JP2002535413A - ポリオール脂肪酸ポリエステルの合成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ポリオールのエステル交換によるポリオール脂肪酸ポリエステルの合成方法は、ポリオールを脂肪酸低級アルキルエステルの第１部分と反応させ、本質的にすべてのポリオールが１個以上の脂肪酸低級アルキルエステルと反応している第１段階反応生成物を与える工程を含む。その方法は次にその第１段階反応生成物をさらにエステル交換するために、多段式カラムを採用する。部分エステル化ポリオール、脂肪酸低級アルキルエステルの第２部分、および触媒をカラムに送って、混合物を生成し、そして部分エステル化ポリオールと脂肪酸低級アルキルエステルのさらなるエステル交換を生じさせ、副生物として低級アルキルアルコールが生成される。得られた反応物と生成物の液体混合物は、部分エステル化ポリオールの脂肪酸低級アルキルエステルとのさらなる反応のために、隣接する段間の第１方向に向けてカラムを通す。スパージング用不活性ガスは、第１方向に向かう隣接段間の液体混合物の流れに対して向流となる隣接する段間の第２方向にむけてカラム中に送り込む。不活性ガスは、カラム反応器が、０．４／時間以上のカラム比を有するようガスが誘発する乱流を生じさせるために、液体混合物中に送り込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （発明の分野） 本発明は、ポリオールのエステル交換によるポリオール脂肪酸ポリエステルの
合成方法およびメタノールの除去に不活性ガスを使用することに関する。より詳
細には、本発明は、物質移動を促進するためにカラム内流体の激しい撹拌を利用
する改良された不活性ガススパージング方法に関する。

【０００２】 （発明の背景） ポリオールのエステル交換によるポリオール脂肪酸ポリエステルの合成方法は
、当業界ではよく知られている。たとえば、Ｒｉｚｚｉ他の米国特許第３，９６
３，６９９号は、２つの主段階を含み、そのそれぞれをバッチ反応器で行う無溶
剤エステル交換法を開示している。第１段階では、ポリオール、脂肪酸低級アル
キルエステル、アルカリ金属脂肪酸セッケン、塩基性触媒の混合物を加熱して部
分エステル化ポリオールと未反応の出発原料との均一な融成物を生成する。第２
段階では、第１段階の反応生成物に過剰の脂肪酸低級アルキルエステルを加えて
ポリオール脂肪酸ポリエステルを製造する。Ｒｉｚｚｉ他は、さらに、反応副生
物として低級アルコールが生じ、反応を促進するためにはそのアルコール副生物
を除去するのが好ましいことを開示している。Ｒｉｚｚｉ他は、多くの除去技術
が当業界で知られていることを認めている。Ｒｉｚｚｉ他は、減圧除去が、不活
性ガスを用いても用いなくても両方とも、反応を促進することを見いだしたが、
大気圧下での単なる蒸留もまた十分であり得ることを指摘している。

【０００３】 Ｖｏｌｐｅｎｈｅｉｎの米国特許第４，５１７，３６０号および同第４，５１
８，７７２号は、より高級のポリオール脂肪酸ポリエステルを製造するさらに進
んだ無溶剤エステル交換法を開示している。米国特許第４，５１７，３６０号で
Ｖｏｌｐｅｎｈｅｉｎは、触媒として、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、または
炭酸バリウムを用い、脂肪酸の、メチルエステル、２−メトキシエチルエステル
、またはベンジルエステルを使用することを開示している。米国特許第４，５１
８，７７２号でＶｏｌｐｅｎｈｅｉｎは、２段階法の第１段階で、セッケン対ポ
リオールの約０．６：１から約１：１の好ましいモル比を使用することを開示し
ている。Ｖｏｌｐｅｎｈｅｉｎはまた、バッチ反応法を採用しており、エステル
交換反応を促進するには低級アルコール副生物を除去するのが有利なことを開示
している。

【０００４】 Ｂｕｔｅｒの米国特許第５，０４３，４３８号は、本質的に無溶剤の条件下で
ポリオールと脂肪酸低級アルキルエステルを反応させることによるポリオール脂
肪酸エステルの合成方法を開示している。Ｂｕｔｅｒは、その方法が、予備反応
器および撹拌無しのカラム主反応器を採用し、該予備反応器の中の反応混合物が
、入っていく反応物の流れと、ポリオール転化率を１％またはそれより多く有し
て出ていく生成物の流れとの物質収支が定常状態にあることを開示している。こ
れは実施例においては、向流ストリッピングガス、すなわち窒素を用いる３トレ
イのカラム反応器であった。

【０００５】 Ｓｃｈａｆｅｒｍｅｙｅｒ他に発行された米国特許第５，７６７，２５７号は
、大気圧または大気圧以上の圧力を用いるポリオール脂肪酸ポリエステルの製造
方法を開示しており、参照により本明細書に組み込む。米国特許第５，７６７，
２５７号は、不活性ガスを反応器中にスパージングし、不活性ガスと反応器液体
の間の十分な物質移動表面域接触によって、低級アルキルアルコール副生物を反
応物の液体混合物から移すことができることを教示している。

【０００６】 ポリオールポリエステルの製造方法に関するその他の米国特許としては、Ｗｉ
ｌｌｅｍｓｅに対する米国特許第５，２３１，１９９号、Ｂｅｒｎｈａｒｄｔに
対する米国特許第５，１５８，７９６号、Ｖｏｌｐｅｎｈｅｉｎに対する米国特
許第５，５１８，７７２号等がある。

【０００７】 １９９６年７月１９日に出願された「Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ Ｐｏｌｙｏ
ｌ Ｆａｔｔｙ Ａｃｉｄ Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒｓ Ｕｓｉｎｇ Ｃｏｌｕｍｎ
ｗｉｔｈ Ｉｎｅｒｔ Ｇａｓ Ｓｔｒｉｐｐｉｎｇ」という名称のＣｏｒｒ
ｉｇａｎ他に対する米国特許第５，９４５，５２９号は、スクロースポリエステ
ルの合成において不活性ガスストリッピングを使用することを論じており、参照
により本明細書に組み込む。

【０００８】 Ｒｏｂｅｒｔ Ｅ． Ｔｒｅｙｂａｌは「Ｍａｓｓ−Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｏｐ
ｅｒａｔｉｏｎｓ」第３版（１９８０年）の１３９頁〜１４２頁でスパージング
を行う容器について論じており、これは参照により本明細書の一部を構成するも
のとする。

【０００９】 ポリオールポリエステルの合成における低級アルキルアルコール（たとえばメ
タノール）の除去は、一般に、ポリオールの高度のエステル化を達成するために
望ましい。たとえば、スクロースヘプタエステルと脂肪酸メチルエステルからス
クロースオクタエステルを合成する平衡反応式によれば、多量のスクロースオク
タエステルを生成するためにはメタノールを除去することが必要である。

【００１０】 メタノール等の低級アルキルアルコールの除去に関連する問題は、反応が工業
的な実用性に適するように大規模に起こる時は厄介になる。減圧源を利用してメ
タノール抽出を助けることはできるが、工業規模のポリオールポリエステルの合
成においては減圧の必要をなくすことが望まれる。さらに、大規模のカラム反応
器における液体反応物の定常圧力がガスの気泡を圧縮する傾向がある。その結果
おこる気泡の表面積減少によって、液体混合物からストリッピングガス中へのメ
タノールの物質移動が減少することになる。

【００１１】 カラム反応器中の反応物滞留時間が長いほど、一般に、反応物および反応副生
物の液体混合物からのメタノールの移動が増加するものと期待される。しかしな
がら、工業規模の反応器中のより長い滞留時間は、コストの観点から望ましくな
い。

【００１２】 ポリオール脂肪酸ポリエステルは、様々な応用分野でますます利用されつつあ
る。特に、多数の食物製品における低カロリー脂肪としてのポリオール脂肪酸ポ
リエステルの用途が大きく増加している。したがって、人が消費するのに適する
ポリオール脂肪酸ポリエステルの需要は急速に増加している。その結果、ポリオ
ール脂肪酸ポリエステルのより効率的で経済的な合成方法は必要かつ望ましいも
のである。したがって、科学者および技術者は、ポリオールポリエステルの合成
における液体混合物から低級アルキルアルコールを除去するための改良された方
法を探求している。

【００１３】 （発明の概要） 今や、驚いたことに、不活性ガスを工業規模のポリオールポリエステル反応混
合物中で使用すれば、反応している相の物質移動を顕著に促進する乱流マイクロ
エディーの形成をもたらすことができることが見いだされた。とりわけ、ガス誘
発による乱流の形成が、液体反応混合物から不活性ガスへのメタノールの移動を
、大気圧および大気圧以上の反応圧下においてさえ、促進する効果があることが
見いだされた。そのうえ、そのメタノールの除去は、長い反応器滞留時間無しで
達成することができる。

【００１４】 本発明の一態様によれば、スクロースオクタエステル等のポリオール脂肪酸ポ
リエステルの合成方法は、ポリオールが脂肪酸低級アルキルエステルと反応して
、ポリオールポリエステル、脂肪酸低級アルキルエステル、および低級アルキル
アルコール副生物を含む液体混合物を生成する工程と、その間、その液体混合物
中に不活性ガスをスパージする工程とを含む。不活性ガスは、ガス誘発による液
体混合物中の不活性ガスの乱流をもたらすのに十分なバルクのガス速度で液体混
合物中に送り込み、その中で、ガス誘発による乱流が、低級アルキルアルコール
の液体混合物からの移動を促進する。ポリオールの脂肪酸低級アルキルエステル
との反応は、約０と約１５ｐｓｉｇ（約１０３ｋＰａ）の間の反応圧で起こり得
る。

【００１５】 その反応は、０．４／時間以上、好ましくは、０．５／時間以上、より好まし
くは０．６／時間以上のカラム比を有する多段式カラム反応器中で起こり得る。
そのカラム比とは、カラムを通るガスの流速をカラム中に存在する反応中の液体
の量で除したものと定義され、あるいは、次式で示される。

【００１６】

【数１】

【００１７】 カラム中の液体量は、一般に、カラム中の反応液体の物質流速度に反応液体のカ
ラム中の滞留時間を掛けた積として算出することができる。

【００１８】 一実施形態において、本発明は、ポリオール脂肪酸ポリエステル合成の２段階
法を提供する。その方法は、スクロース等のポリオールが脂肪酸低級アルキルエ
ステルの第１部分と反応して、ポリオールが約４０％以上エステル化している第
１段階の反応生成物を与える第１段階を含む。その方法の第２段階では、第１段
階の反応生成物と脂肪酸低級アルキルエステルの第２部分が多段式カラム反応器
中で反応して、ポリオールポリエステル、脂肪酸低級アルキルエステル、および
低級アルキルアルコール副生物を含む液体混合物を生成する。この液体混合物は
、カラム反応器中の第１の方向に向かって通過し、一方、窒素等の不活性ガスは
、その液体混合物の流れとは向流となる第２の方向に送り込まれる。その不活性
ガスの流速は、カラム中の液体混合物の量に比例して、約０．４／時間以上、お
よび好ましくは約０．５／時間より大きいカラム比を与えるように選択する。

【００１９】 好ましい実施形態においては、カラム反応生成物中のポリオールポリエステル
は、約９５％以上、および好ましくは約９７％以上がエステル化されたものであ
る。そのポリオールポリエステルは、約９５％より大きい転化度を有することが
でき、反応生成物中のポリオールポリエステルの約６０重量パーセント以上、よ
り好ましくは、約７０％以上、およびさらにより好ましくは、約７５％以上が完
全にエステル化したポリオールポリエステル（たとえば、ポリオールがスクロー
スの場合はスクロースオクタエステル）であることができる。カラム反応は、時
間あたり約１８００ポンド（約８１６ｋｇ）以上、好ましくは、時間あたり約１
０，０００ポンド（約４，５４６ｋｇ）以上の液体の流速で行うことができ、カ
ラム反応器中の液体混合物の滞留は、約３時間未満、およびより好ましくは約２
時間未満である。

【００２０】 （詳細な説明） 本発明に従う方法は、ポリオールの無溶剤エステル交換によるポリオール脂肪
酸ポリエステルの合成に関する。本明細書で用いる場合、「ポリオール」という
用語は、２個以上の遊離のヒドロキシル基を含有するいかなる脂肪族または芳香
族化合物を含むことを意図している。本明細書で開示する方法を実施するにあた
って適当なポリオールを選ぶのは、単なる選択の問題である。たとえば、適当な
ポリオールは、以下の種類、すなわち、飽和および不飽和の直鎖および枝分かれ
鎖の線状脂肪族、複素環式脂肪族を含む飽和及び不飽和の環状脂肪族、複素環式
芳香族類を含む単核または多核芳香族類から選ぶことができる。炭水化物および
非毒性のグリコール類は好ましいポリオールである。本発明に使用するのに適す
る単糖類としては、たとえば、マンノース、ガラクトース、アラビノース、キシ
ロース、リボース、アピオース、ラムノース、プシコース、フルクトース、ソル
ボース、タガトース、リブロース、キシルロース、およびエリトルロース等があ
る。本発明で使用するのに適するオリゴ糖類としては、たとえば、マルトース、
コージビオース、ニゲロース、セロビオース、ラクトース、メリビオース、ゲン
チオビオース、ツラノース、ルチノース、トレハロース、スクロース、およびラ
フィノース等がある。本発明で使用するのに適する多糖類としては、たとえば、
アミロース、グリコーゲン、セルロース、キチン、イヌリン、アガロース、ジラ
ン類（ｚｙｌａｎｓ）、マンナン、およびガラクタン類等がある。糖アルコール
類は厳密な意味で炭水化物ではないが、天然に発生する糖アルコール類は、炭水
化物と非常に密接に関係するのでそれらもまた本発明で使用するのに好ましい。
もっとも広範に自然界に分布しており、本発明で使用するのに適する糖アルコー
ル類は、ソルビトール、マンニトール、ガラクチトールである。

【００２１】 本発明で使用するのに適した特に好ましい原料の種類としては、単糖類、二糖
類、および糖アルコール類が含まれる。好ましい炭水化物類および糖アルコール
類としては、キシリトール、ソルビトール、およびスクロース等がある。糖エー
テル類およびポリエトキシグリセロール等のアルコキシド化したポリオール類も
また本発明で使用することができる。

【００２２】 本発明の方法で反応物として採用する脂肪酸低級アルキルエステルとしては、
約８個以上の炭素原子を含有する、好ましくは、８個から２２個の炭素原子を含
有する脂肪酸のメチルエステルまたはエチルエステルおよびそれらエステルの混
合物が挙げられる。適当なエステル類は、ジアゾアルカン類と脂肪酸の反応によ
って調製するか、または、油脂中に天然に発生する脂肪酸からアルコーリシスに
よって誘導することができる。本発明で使用するのに適する脂肪酸エステル類は
、飽和脂肪酸または不飽和脂肪酸のどちらから誘導してもよい。好ましい飽和脂
肪酸の適当なものとしては、たとえば、カプリン酸、ラウリン酸、パルミチン酸
、ステアリン酸、ベヘン酸、イソミリスチン酸、イソマルガリン酸、ミリスチン
酸、カプリル酸、およびアンチイソアラカジン酸等が挙げられる。好ましい不飽
和脂肪酸の適当なものとしては、たとえば、マレイン酸、リノール酸、リカン酸
、オレイン酸、リノレン酸、およびエリトロゲン酸等が挙げられる。大豆油、パ
ーム油、やし油、綿実油、および脂肪水素化なたね油等から誘導される脂肪酸混
合物は、本発明で使用するのに特に好ましい。メチルエステル類は、本明細書の
方法でそれらを使用するとポリオール脂肪酸ポリエステルの高い収率をもたらす
傾向があるので、本発明で使用するのに好ましい脂肪酸エステルである。

【００２３】 本発明の方法においては、好ましくは、触媒を使用する。その触媒は、ポリオ
ールのエステル交換用として当業界で知られている多数の塩基性触媒のいずれで
あってもよい。好ましくは、その触媒は、ナトリウム、リチウム、または、カリ
ウムを含むアルカリ金属類、カルシウムまたはアルミニウム等のその他の金属類
、これら金属２つ以上の合金、または、これら金属の化合物からなる群から選ぶ
。これら金属の化合物としては、これらの金属の炭酸塩、重炭酸塩、アルコキシ
ド、もしくは水酸化物、またはそれらの混合物を含むがそれらに限定はされない
。本発明の方法のさらに好ましい実施形態においては、塩基性触媒は、ナトリウ
ムもしくはカリウムの炭酸塩、重炭酸塩、アルコキシド、もしくは水素化物、ま
たはこれら化合物２つ以上の混合物を含む。好ましくは、触媒は、ポリオールの
脂肪酸低級アルキルエステルの第１部分との最初の反応と、多段式カラム中で行
われる、部分的にエステル化しているポリオールの第１段階反応生成物の脂肪酸
低級アルキルエステルの第２部分との引き続きの反応の両方において使用する。

【００２４】 ポリオールと脂肪酸低級アルキルエステルの第１部分との最初の反応は、たと
えば、Ｒｉｚｚｉ他の米国特許第３，９６３，６９９号およびＶｏｌｐｅｎｈｅ
ｉｎの米国特許第４，５１７，３６０号および同第４，５１８，７７２号中で教
示している方法の第１段階で採用しているような当業界で知られている方法に従
って行ってもよい。これらの米国特許はすべて、参照により本明細書の一部を構
成するものとする。ポリオールの脂肪酸低級アルキルエステルの第１部分との最
初のエステル交換反応で使用するポリオールおよび脂肪酸低級アルキルエステル
の反応物、使用する場合は、触媒および乳化剤の量は、当業界でＲｉｚｚｉ他や
Ｖｏｌｐｅｎｈｅｉｎその他が従来使用したものでよい。好ましい実施形態にお
いては、ポリオールと脂肪酸低級アルキルエステルの第１部分との最初の反応は
、ポリオール：脂肪酸低級アルキルエステルのモル比が約１：３から約１：７を
採用するが、約１：５のモル比が特に好ましい。ポリオール対触媒のモル比は、
好ましくは約１：０．０１から約１：０．５の範囲であるが、約１：０．１のモ
ル比が好ましい。

【００２５】 当業界でよく知られているように、ポリオールの脂肪酸低級アルキルエステル
の第１部分との最初の反応は、乳化剤の存在下で行ってもよい。乳化剤は、反応
物の性質が異種である結果としてポリオールと脂肪酸低級アルキルエステル反応
物が相容しないことを克服する助けとなる。適当な乳化剤としてはアルカリ金属
の脂肪酸セッケンがあり、約８個以上の炭素原子、好ましくは、約８個から約１
８個の炭素原子を有する飽和および不飽和脂肪酸のアルカリ金属塩を含む。した
がって、適当なアルカリ金属脂肪酸セッケンとしては、限定するものではないが
、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、リカン酸、パリナリ
ン酸、およびステアリン酸等の脂肪酸の、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム
塩、ルビジウム塩、およびセシウム塩が挙げられる。大豆油、ひまわり油、サフ
ラワー油、およびとうもろこし油から誘導される脂肪酸の混合物は、アルカリ金
属セッケン用として好ましい。代替として、またはアルカリ金属セッケンに追加
して、部分エステル化ポリオールを使用してポリオールを可溶化してもよく、そ
れによって、ポリオールを脂肪酸低級アルキルエステル反応物と共に液相に移動
できる。乳化剤は、好ましくは、ポリオール：乳化剤のモル比が約１：０．０１
から約１：１の範囲となるのに十分な量で使用する。

【００２６】 この反応は、本質的にすべてのポリオールが１個以上の脂肪酸低級アルキルエ
ステルと反応するまで、すなわち、本質的にすべてのポリオール分子がヒドロキ
シル基を１個以上エステル化するまで行う。好ましくは、この最初または第１段
階の反応の反応生成物は、未反応のポリオール、すなわち、ヒドロキシル基が全
くエステル化していないポリオールの含有量が、約２重量パーセント未満、より
好ましくは、未反応のポリオールが約１重量パーセント未満、最も好ましくは、
約０．５％未満である。この第１段階の反応生成物は、一般に、低度のエステル
生成物を含む。第１段階反応生成物中のポリオールの転化度、すなわち、エステ
ル基に転化したポリオールのヒドロキシル基の百分率は、好ましくは、約１５パ
ーセントから約６０パーセントの範囲であり、より好ましくは、約２５パーセン
ト以上、さらに好ましくは、約５０パーセントである。

【００２７】 最初のエステル交換反応による低級アルキルアルコール副生物は、反応の速度
を増加するために除去すべきである。反応はある限定度までは進行するが、この
状態のときにアルコール副生物が反応混合物中に残留している場合は、その反応
速度は低下する。好ましい実施形態においては、低級アルキルアルコール副生物
は、たとえば、最初の反応を減圧下で行うかまたは反応器中に不活性ガススパー
ジングまたはストリッピングを備えて除去する。

【００２８】 好ましくは、ポリオールと脂肪酸低級アルキルエステルの第１部分との最初の
反応は、生成物の反応物との逆混合がある程度起こるタイプの反応器中で行う。
部分エステル化ポリオール生成物がポリオール反応物と逆混合すると、ポリオー
ル反応物が可溶化され、脂肪酸低級アルキルエステルと反応できる液相に、ポリ
オールが早く移動するほど、反応のこの段階は完了に向けてより早く進行する。

【００２９】 望ましい逆混合を得るためには、最初のエステル交換は、Ｒｉｚｚｉ他および
その他が採用したようなバッチタイプの反応器中の半バッチ方式で行うことがで
きる。あるいは、最初のエステル交換は、直列に配置した１個または複数の連続
撹拌槽反応器中で行ってもよい。好ましくは、この最初の反応には１個または２
個の連続撹拌槽反応器を採用する。２個の連続撹拌槽反応器を採用するときは、
第１反応器から出てくる生成物は、未反応ポリオールを約５重量パーセント以下
含むことが好ましく、より好ましくは約２重量パーセント以下含む。

【００３０】 さらなる代替の実施形態においては、最初のエステル交換は、反応物と生成物
の逆混合がある程度起こる多段式カラム反応器中で行う。その多段式カラム反応
器は、本発明の方法の後続する段階で使用する多段式カラム反応器とは別のもの
もまたその一部を形成していてもよい。逆混合を与える多段式カラムをポリオー
ルの最初の反応に使用するときは、多段式カラムの約２段から約６段が、ポリオ
ールと脂肪酸低級アルキルエステルの第１部分との最初のエステル交換反応を行
うのに特に適している。当業者であれば、最初のエステル交換反応にカラム反応
器を採用する場合は、固体のポリオール反応物がカラムの運転を妨害するのを防
ぐために１つまたは複数の段階を踏まなければならないことを認識するであろう
。たとえば、固体のポリオール反応物は、そのポリオールをカラムに導入する前
に乳化および／または部分エステル化したポリオールで可溶化してもよい。ある
いは、ポリオールが導入されるカラムの第１段に、固体物質がカラムの次の段に
移るのを防ぐフィルターなどの措置をとることもできる。

【００３１】 本発明の一実施形態に従えば、第１段階反応生成物は、次に、脂肪酸低級アル
キルエステルの第２部分と共に、さらなるエステル交換に向けて多段式カラム反
応器に供給される。上で述べたように、ポリオールの脂肪酸低級アルキルエステ
ルとのエステル交換反応が、ポリオール脂肪酸ポリエステルの生成だけではなく
、低級アルキルアルコール副生物の生成ももたらすことは当業界ではよく知られ
ている。脂肪酸メチルエステルを反応物として採用するときは、低級アルキルア
ルコール副生物はメタノールを含む。メタノール等の低級アルキルアルコール副
生物の除去が、特にスクロースのようなポリオールの高級エステルを製造すると
きの反応後期の段階において、さらなるエステル交換反応を促進することもまた
当業界ではよく知られている。本発明の方法においては、エステル交換反応中の
低級アルキルアルコール除去の改良が達成される。

【００３２】 より具体的には、第１段階反応生成物からのポリオール脂肪酸ポリエステル生
成物の合成は、多段式カラム中で不活性ガスのスパージングによってもたらされ
る。カラムは、約０．４／時間以上、より好ましくは、約０．５／時間以上、さ
らにより好ましくは、０．６／時間以上のカラム比を与えるように運転する。

【００３３】 ポリオールの高い転化（たとえば、スクロースの場合、スクロースの約６０％
以上、より好ましくは約７５％以上が完全にエステル化してスクロースオクタエ
ステルとなっており、有効ヒドロキシル位置の約９５％がエステル化したことに
相当する）を達成するようにカラム反応器中で十分なガス誘発の撹拌を供給する
ためには、なくてはならない最小見かけガス速度が存在することがわかった。見
かけガス速度とは、スパージング不活性ガスのかさが、平均して、カラム反応器
中を通るスピードのことである。カラム中の高速のガスは、ガス速度が高いほど
カラム中のガスの滞留時間が短くなり、したがって、カラム中の液体混合物から
不活性ガスにメタノールが移動する時間が短くなり、不利であると考えられるが
、カラム中の早い見かけガス速度は十分なガス誘発撹拌を与え、その結果、減少
よりむしろ増大したスクロースオクタエステルへの転化が達成されることがわか
った。

【００３４】 カラム反応器の設計に関していえば、上で定義したカラム比によって、カラム
中の不活性ガスの流速に対するカラム中の液体量の比が規定される。与えられた
カラムの大きさに対して、カラム中の不活性ガスの速度は、カラム比が、約０．
４／時間以上、好ましくは、約０．５／時間以上、さらにより好ましくは、約０
．６／時間以上となるように選ぶ必要があることがわかった。したがって、本発
明は、反応器の規模と関係なく、相対的に高いポリオールのポリオールポリエス
テルへの転化（たとえば、スクロースがスクロースオクタエステルになる）を可
能にする。

【００３５】 図１に適当な多段式カラムの概略図を示す。図１で明らかなように、部分エス
テル化ポリオールを含む第１段階反応生成物および脂肪酸エステル反応物の第２
部分を、触媒と共に、略図の矢印１で示すカラムに送り込む。さらなるエステル
交換反応用の反応物は、個々にまたは分離してカラムに供給し、続いてそこで混
合するか、または、代わりに、その反応物は一緒にして１個または複数の共通の
入り口流から供給してもよい。エステル交換反応の残り用脂肪酸低級アルキルエ
ステルの全体量は、部分エステル化したポリオールの第１段階反応生成物および
触媒と共に、カラムの第１段に直接送り込むことができる。代わりに、脂肪酸低
級アルキルエステルの第３部分を、図１の矢印２で図示するカラムの両端の中間
にある１つまたは複数の段のところで、カラムに送り込んでもよく、それによっ
て、カラム両端の中間にある部分エステル化ポリオールとの反応用に追加のエス
テル反応物を供給できる。カラム中に加える脂肪酸アルキルエステルの第２部分
および追加部分は、最初の段階で使用した脂肪酸アルキルエステルの第１部分と
組み合わせて、エステル基対ポリオールのヒドロキシル基の合計モル比が１より
大となる量で供給する。ポリオールがスクロースを含み、脂肪酸アルキルエステ
ルがモノエステルのときは、エステル全体対スクロースのモル比は、好ましくは
、１０：１以上である。

【００３６】 同様に、触媒は、別にカラムに供給してもよいし、またはそれに代わって、部
分エステル化したポリオールおよび脂肪酸エステル反応物の１つまたは両方に、
それらをカラムに導入する前に、混ぜ合わせてもよい。

【００３７】 不活性ガスもまたカラムに送り込むが、反応物の入り口から離れた場所が好ま
しい。たとえば、図１の矢印３によって図示しているように、不活性ガスは、好
ましくは、反応物と触媒を供給するのとは反対側のカラムの端に送り込み、それ
によって、不活性ガスとカラム内の液体との間に向流を生じさせる。図１の矢印
４によってさらに図示しているように、部分エステル化ポリオールと脂肪酸低級
アルキルエステルとの反応に由来するアルコール副生物を含有する不活性ガスは
、図１の矢印５によって示される液体のポリオールポリエステル反応生成物の除
去とは別々にして、カラムから除去する。不活性ガスとカラム中の液体の間の並
行流を採用することもできるが、向流の方が、低級アルキルアルコール副生物除
去の効率を増大するので好ましい。

【００３８】 図解することだけを目的としており、図１に示すカラムは、６つのセグメント
または段を有している。実際は、段の数は、特定の反応物、触媒、反応条件、お
よびポリオールポリエステル生成物に所望される転化度等に応じて変化させるこ
とができる。実際には３から約１８のセグメントまたは段、好ましくは、約４〜
６段を有するカラムが、高度のポリオール脂肪酸ポリエステルの製造には適して
いる。

【００３９】 本発明の方法で採用する多段式カラムにおいて、それぞれのセグメントまたは
段は、セグメント板によって隣接する前の段から区切ることができ、各セグメン
ト板は、隣接する段間での第１の方向に液体が移動できる１個以上の通路、およ
び、隣接する段間の第２の方向にガスが移動できる１個以上の通路を備えること
ができ、その第２の方向は第１の方向に対して向流である。必須ではないが、そ
の通路は、隣接する段間での固体の移動を防ぐことが望ましい。本発明の方法に
おいて使用するのに適する多段式カラムの一実施形態を図２に概略の断面図で示
す。図２に関して、カラム１０の図解部分は、複数の段Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを有して
いることを示す。それぞれの段は、セグメント板１２によって相互に区切られて
いる。図２の実施形態において、各セグメント板には、目打ちまたは網目（ｓｉ
ｅｖｅ ｈｏｌｅ）１４が備えられており、それによって不活性ガスがそこを通
って上方に通過するのを可能にし、隣接する段間でのガスの移動に備えている。
カラムを移動する不活性ガスの圧力および／または流速によって、液体または固
体が網目１４を通って隣接する段間を移動するのが防止される。

【００４０】 図２に示す多段式カラムの隣接する段の間を液体が移動できる通路としては、
入口１７および出口１８のついた一連のオーバーフロー管／下降管１６を備えて
いる。より詳細には、ある段の液体が管１６のオーバーフロー部分の入り口１７
が位置する高さに到達すると、液体は、その管１６のオーバーフロー部分を通っ
てセグメント板を下に抜け隣接する段内の出口１８のある管１６の下降部分まで
流れる。オーバーフロー管１６には、たとえば、溶解しないポリオール等の固体
がそこを通過するのを防ぐために、入口１７のところにフィルタースクリーンま
たはそのようなものを取り付ける。図２に示すように、下降管の出口１８は、好
ましくは、段の下部域に配置し、それによって、液体が各段でオーバーフロー管
の入口まで上に向かって流れるときに各段内で起こる気−液の接触の時間を増加
する。またこれも図２に示すように、隣接する段のオーバーフロー管／下降管は
、相互に離して配置し、それによって、個々の段内の下降出口１８とオーバーフ
ロー入口１７の間隔を増大している。この配置は、カラム中の気−液接触を増大
するのに寄与している。そのオーバーフロー管／下降管は、カラムの内側または
外側に設置することができる。

【００４１】 察知できるように、網目１４の大きさ、網目１４の数、および網目１４のパタ
ーンは、隣接する段間での所望される不活性ガスの流れに応じて変化させること
ができる。同様に、管１６のオーバーフロー部分の高さ、管１６の下降部分の長
さ、およびオーバーフロー管／下降管１６の形と位置もまた、本発明の方法の範
囲内で変化させることができる。

【００４２】 図２に示すものに代わる実施形態において、各セグメント板は、制限的な穴を
備えている場合がある。カラムの運転は、液体を１方向に流し、ガスをその反対
の方向に流すのと同時に、ガスの１方向への流れと液体のその反対方向への流れ
を制限して行う。隣接する段間で液体が第１の方向に移動し、ガスが第２の方向
に移動することを可能にする付加的な通路が当業界で知られており、本発明の方
法で採用する多段式カラムに使用するのに適している。

【００４３】 本発明の方法の好ましい実施形態においては、第１段階反応生成物の部分エス
テル化ポリオール、脂肪酸低級アルキルエステルの第二部分、および触媒を、カ
ラムの１末端に送り込んで混合物をつくり、副生物として低級アルキルアルコー
ルの生成を伴って、部分エステル化ポリオールと低級アルキルエステルとのさら
なるエステル交換を生じさせる。得られた反応物と生成物の液体混合物は、次に
、隣接する段間の第１方向（図２の実施形態における下方向）に向けてカラムを
通過させると、それによって部分エステル化ポリオールの低級アルキルエステル
とのさらなる反応が起こる。スパージング用の窒素ガスは、隣接する段間の第２
方向（図２の実施形態における上方向）にむけてカラム中に送り込むと、各段内
の半径方向せん断撹拌を伴い、隣接段間の液体混合物の第１方向に向かう流れに
対する向流となる。ポリオール脂肪酸低級アルキルエステル反応に由来する低級
アルキルアルコール副生物は、液体混合物から不活性ガスに移動する。低級アル
キルアルコール副生物を除去すると、部分エステル化ポリオールの脂肪酸低級ア
ルキルエステルとのさらなる反応が促進される。

【００４４】 低級アルキルアルコールの液相から気相への移動に十分作用する適当な分圧を
有する不活性ガスはいずれも採用できる。適当な不活性ガスとしては、窒素、二
酸化炭素、超加熱して蒸気化したアルカン類、または希ガス類（Ｎｅ、Ｘｅ等）
等がある。本発明の方法で使用するのに特に好ましい不活性ガスとしては、窒素
および脂肪族炭化水素類、たとえば、ヘキサンが挙げられる。

【００４５】 気−液接触表面積を最大にし、次いで、液体の反応物−生成物混合物から不活
性ガスへの低級アルキルアルコール副生物の物質移動を最大にするため、不活性
ガスには、カラムの１個または複数の段、好ましくは、すべての段内で半径方向
のせん断力をひき起こすように、さらに、機械的撹拌を与えることができる。カ
ラム内のプラグ流と半径方向せん断撹拌の組み合わせは、液体混合物内の不活性
ガス気泡の大きさを減少し、ストリッピングガスとアルコール副生物を含有する
液体混合物の気−液接触の増加をもたらす。その結果として、不活性ガスに移動
するアルコール副生物の量が増加する。具体的にいうと、低級アルキルアルコー
ル副生物、すなわち、メタノールの分圧は、本発明の方法に従って減少し、それ
によって、アルコールの液体混合物から不活性ガスへの移動が促進される。好ま
しくは、多段式カラムの最終段におけるアルコール、すなわち、メタノールの分
圧は、約１０ｍｍＨｇ未満まで、より好ましくは、約５ｍｍＨｇ未満まで、最も
好ましくは、約２ｍｍＨｇ未満まで、入ってくる不活性ガスによって減少させる
。機械的撹拌は、一連の連続撹拌槽反応器または半径方向せん断撹拌のないカラ
ムを採用した方法と比較すると、反応を促進して所望する程度まで完了させるた
めに必要な窒素ガスの量を減少することを助けることができる。カラムに供給す
る不活性ガス対液体反応物の適当な重量比は、約４：１未満、好ましくは、約３
：１未満、より好ましくは、約２．５：１未満、最も好ましくは約２：１以下の
範囲である。

【００４６】 カラムは、カラムの各段に１個以上の撹拌機を備えているのが好ましい。より
好ましくは、カラムの各段には、液体混合物と不活性ガス間の接触表面積を増加
する半径方向のせん断力を与える１個以上の撹拌機を備える。カラム中の各セグ
メント内または段内の軸方向のせん断力を最小にすることもまた好ましい。カラ
ムの各セグメントまたは段の撹拌機は、したがって、不活性ガスを液体混合物に
分散して半径方向の混合を与えるのに役立つ。これによって、液体中の不活性ガ
ス気泡の平均サイズを、好ましくは、直径約５ｍｍ未満、より好ましくは、直径
約２ｍｍ以下に減少し、気−液接触表面積の量を増加し、これがひいては、低級
アルキルアルコールが液体混合物から不活性ガスへ物質移動する効率を増大する
。

【００４７】 撹拌手段としては、駆動軸に並行で、カラムに沿って軸方向に広がるインペラ
羽根の形をしたものが好ましい。図２に示す多段式カラムの実施形態において、
各セグメントまたは段は、複数のインペラまたは撹拌機羽根２２を備えておりそ
れらは中央軸２４のまわりに配置してある。この中央軸２４は、撹拌機羽根２２
を回転して半径方向のせん断力を増加し、その結果、液体反応物−生成物混合物
とスパージング用不活性ガスの間の接触表面積を増大する。この撹拌機羽根また
はインペラ羽根は湾曲したものまたは平坦なものである。図２の実施形態で示す
撹拌機羽根２２はエアレーション数を低くするために湾曲してある。好ましい実
施形態においては、撹拌機羽根は、撹拌方向、すなわち、回転方向に凹面形をし
ている。半径方向せん断撹拌は、好ましくは、約２．０未満、より好ましくは、
約１．０未満のエアレーション数をもたらす。ただし、エアレーション数（Ａｅ
）は、（不活性ガス容量流速）／（撹拌機速度）／（撹拌機直径）^３として算出
する。察知されるように、段あたりの羽根の数、羽根表面の寸法および方向、な
らびに各セグメント内の羽根の位置等は、段内の半径方向せん断力の増加および
カラムの各セグメント内または段内の液体混合物と不活性ガス間の接触表面積を
増加するように変更することができる。好ましくは、約４個から約２０個の撹拌
機羽根を各段に設置し、より好ましくは、約６個から約１２個の撹拌機羽根を各
段に設置する。

【００４８】 液体混合物中のガスの分散をさらに増加するため、多段式カラムの１個または
複数のセグメントまたは段に、隣接するセグメント板間に延びる１個または複数
のバッフルを取り付けることができる。好ましくは、多段式カラムの各セグメン
トまたは段は、それぞれの段を画定する隣接するセグメント板の間に伸びる複数
の垂直なバッフルを備えており、そのバッフルが、段内の液体混合物と不活性ガ
ス間の接触表面積の増加をもたらしている。たとえば、図２の実施形態において
は、一連の垂直バッフル２６が各段に設置されており、隣接するセグメント板の
間に伸びている。そのバッフル２６は、セグメント板の外周近くに配置されてい
る。垂直バッフルと羽根付き撹拌機の組み合わせは、液体混合物中の不活性ガス
の半径方向せん断力の増加をもたらし、低級アルキルアルコールの液体混合物か
ら不活性ガスへの移動を改良し、それによって、エステル交換反応を促進するの
に特に有利である。

【００４９】 本発明の方法に従う多段式カラム内の反応材料の滞留時間は、従来の方法と比
較して短縮されており、それによって、本発明の方法の効率が向上している。反
応材料の滞留時間は、特定の反応物と反応器のパラメーター及び条件に応じて変
化するが、特にポリオールがスクロースである本発明の方法の好ましい実施形態
においては、約３時間未満の滞留時間が可能であり、好ましくは、約２時間未満
である。

【００５０】 エステル交換反応に作用してそれを促進するためには、ポリオールの最初のエ
ステル交換と多段式カラム内でのさらなるエステル交換の両方において、反応を
、約１１０℃から１８０℃の範囲、より好ましくは、約１２０℃から約１５０℃
の範囲に昇温して行うことができるように、反応に熱を供給するのが好ましい。
１つの実施形態においては、この昇温は、それぞれの反応器の内容物をその場で
加熱して供給することができる。それの代わりに、または、それに加えて、１個
または複数のそれぞれの反応器への送り流を予熱し、それによって、ポリオール
、脂肪酸低級アルキルエステル、部分エステル化ポリオールおよび／または不活
性ガスを約１２０℃から約１５０℃の範囲の温度に予熱してもよい。加熱はまた
、液体を撹拌するときの摩擦エネルギーによってそれを加熱するのに十分な動力
を撹拌機の駆動に供給することにより達成することもできる。

【００５１】 ポリオールのエステル交換の従来法においては、その反応は、低級アルキルア
ルコール副生物の液体ポリオールポリエステル生成物からの除去を促進するため
に減圧条件下で行ってきた。上述したように、ポリオールの最初のエステル交換
は、同様に減圧下で行えばよい。さらに、本発明の方法による多段式カラム中で
行うさらなるエステル交換も、同様に減圧条件下で行うことはできるが、多段式
カラムおよび本発明の方法の工程を使用すれば、半径方向せん断撹拌を与えた不
活性ガススパージング流の使用によって、その多段式カラム中のさらなるエステ
ル交換反応を、大気圧または大気圧以上の圧力においても、アルコールを液体生
成物から除去する能力を維持しながら、ひき起こすことを可能にする。実際は、
多段式カラム中で減圧条件よりも大気圧または大気圧以上の圧力を採用すること
は、低級アルキルアルコール副生物を除去して後の不活性ガスの処理において不
活性ガスからそれを回収するのをより効率よく行うために、本発明の方法に用い
るのに好ましい。その結果、不活性ガスの再生処理及び再使用が容易となる。し
たがって、本発明の方法を実施するためには、カラム中の反応圧（カラム最上部
の圧力）は、好ましくは、約７６０ｍｍＨｇから約２５００ｍｍＨｇの範囲、よ
り好ましくは、約７６０ｍｍＨｇから約１１００ｍｍＨｇの範囲である。一実施
形態においては、カラム最上部の圧力は、約０ｐｓｉｇと約１５ｐｓｉｇ（約１
０３ｋＰａ）の間とすることができる。当業者であれば、カラムの底部の圧力は
、カラムの高さ、液面、およびそれに由来する圧力変化によって、それより高く
なることを理解するであろう。

【００５２】 撹拌を備えた多段式カラムを採用する本発明の方法によってもたらされるさら
なる利点は、高粘度の液体をその中で使用できることであって、その間引き続き
所望される気−液接触と低級アルキルアルコールの液体から不活性ガスへの移動
が得られる。これはスクロース脂肪酸ポリエステルの製造において特に重要な利
点である。

【００５３】 本発明の方法は、高い転化度のポリオール脂肪酸ポリエステルを製造するのに
特に有利である。たとえば、本発明の方法は、ポリオールのヒドロキシル基のエ
ステル基への転化が、８０％以上、より好ましくは、９０％より大であるが、多
くの場合９５％より大きくなるように作用するために使用することができる。ポ
リオールがスクロースである本発明の好ましい実施形態において、そのスクロー
スポリエステル生成物は、９５％より大きい転化度を有し、スクロースポリエス
テル生成物の６０重量パーセント以上、より好ましくは、スクロースポリエステ
ル生成物の７０重量パーセント以上、そしてさらにより好ましくは、スクロース
ポリエステル生成物の約７５重量パーセント以上がスクロースオクタエステルで
ある。任意で、所望した生成物中にあるカラムから取り除いた部分エステル化ポ
リオール生成物を完全にエステル化した生成物から分離して、カラムの第１段ま
たは中間の段に再循環させ、追加の脂肪酸低級アルキルエステル反応物とさらに
反応させてもよい。

【００５４】 本発明の方法のポリオール脂肪酸ポリエステル生成物は、最終製品とするため
に、従来の方法に従って、洗浄、乾燥、漂白、ろ過、分離、および／または、脱
臭等の処理工程を施し、および／または、その他の成分とブレンドしてもよい。

【００５５】 本発明の方法のさらなる実施形態においては、低級アルキルアルコール副生物
を含有する不活性ガスは、カラムから除去し、さらに、本質的に全部のその低級
アルキルアルコールを不活性ガスから取り除く処理をする。本質的に全部のその
低級アルキルアルコールを不活性ガスから取り除くには、不活性ガス中の低級ア
ルコールの分圧がこの工程の後に、約１０ｍｍＨｇ未満、好ましくは約５ｍｍＨ
ｇ未満、最も好ましくは約２ｍｍＨｇ未満まで減少することが必要である。本質
的に全部の低級アルキルアルコールをそこから取り除いた不活性ガスは、続いて
カラムに再循環させてもよい。その低級アルキルアルコールは、当業界で知られ
ている従来技術のいずれかを使用して不活性ガスから取り除けばよい。たとえば
、低級アルキルアルコールは、そのアルコールを含有する不活性ガスを冷却し、
冷却したものを、たとえば、カーボンブラック等の吸収剤物質中を通過させガス
からアルコールを吸収することによって、不活性ガスから取り除いてもよい。

【００５６】 以下に本発明の方法の様々な特徴を説明するために実施例を示す。実施例およ
び本明細書の残部において、部および百分率は、他に特定しない限り重量による
ものである。

【００５７】 （実施例） 以下の実施例は、様々な規模（カラム直径が３インチ（約７．６ｃｍ）、６イ
ンチ（約１５．２ｃｍ）、１２インチ（約３０．５ｃｍ）、４フィート（約１２
２ｃｍ）、９フィート（約２７４ｃｍ））における液体と不活性ガスの様々な流
速によるポリオールの転化反応を説明する。下記の表１に実施例を要約して示す
。

【００５８】 各実施例において、反応は２段階で行われる。第１段階は連続して配置してあ
る２つの連続撹拌槽反応器（ＣＳＴＲ）中で行う。第１段階において、加えたス
クロース１モルに対して、脂肪酸メチルエステル約９モル、炭酸カリウム触媒約
０．１モル、およびカリウムセッケン約０．１５モルを反応器に加える。その反
応は、反応混合物が約５０％エステル化されるまで１３５℃で３時間〜４時間、
減圧下で行う。

【００５９】 第１段階の終わりに、スクロース１モル当たり脂肪酸メチルエステルの追加の
２モルを反応混合物に加える。この時点で反応混合物を、上記の機械撹拌を有す
るカラム反応器に送り込む。

【００６０】 第２段階においては、第１段階からの材料を、多段式カラム反応器の最上部に
連続的にポンプ輸送する。その液体はカラムを通って下方に移動し、底部で出て
いく。

【００６１】 窒素ガスは、カラムの底部にポンプで送入され、液体中を上昇して最上部を抜
けて出ていく。液体中を上昇するとき、それは液体を激しく撹拌して微小規模で
接し、同時にメタノール副生物を除去する。カラムは、圧力約０〜１５ｐｓｉｇ
（約１０３ｋＰａ）、温度約１３５℃、および滞留時間１〜３時間で運転する。

【００６２】

【表１】

【００６３】 実施例１〜３は直径３インチ（約７．６ｃｍ）カラムを用いて、実施例４〜７
は６インチ（約１５．２ｃｍ）カラムを用いて、実施例８〜１２は１２インチ（
約３０．５ｃｍ）のカラムを用いて、実施例１３〜１４は４フィート（約１２２
ｃｍ）カラムを用いて、実施例１５は９フィート（約２７４ｃｍ）カラムを用い
て実施する。表１の実施例は、図３にグラフにより示してある。実施例１〜２お
よび実施例５〜１５は、カラム比が０．４／時間以上であり、一方実施例３と実
施例４はカラム比が０．４／時間未満であることを表している。

【００６４】 表１および図３から、カラム比が約０．４より大きいとき比較的高いレベルの
スクロースオクタエステルを達成できることがわかる。カラム比が約０．５より
大きいと、反応生成物中のスクロースポリエステルは、規模に関係なく、約６０
％より多くがオクタエステルである。したがって、カラム反応器を設計するとき
は、この比を有利に使用することができる。

【００６５】 さらに、表１と図３は、大方の予想に反して、カラム反応器中の液体滞留時間
の増加が、優れたオクタエステル含量を必ずしももたらさないことを示している
。たとえば、表１に掲げた３インチ（約７．６ｃｍ）カラムの３つの実施例は、
ガス流速対液体流速が１対１の比に対して、カラム生成物中のスクロースオクタ
エステルの百分率は、カラム比に伴って増加し、カラム中の液体滞留時間に伴っ
て減少することを表している。

【００６６】 本明細書で提供した具体的および好ましい実施形態は、本発明を説明するため
に示すものであって本発明の方法の範囲を限定しようとするものではない。本発
明の請求範囲内でさらなる実施形態および利点が存在することは、当分野の通常
の技術者には明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

本発明の方法およびその利点は、添付する図面を見ればより完全に明らかとな
ろう。

【図１】 本発明に従って使用するのに適した多段式カラムの一実施形態の概略図である
。

【図２】 本発明に従って使用するのに適した多段式カラムの一部の概略断面図である。

【図３】 Ｘ軸にオクタエステルであるエステル化したスクロースの百分率を、Ｙ軸にカ
ラム比を描いた本明細書中の表１のデータを表示したグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリオールのエステル交換によるポリオール脂肪酸ポリエス
   テルの合成方法であって、 カラム反応器中でポリオールを脂肪酸低級アルキルエステルと反応させて、ポ
   リオールポリエステル、脂肪酸低級アルキルエステル、および低級アルキルアル
   コール副生物を含む液体混合物を生成する工程と、 前記液体混合物中に、約０．４／時間以上のカラム比を与えるのに十分なバル
   クのガス速度で不活性ガスをスパージングする工程と、 を含むことを特徴とする合成方法。
2. 【請求項２】 ポリオールを脂肪酸低級アルキルエステルと反応させる前記
   工程が大気圧以上の反応圧で行なわれることを特徴とする請求項１に記載の合成
   方法。
3. 【請求項３】 反応圧が約０と約１５ｐｓｉｇ（約１０３ｋＰａ）の間であ
   ることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 【請求項４】 ポリオールを脂肪酸低級アルキルエステルと反応させる前記
   工程が連続反応プロセスであることを特徴とする請求項１に記載の合成方法。
5. 【請求項５】 ポリオールを反応させる前記工程により約９５％以上のポリ
   オールがエステル化を起こすことを特徴とする請求項２に記載の合成方法。
6. 【請求項６】 ポリオールを反応させる前記工程により約９７％以上のポリ
   オールがエステル化を起こすことを特徴とする請求項５に記載の合成方法。
7. 【請求項７】 カラム比が０．５／時間以上であることを特徴とする請求項
   １に記載の合成方法。
8. 【請求項８】 前記反応が毎時約１８００ポンド（約８１６ｋｇ）以上の液
   体混合物の流速を有することを特徴とする請求項７に記載の合成方法。
9. 【請求項９】 前記反応が毎時約１０，０００ポンド（約４，５４６ｋｇ）
   以上の液体混合物の流速を有することを特徴とする請求項８に記載の合成方法。
10. 【請求項１０】 カラム比が０．６／時間以上であることを特徴とする請求
    項９に記載の合成方法。
11. 【請求項１１】 ポリオールのエステル交換によるポリオール脂肪酸ポリエ
    ステルの合成方法であって、 ポリオールを脂肪酸低級アルキルエステルの第１部分と反応させて、前記ポリ
    オールが約４０％以上エステル化された第１段階の反応生成物を与える工程と、 多段式カラム反応器を準備する工程と、 第１段階反応生成物および脂肪酸低級アルキルエステルの第２部分をカラム反
    応器に供給し、第１段階反応生成物と脂肪酸低級アルキルエステルの反応を引き
    起こして、ポリオールポリエステル、脂肪酸低級アルキルエステル、および低級
    アルキルアルコール副生物を含む液体混合物を生成する工程と、 カラム反応器の隣接する段間の第１方向に向けて前記液体混合物を通す工程と
    、 液体混合物の第１方向の流れに対して向流となる隣接する段間の第２方向に、
    不活性ガスをカラム中に送る工程であり、約０．４／時間以上のカラム比を与え
    るように不活性ガスを、カラム中に送る工程と、 を含むことを特徴とする合成方法。
12. 【請求項１２】 約０．５／時間以上のカラム比を与えるように不活性ガス
    をカラム中に送る工程を含むことを特徴とする請求項１１に記載の合成方法。
13. 【請求項１３】 約０．６／時間以上のカラム比を与えるように不活性ガス
    をカラム中に送る工程を含むことを特徴とする請求項１２に記載の合成方法。
14. 【請求項１４】 カラム反応生成物中のポリオールが約９５％以上エステル
    化されることを特徴とする請求項１１に記載の合成方法。
15. 【請求項１５】 カラム反応が毎時約１８００ポンド（約８１６ｋｇ）以上
    の液体混合物の流速を有することを特徴とする請求項１１に記載の合成方法。
16. 【請求項１６】 カラム反応器中における液体混合物の滞留時間が約３．０
    時間未満であることを特徴とする請求項１５に記載の合成方法。
17. 【請求項１７】 前記反応が毎時約１０，０００ポンド（約４，５４６ｋｇ
    ）以上の液体混合物の流速を有することを特徴とする請求項１５に記載の合成方
    法。
18. 【請求項１８】 カラム反応器中における液体混合物の滞留時間が約２．０
    時間未満であることを特徴とする請求項１７に記載の合成方法。
19. 【請求項１９】 スクロースのエステル交換によるスクロースポリエステル
    の合成方法であって、 スクロースを脂肪酸低級アルキルエステルの第１部分と反応させて、第１段階
    反応生成物を与える工程と、 多段式カラムを準備する工程と、 第１段階反応生成物および脂肪酸低級アルキルエステルの第２部分をカラム反
    応器に供給し、第１段階反応生成物と脂肪酸低級アルキルエステルの反応を引き
    起こして、スクロースポリエステル、脂肪酸低級アルキルエステル、および低級
    アルキルアルコール副生物を含む液体混合物を生成する工程と、 カラム反応器の隣接する段間の第１方向に向けて液体混合物を通す工程であり
    、前記カラムに通す液体の流速が毎時約１０，０００ポンド（約４，５４６ｋｇ
    ）以上である工程と、 液体混合物の第１方向の流れに対して向流となる隣接する段間の第２方向に、
    不活性ガスをカラム中に送る工程であり、約０．６／時間より大きいカラム比を
    与えるように不活性ガスをカラム中に送る工程と、を含み、 カラム中の反応圧が大気圧以上であり、かつ、カラム反応生成物中のスクロー
    スポリエステルが約７０％以上のスクロースオクタエステルを含むことを特徴と
    する合成方法。