SU353410A1 - Способ разделения смесей сложных эфиров жирных кислот - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к усовершенствованию способа разделени  смесей сложных жирных кислот, имеюпдих различные точки плавлени  и содержащихс  в различного вида жирах, маслах и т. п.

Известен способ разделени  смесей сложных эфиров жирных кислот, имеющих различные точки плавлени , на соответствующие компоненты.

Способ заключаетс  в том, что исходную Смесь эфиров жирных кислот подвергают диспергированию в водном растворе, содержащем смачивающие агенты и/или электролиты. Затем образующуюс  дисперсию центрифугируют и отдел ют легкую и т желую фазы. В легкой фазе содержатс  жидкие эфиры жирных кислот, вода и смачивающие агенты и/или электролиты. В т желой фазе - твердые эфиры жирных кислот, вода и смачивающие агенты и/или электролиты.

Далее из т желой фазы отфильтровывают твердые частицы сложных эфиров. Полученный при этом водный раствор, содержащий смачивающие агенты, возвращают в цикл.

Этот способ, аюлучивщий название «пересмачивани , позвол ет разделить эфиры жирных кислот, имеющих различные точки плавлени , 1Ю степень разделени  колеблетс 

из-за различных свойств раздел емых смесей.

Дл  повыщени  степени разделени  (предотвращени  нестабильных результатов) в предлагаемом способе процесс ведут с выводом из цикла водного раствора смачивающего агента в количестве от 10 до 70 вес. % и заменой последнего водой или свежим водным раствором, содержащим смачивающие агенты и/или электролиты. Оптимальное количество его зависит от свойств исходной CMCcii 1 определ етс  нутем предварительных опытов или во врем  производственного процесса лутем варьировани  ус.товий работы.

Благодар  изобретению можно перерабатывать исходные смеси, независимо от их свойств, с посто нными результатами.

В качестве исходных смесей используют различные сложные эфиры жирных кислот растительного, животного или синтетического происхончдени . К сложным эфира.м жирных кислот растительного происхол дени  относ тс , напрпмер, масла кокосовое или из се .м н масличной пальмы, пальмовое, хлопковое , оливковое, соевое, арахисовое, льн ное, рапсовое или касторовое и т. д. Сложными эфирами жирных кислот животного происхождени   вл ютс , например, сливочное масло, куриньп жир, г сипый жир, топленое сало,

бараний или гов жий жир, околопочечиый и костные жиры, а также миогочислеииые различные жиры рыб, морских млекоиитающих, в частности китовые, например, жир менхадена , сельд ной, или спермацетовое маело, медицинские рыбие жиры и т. д. Большинство этих нриродных сложных эфиров жирных кислот, цредставл ют собой в основном сложные трнглицериды.

Однако возможно разделение, нанример, онермацетового масла, в котором, кроме триглицеридов , содержатс  и сложные эфиры сниртов жирного р да и жирных кислот. Кроме них могут раздел тьс  и смеси сложных эфиров жирных кислот с другими спиртами .

Кроме нриродных триглицеридов можно перерабатывать и продукты переработки природных жиров, нанример частично или полностью гидрированные жиры, нродукты нереэтерифнкации природных жиров или продукты этернфикацин жпрных кислот и спиртов, нричем жирные кислоты и/нли спирты жирного р да могут быть как природные, так и синтетические. Эти сложные эфнры жирных кислот можно перерабатывать без нредваритсльного рафинировани  (очистки).

Согласно изобретению, исходна  смесь может быть разделена в основном на две фракции с различными те тературами нлавлени ; но можно также выдел ть и небольшие количества твердых компонентов, содержашихс  в выделенпол масле или незначительные количества масла, содержашихс  в основной фракции твердых компонентов. При этом масло и твердые компоненты могут иметь различную или одинаковую етепень насыщени , Прнмерами нодобных разделений  вл ютс  разделение сала или придание морозостойкости пищевым маслам.

Путем неекольких последовательеких операций разделени  воз.можно, например, из пальмового масла или продуктов нареэтерификации соответствующего состава получить жирные фракции, имеющие свойства подобно какао-маслу. Сложные эфиры содержат предпочтительно 6-26, в частностн 8-20 атомов углерода в жирно11 киело.те, могут иметь или циклическое строение (нодобно нафтеновым или смол ным кислотам).

Эффект разделени  завиеит, кроме прочего, от свойств кристаллов твердых компонентов, и поэтому целееообразно полностью раеплавл ть исходные емеен, а затем постенеино охлаждать до температуры, при которой доллшо происходить разделение. Дл  охлаждени  расплавленной нсходной смеси оказалось целесообразным использовать скребковые охладители. Они представл ют собой трубы, снабженные охлаждающей рубашкой, внутренние поверхности которых очищаютс  вращающимис  ск1ребками от отдел ющихс  кристаллизацией твердых компонентов. Смеси сложных эфиров жирных кислот обычно имеют пониженную по сравнению с соответствующими смес ми жирных кислот, скорость кристаллизации . Поэтому сложные эфнры жирных кислот чаще всего выход т из скребкового охладител  в переохлажденном состо НИИ , и поэтому целесообразно дл  переохлажденной исходной смеси давать врем , необходимое дл  выделени  (кристаллизации) выеокоплавких твердых компонентов. Эффективным оказалс  вариант снособа, в котором

исходную смесь циркулируют от резервуара через скребковый охладитель обратно в резервуар до тех пор, пока -не охладитс  до температуры разделени  нее содержимое резервуара .

В этом случае между выход щим из скребкового охладител  - охлажденным материалом и наход щимс  еще в резервуаре более тенлым материалом происходит теплообмен, способствующий получению лучших результатов разделени , чем непосредствениое охлаждение исходной емесн в скребковом охладителе еразу до тем1пературы разделени .

Дл  выделеии  твердых компонентов кристаллизацией можно использовать и другие

устройства, например стандартные охлаждаемые анпараты с мешалкой.

Далее нолученную таким образом смесь из масла и твердых компонентов диспергируют в растворе смачивающего агента в количестве

0,3-3, предпочтительно от 1 до 2 все. ч. на каждую вееовую часть охлажденной иеходной смеси.

Прнгодными смачнвающимн агентами, кроме мыл,  вл ютс  анионные или неионные

водораетворимые вегцества, которые уменьшают поверхностное напр жение водного раствора и таким образом удал ют жидкие компонепты исходной смеси с поверхности твердых компонентов.

В качестве емачивающих агентов лгогут нримен тье , например, соедипени , и.меющие алкильный радикал с 8-18, нредпочтитель} 0 10-16 атома.ми углерода в .молекуле, алкилбензолеульфонаты , алкилсульфонаты, еульфаты епиртов жирного р да, сульфатированные продукты взаимодействи  епиртов жирного р да с 1 -10, предпочтительно с 2-5 моль окиси этилепа и/или окиси нропилена , сульфатами мопоглицеридов и т. д.

Анионные емачнвающие агенты используют в виде их натриевых еолей, но можно также примен ть в виде калиевых, аммониевых, моНО- , ди- или триэтаполаммониевых солей. Пригодны1ми неионными соединени ми  вл ютс  водорастворимые продукты присоединепи  окиси этилена к алкилфенолам или спирты жирного р да. Целесообразно использовать такое количество смачивающего агента , чтобы дисперси  непосредственно перед

впуском в центробежный сепаратор содержала 0,05-2, предпочтительно 0,1 - 1 вес. ч. емачивающего агепта на 100 вес. ч. раствора. Указанные количества смачивающего агента включают не только фактически растворентакже растворенный в масле или иоглощенный поверхностью твердых компонентов смачивающий агент. Действие раствора смачивающего агент. улучшаетс , если он содержит растворенные поверхностно-активные, инертные к исходным смес м электролиты. К ним относ тс  водорастворимые хлориды, сульфаты или нитраты одно- до трехвалентных металлов, особенно щелочных, щелочноземельных и редкоземельных. Особенно эффективными оказались добавки сульфата натри  или сульфата магни . Концентраци  электролитов в раздел емой дисперсии составл ет 0,1 и 10, предпочтительно 1 и 5 вес, %. Эти количества, как и в случае концентрации смачивающего агента, рассчитываютс , исход  из общего содержани  в дисперсии электро-литов по отношению к водной фазе в дисперсии . В качестве раствора смачивающего агента можно использовать раствор с содержанием электоолитов. Кроме такого варианта разделени  эфнров жирных кислот с разной точкой плавлени , процесс можно вести путем последовательного контактировани  охлажденной исходной смеси с высококонцентриравапным раствором смачивающего агента с последующим постепенным оазбавлением водой до необходимой конечной -концентрации .

Так, целесообразно смешивать ИСХОДНУЮ смесь сначала с 5-50, Предпочтительно 10- 30 вес. % от общего количества раствора смачивающего агента, и затем добавл ть воду до получени  Необходимой концентрации.

Далее можно раздел емую исходную смесь и раствор смачивающего агента совместно охлаждать до температуры разделени . При использовании :ПОЛ|Ностью расплавленной «сходной омеси ее сначала охлаждают без раствора смачивающего агента настолько, чтобы 30-85, преимущественно 40-70 вес. % общего количества выдел емых твердых компонентов , отдел лось кристаллизацией. Затем добавл ют раствор смачивающего агента и снова охлаждают.

Полученную предварительно охлажденную исходную смесь, из которой выделена часть твердых компонентов, диспергируют сначала в высококонцентрированном растворе смачивающего агента с последующим последовательным разбавлением концентрированной дисперсии холодным разбавленным (раствором смачивающего агента, холодной воды или холодным раствором электролитов, т. е. доведе1и  температуры смеси до температуры разделени  и до необходимой концентрации смачивающего агента и электролитов. Дл  этой цели можно примен ть и лед. Дл  удалени  воздуха диспергирование ведут при медленном перемещивании.

Затем дисперсию 1подают в отстойные центрифуги , где она раздел етс  на две фазы различного удельного веса. Дл  этого год тс  самые различные тины центрифуг, например с верхней разгрузкой с помощью отвод щих

трубок, центрифуги, примен емые в жировой промышленности. 11з центрифуги выход т две фазы. Одна - масло - состоит из жидких компонентов исходной смеси, а друга   вл етс  суспензией твердых компонентов в водном растворе смачивающего агента. После промывки и (в слзчае надобности) сушки масло может быть применено по своему назначению, или оно oжeт быть также спова разделено

по предлагаемому способу и таким образо;М превращено в масло с соответственно пониженной температурой иомутнени .

Выход щую из центрифуги суспензию твердых компонентов в растворе смачивающего

агента можно перерабатывать различными приемами.

Так, твердые компоненты можно отдел ть от водного ipacTBOpa смачивающего агента путем отфильтровывани  или центрифугировани  или твердые компоненты расплавл ть до образовани  двух фаз, которые раздел ют в центрифугах или в отдельных приспособлени х .

Определенную часть получаемого при этом

водного раствора смачивающего агента удал ют и замен ют свежей водой, растворо.м электролита или 1раствором смачивающего агента. Раствор смачивающего агента можно выводить из цикла в любом отдельном пункте

или одновременно в нескольких пунктах цикла и/или замен ть водной фазой. Раствор смачивающего агента предпочтительно отбирают после его отделени  от расплавленных твердых компонентов.

Пример 1. Исходны1М материалом служит нейтрализованное перегонкой пальмовое масло (кислотное число 1,08; число омылени  201; йодное число 49), которое путем охлал-сдени  до 30°С превращено в кашеобразную смесь кристаллических коМ|Понснтов и масла.

А. Известный способ (дл  сравнени ). 50 кг/час охлажденного до 30°С пальлювого масла перерабатывают в смесителе, в который подают 40 кг/час раствора смачивающего агента с температурой 31 °С, содерл-сащий 3 вес. % MgSOj и 0,35 вес. % децилсульфата натри . Далее полученную водную дисперсию раздел ют в отстойной

центрифуге на две фракции, одна из которых представл ет собой масло (легкую фракцию), а втора  - суспензию твердых компонентов в водном растворе смачивающего агента (т желую фракцию). Последнюю напревают до

80°С и раздел ют в сепараторе на водный раствор смачивающего агента и расплавленные твердые ком1попенты.

Получают следующие фракции:

45,5 кг/час масла (температуре начала

подъеЯа в трубке при расплавлении 31 °С; йодное число );

4,5 кг/час твердых компонентов (температуре начала подъема в трубке прп :расплавлении 52°С; йодное число 19,8).

твердых компонентов водный раствор смачнвающего агента возвращаетс  после охлаждени  при поддержании посто нного содержани  и децилсульфата натри  в цикл.

В течение нроцесса э,ффект разделени  постепенно ухудшаетс  и через 20 час непрерывной работы тари посто нных услови х получают следующие продукты разделени :

40,2 масла (температура начала подъема в трубке при расплавлении 31 °С; йодное число 53);

9,8 кг/час твердых КОМ П011еитов (температура начала подъема в трубке при расплавлении 49°С; йодное число 38).

Б. Предложеппый способ. Работают вышеопиеанным методом, пО из никла вывод т (/л рекуперированных в cenaipaTOpe) 40 водного раствора смачивающего агента и замен ют их свежим 3%-ным паствОром MoSO;, -причем содержание .депилсульсЬата натри  в растворе поддеоживаетс  при О.,35 вес. %. Пои этом не наблюдаетс  никакого ухудше-ни  результатов разделепи ; даже после непрерывной |работьт в течение 20 час получают следующие результаты:

45,5 кг/час масла (тем пература начала подъема в тпубе при расплавлении йолное чИСло 53);

4,5 кг/час твердых компштентов (температура начала подъема в трубке при расплавлении 52°С: йодное число 19,6).

Описываемые в примерах 2-5 провод тс , в основном, аналогично примеру 1.

Пример 2. Исходна  смесь - полученные в примере 1 низконлавкие компоиенты из пальмового масла (температура начала подъема в трубке при расплавлении 31°С; йодное число 53) охлаждаютс  до температуры разделени  20°С. Диспепсию получают из потока 50 кг/час исходной смеси. 40 кг/час возврагценного раствора омачиваютнсго агента и 10 кг/час свежего раствора.

Состав раствора смачивающего агента: 0.3 вес. % децилсульфата натри , 3 все. % MsSO-i. Вывсдегитый из цикла раствор смачивающего агента 10 кг/час замен ют свежим раствором смачивающего агента при поето ином еодержапии децилсульфата иатри  и MgSO.t. Получают следующие иродукты разделени :

38 кг1час при 20°С жидкого масла (йодное число 58,5);

12 кг/час твердых компонентов (йодное число 34, температура начала подъема в трубке при раеплавлеиии 36°С), имеюпгих в основном свойства какао-масла).

Пример 3. Исходна  смесь: не нейтрализованное сырое кокосовое масло (кислотное чИСло 259; йодное число 9,8; температура начала но.т;ъема в трубке при расплавлении 23°С). Эту иолностыо расплавленную исходную емесь охлаждают при перемешивании постепенно до при этом получаетс  епю текуча  и с1И)собна  к перекачке смесь из жидких п отделивпшхс  кристаллизацией

компонентов. Смесь примсН етс  п-ри приготовлении дисперсии. Дисперсию получают из 50 кг/час предварительно кристаллизовавшейс  исходной смеси, 52 кг/час возвранденного н охлажденного до 5°С водного раствора смачивающего агента и 8 кг/час охлаждепного до 15°С 4%-пого раствора еульфата натри . Состав раствора с ачивающего агента:

мыла (полученного из свободной

0,5 вес.

жирной кислоты исходной смеси и незначительного количества прибавленного натрового щелока) и 4 вес. % NajSOi.

8 кгчас выведенного з цикла раствора смачивающего агента замен ютс  раствором NagSO.i при поддержапии поето нного содер; жапи  NfajSO. и мыла. Получают продукты:

37 кг/час при 22°С еще жидкого масла (кислотное число 12,6; число омылени  255; йотпое число 10.4);

13 кг./час твердых компонентов (кислотное число 10.3. число омылени  270; йодное число 7,9; температура начала подъем а Б трубке при расплавлении 27,0°С).

Этот результат не измен етс  и при непрерывной работе в течение 5 дней.

Пример 4. Исходна  смесь - масло сем н лтасличной пальлгы (кислотное число 10,7; число омылеии  251; йодное чпсло 17,7; температура начала подъема в трубке при распл:а1влении 28,1°С). Исходную смесь охлаждают сначала до 24,5°С, причем часть смесн выпадает в виде кристаллов и получаема  П1РИ этом каша диспергируетс  в вoднo растворе смачиваюи1.его агента температуры 22°С. Температура дисперсии 23,2°С. Получаемые продукты;

35 кг/час масла (кислотное число 13; число олгылепи  244; йодное число 22,5);

15 кг/час твердых компонентов (кислотное число 6,2; число омылени  262; йодное число 7,8; те итература начала подъема Б трубке при расплавлении 32,4°С). Твердые компотгепты сухне naoniynb и резко трещат при разрыве.

Пример 5. Исходна  смесь - сырое спермацетовое масло (йодгое число 75; температура начала подъема в трубке при расплавлении 26,7°С).

Полностью расилавленна  нсходна  смесь при размещивапии охлаждаетс  постепенно до 10°С и диспергируетс  в водиом растворе смачивающего агента температуры 5°С. ДисПерси  температуры 7,3°С получаетс  из 50 кг/час спермацетового масла, 60 кгчас возвраи1еиного, охлажденного до 5°С раствора смачивающего агента и 20 кг/час охлажденного до 5°С, содержащего Маз504 и додецилбензолсульфонат патри  свежего раствора сМачИВающего аге}{та.

Состав раствора смачиваюп1его агента; 0,13 нес. % додецилбопзолеульфопата, 2 вее. % Na,SO,. 20 КС/час выведенного из цпкла раствора

смачивающего агента замен ютс  соответствующим количеством свежего ipacTBOpa, содержащего Na2S04, и додецилбензолсульфонат «атри , при Поддержании посто нного содержани  смачивающего агента и Na2SO4.

Получают продукты:

42 кг/час масла (йодное число 83; температура помутнени  7°С);

8 кг/час твердых компонентов (йодное число 32; температура начала подъема в трубке при расплавлении 40°С).

При иепрерывной работе и через неделю не наступает ухудшение результата разделени .

Предмет изобретейи 

1. Способ разделени  смесей с ожных эфиров жирных кислот, имеющих |различные точки плавлени , путем диспергировани  смеси слоЖНЫх эфиров жирных ккслот с применением водного раствора смачивающего агента, отделени  легкой фазы от т желой, например, отстойным центрифугированием, с последующим разделением т желой фазы на твердые частицы сложных эфиров жирных кислот и водный раствор смачивающего агента , который возвращают в цикл, отличающийс  тем, что, с целью повышени  степени разделени , процесс ведут с выводом из цикла водпого раствора смачивающего агента в количестве от 10 до 70 вес. % и заменой последнего водой или свежим водным раствором смачивающего агента и/или электролита.

2.Способ по :п. 1, отличающийс  тем, что в качестве исходной смеси примен ют не рафинированные жиры.

3.С:пособ по пп. 1 и 2, отличающийс  тем, что, с целью более тонкого разделени , процесс неоднократно повтор ют.