KR20060094950A - 방법 - Google Patents

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KR20060094950A
KR20060094950A KR1020067005855A KR20067005855A KR20060094950A KR 20060094950 A KR20060094950 A KR 20060094950A KR 1020067005855 A KR1020067005855 A KR 1020067005855A KR 20067005855 A KR20067005855 A KR 20067005855A KR 20060094950 A KR20060094950 A KR 20060094950A
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유니케마 케미에 비.브이.
아이씨아이 아메리카스 인크.
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Abstract

(i) 지방산 혼합물의 임의적 수소화,
(ii) 결정 형성을 위한 혼합물 냉각, 및
(iii) 건조 분별법에 의한 혼합물로부터의 알킬 분지형 C12 내지 C24 지방산 분리
를 포함하는 선형 및 알킬 분지형 C12 내지 C24 지방산을 포함하는 지방산 혼합물로부터 알킬 분지형 C12 내지 C24 지방산의 분리 방법에 관한 것이다.

Description

방법{Process}
본 발명은 선형 지방산으로부터 알킬 분지형 지방산의 분리 방법, 특히 포화 알킬 분지형 지방산의 분리에 관한 것이다.
알킬 분지형 지방산은 불포화 직쇄 지방산의 촉매 또는 열 이량체화의 부산물로서 발생한다. 이러한 알킬 분지형 지방산은 "이소스테아르산"으로 알려져있다. 이소스테아르산은 상온에서 액체이고, 올레산보다 산화에 더 안정성을 나타내어, 결과적으로 윤활제 에스테르, 및 화장 용도와 같은 넓은 적용 범위에 판매될 수 있는 매우 유용한 제품이다. 이소스테아르산은 또한 이소스테아릴 알코올을 제조하는데 사용된다. 이소스테아르산은 소위 에머르솔(Emersol) 방법에 의해 상업적으로 생성된다.
에머르솔 방법에서 지방산 혼합물은 유기 용매에 용해된 다음 횡식 스크랩(scraped) 결정화기기를 사용하여 냉각된다. 냉각되는 동안 형성되는 선형 지방산 결정은 회전 통 여과기로 불포화 선형 지방산, 불포화 분지형 지방산 및 포화 분지형 지방산으로부터 제거된다. 이어서 용매는 증류 단계에서 양쪽 분획물로부터 제거된다. 에머르솔 방법은 에너지 집약적이고, 고 작동 비용이 들며, 바람직하지않은 유기 용매의 사용을 요구한다.
US 4973431 A는 이소스테아르산 생성을 위한 습식 분리 방법을 기재한다. 습식 분리 방법에서, 지방산 혼합물은 또한 횡방향 고철 결정화기기를 사용하여 냉각된다. 그러나 이 때는, 물과 계면활성제의 혼합물인 습윤제 용액이 지방산에 부가된다. 선형 지방산 결정은 수상에 현탁되고 저온 원심분리기로 혼합물로부터 분리된다. 이어서 선형 지방산은 가열되고, 현탁액을 붕괴시키고 고온 원심분리기에서 계면활성제로부터 분리된다. 원심분리기의 양쪽 유형의 사용은 고 유지 비용이 든다. 계면활성제의 사용은 습식 분리 방법의 비용을 더욱 증가시킨다.
건조 분별법으로 알려진 세번째 기술은 불포화 지방산으로부터 포화 지방산을 분리하는데 사용되어져 왔으나, 분지형 지방산의 분리에는 적용될 수 없었다. 건조 분별법은 결정화기기에서 지방산 혼합물을 냉각한 후 막 여과기로 응고된 포화 지방산 케이크로부터 불포화 지방산을 압착하는 것을 수반한다.
<발명의 요약>
우리는 이제 전술하는 문제 중 적어도 하나를 감소시키거나 또는 실질적으로 극복하는 알킬 분지형 지방산의 분리 방법을 발견하였다.
따라서, 본 발명은
(i) 지방산 혼합물의 임의적 수소화,
(ii) 결정 형성을 위한 혼합물 냉각, 및
(iii) 건조 분별법에 의한 혼합물로부터의 알킬 분지형 C12 내지 C24 지방산 분리
를 포함하는 선형 및 알킬 분지형 C12 내지 C24 지방산을 포함하는 지방산 혼합물로부터 알킬 분지형 C12 내지 C24 지방산의 분리 방법을 제공한다.
본 발명은 또한,
(i) 3 중량% 미만의 분지형 C14 지방산,
(ii) 2 내지 12 중량% 범위의 분지형 C16 지방산,
(iii) 55 내지 85 중량% 범위의 분지형 C18 지방산,
(iv) 2 내지 12 중량% 범위의 분지형 C20 지방산,
(v) 1 내지 8 중량% 범위의 분지형 C22 지방산, 및
(vi) C18과 C16의 중량비가 0.15 내지 0.5:1 범위인 포화 선형 지방산
을 포함하는 알킬 분지형 C12 내지 C24 지방산 혼합물을 제공한다.
본 발명에 사용된 지방산의 원료는 바람직하게는 트리글리세라이드 오일과 같은 자연 발생 재료이고 동물 기원(예: 우지) 또는 바람직하게는 식물 기원일 수도 있다. 적합한 지방산은 해바라기 지방산, 콩 지방산, 올리브 지방산, 평지씨 지방산, 아마씨 지방산, 목화씨 지방산, 홍화 지방산, 톨유 지방산 및 우지 올레인을 포함한다. 올레산, 리놀레산, 리놀렌산, 팔미트올레산 및 엘라이드산과 같은 비교적 순수 불포화 지방산이 동정될 수 있고, 또는 비교적 미가공 불포화 지방산 혼합물이 쓰일 수 있다. 적합한 불포화 지방산은 상업적으로 이용할 수 있다. 이 불포화 지방산은 촉매 또는 열 이량체화 방법을 거친다. 이량체화 방법의 부산물 중 하나는 불포화 알킬 분지형 지방산, 포화 알킬 분지형 지방산, 포화 선형 지방산, 및 불포화 선형 지방산의 복잡한 지방산 혼합물인 단량체 분획물로 공지되어 있다. 이것은 본 발명의 방법 출발 물질이다.
지방산 혼합물 출발 물질은 바람직하게는 20 중량% 초과, 더욱 바람직하게는 30 내지 55 중량%, 특히 35 내지 50 중량%, 및 특별히 40 내지 45 중량% 범위의 포화 지방산, 및 바람직하게는 30 중량% 초과, 더욱 바람직하게는 45 내지 70 중량%, 특히 50 내지 65 중량%, 및 특별히 55 내지 60 중량% 범위의 불포화 지방산을 포함하며, 양쪽 모두 존재하는 지방산 전체 중량에 기초하였다.
지방산 혼합물은 불포화 지방산의 양을 감소시키기 위해 당업계에서 공지된 기술을 사용하여, 예를 들어 니켈 촉매를 사용하여, 수소화될 수 있고, 바람직하게는 수소화된다. 수소화된 지방산 혼합물은 바람직하게는 90 중량% 초과, 더욱 바람직하게는 93 중량% 초과, 특히 95 중량% 초과, 및 특별히 97 중량% 초과의 포화 지방산, 및 바람직하게는 0 내지 10 중량% 범위, 더욱 바람직하게는 7 중량% 미만, 특히 5 중량% 미만, 및 특별히 3 중량% 미만의 불포화 지방산을 포함하며, 양쪽 모두 존재하는 지방산 전체 중량에 기초하였다.
지방산 혼합물은,
(i) 적절하게는 35 내지 85 중량%, 바람직하게는 40 내지 65 중량%, 더욱 바람직하게는 45 내지 60 중량%, 특히 50 내지 57 중량%, 및 특별히 51 내지 55 중량 % 범위의 알킬 분지형 C12 내지 C24 지방산, 및
(ii) 적절하게는 15 내지 65 중량%, 바람직하게는 35 내지 60 중량%, 더욱 바람직하게는 40 내지 55 중량%, 특히 43 내지 50 중량%, 및 특별히 45 내지 49 중량% 범위의 선형 C12 내지 C24 지방산
을 포함하며, 양쪽 모두 존재하는 지방산 전체 중량에 기초하였다.
알킬 분지형 및 선형 지방산 혼합물은 바람직하게는 C14 내지 C22, 더욱 바람직하게는 C16 내지 C22, 특히 C18 내지 C20, 및 특별히 C18 지방산을 포함한다. 지방산 혼합물은,
(i) 바람직하게는 0 내지 5 중량% 범위, 더욱 바람직하게는 4 중량% 미만, 특히 3 중량% 미만, 및 특별히 2 중량% 미만의 C14 지방산을 포함하며, 및(또는)
(ii) 바람직하게는 5 내지 50 중량%, 더욱 바람직하게는 10 내지 35 중량%, 특히 15 내지 30 중량%, 및 특별히 20 내지 25 중량% 범위의 C16 지방산을 포함하며, 및(또는)
(iii) 바람직하게는 45 중량% 초과, 더욱 바람직하게는 50 내지 75 중량%, 특히 55 내지 65 중량%, 및 특별히 57 내지 63 중량% 범위의 C18 지방산을 포함하며, 및(또는)
(iv) 바람직하게는 0 내지 20 중량%, 더욱 바람직하게는 3 내지 15 중량%, 특히 6 내지 10 중량%, 및 특별히 7 내지 9 중량% 범위의 C20 지방산을 포함하며, 및(또는)
(v) 바람직하게는 0 내지 12 중량%, 더욱 바람직하게는 2 내지 10 중량%, 특히 4 내지 8 중량%, 및 특별히 5 내지 7 중량% 범위의 C22 지방산을 포함하며, 모든 것은 존재하는 지방산 전체 중량에 기초하였다.
본 발명의 특히 바람직한 실시태양에서, 지방산 혼합물에 존재하는 포화 선형 지방산 C18 과 C16의 중량비는 적절하게는 0.3 내지 2:1, 바람직하게는 0.4 내지 1.5:1, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 1.2:1, 특히 0.6 내지 1.0:1, 및 특별히 0.7 내지 0.9:1 범위에 있다. 전술한 비는 본 발명에 따른 방법을 수행하기 전에 지방산 혼합물에 포화 선형 C16 지방산, 즉, 팔미트산의 부가로 조정될 수 있으며, 바람직하게는 조정된다. 부가된 팔미트산의 양은 지방산 혼합물 출발 물질 100 g당 바람직하게는 0.5 내지 15 g, 더욱 바람직하게는 1 내지 10 g, 특히 3 내지 7 g, 및 특별히 4 내지 6 g이다.
본 발명에 따른 방법에서 지방산 혼합물 출발 물질은 그것이 액체 상태에 있도록 초기에, 바람직하게는 45℃이상, 더욱 바람직하게는 48 내지 80℃, 특히 50 내지 70℃, 및 특별히 52 내지 60℃ 범위의 온도로 가열된다. 지방산 혼합물 출발 물질은 혼합물의 적정(또는 녹는점) 이상으로 바람직하게는 2 내지 20℃로, 더욱 바람직하게는 5 내지 15℃, 특히 7 내지 13℃, 및 특별히 9 내지 11℃ 범위의 온도로 가열된다. 지방산 혼합물은, 예를 들어, 그 온도가 110℃ 만큼 높은 경우에는, 증류 칼럼에서 직접 사용할 수 있으며, 이것은 결정화기기에 넣기 전에 전술한 바 람직한 온도 범위로 냉각할 것이 요구될 것이다.
액체 지방산 혼합물의 결정화는 바람직하게는 지방산 혼합물을 18℃ 이하로, 더욱 바람직하게는 17℃ 이하로, 특히 7 내지 16℃, 및 특별히 5 내지 15℃ 범위로 냉각함으로써 달성될 수 있다. 냉각 속도는 방법의 효율에 중요한 영향을 미칠 수 있고, 발명의 일 실시태양에서 냉각은 시간당 바람직하게는 1 내지 30℃, 더욱 바람직하게는 2 내지 15℃, 특히 3 내지 8℃, 및 특별히 4 내지 6℃ 범위 값으로 뱃치식(batch-wise) 방법으로 일어난다. 뱃치식 냉각 방법은 바람직하게는 1 내지 14 시간, 더욱 바람직하게는 2 내지 12 시간, 특히 6 내지 11 시간, 및 특별히 8 내지 10 시간 범위에 걸쳐 일어난다.
별법으로 그리고 바람직하게는, 연속 냉각 방법이 쓰이는데, 시간당 적절하게는 15 내지 140℃, 바람직하게는 25 내지 100℃, 더욱 바람직하게는 30 내지 70℃, 특히 35 내지 60 ℃ 및 특별히 40 내지 55℃ 범위의 속도로 냉각된다. 연속 냉각 방법은 바람직하게는 0.1 내지 4 시간, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 3 시간, 특히 0.5 내지 2 시간, 및 특별히 0.8 내지 1.2 시간 범위에 걸쳐 일어난다.
냉각 방법 동안, 포화 선형 지방산의 결정화가 발생한다. 본 발명의 특히 바람직한 실시태양에서 냉각 단계 후의 지방산 혼합물의 조성은 15 내지 55 중량%, 더욱 바람직하게는 20 내지 50 중량%, 특히 25 내지 45 중량%, 및 특히 30 내지 40 중량% 범위의 액체 지방산, 및 45 내지 85 중량%, 더욱 바람직하게는 50 내지 80 중량%, 특히 55 내지 75 중량%, 및 특히 60 내지 70 중량% 범위의 고체 지방산을 포함한다. 또다른 바람직한 실시태양에서, 고체 지방산은 더욱 보편적인 바늘모양 구조와 반대로, 판모양 구조의 결정형을 가진다. 판모양 결정은 적합한 평균 종횡비 d1:d2 ((여기서 기재된 바와 같이 측정됨)(여기서 d1 및 d2는 각각 결정의 길이 및 폭이다)가 1 내지 3:1, 바람직하게는 1 내지 2:1, 더욱 바람직하게는 1 내지 1.3:1, 특히 1 내지 1.2:1, 및 특별히 1 내지 1.1:1 범위인, 거의 원형태이다. 발명의 바람직한 실시태양에서, 결정 수의 적절하게는 적어도 40%, 바람직하게는 적어도 55%, 더욱 바람직하게는 적어도 70%, 특히 적어도 80%, 및 특별히 적어도 90%가 평균 종횡비에 대해 상기 주어진 바람직한 범위 내의 종횡비를 가진다. 판모양 결정의 평균 깊이(또는 d3)는 평균 결정 지름(평균 길이 및 평균 폭의 합의 반((dl + d2)/2))의 바람직하게는 1/3 미만, 더욱 바람직하게는 1/4 미만, 특히 1/50 내지 1/8, 및 특별히 1/20 내지 1/10 범위에 있다.
판모양 결정은 적절하게는 150 내지 600 ㎛, 바람직하게는 250 내지 500 ㎛, 더욱 바람직하게는 300 내지 460 ㎛, 특히 350 내지 440 ㎛, 및 특별히 380 내지 420 ㎛ 범위의 평균 결정 지름(여기서 기재된 바와 같이 측정됨) 을 가진다. 발명의 바람직한 실시태양에서, 결정 수당 적절하게는 적어도 40%, 바람직하게는 적어도 55%, 더욱 바람직하게는 적어도 70%, 특히 적어도 80%, 및 특별히 적어도 90%가 평균 결정 지름에 대해 상기 주어진 바람직한 범위 내의 결정 지름를 가진다.
바람직한 판모양 결정형은 원형태가 바늘모양인 결정으로 이루어진 여과후 케이크에서보다 낮은 다공성을 가지는 여과후 케이크 내의 결정들의 개방 배열을 만든다. 판모양 결정으로부터 형성된 여과후 케이크는 동일한 수율의 액체/고체 지방산 분리를 달성하기 위해 낮은 수압을 요구하며, 놀랍게도 상당히 순수한 제품을 산출한다.
냉각 후, 지방산 혼합물은 바람직하게는 적합한 여과기를 통해 여과된다. 여과천은 직조의 형태로, 바람직하게는 폴리올레핀, 더욱 바람직하게는 폴리프로필렌, 특히 섬유로 만들어진다. 섬유는 바람직하게는 PTFE와 같은 소수성 물질로 코팅될 수 있다. 여과천의 중량은 바람직하게는 200 내지 600 g.m-2, 더욱 바람직하게는 300 내지 500 g.m-2, 및 특히 350 내지 450 g.m-2 범위이다. 여과천은 바람직하게는 0.1 내지 10 l.dm-2.min-1, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 5 l.dm-2.min-11, 및 특히 1 내지 2 l.dm-2.min-1 범위의 투과율을 가진다. 적합한 여과천은 상업적으로 이용할 수 있다. 여과천은 일반적으로 또한 상업적으로 이용할 수 있는 여과 압착기에 들어있다.
여과 단계는 바람직하게는 압력하에서, 더욱 바람직하게는 5 내지 40 bar, 특히 15 내지 35 bar, 및 특별히 25 내지 30 bar에서 일어난다.
본 발명 방법에 따라 생성된 알킬 분지형 C12 내지 C24 지방산 혼합물은 바람직하게는 70 중량% 초과, 더욱 바람직하게는 73 내지 95 중량%, 특히 77 내지 90 중량%, 및 특별히 80 내지 85 중량% 범위의 분지형 지방산, 및 바람직하게는 30 중량% 미만, 더욱 바람직하게는 5 내지 27 중량%, 특히 10 내지 23 중량%, 및 특별히 15 내지 20 중량% 범위의 선형 지방산을 포함하며, 양쪽 모두 존재하는 지방산 전 체 중량에 기초하였다.
알킬 분지형 C12 내지 C24 지방산 혼합물은 바람직하게는 C14 내지 C22, 더욱 바람직하게는 C16 내지 C22, 특히 C18 내지 C20, 및 특별히 C18 지방산을 포함한다. 알킬 분지형 지방산 혼합물은,
(i) 바람직하게는 0 내지 4 중량%, 더욱 바람직하게는 3 중량% 미만, 특히 2 중량% 미만, 및 특별히 1 중량% 미만의 분지형 C14 지방산, 및(또는)
(ii) 바람직하게는 0 내지 15 중량%, 더욱 바람직하게는 2 내지 12 중량%, 특히 4 내지 10 중량%, 및 특별히 6 내지 8 중량% 범위의 분지형 C16 지방산, 및(또는)
(iii) 바람직하게는 50 중량% 초과, 더욱 바람직하게는 55 내지 85 중량%, 특히 60 내지 80 중량%, 및 특별히 65 내지 75 중량% 범위의 분지형 C18 지방산, 및(또는)
(iv) 바람직하게는 0 내지 15 중량%, 더욱 바람직하게는 2 내지 12 중량%, 특히 4 내지 10 중량%, 및 특별히 6 내지 8 중량% 범위의 분지형 C20 지방산, 및(또는)
(v) 바람직하게는 0 내지 12 중량%, 더욱 바람직하게는 1 내지 8 중량%, 특히 1.5 내지 6 중량%, 및 특별히 2 내지 4 중량% 범위의 분지형 C22 지방산을 포함하며, 모든 것은 존재하는 지방산 전체 중량에 기초하였다.
또한, 알킬 분지형 지방산 혼합물은,
(i) 바람직하게는 0 내지 18 중량%, 더욱 바람직하게는 3 내지 12 중량%, 특히 5 내지 10 중량%, 및 특별히 6 내지 8 중량% 범위의 선형 C16 지방산, 및(또는)
(ii) 바람직하게는 0 내지 10 중량%, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 6 중량%, 특히 1 내지 4 중량%, 및 특별히 1.5 내지 3 중량% 범위의 선형 C18 지방산을 포함하며, 양쪽 모두 존재하는 지방산 전체 중량에 기초하였다.
분지형 지방산 혼합물에 존재하는 포화 선형 지방산 C18과 C16의 중량비는 적절하게는 0.05 내지 1:1, 바람직하게는 0.1 내지 0.7:1, 더욱 바람직하게는 0.15 내지 0.5:1, 특히 0.2 내지 0.4:1, 및 특별히 0.25 내지 0.35:1 범위에 있다.
알킬 분지형 C12 내지 C24 지방산 혼합물은 바람직하게는 90 중량% 초과, 더욱 바람직하게는 92 내지 99.9 중량%, 특히 95 내지 99.5 중량%, 및 특별히 96 내지 99 중량% 범위의 포화 지방산, 및 바람직하게는 0 내지 10 중량%, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 8 중량%, 특히 0.5 내지 5 중량%, 및 특별히 1 내지 4 중량% 범위의 불포화 지방산을 포함하며, 양쪽 모두 존재하는 지방산 전체 중량에 기초하였다.
본 발명에 따라 생성된 알킬 분지형 C12 내지 C24 지방산은 바람직하게는 평균 3 개 미만, 더욱 바람직하게는 2.5 개 미만, 특히 1.05 내지 2 개, 및 특별히 1.1 내지 1.4 개 탄소 원자 범위를 갖는, 즉, 곁 분지가 주로 메틸기인 (가장 긴 선형 사슬의 탄소 원자에 직접 부착된) 알킬 곁 분지를 포함한다. 발명의 바람직한 실시태양에서, 곁-분지형 기의 수의 50% 초과, 더욱 바람직하게는 60% 초과, 특히 70 내지 97%, 및 특별히 80 내지 93% 범위가 메틸기이다. 또다른 바람직한 실시태양에서, 분지형 지방산의 수의 30% 초과, 더욱 바람직하게는 40% 초과, 특히 45 내지 90%, 및 특별히 50 내지 80% 범위가 단일 메틸 곁 분지를 보유한다.
알킬 분지형 C12 내지 C24 지방산은 바람직하게는 160 내지 220 mgKOHg-1, 더욱 바람직하게는 175 내지 205 mgKOHg-1, 특히 182 내지 196 mgKOHg-1, 및 특별히 187 내지 191 mgKOHg-1 범위의 산가(여기서 기재된 바와 같이 측정됨)를 가진다.
알킬 분지형 C12 내지 C24 지방산은 바람직하게는 165 내지 220 mgKOH.g-1, 더욱 바람직하게는 175 내지 210 mgKOH.g-1, 특히 185 내지 200 mgKOH.g-1, 및 특별히 191 내지 195 mgKOH.g-1 범위의 비누화 값(여기서 기재된 바와 같이 측정됨)을 가진다.
알킬 분지형 C12 내지 C24 지방산은 바람직하게는 10 미만 g.100g-1, 더욱 바람직하게는 7 미만 g.100g-1, 특히 0.5 내지 5 g.100g-1, 및 특별히 1 내지 3 g.100g-1 범위의 비비누화 함량(여기서 기재된 바와 같이 측정됨)을 가진다.
알킬 분지형 C12 내지 C24 지방산은 바람직하게는 8 미만 g 요오드.100g-1, 더욱 바람직하게는 6 미만 g 요오드.100g-1, 특히 0.5 내지 4 g 요오드.100g-1, 및 특별히 1 내지 3 g 요오드.100g-1 범위의 요오드값(여기서 기재된 바와 같이 측정됨)을 가진다.
알킬 분지형 C12 내지 C24 지방산은 적절하게는 0 내지 15℃, 바람직하게는 0 내지 10℃, 더욱 바람직하게는 0 내지 8℃, 특히 0 내지 6℃, 및 특별히 0 내지 4℃ 범위의 흐림점(여기서 기재된 바와 같이 측정됨)을 가진다.
알킬 분지형 C12 내지 C24 지방산은 적절하게는 250 미만 하젠(Hazen) 단위, 더욱 바람직하게는 150 미만 하젠 단위, 특히 100 미만 하젠 단위, 및 특별히 50 미만 하젠 단위의 색(여기서 기재된 바와 같이 측정됨)을 가진다.
본 발명은 다음의 비-제한 실시예에 의해 설명된다. 모든 부 및 백분율은 달리 지시되지 않는다면 중량 기준이다.
이 명세서에서 다음의 시험법이 사용되었다.
(i) 산가
산가는 A.O.C.S. 공식법 Te 1a-64(1997년 재승인)를 사용하여 측정하였고, 시료 1 그램에서 자유 지방산을 중성화하기 위해 필요한 수산화 칼륨의 밀리그램 수로 표시하였다.
(ii) 비누화 값
비누화 값은 A.O.C.S. 공식법 TI 1a-64(1997)를 사용하여 결정하였고 규정된 상태하에서 시료 1 그램과 반응하는 수산화 칼륨의 밀리그램 수로 정의한다.
(iii) 비비누화 값
비비누화 값은 A.O.C.S. 공식법 Ca6b-53(1989)을 사용하여 측정하였다.
(iv) 요오드 값
요오드 값은 위즈스(Wijs)법(A.O.C.S. 공식법 Tg 1-64(1993))으로 결정하였고 정의된 시험 상태하에서 시료 100 그램에 의해 흡수되는 요오드 그램 수로 표시하였다.
(v) 흐림점
흐림점은 A.O.C.S. 공식법(Cc 6-25)에 따라 측정하였다.
(vi) 색
색은 하젠 단위(Pt-Co scale)의, 색결정법 ISO 2211(1973)을 사용하여 결정 하였다.
(vii) 적정
적정(또는 녹는점)은 A.O.C.S. 공식법 Tr1a-64(1989)에 따라 측정하였다.
(viii) 지방산 조성
지방산 조성(사슬 길이, 포화/불포화, 선형/분지형)은 가스 크로마토그래피를 사용하거나, ISO 5508 법(1990(E) 동물 및 식물 지방 및 오일 - 지방산 메틸 에스테르의 가스 크로마토그래피 분석)을 사용하여 결정하였다.
(ix) 결정 크기
판모양 결정의 입자 크기는 광학 현미경(올림푸스(Olympus) BX60 제품)으로확대된 편광 심상과 함께 투과광 심상하에서 시료를 관찰하여 측정하였다. 보편적 현미경 스테이지 대신에, 시료는 린크함(Linkham) THMS 600 온도 계획 스테이지에 두었다. 지방산 혼합물의 시료는 25 ℃.min-1의 속도로 결정이 용융될 때까지 가열되었다. 용융이 발생한 후, 가열은 멈추었고 시료는 결정이 형성될 때까지 (어떠한 강제 냉각도 적용하지 않고) 냉각되도록 하였다. 사진은 약 50개 결정이 각각의 사진에 나타나도록 알맞게 확대되어 생성되었다. 최소 300개 결정이 투명한 크기 격자를 사용하여 손으로 크기를 측정되었다. 평균 결정 지름은 상기 측정으로 계산되었다. 또한, 결정의 종횡비는 적어도 50개 입자의 최대(길이) 및 최소(폭) 치수로부터 결정되었다. 별법으로, 측정은 전산화된 영상 분석으로 수행될 수 있다.
실시예 1
지방산 혼합물 25 kg을 60℃ 온도에서 이량체화 방법의 단량체 분획물에서 얻었고 자켓(jacketted)-냉각기 및 용기의 내부 벽을 긁어낼 수 있는 수직으로-설치된 교반기가 장착된 스테인리스 강철 구조의 수직 뱃치 결정화기기에 채웠다. 지방산 혼합물은 5℃ 온도에서 7 시간 동안 교반하에 냉각되어, 슬러리를 형성하였다. 슬러리는 폴리프로필렌 여과천이 장착된 막 여과 압착기로 펌핑되었다. 전체 여과 압착기는 냉각되어 5℃ 온도에서 유지되었다. (여과 압착기 냉각류를 통해) 수압이 여과 압착기에 인가되었고 12 bar 압력까지 1 bar.min-1 속도로 증가하였다. 여과 압착기에서 나오는 액상(여과액)을 모았다. 여과 압착기의 압력은 해제되었고 고상(잔류물)을 배출하여 모았다.
산출된 여과액을 분석하여 다음의 조성을 가진 것을 알았다.
(i) 0.8 중량%의 분지형 C14 지방산
(ii) 5.7 중량%의 분지형 C16 지방산
(iii) 74.3 중량%의 분지형 C18 지방산
(iv) 6.6 중량%의 분지형 C20 지방산
(v) 1.9 중량%의 분지형 C22지방산, 및
(v) 5.2 중량%의 선형 C16 지방산, 및
(vi) 1.5 중량%의 선형 C18 지방산

Claims (27)

  1. (i) 지방산 혼합물의 임의적 수소화,
    (ii) 결정 형성을 위한 혼합물 냉각, 및
    (iii) 건조 분별법에 의한 혼합물로부터의 알킬 분지형 C12 내지 C24 지방산 분리
    를 포함하는, 선형 및 알킬 분지형 C12 내지 C24 지방산을 포함하는 지방산 혼합물로부터 알킬 분지형 C12 내지 C24 지방산의 분리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 지방산 혼합물이 95 중량% 초과의 포화 지방산, 및 5 중량% 미만의 불포화 지방산을 포함하는 방법.
  3. 제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 지방산 혼합물이 40 내지 65 중량% 범위의 알킬 분지형 C12 내지 C24 지방산, 및 35 내지 60 중량% 범위의 선형 C12 내지 C24 지방산을 포함하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 지방산 혼합물이,
    (i) 4 중량% 미만의 C14 지방산, 및/또는
    (ii) 10 내지 35 중량% 범위의 C16 지방산, 및/또는
    (iii) 50 내지 75 중량% 범위의 C18 지방산, 및/또는
    (iv) 3 내지 15 중량% 범위의 C20 지방산, 및/또는
    (v) 2 내지 10 중량% 범위의 C22 지방산
    을 포함하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 지방산 혼합물이 15 내지 30 중량%, 바람직하게는 20 내지 25 중량% 범위의 C16 지방산을 포함하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 지방산 혼합물이 55 내지 65 중량%, 바람직하게는 57 내지 63 중량% 범위의 C18 지방산을 포함하는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 지방산 혼합물에 존재하는 포화 선형 지방산 C18 과 C16의 중량비가 0.4 내지 1.5:1, 바람직하게는 0.5 내지 1.2:1인 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 알킬 분지형 C12 내지 C24 지방산이 73 내지 95 중량% 범위의 분지형 지방산, 및 5 내지 27 중량% 범위의 선형 지방 산을 포함하는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 알킬 분지형 C12 내지 C24 지방산이,
    (i) 3 중량% 미만의 분지형 C14 지방산, 및/또는
    (ii) 2 내지 12 중량% 범위의 분지형 C16 지방산, 및/또는
    (iii) 55 내지 85 중량% 범위의 분지형 C18 지방산, 및/또는
    (iv) 2 내지 12 중량% 범위의 분지형 C20 지방산, 및/또는
    (v) 1 내지 8 중량% 범위의 분지형 C22 지방산
    을 포함하는 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 알킬 분지형 C12 내지 C24 지방산이 4 내지 10 중량%, 바람직하게는 6 내지 8 중량% 범위의 분지형 C16 지방산을 포함하는 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 알킬 분지형 C12 내지 C24 지방산이 60 내지 80 중량%, 바람직하게는 65 내지 75 중량% 범위의 분지형 C18 지방산 을 포함하는 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 알킬 분지형 C12 내지 C24 지방산이,
    (i) 3 내지 14 중량% 범위의 선형 C16 지방산, 및/또는
    (ii) 0.5 내지 6 중량% 범위의 선형 C18 지방산
    을 포함하는 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 알킬 분지형 C12 내지 C24 지방산이 존재하는 포화 선형 지방산 C18과 C16의 중량비를 0.1 내지 0.7:1 범위로 포함하는 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 알킬 분지형 C12 내지 C24 지방산이 90 중량% 초과의 포화 지방산, 및 0 내지 10 중량% 범위의 불포화 지방산을 포함하는 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 알킬 분지형 C12 내지 C24 지방산이,
    (i) 175 내지 205 mgKOH.g-1 범위의 산가, 및/또는
    (ii) 175 내지 210 mgKOH.g-1 범위의 비누화 값, 및/또는
    (iii) 7 g.100g-1 미만의 비비누화 값, 및/또는
    (iv) 6 g.100g-1 미만의 요오드 값, 및/또는
    (v) 0 내지 10℃ 범위의 흐림점, 및/또는
    (vi) 150 하젠 단위 미만의 색가
    를 가지는 방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 알킬 분지형 C12 내지 C24 지방산이 0 내지 8℃, 바람직하게는 0 내지 6℃ 범위의 흐림점을 가지는 방법.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 냉각 동안 판모양 결정이 형성되는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 판모양 결정이 1 내지 2:1 범위의 평균 종횡비를 가지는 방법.
  19. 제17항 및 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 판모양 결정이 250 내지 500 ㎛ 범위의 평균 결정 지름을 가지는 방법.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 지방산 혼합물이 48 내지 80℃ 범위의 온도로 초기에 가열되는 방법.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 지방산 혼합물이 7 내지 16℃ 범위의 온도로 냉각되는 방법.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 알킬 분지형 C12 내지 C24 지방산이 여과에 의해 분리되는 방법.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 지방산 혼합물에 존재하는 포화 선형 지방산 C18과 C16의 중량비가 바람직하게는 팔미트산의 부가로 냉각 단계 이전 또는 냉각 단계 동안 조정되는 방법.
  24. 제23항에 있어서, 지방산 혼합물 100 g 당 0.5 내지 15 g 범위의 팔미트산이 부가되는 방법.
  25. (i) 3 중량% 미만의 분지형 C14 지방산,
    (ii) 2 내지 12 중량% 범위의 분지형 C16 지방산,
    (iii) 55 내지 85 중량% 범위의 분지형 C18 지방산,
    (iv) 2 내지 12 중량% 범위의 분지형 C20 지방산,
    (v) 1 내지 8 중량% 범위의 분지형 C22 지방산, 및
    (vi) C18과 C16의 중량비가 0.15 내지 0.5:1 범위인 포화 선형 지방산
    를 포함하는 알킬 분지형 C12 내지 C24 지방산 혼합물.
  26. 제25항에 있어서,
    (i) 3 내지 12 중량% 범위의 선형 C16 지방산, 및
    (ii) 0.5 내지 6 중량% 범위의 선형 C18 지방산
    을 포함하는 알킬 분지형 C12 내지 C24 지방산 혼합물.
  27. 제25항 및 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    (i) 170 내지 195 mgKOH.g-1 범위의 산가,
    (ii) 85 내지 210 mgKOH.g-1 범위의 비누화 값,
    (iii) 7 g.100g-1 미만의 비비누화 값,
    (iv) 6 g.100g-1 미만의 요오드 값,
    (v) 10℃ 미만의 흐림점, 및
    (vi) 250 하젠 단위 미만의 색가
    를 갖는 알킬 분지형 C12 내지 C24 지방산 혼합물.
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