JPH05317654A - 膜濾過による界面活性剤の精製方法 - Google Patents

膜濾過による界面活性剤の精製方法

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JPH05317654A
JPH05317654A JP3132304A JP13230491A JPH05317654A JP H05317654 A JPH05317654 A JP H05317654A JP 3132304 A JP3132304 A JP 3132304A JP 13230491 A JP13230491 A JP 13230491A JP H05317654 A JPH05317654 A JP H05317654A
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surfactant
membrane
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impurities
concentrated
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JP3132304A
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Shigemitsu Abe
重光 阿部
Yoshimi Nagano
由巳 永野
Makoto Takeuchi
誠 竹内
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Ajinomoto Co Inc
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Abstract

(57)【要約】 本特許は界面活性剤および無機塩、低分子化合物を含む
溶液を限外濾過膜を用いて濾過することによって臨海ミ
セル濃度以上の濃度で界面活性剤を濃縮すると同時に夾
雑する低分子不純物を除去できることを特徴とする。実
験例ではアニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性
剤、非イオン系界面活性剤の濃縮、分離例を示した。 【目的】希薄溶液で得られる界面活性剤溶液を晶析、ス
プレードライヤーなどによる製品取得に可能な液組成に
なるように濃縮し、かつ臭い成分や原料などの不純物を
分離することを目的とする。 【構成】ミセルを形成した界面活性剤水溶液を分画分子
量が500ないし100万の限外濾過膜を用いて該界面
活性剤水溶液中の水及び不純物を透過させることを特徴
とする界面活性剤水溶液の濃縮精製方法。 【効果】界面活性剤中に存在する低分子量の不純物や臭
い成分を分離・精製する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は界面活性剤中に存在する
低分子量の不純物や臭気成分を分離・精製に関する。
【0002】
【従来の技術】これまで界面活性剤は逆浸透膜や低圧逆
浸透膜を利用して濃縮脱塩されてきた。しかし,脱塩,
特にNaCl等は除去できてもこれより分子量の大きな
アミノ酸や有機酸等の不純物および臭い成分等が除去で
きない。このことは,界面活性剤中の不純物含量を増加
させ膜脱塩濃縮のみでは精製できないことを示唆するも
のである。このような問題を解決するため現行では晶析
や樹脂工程によるさらなる精製を行う必要があった。そ
のためこのようにして製造した界面活性剤のコストは高
く複数工程を経て生産されるため工業的生産方法として
は不利である。
【0003】界面活性剤の精製はこれまで晶析や樹脂ク
ロマト,そして反応液をそのままスプレードライヤーで
乾燥し粉末化する方法等がとられていた。近年,膜技術
の向上によって逆浸透膜による濃縮が検討され実用化さ
れてきている。しかしながら,これらの方法においては
コストが高かったり,または,品質が粗悪なものがあ
り,工業的には不利な方法といえるものが多い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、界面
活性剤中に残存する原料由来の不純物または、製造過程
で生成する不純物、臭気物質を除去し、純度が高く官能
評価にも耐えうる界面活性剤の精製方法を確立すること
にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】これらの問題点を解決す
るために限外濾過膜により界面活性剤の濃縮ができるこ
とを見いだし、これによって界面活性剤に含まれる不純
物を取り除き,かつ設備投資のかからない方法を開発
し、本発明を完成させた。
【0006】すなわち本発明はミセル形成した界面活性
剤水溶液を分画分子量が500ないし100万の限外濾
過膜をもちいて当該界面活性剤水溶液中の水及び不純物
を透過させることを特徴とする界面活性剤水溶液の濃縮
精製方法である。
【0007】界面活性剤はミセルを形成することが知ら
れており、ミセルが界面活性剤濃度とともにどの程度の
大きさに成長するかは光散乱法で測定できる。その結
果,例えば味の素(株)社製アミノ酸系界面活性剤「ア
ミソフト」LS−11においては臨界ミセル濃度(1
0.6mmol/l)において50万程度の分子量とな
り,この分子会合体の大きさは800A程度にのぼるこ
とがわかった。即ち,分子量分画2万の限外濾過膜の膜
孔径が20A程度であることから考えて充分界面活性剤
を濃縮しうる。また、ドデシルアンモニウムクロライド
では食塩存在化でミセルを形成する分子の重量平均凝集
数は1万にもなることが知られている。そこで分画分子
量500から50万程度の膜限外濾過膜で濃縮実験する
と阻止率には差があるものの濃縮可能であることがわか
った。また,阻止率の差は界面活性剤のミセルに粒径分
布が存在するためであることが光散乱によって示唆され
た。しかしながら粒径分布はかなり,大きな粒径にシフ
トしているため阻止率は大きく低下しないことも理解さ
れた。ここで阻止率とは以下の式で定義される。 阻止率={1−(透過液濃度/濃縮液濃度)}*100
【0008】ここで用いられる界面活性剤の種類は特に
限定されない。アニオン系界面活性剤としてたとえば、
フマル酸ステアリルナトリウム、ラウロイルメチルタウ
リンナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、セチル硫酸
ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸
ナトリウム、ポリオキシエチレンセチルエーテルリン酸
ナトリウム、カチオン系界面活性剤としてたとえば、塩
化ステアリルトリメチルアンモニウム、アルキルジメチ
ルベンジルアンモニウムクロライド、塩化ステアリルジ
メチルベンジアルアンモニウム、塩化セチルピリジニウ
ム、臭化アルキルイソキノリニウム。また、非イオン性
界面活性剤としてポリオキシエチレンソルビタンモノス
テアレート、モノステアリン酸グリセリド、ステアリン
酸モノグリセライド、両イオン性界面活性剤としてたと
えば、ラウリルジメチルアミン酢酸ベタイン、β−ラウ
リルアミノプロピオン酸ナトリウムにも応用可能であ
る。すなわち,ミセルを形成するものであればよく,ミ
セルの大きさにあわせて膜を選定すればよい。本発明の
特長は界面活性剤がミセルを形成することを応用するも
ので界面活性剤の一分子を考えて膜を選定せず,凝集状
態を応用することによるものであるからである。ここで
いうミセルとは円形、楕円形、、層状そしてソーセージ
状ミセルのすべてを含む。これによって界面活性剤と同
程度の分子量でミセルを形成しない分子をも界面活性剤
から容易に分離できることを可能にした。供試液の濃度
については,希薄なものから膜濃縮可能な浸透圧を越え
ない程度で使用可能である。濃縮倍率についても浸透圧
の限界までは設定可能である。また,供試液の温度につ
いては液が凍らない程度の0℃から膜の耐久性の限界温
度の80から100℃程度まで幅広く用いることができ
る。
【0009】ここで使用する膜については分画分子量が
500から100万程度までのあいだで自由に選択でき
膜の材質も自由に決定できる。たとえば,アミコン社製
YM−5,DDS社製GR90PP,日東電工社製NT
U−3108等多くの膜を適用可能である。しかしなが
ら,界面活性剤の濃縮中のわずかな漏れを防ぐためには
好ましくは界面活性剤のミセルの大きさを越えないよう
に選択する必要がある。ミセルの大きさについては濃度
によっても異なるが,光散乱などの方法によって測定し
ておくとよい。
【0010】膜濃縮における操作条件としては,図1,
図2に示すとおり,例えば,味の素(株)製「アミソフ
ト」LS−11を用いた実験では循環流量を高め,かつ
できるだけ高圧で膜濃縮したほうがよく,このことは膜
の透過流量のうち圧力を高めることで水の流速が溶質の
流速に対して大きくなる,すなわち,水の透過流量の圧
力依存性が溶質のそれに比べて大きいためである。
【0011】分子量分画の大きな限外濾過膜を用いるこ
とによってこれまで淘汰できなかったアミノ酸や有機酸
等の不純物を界面活性剤と分離でき,非常に品質の高い
界面活性剤を低コストで容易に精製できる。界面活性剤
中にはそれより低分子量の塩類をはじめ原料などが含ま
れ,界面活性剤と分子量の近い原料は晶析や樹脂等の分
子量以外の違いを利用しなければならない。これらの方
法は晶析法では分離機,樹脂法では多数のバルブ類やp
H調整用に酸,アルカリの使用が必要である。さらにこ
れらの晶析母液や樹脂溶離液はその生産工場において多
大の廃液となる。本発明はこれらの中間分子量の夾雑物
を淘汰できるうえに廃液を削減できる。
【0012】また,原料由来の臭いについては界面活性
剤を特に高級な化粧品等に使用するものについては重要
な問題である。これまでの方法ではすべて膜の濃縮側に
残存し淘汰することが困難であった。限外濾過膜による
方法ではこれらの臭い成分も他の不純物と同様に淘汰さ
れるため製法の抜本的な改善となる。味の素製のアミソ
フトでは反応溶剤中から混入する微量の臭い成分が存在
し、たとえば、ジアセトンアルコールのような臭い成分
を除去する必要がある。
【0013】界面活性剤は今日の日常生活に不可欠のも
のであり,工業製品として重要であるまた,日常の生活
に密接に関係するものであるためその品質は今後とも向
上させる必要がある。この点において本発明は多大の効
果をもたらす。
【0014】このようにして界面活性剤を濃縮したのち
界面活性剤を取得するためには,この濃縮液を晶析し分
離,乾燥を行うか,または,そのままスプレードライヤ
ーなどの乾燥機で乾燥する方法による。
【0015】NaClは横河イオンクロマトアナライザ
ーIC500を用いて分析した。
【0016】MSG(グルタミン酸ナトリウム)は日立
835型アミノ酸アナライザーを用いて分析した。
【0017】ジアセトンアルコールは島津ガスクロマト
グラフィーGC−14Aを用いて分析した。
【0018】
【実施例1】 アミソフトLS−11(味の素社製)の
脱塩濃縮実験 LS−11反応液(工場実液)(組成LS−11 5.
51%,L−グルタミン酸ナトリウム2.61%,Na
Cl 7.40%)51をpH6.7に中和し,有効膜
面積35cmの日東電工製平膜装置に循環ポンプを用
いて通じ,透過液中の組成を分析した。このとき使用し
た膜はDDS社製GR90PPを用い,圧力20Kg/
cm,温度30℃,循環流量5l/minで実験し
た。このときの平均透過流量は101l/mHであっ
た。全透過液量は5000mlであった。このとき水押
し量は5倍濃縮後1000ml加えて,再度1000m
lの透過液が得られるまで膜濃縮した。このときの濃縮
液の組成はLS−11 272g(濃縮液残存率98.
7%),NaCl 0.27g(濃縮液残存率0.07
%),L−グルタミン酸ナトリウム 0.8g(濃縮液
残存率0.61%)であった。
【0019】
【実施例2】 アミソフトLS−11の脱塩濃縮実験 LS−11反応液(工場実液)(組成LS−11 5.
51%,L−グルタミン酸ナトリウム2.61%,Na
Cl 7.40%)5lを同様の方法で膜装置に供給し
た。このとき使用した膜は日東電工社製NTU−310
8であり,圧力20Kg/cm,温度30℃,循環流
量5l/minで実験した。このときの平均透過流量は
95l/mHであった。全透過液量は5000mlで
あった。水押しは同上である。濃縮液の組成はLS−1
1 270g(濃縮液残存率98.0%),NaCl
1.0g(濃縮液残存率0.27%),L−グルタミン
酸ナトリウム 0.6g(濃縮液残存率0.46%)で
あった。
【0020】
【実施例3】 アミソフトの脱塩濃縮実験 HS−11反応液(工場実液)(組成HS−11 5.
81%,L−グルタミン酸ナトリウム2.11%,Na
Cl 5.40%)5lを同様の方法で膜装置に供給し
た。このとき使用した膜は日東電工社製NTU−310
8であり,圧力20Kg/cm,温度30℃,循環流
量5l/minで実験した。このときの平均透過流量は
1201/mHであった。全透過液量は5000ml
であった。水押しは同上である。濃縮液の組成はLS−
11 285g(濃縮液残存率98.1%),NaCl
0.2g(濃縮液残存率0.07%),L−グルタミ
ン酸ナトリウム 0.3g(濃縮液残存率0.28%)
であった。
【0021】
【実施例4】 アミソフトの脱塩濃縮実験 CT−12反応液(工場実液)(組成CT−12 5.
62%,L−グルタミン酸ナトリウム2.01%,Na
Cl 5.00%)5lを同様の方法で膜装置に供給し
た。このとき使用した膜は日東電工社製NTU−310
8であり,圧力20Kg/cm,温度30℃,循環流
量5l/minで実験した。このときの平均透過流量
(120l/mHであった。全透過液量は5000m
lであった。水押しは同上である。濃縮液の組成はCT
−12 285g(濃縮液残存率98.6%),NaC
l 0.2g(濃縮液残存率0.08%),L−グルタ
ミン酸ナトリウム0.3g(濃縮液残存率0.3%)で
あった。
【0022】
【実施例5】 アミソソフト濃縮液からのアミソフトの
取り上げ実験 実施例1でえられた濃縮液1000mlをスプレードラ
イヤーで乾燥し,乾燥品の品質を分析した。その結果高
純度のLS−11を得ることができた。LS−11中に
含まれるNaCl含量は0.04%,グルタミン酸ナト
リウム含量は0.03%であった。また,粉体の臭いに
ついてもその成分であるジアセトンアルコールの分析で
は99%除去されており製法改良の効果が良くあらわれ
ていた。現行品と比較を表1に示す。
【0023】
【表1】
【0024】
【実施例6】 カチオン系界面活性剤の脱塩濃縮実験 ドデシルトリメチルアンモニウムクロライドの水溶液
(ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド2.00
% cmc 0.0062M)5lを有効膜面積35c
の日東電工製平膜装置に循環ポンプを用いて通じ,
透過液中の組成を分析した。このとき使用した膜はDD
S社製GR90PPを用い,圧力20Kg/cm,温
度30℃,循環流量5l/minで実験した。このとき
の平均透過流量は101l/mHであった。全透過液
量は4000mlであった。このときの濃縮液中の界面
活性剤量は98.2g(濃縮液残存率98.2%)であ
り、カチオン界面活性剤でも良好に濃縮可能であること
がわかった。
【0025】
【実施例7】 非イオン性界面活性剤の濃縮実験 ポリオキシエチレンヘキサデシルアルコールエーテルの
水溶液(0.50%cmc0.0087M)5lを有効
膜面積35cm日東電工製平膜装置に循環ポンプを用
いて通じ,透過液中の組成を分析した。このとき使用し
た膜はDDS社製GR90PPを用い,圧力20Kg/
cm,温度30℃,循環流量5l/minで実験し
た。このときの平均透過流量は30l/mHであっ
た。全透過液量は4000mlであった。このときの濃
縮液中の界面活性剤量は24.5g(濃縮液残存率9
8.0%)であり、非イオン界面活性剤でも良好に濃縮
可能であることがわかった。
【0026】
【実施例8】 アミソフトLS−11(味の素社製)の
脱塩濃縮実験 LS−11水溶液(組成LS−11 0.10% cm
c 0.262%)5lを有効膜面積35cmの日東
電工製平膜装置に循環ポンプを用いて通じ,透過液中の
組成を分析した。このとき使用した膜はDDS社製GR
90PPを用い,圧力20Kgcm,温度30℃,循
環流里5l/minで実験した。このときの平均透過流
量(は101l/mHであった。全透過液量は400
0mlであった.このときの濃縮液の組成はLS−11
1.25g(25.0%)であった。透過液中には
3.65g(73.0%)のLS−11が存在し、臨界
ミセル濃度以下の濃度では界面活性剤がミセルを形成せ
ず、みかけの分子量が膜の分画分子量より低いため膜透
過したしたと考えられる。
【0027】
【実施例9】 ドデシルアンモニウムクロライドの脱塩
濃縮実験 ドデシルアンモニウムクロライド水溶液(ドデシルアン
モニウムクロライド5.50% cmc2*10−4
NACl 1.74%)5lを有効膜面積35cm
DDS社製GR10PP(分画分子量50万)を日東電
工製平膜装置に循環ポンプを用いて通じ,透過液中の組
成を分析した。このときの実験条件は圧力5Kg/cm
,温度30℃,循環流量5l/minであった。この
ときの平均透過流量は250l/mHであった。全透
過液量は4000mlであった。このときの濃縮液の組
成はドデシルアンモニウムクロライド272g(98.
9%)であった。また、NaCl含量は0.52g
(0.006%)であった。
【図面の簡単な説明】
【図1】循環流量によるLS−11の阻止率の変化を示
す。
【図2】圧力によるLS−11の阻止率の変化を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ミセル形成した界面活性剤水溶液を分画
    分子量が500ないし100万の限外濾過膜をもちいて
    当該界面活性剤水溶液中の水及び不純物を透過させるこ
    とを特徴とする界面活性剤水溶液の濃縮精製方法。
JP3132304A 1991-03-22 1991-03-22 膜濾過による界面活性剤の精製方法 Pending JPH05317654A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1690551A2 (en) * 2005-02-10 2006-08-16 Sindan Pharma Srl Method of purifying a surfactant by ultrafiltration
WO2006084902A2 (en) * 2005-02-10 2006-08-17 Sindan Pharma Srl Method of purifying a surfactant by ultrafiltration

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