PL107455B1 - Sposob wytwarzania tensydow zawierajacych jako skladniki czynne estry sacharozowe kwasow tluszczowych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia tensydów zawierajacych jako skladniki czynne estry sacharozowe kwasów tluszczowych. Zwiazki tego rodzaju stosuje sie w przemysle spozywczym, paszowym, kosmetycznym i farmaceutycznym.Dotychczas stosowane sposoby polegaja na prze¬ prowadzeniu transestryfikacji sacharozy, na nas¬ tepnym wyizolowaniu substancji powierzchniowo czynnej i w dalszej kolejnosci na sporzadzeniu z niej takiej formy uzytkowej, która jest dostosowa¬ na do rodzaju i kierunku wykorzystania przemys¬ lowego.I tak w opisach patentowych RFN nr 1518251 i 1668294 przedstawione sa sposoby prowadzenia reakcji miedzy estrami kwasów tluszczowych i sa¬ charoza. Reakcje prowadzi sie w ukladzie dwufa¬ zowym z udzialem rozpuszczalnika niepolarnego, wprowadzanego przed rozpoczeciem reakcji w ilosci 0,2-2,0 czesci wagowych w stosunku do roz¬ puszczalnika polarnego. Po zakonczeniu reakcji roz¬ puszczalniki oddziela sie i przerabia dalej oddziel¬ nie kazda faze, lub tez poddaje sie je destylacji lacznie. Przy tym ostatnim sposobie postepowania, w poczatkowym etapie moze zachodzic destylacja dwuskladnikowa. W miare wyczerpywania sie roz¬ puszczalnika niepolarnego wzrasta zawartosc wzgledna rozpuszczalnika polarnego w pozostalos¬ ci. W efekcie otrzymuje sie produkty zawierajace rozpuszczalnik polarny w ilosciach takich samych jak w innych znanych sposobach postepowania. 10 15 10 25 it Te znane sposoby jednakze sa stosunkowo kosz¬ towne i stwarzaja duze trudnosci technologiczne, szczególnie na etapach i odzyskiwania i usuwania sladowych ilosci rozpuszczalnika, regeneracji sa¬ charozy i koncowego izolowania produktu przed sporzadzeniem formy uzytkowej.Istnieje szereg rozwiazan majacych na celu og¬ raniczenie tych niedogodnosci. Stosuje sie wstepne oddestylowanie dwumetyloformamidu pod zmniej¬ szonym cisnieniem do zawartosci 10-50% s.m. oraz rozpuszczenie pozostalosci w butanolu i przemy- wanie otrzymanego roztworu solanka. Pozwala to na otrzymanie produktu wolnego od sacharozy i dwumetyloformamidu, jednak jest on silnie zaso¬ lony, nawet jesli uzyje sie dodatkowy, niepolarny rozpuszczalnik. Powstajacy ekstrakt solankowy stwarza powazne problemy sciekowe, a odzyski¬ wanie z niego sacharozy i dwumetyloformamidu jest'nieoplacalne.W celu odzyskania sacharozy byly prowadzone próby rozcienczania pozostalosci po wstepnej des¬ tylacji niepolarnymi rozpuszczalnikami, takimi jak aceton, octan etylu, toluen. Wytracajaca sie ' w tych warunkach sacharoza jest jednak trudna do odsaczenia i zawiera znaczne ilosci cennych mo- noestrów sacharozy.Podobnie tez wydzielanie oparte na lugowaniu i wytraceniu produktu* nie daje zadnych rezulta¬ tów z powodu strat spowodowanych wspólstraca- niem i solubilizacja- Stosuje sie takze wymywanie 187 4553 woda i wysalanie produktu bez uzycia rozpusz¬ czalnika organicznego, lecz nie mozna tego stoso¬ wac przy uzyciu tluszczów naturalnych jako suro¬ wców, poniewaz wystepuja tu trudnosci z rozbija¬ niem emulsji, a usuniecie dwumetyloformamidu jest niepelne. Usuwanie resztek dwumetyloforma¬ midu za pomoca dializy oraz na jonitach; nie moze jednak miec znaczenia technologicznego.Podstawowa wada tych rozwiazan jest niepel¬ na lub bardzo skomplikowana i droga regeneracja sacharozy i dwumetyloformamidu. Ponadto powaz¬ ne trudnosci technologiczne wystepuja przy kon¬ cowym wydzielaniu produktu — odparowywaniu, wprowadzonych w, róznych operacjach rozpuszczal¬ ników organicznych. Trudnosci te wynikaja z du¬ zej aktywnosci solwatacyjnej estrów sacharozy, ich wrazliwosci na dzialanie temperatur powyzej 100°C oraz wlasnosci - fizycznych, gdyz w miare odparowywania tworza geste ciecze o wysokiej lepkosci rzedu 100 000' cP, wykazujace silna adheije do scian aparatury. Trudnosci te rosna w miare wzrostu polarnosci rozpuszczalnika i calko¬ wite usuniecie dwumetyloformamidu przez desty¬ lacje jest praktycznie niemozliwe. Dlatego tez. do koncowego odparowania nalezy stosowac kosztow¬ ne urzadzenia wyparne pracujace pod zmniejszo¬ nym cisnieniem ponizej 10/ torr, a wiec w warun¬ kach trudnych do realizacji w duzej skali techno¬ logicznej.Otrzymywane produkty sa trudno rozpraszalne w wodzie, sporzadzenie z nich dogodnej formy uzytkowej lub bezposrednie stosowanie wymaga uzycia kosztownych aparatów homogenizujacych, pracujacych przy duzych obciazeniach, mechanicz¬ nych.Okazalo sie, ze mozna wytwarzac tensydy za¬ wierajace estry sacharozowe kwasów tluszczo¬ wych, przy uzyciu prostych typowych operacji, odzyskujac praktycznie calosc nieprzereagowanej sacharozy i ponad 95% dwumetyloformamidu, przy czym koncowe usuwanie rozpuszczalnika jest latwe i nie wymaga kosztownych i skomplikowa¬ nych urzadzen, zas produkt otrzymuje sie w for¬ mie nadajacej sie do stosowania bez dodatkowych operacji technologicznych.Wedlug wynalazku, sposób wytwarzania tensy- dów zawierajacych jako skladniki czynne estry sacharozowe kwasów tluszczowych wchodzacych w sklad naturalnych tluszczów zwierzecych, ta¬ kich jak tluszcz kurzy, wolowy, wieprzowy, tlusz¬ cze mieszane utylizacyjne lub naturalnych tlusz¬ czów roslinnych, takich jak olej rzepakowy, sojo¬ wy, palmowy itp.j polega na zageszczeniu miesza¬ niny poreakcyjnej otrzymanej w wyniku przeestry- fikowania sacharoza estrów metylowych kwasów tluszczowych lub naturalnych glicerydów w sro¬ dowisku dwumetyloformamidu, do zawartosci 5-75% tego rodzaju rozpuszczalnika i nastepnym usunieciu go do zawartosci 0,01-5,0% przez zasta¬ pienie w drodze destylacji prowadzonej w tempe¬ raturze 60 — 150°C, niepolarnym rozpuszczalnikiem organicznym. Rozpuszczalnikiem takim, w którym nie rozpuszcza sie sacharoza i wóda, jest na przy¬ klad czterochloroetylen, czterochloroetan, toluen, ortoksylen, paraksylen, metaksylen, anizol, chlo- 455 4 robenzen, oktan, nonan, dekan, benzyna o tempe¬ raturze wrzenia 60-180°C lub mozna tez uzywac dowolna kombincje tych rozpuszczalników. Usu¬ niety w ten sposób dwumetyloformamid regene- 5 ruje sie znana metoda i zawraca do kolejnej re¬ akcji- Sacharoze usuwa sie z mieszaniny po wstep¬ nym zageszczeniu i po dodaniu rozpuszczalnika niepolarnego, przemywajac roztwór woda lub mieszanina woda — dwumetyloformamid, zawiera¬ lo jaca od 0,5-50% dwumetyloformamidu. Zawarta w tak otrzymanym ekstrakcie sacharoze zawraca sie w calosci do nastepnej szarzy- / W przypadku, gdy konieczne jest usuwanie sla¬ dowych ilosci dwumetyloiormamidu, roztwór po od- 15 dzieleniu sacharozy przemywa sie wodnym roz¬ tworem chlorku sodowego. Operacja ta, dzieki nie- polarnemu charakterowi rozpuszczalnika i niewiel¬ kiej ilosci usuwanego dwumetyloformamidu, nie powoduje zasolenia produktu. Niepolarny rozpusz- 20 czalnik ogranjczny usuwa sie po dodaniu do roz¬ tworu nierozpuszczalnej w mieszaninie rozdrob¬ nionej substancji stalej, uzytej w ilosci 0,5-10,0 czesci wagowych. Otrzymane w ten sposób pro¬ dukty sa sypkimi substancjami stalymi zawieraja- 25 cymi ponizej 0,1% dwumetyloformamidu i od 5 do 50% estrów sacharozowych i/lub od 1 do 40% nie¬ pelnych glicerydów, w zaleznosci od rodzaju uzy¬ tego do przeestryfikowTania surowca (estry mety- • lowe kwasów tluszczowych, tluszcze naturalne), 30 stosunku reagentów i ilosci nosnika. Sa to produk¬ ty latwo rozpraszalne w wodzie, obnizajace na¬ piecie powierzchniowe i miedzyfazowe w roztwo¬ rach wodnych proporcjonalnie do stezenia i ro¬ dzaju zawartych w nich substancji powierzchnio- 35 wo czynnych, w zwiazku z czym mozna stosowac je jako tensydy. Produkty te stosuje sie miedzy innymi jako skladniki paszowych preparatów mle- kozastepczych, emulgatory tluszczów w produk¬ tach spozywczych i wyrobach kosmetycznych, sta- 4o bilizatory pieczywa i czekolady oraz jako skladni¬ ki nietoksycznych srodków myjacych.Wynalazek jest blizej przedstawiony w przykla¬ dach . wykonania, które nie ograniczaja zakresu jego stosowania. 45 Przyklad I. W 1600 cm3 dwumetyloforma¬ midu rozpuszcza sie 426 g odzyskowego tluszczu kurzego, 342 g sacharozy i 14 g weglanu potasowe¬ go. Calosc suszy sie azeotropowo benzenem i og¬ rzewa sie w ciagu 8 godzin w temperaturze 95°C. 50 Nastepnie oddestylowuje sie 1200 cm3 dwumetylo¬ formamidu, a pozostalosc rozpuszcza sie w 2000 cm3 p-ksylenu. Roztwór miesza sie z 200 cm3 20% wod¬ nego roztworu dwumetyloformamidu i oddziela warstwe wodna, z której po odparowaniu otrzy- w muje sie 251 g regenerowanej sacharozy, zawiera¬ jacej 25,2% dwumetyloformamidu' i 12% wody.Warstwe ograniczna poddaje sie destylacji w .tem¬ peraturze 110°C, polaczonej z przemywaniem wo¬ da i zawracaniem destylatu. Po 4 godzinach za- 80 wartosc dwumetyloformamidu w mieszaninie wy¬ nosi 1,4%, jednoczesnie uzyskuje sie 2 dm3 wodne¬ go roztworu, z którego po destylacji odzyskuje sie 380 cm3 dwumetyloformamidu. Mieszanine w kol¬ bie przemywa sie trzykrotnie 125 cm3 wodnego 65 roztworu chlorku sodowego, do warstwy orga- fc107 455 nicznej dodaje sie 3 kg glukozy, calosc odparowu¬ je na wyparcie i suszy w temperaturze pokojowej- Otrzymuje sie 3770 g produktu. Tak otrzymany produkt jest sypkim proszkiem, latwo rozpusz¬ czalnym w zimnej wodzie, zawierajacym 16,7% estrów sacharozowych (w tym 13,1% jednpestrów) z kwasami tluszczowymi wchodzacymi w sklad tluszczu kurzego, 2,8% niepelnych glicerydów, 0,6% sacharozy, 1,3% mydel potasowych, ponizej 0,01% dwumetyloformamidu i ponizej 0,1% ksylenu. Pre¬ parat ten zastosowany w ilosci 0,9%, calkowicie stabilizuje przez 3 godziny emulsje 6% oleju rzepa¬ kowego w wodzie, Wytworzona przez mieszanie w ciagu 10 minut w szybkoobrotowym mikserze.Przyklad II. Postepowanie prowadzi sie tak, jak w przykladzie I, z tym, ze zamiast tluszczu kurzego stosowano 480 g utwardzonego oleju rze¬ pakowego i zamiast glukozy stosowano 1,5 g sproszkowanego, odtuszczonego mleka. Otrzymano 2040 g sypkiego, latwo rozpuszczalnego w wodzie proszku zawierajacego 18,3% estrów sacharozo¬ wych (w tym 10,2% jednoestrów) z kwasami tlusz¬ czowymi wchodzacymi w sklad tluszczu rzepako¬ wego, 4,2% niepelnycrt. glicerydów, 0,8% sacharozy, 1,6% mydel potasowych, 0,04% dwumetyloformami¬ du ponizej 0,1% ksylenu. Preparat ten zastosowa¬ ny w ilosci 1,5%, calkowicie stabilizuje przez 24 godziny emulsje 20% utwardzanego oleju rzepako¬ wego w wodzie, wytworzona przez homogenizacje przy 7000 obrotów mieszadla na minute.Przyklad III. W 1600 cm3 dwumetyloforma¬ midu rozpuszcza sie 624 g stearynianu metylu, 342 g sacharozy i 14 g weglanu potasowego. Calosc suszy sie azeotropowo benzenem j ogrzewa sie w "ciagu 16 godzin w temperaturze 95°C pod cisnie¬ niem 60 mm Hg, oddestylowujac tworzacy sie w reakcji metanol. Nastepnie oddestylowuje sie 1300 cm3 dwumetyloformamidu i przemywa pozos¬ talosc 300 cm3 n-heksanu. Mieszanine po przemyciu rozpuszcza sie w 1800 cm3 ksylenu. Roztwór mie¬ sza sie z 180 cm3 wody i oddziela warstwe wodna zawierajaca 41 g sacharozy. Warstwe organiczna poddaje sie destylacji w temperaturze 100 — 110°C 10 15 20 25 30 35 z uzupelnianiem ksylenu. Lacznie oddestylowuje sie 5 dm3 ksylenu. Po zakonczeniu destylacji, po¬ zostalosc przemywa sie trzy razy po 100 cm3 10% wodnym roztworem NaCl. Do warstwy organicznej dodaje sie 1120 g cukru ziemniaczanego i calosc odparowuje do sucha z silnym mieszaniem. Po wysuszeniu pozostalosci w suszarce prózniowej (40°C, 20 mm Hg) otrzymuje sie 1660 g sypkiego) produktu zawierajacego 32,5% mieszaniny steary¬ nianów sacharozy o skladzie: jednostearynian 18%, dwustearynian 58%, wyzsze estry 24%. Produkt za¬ wiera ponadto 1,3% stearynianu potasowego, 0,04% dwumetyloformamidu i 0,06% ksylenu. Tak sporza¬ dzony preparat calkowicie stabilizuje przez 30 dni emulsje 40% wody w oleju wazelinowym, sporza¬ dzona przez reczne ucieranie w temperaturze 40°C.Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania tensydów zawierajacych jako skladniki czynne estry sacharozowe kwasów . tluszczowych wchodzacych w sklad tluszczów na¬ turalnych zwierzecych lub roslinnych, przez reak¬ cje sacharozy z estrami metylowymi kwasów tlusz¬ czowych lub naturalnymi glicerydami, w srodowis¬ ku dwumetyloformamidu, znamienny tym, ze* mie¬ szanine poreakcyjna zageszcza sie wstepnie do 5-75% zawartosci dwumetyloformamidu, usuwa po¬ zostaly dwumetyloformamid do zawartosci 0,01-5% suchej masy, zastepujac go niepolarnym rozpusz¬ czalnikiem organicznym, w którym nie rozpuszcza sie sacharoza i woda na drodze testylacji prowa¬ dzonej w temperaturze 60 — 150°C, a sacharoze w celu jej regeneracji usuwa sie przy uzyciu wody lub mieszaniny dwumetyloformamid — wodavo za¬ wartosci dwumetyloformamidu 0,5 — 50%, po wstep¬ nym zageszczeniu mieszaniny i po dodaniu niepo- larnego rozpuszczalnika organicznego, a ewentu¬ alnie resztki dwumetyloformamidu wymywa sie roztworem wodnym chlorku sodowego po oddzie¬ leniu sacharozy, po czym niepolarny rozpuszczal¬ nik oddestylowuje sie, ewentualnie po dodaniu do roztworu nierozpuszczalnej w mieszaninie rozdrob¬ nionej substancji stalej, uzytej w ilosci 0,5 —10 czesci wagowych. PL PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania tensydów zawierajacych jako skladniki czynne estry sacharozowe kwasów . tluszczowych wchodzacych w sklad tluszczów na¬ turalnych zwierzecych lub roslinnych, przez reak¬ cje sacharozy z estrami metylowymi kwasów tlusz¬ czowych lub naturalnymi glicerydami, w srodowis¬ ku dwumetyloformamidu, znamienny tym, ze* mie¬ szanine poreakcyjna zageszcza sie wstepnie do 5-75% zawartosci dwumetyloformamidu, usuwa po¬ zostaly dwumetyloformamid do zawartosci 0,01-5% suchej masy, zastepujac go niepolarnym rozpusz¬ czalnikiem organicznym, w którym nie rozpuszcza sie sacharoza i woda na drodze testylacji prowa¬ dzonej w temperaturze 60 — 150°C, a sacharoze w celu jej regeneracji usuwa sie przy uzyciu wody lub mieszaniny dwumetyloformamid — wodavo za¬ wartosci dwumetyloformamidu 0,5 — 50%, po wstep¬ nym zageszczeniu mieszaniny i po dodaniu niepo- larnego rozpuszczalnika organicznego, a ewentu¬ alnie resztki dwumetyloformamidu wymywa sie roztworem wodnym chlorku sodowego po oddzie¬ leniu sacharozy, po czym niepolarny rozpuszczal¬ nik oddestylowuje sie, ewentualnie po dodaniu do roztworu nierozpuszczalnej w mieszaninie rozdrob¬ nionej substancji stalej, uzytej w ilosci 0,5 —10 czesci wagowych. PL PL