JPH0296586A - Method for purifying sucrose ester of fatty acid - Google Patents

Method for purifying sucrose ester of fatty acid

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JPH0296586A
JPH0296586A JP24565688A JP24565688A JPH0296586A JP H0296586 A JPH0296586 A JP H0296586A JP 24565688 A JP24565688 A JP 24565688A JP 24565688 A JP24565688 A JP 24565688A JP H0296586 A JPH0296586 A JP H0296586A
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JP
Japan
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fatty acid
sucrose
unreacted
water
ester
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JP24565688A
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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
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Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06Organic material
    • B01D71/30Polyalkenyl halides
    • B01D71/32Polyalkenyl halides containing fluorine atoms
    • B01D71/34Polyvinylidene fluoride

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Abstract

PURPOSE:To purify sucrose ester of a fatty acid without using a solvent other than water by adding water containing a neutral salt to a reaction mixed of sucrose-fatty acid ester synthesis by an aqueous medium method containing an unreacted material, dissolving the resultant precipitate cake in water, then bringing the formed solution into contact with an ultrafiltration membrane and further with a reverse osmosis membrane. CONSTITUTION:Water containing a neutral salt (example; common salt) is added to a reaction solution of sucrose fatty acid ester synthesis by an aqueous medium method containing an unreacted sucrose, unreacted fatty acid methyl ester, catalyst, soap, fatty acid, etc., other than sucrose ester of a fatty acid, the resultant precipitate cake is dissolved in water. The formed solution is brought into contact with an ultrafiltration membrane (preferably composed of polysulfone-based resin or polyvinylidene fluoride-based resin and having a fractionating molecular weight of 1000-100000) to permeate and separate the unreacted sucrose and salt with the water therefrom. An aqueous solution containing remaining components is brought into contact with a reverse osmosis membrane (preferably composed of polyether-based rein and having a fractionating molecular weight of 60) and concentrated.

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精製方法、さらに詳
しくは、溶媒を全く使用せずに、水のみを用いてショ糖
脂肪酸エステルを精製する方法に関するものである。
The present invention relates to a method for purifying sucrose fatty acid ester, and more particularly, to a method for purifying sucrose fatty acid ester using only water without using any solvent.

【従来の技術】[Conventional technology]

(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)又は溶媒を用いず水を使
ってショ糖を脂肪酸石齢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:4、シ公昭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1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
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1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、
小規模な場合は別として、工業的な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1例えば特
公昭42−11588や開閉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
以ドのようである。 ■ 爆発、火災の危険性。 (リ 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。 (4)上の(0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。 (Φ 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。
(Background) Currently, sucrose fatty acid esters useful as surfactants are produced industrially by reacting sucrose and 08-C22 higher fatty acid methyl esters in a solvent (dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, etc.) under an appropriate catalyst. (solvent method: Japanese Patent Publication No. 35-13102), or sucrose is made into a molten mixture with fatty acids using water without using a solvent, and then reacted with higher fatty acid methyl ester in the presence of a catalyst (water-based method). method: 4, Shiko No. 51-14495). However, in both of these two synthesis methods, in addition to the target sucrose fatty acid ester, the reaction mixture contains unreacted sugar, unreacted fatty acid methyl ester, residual catalyst 1 soap, free fatty acid, Contains impurities such as volatile matter, 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 sugars must be removed. The removal of
It is the most important because of its large amount. (Problems with the prior art) By the way, as a means of removing unreacted sugar from the reaction mixture of sucrose fatty acid ester, one method is to remove unreacted sugar from the reaction mixture by taking advantage of the fact that ordinary solvents have almost no ability to dissolve sucrose. Conventionally, a method has been commonly used in which a solvent is added to the solution and contaminating unreacted sugars are removed as a precipitate. but,
Apart from small-scale factories, factories involved in the production of sucrose fatty acid esters on an industrial scale face the inconvenience of handling solvents, such as the trouble of recovering solvents, the risk of fire, and occupational health problems for workers. There is something noticeable. However, since there are no other effective means, solvents are still used to remove unreacted sugars. As specified, solvents such as ethyl acetate 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. (li) Make electrical equipment explosion-proof in preparation for the above ■. ■ Seal the manufacturing equipment in preparation for the above ■. (4) Make the entire building fireproof in preparation for the above (0). ■ Above ■, ■ , ■Increase in fixed costs due to ■Increase in cost due to wear and tear of the solvent.■Negative effect of residual solvent remaining in the product sucrose fatty acid ester. (Φ) Adverse impact on employee health and, in turn, increase in man-hours. increase in cost.

【発明が解決しようとする課題] このような状況から、従来、無溶媒で、即ち、合成工程
及び精製工程のいずれにおいても、水以外の溶剤を全く
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
エステルを精製する技術を確立することである。 【課題を解決するための手段】 (JIE要) 以上の課題を解決せんがため、本発明に係るショ糖脂肪
酸エステルの精製方法は、ショ糖脂肪酸エステルの他、
未反応のショ糖、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合
成反応混合物に、中性塩ン含む水を加え、生成した沈殿
ケーキを水に溶解後、限外濾過膜と接触させて未反応の
ショ糖及び塩を木と共に該)Iλ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名を含む水溶液を、逆浸透
膜と接触させて濃縮することを特徴とする。即ち、本発
明の精製法は、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、右端、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pH領域になるように調節後、適当な温度下に中性
塩を含む水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11々に接
触させて未反応のショ糖、触媒から生成した塩及び加え
た中性塩の王者を水と共に該膜を透過させて分離し、残
余(未透過)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
、加圧下に逆浸透膜と接触させe縮するか、又は必要に
応じ、更に該eA縮氷水溶液ら水を蒸発させてスラリー
化することを要旨とするものである。 以下1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 中性塩を溶解させた水によるショ糖脂肪酸エステ
ルの沈殿;塩析) pH6,5〜8.0、温度lO〜40℃程度に調節、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と、ショ糖脂肪酸エステル
(以下” S E”とも呼ぶ)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液状となり次の
操作で、ケーキ側から不純物を除去することができる。 ここに使用される中性塩は、例えば食塩、芒硝、酢酸塩
、乳酸1′i!等が適当であるが、別段例示のもののみ
に限る訳ではない。 以上のSHの沈殿操作に際し、反応混合物の温度が40
℃以上になると、操作が長時間、例えば数ケ月にも及ん
だ時、SE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、to’c以下の低温の保
持には、経済性を軽視して冷凍機の設備が必要となる。 従って、普通は10〜40°C1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SEの塩析処理におい
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王者を可能
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■製(ホモミキサー))、ホ
モジナイザーまたはコロイドミル(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、
未反応側、触媒由来の塩及び加えられた中性塩の王者は
、沈殿SE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SEの沈殿の後、濾別してSE沈殿に
加水して、SHの水溶液を調製し、次の限外臨過に移る
。 (b 限外濾過) (b−1概説) 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(出願人会社用(シュガーエステル物語)10
2頁)の車実である。 ところでショ糖脂肪酸エステルには、ショ糖の分子の3
個の第一級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
れることは祷であって1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、上記課題の解決を日桁して研究を重ねた
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
外症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(触媒を酸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、これに附子る対策として、モノエステル含fiL
の高い不純ショ糖脂1υj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)癌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)it!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、ショ糖脂肪酸エステ
ルとそれらの王者を癌過手段により分離するのは市実上
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
駆動源として鑓過膜(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三者であり、−力、高分子量
のミセル集合体中に取り込まれて濾過1模を通過できな
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M離脂肪酸等である。 本発明者は、これらの二1覧実を巧妙に利用するとノ(
に、適当な分画分子j談を持つ絽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三者
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癌過対象物質の分子性) 適当な分画分子量を持つ限外I!!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性は以下の通り
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=290 0触媒(ToCO3)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→fA酸
カリウム=980加えられた中性塩 食塩の場合= 58.5 芒硝の場合=142 0シヨ糖脂肪酸エステル(ミセル集合体を作らないrl
量体として) ショ糖モノステアレート=600 ショ右言1ジステアレート=958 シヨ糖トリステアレート= l1lfl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111に大差はない
。 O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 O脂肪酸 ステアリン酸 =276 O木 =18 ところで、シーI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、 ◇モノエステル単が一体の分子4i (Goo)X10
=8,000 ジエステル100%として、 ◇ジエステル単星体の分1′−星(950)!10= 
8,580トリエステル 100%として、 0 ) ’) x ステAyr7)分子j4(1,11
8)XlO=11,160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謹過膜の分画分子量) 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1分画分子量が200の限外症過12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(x2co3)から生じた塩及び加えられた
中性塩の除去を狙っても、その泣過膜で、分離され得る
のは、臨め膜の分画分子量200よりも低い分子量を持
つ木、触媒(K2 COz )から生じた塩及び加えら
れた中性塩のみである。分画分子Q 200より大きい
分子;ik 342のシ:1tt9は、全く症過++q
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の成過りタの場合はショ
糖、触媒からの塩は、夫々の分子量が5.000より小
さいので、I)!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、ooo以
上と推定される。従って。 症過膜の分画分子J4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JI定は実験的に確認されている。最後に、分画分
子Qf 1,000の咋過膜の場合についても検3・I
したが、結果は予想の通りであった。このように、限外
症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稍と
、触媒(X2CO3)から副生じた塩と、加えられた中
性塩との三者をショ糖脂肪酸エステル、石峙、未反応の
脂肪酸メチルエステル及び脂肪酸の西署より分離しよう
とする場合、11!過膜の具備すべき条件は、該膜が摘
出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。 (明 適当な分画分子はを持ち、処理能力の太きいこと
。 ■ 耐用年数が長いこと。 ■ 経済的な価格で入手できること。 竿である。 近年の限外症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、出版のものでも後述の通り、にの条件
を満たしているものが見出される。 (b−5限外謹過の実際) 本発明の実施に好適な反応混合物の組成は、大兄、ショ
糖脂肪酸エステル15%〜95%、未反応糖1%〜80
%、未反応脂肪酸メチルエステル0.5%〜10%、触
媒(K2co:+) 0.05%〜7%、石鹸2%〜8
0%、脂肪酸0.5〜10%の範囲内のものである。 この組成の反応混合物から未反応糖、触媒(K2CO3
)と酩の中和から生成する塩及び加えられた中性用の王
者を限外症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、脂肪酸残ノ、(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、飽和であるのがよい。 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 C03)が代表的であるが、般のアル
コリシス反応に使用される触媒、例えば炭%tナトリウ
ムやナトリウムアルコキシドも利用できる。 6蝕、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V、合成になるシ
ョ糖脂肪酸エステル反応混合物に、中性ルを含む水を、
氷: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j11比)の、1□1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
.5〜8.0に調整する。 次に加えられるべき→1性塩としては2例えば乳酸ソー
ダ、酪酸ソーダや食塩、と硝が使用され大略2%〜10
%程度の水溶液e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。沈殿ケーキを癌別して、沈殿ケー
キに水を加え、必要に応じて加熱し、溶解状態のSEを
得て後、50°C付近に保ち、限外絽過に通すことによ
って、不純物が除去される。 発明者らは、該温度が特に40〜80°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°C
付近に調温することにより、後述の理由で、未反応糖、
触奴(K2O2)+)からの塩及び加えられた中性塩の
玉名は、水と共に最も効:(l良く濾過膜を通過する。 この理由は、40〜60°Cに於い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1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般に40〜
eo’cの間で最大の粘度を示す(上掲占103頁)が
、これは、その温度範囲内で最大の分子−jIlを持ち
得ることを示唆するものであり、この・バ実からも、4
0〜60°C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°C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1〜2
0 Kg/cm’Gまで加11;シて駆動源としての圧
力をかけ、pH8,5〜8.0の水素イオンC度領域で
限外濾過1模に接触させる。ここに濾過11りとしてセ
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、耐酩性、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、濾過膜の分両分子聞の決定に際しては、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1)・1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、Ji!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Rj望条!1−を満たす11Qの分画分
子+’Ii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1分画分子、、15,000の位過1
1りが最も好ましいことを発見した。 5,000 、
tfl過の分両分子昂、のちのでは、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111の膜では、濾過速度が減少する。し
かしいずれの場合でも、工業的に採算に東らない程の不
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1例えば東しエンジニアリング■の販売に係る限界濾
過膜のうち、商品名((TERP−E−5>>(ポリ弗
化ビニリデン系)、((TERP−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I!!過膜<< TERP−HF−10>>  (
分画分子J1)=10,000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(p)!−
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/crn’Gに高めた
ときの未反応側の分離速度は、有効面積8m’の限外濾
過1t!2(1ユニツト?。 す)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、未反応側、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AfIによって充分高めることができるので、未収は
、工業化に極めて有利である。反応混合物とその水溶液
の組成について下表−1に示す。 (以下余白) 表−1 このように、限外−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側、触l
!L (K2CO:+)からの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、未反応側
と塩を除こうとする目的が達成される。 (C逆浸透) 以」二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、6峙及び脂肪
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93%〜96%の範囲にあることが多
い、従って、そのままでは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、elii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 ■ 限外症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rI′c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
目的に適う出版品としては、例えば東しエンジニアリン
グ株より1仮売されている<<PEC:1000 )が
ある。 以上の逆浸透膜に、予め温度40°C〜60°C1pH
6,2〜8.2の領域内に調整された被処理水溶液を加
圧状7gで接触させると、有効な脱水が行なわれること
かり能となる。この際、pHがEl、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、pH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″
C以上になると、 4!+i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°Cという好適操作条件も、前述の限外濾過温度と
同様、木発明者らが見出し11)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、50〜9
5kg/cm7Gである。この条件の下で、大略の木の
除去速度は、逆浸透膜1 m”!’iす0.06〜0.
6kg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おいては、[1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C縮される。なお6
實に応じ、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、」二記の値より
も、より高い濃度にまで濃縮することができる。そうす
ることによって、例えば次の工程の乾燥が、経済的に行
い得る。
[Problems to be Solved by the Invention] Under these circumstances, sucrose fatty acid esters have been synthesized without solvents, that is, without using any solvent other than water in both the synthesis and purification steps. The problem that the present invention aims to solve is to establish a technology for refining sucrose fatty acid ester without using any solvent. [Means for Solving the Problems] (JIE Required) In order to solve the above problems, the method for purifying sucrose fatty acid esters according to the present invention includes
Water containing neutral salt is added to the water-borne sucrose fatty acid ester synthesis reaction mixture containing unreacted sucrose, unreacted fatty acid methyl ester, catalyst 1 soap, fatty acids, etc., and the resulting precipitate cake is dissolved in water. After that, it is brought into contact with an ultrafiltration membrane to separate unreacted sucrose and salt together with the wood by passing through the Iλ,
The method is characterized in that an aqueous solution containing the remaining sucrose fatty acid ester, unreacted fatty acid methyl ester, soap, and fatty acid is concentrated by contacting with a reverse osmosis membrane. That is, in the purification method of the present invention, a sucrose fatty acid ester-containing reaction mixture containing unreacted sucrose, unreacted fatty acid methyl ester, catalyst, right end, fatty acid, etc. synthesized by a water medium method is heated to a neutral pH. After adjusting the temperature to be within the range, water containing neutral salts is added at an appropriate temperature, the precipitated cake is separated by filtration and dissolved in water, and the resulting aqueous solution is brought into contact with ultrafiltration units 11 under pressure. The unreacted sucrose, the salt generated from the catalyst, and the added neutral salt are separated by passing through the membrane together with water, and the remaining (unpermeated) sucrose fatty acid ester, unreacted fatty acid methyl ester, The gist is to contact an aqueous solution containing four of soap and fatty acids with a reverse osmosis membrane under pressure to e-condense it, or if necessary, further evaporate water from the eA condensed ice aqueous solution to form a slurry. It is something. The principle of invention 1, implementation conditions, and other details of the invention will be described below. (a. Precipitation of sucrose fatty acid ester with water in which neutral salts are dissolved; salting out) Aqueous solution of sucrose fatty acid ester reaction mixture adjusted to pH 6.5 to 8.0 and temperature of 10 to 40°C. To,
When water in which a neutral salt is dissolved is added, sucrose fatty acid ester (hereinafter also referred to as "SE") precipitates into a cake-like form, and impurities such as unreacted sucrose become a solution, which is then removed in the next step. Impurities can be removed from the cake side. Neutral salts used here include, for example, common salt, mirabilite, acetate, and lactic acid 1'i! etc., but it is not limited to those specifically exemplified. During the above SH precipitation operation, the temperature of the reaction mixture was 40°C.
If the temperature exceeds .degree. C., there is a concern that the SE will not only decompose if the operation lasts for a long time, for example, several months, but also the viscosity will increase, making the operation difficult. On the other hand, in order to maintain a low temperature below to'c, a refrigerator is required, taking economical considerations into consideration. Therefore, it is usually preferable to operate at a temperature of 10 to 40°C, especially around room temperature. In addition, in the salting out treatment of SE with water containing this neutral salt, it is possible to remove the unreacted sugar remaining in the SE cake, the added neutral salt, and the salt by-produced by neutralization of the catalyst. Since it is necessary to remove as much as possible from the SE cake, it is desirable that the SE cake be subdivided in the water to the smallest possible particle size. (manufactured by Homomixer)), a homogenizer, or a colloid mill (for example, the product name (Mycolloider)).
The unreacted side, the salts from the catalyst and the added neutral salts, migrate from the precipitated SE cake into the aqueous phase. However, although it is a substantially small amount, it is inevitable that some SE will elute into the aqueous phase at this time. This tendency to dissolve in water is stronger as SE has a higher monoester content.
It can be reduced by relatively increasing the diester or triester content. After the SE is precipitated by the above operations, it is filtered and water is added to the SE precipitate to prepare an aqueous solution of SH, which is then subjected to the next ultracritical process. (b Ultrafiltration) (b-1 Overview) It is well known (applicant company For (Sugar Esther Story) 10
This is the actual vehicle (page 2). By the way, sucrose fatty acid ester contains three molecules of sucrose.
1 to 1 to each of the oxygen atoms of the primary hydroxyl groups
There are several types of monoesters, diesters, and triesters in which three 08-C22 fatty acid residues are bonded.As is well known, monoesters have greater wood-philicity than diesters and triesters, but they are less susceptible to water in water. Since the degree of micelle formation is small, they form sucrose fatty acid ester micelle aggregates with a relatively low molecular weight (small molecular diameter).On the contrary, diesters and triesters have a relatively low affinity for sucrose and triesters. Since it has an extremely high micelle-forming ability, it forms sucrose fatty acid ester micelle aggregates with an extremely large molecular weight (that is, a large molecular diameter) in water. Commercially available sucrose fatty acid esters cannot be manufactured as a single monoester, and the content of the monoester is usually
For example, it is manufactured as a mixed composition of 70%, 50%, 30%, etc. As a result of repeated research to solve the above problems, the present inventors found that, for example, sucrose fatty acid esters with a high monoester content of 70%, sucrose fatty acid esters with a low monoester content of 50%. Since it creates a sucrose fatty acid ester aggregate with a lower molecular weight than that of the sucrose fatty acid ester aggregate, the microscopic diameter of the aggregate is correspondingly smaller. It passes through the membrane more easily than 50% sucrose fatty acid ester, and therefore passes through the membrane together with unreacted sugars, by-product salts from the catalyst (formed when the catalyst is neutralized with acid), etc. I learned that I have an undesirable tendency to easily do this. Therefore, as an additional countermeasure, the present inventors proposed that monoester-containing fiL
unreacted sugar from highly impure sucrose fat 1υj acid ester,
If you want to remove catalyst-derived salts, etc., it is better to select a cancer membrane with a small molecular weight cutoff (i.e., small pore size), and conversely, in the case of sucrose fatty acid esters with a low monoester content, , it! has a large molecular weight cutoff (i.e., a large pore size)! It has been found that it is advantageous to select a membrane with a diaphragm in order to speed up the processing speed. Note that the inventors found that among the substances contained in the reaction mixture, unreacted fatty acid methyl ester, soap, and fatty acid were encapsulated in a micelle structure aggregate of sucrose fatty acid ester. It was also confirmed from the results of many experiments that it is practically impossible to separate sucrose fatty acid esters and their champions by cancerous methods because of the presence of sucrose fatty acid esters. Thus, from many experiments, the conclusion was that the impurities that can pass together with water through a filter membrane (having an appropriate molecular weight cutoff) using pressure as a driving source are unreacted sugars, salts derived from catalysts, and The substances that are incorporated into the high molecular weight micelle aggregates and cannot pass through the filtration stage are sucrose fatty acid esters, unreacted fatty acid methyl esters, soap, and M-separated salts. fatty acids, etc. The inventor of the present invention cleverly utilizes these 21 lists.
By selecting a filtration membrane with an appropriate molecular fraction,
This method successfully separated and removed unreacted sugar, catalyst-derived salt, and added neutral salt from the surroundings of sucrose fatty acid ester, unreacted fatty acid methyl ester, soap, and fatty acid. . (b-2 Molecular properties of cancer hypertarget substance) Limit I with an appropriate molecular weight cutoff! ! In order to select a membrane, it is necessary to know the approximate molecular weight of the target substance.The molecular properties of these single substances related to the invention are as follows. O sucrose = 342 0 Unreacted fatty acid methyl ester Stearic acid methyl ester = 290 0 When using hydrochloric acid generated by neutralization of catalyst (ToCO3) → Potassium lactate = 128 When using acetic acid → fA potassium acid = 980 addition In the case of neutral salt salt = 58.5 In the case of Glauber's salt = 142 0 Sucrose fatty acid ester (rl that does not form micelle aggregates)
(as mer) Sucrose monostearate = 600 Sucrose 1 distearate = 958 Sucrose tristearate = 11fl Note that there is no great difference in molecule 111 for other fatty acid esters such as myristate, palmitate arachinate, and behenate. O Soap Sodium Stearate - 298 Potassium Stearate = 314 O Fatty Acid Stearic Acid = 276 O Wood = 18 By the way, the apparent molecular weight of the aggregate of the micelle structure of the Sea I sugar fatty acid ester (sucrose fatty acid ester micelle aggregate The molecular weight of Since sucrose fatty acid ester in an actual aqueous solution forms a micelle aggregate in water, for example, when the number of micelle associations of sucrose fatty acid ester is 10, the molecular weight of the micelle aggregate is monoester As 100%, ◇A molecule of monoester 4i (Goo)X10
=8,000 Assuming 100% diester, ◇Minute 1' of diester single star - star (950)! 10=
8,580 triester As 100%, 0) ') x SteAyr7) Molecule j4(1,11
8) XlO=11,160. Since the actual sucrose fatty acid ester is a mixture of monoester, diester, and triester, the average molecular weight may be defined as the molecular weight of the micelle aggregate of the sucrose fatty acid ester. (B-3 Molecular weight cutoff of filtering membrane) A membrane suitable for the purpose of the invention is selected as follows. First, in a case where the molecular weight cut-off is 200, the reaction mixture in an aqueous solution state is supplied to the water film under pressure, and the salt generated from the unreacted sugar and the catalyst (x2co3) and the added neutral salt are removed. Even if the aim is to remove K2 COz, the only things that can be separated by the crying membrane are wood with a molecular weight lower than the molecular weight cutoff of 200 of the crying membrane, salts generated from the catalyst (K2 COz), and added neutral salts. Only. Fractional molecule Q Molecules larger than 200;
unreacted sugar cannot be separated and removed from sucrose fatty acid ester. Next, if the molecular weight cutoff is 5,000, the sucrose and the salt from the catalyst each have a molecular weight smaller than 5.000, so I)! It can easily pass through the micropores of the membrane. The sucrose fatty acid ester constitutes the above-mentioned micelle aggregate, and assuming that the number of micelle associations is, for example, 10, the molecular weight of the sucrose fatty acid ester micelle aggregate is estimated to be e,ooo or more. Therefore. If the fractional molecule J4 of the diseased membrane is larger than 5,000, it is presumed that the micelle aggregate cannot pass through the micropores.
This JI constant has been experimentally confirmed. Finally, we also examined the case of a membrane with a fractionated molecule Qf of 1,000 in Test 3.I.
However, the results were as expected. In this way, by appropriately selecting the molecular weight cutoff of the membrane, it is possible to remove impurities including unreacted sugars from the sucrose fatty acid ester reaction mixture. (b-4 Conditions that should be met by the filtration membrane) The unreacted particles contained in the sucrose fatty acid ester reaction mixture, the salt by-produced from the catalyst (X2CO3), and the added neutral salt are removed by sucrose. When trying to separate fatty acid esters, stone parts, unreacted fatty acid methyl esters, and fatty acids from the west station, 11! The conditions that the membrane must meet are: (1) If the membrane has a certain molecular weight cut-off, it must be resistant to external physical forces. ■ Must be heat resistant and not decomposed by microorganisms. (Appropriate fractionation molecules have a high processing capacity. ■ It has a long service life. ■ It must be available at an economical price.) There has been significant progress, and as will be described later, even published materials can be found that satisfy the following conditions. (B-5 Practical Excessive Limitations) The composition is Oe, 15% to 95% sucrose fatty acid ester, 1% to 80% unreacted sugar.
%, unreacted fatty acid methyl ester 0.5% to 10%, catalyst (K2co:+) 0.05% to 7%, soap 2% to 8
0%, and fatty acid content is within the range of 0.5 to 10%. A reaction mixture of this composition contains unreacted sugar, catalyst (K2CO3
) and the salt produced from the neutralization of alcohol and the added neutralizer by ultrafiltration, the fatty acid methyl ester in the reaction mixture has a carbon number CI6 to The sucrose fatty acid ester of C22 and derived therefrom is preferably saturated.As a catalyst for sucrose fatty acid ester synthesis,
Potassium carbonate (K2 CO3) is typical, but catalysts used in general alcoholysis reactions, such as charcoal% sodium and sodium alkoxide, can also be used. 6. The type of fatty acid may correspond to the above-mentioned fatty acid methyl ester. When carrying out the present invention, water containing a neutral group is added to the water medium V, the sucrose fatty acid ester reaction mixture to be synthesized.
Ice: reaction mixture = 5:1 to 40:1 (weight ratio), more preferably water: reaction mixture = 20: 1
(weight j11 ratio), add 1 □ 1 cup and dissolve. Sucrose fatty acid esters are easily hydrolyzed in alkaline conditions, so to prevent hydrolysis, the pH of the solution should be adjusted to 6.
.. Adjust to 5-8.0. Next, as the monolithic salt that should be added, for example, sodium lactate, sodium butyrate, common salt, and nitrate are used, approximately 2% to 10%
% of the aqueous solution is suitable. If you do this,
A portion of the sucrose fatty acid ester dissolves, but a large proportion of the SE precipitates. After separating the precipitate cake, adding water to the precipitate cake and heating as necessary to obtain SE in a dissolved state, impurities are removed by keeping it at around 50°C and passing it through ultrafiltration. . The inventors have found that maximum filtration rates are obtained when the temperature is particularly within the temperature range of 40-80°C. That is, the filtration temperature is 40 to 60°C, optimally about 50°C.
By adjusting the temperature to around the same temperature, unreacted sugar,
Salt from K2O2+) and added neutral salts are most effective with water: (l) pass through the filter membrane well.The reason for this is that at 40-60°C As a result of the molecules of the ester micelle aggregates becoming larger, the total number of micelle aggregates decreases, making it difficult for substances that are not originally involved in the formation of micelle aggregates, such as unreacted sugars, to resist the sucrose fatty acid ester. This is presumed to be due to the fact that the unreacted side etc. can pass through more easily.As is known, sucrose fatty acid ester aqueous solution generally has a
It shows the maximum viscosity between eo' and c (cited above, p. 103), which suggests that it can have the largest molecule -jIl within that temperature range, and from this barium. , 4
This explains why the unreacted side shows the highest passing speed in the range of 0 to 60°C. Thus, the aqueous reaction mixture solution containing sucrose fatty acid ester maintained at 40-60°C was pumped for 1-2 times.
Pressure is applied as a driving source to 0 Kg/cm'G and brought into contact with ultrafiltration 1 in a hydrogen ion degree C range of pH 8.5 to 8.0. Cellulose-based filters are not only physically weak but also easily attacked by microorganisms, so they are not very desirable in practice. Practically preferred are membranes made of polysulfone or polyvinylidene fluoride reinforced with a support layer. Both of these types of filtration membranes are currently commercially available, and are excellent in heat resistance, alcohol resistance, and alkali resistance, and are resistant to external physical forces, and furthermore, microorganisms do not grow on the membrane surface. As mentioned above, when determining the separation between the two molecules of the filtration membrane, select a membrane that can efficiently separate the unreacted side without leaking sucrose fatty acid ester and has a high filtration rate. is important. The inventors found that as a result of Test 1) and 1, there was no leakage of sucrose fatty acid ester, and there was no reaction on the unreacted side, Ji! Rj's hope is that the separation performance is not impaired and the filtration rate is high! The 11Q fraction molecule +'Ii that satisfies 1- is preferably within the range of 1,000 to 100,000, and in particular, it can be used without omitting sucrose fatty acid ester and on an industrial scale. 1 fraction of molecules suitable for processing, 15,000 fractions of 1
I have found that 1 is the most preferred. 5,000,
As a result of the TFL filtration, sucrose fatty acid ester leaks, albeit slightly, due to the tfl filtration, and conversely, with a membrane having a fraction of less than 5,000 molecules of 111, the filtration rate decreases. However, in either case, it does not bring about such a disadvantage that it is not industrially profitable. Among the currently commercially available filtration membranes, one suitable for the purpose of the invention is 1. For example, among the ultrafiltration membranes sold by Toshi Engineering ■, the product name (TERP-E-5>> (Polyvinylidene fluoride) ,((TERP-HF-10>>
(Polysulfone type) and <<TERP-HF-100>
> (Polysulfone type) etc. Above I! ! Transmembrane <<TERP-HF-10>> (
According to the ultrafiltration membrane with fractional molecules J1) = 10,000), an aqueous solution (p) of the sucrose fatty acid ester reaction mixture! −
7.5), when the composition of the aqueous solution is as shown in Table 1 below, the separation rate on the unreacted side when the temperature is 50°C and the driving pressure is increased to 5.0 Kg/crn'G is as follows: 'Ultrafiltration 1 ton! 2 (1 unit?.) reached 5.0 Kg/sugar/hour. This is an industrially sufficient separation rate. Moreover, the rate of separation of the salt by-product from the catalyst was also sufficient. Incidentally, since the removal rate of unreacted salts, salts from the catalyst, and added neutral salts can be sufficiently increased by changing the number of times AfI passes through the filtration membrane, the unrecovered product is extremely advantageous for industrialization. The compositions of the reaction mixture and its aqueous solution are shown in Table 1 below. (Left below) Table 1 As described above, by using an ultrafiltration membrane, it is possible to easily extract the unreacted side from the sucrose fatty acid ester reaction mixture on an industrial scale.
! It becomes possible to remove the salt from L (K2CO:+) and the added neutral salt together with water,
Thus, the objective of removing unreacted sides and salts is achieved using only water and without using any solvent. (C reverse osmosis) The residual liquid (sucrose fatty acid ester, unreacted fatty acid methyl ester, The composition of the aqueous solution (containing a mixture of fatty acids) is approximately 1
% to 4% and moisture content is often in the range of 93% to 96%. Therefore, it is clear that if left as is, the energy cost for dehydration to obtain sucrose fatty acid ester would be 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 ELII, and that the above-mentioned problems can be solved industrially. The conditions that the reverse osmosis membrane used here must meet are: ■ It must be able to permeate only water from the aqueous solution that has passed the limit, ■ It must not deteriorate due to the growth of bacteria, ■ It must be heat resistant and alkali resistant. ■ It has excellent water removal ability, ■ It has a long service life, and as a result of research, the present inventors have found that in particular, a polyether membrane is reinforced with a polysulfone support.
It has been found that a reverse osmosis membrane made of a so-called composite membrane and having a fractional molecule rI'c of 60 is suitable. An example of a publication suitable for this purpose is <<PEC: 1000), which is being sold temporarily by Toshi Engineering Co., Ltd. For the above reverse osmosis membrane, preset the temperature 40°C to 60°C1pH.
When the aqueous solution to be treated, which has been adjusted within the range of 6.2 to 8.2, is brought into contact under a pressure of 7 g, effective dehydration can be achieved. At this time, if the pH is less than El, 1, sucrose fatty acid ester precipitates and blocks the pores of the reverse osmosis membrane, making it impossible for only water to pass through the pores. Conversely, if the pH exceeds 8.3, fatal hydrolysis of sucrose fatty acid esters will occur, so it should not be made more alkaline than this.Furthermore, if the temperature drops below 40, water molecules will undergo reverse osmosis. The rate of passage through the pores of the membrane decreases rapidly. On the other hand, 60″
If you get C or higher, 4! Hydrolysis of the sucrose fatty acid esters when subjected to long-term reverse osmosis is a concern and should also be avoided. In addition, these 40~
The preferred operating condition of 60°C is also a condition discovered by the inventors11), similar to the above-mentioned ultrafiltration temperature. The pressure as a driving source is industrially preferably 50 to 9
5kg/cm7G. Under these conditions, the approximate wood removal rate is 0.06~0.
6 kg water/min, which is a large value on an industrial scale. Under the above preferred conditions, the aqueous solution containing the mixture of the above-mentioned enclosures is dehydrated and has a water content of 60 to 96%.
%, solid content = 40 to 4%. Note 6
In fact, by using a concentration method other than a reverse osmosis membrane, such as evaporation concentration under vacuum, it is possible to concentrate to a higher concentration than the above values. By doing so, for example, the next step of drying can be carried out economically.

【作用] シヨ糖脂肪附エステルの他、未反応のショ糖、未反応の脂肪酸メチルエステル、触媒、石峙、脂肪酸等を含む水媒法ショ糖脂肪酸エステル合成反応混合物に中性塩を含む木を加えると、粗製のショ糖脂肪酸エステルが沈殿してケーキ状となる。この沈殿ケーキを水に溶解させ限外濾過すると、未反応のショ糖、触媒から生成した塩及び添加中性塩は水と一緒に限外症過膜を透過してしまうので、該膜を透過しなかった残液を逆浸透により脱水し、濃縮、スラリー化させることにより、木以外の溶媒を全く使用せずに、経済的に粗製のショ糖脂肪酸反応混合物を精製することができる。 (以下余白) 【実施例】[Effect] When wood containing neutral salts is added to the water-borne method sucrose fatty acid ester synthesis reaction mixture, which contains sucrose fatty ester, unreacted sucrose, unreacted fatty acid methyl ester, catalyst, stone base, fatty acids, etc. , crude sucrose fatty acid ester precipitates into a cake-like form. When this precipitate cake is dissolved in water and ultrafiltered, unreacted sucrose, salts generated from the catalyst, and added neutral salts pass through the ultrafiltration membrane together with water. By dehydrating the remaining liquid by reverse osmosis, concentrating it, and making it into a slurry, it is possible to economically purify the crude sucrose-fatty acid reaction mixture without using any solvent other than wood. (Margin below) 【Example】

以下、実施例により発明実施のyE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・外延を限るものではない。 火庖彰 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(K2CO3)及びステアリン酸ナト
リウムを加え、畠’7):Cミクロエマルジョン法)に
従って加熱しつつ、真空下でエステル交換を実施し、下
記組成の反応混合物を得た。 表−2 後、3%食J11水4.300kg を添加し、50°
Cで50分間攪拌したところ、白色の沈殿がケーキ状と
なって析出した。この沈殿ケーキを成敗し、50°C水
に溶解させた。 上の水溶液を、東しエンジニアリング株販売に係る限外
e過膜(商品名((TERP−E−5>>  (分画分
子量5,000 )を装置した膜面植8m’のスパイラ
ル第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/c+a2G 〜10.2kg
/c++12G送液温度= 53.0℃〜53.5℃ 液中の固形分濃度=5.3% 以上の反応混合物100kgを塩酸でpH7,3に調整
(以下余白) 表−3 通液開始から9時間後には、反+5混合物に8初含まれ
ていた未反応糖の55.0%が透過液(iti液)中に
除去された。これに反し、透過液中へのシボ!J’j 
IJtf肋酸エステルの洩れは僅かであった。また副生
i!l及び添加jEは、それらの57,0%が透過液[
1弓と除去された。 以上の操作によって、濾過膜を透過せずe縮された反応
混合物の液礒は約2,000 kgとなり、他方11!
過膜を通過した癌液の星は2,400 k、となってい
た。 次に、このe縮液2,000kg L:、 再び2,2
00kg (7)脱イオン水を添加し、50°Cで50
分間攪拌、溶解させ、 pHを7.8に再、il!I整
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1通液9時間
後には、濃縮液1,560kgがイ」Iられた。このC
縮液の組成は下表−3の通りであって、目的とするショ
糖ステアリン酸エステルの90%が回収された他、未反
応t11!の75%が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
テアリン酸塩の玉名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e縮液1,5[10kgを、東しエンジニ
アリング株販売に係る逆浸透膜(商品名((PE100
0 ))分画分子量=60)を装置した膜面積8rn’
のスパイラル型円筒ユニットに温度50°Cで供給した
。この際の運転条件は 送付圧力= 57kg/c+e’G〜59kg/cm2
 G液のpH= 7.8 表−4 7時間後、逆浸透膜で濃縮された濃縮液の量は700k
gであった(計算上の症液量は810kg ) 、この
濃縮液の組成は、下表−4の如くであった。 C以下余白) でめった。 このように、e縮液中の木の略々゛l’ ii3が逆浸
透膜を通して除去できることが知られた。
Hereinafter, the manner and effect of implementing the invention will be explained with reference to Examples, but the examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the connotation or extension of the idea of the invention. Potassium carbonate (K2CO3) and sodium stearate were added to an aqueous mixture of stearic acid methyl ester and sucrose, and transesterification was carried out under vacuum while heating according to Hatake '7): C microemulsion method). A reaction mixture having the following composition was obtained. Table-2 After that, 4.300 kg of 3% dietary J11 water was added and 50°
When the mixture was stirred at C for 50 minutes, a white precipitate was deposited in the form of a cake. The precipitate cake was broken down and dissolved in 50°C water. The above aqueous solution was transferred to a spiral no. 'The liquid was sent to the cylindrical unit.The operating conditions at this time were: Delivery pressure = 9.5kg/c+a2G ~10.2kg
/c++12G liquid feeding temperature = 53.0°C to 53.5°C Solid content concentration in liquid = 5.3% Adjust 100 kg of the reaction mixture above to pH 7.3 with hydrochloric acid (blank below) Table 3 From the start of liquid feeding After 9 hours, 55.0% of the unreacted sugars originally contained in the anti-+5 mixture were removed into the permeate (iti liquid). On the other hand, there is no grain in the permeate! J'j
Leakage of IJtf rib acid ester was slight. Also byproduct i! l and added jE, 57.0% of them are permeate [
1 bow was removed. As a result of the above operations, the amount of liquid of the reaction mixture that did not pass through the filtration membrane and was condensed was approximately 2,000 kg, and on the other hand, 11!
The star of the cancer fluid that passed through the membrane was 2,400k. Next, this e-condensed liquid 2,000 kg L:, again 2,2
00kg (7) Add deionized water and heat at 50°C for 50
Stir for a minute to dissolve, re-adjust pH to 7.8, il! After adjusting the temperature, it was again fed to the above-mentioned filtration membrane. When the operation was carried out under approximately the same conditions as described above, 1,560 kg of concentrated liquid was discharged after 9 hours of one liquid passage. This C
The composition of the condensed liquid is shown in Table 3 below, and 90% of the target sucrose stearate was recovered, as well as unreacted t11! It was found that 75% of the particles were removed. However, unreacted methyl stearate, stearic acid, and stearate salts were not removed because they accompanied the sucrose stearate. Next, add 10 kg of the above recondensation liquid to a reverse osmosis membrane (product name (PE100
0 )) Molecular weight cutoff = 60) Membrane area 8rn'
was supplied to a spiral-shaped cylindrical unit at a temperature of 50°C. The operating conditions at this time are sending pressure = 57kg/c+e'G ~ 59kg/cm2
pH of G solution = 7.8 Table 4 After 7 hours, the amount of concentrated liquid concentrated by reverse osmosis membrane is 700k
g (calculated amount of sick liquid was 810 kg), and the composition of this concentrated liquid was as shown in Table 4 below. Margins below C) were rare. In this way, it has been found that approximately l' ii3 of the wood in the e-condensed liquid 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、本発明に係るショ糖脂肪酸エステル
の精製方法は、中性塩を含む水によるショ糖脂肪酸エス
テルの塩析及び塩析沈殿に対する限外濾過と逆侵透とを
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111産
する技術を提供し得るものであって、 産業上多大の価値を有する ものである。 以下、参考まで本発明による利点を列挙しておく ■ 合成及び精製のいずれにおいても、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
の精製が可能となること。 ■ 有機溶媒を使用しないから、高価な防爆仕様の′屯
気装訝が不要となること。 (■ 有機溶媒を使用しないから、溶剤による爆発、火
災等の慧念がないこと。 (4)  41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
員の健康への悪影響がないこと。 ・6)工業的規模のプラント化が、F記諸理由からで極
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 ester according to the present invention cleverly combines salting out of sucrose fatty acid ester with water containing neutral salts, ultrafiltration for salting out precipitation, and reverse osmosis. As a result, it is possible to provide a technology for economically producing highly pure sucrose fatty acid esters without using any organic solvent, and this technology has great industrial value. The advantages of the present invention are listed below for reference: (1) Sucrose fatty acid esters can be purified using inexpensive water without using any solvents in either synthesis or purification. ■ Since no organic solvent is used, there is no need for expensive explosion-proof gas equipment. (■ Since no organic solvent is used, there is no possibility of explosion or fire caused by the solvent. (4) Since no organic solvent is used, there is no risk of the solvent getting mixed into the product. ■) No organic solvent is used. Because it is not used, there is no adverse health effect on employees due to solvent vapor.・6) It is extremely easy to create an industrial-scale plant for the reasons listed in F. ■ 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 ショ糖脂肪酸エステルの他、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合成反応混合物に、中性
塩を含む水を加え、生成した沈殿ケーキを水に溶解後、
限外濾過膜と接触させて未反応のショ糖及び塩を水と共
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記載の精製方法。 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、硫酸及び塩酸から選ばれた酸の中性
塩を含む請求項1記載の精製方法。 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、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記載の精製方法。 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記載の精製方法。 6 限外濾過時の圧力が、1〜20kg/cm^2であ
る請求項1記載の精製方法。 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記載の精製方法。 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記載の精製方法
。 9 逆浸透時の圧力が、50〜65kg/cm^2Gで
ある請求項1又は9記載の精製方法。 10 逆浸透膜不透過液が、濃縮され、スラリー化され
る請求項1記載の精製方法。
[Claims] 1. In addition to sucrose fatty acid ester, a neutral salt is added to the aqueous method sucrose fatty acid ester synthesis reaction mixture containing unreacted sucrose, unreacted fatty acid methyl ester, catalyst, soap, fatty acid, etc. After adding water containing and dissolving the resulting precipitate cake in water,
Contact with an ultrafiltration membrane to separate unreacted sucrose and salt by permeating the membrane together with water to produce an aqueous solution containing the remaining sucrose fatty acid ester, unreacted fatty acid methyl ester, soap, and fatty acid. A method for purifying sucrose fatty acid ester, comprising concentrating it by contacting it with a reverse osmosis membrane. 2 The composition of the reaction mixture is: Unreacted sucrose = 1-80% Unreacted fatty acid methyl ester = 0.5-10% Catalyst (as K_2CO_3) = 0.05-7% Soap = 2-60% Fatty acid = 0. The purification method according to claim 1, wherein the amount of sucrose fatty acid ester is 15 to 95%. 3. The purification method according to claim 1, wherein the water added to the sucrose fatty acid ester-containing reaction mixture contains a neutral salt of an acid selected from 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 to 60°C, and the amount of water added to it is water/
The purification method according to claim 1, wherein the amount is such that the reaction mixture = 5 to 40 (weight ratio). 5 The ultrafiltration membrane is composed of polysulfone-based or polyvinylidene fluoride-based resin, and has a molecular weight cut-off of 1.0
The purification method according to claim 1, wherein the purification method is from 00 to 100,000. 6. The purification method according to claim 1, wherein the pressure during ultrafiltration is 1 to 20 kg/cm^2. 7. 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 the same as the fatty acid residue constituting the fatty acid methyl ester, or 2. The purification method described in 2. 8. The purification 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. 9. The purification method according to claim 1 or 9, wherein the pressure during reverse osmosis is 50 to 65 kg/cm^2G. 10. The purification method according to claim 1, wherein the reverse osmosis membrane retentate is concentrated and made into a slurry.
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