RU2717106C1 - Method of producing monoglycerides of fatty acids - Google Patents
Method of producing monoglycerides of fatty acids Download PDFInfo
- Publication number
- RU2717106C1 RU2717106C1 RU2019129488A RU2019129488A RU2717106C1 RU 2717106 C1 RU2717106 C1 RU 2717106C1 RU 2019129488 A RU2019129488 A RU 2019129488A RU 2019129488 A RU2019129488 A RU 2019129488A RU 2717106 C1 RU2717106 C1 RU 2717106C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- monoglycerides
- mixture
- cooling
- partially
- water
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
- C07C67/03—Preparation of carboxylic acid esters by reacting an ester group with a hydroxy group
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11C—FATTY ACIDS FROM FATS, OILS OR WAXES; CANDLES; FATS, OILS OR FATTY ACIDS BY CHEMICAL MODIFICATION OF FATS, OILS, OR FATTY ACIDS OBTAINED THEREFROM
- C11C3/00—Fats, oils, or fatty acids by chemical modification of fats, oils, or fatty acids obtained therefrom
- C11C3/04—Fats, oils, or fatty acids by chemical modification of fats, oils, or fatty acids obtained therefrom by esterification of fats or fatty oils
- C11C3/06—Fats, oils, or fatty acids by chemical modification of fats, oils, or fatty acids obtained therefrom by esterification of fats or fatty oils with glycerol
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Fats And Perfumes (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к получению моноглицеридов высших жирных кислот, которые широко используются в качестве добавок во многих отраслях пищевой промышленности, например, в качестве эмульгаторов для получения кремов, сыров, сыроподобных продуктов, закусок, десертов, кондитерских изделий и промежуточных пищевых продуктов.The present invention relates to the production of monoglycerides of higher fatty acids, which are widely used as additives in many branches of the food industry, for example, as emulsifiers for the production of creams, cheeses, cheese-like products, snacks, desserts, confectionery and intermediate foods.
Моноглицериды в промышленности получают методом глицеролиза растительных масел и жиров, животных жиров, а также гидрогенизированных масел и жиров в присутствии катализаторов, однако, сам по себе процесс глицеролиза не дает возможность получить конечный продукт с высоким содержанием моноэфиров. Для получения продукта требуемого качества важной стадией является стадия выделения их из реакционной смеси.Monoglycerides in industry are obtained by glycerolysis of vegetable oils and fats, animal fats, as well as hydrogenated oils and fats in the presence of catalysts, however, the glycerolysis process alone does not make it possible to obtain the final product with a high content of monoesters. To obtain a product of the required quality, an important stage is the stage of their isolation from the reaction mixture.
Из Уровня техники известен способ получения моноглицеридов жирных кислот, заключающийся в глицеролизе рафинированных животных жиров или саломасов из растительных масел при температуре до 245°С и перемешивании, в присутствии 0,3% щелочного катализатора (гидроксида калия или оксида кальция), с последующим охлаждением реакционной массы до 125°С и нейтрализацией ортофосфорной кислотой, отделением катализаторного шлама и непрореагировавшего глицерина на центрифуге, после чего фракцию моно- и диглицеридов с содержанием моноэфиров не менее 50% направляют на трехступенчатую молекулярную дистилляцию для получения продукта с содержанием моноглицеридов не менее 90%. Молекулярная дистилляция осуществляется в тонкопленочном испарителе и проводится в три стадии: первая стадия при нагревании до 140°С и остаточном давлении 1-2 мм рт.ст., вторая стадия при нагревании до 160°С и остаточном давлении 0,1-0,3 мм рт.ст., третья стадия при нагревании до 210°С и остаточном давлении 0,01-0,03 мм рт.ст. (Арутюнян Н.С., Аришева Е.А., Янова Л.И., Захарова И.И., Меламуд И.Л. Технология переработки жиров. М.: Агропромиздат,1985. - С. 353-356).The prior art method for producing monoglycerides of fatty acids, which consists in the glycerolysis of refined animal fats or salomas from vegetable oils at temperatures up to 245 ° C and stirring in the presence of 0.3% alkaline catalyst (potassium hydroxide or calcium oxide), followed by cooling of the reaction masses up to 125 ° С and neutralization with phosphoric acid, separation of the catalyst slurry and unreacted glycerol in a centrifuge, after which the fraction of mono- and diglycerides with a content of monoesters of at least 50% n sent to a three-stage molecular distillation to obtain a product with a monoglyceride content of at least 90%. Molecular distillation is carried out in a thin-film evaporator and is carried out in three stages: the first stage when heated to 140 ° C and a residual pressure of 1-2 mm Hg, the second stage when heated to 160 ° C and a residual pressure of 0.1-0.3 mm Hg, the third stage when heated to 210 ° C and a residual pressure of 0.01-0.03 mm Hg (Arutyunyan N.S., Arisheva E.A., Yanova L.I., Zakharova I.I., Melamud I.L. Technology for processing fats. M.: Agropromizdat, 1985. - S. 353-356).
Недостатками указанного способа являются: необходимость нейтрализации катализатора, что не позволяет использовать его вторично; высокие энергетические затраты на стадиях глицеролиза и молекулярной дистилляции; применение сложного и дорогостоящего оборудования для молекулярной дистилляции.The disadvantages of this method are: the need to neutralize the catalyst, which does not allow to use it again; high energy costs at the stages of glycerolysis and molecular distillation; the use of complex and expensive equipment for molecular distillation.
Задачей настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков.The objective of the present invention is to remedy the above disadvantages.
Технический результат заключается в упрощении способа, снижении энергетических затрат и увеличении выхода получаемого продукта. Технический результат достигается тем, что способ получения моноглицеридов жирных кислот, включает одновременную загрузку в реактор, оборудованный устройством перемешивания, термометром и газовым отводом, рафинированных животных жиров или саломасов из растительных масел, глицерина и щелочного катализатора. Глицеролиз осуществляют перемешиванием и нагреванием при температуре до 200°С-240°С в течение 4 часов, охлаждением реакционной смеси до 160°С, нейтрализацией ортофосфорной кислотой и последующим охлаждением до 85°С.The technical result consists in simplifying the method, reducing energy costs and increasing the yield of the obtained product. The technical result is achieved by the fact that the method of producing monoglycerides of fatty acids includes the simultaneous loading into a reactor equipped with a stirrer, a thermometer and a gas outlet, refined animal fats or salomas from vegetable oils, glycerol and an alkaline catalyst. Glycerolysis is carried out by stirring and heating at a temperature of up to 200 ° C-240 ° C for 4 hours, cooling the reaction mixture to 160 ° C, neutralizing with phosphoric acid and then cooling to 85 ° C.
Реакционная смесь смешивается с полярным органическим растворителем при перемешивании и нагревании до температуры 25-60°С с последующим добавлением воды, охлаждением полученной смеси до 5-10°С и отделением выпавшего осадка смеси ди- и триглицеридов. Далее раствор отфильтровывают, отгоняют растворители, остаток, содержащий 75-95% моноглицеридов охлаждают и осуществляют сушку.The reaction mixture is mixed with a polar organic solvent with stirring and heating to a temperature of 25-60 ° C, followed by the addition of water, cooling the resulting mixture to 5-10 ° C and separating the precipitated mixture of di- and triglycerides. Next, the solution is filtered, the solvents are distilled off, the residue containing 75-95% of monoglycerides is cooled and dried.
В соответствии с частными случаями осуществления изобретение может иметь следующие частные случаи выполнения.In accordance with particular cases of the invention, the invention may have the following particular cases of execution.
В качестве рафинированных животных жиров или саломасов из растительных масел могут быть использованы следующие масла и жиры: частично или полностью гидрогенизированное пальмовое масло и его фракции, частично или полностью гидрогенизированные рапсовое, подсолнечное, соевое, кукурузное масла; рафинированные свиной и говяжий жиры.The following oils and fats can be used as refined animal fats or salomas from vegetable oils: partially or fully hydrogenated palm oil and its fractions, partially or fully hydrogenated rapeseed, sunflower, soybean, corn oil; Refined pork and beef fats.
В качестве щелочного катализатора используют гидроксид натрия (NaOH), или гидроксид калия (KОН), или оксид кальция (СаО), или гидроксид кальция (Са(ОН)2, или оксид магния (MgO).Sodium hydroxide (NaOH), or potassium hydroxide (KOH), or calcium oxide (CaO), or calcium hydroxide (Ca (OH) 2 , or magnesium oxide (MgO) is used as an alkaline catalyst.
В качестве растворителей используют одно из следующих веществ либо их смесь: частично либо полностью смешивающиеся с водой кетоны, включая, но не ограничиваясь: ацетон, метилэтилкетон, диэтилкетон; частично либо полностью смешивающиеся с водой спирты, включая, но не ограничиваясь: метанол, этанол, пропанол, изопропанол, и др. В исходных компонентах соотношение частично смешивающихся с водой кетона или спирта составляет 1:10-1:100.As solvents, use one of the following substances or a mixture thereof: ketones partially or completely miscible with water, including, but not limited to: acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone; partially or completely miscible alcohols with water, including, but not limited to: methanol, ethanol, propanol, isopropanol, and others. In the starting components, the ratio of ketone or alcohol partially miscible with water is 1: 10-1: 100.
В исходных компонентах соотношение полностью смешивающихся с водой кетона или спирта составляет 1:3-1:10.In the starting components, the ratio of ketone or alcohol completely miscible with water is 1: 3-1: 10.
Избыток непрореагировавшего глицерина от реакционной среды могут осуществлять с помощью сепарирования.Excess unreacted glycerol from the reaction medium can be carried out by separation.
Избыток непрореагировавшего глицерина от реакционной среды могут осуществлять с помощью декантирования.Excess unreacted glycerol from the reaction medium can be carried out by decantation.
В качестве реактора используют реактор с системой регулирования давления внутри реакционной зоны. Способ осуществляют следующим образом.The reactor used is a reactor with a pressure control system inside the reaction zone. The method is as follows.
Способ получения моноглицеридов жирных кислот включает одновременную загрузку в реактор, оборудованный устройством перемешивания, термометром и газовым отводом, рафинированных животных жиров или саломасов из растительных масел, глицерина и щелочного катализатора. В качестве рафинированных животных жиров или саломасов из растительных масел могут быть использованы рафинированные свиной и говяжий жиры, гидрогенизированное пальмовое масло и его фракции, гидрогенизированные рапсовое, подсолнечное, соевое, кукурузное масла и их смеси. В качестве щелочного катализатора используют NaOH, или KОН, или СаО, или Са(ОН)2, или MgO. Смесь непрерывно продувают азотом через газовый отвод и при перемешивании нагревают до 200-240°С в течение 4 часов. Реакционную смесь охлаждают до 160°С и вносят 5 мл ортофосфорной кислоты, в результате чего выпадает осадок. Смесь охлаждают до 85°С, осадок отфильтровывают, Избыток непрореагировавшего глицерина от реакционной среды отделяют с помощью сепарирования или декантирования. Кроме того, могут применяться горизонтальные или вертикальные декантеры.The method for producing monoglycerides of fatty acids involves loading into a reactor equipped with a stirrer, a thermometer and a gas outlet, refined animal fats or salomas from vegetable oils, glycerol and an alkaline catalyst. As refined animal fats or vegetable oil fats, refined pork and beef fats, hydrogenated palm oil and its fractions, hydrogenated rapeseed, sunflower, soybean, corn oil and mixtures thereof can be used. The alkaline catalyst used is NaOH, or KOH, or CaO, or Ca (OH) 2 , or MgO. The mixture is continuously purged with nitrogen through a gas outlet and heated to 200-240 ° C for 4 hours with stirring. The reaction mixture is cooled to 160 ° C and 5 ml of phosphoric acid are added, resulting in a precipitate. The mixture is cooled to 85 ° C., the precipitate is filtered off. The excess of unreacted glycerol is separated from the reaction medium by separation or decantation. In addition, horizontal or vertical decanters may be used.
Реакционная смесь смешивается с полярным органическим растворителем при перемешивании и нагревании до температуры 25-60°С с последующим добавлением воды, охлаждением полученной смеси до 5-10°С и отделением выпавшего осадка смеси ди- и триглицеридов.The reaction mixture is mixed with a polar organic solvent with stirring and heating to a temperature of 25-60 ° C, followed by the addition of water, cooling the resulting mixture to 5-10 ° C and separating the precipitated mixture of di- and triglycerides.
Растворитель подают в реактор в режиме циркуляции. Это позволяет осуществлять способ в непрерывном режиме и снижать энергетические потери.The solvent is fed to the reactor in a circulation mode. This allows the method to be carried out continuously and to reduce energy losses.
В исходных компонентах соотношение частично смешивающихся с водой кетона или спирта составляет 1:10-1:100.In the starting components, the ratio of ketone or alcohol partially miscible with water is 1: 10-1: 100.
В исходных компонентах соотношение полностью смешивающихся с водой кетона или спирта составляет 1:3-1:10.In the starting components, the ratio of ketone or alcohol completely miscible with water is 1: 3-1: 10.
Далее раствор отфильтровывают, после чего отгоняют растворители. Полученный остаток представляет собой целевую фракцию, содержащую 75-95% моноглицеридов, которую охлаждают и сушат.Next, the solution is filtered, after which the solvents are distilled off. The resulting residue is the target fraction containing 75-95% monoglycerides, which is cooled and dried.
Отфильтрованный осадок, а также отделенный непрореагировавший глицерин могут быть использованы повторно для проведения реакции глицеролиза, тем самым уменьшая потери продукта.The filtered precipitate, as well as the separated unreacted glycerin, can be reused for the glycerolysis reaction, thereby reducing product losses.
Может быть использована распылительная сушка, или сушка в псевдосжиженном слое, или сублимационная сушка.Spray drying, or fluidized bed drying, or freeze-drying can be used.
Сущность настоящего изобретения поясняется следующими примерами.The essence of the present invention is illustrated by the following examples.
Пример 1.Example 1
В реактор объемом 500 мл с мешалкой, термометром и газовым отводом помещают 200 г пальмового стеарина, 100 г глицерина и 3 г гидроксида натрия. Смесь непрерывно продувают азотом через газовый отвод и при перемешивании нагревают до 200-240°С в течение 4 часов (этап 1). По истечении указанного времени реакционную смесь охлаждают до 160°С и вносят 5 мл ортофосфорной кислоты, в результате чего выпадает осадок. Смесь охлаждают до 85°С, осадок шлама отфильтровывают, избыток непрореагировавшего глицерина отделяют отстаиванием при 85°С в течение 4 часов и декантацией. После этого реакционную массу, содержащую 46% моноглицеридов, 38% диглицеридов, 10% триглицеридов и 6% глицерина, помещают в емкость объемом 3 л, оснащенную перемешивающим устройством и устройством нагрева, и растворяют при перемешивании и нагревании до 35-40°С в 1500 г ацетона (этап 2). К полученному раствору прибавляют 450 г воды (этап 3), перемешивают, охлаждают до 5-10°С и выдерживают в течение 6 часов. При этом происходит выделение осадка ди- и триглицеридов. Раствор отфильтровывают, после чего отгоняют растворители; полученный остаток представляет собой целевую фракцию, которую сушат и охлаждают. Выход целевого продукта 129 г, содержание моноглицеридов в продукте -93%.In a 500 ml reactor with a stirrer, a thermometer and a gas outlet, 200 g of palm stearin, 100 g of glycerin and 3 g of sodium hydroxide are placed. The mixture is continuously purged with nitrogen through a gas outlet and heated to 200-240 ° C for 4 hours with stirring (step 1). After the specified time, the reaction mixture is cooled to 160 ° C and 5 ml of phosphoric acid are added, resulting in a precipitate. The mixture is cooled to 85 ° C, the sludge precipitate is filtered off, the excess of unreacted glycerol is separated by settling at 85 ° C for 4 hours and decantation. After this, the reaction mass containing 46% of monoglycerides, 38% of diglycerides, 10% of triglycerides and 6% of glycerol is placed in a 3 L tank equipped with a stirrer and heating device, and dissolved with stirring and heating to 35-40 ° C in 1500 g of acetone (step 2). 450 g of water are added to the resulting solution (step 3), stirred, cooled to 5-10 ° C and held for 6 hours. In this case, precipitation of di- and triglycerides occurs. The solution is filtered off, after which the solvents are distilled off; the obtained residue is the target fraction, which is dried and cooled. The yield of the target product 129 g, the content of monoglycerides in the product -93%.
Пример 2.Example 2
Способ осуществляют так, как указано в примере 1, но в качестве щелочного катализатора на этапе 1 используют 3 г оксида кальция. Выход целевого продукта 119 г, содержание моноглицеридов в продукте - 91%.The method is carried out as described in example 1, but as an alkaline catalyst in step 1, 3 g of calcium oxide are used. The yield of the target product is 119 g, the content of monoglycerides in the product is 91%.
Пример 3.Example 3
Способ осуществляют так, как указано в примере 1, но в качестве щелочного катализатора на этапе 1 используют 3 г гидроксида калия. Выход целевого продукта 135 г, содержание моноглицеридов в продукте - 93%.The method is carried out as described in example 1, but as an alkaline catalyst in step 1, 3 g of potassium hydroxide is used. The yield of the target product 135 g, the content of monoglycerides in the product is 93%.
Пример 4.Example 4
Способ осуществляют так, как указано в примере 1, но в качестве сырья на этапе 1 используют 3 г гидрогенизированного пальмового масла. Выход целевого продукта 130 г, содержание моноглицеридов в продукте - 92%.The method is carried out as described in example 1, but as a raw material in stage 1 use 3 g of hydrogenated palm oil. The yield of the target product 130 g, the content of monoglycerides in the product is 92%.
Пример 5.Example 5
Способ осуществляют так, как указано в примере 1, но в качестве сырья на этапе 1 используют 3 г гидрогенизированного рапсового масла. Выход целевого продукта 132 г, содержание моноглицеридов в продукте - 90%.The method is carried out as described in example 1, but as a raw material in stage 1 use 3 g of hydrogenated rapeseed oil. The yield of the target product 132 g, the content of monoglycerides in the product is 90%.
Пример 6.Example 6
Способ осуществляют так, как указано в примере 1, но в качестве органического растворителя на этапе 2 берут 96% этанола в количестве 1000 г, сам этап 2 проводят при температуре 55-60°С. Количество прибавляемой воды на этапе 3 составляет 600 г. Выход целевого продукта 125 г, содержание моноглицеридов в продукте - 95%.The method is carried out as described in example 1, but as an organic solvent in step 2, take 96% ethanol in an amount of 1000 g, step 2 itself is carried out at a temperature of 55-60 ° C. The amount of added water in stage 3 is 600 g. The yield of the target product is 125 g, the content of monoglycerides in the product is 95%.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019129488A RU2717106C1 (en) | 2019-09-19 | 2019-09-19 | Method of producing monoglycerides of fatty acids |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019129488A RU2717106C1 (en) | 2019-09-19 | 2019-09-19 | Method of producing monoglycerides of fatty acids |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2717106C1 true RU2717106C1 (en) | 2020-03-18 |
Family
ID=69898371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019129488A RU2717106C1 (en) | 2019-09-19 | 2019-09-19 | Method of producing monoglycerides of fatty acids |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2717106C1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU960241A1 (en) * | 1978-08-14 | 1982-09-23 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Жиров | Process for producing monoglycerides |
| US6127561A (en) * | 1997-08-19 | 2000-10-03 | Global Palm Products Sdn. Bhd. | Process for the production of monoglyceride based on the glycerolysis of methyl ester |
-
2019
- 2019-09-19 RU RU2019129488A patent/RU2717106C1/en active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU960241A1 (en) * | 1978-08-14 | 1982-09-23 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Жиров | Process for producing monoglycerides |
| US6127561A (en) * | 1997-08-19 | 2000-10-03 | Global Palm Products Sdn. Bhd. | Process for the production of monoglyceride based on the glycerolysis of methyl ester |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| NORMAN O.V. SONNTAG "Glycerolysis of Fats and Methyl Esters - Status, Review and Critique" JAOCS, 59, 10, 1982, p.795A-802A. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cvengros | Physical refining of edible oils | |
| US8222439B2 (en) | Process for the production of carboxylic acid esters | |
| EP2697348B1 (en) | A process for autocatalytic esterification of fatty acids | |
| EP1894913A1 (en) | Production of esters of fatty acids and lower alcohols | |
| WO2008003420A3 (en) | Process for production of fatty acids, fatty acid esters and sterolesters from soapstock | |
| CA3086802C (en) | Purification of biomass-based lipid material | |
| JP2005350632A (en) | Method for producing biodiesel fuel | |
| RU2016146229A (en) | PRODUCTION OF ALKYL COMPOUND ETHERS OF FATTY ACIDS USING ALKALINE PROCESSING | |
| KR20120056844A (en) | Process for the purification of crude glycerol | |
| US8440847B2 (en) | Method of converting free fatty acid (FFA) from oil to methyl ester | |
| US20110245521A1 (en) | Use of methanesulfonic acid for preparing fatty acid esters | |
| EP1892232A1 (en) | Production of esters of fatty acids and lower alcohols | |
| CN102356147B (en) | Method for producing fatty acid alkyl ester and production system therefor | |
| RU2717106C1 (en) | Method of producing monoglycerides of fatty acids | |
| EP1644469B1 (en) | Process for preparing purified fatty acids | |
| CN110257445A (en) | Biodiesel, the method for natural VE and phytosterol are prepared from plant oil deodorizing distillate | |
| EP2247703B1 (en) | Transesterification of vegetable oils | |
| CN105273851B (en) | A method of preparing aliphatic ester | |
| DK2332901T3 (en) | Process for the preparation of conjugated fatty acids and esters thereof | |
| EP2238224B1 (en) | Method for biodiesel production from fats and oils | |
| JP2009161776A (en) | Method for producing biodiesel fuel and device for producing the same | |
| RU2676485C1 (en) | Method of obtaining biodiesel fuel in medium of supercritical dimethyl carbonate | |
| EP2896608A1 (en) | Process for the purification of crude glycerin | |
| Gharabeiki et al. | Plant-derived solvents: Production and purification | |
| RU201577U1 (en) | Hydrogenated Vegetable Oil Neutralization Device |