncentrátumok előállítására, azzal jellemezve, hogy az eljárás a következő lépésekből áll:

• · · · ··· · · ·· ···· ·· ·· · ··

-51 (a) tokoferolokat, zsírsavakat, szénhidrogéneket, zsírsavas sztearin-észtereket, szterineket, triterpenoid-alkoholokat, metil-szterineket, valamint mono-, di- és triglicerideket, továbbá adott esetben még 10-22 szénatomos zsírsavakat is tartalmazó növényolaj-finomítási melléktermék felmelegítése mintegy 6670-10⁵ Pa nyomáson, adott esetben savkatalizátor jelenlétében körülbelül 70-300 °C-ra, a felmelegítés közben képződött víz folyamatos eltávolítása mellett;

(b) az (a) lépésben keletkezett, szterin-észtereket, magas forráspontú zsírsav-észtereket, viaszokat és glicerideket tartalmazó elegy betáplálása az első desztillációs zónába, amely magában foglalja a mintegy 220-320 °C-on és körülbelül 13,3-1066 Pa nyomáson működtetett első desztillálóberendezést, amely egy többfokozatú, reflux alkalmazásával működtetett, legalább egy rektifikációs egyensúlyi fokozattal az említett rektifikálózónához a refluxot biztosító eszközökkel és - adott esetben - egy sztrippelőzónával rendelkező frakcionálóoszlopból és egy visszaforralóból áll, a desztillálóberendezésből a szabad zsírsavak jelentős részét, továbbá más, alacsony forráspontú vegyületeket tartalmazó gőzfázist és tokoferolban feldúsult elegyből álló cseppfolyós fázist vezetünk el;

(c) a (b) lépésben elvezetett cseppfolyós fázis betáplálása a második desztillációs zónába, amely egy vagy több különálló, sorbakapcsolt, körülbelül 200-320 °C hőmérsékleten és mintegy 1,3-133 Pa nyomáson üzemeltetett desztillációs berendezésként rövidutas bepárlóberendezést, lehúzott filmes bepárlóberendezést, centrifugális molekuláris bepárlóberendezést és/vagy esőfilmes bepárlóberendezést foglal magában, amely(ek)ből szterin-észtereket, zsírsav-észtereket, glicerideket, viaszokat és más, magas forráspontú anyagokat tartalmazó cseppfo-52lyós fázist távolítunk el, valamint tokoferolkoncentrátumból álló gőzfázist vezetünk el és különítünk el.

14. A 13. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy olyan növényolaj-fmomítási mellékterméket alkalmazunk, amely a benne lévő tokoferolok tömegére számítva körülbelül 0,5-10 %-ban tokotrienolokat is tartalmaz.

15. A 13. vagy a 14. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az (a) lépésben alkalmazott növényolaj-finomítási mellékterméket 10-22 szénatomos zsírsavakkal kiegészítve használjuk fel, és az (a) lépésben körülbelül 150-230 °C hőmérsékletet és mintegy 13,33-26,66 kPa nyomást; a φ) lépésben körülbelül 260-290 °C hőmérsékletet és mintegy 66,7-533 Pa nyomást, valamint 0,5-2,0 refluxarányt; és a (c) lépésben körülbelül 200-250 °C hőmérsékletet és mintegy 1,3-6,7 Pa nyomást alkalmazunk.

16. Eljárás tokoferolkoncentrátumok előállítására, azzal jellemezve, hogy az eljárás a következő lépésekből áll:

(b) az (a) lépésben keletkezett, szterin-észtereket, magas forráspontú zsírsav-észtereket, viaszokat és glicerideket tartalmazó elegy betáplálása az első desztillációs zónába, amely magában foglal egy vagy több különálló, sorbakapcsolt, körülbelül 200-320 °C-on és mintegy 1,3-1333 Pa nyomáson működtetett desztillálóberendezést, amely rövidutas be• · · · · · · • · ·· ··· · · ·· ···· ·· ·· · ··

-53 párlóberendezés, lehúzott filmes bepárlóberendezés, centrifugális molekuláris bepárlóberendezés vagy esőfilmes bepárlóberendezés lehet, a desztillálóberendezésből szterin-észtereket, zsírsav-észtereket, glicerideket, viaszokat és más magas forráspontú anyagokat tartalmazó cseppfolyós fázist, valamint tokoferolokat, szabad zsírsavakat és alacsony forráspontú komponenseket tartalmazó gőzfázist vezetünk el; és (c) a (b) lépésben elvezetett gőzfázis betáplálása a második desztillációs zónába, amely magában foglal egy olyan, körülbelül 220-320 °C-on és körülbelül 13,3-1066 Pa nyomáson működtetett első desztillálóberendezést, amely egy többfokozatú, reflux alkalmazásával működtetett, legalább egy rektifikációs egyensúlyi fokozattal az említett rektifikálózónához a refluxot biztosító eszközökkel és - adott esetben - egy sztrippelőzónával rendelkező ffakcionálóoszlopból és egy visszaforralóból áll, a desztillálóberendezésből a szabad zsírsavak jelentős részét, továbbá más, alacsony fonáspontú vegyületeket tartalmazó gőzfázist és tokoferolban feldúsult elegyből álló cseppfolyós fázist vezetünk el; és a tokoferolkoncentrátumból álló cseppfolyós fázist elvezetjük és elkülönítjük.

17. A 16. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy olyan növényolaj-finomítási mellékterméket alkalmazunk, amely a benne lévő tokoferolok tömegére számítva körülbelül 0,5-10 %-ban tokotrienolokat is tartalmaz.

18. Eljárás tokoferolkoncentrátumok előállítására, azzal jellemezve, hogy az eljárás a következő lépésekből áll:

(a) tokoferolokat, zsírsavakat, szénhidrogéneket, zsírsavas sztearin-észtereket, szterineket, triterpenoid-alkoholokat, metil-szterineket, valamint mono-, di- és triglicerideket, továbbá adott esetben még 10-22 szénatomos zsírsavakat is tartalmazó növényolaj-finomítási mellékter-54mék felmelegítése mintegy 6670-10⁵ Pa nyomáson, adott esetben savkatalizátor jelenlétében körülbelül 70-300 °C-ra, a felmelegítés közben képződött víz folyamatos eltávolítása mellett;

(b) az (a) lépésben keletkezett, szterin-észtereket, magas forráspontú zsírsav-észtereket, viaszokat és glicerideket tartalmazó elegy betáplálása az első desztillációs zónába, amely magában foglalja az első desztillálóberendezésként alkalmazott, körülbelül 170-270 °C-on és mintegy 6,65-1333 Pa nyomáson üzemeltetett rövidutas bepárlóberendezést, lehúzott filmes bepárlóberendezést, centrifugális molekuláris bepárlóberendezést vagy esőfilmes bepárlóberendezést, amelyből a reakcióba nem lépett szabad zsírsavak jelentős részét, továbbá más, alacsony forráspontú vegyületeket tartalmazó gőzfázist és tokoferolban feldúsult elegyből álló cseppfolyós fázist vezetünk el;

(c) a (b) lépésben elvezetett cseppfolyós fázis bevezetése a második desztillációs zónába, amely magában foglalja a második desztillálóberendezésként alkalmazott, körülbelül 240-280 °C-on és 1,3-266 Pa nyomáson üzemeltetett rövidutas bepárlóberendezést, lehúzott filmes bepárlóberendezést, centrifugális molekuláris bepárlóberendezést vagy esőfilmes berendezést, amelyből a zsírsavak maradékát és a tokoferolok összmennyiségének körülbelül az 5-30 %-át tartalmazó gőzfázist és tokoferolban feldúsult elegyből álló cseppfolyós fázist vezetünk el; és (d) a (c) lépésben elvezetett cseppfolyós fázis betáplálása a harmadik desztillációs zónába, amely magában foglalja a harmadik desztillálóberendezésként alkalmazott, körülbelül 170-270 °C-on és mintegy 0,65-266 Pa nyomáson üzemeltetett rövidutas bepárlóberendezést, lehúzott filmes bepárlóberendezést, centrifugális molekuláris bepárlóbe- 55 - rendezést vagy esőfilmes bepárlóberendezést, amelyből a tokoferolkoncentrátumot gőzfázisként elvezetjük és elkülönítjük.

19. A 18. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy olyan növényolaj-fmomítási mellékterméket alkalmazunk, amely a benne lévő tokoferolok tömegére számítva körülbelül 0,5-10 %-ban tokotrienolokat is tartalmaz.

20. Eljárás tokoferolkoncentrátumok előállítására, azzal jellemezve, hogy az eljárás a következő lépésekből áll:

(b) az (a) lépésben keletkezett, szterin-észtereket, magas forráspontú zsírsav-észtereket, viaszokat és glicerideket tartalmazó elegy betáplálása az első desztillációs zónába, amely magában foglalja az első desztillálóberendezésként alkalmazott, körülbelül 170-270 °C-on és 0,67-266 Pa nyomáson üzemeltetett rövidutas bepárlóberendezést, lehúzott filmes bepárlóberendezést, centrifugális molekuláris bepárlóberendezést vagy esőfilmes bepárlóberendezést, és a desztillálóberendezésből a tokoferolokat, reakcióba nem lépett szabad zsírsavakat és más alacsony forráspontú komponenseket tartalmazó gőzfázis elvezetése;

(c) a (b) lépésben elvezetett cseppfolyós fázis bevezetése a második desztillációs zónába, amely magában foglalja a második desztillálóberendezésként alkalmazott, körülbelül 170-270 °C-on és 6,7-133 Pa nyomáson üzemeltetett rövidutas bepárlóberendezést, lehúzott filmes be-56párlóberendezést, centrifugális molekuláris bepárlóberendezést vagy esőfilmes berendezést, majd a reaktorból a reakcióba nem lépett szabad zsírsavak jelentős mennyiségét, továbbá alacsony forráspontú komponenseket tartalmazó gőzfázis elvezetése, valamint a cseppfolyós fázisként megkapott tokoferolkoncentrátum elvezetése és elkülönítése; és (d) a (c) lépésben elvezetett cseppfolyós fázis betáplálása a harmadik desztillációs zónába, amely magában foglalja a harmadik desztillálóberendezésként alkalmazott, körülbelül 240-280 °C-on és 1,3-266 Pa nyomáson üzemeltetett rövidutas bepárlóberendezést, lehúzott filmes bepárlóberendezést, centrifügális molekuláris bepárlóberendezést vagy esőfilmes bepárlóberendezést, majd a desztillálóberendezésből a viszszamaradt zsírsavakat és a tokoferolok összmennyiségének körülbelül 5-30 tömeg%-át tartalmazó gőzfázis elvezetése, valamint a folyadékfázisként megkapott tokoferolkoncentrátum elvezetése és elkülönítése.

21. A 20. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy olyan növényolaj-finomítási mellékterméket alkalmazunk, amely a benne lévő tokoferolok tömegére számítva körülbelül 0,5-10 %-ban tokotrienolokat is tartalmaz.