JP2648936B2 - Method for producing sucrose fatty acid ester - Google Patents

Method for producing sucrose fatty acid ester

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JP2648936B2 JP17341988A JP17341988A JP2648936B2 JP 2648936 B2 JP2648936 B2 JP 2648936B2 JP 17341988 A JP17341988 A JP 17341988A JP 17341988 A JP17341988 A JP 17341988A JP 2648936 B2 JP2648936 B2 JP 2648936B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION 【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本発明は、粉末状ショ糖脂肪酸エステルの工業的な精
製法に関する。 さらに詳しくは、本発明は、溶媒法ショ糖脂肪酸エス
テル生成反応混合物中のショ糖脂肪酸エステルを、工業
的に精製し、粉末化する技術に関するものである。
The present invention relates to a method for industrially refining powdered sucrose fatty acid esters. More specifically, the present invention relates to a technique for industrially purifying and pulverizing sucrose fatty acid esters in a reaction mixture for producing sucrose fatty acid esters by a solvent method.

【従来の技術】[Prior art]

(背景) 現在、界面活性剤として有用なショ糖脂肪酸エステル
(以後《SE》と略す)は、工業的に、ショ糖とC8〜C22
の高級脂肪酸メチルエステルとを有機溶媒(ジメチルホ
ルムアミドやジメチルスルホキシドなど)中で適当な触
媒下で反応させるか(溶媒法:特公昭35−13102)、又
は有機溶媒を用いずに、水を使ってショ糖を脂肪酸石鹸
と共に溶媒混合物とした後、触媒の存在下に高級脂肪酸
メチルエステルと反応させる(水媒法:特公昭51−1448
5号)ことにより得られている。 しかし、これら二種の合成法のいづれによっても、そ
の反応混合物中には、目的とするSEの他に、未反応の
糖、未反応の脂肪酸メチルエステル、残留触媒、石鹸、
遊離脂肪酸、揮発分等の夾雑物を含んでおり、これらの
夾雑物のうち含量が規定量を超す不純分は、製品と成る
以前に除去されなければならない。特に、上記夾雑物の
うち、前者の溶媒法に伴う残留触媒(揮発分)の除去
は、近来規制が厳しく、注)なって来ているだけに極め
て重要である。 注)米国FDAの規格によれば、SE中許容される残存ジメ
チルスルホキシドの量は2ppm以下である(Fed.Regist.,
51(214),40160−1)。 そこで従来から、粗SEからの残留反応溶媒の除去とい
う目的で多量の有機溶媒(例えばブタノール、トルエ
ン、メチルエチルケトン、酢酸メチル等;特公昭42−11
588、同48−10448等参照)が慣用されてきたが、かかる
溶媒の多用は、SEの工業的な生産に対し以下のような著
しい不利益をもたらす。 爆発、火災の危険性。 上のに備えた電気装置の防爆化。 上のに備えた製造装置の密閉化。 上のに備えた建物全体の耐火構造化。 上の、、による固定費の上昇。 溶媒の損耗による原価の上昇。 製品SE中に残留する残留溶媒による負効果。 従業員の健康上への悪影響、ひいてはその予防のた
めのシフト増加による口数の増大と固定費の上昇。 このような事情から、SE精製時における精製溶媒の使
用を不必要化する精製技術の開発は、当業界における切
実な要望であった。 (従来技術の問題点) そこで従来から有機溶媒を利用しない精製法が検討さ
れ、例えば代表的なものとして、 (1)酸性水溶液によるSEの沈殿方法(英国特許809,81
5(1959)) (2)一般の中性塩水溶液によるSEの沈澱法(特公昭42
−8850) などが知られている。 しかし方法(1)のように、例えば塩酸水溶液を反応
混合物中に加えると、成る程SEは直ちに沈澱するが、未
反応のショ糖は容易にグルコースと果糖とに分解、転化
し、たとえ低温(0〜5℃)で行っても分解を避けるこ
とができない。このため未反応糖の回収、再利用が困難
となる。 また、方法(2)のように、食塩や芒硝などの中性塩
の水溶液を反応混合物中に加えてもSEは直ちに沈澱す
る。この場合、未反応糖の分解は起こらないが、SE中の
有用な成分であるモノエステルが水相側に溶解してしま
うため、大きなロスを生じるのみでなく、特に近来需要
の多い高HLBのSEを得たいとき妨げとなる。 さらにより最近の特開昭51−29417によれば、水と
“精製溶媒”(反応溶媒と区別するために、特にそう呼
ぶ)の混合溶液が軽液層(上層)と重液層(下層)に分
相する性質が利用される。即ち、一般に重液層(下層)
には水が多く含まれているので、親水性の未反応糖、触
媒由来の塩などがこの重液層(下層)に溶解している。
一方軽液層(上層)は、精製溶媒が多く含まれているの
で、SE、脂肪酸、未反応脂肪酸メチルエステル等の極性
の小さいものは、この軽液層に溶解してくる。 ところが、ジメチルスルホキシドなど反応溶媒は、下
層の重液層にも溶解するが、都合の悪いことに上層の軽
液層にも溶解するので、この方法だけで反応溶媒を完全
分解するのは不可能である。従って、微量の反応溶媒を
除去するだけの目的で、非常に多量の精製溶媒が必要と
なる。 以上、反応溶媒の除去を中心に既往技術の問題点を瞥
見したが、水のみを溶媒とするSEの精製(水媒法精製)
に関連して是非とも考慮しなければならないのは、精製
された含水SEの乾燥に関する問題の克服である。 即ち、水を溶媒として使用する以上、精製された含水
SEは、通常、水分80%以上のものは水溶液状態に、また
水分80%未満のものはスラリー(泥漿)状をなしている
のが普通である。これらSEの含水物は、一般に40℃近辺
から急激に粘度が上昇し、50℃近辺で最高値となるが、
同温度を越えると急激に粘度が下がるという極めて特異
な粘性挙動を呈し(出願人会社刊《シュガーエステル物
語(1984)》108頁参照)、単に真空下で加熱して水分
を蒸発させることは、著しい発泡性のため、実質的に不
可能である。そして、もし加熱時の温度が高く、かつ加
熱体との接触時間が長い場合には、SEが分解を起こし、
強度の着色及びカラメル化を引き起すのみでなく、分解
により遊離した脂肪酸により酸価も上昇してくる(特公
昭37−9966参照)。 特に水分蒸発の終期には、SEの持つ軟化点又は融点の
低さという特性(例えば、ショ糖モノステアレートの軟
化点は52℃近辺、ショ糖ジステアレートの融点は110℃
付近)のため、SE自体が残存している水を抱水する傾向
を持ち、このことが脱水を著しく困難とする。加えて、
溶媒と比較して水の蒸発潜熱が異常に高い(500kcal/kg
・H2O以上)こと及び蒸発温度の高いこと等も乾燥を困
難ならしめる一因となっている。 それ故、例えば別形式の乾燥法として、スラリーを加
熱して連続的に真空室へ供給、放出させる所謂フラッシ
ュ式の乾燥機を用いた場合においても、水の持つ大きな
潜熱のため、十分な脱水、乾燥には種々の困難がつき纏
い、たとえこれらの困難を克服できたとしても、真空下
で脱水、乾燥された後のSEは、溶融状態にあるため、そ
れを乾燥機より取出してから融点以下まで冷風等を吹き
つけて冷却し、固化させ、最後に粉砕機で粉砕するとい
う多くの工程を必要とし、しかも最終の粉砕工程では粉
塵爆発の懸念が附随する。従って、以上のような乾燥に
伴う諸問題点を解決することも、本水媒法精製を実現す
るための重要なステップとなる。
(Background) At present, sucrose fatty acid esters (hereinafter abbreviated as “SE”) useful as surfactants are commercially available from sucrose and C 8 to C 22.
With a higher fatty acid methyl ester in an organic solvent (dimethylformamide, dimethylsulfoxide, etc.) under an appropriate catalyst (solvent method: Japanese Patent Publication No. 35-13102), or by using water without using an organic solvent. After sucrose is made into a solvent mixture with a fatty acid soap, it is reacted with a higher fatty acid methyl ester in the presence of a catalyst (aqueous medium method: Japanese Patent Publication No. 51-1448).
No. 5). However, in any of these two synthetic methods, in addition to the target SE, unreacted sugar, unreacted fatty acid methyl ester, residual catalyst, soap,
It contains impurities such as free fatty acids and volatiles, and of these impurities, impurities whose content exceeds a specified amount must be removed before the product is formed. In particular, among the contaminants, the removal of the residual catalyst with the former solvent method (volatiles), the recently highly regulated, it is only crucial have become Note). Note: According to the US FDA standard, the amount of residual dimethyl sulfoxide allowed in SE is 2 ppm or less (Fed.Regist.,
51 (214), 40160-1). Therefore, conventionally, a large amount of an organic solvent (for example, butanol, toluene, methyl ethyl ketone, methyl acetate, etc .; for the purpose of removing the residual reaction solvent from the crude SE;
588, 48-10448, etc.), but the heavy use of such solvents has the following significant disadvantages to the industrial production of SE. Explosion, fire hazard. Explosion-proof electrical equipment provided above. Sealing of the production equipment provided above. The fire-resistant structure of the whole building prepared above. Above, due to rising fixed costs. Cost increase due to solvent wear. Negative effect due to residual solvent remaining in product SE. Adverse effects on the health of employees, resulting in an increase in the number of employees and an increase in fixed costs due to an increase in shifts to prevent them. Under such circumstances, development of a purification technique that makes the use of a purification solvent unnecessary in SE purification has been a pressing need in the art. (Problems of the prior art) Therefore, a purification method that does not use an organic solvent has been conventionally studied. For example, a typical method is as follows: (1) SE precipitation method using an acidic aqueous solution (UK Patent 809,81)
5 (1959)) (2) Precipitation method of SE with general neutral salt aqueous solution
−8850). However, as in method (1), for example, when an aqueous solution of hydrochloric acid is added to the reaction mixture, SE is immediately precipitated, but unreacted sucrose is easily decomposed and converted into glucose and fructose. (0-5 ° C.), decomposition cannot be avoided. This makes it difficult to recover and reuse unreacted sugar. Also, as in method (2), SE is immediately precipitated even when an aqueous solution of a neutral salt such as salt or sodium sulfate is added to the reaction mixture. In this case, the decomposition of unreacted sugar does not occur, but the monoester, which is a useful component in SE, is dissolved in the aqueous phase side, causing not only a large loss but also high HLB It is an obstacle when you want to get SE. According to a more recent Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 51-29417, a mixed solution of water and a "purified solvent" (which is particularly called to distinguish it from the reaction solvent) is composed of a light liquid layer (upper layer) and a heavy liquid layer (lower layer). The property of phase separation is used. That is, generally a heavy liquid layer (lower layer)
Contains a large amount of water, and hydrophilic unreacted sugar, catalyst-derived salts, and the like are dissolved in the heavy liquid layer (lower layer).
On the other hand, since the light liquid layer (upper layer) contains a large amount of purified solvent, small polar substances such as SE, fatty acids and unreacted fatty acid methyl esters are dissolved in this light liquid layer. However, reaction solvents such as dimethyl sulfoxide also dissolve in the lower heavy liquid layer, but unfortunately also dissolve in the upper light liquid layer, so it is not possible to completely decompose the reaction solvent by this method alone. It is. Therefore, a very large amount of a purified solvent is required only for removing a trace amount of the reaction solvent. As mentioned above, we have seen the problems of the existing technologies focusing on the removal of the reaction solvent. Purification of SE using only water as a solvent (water-based method purification)
An important consideration in connection with is the overcoming of the drying problems of purified hydrous SE. That is, since water is used as a solvent,
The SE is usually in the form of an aqueous solution when the water content is 80% or more, and in the form of slurry (slurry) when the water content is less than 80%. In general, these SE hydrates sharply increase in viscosity from around 40 ° C. and have the highest value around 50 ° C.
Exceeding the same temperature, it exhibits a very peculiar viscous behavior in which the viscosity drops sharply (see “Sugar Ester Story (1984)” published by the applicant company, p. 108). It is virtually impossible due to the remarkable foamability. And if the temperature at the time of heating is high and the contact time with the heating body is long, SE will decompose,
Not only causes strong coloring and caramelization, but also the acid value increases due to fatty acids released by decomposition (see Japanese Patent Publication No. 37-9966). In particular, at the end of moisture evaporation, SE has a low softening point or low melting point (for example, the softening point of sucrose monostearate is around 52 ° C, and the melting point of sucrose distearate is 110 ° C)
(Nearby), the SE itself tends to hydrate the remaining water, which makes dehydration extremely difficult. in addition,
The latent heat of vaporization of water is unusually high compared to solvents (500 kcal / kg
・ H 2 O or more) and high evaporation temperature also contribute to the difficulty of drying. Therefore, for example, as another type of drying method, even when a so-called flash type dryer in which the slurry is heated and continuously supplied to and released from the vacuum chamber is used, sufficient dehydration due to the large latent heat of water is required. Although various difficulties are involved in drying, even if these difficulties can be overcome, the SE after being dehydrated and dried under vacuum is in a molten state. A number of steps are required to cool, solidify, and finally pulverize with a pulverizer by blowing cold air or the like down to the following, and there is a concern of dust explosion in the final pulverization step. Therefore, solving the above-mentioned problems associated with drying is also an important step for realizing the purification by the aqueous medium method.

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the invention]

以上の実情に鑑み、本発明は、溶媒法で合成された粗
SEから、精製用溶媒を使用しないで、かつ実質的SEの損
失なしに、残留溶媒その他の不純物を除去し、かつ品質
の低下なしに乾燥、粉末化するための工業的な技術を開
発することによって、溶媒の使用に起因する全ての問題
を解決するのを目的とする。 (発明の経緯) そこで本発明者は、先ず、(イ)水相側に溶解するSE
量を最小限に押えること、(ロ)未反応糖の分解を避け
ること、及び(ハ)残留する反応溶媒を水相側へ溶解さ
せることにより、SEから分離することの三点の解決を目
標として多くの塩析実験を行った結果、中性塩を反応混
合物の水溶液中に溶解させたとき、適当なpH、温度、中
性塩の濃度及び水量の組合せの下では、多くの割合でSE
が沈澱するのみならず、意外なことに、水相には未反応
の糖以外に反応溶媒が溶解するに至るという、都合の良
い現象を見出した。従ってこの現象を利用して、SEの損
失を最小限に防止しながら、残留する揮発分(残留する
反応溶媒)を略々水相中に移行させることができるこ
と、かつ、沈澱したSEに随伴している中性塩は、該沈澱
を適当なpHの酸性水で洗浄することにより実質的に除去
されてSEを精製できること、及び更にこの沈殿を噴霧乾
燥することによって、品質の低下なしに水分5%以下に
まで脱水、粉末化しうることが明らかとなった。 (概要) 本発明は、上記発見に基づくもので、目的物のショ糖
脂肪酸エステルの他、未反応の糖、未反応の脂肪酸メチ
ルエステル、触媒、石鹸、揮発分、及び脂肪酸を含む反
応混合物を中性領域のpHに調整し、水及び水性塩を加え
ることにより生じる沈澱物を酸性の水で洗浄した後、該
沈澱物を中和後、噴霧乾燥することを特徴とするショ糖
脂肪酸エステルの製造方法を要旨とするものである。 以下、発明に関連する重要な事項につき分説する。 (溶媒法によるSEの合成) 溶媒法によるSEの合成においては、通常、ショ糖と脂
肪酸メチルエステルとの混合物を、これらの合計量に対
し数倍量の反応溶媒、例えばジメチルスルホキシドに添
加、溶解させ、炭酸カリウム(K2CO3)等のアルカリ性
触媒の存在下、真空20〜30Torr近辺で数時間80〜90℃に
保持することにより、容易に90%以上の反応率(脂肪酸
メチルエステル基準)にてSE反応混合物が精製する。 次に、SE反応混合物中のアルカリ性触媒の活性を消失
させるため、乳酸、酢酸等の有機酸又は塩酸、硫酸等の
鉱酸を当量だけSE反応混合物に添加する。この中和によ
り、触媒は、乳酸カリウム等の対応する塩に変化する。 最後に、反応溶媒、例えばジメチルスルホキシドを真
空下に留去すると、大略、下記組成範囲の混合物(中和
及び蒸留後の反応混合物)となる。 ショ糖脂肪酸エステル =15.0 〜92% 未反応糖 = 1.0 〜80% 未反応脂肪酸メチルエステル = 0.5〜10% 触媒由来の中性塩 = 0.05〜 7% 石鹸 = 1.0 〜10% 脂肪酸 = 0.5 〜10% 揮発分(残留反応触媒) = 5.0 〜30% このとき、SEのエステル分布は、モノエステル10〜75
%(ジエステル以上が90〜25%)である。そして、脂肪
酸メチルエステル、石鹸及び脂肪酸の夫々に主として含
まれる脂肪酸根は、飽和であって、共通のC16〜C22の炭
素数を持つ。 (加水) 次に、上の反応嵌合物に対して水を、 水:反応混合物=5:1〜40:1(重量比) …(1) 式の割合になるように、更に望ましくは、 水:反応混合物=20:1(重量比) …(2) 式の割合に加えると共に、pHを6.2〜8.2、望ましくはpH
7.5とする。 この場合、水の添加割合が上の範囲から外れ、例え
ば、水と反応混合物との量比が5未満となった場合は、
得られた水溶液の粘度が大となり、実質的に以後の操作
が困難となる。また、逆に、水と反応混合物との量比が
40超過となる程に過剰の水を加えた場合は、粘度が小と
なって以後の操作が容易となり、かつ、目的とする反応
溶媒の除去も好適に行われるが、反面、未反応糖等の回
収に際して水分の除去に多大のエネルギーコストを必要
とすることになって、経済性が失われることになる。 さらに、目的とするSEの分解を避けるため、水溶液は
pH6.2〜8.2の間に調整されるのが好ましい。pH8.2以上
の水素イオン濃度下では、アルカリによる定量的なSEの
分解が起こる心配があり、またpH6.2以下の弱酸性域で
も、例えば90℃以上の高温にさらされると、酸分解の恐
れがある。 (塩析) 以上の如くpH調整されたSE反応混合物の水溶液を、な
るべく50〜80℃に保って、更に中性塩を加える。 本発明者らは、多数の実験の結果より、中性塩を加え
て得たSEの沈澱を含む水溶液を、50〜80℃まで加熱、昇
温させると、水相側へ溶出するSEの量を最小限に押える
ことができ、たとえ本反応混合物中に含まれる揮発分
(残留する反応溶媒)の組成が3.0〜30.0%と大幅に変
動しても、殆どのSEが沈澱することを発見した。このよ
うな中性塩の添加のみでSEが沈澱し、揮発分が水相側へ
移行するという現象は特異な現象であると共に、水を使
用して、SEの損失を最小限度内に押えながら反応混合物
中の揮発分を除くという発明目的上、重要な意義を有す
るものである。 今、水相側に溶解しているSEの重量=Y[g] 沈殿しているSEの重量=X[g] 全SE(X+Y)[g]に対して、水相側に溶解している
SEの重量割合=φ[%] とすれば、φは下式(1)で定義される。 ここで、下記組成の資料反応混合物(乾物)を20倍量
(重量比)の水に溶かし(pH7.8)て75℃に加熱し、 試料反応混合物の組成 脂肪酸残基=ステアリン酸 試料中のSE組成(乾物) ショ糖脂肪酸エステル =94% (エステル分布:モノエステル=73%、ジエステル以上
=27%) 未反応脂肪酸メチルエステル =2% 石鹸 =2% 脂肪酸 =1%その他 =1% これに種々の濃度に中性塩を加えると、添加塩が食塩、
芒硝、乳酸カリウム又は酢酸カリウムであるとき、概ね
下表−1の結果が得られる。 *合計塩=触媒由来の塩+加えられた中性塩 上表から明らかなように、合計塩の量が増える程φの
値は現象するが、1.5%を超えると減少傾向は緩やかと
なり、7.5%以上に増大してもこの値が小さくならない
ことが分る。なお、驚くべきことに、以上の傾向は、当
初の反応混合物中に含まれる揮発分(残留反応溶媒)の
量比が3.0〜30.0%と大幅に変動しても、更にはまた中
性塩の種類が変化しても、殆ど影響を受けないことが確
かめられた。即ち、このようなSE−水−塩の三成分系に
おいて、揮発分の量が大幅に変化し、また添加中性塩の
種類が変化しても合計塩の濃度によってのみφの値が定
まるという、意外な事実の機構を詳かにすることはでき
ないが、少なくとも、かかる現象が、SEミセル集合体の
形成度合と、塩の奏する、所謂塩析効果と複雑に絡み合
っていることは確かであろう。 以上の塩析作用の程度は、換言すればφの値は、SEの
エステル分布及びSE中の脂肪酸残基の種類によって幾分
変動するが、合計塩量が6%(水94%)を超えてもφの
最小値が減少しないという傾向は同じである。逆に言う
と、該量が6%(水94%)未満の場合には、φの値が増
加し、SEの溶解損失を増やすので望ましくない。従っ
て、φの値を小さくするには、塩基を6%(水94%)以
上に保つことが望ましく、これにより、水層側へのSEの
溶解損失を最小限に押えることができる。 (洗浄) 以上の塩析操作の後、pH3.0〜5.5、温度10〜40℃程度
に調整、調温された酸性水を用いて、塩析、分離された
SEのケーキを洗浄する。ここに使用される酸としては、
例えば塩酸、硫酸等の鉱酸、及び酢酸、乳酸等の可食性
有機酸が適当であるが、別段例示のもののみに限る訳で
はない。 このような条件の下で洗浄することにより、ケーキ側
から不純物を水相側に移行させることができる。以下、
下表−2として、この酸性水による洗浄を、ステアリン
酸メチルエステルより出発したSE(ショ糖ステアレー
ト)に適用した場合における水層側へのSEの溶解量を例
示する。表中、φは上式(1)で定義されたものであ
る。 以上の洗浄工程において、酸性水の温度が40℃以上と
もなると、操作が長時間、極端には数ヶ月もの長期に及
んだ場合SEの酸分解が懸念されるだけでなく、粘度が上
昇して操作が困難となる。 他方、10℃以下の低温の保持には、経済性を軽視した
冷凍機の設備が必要となる。従って、普通は10〜40℃、
殊に常温付近での操業が好ましい。 なお、この酸性水によるSEケーキの洗浄に際しては、
本ケーキ中に含まれている未反応糖、添加中性塩及び触
媒の中和により副生した塩の三者を可能な限りSEケーキ
から除く必要があるので、SEケーキは、該酸性水中で、
可能な限り小さな粒子径になるまで細分化されているの
が望ましい。この目的は、例えば、分散混合機(例えば
特殊機器工業(株)製《ホモミキサー》)、ホモジナイ
ザー又はコロイドミル(例えば商品名《マイコロイダ
ー》)等の細分化装置により効率的に達成でき、未反応
糖、触媒由来の塩及び中性塩の三者は、全量沈澱SEのケ
ーキから酸性水相中に移行する。 但し、この際、実質的に少量であるとは言いながら、
一部のSEが酸性水相に溶出するのは避けられない。この
酸性水への溶解傾向は、モノエステル含分の多いSE程強
いので、ジエステルやトリエステル分を相対的に増加さ
せることによって減少させることができる。 以上の酸性水によるSEケーキの洗浄は、洗浄の回数増
加と、洗浄水量の増加によって一層完全となり、かくし
て、中性塩、未反応糖などの不純物を除かれた、精製SE
を得ることができる。 (中和泥漿) かくして精製された含水状態のSEは泥漿(スラリー)
状であるが、このままでは、pHが酸性側に偏っているの
で、苛性ソーダ等アルカリを用いてそのpHが中性付近に
なるように調整する。得られたスラリーは、未反応の
糖、触媒起源の塩、塩析に際して添加されたショ糖及び
中性塩を含まないが、SE、未反応の脂肪酸メチルエステ
ル、石鹸及び脂肪酸の四者を含み、固形分1〜50%、水
分99〜50%の範囲にあることが多い。 本スラリー中の固形分の量は、後述の乾燥のため、大
略40%以下であるのが好ましいが、固形分の量比が過小
であることは、乾燥のエネルギーコストの面から望まし
くなく、通常、4%以上の値とするのが経済的に好まし
い。 (噴霧乾燥) 含水SEは、一般に水分80%以上では水溶液状、80%未
満では泥漿状をなすことが多い。このような性状の含水
SEを常法のように真空乾燥するのは既に
In view of the above circumstances, the present invention provides a crude synthesized by a solvent method.
Develop industrial technology to remove residual solvents and other impurities from SE without using any purification solvent and without substantial loss of SE, and to dry and pulverize without deteriorating quality. To solve all problems caused by the use of solvents. (History of the invention) First, the inventor of the present invention first (a) SE dissolved in the aqueous phase side
The goal is to resolve the three issues of minimizing the amount, (b) avoiding the decomposition of unreacted sugar, and (c) dissolving the remaining reaction solvent into the aqueous phase to separate it from SE. As a result of many salting-out experiments, when neutral salts were dissolved in an aqueous solution of the reaction mixture, under a suitable combination of pH, temperature, neutral salt concentration and water amount, a large proportion of SE was observed.
Not only precipitates, but surprisingly, the aqueous solvent dissolves the reaction solvent in addition to the unreacted sugar. Therefore, by utilizing this phenomenon, it is possible to transfer the remaining volatile components (residual reaction solvent) substantially into the aqueous phase while minimizing the loss of SE, and to prevent the SE from being precipitated. The neutral salts that have been removed can be substantially removed by washing the precipitate with acidic water at an appropriate pH to purify the SE, and by further spray-drying the precipitate, the water content can be reduced without deterioration. % Or less can be dehydrated and powdered. (Summary) The present invention is based on the above discovery, and includes a reaction mixture containing unreacted sugar, unreacted fatty acid methyl ester, catalyst, soap, volatile matter, and fatty acid, in addition to a target sucrose fatty acid ester. The sucrose fatty acid ester of sucrose is characterized in that a precipitate formed by adjusting the pH to a neutral region and adding water and an aqueous salt is washed with acidic water, neutralized, and then spray-dried. The gist is a manufacturing method. Hereinafter, important matters relating to the invention will be described separately. (Synthesis of SE by Solvent Method) In the synthesis of SE by the solvent method, usually, a mixture of sucrose and fatty acid methyl ester is added and dissolved in a reaction solvent, for example, dimethyl sulfoxide in an amount several times the total amount of these. The reaction rate can be easily increased to 90% or more (based on fatty acid methyl ester) by maintaining at 80 to 90 ° C. for several hours in a vacuum of about 20 to 30 Torr in the presence of an alkaline catalyst such as potassium carbonate (K 2 CO 3 ). To purify the SE reaction mixture. Next, an organic acid such as lactic acid or acetic acid or a mineral acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid is added to the SE reaction mixture in an equivalent amount in order to eliminate the activity of the alkaline catalyst in the SE reaction mixture. This neutralization converts the catalyst to the corresponding salt, such as potassium lactate. Finally, when the reaction solvent such as dimethyl sulfoxide is distilled off under vacuum, a mixture having the following composition range (a reaction mixture after neutralization and distillation) is obtained. Sucrose fatty acid ester = 15.0-92% Unreacted sugar = 1.0-80% Unreacted fatty acid methyl ester = 0.5-10% Catalyst derived neutral salt = 0.05-7% Soap = 1.0-10% Fatty acid = 0.5-10% Volatile content (residual reaction catalyst) = 5.0 to 30% At this time, the ester distribution of SE is 10 to 75% of monoester.
% (90 to 25% for diester or higher). The fatty acid roots mainly contained in each of the fatty acid methyl ester, the soap and the fatty acid are saturated and have a common C 16 -C 22 carbon number. (Hydration) Next, water is added to the above reaction mixture, and water: reaction mixture = 5: 1 to 40: 1 (weight ratio). Water: reaction mixture = 20: 1 (weight ratio) ... (2) Add to the ratio of the formula and adjust the pH to 6.2-8.2, preferably pH
7.5. In this case, when the addition ratio of water is out of the above range, for example, when the amount ratio of water to the reaction mixture is less than 5,
The viscosity of the obtained aqueous solution becomes large, and subsequent operations become substantially difficult. Conversely, the ratio of water to the reaction mixture is
If an excess of water is added so as to exceed 40, the viscosity becomes small and the subsequent operation becomes easy, and the desired reaction solvent is preferably removed. When recovering water, a great deal of energy cost is required for removing water, and economic efficiency is lost. In addition, the aqueous solution should be
It is preferably adjusted to a pH between 6.2 and 8.2. At a hydrogen ion concentration of pH 8.2 or higher, there is a concern that the decomposition of SE by an alkali may occur quantitatively, and even in a weakly acidic region of pH 6.2 or lower, for example, when exposed to a high temperature of 90 ° C or higher, acid decomposition may occur. There is fear. (Salt-out) The aqueous solution of the SE reaction mixture whose pH has been adjusted as described above is kept at 50 to 80 ° C as much as possible, and a neutral salt is further added. The present inventors have found that, based on the results of a number of experiments, when an aqueous solution containing a precipitate of SE obtained by adding a neutral salt is heated to 50 to 80 ° C. and heated, the amount of SE eluted into the aqueous phase is increased. Was found to be minimized, and even though the composition of volatiles (remaining reaction solvent) contained in the reaction mixture varied greatly from 3.0 to 30.0%, most of the SE was found to precipitate. . Such a phenomenon that SE is precipitated only by the addition of neutral salt and the volatile component shifts to the aqueous phase side is a unique phenomenon.At the same time, while using water, the loss of SE is kept to a minimum. This is important for the purpose of the invention of removing volatile components in the reaction mixture. Now, the weight of the SE dissolved in the aqueous phase side = Y [g] The weight of the precipitated SE = X [g] The total SE (X + Y) [g] is dissolved in the aqueous phase side
If the weight ratio of SE = φ [%], φ is defined by the following equation (1). Here, a sample reaction mixture (dry matter) having the following composition was dissolved in 20 times (weight ratio) water (pH 7.8) and heated to 75 ° C., and the fatty acid residue in the sample reaction mixture was the fatty acid residue of the stearic acid. SE composition (dry matter) Sucrose fatty acid ester = 94% (Ester distribution: monoester = 73%, diester or higher = 27%) Unreacted fatty acid methyl ester = 2% Soap = 2% Fatty acid = 1% Other = 1% When neutral salts are added to various concentrations, the added salt becomes salt,
When sodium sulfate, potassium lactate or potassium acetate is used, the results shown in Table 1 below are generally obtained. * Total salt = salt derived from catalyst + added neutral salt As is clear from the above table, the value of φ decreases as the amount of total salt increases. It can be seen that this value does not decrease even if it increases to more than%. Surprisingly, the above tendency is that even if the amount ratio of volatiles (residual reaction solvent) contained in the initial reaction mixture fluctuates greatly from 3.0 to 30.0%, and even if the neutral salt It was confirmed that even if the type changed, it was hardly affected. That is, in such an SE-water-salt ternary system, the value of φ is determined only by the concentration of the total salt, even if the amount of volatile components changes significantly and the type of neutral salt added changes. Although it is impossible to elucidate the mechanism of the surprising fact, at least it is certain that such a phenomenon is intricately intertwined with the degree of formation of SE micelle aggregates and the so-called salting-out effect of salt. Would. The degree of the above salting-out action, in other words, the value of φ varies somewhat depending on the ester distribution of SE and the type of fatty acid residue in SE, but the total salt amount exceeds 6% (water 94%). However, the tendency that the minimum value of φ does not decrease is the same. Conversely, when the amount is less than 6% (water 94%), the value of φ increases, and the dissolution loss of SE increases, which is not desirable. Therefore, in order to reduce the value of φ, it is desirable to keep the base at 6% (water 94%) or more, whereby the loss of dissolution of SE to the aqueous layer side can be minimized. (Washing) After the above salting-out operation, the pH was adjusted to 3.0 to 5.5 and the temperature was adjusted to about 10 to 40 ° C, and salting out and separation were performed using the adjusted acidic water.
Wash the SE cake. The acids used here include:
For example, mineral acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid, and edible organic acids such as acetic acid and lactic acid are suitable, but not limited to those exemplified separately. By washing under such conditions, impurities can be transferred from the cake side to the aqueous phase side. Less than,
Table 2 below exemplifies the amount of SE dissolved in the aqueous layer when this washing with acidic water is applied to SE (sucrose stearate) starting from stearic acid methyl ester. In the table, φ is defined by the above equation (1). In the above washing process, if the temperature of the acidic water is 40 ° C. or higher, the operation is prolonged, and if the operation is extended for as long as several months, not only is the acid decomposition of SE concerned, but also the viscosity increases. Operation becomes difficult. On the other hand, maintaining a low temperature of 10 ° C. or less requires refrigerator equipment that is economically negligible. Therefore, usually 10-40 ℃,
In particular, operation near normal temperature is preferred. When washing the SE cake with this acidic water,
Since it is necessary to remove as much as possible the unreacted sugar, the added neutral salt and the salt by-produced by the neutralization of the catalyst contained in the cake from the SE cake, the SE cake is prepared in the acidic water. ,
It is desirable that the particles be subdivided to the smallest possible particle size. This object can be efficiently achieved by, for example, a subdivision device such as a dispersion mixer (eg, “Homomixer” manufactured by Tokushu Kiki Kogyo Co., Ltd.), a homogenizer, or a colloid mill (eg, “Mycolloider”). The reactive sugar, the salt derived from the catalyst and the neutral salt migrate from the cake of the precipitated SE into the acidic aqueous phase. However, at this time, while saying that the amount is substantially small,
It is inevitable that some SE will elute into the acidic aqueous phase. This tendency of dissolution in acidic water is stronger for SE containing more monoester, and can be reduced by relatively increasing the content of diester or triester. The above-mentioned washing of the SE cake with acidic water becomes more complete due to the increase in the number of washings and the amount of washing water, and thus, purified SE from which impurities such as neutral salts and unreacted sugars have been removed.
Can be obtained. (Neutralized mud) The water-containing SE thus purified is slurry (slurry)
In this state, the pH is unbalanced toward the acidic side. Therefore, the pH is adjusted to around neutral using alkali such as caustic soda. The resulting slurry does not contain unreacted sugars, salts of catalytic origin, sucrose and neutral salts added during salting out, but does contain SE, unreacted fatty acid methyl esters, soaps and fatty acids. , The solid content is often in the range of 1 to 50%, and the water content is in the range of 99 to 50%. The amount of solids in the slurry is preferably about 40% or less for drying, which will be described later. However, an excessively small amount of solids is not desirable from the viewpoint of drying energy cost, It is economically preferable to set the value to 4% or more. (Spray drying) In general, water-containing SE often forms an aqueous solution when the water content is 80% or more, and forms a slurry when the water content is less than 80%. Hydrous of such properties
SE has already been vacuum dried as usual

【従来の技術】
項中で詳述したとおり非常に困難であって、このことも
従来水媒法精製が実用化しなかった原因の一つであろう
と考えられる。 しかるに本発明者らは、多数の実験結果より、噴霧乾
燥法が、固形分4〜40%のSEスラリーの脱水乾燥に最適
の方法であることを見出した。因に、既述の如く、所謂
溝型の撹拌型乾燥機で代表される通常の真空乾燥機を用
いた場合も、また、スラリーを連続的に供給し、加熱し
て真空室に放出させる所謂フラッシュ式の乾燥機を用い
た場合も、SEの持つ粘度特性や低融点という性質のた
め、被処理SEの酸価の上昇、着色、カラメル化などの品
質低下現象を回避することができず、更に後者の場合に
は、なお粉塵爆発の危険性も無視できない。しかるに、
発明者らが見出した噴霧乾燥手段の採用によれば、既往
SE乾燥手段の欠点を一挙に解決することができる。 本発明における乾燥工程では、スラリー状態の含水SE
を、ポンプを介して噴霧乾燥塔へ連続的に供給し、ノズ
ルによる噴霧又は回転円盤(ディスク)の遠心力により
微細な霧状微粒子に分割して乾燥気流と接触させる。こ
れにより水の蒸発面積が著しく大きくなり、このため極
めて短時間内(噴霧してから数秒以内)に脱水、乾燥を
完了し得る。なお霧化手段としては、含水SEの粘度が大
であるため、回転円盤の利用が望ましい。 (噴霧乾燥条件) SEの溶液又はスラリーの供給温度は40〜80℃の間で任
意に変更できるが、品質面の考慮から望ましくは40〜60
℃の範囲内の温度を選ぶ。 上記溶液又は泥漿を回転円盤により霧化させる場合、
例えば円盤の直径が5〜10cmφのときは、15,000〜24,0
00rpmの回転数が適当である。 塔内へ送風される空気は、溶液又は泥漿中の水分を蒸
発させるに必要な熱量以上を保有すべきであり、従って
空気温度が低い場合は、より多量の空気量が必要であ
る。この際の空気温度は10〜100℃の広範囲であってよ
いが、対象SEの乾燥効率と熱分解防止とを考慮して、60
〜80℃の間の温度を選ぶのが有利である。 送風空気中の湿度も前記の空気温度と共に乾燥効率に
関係する。作業上好適な絶対湿度は、大略、 の範囲であるが、特に、 の範囲にあるのが経済的である。 噴霧乾燥塔へ送る泥漿中の固形分濃度が40%を超える
と、粘度が著しく増大する結果、噴霧されたスラリーの
粒子径は相対的に大きくなり、その分、水の乾燥が遅く
なり、結果として乾燥塔の内壁に付着し易くなる。故に
スラリー中の固形分濃度を40%以下に調整するのがよ
い。スラリーの固形分濃度が40%以下であれば、噴霧さ
れた液滴の直径が40%超過の場合より小となり、乾燥さ
れ易くなるから、乾燥塔の内壁に付着する懸念もなくな
る。尤も、スラリーの固形分濃度が、例えば3%未満の
ように小さくなると、乾燥は容易となるが、所要エネル
ギーの面から不経済である。従って、噴霧乾燥塔へのス
ラリー供給濃度としては、4%〜40%の範囲が適してい
る。 噴霧乾燥塔の所要面積、所要塔経、所要高さなどの諸
条件は、以上の噴霧条件を前提に設計される。塔の設計
及び作業条件が適当であれば、水分5%以下の粉末化さ
れた乾燥SEが、噴霧乾燥塔の下部よりも連続的に排出さ
れる。得られた製品は、熱履歴が短いため品質的に極め
て優れ、かつ乾燥作業用の人員を殆ど必要としない。
[Prior art]
As described in detail in the section, it is very difficult, and this is also considered to be one of the causes that the water-based purification has not been put into practical use. However, the present inventors have found from many experimental results that the spray drying method is the most suitable method for dehydrating and drying an SE slurry having a solid content of 4 to 40%. However, as described above, when a normal vacuum dryer typified by a so-called groove-type agitation dryer is used, the so-called slurry is continuously supplied, heated and discharged into a vacuum chamber. Even when a flash dryer is used, it is not possible to avoid quality deterioration phenomena such as an increase in the acid value, coloring, and caramelization of the SE to be treated due to the viscosity characteristics and low melting point of the SE. Furthermore, in the latter case, the danger of dust explosion cannot be ignored. However,
According to the adoption of the spray drying means found by the inventors,
The disadvantages of the SE drying means can be solved at once. In the drying step in the present invention, the water-containing SE in a slurry state
Is continuously supplied to a spray-drying tower via a pump, is divided into fine mist-like fine particles by spraying by a nozzle or centrifugal force of a rotating disk (disk), and is brought into contact with a dry air flow. As a result, the evaporation area of water is remarkably increased, so that dehydration and drying can be completed within a very short time (within a few seconds after spraying). As the atomization means, it is desirable to use a rotating disk because the viscosity of the water-containing SE is large. (Spray drying conditions) The supply temperature of the SE solution or slurry can be arbitrarily changed between 40 to 80 ° C, but preferably 40 to 60 from the viewpoint of quality.
Choose a temperature in the range of ° C. When the above solution or slurry is atomized by a rotating disk,
For example, when the diameter of the disk is 5 to 10 cmφ, 15,000 to 24,0
A rotation speed of 00 rpm is appropriate. The air blown into the tower should possess more heat than is necessary to evaporate the water in the solution or slurry, and therefore requires a larger amount of air when the air temperature is low. The air temperature at this time may be in a wide range of 10 to 100 ° C., but in consideration of the drying efficiency of the target SE and prevention of thermal decomposition,
It is advantageous to choose a temperature between 8080 ° C. The humidity in the blown air is related to the drying efficiency together with the air temperature. The absolute humidity suitable for work is roughly , But in particular, Is economical. If the solids concentration in the slurry sent to the spray drying tower exceeds 40%, the viscosity will increase significantly, and the particle size of the sprayed slurry will be relatively large, and the drying of water will be slowed accordingly. As a result, it easily adheres to the inner wall of the drying tower. Therefore, the solid content concentration in the slurry is preferably adjusted to 40% or less. If the solid content concentration of the slurry is 40% or less, the diameter of the sprayed droplets is smaller than that of a case where it exceeds 40%, and the droplets are easily dried, so that there is no fear of adhering to the inner wall of the drying tower. If the solid content of the slurry is small, for example, less than 3%, drying becomes easy, but it is uneconomical in terms of required energy. Therefore, the concentration of slurry supplied to the spray drying tower is preferably in the range of 4% to 40%. Various conditions such as the required area, required tower diameter, and required height of the spray drying tower are designed on the premise of the above spray conditions. With proper tower design and operating conditions, powdered dry SE with a water content of 5% or less is continuously discharged from the lower part of the spray drying tower. The resulting product has a very short heat history and is extremely excellent in quality, and requires little personnel for drying work.

【作用】[Action]

未反応の糖、未反応の脂肪酸メチルエステル、触媒、
石鹸及び脂肪酸を含むSE生成反応混合物を中性領域のpH
に調整し、水及び中性塩を加えて適当な温度下に塩析す
ると、SE、未反応の脂肪酸メチルエステル、石鹸及び脂
肪酸が沈殿する。 次いで、この沈殿を酸性の水で洗浄することにより、
SEの溶解損失を最少に留められたまま、本沈殿中に夾雑
する未反応の糖、加えられた中性塩及び触媒の中和によ
り副生した塩等の不純物が水相中に溶出する結果、精製
されたSEが泥漿の形で得られ、この泥漿噴乾燥すること
により、ここに、精製用溶媒を使用しないで工業的に高
品質の粉末状SEを得るという目的が達成される。
Unreacted sugar, unreacted fatty acid methyl ester, catalyst,
The pH of the SE-forming reaction mixture containing soap and fatty acids in the neutral region
When water and neutral salts are added and salted out at an appropriate temperature, SE, unreacted fatty acid methyl ester, soap and fatty acid precipitate. The precipitate is then washed with acidic water,
The result of elution of impurities such as unreacted saccharides, added neutral salts and salts by-produced by neutralization of the catalyst into the aqueous phase, while minimizing SE dissolution loss. Purified SE is obtained in the form of a slurry, and the slurry is spray-dried, whereby the object of industrially obtaining high-quality powdered SE without using a solvent for purification is achieved.

【実施例】【Example】

以下、実施例に発明実施の態様及び効果を説明する
が、例示は勿論説明のためのものであって、発明思想の
内包・外延を画するものではない。 実施例−1 下表−3の組成で表される溶媒法SE反応混合物から反
応溶媒を留去した残液を乳酸で中和後、乾燥させた乾物
100gに水2,000gを加えて溶解させた。 この水溶液に、50%乳酸カリウム253.0gを加えて75℃
まで加熱、昇温させ、沈殿したケーキを濾取後、真空下
80℃で乾燥し、固形物の組成を調べたところ、下表−4
の通りであった。なお沈殿したケーキ123.1g中の水分は
48.1%であった。 なお、上記ケーキを濾別した際に得た濾液中のSE量を
ゲル濾過クロマトグラフィー(GPC)法(上掲書63頁参
照)で測定したところ、SEの損失は当初量の1.5%であ
った。 次に、上記ケーキ123.1g(固形分63.9gと水59.2gとか
らなる)常温の塩酸水(pH3.5)2,000gを加えたとこ
ろ、直ちにSEが白色沈殿として析出した。 次いで、この沈殿を含む酸性の水溶液(pH3.5)をホ
モミキサー(特殊機器工業(株)製)で、充分撹拌、洗
浄した後、沈澱を濾取した。濾別された沈殿に、再び酢
酸水を加えて再洗浄する操作を二回行った。洗浄された
沈殿を苛性ソーダでpH7.3に調整後、真空下に80℃で乾
燥させたところ、下表−5の組成を持つ固形物が得られ
た。 上のSE沈殿ケーキ(上表−5の含水物;水分=47.2
%)101.0gに水を加えて水分75.0%に調整した後、この
スラリーを50℃に保ったまま、パイロット噴霧乾燥塔へ
供給し、噴霧乾燥した。乾燥条件は、 噴霧乾燥塔の直径:2.0mφ 直筒部の長さ:1.5m 回転円盤(ディスク)径:10cmφ 円盤回転数:24,000rpm 入口空気温度:65℃、 であった。 噴霧乾燥塔の下部から得られた粉末状SEは、水分2.01
%、嵩比重0.43で、過熱による着色も無く、流動性のよ
いものであった。 乾燥に於て当初心配された、粉末が噴霧乾燥塔の内部
壁に付着する等のトラブルはみられなかった。 なお、SE中のモノエステル量は乾燥前後を通じ49.3%
と全く変化がなく、かつ、酸価にも変化がなかった。 実施例−2 上表−3の組成で表わされる溶媒法SE反応混合物から
溶媒を留去した後、乳酸で中和したもの100gに、水2,00
0gを加えて溶解させた。次いで、この水溶液に50%乳酸
カリウム62.0gを加え、75℃まで加熱、昇温させ、以下
実施例−1と同様に操作して得たケーキ(水分50.5%)
を乾燥させた固形物は、下表−6の組成を与えた。 なお、ケーキを濾別した際に得た濾液中のSE量をゲル
濾過クロマトグラフィー(GPC)法(前出)で測定した
ところ、SEの損失は1.2g(当初量の2.6%)であった。 次に、上表−6で表される組成の固形物56.2gと水分5
7.3gとからなるケーキ113.5gに常温酢酸水(pH4.0)3,0
00gを加えたところ、直ちにSEが白色沈殿として析出し
た。 続いて、上の沈殿を含む酸性の水溶液(pH4.0)をホ
モミキサー(前掲)を用いて充分撹拌した後、沈殿を濾
取した。この沈殿に、被畳び酢酸水を加えて再洗浄する
操作を二回行った後、苛性ソーダでpH7.3に調整後、真
空下に80℃で乾燥させ、下表−7の組成を持つ固形物を
得た。 上のSE沈殿ケーキ(上表−7含水物)に水を加えて固
形分20.0%に調整した後、温度50℃に保ちながら、入口
空気温度を55℃、スラリーの供給速度を0.5kg/時に変え
た点を除き、実施例−1と同様に噴霧乾燥した。 得られたSE粉末は、水分1.20%、嵩比重0.41で、流動
性がよく、過熱による着色は皆無であった。かつ、SE中
のモノエステル量は、49.2%と乾燥前後を通じ変化な
く、また酸価についても同様であった。 更に、噴霧乾燥塔の内壁へのSE粉末の付着も観察され
なかった。
Hereinafter, embodiments and effects of the invention will be described with reference to examples. However, the examples are, of course, for explanation, and do not delimit or enclose the idea of the invention. Example-1 A dried product obtained by neutralizing a residual solution obtained by distilling a reaction solvent from a solvent-based SE reaction mixture represented by a composition shown in Table 3 below with lactic acid and then drying.
2,000 g of water was added to 100 g to dissolve. To this aqueous solution, add 253.0 g of 50% potassium lactate and
Heat and raise the temperature until the precipitated cake is collected by filtration, and then
After drying at 80 ° C. and examining the composition of the solid, the following Table-4
It was as follows. The moisture in 123.1 g of the precipitated cake is
48.1%. The amount of SE in the filtrate obtained when the cake was separated by filtration was measured by gel filtration chromatography (GPC) method (see p. 63 of the above-mentioned publication), and the loss of SE was 1.5% of the initial amount. . Next, when 123.1 g of the above cake (consisting of 63.9 g of solid content and 59.2 g of water) of 2,000 g of aqueous hydrochloric acid (pH 3.5) at room temperature was added, SE immediately precipitated as a white precipitate. Next, the acidic aqueous solution (pH 3.5) containing this precipitate was sufficiently stirred and washed with a homomixer (manufactured by Tokushu Kiki Kogyo Co., Ltd.), and the precipitate was collected by filtration. An operation of adding the acetic acid water again to the precipitate separated by filtration and washing again was performed twice. After the washed precipitate was adjusted to pH 7.3 with caustic soda and dried at 80 ° C. under vacuum, a solid having the composition shown in Table 5 below was obtained. Upper SE precipitation cake (Hydrate in Table-5 above; Moisture = 47.2)
%) Was adjusted to a water content of 75.0% by adding water to 101.0 g, and then the slurry was supplied to a pilot spray-drying tower while being kept at 50 ° C., and spray-dried. Drying conditions are as follows: Spray drying tower diameter: 2.0mφ Length of straight tube: 1.5m Rotating disk (disk) diameter: 10cmφ Disk rotation speed: 24,000rpm Inlet air temperature: 65 ° C, Met. The powdery SE obtained from the lower part of the spray drying tower had a moisture content of 2.01
%, Bulk specific gravity 0.43, no coloring due to overheating, and good fluidity. No troubles such as powder adhering to the inner wall of the spray-drying tower were observed at the beginning of drying. The amount of monoester in SE was 49.3% before and after drying.
And there was no change in the acid value. Example 2 After distilling off the solvent from the reaction mixture of the solvent method SE represented by the composition in Table 3 above, 100 g of the mixture neutralized with lactic acid was added with 2,000 water.
0 g was added and dissolved. Next, 62.0 g of 50% potassium lactate was added to this aqueous solution, heated to 75 ° C. and heated, and a cake (water content: 50.5%) obtained in the same manner as in Example 1 below
The dried solid gave the composition in Table 6 below. When the amount of SE in the filtrate obtained when the cake was separated by filtration was measured by gel filtration chromatography (GPC) method (described above), the loss of SE was 1.2 g (2.6% of the initial amount). . Next, 56.2 g of a solid having the composition shown in Table 6 above and a water content of 5
Room temperature acetic acid aqueous solution (pH 4.0) 3,0 to 113.5 g of cake consisting of 7.3 g
Upon addition of 00 g, SE immediately precipitated as a white precipitate. Subsequently, the acidic aqueous solution (pH 4.0) containing the above precipitate was sufficiently stirred using a homomixer (described above), and the precipitate was collected by filtration. The precipitate was washed twice with an aqueous solution of acetic acid and then washed again, adjusted to pH 7.3 with caustic soda, and dried at 80 ° C. under vacuum to obtain a solid having the composition shown in Table 7 below. I got something. After adjusting the solid content to 20.0% by adding water to the above SE precipitation cake (above Table-7 hydrate), while maintaining the temperature at 50 ° C, the inlet air temperature was 55 ° C and the slurry feed rate was 0.5 kg / hour. Spray-drying was carried out in the same manner as in Example 1, except for the changes. The obtained SE powder had a water content of 1.20% and a bulk specific gravity of 0.41, had good fluidity, and had no coloring due to overheating. The monoester content in SE was 49.2%, unchanged before and after drying, and the acid value was the same. Further, no adhesion of the SE powder to the inner wall of the spray drying tower was observed.

【発明の効果】【The invention's effect】

以上説明した通り、本発明は、ショ糖脂肪酸エステル
の製造に当り、精製用有機溶媒を全く使用しないでショ
糖脂肪酸エステルの損失を最少限に留めながら反応混合
物を精製すると共に、精製された含ショ糖脂肪酸エステ
ル品質の低下なしに粉末化する技術を提供し得たことに
より、工業的に以下のような多大の直接及び間接効果を
奏する。 (1)安価な水のみを用いて粉末状高HLBショ糖脂肪酸
エステルの製造が可能となること。 (2)低HLBショ糖脂肪酸エステルの分別できること。 (3)ショ糖脂肪酸エステルの乾燥を、常圧下に短時間
内に行うことができるため、製品の熱劣化がないこと。 (4)溶剤の爆発、火災の心配がなく、従って、防爆仕
様の高価な電気装置も不要となること。 (5)反応溶媒及び精製用溶媒が製品に混入する懸念が
ないこと。 (6)職場の衛生環境が向上すること。 (7)低費用で工業化できること。
As described above, in the production of sucrose fatty acid ester, the present invention purifies the reaction mixture while minimizing the loss of sucrose fatty acid ester without using any organic solvent for purification, and purifies the purified sucrose fatty acid ester. Providing a technique for pulverizing without reducing the quality of sucrose fatty acid ester has the following direct and indirect effects industrially. (1) To be able to produce powdery high HLB sucrose fatty acid ester using only inexpensive water. (2) The ability to separate low HLB sucrose fatty acid esters. (3) Since the sucrose fatty acid ester can be dried in a short time under normal pressure, there is no thermal deterioration of the product. (4) There is no fear of explosion or fire of the solvent, so that expensive electric equipment of explosion-proof specification is not required. (5) There is no concern that the reaction solvent and the purification solvent are mixed into the product. (6) Improve the workplace hygiene environment. (7) It can be industrialized at low cost.

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】目的物のショ糖脂肪酸エステルの他、未反
応の糖、未反応の脂肪酸メチルエステル、触媒、石鹸、
揮発分、及び脂肪酸を含む反応混合物を中性領域のpHに
調整し、水及び中性塩を加えることにより生じる沈澱物
を酸性の水で洗浄した後、該沈澱物を中和後、噴霧乾燥
することを特徴とするショ糖脂肪酸エステルの製造方
法。
1. An unreacted sugar, an unreacted fatty acid methyl ester, a catalyst, a soap, in addition to a target sucrose fatty acid ester.
The reaction mixture containing volatiles and fatty acids is adjusted to pH in the neutral region, and the precipitate formed by adding water and neutral salt is washed with acidic water, and then neutralized, and then spray-dried. A method for producing a sucrose fatty acid ester.
【請求項2】反応混合物が、酸によりpH6.2〜8.2に調整
される請求項1記載の方法。
2. The process according to claim 1, wherein the reaction mixture is adjusted to a pH of 6.2 to 8.2 with an acid.
【請求項3】pH調整後の反応混合物が、50〜80℃に加熱
される請求項1記載の方法。
3. The method according to claim 1, wherein the pH-adjusted reaction mixture is heated to 50 to 80 ° C.
【請求項4】反応混合物に加えられる水と反応混合物の
重量比が、水:反応混合物=5:1〜40:1である請求項1
記載の方法。
4. The weight ratio of water and reaction mixture added to the reaction mixture is water: reaction mixture = 5: 1 to 40: 1.
The described method.
【請求項5】反応混合物のpHに調整に使用される酸が、
乳酸、酢酸、塩酸及び硫酸からなる群から選ばれた酸の
いずれかである請求項1又は2記載の方法。
5. The acid used to adjust the pH of the reaction mixture,
The method according to claim 1 or 2, wherein the method is any one of acids selected from the group consisting of lactic acid, acetic acid, hydrochloric acid, and sulfuric acid.
【請求項6】反応混合物の組成が、 ショ糖脂肪酸エステル =15.0 〜92.0% 未反応のショ糖 = 1.0 〜80.0% 未反応の脂肪酸メチルエステル = 0.5 〜10.0% 触媒 = 0.05〜 7.0% 石鹸 = 1.0 〜10.0% 脂肪酸 = 0.5 〜10.0% 揮発分 = 3.0 〜30.0% である請求項1記載の方法。6. The composition of the reaction mixture is as follows: sucrose fatty acid ester = 15.0 to 92.0% unreacted sucrose = 1.0 to 80.0% unreacted fatty acid methyl ester = 0.5 to 10.0% catalyst = 0.05 to 7.0% soap = 1.0 The method according to claim 1, wherein -10.0% fatty acid = 0.5-10.0%, volatile content = 3.0-30.0%. 【請求項7】反応混合物中の脂肪酸メチルエステル、石
鹸及び脂肪酸の夫々に主として含まれる脂肪酸根が、炭
素数が16〜22の共通飽和脂肪酸根を持つ請求項1又は6
記載の方法。
7. The fatty acid radical mainly contained in each of the fatty acid methyl ester, soap and fatty acid in the reaction mixture has a common saturated fatty acid radical having 16 to 22 carbon atoms.
The described method.
【請求項8】反応混合物中の揮発分(残留する反応溶
媒)の成分が、ジメチルスルホキシド又はジメチルホル
ムアミドである請求項1又は6記載の方法。
8. The method according to claim 1, wherein the volatile component (remaining reaction solvent) in the reaction mixture is dimethylsulfoxide or dimethylformamide.
【請求項9】反応混合物に加えられる中性塩が、食塩、
芒硝、乳酸カリウム及び酢酸カリウムからなる群から選
ばれた塩のいずれかであって、かつ水:中性塩の重量比
が、≦94/6である請求項1記載の方法。
9. The neutral salt added to the reaction mixture is sodium chloride,
2. The method according to claim 1, wherein the salt is any one selected from the group consisting of sodium sulfate, potassium lactate and potassium acetate, and the weight ratio of water: neutral salt is ≤94 / 6.
【請求項10】ショ糖脂肪酸エステルのエステル分布
が、モノエステル含分として、10〜75%(ジエステル以
上が90〜25%)である請求項1又は6記憶の方法。
10. The method according to claim 1, wherein the ester distribution of the sucrose fatty acid ester is 10 to 75% (90 to 25% for diester or more) as monoester content.
【請求項11】酸性の水のpH値が、3.0〜5.5である請求
項1記載の方法。
11. The method according to claim 1, wherein the pH value of the acidic water is 3.0 to 5.5.
【請求項12】酸性の水の温度が、10〜40℃である請求
項1又は11記載の方法。
12. The method according to claim 1, wherein the temperature of the acidic water is 10 to 40 ° C.
【請求項13】噴霧乾燥される沈澱のスラリー(泥漿)
が、固形分=4〜40%、水分=96〜60%のものである請
求項1記載の方法。
13. A slurry of a precipitate to be spray-dried (slurry).
The method according to claim 1, wherein the solid content is 4 to 40% and the water content is 96 to 60%.
【請求項14】噴霧乾燥時の送風空気の湿度と温度が、 温度=10.0〜100.0℃ の範囲内に在る請求項1記載の方法。14. The humidity and temperature of the blast air during spray drying are as follows: The method according to claim 1, wherein the temperature is in the range of 10.0 to 10.00.0C. 【請求項15】製品の粉末状ショ糖脂肪酸エステルの組
成が、下記範囲内に在る請求項1記載の製法。 水分 = 0.5〜 5.0% 未反応脂肪酸メチルエステル = 0.5〜10.0% 石鹸 = 0.5〜60.0% 脂肪酸 =0.5〜10.0% ショ糖脂肪酸エステル =98.0〜15.0%
15. The method according to claim 1, wherein the composition of the powdery sucrose fatty acid ester of the product falls within the following range. Moisture = 0.5 to 5.0% Unreacted fatty acid methyl ester = 0.5 to 10.0% Soap = 0.5 to 60.0% Fatty acid = 0.5 to 10.0% Sucrose fatty acid ester = 98.0 to 15.0%
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