DE3881503T2 - Verfahren zur herstellung von polyol-fettsaeure-estern. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein verfahren zur Synthese von polyol-Fettsäure-Polyestern, wonach eine im wesentlichen lösungsmittelfreie Reaktionsmischung eines polyols und/oder eines Fettsäureoligoesters davon, eines Fettsaure Niedrig-Alkylesters eines Umesterungskatalysators und eines Emulgators, ausgewählt aus der Gruppe der Alkalimetallseifen unter Umesterungsbedingungen zur Umsetzung gebracht wird. insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, bezieht sich die Erfindung auf ein verfahren zur Synthese von Zucker-Fettsäure-Polyestern, wie Saccharose-Fettsäure-Polyester.
• Unter "Polyol" wird jede aliphatische oder aromatische verbindung verstanden, die mindestens 4 freie Hydroxylgruppen umfaßt. insbesondere zahlen zu derartigen Polyolen die Gruppe der zuckerpolyole die Zucker umfaßt, d.h. die Mono-, Di- und polysaccharide, die entsprechenden Zuckeralkohole und die Derivate davon, die mindestens 4 freie Hydroxylgruppen aufweisen. Zu den Beispielen von Zuckerpolyolen zahlen Glukose, Mannose, Galaktose, xylose, Fructose, Sorbose, Tagatose, Ribulose, Xylulose, Lactose, Maltose, Raffinose, Cellobiose, Saccharose, Erythritol, Mannitol, Lactitol, Sorbitol, Xylitol und α-Methylglucosid. Ein im allgemeinen verwendeter Zuckeralkohol ist Saccharose.
• In dieser Beschreibung werden unter "Polyol-Fettsäure-Ester" alle derartigen Polyester oder Mischungen davon mit einem Umsetzungsgrad von mindestens 90% verstanden. Der Umsetzungsgrad wird als Prozentsatz der Polyolhydroxylgruppen des Polyol-Fettsäure-Polyesters definiert, der mit Fettsäuren durchschnittlich verestert worden ist. Ein Umsetzungsgrad von 100% entspricht dem vollständig veresterten Polyol.
• In der Beschreibung werden unter "Fettsäure" C&sub8;-C&sub2;&sub4;-Fettsäuren verstanden, die gesättigt oder ungesättigt sein und gerade oder verzweigte Alkylketten haben können.
• Von den Polyol-Fettsäure-Polyestern ist es bekannt, daß sie in eßbaren Produkten geeignete Fettersatzstoffe mit niedrigem Kaloriengehalt sind. Im wesentlichen für Menschen unverdaulich haben sie physikalische und organoleptische Eigenschaften, die denjenigen von Triglyceridölen und -fetten, die herkömmlicherweise in eßbaren Produkten verwendet werden, sehr ähnlich sind. Von Polyol-Fettsäure-Polyestern wird des weiteren berichtet, daß sie als pharmazeutische Mittel im Hinblick auf ihre Fähigkeit verwendet werden, fettlösliche Substanzen aufzunehmen, wie insbesondere colesterol in dem Gastrointestinaltrakt, und daß sie diese Substanzen nachfolgend aus dem menschlichen Körper entfernen.
• Im allgemeinen werden Polyol-Fettsäure-Polyester durch ein Verfahren synthetisiert, bei dem ein Polyol, wie ein Mono- oder Disaccharid, mit einem Fettsäure-Niedrig-Alkylester, oft ein Fettsäure-Methylester, in Gegenwart eines Umesterungskatalysators, wie z.B. eines Alkalimetallhydroxyds oder -carbonats, umgesetzt wird. In der ersten Stufe wird ein Polyol- Fettsäure-Mono- oder Oligoester gebildet, der in einer zweiten Stufe nach anschließender Zugabe von weiterem Fettsäure- Niedrig-Alkylester umgesetzt wird, um Polyester des gewünschten Umsetzungsgrades zu bilden. Unter gewissen Bedingungen können die zwei Stufen dieser Reaktion zu einer einzigen Reaktion kombiniert werden.
• Verfahren dieses Typs werden z.B. in den US-Patenten Nr. 3,963,699, 4,517,360 und 4,518,772 beschrieben.
• Eine häufig notwendige Komponente in der anfänglich heterogenen Reaktionsmischung ist ein Emulgier- oder Dispergiermittel, wie insbesondere die Alkalimetallseifen. Obwohl die Seife in der Anfangsphase der Umesterungsreaktion wesentlich ist, verursacht sie gegen Ende der Reaktion insbesondere dann eine Anzahl von Problemen, wenn die Reaktion im technischen Maßstab ausgeführt wird. Ein Hauptproblem besteht darin, daß die Seife bei ansteigender Umsetzung zu dem Polyester zum Ausseparieren neigt, was zu einer hohen Viskosität der Reaktionsmischung und folglich zu einem schlechten Mischen, langsamen Freisetzen des Niedrig-Alkyl-Alkohols und daher zu Verlängerten Reaktionszeiten führt.
• Ein weiteres Problem, das mit dem Ausseparieren des Seifenemulgators verbunden ist, liegt in dem Absetzen der Seife auf Einrichtungsteilen wie dem Reaktionsbehälter
• Es ist gefunden worden, daß die Obigen Probleme im wesentlichen dadurch behoben werden können, indem die Seife aus der Reaktionsmischung bei einem Umsetzungsgrad entfernt wird, bei dem ihre Emulgiereigenschaften nicht mehr erforderlich sind.
• Demzufolge schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Synthese von Polyol-Fettsäure-Polyestern, wonach eine im wesentlichen lösungsmittelfreie Reaktionsmischung eines Polyols und/oder eines Fettsäureoligoesters davon, ein Fettäsure-Niedrig-Alkylester, ein Umesterungskatalysator und ein Emulgator, ausgewählt aus der Gruppe der Alkalimetallseifen, unter Umesterungsbedingungen zur Umsetzung gebracht wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Verfahren die Stufe der wesentlichen Herabsetzung der Konzentration der Alkalimetall seife während der Umesterungsreaktion bei einem Umsetzungsgrad von 15 bis 60% umfaßt.
• Vozugsweise wird die Seife bei einem Umsetzungsgrad von 20 bis 50% und ganz besonders bevorzugt bei einem Umsetzungsgrad von 30 bis 45% entfernt.
• Unter "wesentlicher Herabsetzung" wird eine Herabsetzung bis auf eine Konzentration von weniger als 50 Gew.-% der anfanglichen Seifenkonzentration verstanden. Unter praktischen Bearbeitungsbedingungen werden Herabsetzungen auf restliche Seifenkonzentrationen innerhalb des Bereiches von 10 bis 40% bevorzugt.
• Die Herabsetzung der Seifenkonzentration in der Reaktionsmischung kann durch jedes geeignete Reinigungsverfahren durchgeführt werden. Zu diesen Verfahren zählen insbesondere mechanische Techniken, wie die Abtrennung mittels einer Zentrifuge, eines Hydrozyklons oder eines Filters, desjenigen Teils der Seife, der sich bereits ausgeschieden hat, jedoch auch herkömmliche Waschmethoden mit wäßrigen gegebenenfalls elektrolythaltigen Lösungen, die pH-Werte in dem Bereich von neutral bis stark alkalisch, insbesondere pH-Werte oberhalb 12, aufweisen, gefolgt vom Trocknen, wie auch Ansäuern und nachfolgendem Entfernen der freien Fettsäuren durch z.B. Dampfreinigen oder Molekulardestillation. Wenn es notwendig ist, sollte dem Schritt der Entfernung der Seife ein Trocknungsschritt folgen, um im wesentlichen alles Wasser zu entfernen, das während des Schrittes der Verminderung der Seife eingeführt worden ist.
• Nach der wesentlichen Herabsetzung der Seife ist es wünschenswert, in die Mischung eine zusätzliche Menge an Umesterungskatalysator einzuführen. Es ist gefunden worden, daß insbesondere Alkalimetallsalze von Niedrig-Alkylalkoholen geeignet sind, wie Natriummethanolat. Geeignete zusätzliche Mengen liegen innerhalb des Bereiches von 0,1 bis 2 Gew.-% der Reaktionsmischung, wobei der Bereich von 0,15 bis 0,5% bevorzugt wird.
• Die Umesterungsreaktion wird zweckmäßigerweise bei einer Temperatur innerhalb des Bereiches von 100 bis 180ºC durchgeführt. Bevorzugte Temperaturen liegen in dem Bereich von 110 bis 160ºC, wobei der Bereich von 120 bis 150ºC besonders bevorzugt wird.
• Im allgemeinen wird die Umesterungsreaktion unter Bedingungen verminderten Drucks durchgeführt, um den Niedrig-Alkylalkohol zu entfernen, der während der Umesterung aus dem Fettsäure- Niedrig-Alyklester gebildet wurde. Besondere Druckbedingungen beruhen sowohl auf verfahrenstechnischen wie auch wirtschaftlicher Erwägungen. Während des Endstadiums der Reaktion wird es bevorzugt, möglichst niedrige Drucke unter dem Zwang einer wirtschaftlicher Behandlung anzuwenden, um die Umesterung auf einen hohen Umsetzungsgrad zu treiben. Bevorzugte Drucke während des Anfangsstadiums liegen unter 25 mbar oder sogar unter 5 mbar.
• Während des Anfangsstadiums der Reaktion ist es vorteilhaft, den Druck auf ein Maß innerhalb von 30 mbar, ganz besonders bevorzugt innerhalb 15 mbar von dem Gleichgewichtsdampfdruck des Niedrig-Alkylalkohols entsprechend einem Umsetzungsgrad innerhalb des Bereiches von 10 bis 30% einzuregeln, um zu vermeiden, daß ein Teil des in der Reaktionsmischung zu Beginn der Umesterungsreaktion vorliegenden Polyols während der Reaktion nicht-umgesetzt bleibt. Nur ganz zu Beginn der Umesterungsreaktion kann der Druck auf ein möglichst niedriges Niveau herabgesetzt werden, wie z.B. auf ein Niveau unter 25 mbar oder sogar 10 mbar, um die Reaktion in Gang zu bringen.
• Unmittelbar nach Ingangsetzen wird der Druck vorzugsweise auf ein Niveau innerhalb des Bereiches von 60 bis 150 mbar, vorzugweise innerhalb 90 bis 125 mbar während des Anfangsstadiums eingeregelt.
• Es wird bevorzugt, die Reaktionsmischung zu rühren, insbesondere während des Anfangsstadiums der Reaktion, z.B. mittels Rühreinrichtungen in dem Reaktionsbehälter.
• Im Hinblick auf den Druckbereich während des Anfangs- und Endstadiums der Reaktion kann es von Vorteil sein, ein Reaktionssystem zu verwenden, das zwei getrennte Reaktionsbehälter umfaßt, wovon jeder mit Druckeinregeleinrichtungen ausgestattet ist, die auf den benötigten speziellen verwendeten Druckbereich optimiert sind. Auf diese Weise können sehr teure Druckeinregelungsmittel vermieden werden, die imstande sind, einen weiten Bereich von Drucken und Mengen des zu entfernenden Niedrig-Alkylalkohols zu bewältigen.
• Zweckmäßigerweise wird der während der Umesterungsreaktion aus dem Niedrig-Alkylester gebildete Niedrig-Alkylalkohol in geeigneten Kondensiereinrichtungen nach der Entfernung aus der Reaktionsmischung kondensiert und für eine nachfolgende Verwendung oder Wiederverwendung gesammelt.
• Im allgemeinen umfassen die Reaktionsteilnehmer, die bei der Umesterungsreaktion gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, ein Polyol und/oder einen Fettsäureoligoester davon, einen Fettsäure-Niedrig-Alkylester, einen Umesterungskatalysator und einen aus der Gruppe der Alkalimetallseifen ausgewählten Emulgator. Bei der Herstellung der Mischung der Reaktionsteilnehmer können auch Lösungsmittel, wie Wasser und/oder Niedrig-Alkylalkohole, fakultativ gesondert oder zusammen mit einem oder mehreren dieser Reaktionsteilnehmer eingeführt werden.
• Das Polyol kann eines der vorstehend definierten oder eine Mischung davon sein. Bevorzugte Polyol-Ausgangsmaterialien sind Zuckerpolyole und insbesondere Saccharose. Das Polyol- Ausgangsmaterial besteht nicht notwendigerweise allein aus den nicht-veresterten Polyolen. Es kann zusätzlich oder anstelle davon Polyololigoester von Fettsäuren, wie Mono-, Di- und/oder Triester, umfassen, die Zwischenstufen bei der Umsetzung von Polyolen zu Polyol-Fettsäure-Polyestern sind.
• Geeignete Fettsäure-Niedrig-Alkylester sind Fettsäure-Ester der Gruppe der Niedrig-Alkhole, einschließlich der Mono-, Diund Triole. Insbesondere wird der Ester von C&sub1;-C&sub5;Monoalkoholen, vorzugsweise von Methanol, abgeleitet. Die Fettsäurereste können beliebige der vorstehend definierten sein, wobei die Auswahl von den gewünschten besonderen Polyolfettsäureestern abhängt.
• Die Menge der Fettsäure-Niedrig-Alkylester hängt von dem gewünschten Umsetzungsgrad ab. Bei der Synthese von Polyolpolyestern mit hohem Umsetzungsgrad werden im allgemeinen überschüssige Mengen an Fettsäure-Niedrig-Alkylester verwendet. Wenn insbesondere vollständig umgesetzte Saccharose- Polyester angestrebt werden, dann werden gute Ergebnisse erhalten, wenn ein molares Verhältnis von Fettsäure-Niedrig- Alkylester : Saccharose innerhalb des Bereichs von 10:1 bis 20:1, insbesondere von 10:1 bis 15:1 oder sogar 10:1 bis 14:1 gewählt wird.
• Zu den geeigneten Umesterungskatalysatoren zählt die Gruppe, die aus Alkalimetallen, Erdalkalimetallen und Legierungen davon sowie Alkoxiden, Bicarbonaten, Carbonaten, Hydriden und Hydroxiden derartiger Metalle besteht. Es wurde gefunden, daß KOH besonders geeignet ist, jedoch können vorteilhafterweise ebenfalls NaOH und die entsprechenden Carbonate und Bicarbonate von Kalium oder Natrium verwendet werden. Obwohl man anführen könnte, daß die obigen Reaktionsteilnehmer nicht die Katalysatoren selbst sind, sondern den Katalysator bildende Reaktionsteilnehmer, wird nach dieser Beschreibung, wie es auch in der Litertur, die sich auf ähnliche Verfahren bezieht, geschieht, diese Gruppe als Katalysatoren bezeichnet.
• Der Katalysator wird in einer Menge verwendet, die einem Molverhältnis von Katalysator : Polyol von mindestens 0,01:1 und vorzugsweise von 0,05:1 bis 1:1 entspricht.
• Die Reaktionsmischung enthält des weiteren einen Emulgator, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Alkalimetallseifen besteht, die von irgendwelchen der vorstehend definierten Fettsäuren abgeleitet sind. Es wurde gefunden, daß die Geschwindigkeiten der Umsetzung von Polyol zu Polyol- Fettsäure-Ester verbessert werden, wenn emulgierende Fettsäureseifen verwendet werden, die mindestens 15%, jedoch vorzugsweise sogar mindestens 75%, der Seife einer kurzkettigen Fettsäure umfassen. Derartige Seifen kurzkettiger Fettsäure sind durch eine Kettenlänge der Fettsäure von weniger als 15 Kohlenstoffatomen und insbesondere in dem Bereich von 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, wie Kokosnußseife, charakterisiert.
• Es ist gefunden worden, daß es zweckmäßig ist, eine emulgierende Alkalimetallseife in die Reaktionsmischung in Form einer Vorstufe hiervon einzuführen, wie als entsprechende freie Fettsäuren. In einem derartigen Fall sollte die Zusammensetzung der Reaktionsmischung derartig sein, daß die Vorstufe in die entsprechende Alkalimetallseife umgesetzt wird, nachdem sie hierzu zugefügt oder mit der Reaktionsmischung vermischt worden ist.
• Wenn freie Fettsäuren als Emulgatorvorstufen verwendet werden, sollte in der Reaktionsmischung ein alkalisches Material vorliegen, das geeignet ist, die Fettsäurevorstufe in den entsprechenden Seifenemulgator zu überführen. Zweckmäßigerweise kann der Umesterungskatalysator verwendet werden, um eine derartige Umsetzung zu bewirken. Demzufolge sollte die Menge an Katalysator ausreichend sein, um sowohl eine passende katalytische Einwirkung während der Umesterung, wie vorstehend diskutiert, wie auch eine vollständige Neutralisation einer derartigen Seifenvorstufe zu der entsprechenden Seife sicherzustellen.
• Geeignete Mengen des Emulgators liegen innerhalb des Bereiches von 0,1 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise von 0,1 bis 12 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt von 0,2 bis 6 Gew.-% der gesamten Reaktionsteilnehmermischung.
• Gegebenenfalls können eine oder mehrere Lösungsmittel, getrennt oder zusammen mit den verschiedenen Reaktionsteilnehmern, eingeführt werden, um die Zugabe und das Vermischen davon zu verbessern. Zu den geeigneten Lösungsmitteln zählen Wasser und/oder niedere Alkhole, wie C&sub1;- C&sub5;-Alkohole, insbesondere Methanol. Das Lösungsmittel wird nachfolgend vor oder nach Einleiten der Umesterungsreaktion entfernt.
• Vorteilhafterweise wird die Reaktionsmischung vor dem Beginn der Veresterungsreaktion sprühgetrocknet, um eine homogenisierte und im wesentlichen lösungsmittelfreie Reaktionsmischung zu gewinnen, die insbesondere als Ausgangsmischung für die nachfolgende Veresterung gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist.
• In dieser Beschreibung bedeutet der Ausdruck "homogenisiert" innig vermischt und ist nicht auf ein Homogenisieren im engen mikroskopischen Sinne beschränkt.
• "Im wesentlichen lösungsmittelfrei" bedeutet umfassend weniger als 0,5% Lösungsmittel. Zu Beginn der Veresterungsreaktion werden Lösungsmittelkonzentrationen von weniger als 0,1 oder sogar 0,05% bevorzugt.
• Das Sprühtrocknen wird zweckmäßigerweise durch Hindurchleiten der Anfangsmischung der Reaktionsteilnehmer durch eine Sprühdüse in eine Trocknungskammer bewirkt. Das innige Mischen tritt aufgrund der Dissipation der Energie beim Passieren der Sprühdüse auf. Das Verdampfen des Lösungsmittels tritt in der Trocknungskammer auf, wobei der entstehende Dampf durch geeignet herabgesetzten Druck oder durch Gasströmungsbedingungen kontinuierlich entfernt wird. Ein angemessenes Verdampfen des Lösungsmittels kann durch eine Vielzahl von per se herkömmlichen Techniken erreicht werden, einschließlich der Anwendung von Bedingungen verminderten Drucks und/oder erhöhter Temperatur oder der Verwendung von gegebenenfalls aufgeheizten, Inertgasströmen in Form von Gleichstrom, Gegegenstrom oder Gemischtstrom.
• Bei einem chargenweisen Betrieb wird die Trocknungskammer zweckmäßigerweise auch als Reaktionsbehälter für die Umesterungsreaktion verwendet. Bei einem kontinuierlichen oder halbkontinuierlichen Betrieb werden die Trocknungskammer und der Reaktionsbehälter vorzugsweise getrennt.
• Es kann von weiterem Vorteil sein, die Reaktionsteilnehmer vor dem Durchleiten durch die Sprühdüse durch eine alternative Rührmaßnahme vorzumischen, z.B. durch Anwendung eines dynamischen oder statischen Mischers oder durch Strömungsrestriktion in der Zuführleitung zu der Sprühdüse.
• Es wird bevorzugt, die Reaktionsteilnehmermischung durch folgendes Verfahren herzustellen.
• In der Anfangsstufe wird das Polyol oder der Fettsäureoligoester davon mit dem Katalysator in einem flüssigen System gemischt, um auf diese Weise das entsprechende Polyolanion zu bilden. Die Bildung des tatsächlichen Polyolanions kann zwischendurch erfolgen oder lediglich unter im wesentlichen lösungsmittelfreien Bedingungen realisiert werden. Vorzugsweise werden zum Kontaktieren das Polyol oder der Oligoester davon und der Katalysator in Gegenwart eines Lösungsmittels vermischt, das nachfolgend in der Sprühtrocknungsstufe entsprechend der vorliegenden Erfindung entfernt wird. Ganz besonders wird es bevorzugt, wenn das Polyol oder der Oligoester davon und der Katalysator zunächst teilweise oder vollständig in einem Lösungsmittel gelöst und nachfolgend gemischt werden. Zu den geeigneten Lösungsmitteln zählen Wasser, niedere Alkohole und Mischungen davon. Insbesondere Wasser ist ein geeignetes Lösungsmittel, wenn Kalium- oder Natriumhydroxid als Umesterungskatalysator verwendet wird.
• Bei einem nachfolgenden Schritt wird dieses flüssige System zu dem Fettsäure-Niedrig-Alkylester, gegebenenfalls in Kombination mit dem Emulgator, gegeben. Nach Zugabe zu dem Fettsäure-Niedrig-Alkylester kann die erhaltene Reaktionsmischung zweckmäßigerweise sprühgetrocknet werden.
• Obwohl Alkalimetallseifen oder geeignete Vorstufen davon geeignete Emulgatoren im Sinne der Veresterungsreaktion sind, ist ein Nachteil, der mit der Verwendung von Seifen verbunden sein kann, die Tatsache, daß das Sprühtrocknen davon eine relativ häuf iges Reinigen der Sprühtrocknungsausrüstung erforderlich macht. Dies ist insbesondere im technischen Maßstab unerwünscht.
• Demzufolge wird es bevorzugt, die Seifenemulgatoren oder die Vorstufen davon lediglich nach dem Sprühtrocknungsschritt der Reaktionsmischung zuzufügen. Wird dieser Weg gewählt, dann kann das relativ häufige Reinigen der Sprühtrocknungseinrichtung vermieden werden.
• Das Ausmaß, bis zu dem Desolvatation beim Sprühtrocknungsschritt erreicht wird, ergibt sich aufgrund wirtschaftlicher und verfahrenstechnischer Faktoren, wie insbesondere aufgrund der Menge des zu entfernenden Lösungsmittels und des entsprechenden Energieeinsatzes oder der in der Trocknungskammer erforderlichen Temperatur.
• Demzufolge kann es von Vorteil sein, dem Sprühtrocknungsschritt eine weitere "Nachtrocknungs"-Behandlung, die die Entfernung restlichen Lösungsmittels zum wesentlichen Abschluß führt, folgen zu lassen, anstatt Sprühtrocknungsbedingungen anzuwenden, die zu einer vollständigen Entfernung des Lösungsmittels führen. Alle derartigen Bedingungen, die zu einem Verdampfen jeglichen restlichen Lösungsmittels führen, das nach dem Sprühtrocknen noch vorliegt oder in die nachträgliche Sprühtrocknungszugabe des Emulgatorbestandteils eingeführt wird, können geeignet sein und umfassen Temperaturbedingungen und Bedingungen herabgesetzten Drucks, das Abstreifen mit geeigneten Abstreifmitteln, wie vorzugsweise mit Methanol oder inerten Gasen, wie Stickstoff, oder einen weiteren Sprühtrocknungsschritt, dem die Reaktionsmischung unterzogen wird.
• Vorzugsweise wird die Reaktionsmischung Bedingungen erhöhter Temperatur und herabgesetzten Drucks, die zum Trocknen geeignet sind, unterworfen. Die Trocknungstemperatur liegt unter etwa 110ºC und vorzugsweise innerhalb des Bereiches von 60 bis 100ºC. Zweckmäßigerweise werden die Nachtrocknungsbedingungen für eine Zeitdauer bis zu mehreren Stunden aufrechterhalten, wobei Perioden von 0,5 bis 3 h bevorzugt werden.
• Zweckmäßigerweise wird die Lösungsmittelkonzentration der Reaktionsmischung auf unter 0,5% in dem Sprühtrocknungsschritt und des weiteren unter 0,1% in dem nachfolgenden Nachtrocknungsschritt vermindert. Vorzugsweise wird die Lösungsmittelkonzentration bei dem Sprühtrocknungsschritt unter 0,1% und bei dem Nachtrocknungsschritt unter 0,05% gesenkt.
• Eine zusätzliche Menge an Polyol kann, sofern es gewünscht wird, vor dem Beginn der Umesterungsreaktion in die Ausgangsmischung der Reaktionsteilnehmer eingeführt werden.
• Obwohl das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung für die Synthese von Polyol-Fettsäure-Estern der allgemeinen Gruppe, wie sie vorstehend definiert worden ist, geeignet ist, ist es insbesondere für die Synthese von Polyol-Fettsäure-Polyestern geeignet, die bis zu einem mindestens 95%igen Umesterungsgrad verestert sind, vorzugsweise abgeleitet von Zuckerpolyolen, die aus der Gruppe von Disacchariden oder Alkoholderivaten davon, wie Saccharose, ausgewählt worden sind.
• Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele erläutert, wobei sich alle Prozentangaben auf das Gewicht beziehen, sofern nichts anderes gesagt ist.
Beispiel 1
• Eine innige Mischung von 89,2 Gew.-Teilen destillierten Fettsäure-(Sojabohnen)Methylesters, 3,2 Gew.-Teilen von Kalium-Kokosnußseife und 2,0 Gew.-Teilen Kaliumsaccharat wurde durch Sprühtrocknen hergestellt. Weitere 5,5 Gew.-Teile Saccharose wurden in diese Mischung dispergiert.
• Nachfolgend wurde die Mischung der Reaktionsteilnehmer auf 130 bis 135ºC erhitzt, und der Druck wurde auf ein Niveau von etwa 5 mbar gesenkt. Nach etwa 15 min begann die Saccharose unter Bildung und dem Verdampfen von Methanol zu reagieren, was zu einem geringfügigen Schäumen führte. Zu diesem Zeitpunkt ließ man den Druck allmählich (in etwa 15 min) auf etwa 100 mbar absinken. Der Druck wurde etwa 3 h auf diesem Niveau gehalten, wonach die Reaktionsmischung homogen (nicht umgesetzter Rohrzucker) war, und der Umsetzungsgrad hatte einen Wert von etwa 35%, berechnet aus dem OH-Wert, erreicht.
• Die Umesterungsreaktion wurde dann durch Abkühlen der Reaktionsmischung unter 100ºC gestoppt. Die Reaktionsmischung wurde dann nachfolgend sechsmal mit 15% Wasser bei 90ºC gewaschen, neutralisiert und getrocknet. In diesem Punkt war die Seifenkonzentration auf etwa 1,6 Gew.-% der Reaktionsmischung herabgesetzt worden. Eine zusätzliche Menge von 0,15 Gew.-% Natriummethanolat wurde über eine Lösung von 30% Natriummmethanolat in Methanol eingeführt.
• Nachfolgend wurde die Temperatur auf etwa 135ºc angehoben und der Druck wurde auf ein Niveau unter 5 mbar herabgesetzt. Nach lediglich 15 min hatte der Umsetzungsgrad eine Konzentration von 89% erreicht, was nach weiteren 2 h zu einem Zusetzungsgrad über 95% führte.

Claims (10)

1. Verfahren zur Synthese von Polyol-Fettsäure-Polyestern, wonach eine im wesentlichen lösungsmittelfreie Reaktionsmischung eines Polyols und/oder eines Fettsäureoligoesters davon, eines Fettsäure-Niedrig-Alkylesters, eines Umesterungskatalysators und eines Emulgators, ausgewählt aus der Gruppe der Alkalimetallseifen, unter Umesterungsbedingungen zur Umsetzung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die Stufe der wesentlichen Herabsetzung der Konzentration der Alkalimetallseife während der Umesterungsreaktion bei einem Umsetzungsgrad von 15 bis 60% umfaßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wonach die Seife bei einem Umsetzungsgrad von 20 bis 50% entfernt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wonach die Seifenkonzentration unter 50% der anfänglichen Konzentration herabgesetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wonach die Seifenkonzentration auf den Bereich von 10 bis 40% der anfänglichen Konzentration herabgesetzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wonach nach der Herabsetzung der Seifenkonzentration eine zusätzliche Menge an Umesteurungskatalysator in die Reaktionsmischung eingeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wonach die zusätzliche Menge des Umesterungskatalysators innerhalb des Bereiches von 0,15 bis 0,5 Gew.-% liegt.

7. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wonach die Herabsetzung durch eine mechanische Reinigungstechnik durchgeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wonach die mechanische Reinigungstechnik das Abtrennen mittels einer Zentrifuge umfaßt.

9. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, wonach die Reaktion bis zu einem Umsetzungsgrad von mindestens 95% fortgeführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wonach das Polyol Saccharose ist.