PL69917B2 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 30*05*1"73 Opis patentowy opublikowano: 30.03.1974 69917 Ki. 53h, 1/01 MKp A23cL 3/02 Twórcy wynalazku; Augustyn Jakubowski, Leopold Strecker, Artur Katzer Uprawniony z patentu tymczasowego: Instytut Przemyslu Tluszczo¬ wego, Warszawa /Polska/ SPOSÓB KATALITYCZNEGO PRZEESTRYFIKOWANIA TLUSZCZÓW, ZWLASZCZA DO CELCfw SPOZYWCZYCH Przedmiotem wynalazku jest sposób katalitycznego prze- estryfikowania tluszczów, zwlaszcza przeznaczonych na cele spo¬ zywcze, prowadzacy do zmiany ich wlasciwosci fizyko-chemicznych, Dotychczas znanych jest kilka sposobów prowadzenia przeestryfikowania tluszczów, rózniacych sie miedzy soba glów¬ nie rodzajem stosowanego katalizatora oraz zwiazanymi z tym parametrami procesu. Niektóre z nich znalazly zastosowanie w skali przemyslowej, glównie w krajach wysokouprzemyslowionych, gdzie produkuje sie znaczne ilosci tluszczów przeestryfikowa- nych stosowanych do produkcji margaryny lub tez tluszczów spe¬ cjalnego przeznaczenia.Najbardziej rozpowszechnionym sposobem przeestryfikowa¬ nia tluszczów, jest proces prowadzony z udzialem takich katali¬ zatorów jak metanolan sodu lub etanolan sodu w postaci sproszko¬ wanej lub suspensji w rozpuszczalnikach organicznych takich jak np. benzen, toluen, Ksylen. Powyzsze kataiizatowy, sa zwiaz¬ kami silnie hydrofilnymi oraz bardzo nietrwalymi, gdyz latwo ulegaja rozkladowi i traca swa aktywnosc pod wplywem tlenu, dwutlenku wegla, dwutlenku siarki, siarkowodoru itp* Dlatego2 69 917 tez, technologia przeestryfikowania tluszczów z zastoso¬ waniem wyzej wymienionych katalizatorów wymaga stworzenia specjalnie zachowawczych warunków, jak utrzymywanie wyso¬ kiej prózni; uzyskanie bezwodnego srodowiska, wyeliminowa¬ nie dostepu powietrza i doprowadzanie gazu obojetnego.Innym sposobem przeestryfikowania tluszczów, który znalazl wieksze zastosowanie w skali przemyslowej, jest meto¬ da wykorzystujaca jako katalizator, metaliczny sód lub potas.Stosowanie tego sposobu wymaga prowadzenia reakcji w warun¬ kach absolutnie bezwodnych, przy równoczesnie niedopuszczal¬ nym kontakcie powietrza z reagentami. Tego typu katalizatory wprowadza sie do tluszczu w postaci zawiesiny w rozpuszczalni¬ ku obojetnym, najczesciej ksylenie, przygotowanej bezposred¬ nio przed uzyciem.Znany jest równiez sposób przeestryfikowania tlusz"- czów bedacy przedmiotem patentu USA numer 2,738,278 klasa 99-118 z roku 1956, w którym jako katalizator stosowany jest wodny roztwór wodorotlenku sodu. Warunkiem prawidlowego prze¬ biegu tego procesu jest sprawne i skuteczne usuniecie wody ze srodowiska reakcji, co zwiazane jest z wytworzeniem wysokiej prózni w stosunkowo krótkim czasie, gdyz w przeciwnym razie moze nastapic zmydlenie tluszczu neutralnego.Wszystkie wyzej omówione sposoby sa bardzo wrazliwe na jakiekolwiek odchylenia od ustalonych parametrów, skutkiem czego sprawiaja róznego typu trudnosci natury technologicznej i aparaturowej.Podstawowym wymogiem dla wszystkich metod jest calkowite usuniecie wilgoci ze srodowiska reakcji, a sam pro¬ ces nalezy prowadzic w urzadzeniach prózniowych pod zmniejszo¬ nym cisnieniem bez dostepu powietrza, najlepiej w atmosferze gazu obojetnego.W przypadku stosowania jako katalizatorów metanolanu lub etanolanu sodu, substancje te maja tendencje do tworzenia w oleju grud, co utrudnia ich zdyspergowanie. Równoczesnie w toku procesu tworzy sie duza ilosc metylowych lub etylowych estrów kwasów tluszczowych skutkiem czago powstaja znaczne stra¬ ty substancji tluszczowej.Natomiast, katalizatory w postaci metalicznego sodu69 917 3 i potasu, sa dosc niebezpieczne w uzyciu z uwagi na ich wlasci¬ wosci samozapalajace i wybuchowe przy najmniejszym dostepie po¬ wietrza lub wilgoci. Ponadto, w toku procesu przeestryfikowania moze wydzielac sie wodór w wyniku reakcji sodu z wolnymi kwasa¬ mi tluszczowymi, co wymaga odpowiedniego zabezpieczenia aparatu¬ ry.Niekorzystnym zjawiskiem przy stosowaniu roztworu lugu sodowego jako katalizatora, sa znaczne straty tluszczu spowodo¬ wane zmydlaniem trój glicerydów. Równoczesnie, tluszcze poddawa¬ ne przeestryfikowaniu musza wykazywac bardzo niska liczbe kwasor wa oraz nie moga zawierac mydel stanowiacych pozostalosc po pro¬ cesie neutralizacji, które powoduja silne pienienie sie oleju w czasie jego suszenia uniemozliwiajac stosowanie wyzszej prózni.Innym mankamentem tej metody, jest wprowadzanie wody z roztworem lugu do uprzednio wysuszonego oleju, a nastepnie koniecznosc szybkiego jej usuniecia ze srodowiska, w którym preznosc par systematycznie maleje w miare zatezania sie roztworu lugu, co równoczesnie z drugiej strony prowadzi do przyspieszenia reakcji zmydlania tluszczu. Poza tym, reagujaca mieszanine po usunieciu wody w temperaturze nie przekraczajacej 100°C, nalezy dodatkowo podgrzac do temperatury reakcji przeestryfikowania wynoszacej okolo 135°C Sposób wedlug wynalazku, pozwala uniknac szeregu niedo¬ godnosci wystepujacych w znanych dotychczas sposobach prowadze¬ nia przeestryfikowania. Sposób wedlug wynalazku, polega na tym, ze katalizatorem stosowanym w procesie przeestryfikowania tlusz¬ czów jest glicerynian trój sodowy z ewentualnymi domieszkami gli- cerynianu dwu i monosodowego. Katalizator tenv ma postac proszku o bardzo duzym stopniu rozdroDnienia, w celu rozwiniecia maksymal¬ nie duzej powierzchni w srodowisku reakcji azeby zagwarantowac odpowiednia jego aktywnosc. Dozuje sfe go do tluszczu bezposrednio jako proszek lub tez w postaci suspensji np. w benzynie ekstrak¬ cyjnej. Nalezy zapewnic bardzo dobre zdyspergowanie katalizatora w calej masie tluszczu podlegajacej przeestryfikowaniu poprzez zastosowanie odpowiedniego mieszania. Proces przebiega pod cisnie¬ niem atmosferycznym lub pod próznia bez koniecznosci stosowania atmosfery gazu obojetnego. Proces przeestryfikowania mozna pro¬ wadzic w dowolnie wybranej temperaturze w szerokim zakresie4 69 917 od -20°C do +200 C w zaleznosci od surowców jakimi sie dysponuje i zadanego produktu. W praktyce dolna temperatura reakcji uwarun¬ kowana jest temperatura topnienia skladników* Katalityczne przeestryfikowanie tluszczów wedlug wynalaz¬ ku, nie wymaga tak ostrych warunków technologicznych jakie byly niezbedne w wyzej omówionych sposobach, co równoczesnie znacznie upraszcza aparature stosowana do tego celu. Zaleta tego procesu jest to, ze jest on nieskomplikowany i nie musi byc prowadzony pod próznia ani taz w atmosferze gazu obojetnego, Równoczesnie, w przebiegu reakcji nie przeszkadza obecnosc niklu oraz niewielka zawartosc mydel. Tak wiec istnieje mozliwosc bezposredniego prze- estryfikowania tluszczów utwardzonych bez potrzeby uprzedniego usuwania z nich niklu uzywanego jako katalizatora podczas uwo- darniania. Ponadto, mozna stosowac surowce o niezbyt wysokim stop¬ niu odkwaszenia ora.z wyz&zym poziomie zawartosci mydel.Opracowana metoda, stwarza mozliwosci prowadzenia prze- estryfikowania tluszczów zarówno w sposób kierowany jak i niekie¬ rowany. W warunkach przemyslowych, proces ten mozna prowadzic w urzadzeniach o dzialaniu periodycznym lub ciaglym, latwych w obslu¬ dze o stosunkowo prostej konstrukcji. Stosowany do przeestryfiko- wania katalizator nie jest toksyczny ani tez latwopalny, na skutek czego nie stwarza zadnego zagrozenia warunków B.H.P. Powstajace w niewielkich ilosciach jako produkty uboczne reakcji,mono i dwu- glicerydy, nie tylko me sa zwiazkami szkodliwymi, ale wieioKrot- nie z uwagi na wlasciwosci emulgujace, pozadana jest ich niewiel¬ ka zawartosc w tluszczach piekarskich i cukierniczych.Przyklad. Przeestryfikowaniu poddaje sie mieszani¬ ne tluszczów o skladzie J0% calkowicie utwardzonego oleju bawelaia- nego i 70? cieklego oleju rzepakowego. Celem tej operacji jest otrzymanie jednorodnego produktu o pozadanej konsystensji i obni¬ zonej w stosunku do mieszaniny wyjsciowej temperaturze topnienia o okolo 12 C. Uwodorniony olej bawelniany pobiera sie do autoklawu bezposrednio po odfiltrowaniu zawiesiny katalizatora niklowego.Liczba kwasowa tego tluszczu wynosi przewaznie okolo 1,0 i w zasa¬ dzie nie powinna przekraczac tej wartosci. Ciekly olej rzepakowy uzyty do przeestryfikowania, winien byc wstepnie odkwaszony do liczby kwasowej 0,2 a nastepnie poddany wysuszeniu i bieleniu.69 917 5 Okolo 90% ogólnej ilosci tego oleju przepompowywuje sie do autor klawu, gdzie miesza sie go z utwardzonym olejem bawelnianym.Zawartosc wody w tej mieszance tluszczów nie moze prze¬ kraczac 0,05%, w przeciwnym bowiem razie nalezy ja usunac przez dosuszenie tluszczu w temperaturze 95 C pod obnizonym cisnieniem.Pozostale 10% cieklego oleju rzepakowego doprowadza sie do tempe¬ ratury 20-30°C, po czym podaje sie do mieszalnika, do którego do¬ zuje sie katalizator w postaci sypkiej w ilosci 0,3% w przelicze¬ niu na cala mase przeestryfikowanego tluszczu, przy równoczesnym intensywnym mieszaniu zawartosci. Koncentrat katalizatora w ole¬ ju cieklym nie powinien przekraczac stezenia wynoszacego 10% wa¬ gowych glicerynianu trój sodowego. Dobrze zhomogenizowany koncen¬ trat katalizatora w oleju, przepompowuje sie do przygotowanej mieszanki tluszczów w autoklawie, podgrzanej uprzednio do tempera¬ tury 135°C.Zawartosc, autoklawu w ciagu calego czasu trwania procesu jest mieszana mieszadlem mechanicznym. Po uplywie okolo 10 minut, reakcja przeestryfikowania tluszczów jest w zasadzie zakonczona.Przereagowana mase tluszczu schladza sie do temperatury 70 C, po czym przemywa sie dwukrotnie goraca woda z dodatkiem kwasu fosfo¬ rowego w celu usuniecia powstalych w toku procesu mydel sodowych.Z kolei, tluszcz przemywa sie czysta woda o temperaturze 90 C do zaniku reakcji kwasnej, po czym poddaje sie go suszeniu i odwad¬ nianiu. PL PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób katalicznego przeestryfikowania tluszczów uwlaszcza do celów spozywczych, znamienny tym, ze proces prowadzi sie w obecnosci glicerynianu trój sodowego z ewentualnymi domiesz¬ kami glicerynianu dwu i monosodowego jako katalizatora.

2. Sposób wedlug zastrz.l, znamienny tym, ze stosowany w procesie przeestryfikowania katalizator ma postac proszku o duzym stopniu rozdrobnienia.

3. Sposób wedlug zastrz. 1,2, znamienny tym, ze kataliza¬ tor dozuje sie do tluszczu bezposrednio w stanie sproszkowanym lub w postaci suspensji.6 69 917

4. Sposób wedlug zastrz. 1,3', znamienny tym, ze proces prowadzi sie pod cisnieniem atmosferycznym, lub pod próznia, bez atmosfery gazu obojetnego.

5. Sposób wedlug zastrz. 1,4, znamienny tym, ze proces zachodzi w temperaturze w granicach od -20°C do +200 C w zalez¬ nosci od zuzytych surowców i zadanego produktu^ Prac. Poligraf. UP PRL. 2am. 13/74 naklad 1204]8 Cena 10 zl. PL PL