JPH0211594A - Purification of sucrose fatty ester - Google Patents

Purification of sucrose fatty ester

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JPH0211594A
JPH0211594A JP16226888A JP16226888A JPH0211594A JP H0211594 A JPH0211594 A JP H0211594A JP 16226888 A JP16226888 A JP 16226888A JP 16226888 A JP16226888 A JP 16226888A JP H0211594 A JPH0211594 A JP H0211594A
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JP
Japan
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fatty acid
water
reaction mixture
sucrose
unreacted
Prior art date
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Pending
Application number
JP16226888A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shusaku Matsumoto
修策 松本
Yoshio Hatakawa
畑川 由夫
Akihiko Nakajima
明彦 中島
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DKS Co Ltd
Original Assignee
Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To improve purification efficiency of the subject ester without using a solvent by treating a mixture containing a sucrose fatty ester prepared by the aqueous solvent method with an acidic water, adding a neutral water to the resultant precipitate, carrying out separation by an ultrafiltration membrane, bringing the residual aqueous solution into contact with a reverse osmosis membrane for concentration. CONSTITUTION:To a reaction mixture containing unreacted sucrose, unreacted fatty methyl ester, catalyst, soap, fatty acid and sucrose fatty ester, an acidic aqueous solution of lactic acid, etc., with pH3.0-5.5 is added so that water/ reaction mixture is 5-40 (weight ratio). The resultant precipitate is dissolved in a neutral water with 6.2-8.2pH at 40-60 deg.C and forced to permeate through an ultrafiltration membrane with 1000-100000 differential molecular weight composed of a polysulfone-based resin, etc., under pressure to separate unreacted sucrose and salts produced from the catalyst. The residual aqueous solution is brought into contact with a reverse osmosis membrane with 60 differential molecular weight composed of a polyether-based resin under pressure, thus obtaining the objective ester concentrate.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本発明はショ糖脂肪酸エステルのta製方法、さらに詳
しくは、溶媒を全く使用せずに、水のみを用いて水媒法
にて合成された粗製のショ糖脂肪酸エステルを精製する
方法に関する。
The present invention relates to a method for producing ta of sucrose fatty acid ester, and more specifically to a method for purifying crude sucrose fatty acid ester synthesized by an aqueous medium method using only water without using any solvent.

【従来の技術】 (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(
以下IE)とも略す)は、工業的にショ糖とC8〜C2
2の高級脂肪酸メチルエステルとを溶媒(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
に溶融混合物とした後、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こと(水媒法:特公昭51−1
4495号)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SHの他、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、M!脂肪酸等の夾雑物を
含んでおり、これらの夾雑物のうち含量が規定量を越す
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、未反応の糖の除去は、その
量が多いだけに最も重要である。 (従来技術の問題点) ところで、SEの反応混合物から未反応の糖を除去する
手段としては、通常の溶媒がショ糖を殆ど溶解する能力
を有しないことを利用して、反応混合物に溶媒を加え、
夾雑する未反応糖を沈殿物として除去する方法が従来か
ら一般的に用いられてきた。しかし、小規模な場合はと
もかく、工業的規模でSHの生産に携わる工場に於ては
、溶媒回収の手数、火災の危険性1作業員に対する労働
衛生上の問題など、溶媒取扱の不便さは目に余るものが
ある。しかし他に有力な手段が存在しないため、未反応
糖の除去には依然として溶媒が使用されており、このこ
とは、例えば特公昭42−11588や同昭48−10
448に、ブチルアルコール、トルエン、メチルエチル
ケトン、酢酸エチル等の溶媒が未反応糖の除去を含む精
製に有効であると明記されている通りである。 今、参考までに溶媒の取扱いに伴う不利益を列挙すれば
以下のようである。 ■ 爆発、火災の危険性。 ■ 上の■に備えた電気装設の防爆化。 ■ 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の負効果。 ■ 従業員の健康上への悪影響、ひいてはその対策とし
てのシフト増加による固定費の上昇。
[Prior Art] (Background) Currently, sucrose fatty acid esters (
(hereinafter also abbreviated as IE)) is industrially known as sucrose and C8-C2
2 with higher fatty acid methyl ester in a solvent (dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, etc.) under an appropriate catalyst (solvent method: Japanese Patent Publication No. 35-13102)
Alternatively, sucrose and fatty acid soap can be made into a molten mixture using water without using a solvent, and then reacted with higher fatty acid methyl ester in the presence of a catalyst (water medium method: Japanese Patent Publication No. 51-1
No. 4495). However, in either of these two synthetic methods, the reaction mixture contains
In addition to the target SH, unreacted sugar, unreacted fatty acid methyl ester, residual catalyst, soap, M! Contains impurities such as fatty acids, and among these impurities, impurities whose content exceeds the specified amount must be removed before becoming a product.In particular, among the above impurities, unreacted sugar must be removed. Removal is of paramount importance due to the large amount. (Problems with the Prior Art) By the way, as a means of removing unreacted sugar from the reaction mixture of SE, it is possible to add a solvent to the reaction mixture by taking advantage of the fact that ordinary solvents have almost no ability to dissolve sucrose. In addition,
Conventionally, a method of removing contaminating unreacted sugars as a precipitate has been commonly used. However, apart from small-scale factories, in factories involved in the production of SH on an industrial scale, there are inconveniences in handling solvents, such as the trouble of recovering solvents, the risk of fire, and occupational health issues for workers. There are things that stand out. However, since there are no other effective means, solvents are still used to remove unreacted sugars, as shown in, for example, Japanese Patent Publication No. 42-11588 and Japanese Patent Publication No. 48-10.
No. 448 specifies that solvents such as butyl alcohol, toluene, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, etc. are effective for purification including removal of unreacted sugars. For reference, the disadvantages associated with handling solvents are listed below. ■ Risk of explosion or fire. ■ Explosion-proof electrical equipment in preparation for ■ above. ■ Seal the manufacturing equipment in preparation for the above ■. ■ The entire building will be made into a fire-resistant structure in preparation for ■ above. ■ Increase in fixed costs due to ■, ■, and ■ above. ■ Increased cost due to solvent wastage. ■ Negative effect of residual solvent remaining in product SE. ■ An increase in fixed costs due to the negative impact on employees' health and the increase in shifts as a countermeasure.

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

このような状況から、従来、完全無溶媒で、即ち合成に
於ても、また精製に於ても、水以外の溶剤を全く使用せ
ずにSEを合成し、精製しうる技術の開発が待望されて
きた0本発明が解決しようとする課題は、全く溶媒を使
用せずに、SEを精製する技術を確立することである。
Under these circumstances, there is a long-awaited development of a technology that can synthesize and purify SE completely solvent-free, that is, without using any solvent other than water during synthesis or purification. The problem to be solved by the present invention is to establish a technique for purifying SE without using any solvent.

【課題を解決するための手段】 ([要) 以上の課題を解決せんがため1本発明に係る粉末状SE
の精製方法は、未反応のシ!f糖、未反応の脂肪酸メチ
ルエステル、触媒1石鹸、脂肪酸等を含む水媒法ショ糖
脂肪酸エステル含有反応混合物を酸性の水で処理し、生
成した沈殿ケーキを中性の水に溶解させた後、限外濾過
膜と接触させて未反応のショ糖、触媒から生成した塩の
二者を水と共に該膜を透過させて分離し、残余のショ糖
脂肪酸エステル、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む水溶液を逆浸透膜と接触させて
濃縮することを特徴とする。 以下、発明に関連する重要事項につき項を分けて詳細に
つき記述する。 (a水媒法SE合成反応混合物) 水媒法によるSEの合成に於ては、通常、ショ糖メチル
エステル、脂肪酸及び石鹸を水と共に加熱してエマルジ
ョン化した後、減圧下に水を留去して炭酸カリウム等の
アルカリ触媒を加え、更に減圧下に昇温、加熱して反応
を完結させる。ここに得られた反応混合物は、大体以下
の組成を持つ。 未反応ショ糖=1〜80% 未反応脂肪酸メチルエステル=0.5〜10%触媒(K
2 CO3として) =0.05〜7%石鹸=2〜60
96 脂肪酸=0.5〜10% ショ糖脂肪酸エステル=15〜95% 以上の水媒法SE合成に供せられる触媒としては、炭酸
カリウム(KzCO3)が代表的であるが、−般のフル
コリシス反応に使用される触媒1例えば炭酸ナトリウム
やナトリウムアルコキシドも利用できる0石鹸及び脂肪
酸の脂肪酸残基の種類は、上記の脂肪酸メチルエステル
に対応しておればよい。 (b酸性水によるSEの沈殿) 発明の第一工程である本工程の実施に際しては、上記水
媒法SE含有反応混合物に、酸性の水を、水:反応混合
物=5:l〜40: l(!i重量基準になるように、
さらに好ましくは、水:反応混合物=20:1(重量基
準)の割合で加えて溶解させる。SEはアルカリ性下に
於て加水分解を受は易いから、その加水分解を防ぐため
、該反応混合物に手早く酸性の水を加えて、液のpl(
を3.0〜5.5、望ましくはpH5,5付近にrA整
する。この際、酸としては、乳酸、酢酸の如き有機酸や
塩酸、硫酸のような無機酸が利用されるが、側段例示の
もののみに限る訳ではない、なお、酸性水の温度は、 
10℃〜40℃程度に調温されているのが好ましい、酸
性水の温度が40℃以上となると、操作が長時間、極端
には例えば数ケ月にも亙ったき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℃以下の低温を保持するには冷凍機の設置が必
要となり、経済性が失われる。従って、普通は上記10
℃〜40℃の範囲内、殊に常温付近での操業が好適であ
る。 以上の酸性水の添加により1反応混合物中に含まれる一
部のSEは水−相側へ溶出するが、大部分のSEは、ケ
ーキ状に沈殿するので、これを分取後、中性の水に溶か
し、要すれば加熱して不純なSE溶液として爾後の限外
濾過工程に移る。 なお1以上の酸性水によるSEの沈殿に際しては、SE
ケーキ中に夾雑、残留している未反応糖及び触媒の中和
により副生した塩の二者を可能な限り該SEケーキ中か
ら除く必要があるので、対象SEケーキは、該酸性水中
で可及的小径の粒子になるまで細分化されているのが望
ましい、この細分化の目的は1例えば分散混合Ia(例
えば特殊機器工業(財)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
糖及び触媒由来の塩の二者は、沈澱SHのケーキから酸
性水相中に移行する。尤も。 既に降れたように、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、但し、この酸性水への溶解傾向は、モノエステル
含分の多いSE程著しいので、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事実上抑制でき
る。 (C限外濾過) (c−I M理) SEが、水溶液中で一定の条件下で相互に合一して高分
子量のミセル構造の集合体を作ることは、公知(出願人
会社刊(シュガーエステル物語)102頁)の事実であ
る。 ところで、SEには、ショ糖の分子の3個の第一級水酸
基の酸素原子に、夫々1個〜3個のc8〜C22脂肪酸
残基が結合したモノエステル、ジエステル及びトリエス
テル等の種類がある0周知の如く、モノエステルは、親
木性がジエステルやトリエステルに比較して大きい代り
に、水中に於るミセル形成の度合いが小さいので、比較
的低分子量の(分子の直径の小さレリSEミセル集合体
を形成する。逆に、ジエステルやトリエステルは、親木
性が比較的小さい代りにミセル形成能が極めて大きいの
で、水中では、極めて大きな分子量の(即ち、分子径の
大きい)SEミセル集合体を形成する。市販のSEでは
、モノエステル単品として製造されることは椙であって
1通常はモノエステルの含量が1例えば70%、50%
、 30%・・・といった混合組成物として製造されて
いる。 本発明者らは、上記課題の解決を1指して研究を重ねた
結果1例えば、モノエステルの含量が70%と多いSE
は、モノエステル含量が50%と少ないSHに比べて、
より低分子量のSE集合体を作るので、その分、集合体
の微視的径が小さいこと、従って、一定の孔径を有する
限外濾過膜に対してモノエステル含有量50%のSEよ
りも通過し易く、このため、未反応の糖や触媒からの副
生塩(触媒を酸で中和したとき形成されたもの)1等と
一緒に膜を通過してしまい易いという望ましくない傾向
を有することを知った。そこで本発明者らは、これに対
する対策として、モノエステル含量の高い不純SEから
未反応の糖や触媒由来の塩等を除去したい場合は1分画
分子量の小さい(即ち、孔径の小さい)濾過膜を選定す
るのがよいこと、及び逆にモノエステル含量の低いSH
の場合には1分画分子量の大きい(即ち、孔径の大きい
)濾過膜を選定するのが処理速度を早めるため好都合で
あることを見出した。 なお1発明者らは1反応混合物中に含まれている物質の
うち、未反応の脂肪酸メチルエステル。 石鹸及び脂肪酸の王者は、SEのミセル構造集合体中に
内包された状態で存在するため、SEとそれらの王者を
濾過手段により分離するのは事実上不可能であることも
、多くの実験結果から確認した。 かくして、多くの実験結果から、帰納された結論は、圧
力を駆動源として濾過膜(適当な分画分子量を持つ)を
水と共に通過できる不純物質は、未反応の糖、触媒由来
の塩の二名であり、一方。 高分子量のミセル集合体中に取り込まれて濾過膜を通過
できない物質は、SE、未反応の脂肪酸メチルエステル
、石鹸及び遊離脂肪酸等である。 本発明者は、これらの事実を巧妙に利用すると共に、適
当な分画分子量を持つ濾過膜の選定によって、SE反応
混合物中の未反応の糖、触媒由来の塩の王者を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か
ら分離、除去するのに成功したものである。 (c−2濾過対象物質の分子量) 適当な分画分子量を持つ限外濾過膜を選定するためには
、対象物質の大略の分子量を知っておく必要がある0本
発明と関連するこれら単一物質の分子量は以下の通りで
ある。 Oショ糖=342 0未反応の脂肪酸メチルエステル ・ステアリン酸メチルエステル= 2!300触媒(K
zCO3)の中和により発生する塩・乳酸を使う場合→
乳酸カリウム=128・酢酸を使う場合→酢酸カリウム
=88QSE(ミセル集合体を作らない単量体として) 命ショ糖モノステアレート=  800・ショ糖ジステ
アレー)=958 ・シ、糖トリステアレート=1118 なお、ミリステート、パルミテート、アラキネート、ベ
ヘネートなどの他の脂肪酸エステルについても分子量に
大差はない。 ○石鹸 ・ステアリン酸ナトリウム=298 ・ステアリン酸カリウム=314 0脂肪酸 ・ステアリンm=278 0水       =18 ところで、SEのミセル構造の集合体の見掛は分子量(
以下(SEミセル集合体の分子量)と称す)については
、実験的に以下のように仮定できる。 実際の水溶液中のSEは、水中にてミセル集合体を形成
しているから1例えば、SEのミセル会台数が10個の
場合、該ミセル集合体の分子量は、モノエステル100
%として。 ◇モノエステル単量体の分子量(eoo)x t。 we、oo。 ジエステル100%として。 ◇ジエステル単量体の分子量(950)110−8,5
80トリ、エステル100%として。 ◇トリエステルノ分子量(1,118)XIO−11,
180となる。 実際のSEは、モノエステル、ジエステル及びトリエス
テルの混合物であるから、SEのミセル果合体の分子量
としては、その平均分子量を定義すればよい。 (c−3il!過膜の分画分子m> 発明目的に適った膜の選定は、次のようにして行なう。 先ず1分画分子量が200の限外濾過膜では1本膜へ水
溶液状態の反応混合物を与圧しながら供給して、未反応
部と触媒(KzC(h)から生じた塩の除去を狙っても
、当該濾過膜で分離できるのは、濾過膜の分画分子量2
00よりも低い分子量を持つ水、触媒(KzC(h)か
ら生じた塩のみである0分画分子量20Gより大きい分
子量342のショ糖は、全く濾過膜を透過しないから、
未反応部はSEより分離、除去できない。 次に、分画分子量が5,000の濾過膜の場合は。 シ、a、、触媒からの塩は、夫々の分子量が5,000
より小さいので、濾過膜の微孔を容易に通過できる。S
Eは、前述の通すミセル集合体を構成し。 ミセル会台数を例えば10個と仮定すると、そのSEミ
セル集合体の分子量はe、ooo以上と推定される。従
って、濾過膜の分画分子量が5,000より大きいと、
該ミセル果合体が微孔を通過できないものと推定される
が、この推定は実験的に確認されている。 最後に1分画分子Ik1,000の濾過膜の場合につい
ても検討したが、結果は予想の通りであった。 このように、限外濾過膜の分画分子量を適当に選定する
ことによって、SE反応混合物中の未反応部を含む不純
物の除去が可能となるゆ<(c−4i!!過膜の具備す
べき条件)SE反応混合物に含まれる未反応部と、触媒
(K2 C03)から副生じた塩の王者をSE、石鹸、
未反応の脂肪酸メチルエステル及び脂肪酸の四者より分
離しようとする場合、濾過膜の具備すべき条件は、該膜
が適当な分画分子量を有する場合。 ■ 物理的な外力に対し、抵抗力があること。 ■ 耐熱性を有し、微生物によって分解されないこと。 ■ 適当な分画分子量を持ち、処理能力の大きいこと。 ■ 耐用年数が長いこと。 [相] 経済的な価格で入手できること。 等である。 近年の限外濾過膜の製造に於る技術の進歩には著しいも
のがあるから、市販のものでも後述の通り上の条件を満
たしているものが見出される。 (c−5限外濾過の実際) 本工程の実施に好適な反応混合物の組成は、大兄、SK
を15%〜95%、未反応部を1%〜80%。 未反応脂肪酸メチルエステルヲo、s%〜10%、触媒
(K2COs)を0.05%〜7%1石鹸を2%〜6o
%、脂肪酸を0.5〜10%という範囲内のものである
。 この組成の反応混合物から、未反応部及び触媒(K2 
C84)と酸との中和反応から副生じた塩の王者を限外
濾過により除去しようとする場合1反応混合物中の脂肪
酸メチルエステルを構成する脂肪酸残基は、炭素数Ca
t〜CNの飽和のものであるのがよい。 濾過時の水溶液の温度は、脂肪酸メチルエステルの種類
とは無関係に80℃以下の温度が好ましく、同温度を超
えるとSEが分解する懸念がある0発明者らは、該温度
が特に40−80”Oの温度範回内に在るとき、最大の
濾過速度が得られることを見出した。即ち、il!過温
度を40−80℃、最適には約50℃付近に調温するこ
とにより、後述の理由で、未反応糖及び触媒(K2 C
O3)由来の塩の王者は、水と共に最も効率良く濾過膜
を通過する。この理由は、40−80℃に於てSEのミ
セル集合体の分子が巨大化する結果、ミセル集合体の総
数が減少し、未反応糖等の元来ミセル集合体の形成に関
与しない物質がSHの抵抗を受は難くなり、その分、未
反応糖等が通過し易くなることに因るものと推測される
。 公知の如く、SE水溶液は一般に40〜θo℃の間で最
大の粘度を示す(上掲書103頁参照)が、これは、そ
の温度範囲内で最大の分子量を持ち得ることを示唆する
ものであり、この事実からも。 40〜60℃の範囲で未反応糖等が最大の通過速度を示
す理由を説明できる。 かくして、40〜BO℃に維持されたSEを含む反応混
合物水溶液を、ポンプによりl −20Kg/c+a2
Gまで加圧して駆動源としての圧力をかけ、pH8,2
〜8.2の水素イオン濃度領域で限外濾過膜に接触させ
る。ここに濾過膜として、セルロース系のものは物理的
に弱いだけでなく、かつ微生物にも侵され易いので実用
上余り望ましくない、実用的に好適であるのは、支持層
で補強されたポリスルホン製もしくはポリ弗化ビニリデ
ン製の膜である。 これら両種の濾過膜は現在市販されており、耐熱性、耐
酸性、耐アルカリ性に優れ、物理的外力にも強く、しか
も微生物が膜面で増殖することもない。 前述の通り、濾過膜の分画分子量の決定に際しては、S
Hの洩れなしに未反応糖等の分離が効率よく行なわれ、
かつ濾過速度も大である範囲のものを選定することが重
要である0発明者らは、検討の結果、SHの洩れが無く
、しかも未反応糖及び副生塩の分離性が損なわれず、し
かも濾過速度を大であるという希望条件を満たす膜の分
画分子量として、 1,000〜100,000の範囲
内のものが好適であること、及び、とりわけSHの洩れ
がなく、シかも工業的な規模での処理に適したものとし
て1分画分子量s、oooの濾過膜が最も好ましいこと
を発見した。 5.Goo超過の分画分子量のものでは
、僅かではあるがSEの洩れが発生し、逆にs 、oo
o未渦の分画分子量の膜では、i!!過速度が減少する
。しかしいづれの場合でも、工業的に採算に乗らない程
の不利益をもたらすものではない。 現在市販の濾過膜のうちで、発明目的に適うものとして
は、例えば東しエンジニアリング■の販売に係る限外濾
過膜のうち、商品名(TERP−E−57)(ポリ弗化
ビニリデン系)、(丁ERP−HF−10)>  (ポ
リスルホン系)及び((TERP−HF−100>  
(ポリスルホン系)等がある。 上記濾過膜(TERP−HF−10)(分画分子量=1
0.000の限外濾過膜)によると、SE反応混合物の
水溶液(pH−7,5)の組成が下表−1の場合、温度
50℃、駆動圧を5.0 Kg/am″Gに高めたとき
の未反応糖の分離速度は、有効面積8rn”の限外濾過
膜(lユニー/ ト当り)で、5.0 Kg−糖/時に
達した。これは工業的に充分な分離速度である。かつ触
媒から副生ずる塩の分離速度も充分であった。 因に、未反応糖、触媒からの塩の除去率は、濾過膜への
通液回数の調節によって充分高めることができるので、
水膜は、工業化に極めて有利である。 このように、限外濾過膜の利用により、SE反応混合物
から、工業的かつ容易に、未反応糖及び触媒(K2 C
O3)から副生塩の王者を一括して水と共に除去するこ
とが可能となり、かくして、水のみで(溶媒を一切使用
せずに)、未反応糖及び触媒からの副生塩を除こうとす
る目的が達成される。 (d逆浸透) 以上の限外濾過手段により、被処理反応混合物中から未
反応のシ、11及び触媒から副生塩の王者を除去された
残液(S E、未反応の脂肪酸メチルエステル、石鹸及
び脂肪酸の口前の混合物を含む水溶液)の組成は、固形
公約1%〜4%、水分的98%〜88%の範囲にあるこ
とが多い、従って、そのままでは粉末状SEを得るため
の脱水用エネルギーコストが過大となることは明らかで
ある。 しかるに、本発明者らは研究の結果、逆浸透膜の利用に
より、極めて低コストの脱水、濃縮が可能となり、上記
問題を工業的に解決できることを見出した。 ここに使用する逆浸透膜が具備すべき条件としては。 ■ 限外濾過後の水溶液から水のみを透過させるもので
あること。 ■ 雑菌の繁殖によって劣化しないこと。 ■ 耐熱、耐アルカリ性であること。 ■ 水の除去能力に優れていること ■ 耐用命数が長いこと。 などであるが1本発明者らは、研究の結果、特にポリエ
ーテル系の膜がポリスルホン製の支持体で補強された。 所謂複合膜より成り、かつ、分画分子量が60である逆
浸透膜が目上好適であることを見出した。かかる目的に
適う市販品としては1例えば東しエンジニアリングーよ
り販売されているPEC100Oがある。 以上の逆浸透膜に、予め温度40℃〜60℃。 pH8,2〜8.2の領域内に調整された被処理水溶液
を加圧状態で接触させると、有効な脱水が行なわれるこ
とが可能となる。この際、pHが8.1未満ではSEが
析出して逆浸透膜の細孔を塞ぎ、水のみの細孔通過が不
可能となる。逆に、p)Iが8.3を超えると、致命的
なSHの加水分解が起こるので。 これ以上のアルカリ性にしてはならない、更に。 温度が40以下に低下すると、水分子が逆浸透膜の細孔
を通過する速度が、急激に低下する。一方、60℃以上
になると、特に長時間の逆浸透に付したときSHの加水
分解が懸念されるので、これまた回避されるべきである
。なお、これら40℃〜60℃という至適操作条件も、
前述の限外濾過温度と同様、本発明者らが見出し得た条
件である。 駆動源としての圧力は、工業的に望ましくは、50kg
/ce2G −95kg/cm2G テある。この条件
の下で、大略の水の除去速度は、逆浸透膜1m″当り0
.0B〜0.8kg水/分と、工業的規模の大きい値と
なる。 以上の好適な条件下に於ては、前記の口前の混合物を含
む水溶液は、脱水されて水分60〜96%。 固形分40〜4%になるまでHyaされる。なお必要に
応じ、逆浸透膜以外の濃縮方法、例えば真空下での蒸発
?a縮法などを併用することにより、上記の値よりも、
より高い濃度にまで濃縮することができる。
[Means for Solving the Problems] ([Required) In order to solve the above problems, 1. Powdered SE according to the present invention
The purification method is based on unreacted Si! After treating the reaction mixture containing sugar, unreacted fatty acid methyl ester, catalyst 1 soap, fatty acid, etc. with acidic water and dissolving the resulting precipitate cake in neutral water. , the unreacted sucrose and the salt generated from the catalyst are separated by contacting with an ultrafiltration membrane by passing through the membrane together with water, and the remaining sucrose fatty acid ester, unreacted fatty acid methyl ester, and soap are separated. The present invention is characterized in that an aqueous solution containing the four fatty acids is brought into contact with a reverse osmosis membrane and concentrated. Below, important matters related to the invention will be described in detail in separate sections. (a Water-based method SE synthesis reaction mixture) In the synthesis of SE using the water-based method, sucrose methyl ester, fatty acids, and soap are usually heated together with water to form an emulsion, and then the water is distilled off under reduced pressure. Then, an alkali catalyst such as potassium carbonate is added, and the temperature is further increased and heated under reduced pressure to complete the reaction. The reaction mixture obtained here has approximately the following composition. Unreacted sucrose = 1-80% Unreacted fatty acid methyl ester = 0.5-10% Catalyst (K
2 as CO3) = 0.05-7% soap = 2-60
96 Fatty acid = 0.5 to 10% Sucrose fatty acid ester = 15 to 95% Potassium carbonate (KzCO3) is typical as a catalyst used in the above water-mediated SE synthesis. Catalyst 1 used for example, sodium carbonate or sodium alkoxide can also be used. The types of soaps and fatty acid residues of fatty acids need only correspond to the above-mentioned fatty acid methyl esters. (b. Precipitation of SE with acidic water) When carrying out this step, which is the first step of the invention, acidic water is added to the SE-containing reaction mixture of the water medium method at a ratio of water: reaction mixture = 5: l to 40: l. (!i weight standard,
More preferably, water:reaction mixture is added and dissolved in a ratio of 20:1 (based on weight). Since SE is easily hydrolyzed in alkaline conditions, to prevent hydrolysis, acidic water is quickly added to the reaction mixture to reduce the pl(
Adjust the rA to 3.0 to 5.5, preferably around pH 5.5. At this time, as the acid, organic acids such as lactic acid and acetic acid, and inorganic acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid are used, but they are not limited to those exemplified on the side.
It is preferable that the temperature of the acidic water be controlled at about 10°C to 40°C. If the temperature of the acidic water exceeds 40°C, there is a risk of acid decomposition of the SE if the operation takes a long time, even over several months. Not only that, but the viscosity increases, making it difficult to operate. On the other hand, in order to maintain a low temperature of 10°C or less, it is necessary to install a refrigerator, which loses economic efficiency. Therefore, normally 10 above
It is preferable to operate within the range of .degree. C. to 40.degree. C., particularly around room temperature. By adding acidic water, some of the SE contained in one reaction mixture is eluted into the water phase, but most of the SE precipitates in the form of a cake. Dissolve in water, heat if necessary, and prepare an impure SE solution for the subsequent ultrafiltration step. In addition, when precipitating SE with one or more acidic waters, SE
Since it is necessary to remove contaminants in the cake, residual unreacted sugar, and salt by-produced by neutralization of the catalyst from the SE cake as much as possible, the target SE cake is It is desirable that the particles be finely divided into particles as small as possible.The purpose of this fine-graining is 1. This can be efficiently achieved using a fragmentation device such as Mycolloider, in which both the unreacted sugar and the salt derived from the catalyst are transferred from the precipitated SH cake into the acidic aqueous phase. In this case, it is unavoidable that some SE will elute into the acidic water phase, albeit in a substantially small amount. This is significant, so it can be effectively suppressed by relatively increasing the diester or triester content. (C ultrafiltration) (C-I M theory) SEs combine with each other under certain conditions in an aqueous solution. It is a well-known fact (Published by the applicant company (Sugar Ester Story), p. 102) that an aggregate of high-molecular-weight micelle structures is created by SE. There are various types of monoesters, such as monoesters, diesters, and triesters, in which one to three C8-C22 fatty acid residues are bonded to the oxygen atom of the hydroxyl group. Although they are larger than esters, the degree of micelle formation in water is small, so they form relatively low molecular weight (small molecular diameter) micelle aggregates.On the contrary, diesters and triesters In spite of its relatively low wood-philicity, it has extremely high micelle-forming ability, so it forms SE micelles with extremely large molecular weight (that is, large molecular diameter) in water.Commercially available SE is produced as a single monoester. It is commonly used that the monoester content is 1, for example 70% or 50%.
, 30%... As a result of repeated research aimed at solving the above problems, the present inventors found that, for example, SE with a high monoester content of 70%
Compared to SH, which has a low monoester content of 50%,
Since SE aggregates with a lower molecular weight are produced, the microscopic diameter of the aggregates is correspondingly smaller, and therefore, it passes through an ultrafiltration membrane with a fixed pore size than an SE with a monoester content of 50%. Therefore, it has an undesirable tendency to easily pass through the membrane together with unreacted sugars and by-product salts from the catalyst (formed when the catalyst is neutralized with acid). I learned. Therefore, as a countermeasure to this problem, the present inventors proposed that a filtration membrane with a small molecular weight cutoff (i.e., a small pore size) should be used to remove unreacted sugars, catalyst-derived salts, etc. from impure SE with a high monoester content. It is better to select SH with a low monoester content, and conversely
In this case, it has been found that it is convenient to select a filtration membrane with a large molecular weight cut-off (that is, a large pore size) in order to speed up the processing speed. In addition, one of the inventors said that among the substances contained in the reaction mixture, unreacted fatty acid methyl ester. As the kings of soap and fatty acids exist in a state encapsulated in the micellar structure aggregate of SE, it is virtually impossible to separate the kings of SE and these kings by filtration, as shown by many experimental results. Confirmed from. Thus, from many experimental results, the conclusion was that there are two types of impurities that can pass through a filtration membrane (with an appropriate molecular weight cutoff) together with water using pressure as a driving source: unreacted sugars and salts derived from catalysts. And on the other hand. Substances that are incorporated into the high molecular weight micelle aggregate and cannot pass through the filtration membrane include SE, unreacted fatty acid methyl ester, soap, and free fatty acids. The present inventor skillfully utilizes these facts and selects a filtration membrane with an appropriate molecular weight cutoff to eliminate the king of unreacted sugars and catalyst-derived salts in the SE reaction mixture. It was successfully separated and removed from fatty acid methyl ester, soap, and fatty acid. (c-2 Molecular weight of the substance to be filtered) In order to select an ultrafiltration membrane with an appropriate molecular weight cutoff, it is necessary to know the approximate molecular weight of the substance to be filtered. The molecular weight of the substance is as follows. O Sucrose = 342 0 Unreacted fatty acid methyl ester/stearic acid methyl ester = 2!300 Catalyst (K
When using salt/lactic acid generated by neutralizing zCO3) →
Potassium lactate = 128 When using acetic acid → Potassium acetate = 88 QSE (as a monomer that does not form micelle aggregates) Life sucrose monostearate = 800 Sucrose distearate) = 958 Sugar tristearate = 1118 Note that there is no significant difference in molecular weight of other fatty acid esters such as myristate, palmitate, arachinate, and behenate. ○Soap・Sodium stearate=298・Potassium stearate=314 0Fatty acid・Stearin m=278 0Water=18 By the way, the apparent molecular weight of the aggregate of SE micellar structure is
(hereinafter referred to as the molecular weight of the SE micelle aggregate) can be experimentally assumed as follows. SE in an actual aqueous solution forms a micelle aggregate in water. For example, when the number of SE micelles is 10, the molecular weight of the micelle aggregate is 100% of the monoester.
As a %. ◇Molecular weight (eoo) of monoester monomer x t. We, oo. As 100% diester. ◇Molecular weight of diester monomer (950) 110-8,5
80 tri, as 100% ester. ◇Triester molecular weight (1,118)XIO-11,
It becomes 180. Since the actual SE is a mixture of monoester, diester, and triester, the average molecular weight of the SE micelle aggregate may be defined as the molecular weight. (c-3il! Fractional molecules m of the membrane) Selection of a membrane suitable for the purpose of the invention is carried out as follows. First, for an ultrafiltration membrane with a molecular weight cut-off of 200, an aqueous solution is added to one membrane. Even if the reaction mixture is supplied under pressure to remove unreacted parts and salts generated from the catalyst (KzC(h)), the filtration membrane can only separate the salts with a molecular weight cutoff of 2.
Water with a molecular weight lower than 00, and sucrose with a molecular weight of 342, which is only the salt generated from the catalyst (KzC(h), with a molecular weight of 0 cutoff of 20G, do not pass through the filtration membrane at all.
Unreacted parts cannot be separated and removed by SE. Next, in the case of a filtration membrane with a molecular weight cutoff of 5,000. The salts from the catalysts each have a molecular weight of 5,000
Because it is smaller, it can easily pass through the micropores of the filtration membrane. S
E constitutes the above-mentioned micelle aggregate. Assuming that the number of micelles is 10, for example, the molecular weight of the SE micelle aggregate is estimated to be e,ooo or more. Therefore, if the molecular weight cutoff of the filtration membrane is greater than 5,000,
It is presumed that the micellar fruit aggregates cannot pass through the micropores, and this assumption has been experimentally confirmed. Finally, we also investigated the case of a filtration membrane with a molecular fraction Ik of 1,000, and the results were as expected. As described above, by appropriately selecting the molecular weight cutoff of the ultrafiltration membrane, impurities including unreacted parts in the SE reaction mixture can be removed. Conditions) SE, soap,
When attempting to separate unreacted fatty acid methyl ester and fatty acid, the filtration membrane must have an appropriate molecular weight cutoff. ■ Must be resistant to physical external forces. ■ Must be heat resistant and not decomposed by microorganisms. ■ Appropriate molecular weight cutoff and large processing capacity. ■ Long service life. [Phase] Must be available at an economical price. etc. In recent years, there have been remarkable advances in the technology for producing ultrafiltration membranes, and as will be described later, some commercially available membranes can be found that satisfy the above conditions. (Actual practice of c-5 ultrafiltration) The composition of the reaction mixture suitable for carrying out this step is described by Ohie, S.K.
15% to 95%, unreacted portion 1% to 80%. Unreacted fatty acid methyl ester s%~10%, catalyst (K2COs) 0.05%~7%1 soap 2%~6o
%, and the fatty acid content is within the range of 0.5 to 10%. From the reaction mixture with this composition, unreacted parts and catalyst (K2
When attempting to remove by ultrafiltration the king of salts produced by the neutralization reaction between C84) and an acid, the fatty acid residues constituting the fatty acid methyl ester in the reaction mixture have a carbon number of Ca
It is preferable that the material is saturated between t and CN. The temperature of the aqueous solution during filtration is preferably 80°C or lower, regardless of the type of fatty acid methyl ester; if it exceeds the same temperature, there is a concern that SE will decompose. It has been found that the maximum filtration rate can be obtained when the temperature is within the temperature range of O. That is, by adjusting the il! supertemperature to 40-80°C, optimally around 50°C, For reasons described below, unreacted sugar and catalyst (K2C
The king of salts derived from O3) passes through the filter membrane most efficiently together with water. The reason for this is that at 40-80°C, the molecules of SE micelle aggregates become gigantic, resulting in a decrease in the total number of micelle aggregates, and substances that are not originally involved in the formation of micelle aggregates, such as unreacted sugars, are It is presumed that this is because it becomes difficult to resist the resistance of SH, making it easier for unreacted sugars and the like to pass through. As is known, an SE aqueous solution generally exhibits its maximum viscosity between 40 and θoC (see above, p. 103), which suggests that it can have its maximum molecular weight within that temperature range. , also from this fact. This can explain the reason why unreacted sugars etc. show the maximum passing rate in the range of 40 to 60°C. Thus, the aqueous reaction mixture solution containing SE maintained at 40 to BO°C was pumped to l −20 Kg/c+a2
Pressurize to G and apply pressure as a driving source, pH 8.2
Contact with the ultrafiltration membrane in the hydrogen ion concentration range of ~8.2. Cellulose-based membranes are not only physically weak but also easily attacked by microorganisms, so they are not very desirable in practical terms.Practical membranes that are suitable are polysulfone membranes reinforced with a support layer. Or a membrane made of polyvinylidene fluoride. Both types of filtration membranes are currently commercially available and have excellent heat resistance, acid resistance, and alkali resistance, are resistant to external physical forces, and do not allow microorganisms to grow on the membrane surface. As mentioned above, when determining the molecular weight cutoff of a filtration membrane, S
Unreacted sugars, etc. are efficiently separated without H leakage,
It is important to select a product that also has a high filtration rate.As a result of investigation, the inventors found that there is no leakage of SH, and the separation of unreacted sugars and by-product salts is not impaired. The molecular weight cutoff of the membrane that satisfies the desired condition of high filtration rate is preferably within the range of 1,000 to 100,000, and in particular, there is no leakage of SH, and it may be suitable for industrial use. It has been discovered that a filtration membrane with a molecular weight cut-off of 1 s, ooo is most preferable as one suitable for large-scale processing. 5. With molecular weight cut-offs exceeding Goo, SE leakage occurs, albeit slightly, and conversely, s, oo
o For unvortexed molecular weight cut-off membranes, i! ! Overspeed is reduced. However, in either case, it does not bring about such a disadvantage that it is not industrially profitable. Among currently commercially available filtration membranes, those suitable for the purpose of the invention include, for example, among the ultrafiltration membranes sold by Toshi Engineering ■, the product name (TERP-E-57) (polyvinylidene fluoride type); (TERP-HF-10)> (Polysulfone-based) and ((TERP-HF-100>
(polysulfone type), etc. The above filtration membrane (TERP-HF-10) (molecular weight cutoff = 1
0.000 ultrafiltration membrane), if the composition of the aqueous solution (pH-7.5) of the SE reaction mixture is as shown in Table-1 below, the temperature is 50°C and the driving pressure is 5.0 Kg/am''G. The rate of separation of unreacted sugars when increased reached 5.0 Kg-sugar/hour with an ultrafiltration membrane (1 unit/ton) with an effective area of 8 rn''. This is an industrially sufficient separation rate. Moreover, the rate of separation of the salt by-product from the catalyst was also sufficient. Incidentally, the removal rate of unreacted sugars and salts from the catalyst can be sufficiently increased by adjusting the number of times the liquid passes through the filtration membrane.
Water films are extremely advantageous for industrialization. Thus, by using an ultrafiltration membrane, unreacted sugars and catalyst (K2C) can be industrially and easily removed from the SE reaction mixture.
It is now possible to remove the king of by-product salts from O3) together with water, and in this way, unreacted sugars and by-product salts from the catalyst can be removed using only water (without using any solvent). The purpose is achieved. (d Reverse Osmosis) The residual liquid (SE, unreacted fatty acid methyl ester, unreacted fatty acid methyl ester, The composition of the aqueous solution (containing a preparative mixture of soap and fatty acids) is often in the range of approximately 1% to 4% solids and 98% to 88% water, therefore, as is, it is difficult to obtain a powdered SE. It is clear that the energy cost for dehydration is excessive. However, as a result of research, the present inventors have found that the use of reverse osmosis membranes enables extremely low-cost dehydration and concentration, and that the above problems can be solved industrially. The conditions that the reverse osmosis membrane used here must meet are: ■ It must allow only water to pass through from the aqueous solution after ultrafiltration. ■ Do not deteriorate due to bacterial growth. ■ Must be heat resistant and alkali resistant. ■ Excellent water removal ability ■ Long service life. As a result of research, the present inventors have found that polyether membranes in particular are reinforced with polysulfone supports. It has been found that a reverse osmosis membrane made of a so-called composite membrane and having a molecular weight cutoff of 60 is suitable. A commercially available product suitable for this purpose is, for example, PEC100O sold by Toshi Engineering. The above reverse osmosis membrane is preheated to a temperature of 40°C to 60°C. When an aqueous solution to be treated whose pH is adjusted to a pH range of 8.2 to 8.2 is brought into contact with the solution under pressure, effective dehydration can be carried out. At this time, if the pH is less than 8.1, SE will precipitate and block the pores of the reverse osmosis membrane, making it impossible for only water to pass through the pores. Conversely, if p)I exceeds 8.3, fatal SH hydrolysis will occur. It should not be made more alkaline than this. When the temperature drops below 40°C, the rate at which water molecules pass through the pores of the reverse osmosis membrane decreases rapidly. On the other hand, if the temperature exceeds 60°C, there is a concern that SH may be hydrolyzed, especially when subjected to long-term reverse osmosis, and this should also be avoided. Furthermore, these optimum operating conditions of 40°C to 60°C also
Similar to the ultrafiltration temperature described above, this is a condition discovered by the present inventors. The pressure as a driving source is industrially preferably 50 kg.
/ce2G -95kg/cm2G There is. Under these conditions, the approximate water removal rate is 0 per meter of reverse osmosis membrane.
.. 0B to 0.8 kg water/min, which is a large value on an industrial scale. Under the above preferred conditions, the aqueous solution containing the pre-mouth mixture is dehydrated to a water content of 60-96%. Hya until the solid content is 40-4%. If necessary, use a concentration method other than reverse osmosis membrane, such as evaporation under vacuum. By using the a reduction method etc., the above value is
Can be concentrated to higher concentrations.

【作用】[Effect]

水媒法SE合成反応混合物は、目的物のSE以外に、未
反応の糖、未反応の脂肪酸メチルエステル、残留触媒1
石鹸、ti敲脂肪酸等の不純物を含む、この不純反応混
合物に酸性の水を加えると。 未反応の糖は水相中に溶解、移行し、残余の未反応の脂
肪酸メチルエステル、触媒由来の副生塩。 石鹸、遊離脂肪酸等の不純物は、SEと共にケーキ状に
沈殿する。このケーキを中性の水中に再溶解させ、適当
な分画分子量を持つ限外濾過膜に接触させると、一部の
残存未反応糖及び触媒由来の副生塩は水と共に該膜を透
過して除去される。 この透過物を逆浸透膜で処理すると、少量の未反応の脂
肪酸メチルエステル、石鹸及び脂肪酸を夾雑する精製さ
れたSEの濃縮物が得られる。 (以下余白)
The aqueous method SE synthesis reaction mixture contains, in addition to the target SE, unreacted sugar, unreacted fatty acid methyl ester, and residual catalyst 1.
When acidic water is added to this impure reaction mixture, which contains impurities such as soap, tidal fatty acids, etc. Unreacted sugars dissolve and migrate into the aqueous phase, leaving behind unreacted fatty acid methyl esters and by-product salts derived from the catalyst. Impurities such as soap and free fatty acids precipitate together with SE in the form of a cake. When this cake is redissolved in neutral water and brought into contact with an ultrafiltration membrane with an appropriate molecular weight cutoff, some remaining unreacted sugars and by-product salts derived from the catalyst pass through the membrane together with water. removed. When this permeate is treated with a reverse osmosis membrane, a purified SE concentrate is obtained which is contaminated with small amounts of unreacted fatty acid methyl esters, soaps and fatty acids. (Margin below)

【実施例】【Example】

以下、実施例により発明実施の態様及び効果を説明する
が1例示は当然説明用のものであって。 発明思想の内包や外延を限るものではない。 罠旌五ニュ 常法(水媒法合成)に従って、ステアリン酸メチルエス
テルとシ、糖との水溶液状混合物に、炭酸カリウム(K
2 CO3)及びステアリン酸ナトリウムを加えて減圧
下に加熱し、下表−2の組成の反応混合物を得た。 れに50℃の水を加えて溶解させた後、苛性ソーダ液で
p)Iを中性に調整した。 得られた中性の水溶液を、前掲限外濾過膜(商品名(T
ERP−E−5)>  (分画分子量5,000 )を
装置した膜面a8rn’のスパイラル形4″円筒ユニッ
トに送液した。このときの運転条件は。 送付圧力= 8 、5kg/em2 G 〜9 、2k
g/cm2 G送液温度=53.O℃〜53.5℃ 以上の反応混合物100kgに、塩酸水4,100kg
を添加して精製した白色のSEケーキを濾取し、こであ
った。 通液開始から9時間後に、ili過膜より排出された濾
液中に溶存しているシM糖の量は1反応混合物中に当初
含まれていた未反応糖の49%であった。また濾液中へ
のSHの洩れは、反応混合物中に最初含まれていた量に
対して僅か0,3zであった。更に塩は1反応混合物中
に当初含まれた量の52%が濾液中へ除去されていた。 以上の操作によって、濃縮された反応混合物の液量は2
,000kgとなり、他方濾過膜を通過した濾液の量は
2,200kgとなっていた。 次に、上の濃縮液2,000kgに、再び2,200k
gの脱イオン水を添加し、50℃で60分間攪拌、溶解
させ、pHを7.4にした後、もう−度前述の濾過膜に
供給した。 前述と大略同条件で運転を行なったところ、通液8時間
後に、濃縮液848 kgが得られた。この濃縮液の組
成は下−表3の通りであって。 (以下余白) 表−3 この結果から、目的とするショ糖ステアリン酸エステル
の8S%以上を回収できた以外に、未反応糖の80%、
塩の略々88%が夫々除去されていることが判った。し
かし未反応のステアリン酸メチル、ステアリン酸及びス
テアリン酸塩の王者は。 ショ糖ステアリン酸エステルに随伴しているため除去さ
れていなかった。 次に、上の再濃縮液1,510 kgを、東しエンジニ
アリング輛販売に係る逆浸透11i2(商品名(PE1
000)分画分子量=BO)を装置した膜面a8ゴのス
パイラル型円筒ユニットに温度50℃で供給した。この
際の運転条件は、 表−4 送付圧力=57kg/cm2c 〜59kg/cm2G
液のpH=7.8 であった。 7時間後、逆浸透膜で濃縮された濃縮液の量は700 
kgであった(計算上の濾液量は810 kg) 、こ
の濃縮液の組成は、下表−4の如くであり、濃縮液中の
水の略々半量を逆浸透膜を通して除去できることが確認
された。 (以下余白) であうた。 このように、濃縮液中の水の大略半量だけが逆浸透膜を
通して除去できることが知られた。
Hereinafter, the embodiments and effects of the invention will be explained with reference to examples, but the examples are of course for illustrative purposes only. It does not limit the connotation or extension of the inventive idea. According to the conventional method (aqueous synthesis), potassium carbonate (K
2 CO3) and sodium stearate were added and heated under reduced pressure to obtain a reaction mixture having the composition shown in Table 2 below. After adding water at 50°C and dissolving it, p)I was adjusted to neutrality with a caustic soda solution. The obtained neutral aqueous solution was filtered using the ultrafiltration membrane (trade name (T)) mentioned above.
ERP-E-5)> (molecular weight cut off 5,000) was sent to a spiral-shaped 4" cylindrical unit with a membrane surface a8rn' equipped with a 4" cylindrical unit with a membrane surface a8rn'. The operating conditions at this time were: Delivery pressure = 8, 5 kg/em2 G ~9, 2k
g/cm2 G liquid feeding temperature=53. Add 4,100 kg of hydrochloric acid to 100 kg of the reaction mixture at 0°C to 53.5°C.
The purified white SE cake was collected by filtration. Nine hours after the start of liquid passage, the amount of SiM sugar dissolved in the filtrate discharged from the ILI membrane was 49% of the unreacted sugar originally contained in one reaction mixture. Also, the leakage of SH into the filtrate was only 0.3z compared to the amount originally contained in the reaction mixture. Furthermore, 52% of the amount of salt originally contained in one reaction mixture was removed into the filtrate. By the above operations, the liquid volume of the concentrated reaction mixture is 2
,000 kg, and the amount of filtrate that passed through the filtration membrane was 2,200 kg. Next, add 2,200 kg of the above concentrate to 2,200 kg of the above concentrate.
g of deionized water was added, stirred at 50° C. for 60 minutes to dissolve, and after adjusting the pH to 7.4, it was again fed to the above-mentioned filtration membrane. When the operation was carried out under approximately the same conditions as described above, 848 kg of concentrated liquid was obtained after 8 hours of liquid passage. The composition of this concentrate is shown in Table 3 below. (Margin below) Table 3 From these results, in addition to recovering 8S% or more of the target sucrose stearate, 80% of the unreacted sugar,
Approximately 88% of the salt was found to be removed in each case. However, unreacted methyl stearate is the king of stearic acid and stearate. It was not removed because it was associated with sucrose stearate. Next, 1,510 kg of the above reconcentrate was poured into reverse osmosis 11i2 (product name (PE1) sold by Toshi Engineering Co., Ltd.
000) Molecular weight cut off = BO) was supplied at a temperature of 50° C. to a spiral-shaped cylindrical unit with a membrane surface of A8. The operating conditions at this time are Table 4: Feeding pressure = 57kg/cm2c ~ 59kg/cm2G
The pH of the solution was 7.8. After 7 hours, the amount of concentrated liquid concentrated with the reverse osmosis membrane was 700
The composition of this concentrate was as shown in Table 4 below, and it was confirmed that approximately half of the water in the concentrate could be removed through the reverse osmosis membrane. Ta. (Left below) Deauta. Thus, it has been found that only approximately half of the water in the concentrate can be removed through the reverse osmosis membrane.

【発明の効果】【Effect of the invention】

以上説明した通り1本発明に係るショ糖脂肪酸エステル
の精製方法は、酸性の水によるショ糖脂肪酸エステル沈
殿法、限外濾過法及び逆浸透法を系列的に組合わせるこ
とにより、精製用の有機溶媒を全く使用せずに、水媒法
ショ糖脂肪酸エステル合成反応混合物中より経済的に高
純度のショ糖脂肪酸エステルに精製する技術を提供し得
ものであって、以下の如き具体的効果を奏しうることに
より、産業上多大の価値を有するものである。 ■ 合成に於ても、また精製に於ても、溶媒を全く使用
することなく、安価な水の使用でショ糖脂肪酸エステル
の精製が可能であること。 ■ 有機溶媒を使用しないので、高価な防爆仕様の電気
装置が不要となること。 ■ 有機溶媒を使用しないので、溶剤による爆発、火災
等の懸念がないこと。 ■ 有機溶媒を使用しないので、溶媒が製品中へ混入す
る恐れがないこと。 ■ 有機溶媒を使用しないから、溶媒蒸気による従業員
への悪影響がないこと。 ■ 上記諸理由から工業的規模のプラント化が極めて容
易であること。 ■ 安全で低価格なプラント化が可能であること。 特許出願人 第一工業製薬株式会社
As explained above, the method for purifying sucrose fatty acid esters according to the present invention involves sequentially combining sucrose fatty acid ester precipitation with acidic water, ultrafiltration, and reverse osmosis. It is possible to provide a technology for economically purifying sucrose fatty acid ester from a water-based sucrose fatty acid ester synthesis reaction mixture without using any solvent, and has the following specific effects. It has great industrial value because of its performance. ■ It is possible to purify sucrose fatty acid ester using inexpensive water without using any solvents in either synthesis or purification. ■ Since no organic solvents are used, there is no need for expensive explosion-proof electrical equipment. ■ Since no organic solvents are used, there is no concern about explosions or fires caused by solvents. ■ Since no organic solvent is used, there is no risk of the solvent getting mixed into the product. ■ Since no organic solvents are used, there is no negative impact on employees due to solvent vapors. ■ For the above reasons, it is extremely easy to create an industrial-scale plant. ■ It is possible to create a safe and low-cost plant. Patent applicant Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 未反応のショ糖、未反応の脂肪酸メチルエステル、
触媒、石鹸、脂肪酸等を含む水媒法ショ糖脂肪酸エステ
ル含有反応混合物を酸性の水で処理し、生成した沈殿ケ
ーキを中性の水に溶解させた後、限外濾過膜と接触させ
て未反応のショ糖、触媒から生成した塩の二者を水と共
に該膜を透過させて分離し、残余のショ糖脂肪酸エステ
ル、未反応の脂肪酸メチルエステル、石鹸及び脂肪酸の
四者を含む水溶液を逆浸透膜と接触させて濃縮すること
を特徴とするショ糖脂肪酸エステルの精製方法。 2 反応混合物の組成が、 未反応ショ糖=1〜80% 未反応脂肪酸メチルエステル=0.5〜10%触媒(K
_2CO_3として)=0.05〜7%石鹸=2〜60
% 脂肪酸=0.5〜10% ショ糖脂肪酸エステル=15〜95% である請求項1記載の製造方法。 3 ショ糖脂肪酸エステル含有反応混合物の液性が、乳
酸、酢酸、硫酸及び塩酸からなる群から選ばれた酸によ
りpH3.0〜5.5の範囲内に調整される請求項1記
載の製造方法。 4 ショ糖脂肪酸エステル含有反応混合物の水溶液の温
度が40℃〜60℃であり、かつ、該反応混合物に対す
る加水量が、水/反応混合物=5〜40(重量基準)と
なる量である請求項1記載の製造方法。 5 限外濾過膜が、ポリスルホン系又はポリ弗化ビニリ
デン系樹脂から構成され、かつその分画分子量が1,0
00〜100,000である請求項1記載の製造方法。 6 限外濾過時の圧力が、1〜20kg/cm^2であ
る請求項1記載の製造方法。 7 限外濾過時の被濾過液のpHが6.2〜8.2であ
る請求項1記載の製造方法。 8 脂肪酸メチルエステルを構成する脂肪酸残基の炭素
数が16〜22であり、かつ、石鹸及び脂肪酸の脂肪酸
残基が、前記脂肪酸メチルエステルを構成する脂肪酸残
基と共通である請求項1又は2記載の製造方法。 9 逆浸透膜がポリエーテル系樹脂から構成され、かつ
その分画分子量が60である請求項1記載の製造方法。 10 逆浸透時の圧力が、50〜65kg/cm^2G
である請求項1記載の製造方法。 11 逆浸透膜を透過しなかった反応混合物の水溶液を
濃縮してスラリー化する請求項1記載の製造方法。
[Claims] 1. Unreacted sucrose, unreacted fatty acid methyl ester,
The aqueous method sucrose fatty acid ester-containing reaction mixture containing catalyst, soap, fatty acids, etc. is treated with acidic water, the resulting precipitate cake is dissolved in neutral water, and then brought into contact with an ultrafiltration membrane to remove the untreated water. The sucrose from the reaction and the salt produced from the catalyst are separated by passing through the membrane together with water, and the aqueous solution containing the remaining sucrose fatty acid ester, unreacted fatty acid methyl ester, soap, and fatty acid is inverted. A method for purifying sucrose fatty acid ester, which comprises concentrating it by contacting it with a permeable membrane. 2 The composition of the reaction mixture is: Unreacted sucrose = 1-80% Unreacted fatty acid methyl ester = 0.5-10% Catalyst (K
_2CO_3) = 0.05-7% soap = 2-60
% fatty acid = 0.5 to 10% sucrose fatty acid ester = 15 to 95%. 3. The manufacturing method according to claim 1, wherein the liquid property of the sucrose fatty acid ester-containing reaction mixture is adjusted to a pH of 3.0 to 5.5 with an acid selected from the group consisting of lactic acid, acetic acid, sulfuric acid, and hydrochloric acid. . 4. The temperature of the aqueous solution of the sucrose fatty acid ester-containing reaction mixture is 40°C to 60°C, and the amount of water added to the reaction mixture is such that water/reaction mixture = 5 to 40 (by weight). 1. The manufacturing method described in 1. 5 The ultrafiltration membrane is composed of polysulfone-based or polyvinylidene fluoride-based resin, and has a molecular weight cut-off of 1.0
2. The manufacturing method according to claim 1, wherein the amount is from 00 to 100,000. 6. The manufacturing method according to claim 1, wherein the pressure during ultrafiltration is 1 to 20 kg/cm^2. 7. The manufacturing method according to claim 1, wherein the pH of the filtrate during ultrafiltration is 6.2 to 8.2. 8. Claim 1 or 2, wherein the fatty acid residue constituting the fatty acid methyl ester has 16 to 22 carbon atoms, and the fatty acid residues of the soap and fatty acid are common to the fatty acid residue constituting the fatty acid methyl ester. Manufacturing method described. 9. The manufacturing method according to claim 1, wherein the reverse osmosis membrane is made of a polyether resin and has a molecular weight cut off of 60. 10 Pressure during reverse osmosis is 50-65kg/cm^2G
The manufacturing method according to claim 1. 11. The manufacturing method according to claim 1, wherein the aqueous solution of the reaction mixture that has not passed through the reverse osmosis membrane is concentrated to form a slurry.
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