DE3889084T2 - Verfahren zur Herstellung von Polyol-Fettsäureester. - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Polyol-Fettsäureester.

Info

Publication number
DE3889084T2
DE3889084T2 DE3889084T DE3889084T DE3889084T2 DE 3889084 T2 DE3889084 T2 DE 3889084T2 DE 3889084 T DE3889084 T DE 3889084T DE 3889084 T DE3889084 T DE 3889084T DE 3889084 T2 DE3889084 T2 DE 3889084T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fatty acid
polyol
process according
mixture
emulsifier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE3889084T
Other languages
English (en)
Other versions
DE3889084D1 (de
Inventor
Gerardus Wilhelmus Ma Willemse
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Unilever NV
Original Assignee
Unilever NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from GB878728960A external-priority patent/GB8728960D0/en
Priority claimed from GB888821584A external-priority patent/GB8821584D0/en
Application filed by Unilever NV filed Critical Unilever NV
Application granted granted Critical
Publication of DE3889084D1 publication Critical patent/DE3889084D1/de
Publication of DE3889084T2 publication Critical patent/DE3889084T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07H—SUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H13/00—Compounds containing saccharide radicals esterified by carbonic acid or derivatives thereof, or by organic acids, e.g. phosphonic acids
    • C07H13/02—Compounds containing saccharide radicals esterified by carbonic acid or derivatives thereof, or by organic acids, e.g. phosphonic acids by carboxylic acids
    • C07H13/04—Compounds containing saccharide radicals esterified by carbonic acid or derivatives thereof, or by organic acids, e.g. phosphonic acids by carboxylic acids having the esterifying carboxyl radicals attached to acyclic carbon atoms
    • C07H13/06—Fatty acids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Fats And Perfumes (AREA)
  • Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)
  • General Preparation And Processing Of Foods (AREA)
  • Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Polyolfettsäurepolyestern, bei dem eine im wesentlichen lösungsmittelfreie Reaktionsmischung aus einem Polyol und/oder einem Fettsäureoligoester davon, einem Fettsäureniederalkylester, einem Umesterungskatalysator und fakultativ einem Emulgator hergestellt und anschließend unter Umesterungsbedingungen umgesetzt wird.
  • In der EP-A-190 779, Vergleichsbeispiele 1 und 2, wird ein ähnliches Verfahren zur Herstellung von Zuckeroligoestern beschrieben, bei dem die lösungsmittelfreie Reaktionsmischung einfach durch Mischen des Zuckers, des Fettsäurealkylesters, des Umesterungskatalysators und des Emulgators hergestellt wird.
  • In dieser Anmeldung soll die Bezeichnung "Polyol" jede aliphatische oder aromatische Verbindung einschließen, die mindestens vier freie Hydroxylgruppen umfaßt, Insbesondere schließen derartige Polyole die Gruppe der Zuckerpolyole ein, die die Zucker, d.h. die Mono-, Di- und Polysaccharide, die entsprechenden Zukkeralkohole und die Derivate davon mit mindestens vier freien Hydroxylgruppen einschließen. Beispiele von Zuckerpolyolen schließen ein: Glucose, Mannose, Galactose, Xylose, Fructose, Sorbose, Tagatose, Ribulose, Xylulose, Lactose, Maltose, Raffinose, Cellobiose, Saccharose, Erythritol, Mannitol, Lactitol, Sorbitol, Xylitol und alpha-Methylglucosid. Ein generell verwendetes Zuckerpolyol ist Saccharose.
  • In dieser Anmeldung soll die Bezeichung "Polyolfettsäureester" sowohl die Gruppe der Polyolfettsäureoligoester, insbesondere die Mono-, Di- und Trifettsäureester, und die Gruppe der Polyol fettsäurepolyester, d.h. die tetra- bis zu den vollständig substituierten Fettsäurepolyestern, umfassen.
  • In dieser Anmeldung wird der Prozentsatz der Polyolhydroxylgrup pen des Polyolfettsäurepolyesters, die im Durchschnitt mit Fettsäuren verestert worden sind, als Umwandlungsgrad bezeichnet, wobei ein Umwandlungsgrad von 100 % dem völlig veresterten Polyol entspricht.
  • In dieser Anmeldung bezieht sich die Bezeichnung "Fettsäure" auf C&sub8;-C&sub2;&sub4;-Fettsäuren, die gesättigt oder ungesättigt sein und gerade oder verzweigte Alkylketten haben können.
  • Die Polyolfettsäureoligoester sind für ihre Eignung als Emulgatoren in Nahrungsmitteln und Detergenzien und als trocknende Öle in Farben und Lacken bekannt.
  • Die Polyolfettsäurepolyester eignen sich bekanntlich als Fettersatzmittel niedrigen Kaloriengehaltes in eßbaren Produkten. Obwohl sie für den Menschen im wesentlichen unverdaulich sind, haben sie physikalische und organoleptische Eigenschaften, die denen von Triglyceridölen und -fetten, die üblicherweise in Speiseprodukten verwendet werden, sehr ähnlich sind. Polyolfettsäurepolyester finden, wie weiter berichtet wird, als pharmazeutische Mittel Verwendung, und zwar im Hinblick auf ihre Fähigkeit, fettlösliche Substanzen, wie insbesondere Cholesterol, im Gastrointestinaltrakt aufzunehmen und diese Substanzen anschließend aus dem menschlichen Körper zu entfernen.
  • Verfahren zur Herstellung von Polyolfettsäureestern unter Anwendung von Umesterungstechniken sind bekannt. Beispiele derartiger Verfahren werden z.B. in den US-Patenten 3 963 699, 4 517 360 und 4 518 772 beschrieben. Im Stand der Technik wurde sehr wohl erkannt, daß eine katalytische Umesterung zur Herstellung von Polyolfettsäureestern mit Nahrungsmittelqualität vorteilhaft beeinflußt wird, wenn man als Ausgangsreaktantenmischung eine lösungsmittelfreie homogene Schmelze der Reaktanten verwendet. Bisher waren die Verfahren zur Herstellung derartiger lösungs mittelfreier homogener Reaktantenmischungen nicht völlig befriedigend, insbesondere bezüglich ihrer wirtschaftlichen Anwendbarkeit in technischem Maßstab.
  • In dieser Anmeldung bedeutet die Bezeichung "homogen" innig gemischt, und sie ist nicht auf "homogen" im engen mikroskopischen Sinn beschränkt.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist nun die Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens zur Herstellung von Polyolfettsäurepolyestern, insbesondere mit Blick auf die Herstellung einer geeigneten im wesentlichen lösungsmittelfreien Ausgangsmischung der Reaktanten, das in technischem Maßstab die Vereinfachung der Behandlung und einen kontinuierlichen oder halbkontinuierlichen Betrieb ohne nachteilige Wirkungen auf die Umwandlungsraten des Polyolpolyesters erlaubt.
  • Demgemäß stellt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Polyolfettsäurepolyestern bereit, bei dem eine im wesentlichen lösungsmittelfreie Reaktionsmischung aus einem Polyol und/oder einem Fettsäureoligoester davon, einem Fettsäureniederalkylester, einem Umesterungskatalysator und fakultativ einem Emulgator hergestellt und anschließend unter Umesterungsbedingungen umgesetzt wird, wobei die Herstellung der im wesentlichen lösungsmittelfreiem Mischung die Schritte umfaßt:
  • (1) Bilden einer Mischung des Polyois und/oder Fettsäureoligoesters davon, des Fettsäureniederalkylesters, des Umesterungskatalysators und fakultativ des Emulgators oder eines Vorläufers davon und eines oder mehrerer Lösungsmittel und
  • (2) Homogenisieren der in Schritt (1) gebildeten Mischung und Befreien derselben vom Lösungsmittel durch Sprühtrocknung.
  • Die Herstellung einer im wesentlichen lösungsmittelfrelen homogenen Mischung der Reaktanten gemäß der Erfindung kann in vorteilhafter Weise auf alle Umesterungsverfahren zur Herstellung von Polyolfettsäurepolyestern angewendet werden, bei denen eine im wesentlichen lösungsmittelfreie homogene Reaktantenmischung nötig oder erwünscht ist.
  • Die Reaktanten, die im ersten Schritt der Herstellung der im wesentlichen lösungsmittelfreien Reaktantenmischung gemischt werden, umfassen ein Polyol und/oder einen Fettsäureoligoester davon, einen Fettsäureniederalkylester, einen Umesterungskatalysator und fakultativ einen Emulgator, z.B. eine Fettsäureseife. Auch Lösungsmittel, wie Wasser und/oder Niederalkylalkohole, können fakultativ getrennt von oder zusammen mit einem oder mehreren dieser Reaktanten eingeführt werden.
  • Das Polyol kann irgendeines der oben definierten oder eine Mischung davon sein. Bevorzugte Polyolausgangsmaterialien bestehen nicht notwendigerweise nur aus nichtveresterten Polyolen, sie können zusätzlich oder sogar ausschließlich Polyololigoester von Fettsäuren umfassen, wie Mono-, Di- und/oder Triester, die Zwischenprodukte bei der Umwandlung von Polyolen in die Polyolfettsäurepolyester sind.
  • Geeignete Fettsäureniederalkylester sind Fettsäureester der Gruppe niederer Alkohole, einschließlich Mono-, Di- und Triolen. Der Ester kann insbesondere von den C&sub1;-C&sub5;-Monoalkoholen, vorzugsweise von Methanol, abgeleitet sein. Die Fettsäurereste können alle der oben definierten Reste sein, wobei ihre Wahl von dem speziell gewünschten Polyolfettsäureester abhängt.
  • Die Menge des Fettsäureniederalkylesters hängt von dem gewünschten Umwandlungsgrad ab. Bei der Herstellung von Polyolpolestern mit hohen Umwandlungsgraden werden gewöhnlich überschüssige Mengen der Fettsäureniederalkylester verwendet. Insbesondere wenn völlig umgewandelte Saccharosepolyester angestrebt werden, erzielt man gute Ergebnisse, wenn ein molares Verhältnis von Fettsäureniederalkylester zu Saccharose im Bereich von 10:1 bis 20:1, insbesondere von 10:1 bis 15:1 und sogar von 10:1 bis 14:1, verwendet wird.
  • Geeignete Umesterungskatalysatoren schließen die Gruppe ein, die aus Alkalimetallen, Erdalkalimetallen und deren Legierungen sowie den Alkoxiden, Bicarbonaten, Carbonaten, Hydriden und Hydroxiden dieser Metalle besteht. KOH hat sich als besonders geeignet erwiesen, aber auch NaOH und die entsprechenden Carbonate und Bicarbonate von Kalium oder Natrium können mit Vorteil verwendet werden. Obgleich man argumentieren könnte, daß die obigen Reagenzien nicht die Katalysatoren selbst sondern die den Katalysator bildenden Reagenzien sind, wird diese Gruppe in dieser Anmeldung, ebenso wie auch in der sich auf ähnliche Verfahren beziehenden Literatur, als Katalysatoren bezeichnet.
  • Der Katalysator wird in einer Menge entsprechend einem molaren Verhältnis von Katalysator zu Polyol von mindestens 0,01:1, vorzugsweise von 0,05:1 bis 1:1, verwendet.
  • Im allgemeinen ist es attraktiv, einen Emulgator zum besseren Kontakt zwischen dem Polyol, dem Katalysator und dem Fettsäureniederalkylester, insbesondere während der Anfangsstufen der Veresterungsreaktion, zu verwenden. Viele Arten alkalibeständiger Emulgatoren können zweckmäßigerweise verwendet werden, wie z.B. eßbare Emulgatoren, einschließlich Phosphatiden, wie Lezithin, Mono- und Diglyceride und Zuckeroligoester von Fettsäuren, insbesondere die Mono- und Diester, und Detergenzien, wie Seifen und Alkalimetallalkylsulfate.
  • Bevorzugte Emulgatoren sind Alkalimetallseifen, die von irgendeiner der oben definierten Fettsäuren abgeleitet sind. Es wurde gefunden, daß die Umwandlungsraten von Polyol in Polyolfettsäureester verbessert werden können, wenn man Fettsäureseifeemulgatoren verwendet, die mindestens 15 % und vorzugsweise mindestens 75 % kurzkettige Fettsäureseife umfassen. Eine derartige kurzkettige Fettsäureseife ist durch eine Fettsäurekettenlänge von weniger als 15 Kohlenstoffatomen und insbesondere im Bereich von 6 bis 12 Kohlenstoffatomen gekennzeichnet, wie z.B. Kokosnußseife.
  • Insbesondere, wenn der Emulgator aus der Gruppe der Alkalimetallseifen ausgewählt ist, kann es zweckmäßig sein, den Emulgator in Form seines Vorläufers, z.B. als die entsprechende freie Fettsäure, in die Mischung von Schritt (1) des erfindungsgemäßen Verfahrens einzuführen. In einem solchen Fall sollte die Zusammensetzung der Reaktantenmischung so beschaffen sein, daß der Vorläufer nach Zugabe zu und Vermischen mit der Reaktantenmischung in den entsprechenden Emulgator umgewandelt wird.
  • Bei Verwendung freier Fettsäuren als Emulgatorvorläufer sollte in der Reaktionsmischung ein alkalisches Material vorliegen, das zur Umwandlung des Fettsäurevorläufers in den entsprechenden Seifeemulgator geeignet ist. Zweckmäßigerweise kann ein Umesterungskatalysator eingesetzt werden, um diese Umwandlung herbeizuführen. Demgemäß sollte die in die Mischung vor der erfindungsgemäßen Sprühtrocknung eingeführte Katalysatormenge ausreichen, um sowohl die richtige katalytische Wirkung während der Veresterung, wie oben diskutiert, als auch die völlige Neutralisierung eines derartigen Seifevorläufers in die entsprechende Seife zu gewährleisten.
  • Geeignete Emulgatormengen liegen im Bereich von 0,1 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise von 0,1 bis 12 Gew.-% und insbesondere von 0,2 bis 6 Gew.-%, der gesamten Reaktantenmischung.
  • Fakultativ kann man ein oder mehrere Lösungsmittel getrennt von oder zusammen mit den verschiedenen Reaktanten einführen, um die Zugabe und deren Mischen zu verbessern. Geeignete Lösungsmittel schließen Wasser und niedere Alkohole, z.B. C&sub1;-C&sub5;-Alkohole, insbesondere Methanol, ein.
  • Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Sprühtrocknung der Reaktanten, die in der ersten Stufe der Herstellung zur Erzielung einer homogenisierten und im wesentlichen lösungsmittelfreien Reaktionsmischung, die als Ausgangsmischung für die anschließende Veresterungsreaktion besonders geeignet ist, zusammen gemischt worden sind.
  • Unter "im wesentlichen lösungsmittelfreier Reaktionsmischung" wird eine Mischung verstanden, die weniger als 0,5 % Lösungsmittel umfaßt, wobei zu Beginn der Umesterungsreaktion Lösungsmittelkonzentrationen von weniger als 0,1 oder sogar 0,05 % bevorzugt werden.
  • Die Sprühtrocknung kann in üblicher Weise erfolgen, indem man die Mischung durch eine Sprühdüse in eine Trocknungskammer leitet. Die Homogenisierung der Mischung erfolgt aufgrund der Energiedissipation beim Durchgang durch die Düse. Die Menge an dissipierter Energie und demgemäß der Homogenitätsgrad der versprühten Mischung ist eine Funktion der Konstruktion der Sprühdüse und des auf die Mischung vor der Düse angelegten Druckes. Im Stand der Technik sind zahlreiche Konstruktionen und entsprechende Sprühbedingungen bekannt und verfügbar. Geeignete Typen von Sprühdüsen sind Hohl- oder Vollkonusdüsen, Ventilatorsprühdüsen, Druckluftdüsen mit innerem oder äußerem Mischen und Rotations(scheiben-)zerstäuber.
  • Die zu einer im wesentlichen lösungsmittelfreien Mischung führende Verdampfung und Entfernung des Lösungsmittels, das in den kombinierten Reaktanten entweder aufgrund der gezielten Einführung zwecks leichterer Zugabe eines oder mehrerer der Komponenten vorliegt oder einfach aus der Verwendung von nicht völlig trockenen Komponenten stammt, erfolgt in der Trocknungskammer; dabei wird der entstehende Dampf kontinuierlich durch geeigneten verminderten Druck oder Gasströmungsbedingungen aus der Trocknungskammer entfernt. Die angemessene Lösungsmittelverdampfung kann durch verschiedene übliche und per se bekannte Verfahren herbeigeführt werden, einschließlich der Anwendung von Bedingungen von vermindertem Druck und/oder erhöhter Temperatur oder der Verwendung fakultativ erhitzter Gasströme im Gleichstrom, Gegenstrom oder gemischten Strom. Geeignete Kammerabmessungen hängen weitgehend von der Sprühdüse und -temperatur und den angewendet ten Druck- und Strömungsbedingungen ab.
  • Zweckmäßigerweise wird die Reaktionsmischung zur Sprühdüse geführt, die auf eine angemessene Temperatur erhitzt ist, um die für das Abdampfen des Lösungsmittels nötige latente Wärme zu erzeugen. Abhängig von der Beständigkeit der Reaktionsmischung gegen Nebenreaktionen liegen diese Temperaturen im Bereich von 110 bis 180ºC, wobei der Temperaturbereich von 120 bis 150ºC, insbesondere 140ºC, besonders bevorzugt wird.
  • Beim chargenweisen Betrieb wird die Trocknungskammer zweckmäßigerweise auch als Reaktionsgefäß für die Umesterungsreaktion verwendet. Beim kontinuierlichen oder halbkontinuierlichen Betrieb sind Trocknungskammer und Reaktionsgefäß vorzugsweise getrennt.
  • Es kann von weiterem Vorteil sein, die Mischung vor ihrem Durchgang durch die Sprühdüse durch einen alternativen Rührschritt vorzuhomogenisieren, z.B. indem man einen dynamischen oder statischen Mischer oder eine Fließbeschränkung in der Beschickungsleitung zur Sprühdüse verwendet.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Reaktantenmischung nach dem folgenden Verfahren hergestellt:
  • Im einem Anfangsschritt wird das Polyol oder sein Fettsäureoligoester mit dem Katalysator in einem flüssigen System gemischt, um so das entsprechende Polyolanion zu bilden. Die Bildung des tatsächlichen Polyolanions kann sofort erfolgen oder nur unter im wesentlichen lösungsmittelfreien Bedingungen rea-Iisiert werden. Vorzugsweise werden das Polyol oder sein Oligoester und der Katalysator in Gegenwart eines Lösungsmittels, das anschließend im Sprühtrocknungsschritt gemäß der vorliegenden Erfindung entfernt wird, gemischt. Insbesondere werden das Polyol oder sein Oligoester und der Katalysator zuerst partiell oder völlig im Lösungsmittel gelöst und anschließend gemischt. Geeignete derartige Lösungsmittel schließen Wasser, niedere Alkohole und Mischungen davon ein. Insbesondere Wasser ist ein geeignetes Lösungsmittel, wenn als Umesterungskatalysator Kalium- oder Natriumhydroxid verwendet wird.
  • Im anschließenden Schritt wird der Fettsäureniederalkylester, fakultativ in Kombination mit dem Emulgator, zum flüssigen System zugefügt. Nach Zugabe des Pettsäureniederalkylesters wird die Reaktionsmischung erfindungsgemäß sprühgetrocknet.
  • Wie oben angegeben, sind Alkalimetallseifen oder geeignete Vorläufer davon, wie die entsprechenden freien Fettsäuren, bevorzugte Emulgatoren, insbesondere, um die Einleitung und die Anfangsstufen der Veresterungsreaktion zu unterstützen. Obgleich sie bei der Veresterungsreaktion sehr geeignet sein können, ist ein Nachteil, der der Verwendung von Seifen möglicherwiese zuzuschreiben ist, die Tatsache, daß deren Sprühtrocknung eine relativ häufige Reinigung der Sprühtrocknungsanlage erfordert.
  • Dies ist insbesondere bei Verfahren in technischem Maßstab unarwünscht.
  • Es wurde gefunden, daß die Emulgatorkomponente, insbesondere Seifenemulgatoren oder deren Vorläufer, der Reaktionsmischung zweckmäßigerweise nach der erf indungsgemäßen Sprühtrocknung zugefügt werden können. Durch diese Vorgehensweise kann die relativ häufige Reinigung der Sprühtrocknungsanlage vermieden werden.
  • Der Emulgator oder sein Vorläufer wird der Reaktionsmischung vorzugsweise zugefügt, während man diese zwecks gründlichem Mischen leicht bewegt. Dieses Bewegen erfolgt zweckmäßigerweise durch Rühren, durch Verwendung eines dynamischen oder statischen Mischers oder durch gleichzeitiges Mischen und Pumpen.
  • Der Grad, bis zu welchem das Lösungsmittel im Sprühtrocknungsschritt entfernt wird, wird bestimmt durch wirtschaftiche und verfahenstechnische Faktoren, wie z.B. insbesondere die zu entfernende Lösungsmittelmenge und die entsprechende in der Trocknungskammer benötigte Energiezufuhr oder Temperatur.
  • Anstatt Sprühbedingungen anzuwenden, die zu einer völligen Entfernung des Lösungsmittels führen, kann es demgemäß vorteilhaft sein, wenn sich dem Sprühtrocknungsschritt eine weitere "Nachtrocknungs"-behandlung anschließt, die die Entfernung von restlichem Lösungsmittel praktisch vollendet. Alle Bedingungen, die zum Abdampfen von irgendwelchem restlichen Lösungsmittel führen, das nach der Sprühtrocknung noch vorliegen kann oder bei der Zugabe der Emulgatorkomponenten nach der Sprühtrocknung eingeführt wurde, sind geeignet; sie schließen Bedingungen der Temperatur und des vermindertem Druckes, das Lösungsmittelentfernen mit geeigneten Strippmitteln, wie vorzugsweise Methanol, oder inerten Gasen, wie Stickstoff1 ein; oder man unterzieht die Reaktionmischung einem weiteren Sprühtrocknungsschritt
  • Die Reaktionsmischung wird vorzugsweise Bedingungen erhöhter Temperatur und verminderten Druckes unterzogen, die zum Trocknen geeignet sind. Die Trocknungstemperatur liegt unter etwa 100ºC, vorzugsweise im Bereich von 60 bis 100ºC. Zweckmäßigerweise werden diese Nachtrocknungsbedingungen für eine Dauer von bis zu einigen Stunden aufrechterhalten, wobei Zeiten von 0,5 bis 3 h bevorzugt werden.
  • Zweckmäßigerweise wird die Lösungsmittelkonzentration der Reaktionsmischung im Sprühtrocknungsschritt auf weniger als 0,5 % und im anschließenden Nachtrocknungsschritt auf weniger als 0,1 % vermindert. Vorzugsweise wird die Lösungsmittelkonzentration im Sprühtrocknungsschritt auf weniger als 0,1 % und im Nachtrocknungsschritt auf weniger als 0,05 % vermindert.
  • Das Verfahren der Erfindung erlaubt somit die Herstellung einer geeigneten Ausgangsreaktionsmischung für anschließende Umesterungsreaktionen, die chargenweise oder kontinuierlich erfolgen können und in technischem Maßstab durchführbar sind.
  • Die erfindungsgemäß hergestellte im wesentlichen lösungsmittel freie Reaktionsmischung wird dann unter geeigneten Bedingungen weiter umgesetzt um die Umesterung in die gewünschten Polyolfettsäureester herbeizuführen.
  • Im allgemeinen erfolgt die Umesterungsreaktion bei erhöhter Temperatur, insbesondere im Bereich von 100 bis 180ºC, wobei eine Temperatur im Bereich von 110 bis 160ºC bevorzugt wird und Temperaturen im Bereich von 120 bis 150ºC am meisten bevorzugt sind. Falls die Reaktionsmischung einem der Umesterungsreaktion vorangehenden Nachtrocknungsschritt unterzogen wird, kann der Übergang von der Nachtrocknung auf den Reaktionstemperaturplan schrittweise erfolgen; zweckmäßigerweise erfolgt er jedoch durch allmähliches Erhöhen der Temperatur.
  • Die Reaktion erfolgt vorzugsweise unter solchen Bedingungen, daß die bei der Umesterung gebildeten Alkohole während der Reaktion entfernt werden Hierzu wird die Reaktion vorteilhafterweise bei vermindertem Druck durchgeführt. Es ist sehr zweckmäßig, während der Veresterung ein Druckprofil anzuzwenden, damit die Veresterung auf den gewünschten Umwandlungsgrad gebracht wird, wie dies in unserer anhängigen GB-Patentanmeldung 87 30 266, die hiermit als Bezugsliteratur aufgenommen wird, beschrieben ist.
  • Obgleich das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Polyolfettsäureestern der allgemeinen Gruppe gemäß obiger Definition geeignet ist, eignet es sich besonders zur Herstellung von Polyolfettsäurepolyestern mit einem Umwandlungsgrad über 80 % oder sogar 90 %. Insbesondere solche Polyester, die von Zukkerpolyolen, ausgewählt aus der Gruppe von Disacchariden und den Alkoholderivaten davon, wie Saccharose, stammen und die bis zu einem Umwandlungsgrad von mehr als 95 % verestert sind, werden in zweckmäßiger Weise nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun mit Bezug auf die folgenden Beispiele veranschaulicht, in denen, falls nicht anders ausgeführt, alle Prozentsätze auf Gewichtbasis angegeben sind.
    • Beispiel 1
  • In einem Zuführungsgefäß wurde Fettsäuremethylester (abgeleitet von Sojaölfettsäuren) mit Kokosnußfettsäuren in einem Gewichtsverhältnis von 100:4,5 gemischt. Diese Mischung wurde mit einer Geschwindigkeit von 60 kg/h durch einen Wärmeaustauscher gepumpt und auf etwa 135ºC erhitzt. Anschließend wurde eine wäßrige 50- %ige Gew./Gew. Lösung von KOH innerhalb der Anlage in die Mischung durch Einpumpen bei einer Geschwindigkeit von 1700 g/h eingeführt (überschüssiges KOH zum Verseifen aller Kokosnußfettsäuren). Die erhaltene Mischung wurde durch eine Sprühdüse unter vermindertem Druckbedingungen von 5 bis 10 mbar in eine Trocknungskammer eingeführt. Die sprühgetrocknete Mischung (Methylester/Seife-Dispersion) bestand aus etwa 94 Gew.-% des Fettsäuremethylesters, etwa 6 Gew.-% Kaliumseifen und weniger als 0,01 Gew.-% Wasser. Anschließend wurde diese Methylester/Seife-Dispersion mit etwa einer gleichen Gewichtsmenge des Methylesters gemischt.
  • Die erhaltene Methylester/Seife-Dispersion wurde mit einer Geschwindigkeit von 60 kg/h durch einen zweiten Wärmeaustauscher gepumpt und erneut auf 135ºC erhitzt. Anschließend wurde eine vorher hergestellte wäßrige Saccharose/KOH-Lösung innerhalb der Anlage in die Ester/Seife-Disperslon durch Einpumpen bei einer Geschwindigkeit von 2125 g/h eingeführt. Die Saccharose/KOH-Lösung wurde durch Kombinieren von etwa 54 Gew.-Teilen Saccharose, etwa 29 Gew.-Teilen Wasser und etwa 17 Gew.-Teilen einer 50-% igen Gew./Gew. wäßrigen KOH-Lösung hergestellt. Die erhaltene Reaktantenmischung wurde durch eine zweite Sprühdüse in eine Trocknungskammer unter verminderten Druckbedingungen von 5 bis 10 mbar eingeführt.
  • Nach dem Sprühtrocknen bestand die Reaktionsmischung aus etwa 95 Gew.-% des Fettsäuremethylesters, 3 Gew.-% der Kaliumseife, 2 Gew.-% des K-Saccharates und weniger als 0,1 Gew.-% Wasser.
  • Zu dieser Mischung wurde eine ergänzende Menge von etwa 5 Gew Saccharose zugefügt, worauf die Reaktantenmischung zweckmäßiger weise unter konventionellen Umesterungsbedingungern weiter umgesetzt wurde.
    • Beispiel 2
  • Aus einem Zuführungsgefäß wurde Fettsäuremethylester (von Sojaölfettsäuren abgeleitet) durch einen Wärmeaustauscher (Temperatur 145ºC) und einen dynamischen Mischer mit einer Geschwindigkeit von 60 kg/h gepumpt. Eine wäßrige Lösung, hergestellt durch Mischen einer 70-%igen Saccharoselösung und einer 50-%igen KOH- Lösung (Mischgewichtsverhältnis 85:15), wurde getrennt in den dynamischen Mischer bei einer Geschwindigkeit von 8 kg/h eingeführt. Aus dem dynamischen Mischer wurden die kombinierten und gemischten Ströme von Methylester und Saccharose/KOH-Lösung in eine Sprühtrocknungsvorrichtung geleitet und bei 5 mbar auf 0,08 % Wassergehalt sprühgetrocknet. Anschließend wurden unter heftigem Rühren destillierte Kokosnußfettsäuren zur sprühgetrockneten Mischung bei einer Temperatur von 60ºC und Atmosphärendruck zugefügt. Dann wurde die erhaltene Mischung für eine Dauer von 2 h unter Vakuum bei einer Temperatur von bis zu 90ºC nachgetrocknet. Die dann im wesentlichen lösungsmittelfreie Mischung (Zusammensetzung: 90 % Methylester, 3 % Seife, 7 % Saccharose einschließlich 2 % Kaliumsaccharat) wurde dann bei einer Temperatur von 130 bis 14000 und einem Druck von 120 mbar, der im Reaktionsverlauf allmählich auf 1 mbar absank, verestert. Während der abschließenden 2 h wurde die Veresterung durch Verwendung von Hexan zur Entfernung des Methanols beendet. Nach beendeter Veresterungsreaktion, jedoch vor dem Raffinieren, war die Zusammensetzung wie folgt:
  • Methylester 44,0 5
  • Seife 4,5 %
  • Sacchaorsefettsäurepolyester 46,0 %
  • (Umwandlungsgrad über 98 %) geringfügige Verunreinigungen * 5,5 %
  • * hauptsächlich Mono-, Di- und Trigiyceride aus dem anfänglichen Methylester

Claims (17)

1. Verfahren zur Herstellung von Polyolfettsäurepolyestern, bei dem eine im wesentlichen lösungsmittelfreie Reaktionsmischung aus einem Polyol und/oder einem Fettsäureoligoester davon, einem Fettsäureniederalkylester, einem Umesterungskatalysator und fakultativ einem Emulgator hergestellt und anschließend unter Umesterungsbedingungen umgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung der im wesentlichen lösungsmittelfreiern Mischung die Schritte umfaßt
(1) Bilden einer Mischung des Polyols und/oder Fettsäureoligoesters davon, des Fettsäureniederalkylesters, des Umesterungskatalysators und fakultativ des Emulgators oder eines Vorläufers davon und eines oder mehrerer Lösungsmittel und
(2) Homogenisieren der in Schritt (1) gebildeten Mischung und Befreien derselben vom Lösungsmittel durch Sprühtrocknung.
2. Verfahren nach Anspruch 1, das den weiteren Schritt des Bewegens der in Schritt (1) gebildeten Mischung vor dem Sprühtrocknungsschritt umfaßt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Katalysator aus der aus Hydroxiden, Carbonaten und Bicarbonaten von Kalium und Natrium bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
4. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Fettsäureniederalkylester ein Fettsäuremethylester ist.
5. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die in Schritt (1) gebildete Mischung einen Emulgutor oder seinen Vorläufer umfaßt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Emulgator eine Alkalimetallseife ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Alkalimetallseife aus der Gruppe kurzkettiger Seifen einer Kettenlänge im Bereich von 6 bis 12 Kohlenstoffatomen ausgewählt ist.
8. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Vorläufer aus der Gruppe freier Fettsäuren ausgewählt ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der Katalysator in ausreichender Menge eingeführt wird, um sowohl als Katalysator zu wirken als auch die freien Fettsäuren zu den entsprechenden Seifen zu neutralisieren.
10. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Mischung von Schritt (1) gebildet ist durch
(a) vorheriges Mischen des Polyols oder Fettsäureoligoesters davon und des Katalysators in einem flüssigen System,
(b) anschließende Zugabe des Fettsäureniederalkylesters, fakultativ in Kombination mit dem Emulgator, zum flüssigen System.
11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem das flüssige System von Schritt (a) ein Lösungsmittel umfaßt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem der Katalysator ein Alkalimetallhydroxid und das Lösungsmittel Wasser ist.
13. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Polyolfettsäurepolyester einen Umwandlungsgrad von mehr als 90 % aufweisen.
14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem der Fettsäureniederalkylester und das Polyol oder der Fettsäureoligoester davon ein molares Verhältnis im Bereich von 10:1 bis 15:1 haben.
15. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Polyol Saccharose ist.
16. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 15, bei dem der Emulgator oder sein Vorläufer der Reaktionsmischung nach dem Sprühtrocknungsschritt zugefügt wird.
17. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Reaktionsmischung im Anschluß an den Sprühtrocknungsschritt einer weiteren Trocknungsbehandlung unterzogen wird.
DE3889084T 1987-12-11 1988-11-28 Verfahren zur Herstellung von Polyol-Fettsäureester. Expired - Fee Related DE3889084T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB878728960A GB8728960D0 (en) 1987-12-11 1987-12-11 Process for synthesis of polyol fatty acid esters
GB888821584A GB8821584D0 (en) 1988-09-15 1988-09-15 Process for synthesis of polyol fatty acid esters

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3889084D1 DE3889084D1 (de) 1994-05-19
DE3889084T2 true DE3889084T2 (de) 1994-08-11

Family

ID=26293188

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3889084T Expired - Fee Related DE3889084T2 (de) 1987-12-11 1988-11-28 Verfahren zur Herstellung von Polyol-Fettsäureester.

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5144023A (de)
EP (1) EP0320043B1 (de)
JP (1) JPH01294651A (de)
AU (1) AU609230B2 (de)
CA (1) CA1329806C (de)
DE (1) DE3889084T2 (de)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0320043B1 (de) * 1987-12-11 1994-04-13 Unilever N.V. Verfahren zur Herstellung von Polyol-Fettsäureester
US5043438B1 (en) * 1989-02-16 1998-04-28 Lever Brothers Ltd Process for the synthesis of polyol fatty-acid esters
ATE120754T1 (de) * 1989-12-21 1995-04-15 Unilever Nv Verfahren zur raffinierung von seife enthaltenden rohen produkten aus einem polyol-fettsäure- veresterungsgemisch.
ATE120755T1 (de) * 1989-12-21 1995-04-15 Unilever Nv Verfahren zum raffinieren organischer lösungsmittel enthaltende rohe produkte aus einem polyol-fettsäure-veresterungsgemisch.
ATE143664T1 (de) * 1989-12-21 1996-10-15 Unilever Nv Verfahren zur raffinierung von seife enthaltendem rohprodukt aus einem polyol-fettsäure- veresterungsgemisch
DE69106884T2 (de) 1990-09-11 1995-07-06 The Procter & Gamble Co., Cincinnati, Ohio Verfahren zum erhalten hochgradig veresterter polyolfettsäurepolyester mit verringertem gehalt an di-höheralkylketonen und beta-ketoestern.
KR100221393B1 (ko) 1990-09-11 1999-10-01 데이비드 엠 모이어 폴리올 폴리에스테르의 합성방법
GB2256869B (en) * 1991-06-14 1995-07-19 Mitsubishi Chem Ind Process for preparing sucrose fatty acid esters
US5440027A (en) * 1993-10-05 1995-08-08 Kraft General Foods, Inc. Method for preparing saccharide fatty acid polyesters by transesterification
DE4401102A1 (de) * 1994-01-17 1995-07-20 Henkel Kgaa Pseudoceramide
US5585506A (en) * 1994-07-22 1996-12-17 Lonza Inc. One phase production of polyglycerol esters
US5681948A (en) * 1995-03-06 1997-10-28 Kraft Foods, Inc. Two-stage method for preparing polyol fatty acid polyesters
US5596085A (en) * 1995-04-11 1997-01-21 Kraft Foods, Inc. Method for preparing polyol fatty acid polyesters by transesterification
US6465642B1 (en) * 1997-02-07 2002-10-15 The Procter & Gamble Company Lower alkyl ester recycling in polyol fatty acid polyester synthesis
CN1082512C (zh) * 1999-02-10 2002-04-10 中国科学院上海有机化学研究所 均相无溶剂法生产蔗糖酯
AU8021000A (en) 1999-10-15 2001-04-30 Danisco Cultor America, Inc. Method for the direct esterification of sorbitol with fatty acids
KR100447105B1 (ko) * 2001-01-18 2004-09-04 조인호 탄수화물 지방산 에스테르의 제조방법

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH240998A (de) * 1941-04-25 1946-02-15 Scholten Chemische Fab Verfahren zur Herstellung trockener, in kaltem Wasser löslicher Stärkeprodukte.
US3644333A (en) * 1969-01-28 1972-02-22 Nebraska State Transesterification in the presence of a transparent emulsion
BE757846A (fr) * 1969-10-23 1971-04-01 Dai Ichi Kogyo Seiyaku Cy Ltd Procede de synthese d'esters de saccharose d'acides gras
GB1399053A (en) * 1973-03-16 1975-06-25 Tate & Lyle Ltd Process for the production of surface active agents comprising sucrose esters
US3963699A (en) * 1974-01-10 1976-06-15 The Procter & Gamble Company Synthesis of higher polyol fatty acid polyesters
US4166173A (en) * 1978-05-15 1979-08-28 National Starch And Chemical Corporation Process for phosphorylating starch in alkali metal tripolyphosphate salts
CA1224484A (en) * 1983-04-05 1987-07-21 Cornelis N.M. Keulemans Process and apparatus for the interesterification of a triglyceride oil and products therefrom
US4518772A (en) * 1983-06-23 1985-05-21 The Proctor & Gamble Company Synthesis of higher polyol fatty acid polyesters using high soap:polyol ratios
US4517360A (en) * 1983-06-23 1985-05-14 The Procter & Gamble Company Synthesis of higher polyol fatty acid polyesters using carbonate catalysts
JPS6115893A (ja) * 1984-06-29 1986-01-23 Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd シヨ糖脂肪酸エステルの精製法
NL8500191A (nl) * 1985-01-24 1986-08-18 Suiker Unie Werkwijze voor het bereiden van esters van een niet-reducerende suiker en een of meer vetzuren.
US4713436A (en) * 1986-04-04 1987-12-15 A. E. Staley Manufacturing Company Glycoside-containing polyester preparation process
NL8601904A (nl) * 1986-07-23 1988-02-16 Unilever Nv Werkwijze voor de bereiding van polyol-vetzuurpolyesters.
EP0320043B1 (de) * 1987-12-11 1994-04-13 Unilever N.V. Verfahren zur Herstellung von Polyol-Fettsäureester
GB8730266D0 (en) * 1987-12-29 1988-02-03 Unilever Plc Process for synthesis of polyol fatty acid polyesters
GB8800087D0 (en) * 1988-01-05 1988-02-10 Unilever Plc Process for synthesis of polyol fatty acid polyesters
JPH0633306B2 (ja) * 1988-01-22 1994-05-02 第一工業製薬株式会社 ショ糖脂肪酸エステル顆粒の製造法
JPH0667950B2 (ja) * 1988-05-18 1994-08-31 第一工業製薬株式会社 含水ショ糖脂肪酸エステルの乾燥方法

Also Published As

Publication number Publication date
CA1329806C (en) 1994-05-24
EP0320043A2 (de) 1989-06-14
DE3889084D1 (de) 1994-05-19
US5144023A (en) 1992-09-01
EP0320043B1 (de) 1994-04-13
AU609230B2 (en) 1991-04-26
AU2667288A (en) 1989-06-15
JPH01294651A (ja) 1989-11-28
EP0320043A3 (de) 1991-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3889084T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Polyol-Fettsäureester.
DE69028724T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Polyol-Fettsäureestern
DE2412374C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines oberflächenaktiven Produktes durch Umesterung von Saccharose mit einem Triglycerid
DE3881503T2 (de) Verfahren zur herstellung von polyol-fettsaeure-estern.
DE2946565C2 (de)
DE69018413T2 (de) Verfahren zum Raffinieren organischer Lösungsmittel enthaltende rohe Produkte aus einem Polyol-Fettsäure-Veresterungsgemisch.
DE3889722T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Polyol-Fettsäure-Estern.
DE69919131T2 (de) Verfahren zur herstellung von polyol fettsäurepolyestern
DE2546716A1 (de) Verfahren zum herstellen eines oberflaechenaktiven produktes
DE2022880B2 (de) Verfahren zur herstellung von saccharoseestern von fettsaeuren
DE68927205T2 (de) Herstellung von Polyolpolyestern mit vermindertem Farbgehalt
DE69024904T2 (de) Herstellung von Polyolpolyestern
DE69123595T2 (de) Verfahren zur herstellung von polyolpolyestern
DE3107318A1 (de) Verfahren zur herstellung hochwertiger fettsaeureester
DE69018403T2 (de) Verfahren zur Raffinierung von Seife enthaltenden rohen Produkten aus einem Polyol-Fettsäure-Veresterungsgemisch.
DE1277237B (de) Verfahren zur Herstellung von oberflaechenaktiven Stoffen aus Alkoholen, Fettsaeureestern und Alkylenoxyden
DE68927618T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Polyol-Fettsäure-Polyestern
DE69028759T2 (de) Verfahren zur Raffinierung von Seife enthaltendem Rohprodukt aus einem Polyol-Fettsäure-Veresterungsgemisch
EP0885898B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Saccharosefettsäureestern
DE3030553A1 (de) Verfahren zur herstellung von sucroglyzeriden
EP0268974B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Gemischen aus mono- und oligomeren Kohlenhydratestern, die so erhältlichen Kohlenhydratestergemische und ihre Verwendung
CH426452A (de) Verfahren zur Herstellung von Fetten, insbesondere von Speisefetten mit einem vom Ausgangsmaterial abweichenden Schmelzverhalten
EP0889023B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Mischungen aus Sorbitmonoestern, Sorbitdiestern und Partialglyceriden
DE2734059C3 (de) Verfahren zur Herstellung von teilweise neutralisierten Mischestern aus Milchsäure, Zitronensäure und partiellen Glycerinfettsäureestern
DE69830518T2 (de) Verfahren zur herstellung von hochreinen fettsäure-niedrigalkylestern

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee