BE461659A

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Publication number: BE461659A
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Description

" Perfectionnements à des procédés pour séparer des acides gras solides d'avec des graisses ani- males ou relatifs à ces -procédas ".

Cette invention se rapporte à un procède pour séparer l'un de l'autre des acides gras supérieurs mélangés. Cette méthode est d'une utilité spéciale pour le traitement de lots d'acides gras de la qualité employée pour obtenir'les acides stéariques et oléiques commerciaux. Ces produits se fabriquent à partir de matières premières telles que le suif, la graisse brune, la graisse d'issues et autres similaires; et ils sont désignés par le terme acides gras animaux, dénomination qui indique leur ori- gine afin de les distinguer d'acides gras dérivés de matières végétales.

Selonla présente invention, le procédé perfectionné pour séparer l'un de l'autre des acides gras solides mélangés prove- nant de graisse animale comprend la dissolution des acides gras mélangés dans un solvant, dont la teneur en eau ne dépasse pas approximativement 15 % du poids, en quantités telles,que la con- centration des acides gras mélangés dans le solvant ne dépasse pas approximativement 30 % du poids de la solution dissolvante, le refroidissement de la solution jusqu'à une température suffi- samment basse pour causer la précipitation de cristaux consis- tant en ordre principal en acides stéarique et palmitique, et la récupération des acides gras formant dépôt dans le solvant après leur précipitation de celui-ci.

L'acide oléique est un liquide appelé parfois huile rouge ou oléine. L'acide stéarique commercial est un corps solide'ci- reux. Alors que le composant acide solide de l'acide gras animal est dénommé stéarique, il comprend en fait principalement l'a- cide stéarique et l'acide palmitique, et ces deux composants se trouvent dans les acides gras animaux typiques dans une propor- tion caractéristique se rapprochant de ce qu'on appelle ordinai- rement le mélange eutectique, 52,5 % d'acide palmitique et 47,5% d'acide stéarique, bien que la proportion exacte varie quelque peu avec chaque lot déterminé. Dans le passé, il était impossi- ble de séparer l'acide stéarique d'avec l'acide palmitique, et les produits fondamentaux de l'industire des acides gras étai- ent, pour cette raison, la glycérine, l'acide oléique,

ou l'hui- le rouge, et l'acide stéarique commercial.

Le but de la présente invention était de fournir un pro- cédé pour séparer l'acide stéarique d'avec l'acide palmitique et aussi de fournir un procédé pour séparer l'oléine d'avec les corps acides solides.

Dans la fabrication de l'acide stéarique commercial, dans le passé, les graisses naturelles étaient choisies et mélangées en vue de constituer une charge dans laquelle les acides gras solides avaient une proportion de 47,5% d'acide stéarique à 52,5 d'acide palmitique; la raison pour laquelle cette pro- portion eutectique est maintenue est expliquée par la suite.

Après le mélange ou la sélection, les graisses sont scindées en acides gras et séparées d'avec l'eau glycérique. Dans beaucoup de cas les acides gras sont ensuite distillés afin d'améliorer leur couleur et leur pureté. Puis les acides gras mélangés sont versés dans des bacs plats en vue de leur solidification, et ensuite refroidis à une température d'environ 40 F. Les gâteaux formés de la sorte sont enveloppés de gros canevas et pressés dans de grandes presses hydrauliques. Cette opération enlève un pourcentage substantiel dtacide oléique, mais nullement le tout, en raison de l'entraînement mécanique et de l'écroulement du gâ- teau. Ces gâteaux sont refondus, recoulés et pressés une seconde fois à une température élevée, par exemple 100 F, en vue d'en- lever le surplus de ltacide oléique.

C'est ce qu'on appelle le pressage à chaud afin de distinguer cette opération du premier pressage connu sous le nom de pressage à froid.

A la température du pressage à chaud, les acides gras so- lides sont solubles dans l'oléine, ce qui fait que la fraction d'oléine résultant du pressage à chaud contient un pourcentage trop élevé d'acides gras solides pour permettre son utilisation pour l'usage auquel on destine normalement l'huile rouge. Cette huile rouge de pressage à chaud doit, pour cette raison, être retravaillée par un traitement supplémentaire ou par sa. réincor- poration dans de nouvelles charges d'acides gras mélangés avant qu'elle ne puisse devenir un produit commercial utile.

Si la proportion indiquée de l'acide stéarique à l'acide palmitique n'est pas observée, les acides gras mélangés ne for- ment pas la meilleure structure cristalline lors du refroidisse- ment et il est difficile de séparer l'huile rouge d'avec.les composants acides solides. Pour ce motif, seule une latitude très minime est permise soit au point de vue des graisses choi- sies en vue de 1'élaboration ou à celui de la composition des produits finals.

Le procédé commercial qu'on vient de décrire est lent et coûteux et exige un contrôle et une sélection soigneux de la ma- tière première de base en vue de fournir un rapport qui, en'fin de compte, peut n'être pas désirable dans le produit final. En outre, le nombre de graisses et huiles brutes susceptibles d'e- tre combinées ou mélangées en vue de fournir le mélange eutec- tique, est très limité. Le procédé et les conditions commercia- les concomitantes décrits ci-dessus existent depuis plus de cin- quante ans et à part le développement du réactif Twitchell pour le fractionnement des graisses, on n'a guère ou point réalisé de progrès dans cette industrie, en dépit du besoin urgent de fractions d'acides gras différant de l'acide stéarique commer- cial.

La présente invention consiste dans la production d'acide oléique pratiquement au titre zéro, c'est-à-dire d'un acide olé- ique titrant entre plus 2 et moins 2, en enlevant les acides gras solides de l'acide oléique en les en séparant au moyen d'un solvant. Nous avons également découvert qu'il est possible de

fractionner les acides gras solides au cours de leur séparation des acides gras liquides en dissolvant les acides gras mélangés dans un solvant, en cristallisant ensuite les acides solides et les séparant des acides liquides en deux ou plusieurs étapes à des températures réduites progressivement.

Par cette méthode, il est possible d'obtenir des fractions d',acides gras solides, d'une teneur en acide stéarique supérieure à leur teneur en aci- de palmitique, et d'autres fractions d'acides gras contenant plus d'acide palmitique que d'acide stéarique et différents de mélanges eutectiques. On peut le faire en autant d'étapes qu'on le désire et récupérer un nombre correspondant de fractions.

Bien que l'on sache depuis cinquante ans ou plus qu'il est possible d'effectuer une séparation d'acides gras solides et li- quides, tout au moins approximativement, par un procédé de ce genre,. la pratique a cependant continué universellement d'appli- quer le procédé plus ancien consistant à effectuer la séparation au moyen d'opérations de pressage. Nos recherches démontrent qu'une des raisons pour lesquelles il est impossible d'appliquer le procédé de séparation par un solvant'proposé pour la produc- tion commerciale, résidait dans la difficulté d'obtenir des pré- cipités susceptibles d'être filtrés et lavés dans une production sur une grande échelle.

Nous avons établi qu'en vue d'obtenir une huile rouge titrant en substance zéro degrés, ainsi que des composants constitués d'acides solide utiles, il est désirable d'employer un solvant du type polaire miscible à l'eau, tels que l'alcool méthylique, l'alcool éthylique, l'alcool isoprspylique, l'acétone, etc..., que la teneur en eau du solvant ne d)it pas dépasser 15 % en poids, et que la concentration, des acides gras dans le solvant ne doit pas dépasser sensiblement ou effective- ment 30 % du poids. Si le solvanten présence de trop d'eau, la séparation des acides gras solides d'avec l'acide oléique est moins que complète, de sorte que l'acide oléique n'est pas meil- leur que celui qu'on obtient au moyen d'opérations de pressage bien faites.

Si la concentration d'acides gras dans le solvant est trop élevée, le précipité tend à former une masse visqueuse qui ne peut être manipulée ni lavée, sauf peut être en petites quantités dans les conditions du laboratoire.

Afin d'appliquer le principe de la séparation par un sol- vant à la production commerciale des acides gras animaux, il est nécessaire que la quantité totale de solvant employée au cours de l'opération ne soit pas assez grande pour que son coût initial, sa perte, les frais pour sa récupération et la manipulation en général élève le août du procédé au-dessus de celui des méthodes de pressage actuellement employées. Nous avons établi qu'il est commercialement faisable et pratique, dans les opérations sur une grande échelle, d'enlever les acides gras solides des acides gras liquides en utilisant une concentration d'acides dans le solvant atteignant en substance de 25 à 30 % et en maintenant la force du solvant à 85 - 95 %.

Ces conditions fournissent un aci- de oléique supérieur, empêchent l'entraînement d'une quantité excessive d'acide oléique dans le précipité solide et permettent la production d'acides gras solides convenant à divers usages commerciaux.

La présente invention comprend aussi le fractionnement des acides'gras solides. Quoique ceci puisse être fait séparément et indépendamment de la séparation des acides gras solides d'avec les acides gras liquides, quand on le désire, il est cependant avantageux à bien des points de vue-d'exécuter les deux opéra- tions conjointement.

Dans ce but, la solution est d'abord refroidie au-dessous du point de précipitation de l'acide stéarique ; le premier pré- cipité est filtré et lavé et ensuite la solution est refroidie davantage et le précipité filtré à nouveau. De cette façon, on peut obtenir n'importe quel nombre de fractions que l'on désire.

Le degré de chaque abaissement de la température est dé- terminé par les produits finals désirés. Les fractions tendant à contenir plus d'acide stéarique sortent les premières de la solution et les fractions contenant plus d'acide palmitique sor- tent aux températures plus basses.

En général, les fractions à prédominance élevée en palmi- tique sont plus difficiles à laver en raison de leur tendance à entraîner de l'acide oléique. De telles fractions conviennent particulièrement pour les matières premières servant à la fabri- cation de savon à cause de la grande tendance à mousser des sa- vons fabriqués à partir d'acide palmitique.

Au cas où une plus grande pureté est désirée, ces fractions à haute teneur en acide palmitique peuvent être recristallisées dans la solution en vue de réduire leur teneur en acide oléique.

Les exemples suivants sonttypiquespour l'application pra- tique de ce procédé.

EXEMPLE1 : 'Un stock ou masse d'acides gras distillés est préparé par le fractionnement et la distillation de suif non comestible.

Cette masse peut titrer 42 C. et avoir un indice d'iode de 54,2.

La masse est chauffée jusqu'à atteindre une température d'envi- ron 120 F. et ponpée à raison de 2000 livres par heure, avec
4666 livres par heure d'alcool méthylique aqueux à 90 % à une température de ?il F., à travers un élément de réfrigération.

A ce point, le mélange d'alcool et d'acides gras est refroidi d'une température d'environ 85 F. à celle de 10 F. La solution refroidie, qui contient maintenant des acides solides précipités, est filtrée continûment et lavé à environ 1700 livres par heure d'alcool méthylique aqueux à 90 % à une température de plus
10 F. Des 2000 livres par heure d'acides gras, on tire 1100 li- vres par heure d'acide oléique titrant 1,0 C. et 900 livres par heure d'acide stéarique ayant un indice d'iode de 3,5.

EXEMPLE 2 :
Une masse ou stock d'acides gras distillés préparé d'un mélange de 75 % de suif et 25 % de graisse de tripes est chauffé à raison de 2000 livres par heure et 4666 livres par heure d'al- cool méthylique aqueux à 90 %. La solution est réfrigérée en 3 étapes. Dans le premier refroidisseur, la température peut être abaissée de 85 F à 72 F, et des acides solides précipités sont enlevés par filtrage. Ensuite la solution est refroidie à 55 F et filtrée une deuxième fois en vue de récupérer une deuxième fraction. Finalement, la température est abaissée au cours du troisième refroidisseur à plus la F et filtrée à nouveau en vue de récupérer une troisième fraction.

Chacun des gâteaux de filtrage est lavé avec de l'alcool méthylique frais à 90 % à une . température à peu près égale à la température de filtrage de la boue. la quantité d'alcool de lavage utilisée dans chaque cas peut être approximatibvement de 1000, 2000 et 1000 livres respec- tivement. Les gâteaux de filtrage sont fondus et l'alcool en est enlevé par évaporation en vue de récupérer trois fractions d'a- cides solides, et le filtrat de la dernière filtration est éva- poré pour récupérer l'acide oléique. Par ce procédé, on obtient, par heure, 200 livres d'acide stéarique, ayant une teneur en acide stéarique élevée, un point de fusion de 57 et un indice d'iode de 3,1.

La deuxième fraction peut s'élever à 400 livres

avec un point de fusion de 55 C et un indice d'iode de 6,0.

La troisième fraction, 200 livres, a un point de fusion de 51 C et un indice d'iode de 17,7. L'acide oléique récupéré, environ 1200 livres, titre 0 centigrades. Toutes les quantités mention- nées ci-dessus s'entendent en livres de débit par heure.

EXEMPLE 3 :
De l'acide stéarique commercial ayant un indice d'iode de six à sept est traité à raison de 600 livres par heure, avec 5400 livres par heure d'alcool méthylique aqueux à 90 %. L'acide stéarique est maintenu à une température de 140 F et l'alcool méthylique à une température de 90 F. La solution alcoolique est refroidie en trois étapes au moyen d'un réfrigérateur. Dans la première étape, la température est réduite à 82 F, dans la deuxième étape la solution est refroidie à 60 F, et dans la troisième étape à 10 F. Les acides solides précipités sont en- levés par un filtrage continu après chaque étape de réfrigéra- tion.

On obtient les produits suivants : 150 livres par heure d'acides solides à haute teneur en acide stéarique, avec un point de fusion de 61 C et un indice d'iode de 2; une seconde fraction s'élevant à 300 livres, ayant un point de fusion de 55 C et un indice d'iode de 2,1; et une troisième fraction s' élevant à 150 livres ayant un point de fusion de 56,5 e, et un indice d'iode de 3,1. Le filtrat du dernier filtre est distillé afin d'enlever la petite quantité d'acide oléique qu'il contient, et le solvant récupéré est renvoyé dans le cycle.

REVENDICATIONS.

1. ) Un procédé pour séparer l'un de l'autre des acides gras solides mélangés provenant de graisse animale, ledit procé- dé comprenant la dissolution des acides gras mélangés dans un solvant dont la teneur en eau ne dépasse pas approximativement 15 % de son poids, en quantités telles que la concentration des acides gras mélangés dans le solvant ne dépasse pas approxima- tivement 30 % du poids de la solution de solvant, le refroidisse- ment de la solution à une température suffisante pour provoquer la précipitation de cristaux consistant en ordre principal en acides stéarique et palmitique, et la récupération des acides gras qui restent dans le solvant après leur précipitation de celui-ci.

Claims

2.) Un procédé selon la revendication 1, dans lequel la température de la solution est abaissée à un point auquel s'ef- fectue la précipitation de la solution d'une portion dominante d'un ou plusieurs des corps d'acide gras qu'elle contient, sous forme de oristaux filtrables et lavables.

3.) Un procédé selon la revendication 1, dans lequel le solvant est un solvant organique.

4.) Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant la dissolution du mélange d'acides gras dans un solvant organique miscible à l'eau et contenant une quantité substantielle d'eau mais une quantité ne dépassant pas sensible- ment 15 % du poids du solvant, la proportion d'acides gras dis- sous dans ledit solvant étant maintenue de telle façon qu'elle ne dépasse pas sensiblement 30 % du poids de la solution de sol- vant, l'abaissement de la température de la solution à une tem- pérature d'environ 10 F, provoquant ainsi la précipitation d'à peu près tous les acides du mélange qui normalement sont solides, sous forme de cristaux filtrables et lavables, et laissant ainsi de l'acide oléique titrant en substance zéro dissous dans le sol- vant,

l'enlèvement desdits cristaux par filtrage et l'enlèvement <Desc/Clms Page number 6> subséquent du solvant de l'acide oléique.

5.) Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 pour le fractionnement diacides stéarique et palmitique dtune charge diacides gras mélangés dans laquelle les acides gras solides ont approximativement la même proportion, l'un par rapport à ltautre, que dans la graisse animale, ledit procédé comprenant,la préparation d'une solution des acides gras dans un solvantqui est miscible à l'eau et contient une quantité substantielle dteau mais une quantité ne dépassant pas sensible- ment 15 % de son poids, la quantité d'acide gras dissous dans le solvant étant telle,que sa concentration dans la solution de solvant ne dépasse pas sensiblement 30 %, l'abaissement de la température de ladite solution de solvant en vue de précipiter une portion des acides gras y contenus,

cette portion précipi- tée étant sensiblement plus riche en acide stéarique par rap- port à l'acide palmitique que le mélange initial d'acides stéa- rique et palmitique, l'enlèvement de la portion précipitée de la sorte de la solution, un nouvel abaissement de la températu- re de la solution, ce qui provoque la précipitation dtune secon- de fraction d'acides gras de la solution, fraction dans laquel- le la proportion entre l'acide stéarique et l'acide palmitique est différente de la proportion dans la première fraction pré- cipitée de que dans le mélange initial, et la séparation subséquente de la seconde fraction d'acides gras précipitée de cette façon.

6.) Un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, qui comprend la réfrigération de la solution à trois reprises successives, à des températures réduites progres- sivement, et le filtrage du précipité et le lavage du précipité dans du solvant frais contenant de l'eau mais pas d'acides gras à chaque fois, la température du premier refroidissement étant adaptée en vue de donner une fraction sensiblement plus riche en acide stéarique qu'en acide palmitique, un second refroidis- sement donnant une seconde fraction approchant celle du mélange eutectique d'acides stéarique et palmitique, et un troisième refroidissement donnant une troisième fraction sensiblement plus riche en acide palmitique qu'en acide stéarique.

7.) Un procédé selon les revendications 4 et 5, dans le- quel la dernière température est suffisamment basse pour provo- quer la précipitation de pratiquement tous les acides gras qui sont normalement solides restant à ce moment dans la solution, de façon à ne laisser pratiquement que de l'acide oléique dis- sous dans le solvant, et l'acide oleique en est finalement sé- paré.

G.) Un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le solvant est de l'alcool méthylique aqueux.

9.)'Un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, qui comprend le lavage des cristaux avec de l'al- cool méthylique maintenu à une température se rapprochant de celle à laquelle les cristaux sont précipités de la solution, et la récupération des cristaux lavés.

10.) Un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, qui comprend.la dissolution d'acide stéarique com- mercial dans de l'alcool méthylique contenant une quantité sub- stantielle d'eau, mais une quantité ne dépassant pas 15 %, la quantité d'acide, stéarique commercial ainsi dissous étant telle que la concentration de l'acide stéarique commercial dans la solution de solvant est approximativement de 10 %, l'abaissement subséquent de la température de la solution de solvant suffisam- <Desc/Clms Page number 7> ment pour obtenir une récolte ou couche de cristaux qui est plus riche en acide stéarique que la proportion de l'acide stéarique à l'acide palmitique du mélange initial,

laissant ainsi en so- lution des acides gras qui sont plus riches en acide palmitique que le rapport entre l'acide stéarique'et l'acide palmitique du mélange initial, l'enlèvement des cristaux par filtrage, le la- vage des cristaux avec du solvant à base d'alcool méthylique qui ne contient pas d'acides gras à une température sensible- ment égale à la température à laquelle les cristaux ont été pré- cipités de la solution, et finalement la récupération des acides gras, restant dans la solution de solvant, de cette solution.

11.) Un procédé selon la revendication 10, qui comprend l'abaissement progressif de la température de la solution par étapes en vue de réaliser la précipitation de couches successi- ves de cristaux, chacune d'elles ayant respectivement une teneur en aoide stéarique allant en diminuant et une teneur en acide palmitique allant en augmentant, la séparation de chaque couche de cristaux précipitée ainsi, le lavage de chaque couche de cris- taux avec du solvant à l'alcool méthylique qui ne contient pas d'acides gras, à une température sensiblement égale à la tempé- rature à laquelle la couche de cristaux a été précipitée de la solution, et, après l'enlèvement de'la dernière couche de cris- taux de la solution de solvant, la séparation du solvant des acides gras restant dans la solution de solvant.