JPH02138194A - 粉末状ショ糖脂肪酸エステルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野］ 本発明は粉末状ショ糖脂肪酸エステルの製造方法、さらに詳しくは溶媒を全く使用せずに、水のみを用いて工業的に粉末状のショ糖脂肪酸エステルを製造する方法に関するものである。 【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は
、工業的にショ糖と０８〜Ｃ２２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）中で適巴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、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５１−１４４９５号）により得ら
れている。しかし、これら二種の合成法のいずれによっ
ても、その反応混合物中には、目的とするショ糖脂肪酸
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、残留触媒、石鹸、遊離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、ショ糖脂肪酸エステル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、工業的規模でショ糖脂肪酸エ
ステルの生産に携わる工場においては、溶媒回収の手数
、火災の危険性、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４２−１１５［１８や開開４８−１０４４８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。 ■　製品ショ糖脂肪酸エステル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、ひいてはこれによる工数
の増大の原価の上昇。

【発明が解決しようとする課８】 このような状況から、従来、無溶媒で、即ち、合成にお
いても、また精製においても人以外の溶剤を全く使用せ
ずに、ショ糖脂肪酸エステルを合成しかつ精製できる技
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、ショ糖脂肪酸エステル
を製造する技術を確立することである。

【課題を解決するだめの手段】

（概要） 以上の課題を解決せんがため、本発明に係る粉末状ショ
糖脂肪酸エステルの製造方法は、水媒法によって合成さ
れた未反応のショ糖、未反応の脂肪酸メチルエステル、
触媒、石鹸、脂肪酸等を含むショ糖脂肪酸エステル含有
反応混合物を、中性のｐ）ｌ＠域になるように５Ａ節後
、適当な温度下に中性塩を含む木を加えて沈殿したケー
キを濾別して、水に溶解させ、得られた水溶液を加圧下
に限外濾過膜に接触させて未反応のショ糖、触媒から生
成した塩及び中性塩の王者を水と共に除膜を透過させて
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、石鹸及び脂肪酸の囲者を含む水溶液を
、加圧下に逆浸透膜と接触させるか、又は更に必要に応
じ該水溶液を蒸発濃縮して適当な濃度のスラリー化した
後、噴霧乾燥することを特徴とする。以下、発明の原理
、実施条件その他、発明の詳細につき記述する。 （ａ　中性塩を溶解した水によるショ糖エステルの沈殿
） ｐＨ−３，５〜５．５、温度１０〜４０℃程度に調整、
調温されたショ糖脂肪酸エステル反応混合物の水溶液に
中性塩を溶解した水を加えることによってＳＥは沈殿し
てケーキ状となり、未反応のショ糖などの不純物は溶解
状となる。これに使用される中性塩は、例えば食塩、芒
硝、及び酢酸塩、乳酸塩等が適当であるが、別設例示の
もののみに限る訳ではない。 このようにして、ケーキ側から不純物を除去することが
できる。 以上のＳＥの沈殿に当たり、その温度が４０℃以上とな
ると、操作が長時間、例えば数ケ月にも及んだとき、Ｓ
Ｅの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、この中性塩を含む水によるＳＨの沈殿に際しては
、ＳＥケーキ中に残留している未反応糖、加えられた中
性塩及び触媒の中和により副生じた塩の三者を、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
、該水中で、可能な限り小さい粒子径になるまで細断さ
れているのが望ましい。この目的は、例えば１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
サイダー）等の細分化装置により効率的に達成でさ、未
反応糖、触媒由来の塩及び、加えられた中性塩の王者は
、沈殿ＳＨのケーキから水相中に移行する。 但し、実質的に少量であるとは云いながら、この際一部
のＳＥが酸性水相に溶出するのは避けられない、この水
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
ることによって減することができる。 以上の操作によるＳＨの沈殿の後、濾別して後ＳＥ沈殿
に加水して、ＳＥの水溶液を調整し１次の限外濾過に移
る。 （ｂ　限外濾過） （ｂ−１原理） ショ糖脂肪酸エステルが、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（ショ糖エステル物語））１０
２頁）の事実である。 ところでショ糖脂肪酸エステルには、ショ糖の分子の８
個の水酸基の酸素原子のいずれかに。 夫々１個〜３個の０８〜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、親水性がジエステル
やトリエステルに比較して大きい代りに、水中における
ミセル形成の度合いが小さいので、比較的低分子量の（
分子の直径の小さい）ショ糖脂肪酸エステルミセル集合
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）ショ糖脂肪酸エステルミセル集合体を形成す
る。市販のショ糖脂肪酸エステルでは、モノエステル単
品として製造されることは椙であって、通常はモノエス
テルの含量が、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０指して研究を重ねた
結果、例えば、モノエステルの含量が７０％と多いショ
糖脂肪酸エステルは、モノエステル含量が５０％と少な
いショ糖脂肪酸エステルに比べて、より低分子量のショ
糖脂肪酸エステル集合体を作るので、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％のショ糖脂
肪酸エステルよりも通過し易く、このため、未反応の糖
や触媒からの副生塩（触媒を酩で中和したとき形成され
たもの）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
不純ショ糖脂肪酸エステルから未反応の糖、触媒由来の
塩等を除去したい場合は、分画分子量の小さい（即ち、
孔径の小さい）ｉｌ！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ショ糖脂肪酸エステルの
場合には、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速めるため好都合であ
ることを見出した。 尚、発明者らは、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
三者は、ショ糖脂肪酸エステル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、シ、糖脂肪酸エステル
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
、及び加えられた中性塩の王者であり、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、未反応の
糖、触媒由来の塩及び加えられた中性塩の王者をショ糖
脂肪酸エステル、未反応の脂肪酸メチルエステル、石鹸
及び脂肪酸の囲者から分離、除去するのに成功したもの
である。 （ｂ−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。 ○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＝２９０ ０触媒（Ｋｚ　Ｃ０３）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＝９８ ０加えられた中性塩 食塩の場合＝　５８．５ 芒硝の場合＝　１４２．０ Ｏショ糖脂肪酸エステル（ミセル集合体を作らない単量
体として） シ厘糖モノステアレート＝６００ シ、糖ジステアレー）＝９５８ ショ糖トリステアレート＝１，１１８ 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 ステアリン酸　＝２７８ ０水　　　　　　　＝１８ ところで、ショ糖脂肪酸エステルのミセル構造の集合体
の見掛は分子量（以下（ショ糖脂肪酸エステルミセル集
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。 実際の水溶液中のショ糖脂肪酸エステルは、水中にてミ
セル集合体を形成しているから、例えば、ショ糖脂肪酸
エステルのミセル会合数が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（８００）Ｘ　１０＝　
ｓ、ｏｏ。 ジエステル１００％として、 ◇ジエステル単量体の分子量（９５０）ｚｌｏ＝　８，
５８０トリ工ステル１００％として、 ◇トリエステルの分子量（１，１１８）ＸＩＯ＝＋１，
１８０となる。 実際のショ糖脂肪酸エステルは、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、ショ糖脂肪
酸エステルのミセル集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。 （ｂ−３波過膜の分画分子量） 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、分画分子量が２００の限外濾過膜では、水膜へ水
溶液状態の反応混合物を与圧しながら供給して、未反応
糖と触媒（Ｋ２ＣＯ２）から生じた塩及び加えられた中
性塩の除去を狙っても、その濾過膜で、分離され得るの
は、濾過膜の分画分子量２００よりも低い分子量を持つ
水、触媒（Ｋ２　Ｃ（ｈ　）から生じた塩及び加えられ
た中性塩のみである０万両分子量２００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
反応糖はショ糖脂肪酸エステルより分離、除去できない
。 次に、分画分子量が５，０００の濾過膜の場合は、ショ
糖、触媒からの塩は、夫々の分子量がｓ、ｏｏ。 より小さいので、濾過膜の微孔を容易に通過できる。シ
ョ糖脂肪酸エステルは、前述の通すミセル集合体を構成
し、ミセル会合数を例えば１０個と仮定すると、そのシ
ョ糖脂肪酸エステルミセル集合体の分子量はｅ　、ｏｏ
ｏ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、該ミセル集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分画分子量ｔ、ｏｏｏ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、ショ糖脂肪酸エステル反応混合物中の未
反応糖を含む不純物の除去が可能となる。 （ｂ−４濾過膜の具備すべき条件） ショ糖脂肪酸エステル反応混合物に含まれる未反応糖と
、触媒（Ｋ２ＣＯ２）から副生じた塩と、加えられた中
性塩の王者をショ糖脂肪酸エステル、石鹸、未反応の脂
肪酸メチルエステル及び脂肪酸の囲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、ｐＡｇ！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。 ■　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おけ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。 （ｂ−５限外濾過の実際） 本発明の実施に好適な反応混合物の組成は、大兄、シ、
糖脂肪酸エステルを１５％〜３５％、未反応糖を１％〜
８０％、未反応脂肪酸メチルエステルを０．５％〜１０
％、触媒（Ｋ２　ＣＯ３）を０．０５％〜７％、石鹸を
２％〜６０％、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側、触
媒（Ｋ２　ＣＣｈ　）と酸の中和から生成する塩及び加
えられた中性塩の王者を限外濾過により除去しようとす
る場合、反応混合物中の脂肪酸メチルエステルは、脂肪
酸残基の炭素数ＣＩ６〜Ｃ２２のものであって、かつそ
れから誘導されるショ糖脂肪酸エステルは、飽和である
のが良い。 ショ糖脂肪酸エステル合成に供せられる触媒としては、
炭酸カリ（Ｋ２　ＣＯ３）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。 石鹸、脂肪酸の種類は、上記の脂肪酸メチルエステルに
対応しておればよい。 本発明の実施に際しては、前述の水媒法合成になるショ
糖脂肪酸エステル反応混合物に、中性塩、水を、水：反
応混合物＝５：１〜４０：１（重量比）になるように、
さらに好ましくは、水：反応混合物＝２０：１（重量比
）の割合で加えて溶解させる。ショ糖脂肪酸エステルは
アルカリ性下において加水分解を受は易いから、その加
水分解を防ぐため、液のＰＨを６．５〜８．５に調整し
、この際、用いる中性塩としては、例えば乳酸ソーダ、
酢酸ソーダや食塩、芒酸が利用される。加えられるべき
中性塩としては、大略２〜１０％程度の水溶液濃度が好
適である。このようにすれば、ショ糖脂肪酸エステルの
一部は溶解するが、多くの割合のＳＥは沈殿する。 沈殿ケーキを濾別して、沈殿ケーキに水を加え、必要に
応じて加熱して、溶解状態のＳＥを得て後、５０℃近辺
に保ち、限外濾過に通すことによって、不純物が除去さ
れる。 発明者らは、該温度が特に４０〜ｅｏ’ｃの温度範囲内
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、濾過温度を４０〜６０℃、最適には約５０℃付
近に調温することにより、後述の理由で、未反応側、触
媒（Ｋ２１ＣＯ３）からの塩及び加えられた中性塩の王
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、４０〜６０℃に於てショ糖脂肪酸エステルのミセ
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、未反応側等の元来ミセル集合体の形成に関与
しない物質がショ糖脂肪酸エステルの抵抗を受は難くな
り、その分、未反応側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、ショ糖脂肪酸エステル水溶液は一般に４０
〜６０℃の間で最大の粘度を示す（上掲書１０３頁）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
℃の範囲で未反応側等が最大の通過速度を示す理由を説
明できる。 かくして、４０〜６０℃に維持されたショ糖脂肪酸エス
テルを含む反応混合物水溶液を、ポンプにより１〜２０
　Ｋｇ／ｃ１２Ｇまで加圧して駆動源としての圧力をか
け、ＰＨ６，２〜８．２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、シ
ョ糖脂肪酸エステルの洩れなしに未反応側等の分離が効
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。 発明者らは、検討の結果、ショ糖脂肪酸エステルの洩れ
が無く、しかも未反応側、塩の分離性が損なわれず、し
かも濾過速度が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、とりわけショ糖脂肪酸
エステルの洩れなく、しかも工業的な規模での処理に適
したものとして５分画分子量５，０００の濾過膜が最も
好ましいことを発見した。　５，０００超過の分画分子
量のものでは、僅かではあるがショ糖脂肪酸エステルの
洩れが発生し、逆に５，０００未満の分画分子量の膜で
は、濾過速度が減少する。しかしいずれの場合でも、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。 現在重版の濾過膜のうちで、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輛の販売に係る限界濾
過膜のうち、商品名＜（ＴＥＲＰ−Ｅ−５＞１（ポリ弗
化ビニリデン系）、（ＴＥＲＰ−）ＩＦ−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、ショ糖脂肪酸エス
テル反応混合物の水溶液（ｐＨ−７，５）で、水溶液中
の組成が下表−１の場合で、温度５０″Ｃ１駆動圧を５
．０　Ｋｇ／ｃゴ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（１ユニット当り）
で、５．０　Ｋｇ・糖／時に達した。これば工業的に充
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、触媒からの塩及び
加えられた中性塩の除去率は、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、氷膜は、工業
化に極めて有利である。 表−１（反応混合物とその水溶液の組成）ショ糖脂肪酸
エステル （ステアレー））　　　　　　　　　　　４７．０Ｋｇ
未反応シヨ＠　　　　　　　　　　　　４７．０触媒（
Ｋ２ＣＣｈ）　　　　　　　　　　　　　０．５未反応
脂肪酸メチル（ステアレート）　　１．５石鹸（ステア
リン酸カリ）３．０ このように、限外濾過膜の利用により、ショ糖脂肪酸エ
ステル反応混合物から、工業的に容易に未反応糖、触媒
（Ｋ２　Ｃ０３）からの副生塩及び加えられた中性塩の
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、未反応糖と
塩を除こうとする目的が達成される。 （Ｃ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
反応のショ糖、塩を除去された残液（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
の囲者の混合物を含む水溶液）の組成は、固形公約１％
〜４％、水分的８８％〜９６％の範囲にあることが多い
、従って、そのままでは粉末状ショ糖脂肪酸エステルを
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、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８０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、例えば東しエンジニアリング■よ
り販売されているＰＲＣｌｏｏＯがある。 以上の逆浸透膜に、予め温度４０℃〜６０℃１ＰＨ８，
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６．１未満ではショ糖脂肪酸エ
ステル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、ｐｕが８．３を超えると、
致命的なショ糖脂肪酸エステル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ショ糖脂肪酸
エステル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
／ｃｍ２Ｇ　〜９５ｋｇ／ｃ＋＋１２Ｇである。この条
件の下で、大略の水の除去速度は、逆浸透膜１ｍ″当り
０．０６〜０．８ｋｇ氷／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おいては、目的とする前記の囲者
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％になるまで濃縮される。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濃
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。但し１次記噴霧
乾燥手段の適用を困難にする濃度にまで濃縮するのは好
ましくない。 （ｄ　噴霧乾燥） 以上の逆浸透等による濃縮液（残液）は水分６０〜８６
％を含む一種の泥漿（スラリー）一種である９本スラリ
ーの脱水、乾燥手段として、従来公知の真空乾燥機（例
えば、溝型の攪拌型乾燥機）を使用することもできるが
、発明者らは研究の結果、上記ショ糖脂肪酸エステルス
ラリーの脱水乾燥に、特に噴霧乾燥が適していることを
見出した。因に、通常の攪拌型真空乾燥機を用いる脱水
、乾燥は、ショ糖脂肪酸エステル水溶液の高粘度のため
困難であって、高温、長時間の作業を余儀なくされる結
果、ショ糖脂肪酸エステルの分解による酸価の上昇、強
度の着色及びカラメル化等の望ましくない現象を引き起
こすことが知られている（特公昭３７−９９８８号参照
）、さらに、スラリーを連続的に加熱して、真空室へ供
給、放出させる所謂、フラッシュ式の乾燥機の場合に於
ても、水の持つ大きな潜熱（５００Ｋｃａ　ｌ／Ｋｇ・
水以上）のため、充分な脱水、乾燥には困難がつき纏う
、そして、仮にこれらの困難を克服できたとしても、真
空下で脱水、乾燥された後のショ糖脂肪酸エステルは溶
融状態にあるため、これを乾燥機から取出してから、融
点以下まで冷風などを吹きつけて冷却し、固化させた後
、粉砕する工程を必要とする。 以上、粉末状ショ糖脂肪酸エステルを得んがための脱水
、乾燥手段を要約すると。 ■　真空下で泥臭（スラリー）の脱水、乾燥、■　真空
の乾燥機より溶融しているショ糖脂肪酸エステルの取出
し。 ■　取出された溶融物の冷却と固化、 ■　固化したショ糖脂肪酸エステルの粉砕、等の多工程
を必要とするので、経済的にも望ましくない他、特に■
の粉砕工程では、粉塵爆発の懸念が附随する。 しかるに、本発明に係る噴霧乾燥によるショ糖脂肪酸エ
ステルスラリーの脱水、乾燥手段によれば、上記の乾燥
手段の欠点が抜本的に解消されう即ち、スラリーをポン
プを介して噴霧乾燥塔へ連続的に供給し、ノズル又は回
転円盤、望ましくは後者を介して供給されたスラリーを
分散、霧化させることにより、水の蒸発面積を極めて大
きくすることができるので、噴霧後、数秒以内に脱水、
乾燥を完了せしめ得る。 噴霧乾燥塔へ供給されるスラリーの温度としては、４０
〜８０℃の範囲の温度が選ばれるが、品質面の考慮から
、成るべく４０〜８０℃の範囲内であるのがよい０回転
円盤により分散させる場合、該円板の直径が５−ｗ１ｏ
ｃ＋ｗφのとき、１５，０００〜２４．ＯＯＯｒｐｍの
回転数が適当である。送風される加熱（温）空気は、ス
ラリー中の水分を蒸発させるに必要な熱量以上を保有す
べきであるから、空気温度が低い場合は、当然、多量の
空気が必要となる。 空気温度は１０℃から１００℃の間で選択できるが、製
品ショ糖脂肪酸エステルの変質を避けるため、６０℃〜
８０℃の間で選ぶのが望ましい。 送風空気中の湿度も前記の空気温度と併せて重要である
が、大略、絶対湿度として、 に、経済的に組成のショ糖脂肪酸反応混合物からの値を
選ぶのが経済的である。 噴霧乾燥塔の容積、塔径、高さ等のファクターは、以上
の噴霧条件を基礎に設計される０条件が適占であれば、
水分量５％以下の粉末状ショ糖脂肪酸エステルが、噴霧
乾燥塔の下部より連続的に取り出される。

【作用】

ショ糖脂肪酸エステル反応混合物中に含まれる種々の反
応混合物の内、ショ糖脂肪酸エステルは水とミセルを形
成すると共に、木ミセル内に未反応の脂肪酸メチルエス
テル、石鹸及び脂肪酸が包みこまれ、いずれも限外濾過
１模を通過できないのに反し、未反応のシヨ糖、触媒か
ら生成した塩及び加えられた中性塩は水と一緒に限外濾
過膜を通過する０次いで、限外濾過されなかった残液を
逆浸透により脱水してスラリー化後、噴霧、乾燥させる
ことにより、水以外の溶媒を全く使用せず精製された粉
末状ショ糖脂肪酸エステルを製造することができる。

【実施例】

以下、実施例及び比較例により発明実施の態様及び効果
を説明するが、例示は当然説明用のものであって、発明
思想の内包・外延を限るものではない。 裏立輿二」 ステアリン酸メチルエステルとショ糖の水溶状の混合物
に、炭酸カリウム（Ｋ２　Ｃ０３）及びステアリン酸ソ
ーダを加え、常法（水媒法合成）に従って力熱し、真空
下で、エステル交換を行い、下記組成の反応混合物を得
た。 ショ糖脂肪酸エステル （モノエステル量＝５８％） 未反応ショ糖 反応ステアリン酸メチル ステアリン酸 に２　ＣＯ３ ３１，５％ ３４．１％ ２．８％ １．８％ ０．８％ 以上の反応混合物］００ｋｇに４，４００ｋｇの３．０
％食塩液を添加し、５０℃で５０分間攪拌した。白色の
ＳＥの沈殿ケーキが生じた。３．０％食塩液のｐＨは７
．３に調整してあった。沈殿ケーキを濾別して。 ５０℃で加水して、溶解させた。 この水溶液を、東しエンジニアリング輛版先に係る限外
濾過膜（商品名＜（ＴＥＲＰ−Ｅ−５＞＞　　（分画分
子量５，０００　）を装置した膜面ｙｉ８ｒｎ’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＝　９．５ｋｇ／ｃｍ２Ｇ　−１０，２ｋｇ／
ｃｍ２Ｇ送液温度＝５３．０℃〜５３．５℃ 液中の固形分儂度＝５．３％ であった。 通液開始から９時間後に、濾過膜より排出された濾液中
に溶存しているショ糖は、反応混合物に当初含まれてい
た未反応糖の５５．０％が濾液中に除去されていた。ま
た濾液中へのショ糖脂肪酸エステルの洩れは、僅かであ
った０合計の塩は、５７．。 ％が除去された。 以上の操作によって、濃縮された反応混合物の液量は約
２，０００ｋｇとなり、他方濾過膜を通過した濾液の量
は２，４００ｋｇとなっていた。 次に、コノ濃縮液２，０００ｋｇ　ニ、再び２，２００
ｋｇ　（７）脱イオン水を添加し、５０℃で５０分間攪
拌、溶解させ、ｐｌ＋を７．８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９時間
後には、濃縮液１．５ｆ１０ｋｇが得られた。この濃縮
液の組成は下記の通りであって、ショ糖ステアリン酸エ
ステル　　　１．８１％未反応シヨ糖　　　　　　　　
　　０．５１％未反応ステアリン酸メチル　　　　０．
１８％ステアリン酸　　　　　　　　　　　０．１１％
ステアリン酸塩　　　　　　　　　　１．９％塩　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．５１％ス
パイラル型円筒ユニットに温度５０℃で供給した。この
際の回転条件は 送付圧力＝５７ｋｇ７ｃｍ２Ｇ　〜５９ｋｇ／ｃｍ２Ｇ
液のｐＨ−７，８ 目的とするショ糖ステアリン酸エステルの８０％以上の
回収ができているほか、未反応軸の７５％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、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１，５８０ｋｇを、東しエンジニア
リング■限売に係る逆浸透膜（商品名（ＰＥ１ｏ　ｏ　
ｏ　））分画分子量＝６０）を装置した膜面積８ｒｎ’
のであった。 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、 ショ糖ステアリン酸エステル　　　４．０％未反応シヨ
糖　　　　　　　　　　０．８８％未反応ステアリン酸
メチル　　　　０．３９％ステアリン酸　　　　　　　
　　　　０．２３％ステアリン酸塩　　　　　　　　　
　４．０％塩　　　　　　　　　　　　　　　　　０．
４６％であった。 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。 この濃縮液を、５０’Ｏの温度に維持したまま、直ちに
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　２．０ｍ、 直筒部　１．５ｍ＋ 回転円盤直径　１０ｃｍ、 回転数　２０．００Ｏｒｐｍ 入口空気温度　６０℃１ 濃縮液の供給速度　１．２ｋｇ／時間 であった。 噴霧乾燥塔の下部より得られた粉末状ショ糖脂肪酸エス
テルは、酸価４．８で加熱による着色もなく、水分１．
８％、嵩比重０．４４の流動性の良いものであった。 乾燥は約２時間安定して継続でき、当初懸念された噴霧
乾燥塔内壁への付着などのトラブルは見られなかった。 なお、得られたショ糖脂肪酸エステル中のモノエステル
量は５７％で、乾燥前と全く変化がなかった。

【発明の効果】

以上説明した通り、本発明に係る粉末状ショ糖脂肪酸エ
ステルの製造方法は、加えられた中性塩を含む水による
ＳＥ沈殿法、限外濾過法、逆浸透法及び噴霧乾燥法を巧
妙に組合わせることにより、有機溶媒を全く使用せずに
、経済的に高純度のショ糖脂肪酸エステルを量産する技
術を提供し得たものであって、 産業上多大の価値を有するも らで極めて容易であること。 のである。 ■　安全で低価格なプラント化が可能であるこ以下、参
考まで発明による利点を列挙しておく ■　合成においても、また、精製及び乾燥においても溶
媒を全く使用することなく、安価な水の使用でショ糖脂
肪酸エステルの製造が可能であること。 ■　ショ糖脂肪酸エステルの乾燥を、常圧下で短時間内
に行なえるため、乾燥による製品の熱劣化が起こらない
こと。 ■　有機溶媒を使用しないから、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から、溶剤により爆発、火災
基の懸念がないこと。 ■　有機溶媒を使用しないから、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。

Claims (1)

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合成になるショ糖脂
   肪酸エステル含有反応混合物に中性塩を含む水を加えて
   後、その沈殿ケーキを水に溶解後、限外濾過膜に接触さ
   せて未反応のショ糖、塩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スラリー化した後、噴霧乾燥するこ
   とを特徴とする粉末状ショ糖脂肪酸エステルの製造方法
   。 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％ 揮発分＝０．０〜５０％ ショ糖脂肪酸エステル＝１５〜９５％ なる請求項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に加えられる
   水が、乳酸、酢酸、硫酸又は塩酸の各々の塩（中性塩）
   を含む請求項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℃〜８０℃であり、これに対する加水量が、水
   ／反応混合物＝５〜４０（重量比）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又は５記載の製造方法。 ７　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、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。 ８　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。 ９　逆浸透時の圧力が、５０〜６５ｋｇ／ｃｍ＾２Ｇで
   ある請求項１又は８記載の製造方法。 １０　逆浸透膜と接触させ、さらに水溶液を蒸発濃縮し
   てスラリー化する請求項１記載の製造方法。 １１　ショ糖脂肪酸エステル、未反応の脂肪酸メチルエ
   ステル、石鹸及び脂肪酸を含むスラリー中の固形分が、
   ４〜４０％である請求項１記載の製造方法。 １２　　噴霧乾燥時の送風空気の湿度と温度が、 絶対湿度＝０．００８〜０．０５［（ｋｇ・水）／（ｋ
   ｇ・乾燥空気）］ 温度＝１０℃〜１００℃ である請求項１記載の製造方法。 １３　製品粉末状ショ糖脂肪酸エステルの組成が、下記
   の範囲内に在る請求項１記載の製造方法。 水分＝０．５〜５％ 未反脂肪酸メチルエステル＝０．５〜１０％ 石鹸＝０．５〜６０％ 脂肪酸＝０．５〜１０％ ショ糖脂肪酸エステル＝９８．０〜１５．０％