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Verfahren zur Gewinnung von neutralen Ölen und Fetten Fette und Öle
enthalten meist schon von ihrer Gewinnung her mehr oder mindergroße Mengen Fettsäuren.
Zur Erlangung von neutralen Fetten und Ölen werden die Fettsäuren in der Regel durch
Behandlung mit Alkalien oder mittels besonderer Destillationsverfahren entfernt.
Es wurde auch schon vorgeschlagen, durch Veresterung mittels Glycerin oder Glykol
die Fettsäuren in der Fett- oder Ölmischung in neutrale Verbindungen überzuführen.
Allen diesen Verfahren haften jedoch Nachteile an, wie Ölverluste, Zersetzungserscheinungen
durch Überhitzung u. dgl.
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Es wurde nun gefunden, daß man neutrale Fette und Öle in einfacher
Weise aus Fettsäuren enthaltenden Fetten und Ölen erhalten kann, wenn man letztere
mit Äthylenoxyd oder seinen Homologen, wie Propylenoxyd usw., mit oder ohne Anwendung
von Katalysatoren, zweckmäßig in der Wärme, behandelt. Als Katalysatoren können
Acetate, Phosphate, schwache Säuren oder andere wasserabspaltend oder -anlagernd
wirkende Katalysatoren oder geringe Mengen Wasser dienen. Das Verfahren hat den
Vorteil, daß die Umsetzung des Äthylenoxyds usw. mit den Fettsäuren schon bei mäßiger
Temperatur erfolgt und die vollständige Veresterung bei erheblich niedrigeren Temperaturen
ausgeführt werden kann als bei den bisher angewandten Veresterungsmethoden. Es entstehen
hierbei vermutlich Oxyalkylester der Fettsäuren, deren freie Hydroxylgruppe in bekannter
Weise noch weiter verestert werden kann. Das Verfahren kann mit oder ohne Anwendung
von Druck ausgeführt werden.
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Man hat zwar schon organische Säuren, z. B. Adipinsäure, mit Athylenoxyd
verestert, doch konnte daraus nicht geschlossen werden, daß auf diese Weise auch
hochmolekulare Fettsäuren, wie sie in Fetten und Ölen vorhanden sind, verestert
werden können; noch weniger konnte man erwarten, daß es möglich ist, die in Fetten
und Ölen häufig nur in geringer Menge enthaltenen freien Fettsäuren so gut wie restlos
mittels Äthylenoxyd zu neutralisieren. Das vorliegende Verfahren ist gegenüber den
bekannten Neutralisationsverfahren, die meist mit Verlust arbeiten, von großer Einfachheit;
auch treten dabei unerwünschte Veränderungen der Fette und Öle sowie Verluste nicht
auf. Die so erhaltenen Produkte haben den Vorteil, nicht dunkel gefärbt zu sein
wie die Öle, die durch Behandlung mit Glykol im Vakuum, selbst wenn die Behandlung
in Stickstoffatmosphäre vorgenommen wird, erhalten werden. Das Verfahren läßt sich
auch auf Öle und Fette, bei denen die bekannten Neutralisationsverfahren fast oder
nahezu vollständig
versagen, wie Ricinusöl, anwenden. Auch wird
durch Verwendung von Athylenoxyd eine Erhöhung der Ausbeute. erzielt und die Veresterungszeit,
gegenüber der bei der Verwendung von beispielsweise Glykol notwendigen, verkürzt.
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Beispiel i 25o Teile Leinöl, das aus vorgepreßter Leinsaat durch Extraktion
mit Cyclohexan gewonnen ist und eine Säurezahl von io,6 aufweist, werden mit etwa
2o Teilen Athylenoxyd in einem geeigneten Druckgefäß unter Bewegung der Mischung
4 Stunden lang auf 135 bis 14o° (Badtemperatur) erwärmt. Das unveränderte
Äthylenoxyd wird dann abdestilliert. Das zurückbleibende, keine Farbvertiefung zeigende
Öl besitzt nunmehr eine Säurezahl von nur 0,084.
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Man kann auch bei noch niedrigeren Temperaturen, z. B. bei Wasserbadtemperatur,
arbeiten, jedoch ist dann zur vollständigen Veresterung ein längeres Erhitzen zweckmäßig.
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Verwendet man an Stelle von Leinöl andere freie Fettsäuren enthaltende
Öle oder Fette, so erreicht man eine ähnlich günstige Neutralisation der Fettsäuren.
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Beispiel 2 In einem heizbaren, mit Raschigringen gefüllten Turm wird
Leinöl, das auf 16o bis 17o° erhitzt ist, umgepumpt; gleichzeitig wird Äthylenoxyd
von unten in den Turm eingeleitet. Das nicht in Reaktion getretene, am oberen Turmende
entweichende Äthylenoxyd wird von neuem wieder unten in den Turm geleitet. Das
01 wird so lange umgepumpt, bis es sich als vollkommen oder -nahezu vollkommen
neutral erweist, wozu etwa 6 Stunden erforderlich sind. Gegebenenfalls können mehrere
Türme benutzt werden, und es kann das Äthylenoxyd von Turm zu Turm geleitet werden.
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Analog verfährt man bei Verwendung anderer Öle an Stelle des Leinöls.
Statt der Raschigringe können auch mit Katalysatoren imprägnierte Raschigringe bzw.
Kontaktträger oder auch gekörnte oder geformte Katalysatoren Verwendung finden.
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Beispiel 3 iooo Teile Sojabohnenöl mit einer Säurezahl von 3,7 werden
mit 2o Teilen Äthylenokyd bei i6o bis Uo° etwa 3 bis 4 Stunden Tang in einem Druckgefäß
erhitzt. Dann wird das nicht in Reaktion getretene Äthylenoxyd abdestilhert und
das Öl von den abgeschiedenen Schleimstoffen durch Abschleudern getrennt. Die Säurezahl
des öls beträgt nur noch o,o5. Beispiel 4 15oo Teile Erdnußöl mit einer Säurezahl
von 10,4 werden mit 3oTeilen Äthylenoxyd und io Teilen wasserfreiem Natriumacetat
bei i oo° im Autoklaven 5 bis 6 Stunden lang gerührt. Das nicht in Reaktion getretene
Äthylenoxyd wird abdestilliert, worauf man das Natriumacetat und die Schleimstoffe
durch Abschleudern abtrennt. Das Öl zeigt eine Säurezahl von o,o6.
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Beispiel 5 i 5oo Teile Erdnußöl mit einer Säurezahl von 10,4 werden
mit 25 Teilen Äthylenoxyd und 3o Teilen Calciumacetat 6 bis 7 Stunden lang bei 12o
bis 125° im Autoklaven gerührt. worauf man das nicht verbrauchte Äthylenoxyd abdestilliert.
Der Katalysator und die Schleimstoffe werden durch Schleudern entfernt. Das
01 zeigt eine Säurezahl von 9,o5.
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Ähnliche Ergebnisse erzielt man, wenn man an Stelle des Calciumacetats
etwa die gleiche Menge sekundäres Calciumphosphat als Katalysator verwendet und
auf 14o bis 145° erhitzt.
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Beispiel 6 2ooo Teile Leinöl mit einer Säurezahl von 21,4 werden mit
6o Teilen Propylenoxyd.während 8 Stunden im Druckautoklaven bei 170
bis i
8o' gerührt. Nach dieser Zeit wird das unveränderte Propylenoxyd abdestilliert.
Nach Entfernen der Schleimstoffe durch Filtrieren zeigt das Öl eine Säurezahl von
o,o6. Beispiel ? 3oo Teile mit Mineralöl mischbares Ricinusöl, sogenanntes. Floricinöl,
mit der Säurezahl 9,3, werden in einem Druckgefäß mit 2o Teilen Äthylenoxyd und
5 Teilen gepulvertem Titandioxyd 8 Stunden lang bei 120 bis 125° erhitzt. Hierauf
wird das nicht in Reaktion getretene Äthylenoxyd abdestilliert, das Öl mit etwas
Tierkohle und einer ausgeglühten Bleicherde auf dem Wasserbad gerührt und filtriert.
Das so erhaltene Öl ist praktisch säurefrei. Es besitzt ferner eine flachere Viskositätskurve
als das Ausgangsmaterial und seine Widerstandsfähigkeit gegenüber oxydativen Einflüssen
ist größer geworden.
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An Stelle des obengenannten Ricinusöls kann man auch gewöhnliches
Ricinusöl verwenden; an Stelle von Titandioxyd können als Katalysatoren auch andere
Metalloxyde bzw. Metallverbindungen, wie Aluminiumoxyd, Natriumchlorid usw., angewandt
werden.
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Man kann auch in der in Beispiel e beschriebenen Weise ohne Anwendung
von
Druck verfahren, wobei ähnliche Ergebnisse erzielt werden.
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Beispiel 8 i ooo Teile Leinöl mit der Säurezahl 1 ¢ 1 werden mit 16o
Teilen Äthylenoxyd nach Beispiel i neutralisiert. Das erhaltene Produkt wird mit
25o Teilen Essigsäurehydrid 4 Stunden lang auf i2o bis 13o° erwärmt. Dann wird das
unveränderte Essigsäureanhydrid und der entstandene Eisessig im Vakuum abdestilliert.
Das erhaltene Öl enthält nunmehr die Acetylverbindung des Oxyäthylesters der Leinölfettsäuren.
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Beispiel 9 6oo Gewichtsteile eines Leinölstandöles mit der Säurezah19,4
werden in einem Schüttelautoklaven mit 2o Gewichtsteilen Äthylenoxyd während 6 Stunden
auf 2oo° erhitzt. Nach dem Abdestillieren von nicht verbrauchtem Athylenoxyd zeigt
das Standöl die Säurezahl o,17.
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Beispiel io iooo Teile Holzöl (Säurezahl 3) werden in einem Schüttelautoklaven
mit 4o Teilen Äthylenoxyd und i o Teilen trockenem Natriumchlorid 5 Stunden lang
auf i 4o bis i 5o' erhitzt. Hierauf wird das nicht verbrauchte Äthylenoxyd abdestilliert
und das Öl durch Filtration von dem Katalysator abgetrennt. Man erhält auf diese
Weise ein Holzöl mit einer geringeren Säurezahl als o,oi. Das Öl hat seine Konsistenz
praktisch nicht verändert.
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In analoger Weise lassen sich auch Leinöl-, Holzölstandöle neutralisieren.
Da solche Öle infolge ihrer hochviskosen Konsistenz nur sehr schwer vom Katalysator
getrennt werden können, arbeitet man zweckmäßig ohne Katalysator. Die Einwirkungsdauer
des Äthylenoxyds muß dann etwas verlängert bzw. die Reaktionstemperatur etwas erhöht
werden. Auch Holzöle lassen sich unter analogen Bedingungen ohne Katalysator verarbeiten.