UA143173U - Спосіб одержання етилових ефірів жирних кислот - Google Patents

Abstract

Спосіб одержання етилових ефірів жирних кислот шляхом етерифікації жирних кислот, зокрема стеаринової кислоти, етиловим спиртом в присутності кислотного каталізатора. Видалення побічного продукту реакції (води) і повернення в зону реакції підвищеної концентрації відбувається в результаті зневоднення за допомогою цеолітів типу NaA конденсату азеотропної суміші етиловий спирт-вода, що випаровується.

Description

Корисна модель належить до олійно-жирової галузі харчової промисловості. Спосіб дозволяє одержати модифіковані жири - складні ефіри жирних кислот, зокрема стеаринової кислоти, і етилового спирту, що можуть бути використані як кондитерський жир.

Етилові ефіри жирних кислот використовуються в різних галузях промисловості (фармацевтична, паливна). Тому способи їх одержання мають деякі відмінності залежно від застосування.

Складні ефіри жирних кислот можна отримати переетерифікацією жирів або етерифікацією жирних кислот.

Відомий спосіб отримання вітамінізованого концентрату етилових ефірів поліненасичених жирних кислот з риб'ячого жиру 11. Відповідно до якого проводять переєтерифікацію риб'ячого жиру 99 96 етиловим спиртом у присутності лужного каталізатора, поділ шарів з виділенням етилових ефірів, фракціонування останніх в середовищі етилового спирту в присутності сечовини з кристалізацією комплексів сечовини і виділення цільового продукту, при цьому риб'ячий жир беруть з вологістю до 0,395, кислотним числом до 0,7 мг КОН/г ії сумарним вмістом ейкозапентаєнової і докозагексаєнової кислот не менше 1495, при цьому переетерифікацію здійснюють при однаковій температурі компонентів. Етилові ефіри жирних кислот фракціонують в холодильному контурі, фільтрують, потім отриманий напівфабрикат піддають очищенню методом адсорбційної хроматографії сумішшю сорбентів, що включає активоване вугілля, спінений вермикуліт, відбільну глину і силікагель.

Недоліком такого способу є те, що для переетерифікації жирних кислот використовують абсолютизований етиловий спирт, який не стійкий при зберіганні, а також його ціна значно вище за 96 905 етанол.

Відомий також спосіб перетворення жирних кислот в етилові ефіри, що можливо застосовувати у виробництві харчових добавок, фармацевтичних препаратів, косметичних засобів та продуктів харчування |2). Суть цього способу в наступному: сировину (нерафіновані олії та жири, зокрема олія водоростей, відходи олії для жаріння, соапстоки), що містить деяку кількість жирних кислот з'єднують з неполярним розчинником (гексан, циклогексан, гептан, а- лимонен, ксилол, толуол, бензол, 1,4-діоксан, хлороформ та ін.) для видалення жирних кислот.

Потім до розчину жирних кислот додають мінеральну кислоту (Нг5Ох, НМОз, НСІО», НОСІ, НВг, НІ,

Зо ВЕз або їх суміші) в кількості 0,25-5 95 мас. та спирт (матанол, етанол, бутанол, пропанол) в кількості 3-20 9о мас. та піддають процесу етерифікації. Суміш нагрівають за температури 50- 100 "С при перемішуванні в інтервалі часу від декількох хвили до декількох годин. Суміш може містити 0,1-10 95 мас. води, утвореної в процесі реакції та/ або наявної в початкових компонентах.

В неполярному розчиннику в присутності кислоти утворюється двофазна суміш, що містить фазу розчинника і водну фазу. Фаза розчинника переважно містить вільну жирну кислоту, спирт і каталітичну кількість кислоти. Водна фаза може переважно містити воду та кислоту і спирт, що залишилися. Відповідно до різних варіантів здійснення способу водна фаза діє для витягування води з фази розчинника (фаза, в якій переважно відбувається реакція) у водну фазу.

Присутність води в реакційній суміші буде мати тенденцію зрушувати рівновагу системи більшою мірою в бік переформування вільних жирних кислот і видалення етилових ефірів.

Таким чином, видаляючи воду з фази розчинника, можна дати реакції протікати при більш високій швидкості перетворення, ніж це могло б відбуватися в однофазній системі. У різних варіантах здійснення способу досягається перетворення приблизно 98 95 жирних кислот в етилові ефіри. Подальше перетворення жирних кислот до приблизно 99,5 95 або більше може бути досягнуто шляхом видалення водної фази, коли реакція близька до рівноважної, і забезпечення додаткового часу реакції.

Водний шар може бути видалений шляхом декантування після припинення перемішування і забезпечення поділу фаз.

Недоліком цього способу, у випадку застосування кінцевого продукту в складі харчових компонентів, є використання токсичних та вогненебезпечних розчинників та можлива наявність їх залишкової кількості в готовому продукті.

За найближчий аналог вибрано спосіб одержання метилових ефірів жирних кислот, виділених із соапстоків олій. Каталітичне відновлення метилових ефірів ненасичених жирних кислот проводили шляхом етерифікації з використанням 60 9о-ї сірчаної кислоти. Реакція тривала впродовж 1-1,5 годин за температури 110-115 "С при безперервній подачі спирту.

Молярне відношення між жирними кислотами та метанолом складало 1:5. Отримані метилові ефіри дистилюють під вакуумом 0,665-1,064 кПа (5-8 мм рт. ст.). Ступінь перетворення кислот складає 98,6-99,2 95 ІЗ). В такий спосіб за температури 110-115 "С відбувається виведення води з реакційної маси, що дозволяє змістити реакцію в бік утворення продуктів. Спільними ознаками найближчого аналога та корисної моделі, що заявляється є наступне: 1) Застосування сірчаної кислоти як каталізатора; 2) Видалення побічного продукту (води) із зони реакції для забезпечення високої ступені конверсії вихідних компонентів в цільовий продукт.

Але, недоліками цього способу є те, що високий вихід продукту досягається лише після стадії дистиляції під вакуумом; також процес потребує відновлення водного метанолу, що значно підвищує собівартість продукту. Для виробництва ЕЕЖК в харчовій промисловості вторинна сировина або технічні олії є непридатними, а джерелом алкільної групи в процесі етерифікації може бути лише етанол.

Задача, на вирішення якої спрямована корисна модель, полягає в удосконаленні технології етерифікації стеаринової кислоти етиловим спиртом шляхом використання вологопоглинаючого агента.

Поставлена задача вирішується тим, що в способі одержання етилових ефірів жирних кислот шляхом етерифікації жирних кислот, зокрема стеаринової кислоти, етиловим спиртом в присутності кислого каталізатора, видалення побічного продукту реакції (води) відбувається в результаті випаровування азеотропної суміші етиловий спирт-вода, яка у вигляді конденсату зневоднюється за допомогою цеолітів типу МаА.

Спосіб проводять на лабораторній установці зображеній на кресленні наступним чином.

Суміш етилового спирту та стеаринової кислоти поміщають в круглодонну колбу 4, додають каталізатор - сірчану кислоту. В резервуар апарата Сокслета 2 поміщається певна кількість цеоліту 3. Зверху встановлюється зворотний холодильник 1 для конденсації парів етанолу.

Етерифікацію проводять на водяній бані 5, що підігрівається електроплитою 6, за температури, вищій за температуру кипіння етилового спирту.

Приклад

Стеаринову кислоту і 96 96 етиловий спирт в мольному співвідношенні 1:5, змішують при нагріванні (температура 60 С) протягом 10 хв далі додають каталізатор - концентровану сірчану кислоту, в кількості 1 95 в перерахунку на 100 95 від маси жирних кислот, і знову перемішують не менше 10 хв. Потім суміш нагрівається до 80-85"С впродовж 5 годин.

Зо Азеотропна суміш спирт-вода в процесі реакції випаровується, і, проходячи по боковому відведенню апарата Сокслета, потрапляє на зворотний холодильник, де конденсується і стікає на цеоліт. Поки цеоліт наповнюється розчинником, відбувається видалення вологи з розчинника. Як тільки рівень рідини досягає верхнього рівня сифона, частина зневодненого спирту надходить назад в колбу з реакційною сумішшю і цикл повторюється, таким чином переносячи реакційну воду із зони реакції на цеоліт, що забезпечує зміщення процесу в бік утворення продуктів.

Отримані ефіри промивають від каталізатора 0,05 95 розчином бікарбонату натрію та піддають осушуванню.

Для розрахунку ступеня перетворення стеаринової кислоти в етилові ефіри визначають кислотне число згідно з І4). Ступінь перетворення складає 97,4-99,5 Об.

Позитивним ефектом корисної моделі є отримання етилових ефірів жирних кислот з високим виходом та відсутність додаткової стадії дистиляції під вакуумом цільового продукту.

Джерела інформації: 1. Пат. К.О 2614587 С1 Способ получения витаминизированного концентрата зтиловьх зфиров полиненасьіщенньх вьісших жирньїх кислот из рьібного жира // Боева Н.П., Баскакова

Ю.А. // Федеральноеєе государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно- исследовательский институт рьібного хозяйства и океанографии" (ФГБНУ "ВНИРО")/ Опубл. 28.03.2017 Бюл. Ме 10. 2. Раї. МО 2014/151116 АТ Сопмегзіоп ої теє Тацу асіав іо єїНпуї езівг5// Ніррієг дУенту Сегага//

Карісак І оці Апіпопу; РонНег Кіївієп// РИБІ. 25.09.2014.

З. Горбачева Р.А. Получение метиловьїх зфиров жирньїх кислот, вьделенньіх из растительньїх масел / Р.А. Горбачева, С.В. Макаров, В.М. Ульяненко. // "Пищевая промьішленность", "Масло-жировая промьішленность".-1978. - Мо 5. - С. 17-20. 4. ДСТУ 4350:2004 Олії. Методи визначення кислотного числа (ІЗО 660:199672 МЕС).

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб одержання етилових ефірів жирних кислот шляхом етерифікації жирних кислот, зокрема стеаринової кислоти, етиловим спиртом в присутності кислотного каталізатора, який бо відрізняється тим, що видалення побічного продукту реакції (води) і повернення в зону реакції підвищеної концентрації відбувається в результаті зневоднення за допомогою цеолітів типу МаА конденсату азеотропної суміші етиловий спирт-вода, що випаровується.

   ЩЕ ее Х . росло ! о дет я, й Що й й ве ШИ в ша нее ї х М Йоду тент оохртнх