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" PERFECTIONNEMENTS APPORTES AUX PROCEDES.POUR FABRIQUER
DES ACIDES GRAS "
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L'invention est relative, en général, à la fa- brication d'acides gras supérieurs ; elle concerne, plus particulièrement, la fabrication de ces acides à partir d'huiles et de graisses de glycéride.
Pour fabriquer des acides .gas supérieurs à partir d'huiles et de graisses de glycéride (désignés collectivement ci-après,) pour simplifier la description: par "huiles') il est connu de traiter ces huiles avec une solution aqueuse d'un hydroxyde d'un métal alcalin ou alcalino-terreux ou d'un mélange de ces hydroxydes, de saponifier ces huiles et-de laver la masse saponifiée une ou plusieurs fois avec une solution aqueuse d'un électrolyte pour enlever les impuretés.
Ceci est suivi par le traitement de la masse, saponifiée et lavée, avec une solution aqueuse d'un acide minéral fort, par exem- ple de l'acide sulfurique ou chlorhydrique, ce traite- ment étant dénommé "acidlation" en vue de séparer les acides gras d'avec leurs sels contenus dans le savon, après quoi on soumet, après séparation de la phase aqueuse d'avec la phase non aqueuse ainsi formée et con- tenant les acides gras libérés, la phase non aqueuse à Une distillation pour la.purification et l'obtention des acides gras.
Des agents de saponification typiques sont l'hydroxyde de sodium et l'hydroxyde de potassium, 1'hy droxyde de sodium étant utilisé plus couramment.
Des exemples.d'hydroxydes de métaux alcalino- terreux sont l'hydroxyde de calcium et l'hydroxyde de magnésium.
Les solutions d'électrolyte, utilisées pour le lavage, peuvent être des solutions aqueuses des hy- droxydes et/ou des sels minéraux de ceux-ci, ces solu-
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tions contenant généraloment le même cation que 1'hydro xyde utilisé pour des usages de saponification.
Parmi les hydroxydes, l'hydroxyde de sodium est utilisé le plus couramment et, parmi les sels, le chlorure de sodium est celui dont on se s'ert le plus.
Généralement, la concentration de l'électrolyte dans la solution aqueuse est telle que la solution aqueuse ne puisse dissoudre que très peu le savon, si elle parvient' à le faire. On obtient ainsi ce qu'on dénomme générale- ment la "granulation" ou "coction" du' savon. Alors que le savon peut être aggloméré (savon "ferme") entre les lavages successifs par l'addition d'eau à ce savon, ceci n'est nullement nécessaire pour son lavage efficace.
Alors que les huiles à saponifier peuvent provenir dé n'importe quelle source, il est plus courant de partir de la matière dénommée le .gras (seap stock) qui est un sous-produit obtenu par les méthodes bien connues pour le raffinage d'huiles d.e glycéride (y'com- pris les graisses) avec des réactifs alcalins, par exemple de l'hydroxyde de sodium et/ou du carbonate de sodium. 'Ces opérations de raffinage ont pour but de neutraliser les acides gras.libres qui se trouvent dans l'huile et/ou de séparer les matières colorantes et/ou les gommés ainsi que d'autres impuretés d'avec l'huile.
Une certaine quantité de lthuilé peut être saponifiée pendant ce traitement mais cette quantité est générale- ment maintenue à un minimum. Comme résultat de ce trai- tement-de raffinage, du savon est formé par suite de la neutralisation d'acides gras libres et, assez souvent et jusqu'à un certain degré, par suite de la saponifica- tion de l'huile, ce savon devant être séparé d'avec l'huile traitée, par exemple par gravité, sédimentation ou centrifugation Toutefois, quel que soit le traite-
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ment utilisé pour la séparation du savon d'avec l'huile, une certaine quantité d'huile reste invariablement dans le savon séparé qui, comme indiqué plus haut, est connu sous le nom de "gras".
Des exemples d'huiler de glycéride sont l'hui- le de coton, l'huile ae sésame, l'huile de tournesol, l'huile de mais, l'huile de soja, l'huile de coco, 1'hui le de palme, l'huile de palmiste, l'huile d'arachides, l'huile de colza, l'huile de babasou, l'huile de lin, le suif, le saindoux, la graisse, :.'huile de poisson, l'huile de baleine, etc., c'est-à-dire une quelconque des huiles et graisses de glycéride d'origine végétale ou animale.
Quand on utilise le gras pour la production d'acides gras supérieurs, il est connu de le soumettre. à des conditions de saponification, généralement avec un hydroxyde contenant le même cation que le réactif utilisé pour raffiner l'huàle de glycéride, en vue de saponifier l'huile neutre qu'il contient, ce traitement étant suivi du lavage, de l'acidulation et de la.distil- lationf comme indiqué plus haut.
Pour le raffinage d'huiles de glycéride, des gommes sont parfois séparées, indépendamment du gras, par un procédé connu dans le métier sous le nom de "dégommage". Les gommes séparées ont invariablement une teneur considérable en huile de glycéride et consti- tuent donc une autre source excellente de matières bru- tes-pour la production d'acides gras pour laquelle on procède, en' général, au traitement appliqué pour d'au- tres sources d'huile de glycéride.
Pour la production d'acides gras par le pro- cédé susindiqué, 11 a été nécessaire jusqu'ici d'avoir recours à des méthodes discontinues (par charges) et
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aucune méthode continue, pour autant qu'on le sache, n'a été proposée jusqu'ici.' Un facteur "temps" indé- terminé, qui s'étend sur plusieurs heures pour l'ébulli- tion ou d'autres manipulations, a jusqu'ici été néces- saire pour obtenir l'acidulation satisfaisante du savon, plus spécialement du gras, par l'acide minéral et pour la séparation en phases, ce qui nécessite le traitement du savon dans une cuve ou un autre récipient important.
Un exemple du temps nécessaire, dans le cas de 1'usage du gras, est de seize heures pour l'insufflation de va- peur et pour la sédimentation.
L'invention a pour objet un procédé de fabri- cation d'acides gras suivant lequel une masse contenant du savon est soumises à l'action d'un acide minéral pour libérer des acides gras hors du savon, ce procédé consistant à introduire un milieu de dispersion dans une zone de réaction, avant ou pendant l'acidulation, en vue d'accélérer l'action de l'acide minéral sur ledit aci- de et en vue d'accélérer la formation des phases de la masse de réaction obtenue. L'effet de l'acide minéral sur le savon est de.séparer les acides gras d'avec ce savon'avec la fermation d'une phase d'acide gras sépa- rée d'une phase aqueuse d'aciae minéral.
En même temps, plus particulièrement dans le cas de l'usage du gras, 'il se forme une phase qui a généralement une densité in-; termédiaire entre la phase d'acide gras et la phase aqueuse et qui, dans le cas du gras, contient, parmi d'autres substances, des stérols de glucoside.
Une caractéristique surprenante de l'invention est qu'un réactif, ayant des propriétés de dispersion, agit non seulement pour accélérer fortement l'action de l'acide minéral aqueux sur le savon pour en séparer les acides gras, mais qu'il accélère aussi considérable-
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ment la formation des phases obtenues de manière qu'el- les soient distinctes les unes des autres.
L'invention se prête d'elle-même à la sépara- tion continue par sédimentation par gravité ou par cen- trifugation. Il est à noter, toutefois, que des avanta- ges remarquables sont obtenus, même si l'invention,est appliquée aux procédés discontinus ou par charges anté- rieurs, en ce sens qu'elle permet d'accélérer fortement l'acidulation et la séparation des phases formées, dans une cuve ou tout autre récipient dont on se sert pour ces procédés.
Quand on a recours à la sédimentation par gra- vité, les phases peuvent être séparées l'une de l'autre de toute manière voulue,.par exemple par soutirage ou. par décantation de l'ensemble de la phase ou d'une manié' re intermittente ou continue à volonté.
Quand trois phases sont présentes, comme dans le cas de l'usage du gras et quand la séparation se fait par centrifugation en deux courants, il est aisé d'en- lever la phase à-densité intermédiaire dans la zone de centrifugation, ou bien avec la phase aqueuse ou avec la phase.d'acide gras, par simple réglage de l'équili- bre hydrostatique, comme bien connu dans la technique ' de la centrifugation. Par exemple, dans le cas d'une centrifugeuse comprenant un rotor du genre à cuve par- tiellement remplie, on doit simplement régler la distan ce radiale entre l'axe de rotation et le déversoir, par exemple un barrage annulaire, en vue de régler la dé- 'charge de la phase la plus lourde.
Dans le cas d'une centrifugeuse comportant un rotor du genre à cuve plei- ne,c'est-à-dire qui fonctionne avec un rotor complète- ment rempli de liquide, il suffit simplement de régler la contre-pression sur l'un des deux courants de déchar-
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ge. Si on le désire, on peut utiliser une centrifu- geuse capable de décharger chaque phase séparément. Gé- néralement, on préfère décharger la phase intermédiaire, 'quand elle existe, en même temps que la phase aqueuse et recueillir la phase d'acide gras séparément des deux autres phases.
L'agent de dispersion peut être ajbuté dans la zone d'acidulation en un, point quelconque avant la séparation des phases, mais, comme cet agent inter- vient pour disperser la masse de savon, on préfère ajou- ter l'agent de dispersion à la masse de savon avant ou pendant son contact avec le réactif formé par l'agent minéral aqueux.
.M'importe quelle méthode, connue dans ce do- maine, peut être utilisée pour effectuer l'acidulation et la distillation subséquente, toutes ces.méthodes étant bien connues par les spécialistes. Par exemple, pour obtenir l'acidulation, une quantité suffisante d'acide minéral, par exemple d'acide sulfurqie ou chlorhydrique, est ajoutée dans la zone d'acidulation en vue.d'obtenir la séparation voulue des acides gras d'avec le savon. Un pH compris entre 0 et 3 dans la Fphase aqueuse est caractéristique mais n'importe quel autre pH désiré peut être adopté.
N'importe quel agent de dispersion pour le savon est efficace dans la zone d'acidulation, par exem- ple en présence de l'acide minéral, peut être utilisé sans limitation. De préférence, toutefois, on ajoute un agent de dispersion qui ne provoque pas de formation intense de mousses dans la zone d'acidulation ear cette formation n'aide pas à la mise en oeuvre de l'invention et une grande quantité de mousses peut.créer des incon- vénients pour la manipulation.de la masse acidulée.
S'il se produit une grande quantité de mousses et si on
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désire les supprimer, l'utilisation d'une petite quanti- té d'un agent anti-mousses, tel que le stéarate de gly- col, l'octanol-2, le 2-éthylhexanol, le cyclohexanol, l'alcool laurylique, l'alcool cétylique l'oléate d'éthy le, l'huile de ricin, les 1,2 et 1,3,glycols supérieurs, etc., est recommandée mais elle n'est pas essentielle.
L'usage de quantités excessives d'un agent de dispersion non moussant peut donner lieu à la production de mousses, ce qui peut être évité par l'addition d'un agent antimousses mais, de préférence et d'une manière plus économique, on réduit simplement la proportion de cet agent, l'usage de ces quantités excessives correspon. dant évidemment à un gaspillage.
Des agents remarquables pour la. dispersion de savon sont les suivants.
1) Les sulfonates de naphtalène dans lesquels au moins deux noyaux naphtalène sont reliés par des groupe- ments alcoylènes., Le prototype de cette classe est 1'a cide dinaphtylméthane monosulfonique dont la formule est la suivante
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Des produits de cette classe ont une composition indéterminée Ils peuvent être fabriqués en chauf- fant ensemble du naphtalène, du formalaéhyae et de l'aci- de' sulfurique ou-en traitant des acides naphtalène sul- foniques avec du formaldéhyde. Ainsi, au moins trois noyaux naphtalène peuvent .être .reliés entre eux par des groupements alcoylènes pour former un polymère de con- densation. Des naphtalènes alcoylés inférieurs peuvent
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également être utilisés pour la réaction, tel que le
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mono-isopropylnaphtulùne.
A la place du naphtalène, on peut avoir recours à d'autres hydrocarbures aromati- ques tels que le benzène, le diphényle, l'enthracène, le phénanthrène, le fluorène, etc., ou des homologues ou dérivés de ceux-ci. Les sels des acides susdits, tels que les sels dodiques possèdent des propriétés similaires. La fabrication d'agents de dispersion de ce genre est'décrite en détail dans la littérature tech- nique et dans des brevets antérieurs. Des composés caractéristiques se trouvent dans le commerce sous les marques de fabrique TAMOL, LEUKANOL et DAXAD.
2) Les glycols acétyléniques tertiaires parmi lesquels des composés caractéristiques ont pour formu- le :
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dans laquelle chaque R est un groupement alcoyle. Des
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exemples de ces composés sont le.2,5-àiméthyle-3-heXynù 2,5-dio et le 3,6-diméthyle-4-octyne-3,6-diol.
3) L'extrait de Québracho.
4) Les agents de dispersion du genre hexaméta- phosphate de sodium. Des exemples de ces agents sont les produits que l'on trouve dans le commerce, sous les marques de fabrique CALGON, GILTEX, QUADRAFOS'et phosphate HAGAN, qui contiennent de l'hexamétaphosphate de sodium comme ingrédient principal.
5) Les agents de dispersion contenant des déri- vés de lignine et obtenue principalement à partir des liqueurs perdues provenant du traitement de la cellulose au sulfate lignosulfonique et,les composés lignosulfona-
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tes parmi lesquels on peut citer principalement le li- gnosulfonate de sodium ou de calcium. Les produits de ce genre se trouvent dans le commerce sous les marques
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de fabrique MARASPERSE, MARASPERSE C, MARASPERSE CB et MARASPERS N.
D'autres particularités de l'invention apparaî tront au cours de la description détaillée donnée ci- dessous, à titre d'exemple, en se référant au dessin ci- annexé.
La figure unique de ce dessin montre le sché- ma d'une installation convenant à la fabrication d'aci- des gras conformément à l'invention.
Sur le dessin, on désigne par 10 un récipient qui débite la charge destinée à subir l'opération ini- tiale de la saponification. Comme dit plus haut, cette charge d'alimentation peut être constituée par une hui- le ou graisse glycéride provenant de n'importe quelle source, du savon contenant de l'huile ou de la graisse glycéride résiduelle, c'est-à-dire le gras, ou des gom- mes contenant une telle huile ou graisse rédisuelle et obtenues comme sous-produit au cours du raffinage d'une telle huile ou graisse de glycéride constituant une source de cette charge d'alimentation qui convient tout particulièrement à la mise en oeuvre de l'invention.
La charge d'alimentation, débitée du réci- pient 10, est fournie à un mélangeur 12 en même temps qu'un agent de saponification aqueux, par exemple d'hy- droxyde de sodium aqueux, fourni par le récipient 13 et débité par une pompe 14.
La saponification de la charge d'alimentation par l'effet de la présence de'l'agent saponifiant a lieu dans le mélangeur 11 et, pour le procédé montré à titre d'exemple, cette saponification est, en substance, com-
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plèto dazns ce mélangeur. Les pompes 12 et ici+ >50nl, de préférence, des pompes volumétriques et il convient, sans que cela soit essentiel, que la proportion de l'a- gent saponifiant à la charge d'alimentation soit telle que l'on dispose d'un excès stoechiométrique suffisant de l'agent saponifiant par rapport à l'huile non saponi- fiée contenue dans la charge d'alimentation pourequ'o obtienne une granulation éventuelle du savon présent quand le mélange approche des conditions d'équilibre.
Il est à noter, toutefois, que 1'électroylt aqueux, uti lisé à cet effet, peut être fourni autrement? Quand la charge d'alimentation est un sous-produit du raffina- ge d'huile de glycéride, cette expression visant égale- ment les graisses, un facteur temps intervient pour ob- tenis un mélange de savon granuleux.
Ce facteur temps devient plus grand quand l'excès stoechiométrique d'hy- droxyde de sodium ou le pourcentage de l'électrolyte fourni autrement ne dépasse pas substantiellement celui qui est nécessaire, après que la saponification est com- plète, pour fournir un électrolyte aqueux ayant une con- centration juste suffisante pour donner au savon une forme granuleuse ou, en d'autres mots, une concentration en dessous de laquelle la solution de l'électrolyte aqueux commence à dissoudre des quantités croissantes de savon cette concentration étant désignée ci-après comme étant une "concentration critique". Le facteur temps. peut être considérablement réduit, de manière à permet- tre un traitement continu, en maintenant la masse, après le traitement de saponification, à l'état relativement tranquille.
Pour réaliser à la fois le facteur temps' et la tranquilité relative de la masse, en vue de pouvoir obtenir un traitement continu, on a recours à un réser- voir 15 qui reçoit le mélangeprovenant du mélangeur Il
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et dans lequel le mélange descend lentement.
La durée de séjour du mélange dans le réser- voir 15, pendant sa descente dans celui-ci, est suffi- santé pour obtenir la granulation voulue de savon en sé- parant, de cette manière, les impuretés du savon à l'ai- de de la solution aqueuse d'électrolyte.
Il est à nter que la durée de séjour néces- saire dans le réservoir de vieillissement 15 varie se- lon les charges d'alimentation et que, d'une manière générale, cette durée diminue quand la concentration de l'électrolyte augmente dans la solution aqueuse utili- sée pour effectuer la granulation, c'est-à-dire le la- vage. Une durée de séjour plus longue dans le mélan- geur 11 ne produit pas la granulation désirée et la granulation est fortement accélérée si l'on. évite, au- tant que possible, une agitation mécanique après sapo- nification et ceci est obtenu très efficacement en ayant recours au réservoir 15, comme décrit.
Le mélange granuleux, provenant du réservoir
15, est. fourni à la centrifugeuse 16 dans laquelle la phase aqueuse, dénommée "lessive épuisée", est séparée d'avec le savon, la lessive épuisée étant évacuée par le conduit 17 alors que le savon s'écoule par le con- duit 18 vers le mélangeur 21 dans lequel se fait un la- vage additionnel du savon avec une solution aqueuse d'électrolyte.
Pour effectuer le lavage dans le mélangeur 21, la solution aqueuse d'électrolyte, par exemple le chlorure de sodium aqueux et/ou l'hydroxyde de sodium, est fourni à ce mélangeur depuis le réservoir 22 à 1'ai de d'une pompe 23 qui peut être une pompe volumétrique.
Par ailleurs, l'écoulement peut se faire par gravité auquel cas l'appareil 23 peut être un débitmètre.
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D'autres moyens pour débiter la solution d'é lectrolyte peuvent être prévus.
L'électrolyte dans la solution aqueuse, four- nie au mélangeur 21 depuis le réservoir 22, peut avoir n'importe quelle concentration désirée. De préférence, elle est au moins telle qu'aucune quantité signifiante de savon ne soit dissoute dans la solution dans les con- ditions d'équilibre. Comme dans le cas de la solution d'électrolyte utilisée/pour la première granulation ou le premier lavage, la concentration de l'électrolyte dans la phase aqueuse dans le mélangeur 21, dans les condi- tions d'équilibre, peut être voisine de la concentration dite "critique", par exemple légèrement au-dessus de celle-ci. Il est à noter, toutefois, que n'importe quelle concentration désirée pour l'électrolyte peut être utilisée.
Le mélange, provenant du mélangeur 21, est fourni à la centrifugeuse 24 dans laquelle la phase aqueu- se est séparée du savon, la phase aqueuse, dénommée
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'électrolyte.épuisé", étant évacuée paple conduit 25 alors.que le savon s'écoule par le conduit 26 au mélan- geur 27.
Si on le désire, les appareils 21 à 26/peuent être supprimés, le savon, passant dans le conduit 18 étant introduit directement dans le mélangeur 27.. Les appareils 21 à 26 peuvent également être multipliés un nombre .voulu de fois, si on le désire, pour former un ,ou plusieurs étages de lavage additionnels reliés en série.
Dans le mélangeur 27, on ajoute à la masse une'petite quantité d'un agent de dispersion qui agit dans des milieux onteant un acide minéral lequel, pouf
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faciliter l'alimentation, est avantageusement aqueux.
Comme montré, une solution aqueuse de l'agent de disper- sion est fournie au mélangeur 27 depuis le réservoir
28 à l'aide d'une pompe, qui peut/être une pompe volumé- trique, mais il est bien entendu que d'autres moyens pour amener l'agent de dispersion au mélangeur 27 peu- vent être utilisés, par exemple l'alimentation peut se faire par gravité et l'appareil 31 peut être un débit- mètre..
On préfère Introduire l'agent de dispersion dans le mélangeur 27 sous la forme d'une solution aqueu- se, car l'eau ainsi ajoutée facilite l'incorporation de l'agent de dispersion dans le savon. On préfère convertir le savon depuis l'état granuleux en un savon ayant une texture douce comparable à celle d'un savon aggloméré ("fermé") et une quantité suffisante d'eau peut être ajoutée depuis le réservoir 28 en même temps que l'agent de dispersion pour atteindre ce but, si on le désire.
De l'eau; provenant d'une source autre que le réservoir 18 peut être ajoutée, dans le mélangeur 27,ave ou à la place de celle fournie par le réservoir 28 comme montré en 45. En d'autres mots, l'eau fournie au mélangeur 27 peut provenir d'une autre source quelcon que et la totalité ou une partie de l'eau peut être fournie avec l'agent de dispersion à moins que celui-ci n'amène aucune eau.avec lui, à volonté. Il est à noter, toutefois, que, d'une manière générale, les avantages résultant de l'application de l'invention sont obtenus même si l'agent de dispersion est incorporé dans le sa- von pendant qu'il est à l'état granuleux ou "ouvert", avec ou san "feremtru" subséquente du savon ou avec ou sans addition d'eau.
Comme montré, le mélange, provenant du mélan-
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geur 27, est fourni au mélangeur 32 dans lequel l'aci- dulation du savon a lieu par suite de l'introduction d'un acide minéral dans celui-ci, avantageusement en so- lution aqueuse, par exemple de l'acide sulfurique ou chlorhydrique aqueux, depuis le réservoir 33 à l'aide de la pompe 34 qui peut être une pompe volumétrique.
D'autres moyens pour introduire de l'acide minéral dans le mélangeur 32 peuvent être utilisés.
Dans le mélangeur 32, l'acide minéral inter- vient pour obtenir les acides organiques à partir de leurs sels. Il est à noter que le savon comporte un oi plusieurs sels d'un ou de plusieurs acides gras supé- rieurs, comme bien 'connu, et l'action de l'acide miné- ral est fortement accélérée par l'usage d'un agent de dispersion, conformément à l'invention. Les acides gras, dans le savôn, sont rapidement libérés et se pré- sentent comme tels dans le mélange. Comme les acides gras supérieurs sont insolubles dans la phase aqueuse, il se forme une deuxième phase contenant ces acides et, comme résultat obtenu par l'invention, la formation de phases,séparées et distinctes est fortement facilitée.
De plus,'plus particulièrement quand la charge. d'alimen. tation initiale est constituée par du gras de savon ou par des gommes, la formation d'une troisième phase con- tenant des substances autres que des acides gras et qui, à part leur séparation, gêneraient fortement la purifi- cation subséquente des acides gras, est facilitée d'une manière remarquable. En ayant recours à l'invention on obtient une subdivision plus nette en phases, c'est- à-dire en une phase aqueuse, une phase d'acide gras et une troisième phase si elle est présente.
-. Alors que, sans l'usage de l'invention, un long facteur de durée, pouvant atteindre plusieurs heu-
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res, est nécessaire pour obtenir l'acidulation et pour produire une formation de phases suffisamment distincte pour qu'on obtienne une séparation satisfaisante, par gravité ou par centrifugation, ce facteur temps peut, dans tous les cas, être réduit à moins d'une heure en ayant recours à l'invention, par exemple à moins De trente minutes et, typiquement, à dix minutes, ce qui permet d'effectuer le traitement par un écoulement con- tinu de la masse de réaction dans un mélangeur, ayant les dimensions nécessaires par rapport au débit, pour obtenir la durée de séjour voulue.
De plus, cette durée de séjour peut être ob- tenue de toute autre manière voulue après un mélange intime de la masse de réaction, par exemple en utilisant un réservoir de retenue relié à la sortie du mélangeur 32 afin que la masse de réaction puisse traverser ce réservoir.
Alors qu'on a montré les mélangeurs, notamment les mélangeurs 27 et 32, placés en série, il est bien entendu que tout autre agencement ou qu'un ou plusieurs peuvent remplacer ces mélangeurs. Par exemple, les mé- dlangeur s27 et 32 peuvent être remplacés par un mélangeur unique, plus spécialement quand celui-ci a une longueur suffisante.. Bien que l'on préfère ajouter l'agent de dispersion avant l'addition de l'acide minéral, on peut inverser l'ordre de ces additions ou les additions res- pectives peuvent être simultanées, tout en procurant les avantages obtenus par l'invention.
. Comme montré, le mélange provenant du mélangeur 32 est introduit dans la centrifugeuse 35 dans laquelle a lieu la séparation des phases. Si l'on a recours à un réservoir.de retenue, établi en aval du mélangeur 32,
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l'alimentation de la centrifugeuse 35 se fait évidem- ment depuis la sortie de ce réservoir.
Comme l'inven- tion est décrite plus particulièrement, dans un but d'illustration, pour la production d'acides gras purifia à partir du gras de savon, on a indiqué sur le schéma du dessin la séparation dans la centrifugeuse 35 de la phase acide gras, d'une part, d'avec la phase aqueuse et de la phase stérol (si elle existe), d'autre part, la phase acide gras étant montrée comme s'écoulant, vers la tour de distillation 36, par le conduit 37, et la phase aqueuse et la phase stérol (si elle existe) étant montrées comme s'écoulant depuis la centrifugeu- se 35 par le conduit 38.
Comme montré, la phase acide gras est soumise à une distillation dans la tour 36 par laquelle les acides gras sont fractionnés, la fraction d'acide gras quittant la tour 36, comme montré en 41, alors que.le résidu quitte la tour 36, comme montré en 42 D'autres moyens, pour séparer les acides gras d'avec la phase acide gras,.peuvent être utilisés, tels qu'une extrac- tion par..un solvant, ou la phase acide gras peut être utilisée d'une autre manière.
. Toute quantité désirée de l'agent de disper- sion peut être ajoutée à la masse de savon à aciduler.
Ainsi, on peut utiliser de 0,01 % à 1 % en pods (à sec) basé sur la rnasse de savon à aciduler (à sec) ou même davantage si on le désire pour une raison; par exemple jusqu'à 2 ou 3 % ou même 5%. On obtient de boas résul- tats quand on utilise entre 0,05 % et 1% en poids.
Les conditions de température, utilisées pour la saponification, sont généralement déterminées par la vitesse à laquelle on désire saponifier, en tenant compte -du fait que la réaction est légèrement exothermique.
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Ces conditions de températures sont généralement compri- ses entre 75 et 100 et, si la saponification a lieu sous pression, des conditions dd température plus éle- vées peuvent être adoptées. Les mêmes conditions de température sont typiques pour l'opération de vieillis- sement relativement tranquille et pour les opérations de granulation ou de lavage. De même, des conditions de température désirées quelconques peuvent être adoptées au cours de la séparation des phases qui se produit dans les divers mélanges obtenus, des conditions de tem- pérature comprises entre 75 et 100 étant typiques pour la séparation de mélanges de savon et entre 60 et 98 pour la séparation de mélanges acidulés.
L'agent de dispersion peut être ajouté à la masse de savon dans des conditions de température dési- rées qui peuvent être celles existant dans la masse au moment où l'on introduit l'agent de dispersion dans cel le-ci. L'incorporation de l'agent de dispersion aqueux est facilitée à des températures élevées, par exemple 60 et 98 De même, l'acidulation peut avoir lieu dans des conditions de température élevées, des températures typiques étant comprises entre 60 et 98 mais on préfè- re celles comprises entre 73 et 90 .
Un avantage remarquable, obtenu par l'inven- tion, est qu'elle permet d'obtenir une acidulation très satisfaisante et la séparation des phases à des tempéra- tures relativement basses, par exemple notablement en dessous de la températuer d'ébuiton et en un temps re- lativement court. L'intervention de températures élevées et. de longues durées contribue considérablement à 1'as sombrissement de la couleur des acides gras obtenus.
Les conditions,de température, utilisées au
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cours de la distillation, dépendent, bien entendu, principalement de la pression sous laquelle la distil- lation a lieu, cette pression pouvant être atmosphéri- que, subatmosphérique ou superatmosphérique, à'volonté.
Les conditions de pression, en différents points du traitement, sont une question de choix et de jugement et, alors qu'elles sont généralement, en sub- stance, atmosphériques, excepté en ce qui concerne les pressions produites par des pompes et, au besoin, par d'autres dispositifs quand on traite un courant conti- nu, elles peuvent être subatmosphériques ou superatmos- phériques, si on le désire pour une raison quelconque.
Par exemple, une pression superatmosphérique peut être adoptée pendant l'acidulation en vue d'éviter une ébul- lition substantielle quand on utilise des températures suffisamment élevées pour produire l'ébullition à la pression atmosphérique. Par ailleurs, si on utilise une pression subatmosphérique, la température de la masse à aciduler ne doit pas être assez élevée pour produire une ébullition substantielle à la pression utilisée.
Les exemples ci-dessous sont donnés à titre illustratif et n'ont aucun caractère limitatif ni res- .trictif.
EXEMPLE !
Du gras de savon obtenu par le raffinage d'huile de coton, extraite hydrauliquement avec du car- bonate de sodium, est fourni, à un débit.d'environ 800 kg par'heure, à une installation telle que montré sur le dessin. Le gras est mélangé, à une température com- - prise entre 88 et 93 , avec une solution aqueuse = 50% d'hydroxyde de sodium avec un débit correspondant à en-
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viron 82 kg par heure de NaOH sec. Le courant obtenu de mélange saponifié traverse un réservoir de vieillis- sement avec un séjour de 85 minutes et s'écoule vers une centrifugeuse dans laquelle il est séparé-., d'une ma. nière continue, par la force centrifuge, en lessive équipée contenant 7,9 % de NaOH et en savon.
Le cou rant séparé de savon est lavé à l'aide d'une solution aqueuse de chlorure de'sodium à une température compri- se entre 77 et 82 avec un débit correspondant, à 13,6 kg par heure de NaCl sec. Le mélange est continuelle- ment fourni à une deuxième centrifugeuse dans laquelle il est séparé en un électrolyte, contenant 7 % de chlo- rure de sodium, et en savon.
Le courant de savon, dé- bité par la deuxième centrifugeuse, est introduit dans un mélangeur dans lequel il est dilué avecde l'eau pour former une masse'de savon mou: Dans ce mélangeur est introduite une solution aqueuse de sdl sodique du produit de réaction, de naphtalène, de formaldéhyde et d'acide sulfurique, c'est-à-dire un agent de dispersion que l'on trouve dans le commerce sous la marque de fa- brique TAMOL, avec un débit de 0,86 kg par heure pesé à sec. Cette masse est ensuite débitée sous la forme d'un courant continu dans un autre mélangeur, maintenu à une température d'environ 90 , en même temps que
87,5 kg par heure de H2SO4à 66 Bé, le séjour dans le mélangeur étant d'environ 8 minutes.
Depuis ce mélan- geur, la masse s'écoule. sous la forme d'un courant con- tinu vers une troisième centrifugeuse, réglée de maniè- re à décharger, d'une part, la phase acide gras et, d'autre part, un mélange de la phase d'acide minéral et de la phase stérol. La phase d'acide gras est four- nie par la centrifugeuse à un débit de 263 kg par heure.
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Une distillation unique de la phase d'acide gras four- nit, avec un rendement élevé, des acides gras purifiés ayant un indice d'acidité de 190 et un indice Gardner de couleur de 2.
EXEMPLE II .
Du gras de savon, obtenu par le raffinage d'huile de coton avec de l'hydroxyde de sodium, est mélangé, à un débit de 517 kg par heure et à une tempé- rature comprise entre 88 et 93 , avec une solution aqueuse à 50 % d'hydroxyde de sodium à un débit corres- pondant à 8le5 kg par heure de NaOH sec. Le courant obtenu de mélange saponifié passe dans un réservoir de vieillissément dans lequel il séjourne pendant 95 minu- tes avant de s'écouler vers une centrifugeuse dans la- quelle il est séparé, d'une manière continue et par la force centrifuge, en lessive épuisée contenant 14% de
NaOH et en savon. Le courant de savon séparé traverse un mélangeur dans lequel il est dilué avec de l'eau pour former une masse de savon mou.
Dans ce mélangeur est introduite une solution aqueuse du sel sodique du produit de réaction de naphtalène, de formaldéhyde et d'acide sulfurique, c'est-à-dire un agent de dispersion que 1'oin trouvedans le commerce sous la marque de fabri- .que TAMOL, avec un débit de 0,63 kg par heure, pesé à l'état sec. Cette masse est ensuite fournie, sous la forme d'un courant continu, à un autre mélangeur, main- tenu à une température' d'environ 82 en même temps que .109 kg par heure de H2SO4à 66 Bé, le séjour dans le mélangeur étant d'environ 7 minutes. Depuis ce mélan- geu le courant s'écoule vers une deuxième centrifu- geuse réglée de manière à décharger, d'une' part, la phase d'acide gras et, d'autre part,un mélange
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phase d'acide minéral et d'une phase stérol.
La phase d'acide gras s'écoule hors de la centrifugeuse avec un débit de 300 kg par heure. Une seule distillation de la phase d'acide gras fournit un rendement élevé en aci- des gras purifiés ayant un indice d'acidité de 187 et un indice Gardner de couleur de 2.
EXEMPLE III
Du gras de savon provenant du raffinage, par de l'hydroxyde de sodium, d'huile de coton, extraite à l'aide dtun expulseur, est introduit avec un débit de 780 kg par heure dans une installation analogue à celle montrée sur le dessin. Le gras est mélangé, à une tem- pérature comprise entre 93 et 96 , avecune solution aqueuse à 50% d'hydroxyde de sodium avec un débit de de 60 kg par heure/NaOH sec et une solution aqueuse à 20% de chlorure de sodium représentant 57 kg par heure de NaCl sec.
Le courant obtenu du mélange saponifié tra- verse un réservoir de vieillissement dans lequel il sé- journe pendant 37 minutes avant de s'écouler vers une centrifugeuse dans laquelle il est séparé, d'une maniè- re continue par la force centrifuge, en savon et en lessive épuisée contenant 8,2 % de NaOH et 7,8% de NaCl. Le, courant de savon séparé est lavé avec une so- lution aqueuse de chlorure de sodium, à une température comprise entre 82 et 85 avec un débit correspondant à 24,5 kg par heure de NaCl sec. Le mélange est fourni, dous la¯forme d'un courant continu, à une deuxième cen- trifugeuse dans laquelle il est séparé en électrolyte épuisé, contenant 9,4 % de chlorure de sodium, et en savon.
Le courant de savon, provenant de la deuxième centrifugeuse, est introduit dans un mélangeur dans le- quel il est dilué avec de l'eau pour fournir une masse
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de savon mou Dans ce mélangeur est introduite une so- lution aqueuse du Gel dodique du produit de réaction'de naphtalène, de formaldéhyde et d'acide sulfurique, c'est- à-dire un agent de dispersion que l'on trouve dans le commerce sous la marque de fabrique TAMOL avec un débit de 0,95 kg par heure, à poids sec. Cette masse est. en- suite fournie, sous la forme d'un courant continu, à un autre mélangeur, maintenu à une température d'envi- ron 88 en même temps que 139 kg par heure de H2SO4 à 66 Bé, le séjour dans le mélangeur étant d'environ
8 minutes.
Depuis ce mélangeur, la masse s'écoule, sous la forme d'un courant continu, vers une troisième centrifugeuse réglée de manière à décharger, d'une part, la phase d'acide gras et; d'autre part, un mélange d'acide minéral et de la phase stérol. La ,phase d'acide gras est débitée par la centrifugeuse avec un débit de 195 kg par heure. Une seule distillation de la phase d'acide gras procure un rendement élevé en acides gras purifiés ayant un indice d'acidité de 190 et un indice Gardner.de couleur de 2.
EXEMPLE IV
De l'huile de soja, extraite à l'aide d'un solvant et contenant 0,5 % d'acide gras libre, est raf- finée avec de l'hydroxyde de sodium de la manière usuel- le. On mélange 8040 g du gras obtenu, par charges et à une température comprise entre 93 et 99 , avec 1439 g d'une solution aqueuse.à 48,7 % d'hydroxyde de sodium.
On laisse vieillir le mélange saponifié obtenu pendant 90 minutes sans agitation et on l'introduit ensuite dans une centrifugeuse dans laquelle il est séparé par la force centrifuge en une lessive épuisée, contenant 9,1 % de NaOH, et en savon. Le savon séparé est lavé avec
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232 g d'une solution aqueuse à 23% de chlorure de so- dium à une température comprise entre 82 et 88 Le mélange obtenu est introduit dans une centrifugeuse dans laquelle il est séparé en électrolyte épuisé, con- tenant 5,3% de chlorure de sodium, .et en savon. Le sa- von ainsi séparé est introduit dans un récipient dans lequel il est dilué avec de l'eau pour fournir une masse de savon mou.
Dans ce récipient, on introduit
9,1 g du sel sodique sec du produit de réaction de naphtalène, de formaldéhyde et d'acide sulfurique, c'est. à-dire un agent de dispersion que l'on trouve dans le commerce sous la marque de fabrique TAMOL. Cette masse est ensuite agitée à unetepérature d'environ 88 en même temps que 510 g de H2SO4 à 66 Bé pendant une pé- riode de plusieurs minutes. Le mélange obtenu est in- troduit dans une centrifugeuse réglée de manière à dé- charger, d'une part, la phase d'acide gras et, d'autre part, un mélange de la phase d'acide minéral et de la phase stérol. Une seule distillation de la phase d'a cide gras procuré un rendement élevé d'acides gras pu- rifiés ayant un indice d'acidité de 187.
EXEMPLE V'-
Du gras de savon obtenu par raffinage d'hui- le de coton avec de l'hydroxyde de sodium, est intro- duit avec un débit de 680 kg par heure dans un mélangeur dans lequel il est dilué avec de l'eau pour former une masse molle. Dans ce mélangeur est introduite une solu tion aqueuse du sel sodique du produit de réaction de naphtalène,'de formaldéhyde et d'acide sulfurique, c'est-à-dire un agent de dispersion que l'on trouve dans le '.commerce sous la marque de fabrique TAMOL avec un débit de 0,86 kg par heure, pesé à sec.
Cette masse est ensuite introduite, sous la forme d'un courant
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continu, dans un autre mélangeur maintenu à une tempé- rature d'environ 90,5 , en même temps que 109 kg par heure de H2SO4 à 66 Bé, le séjour dans le mélangeur étant d'environ 7 minutes. Depuis ce mélangeur, la masse s'écoule, d'une manière continue, vers une cen- trifugeuse réglée de manière. à décharger, d'une part, la phase d'acide gras et, d'autre part, un mélange de la phase d'acide minéral et de la phase stérol. La phase d'acide gras est débitée hors d'une centrifugeu- se avec un débit de 218 kg par heure. Une seule dis- tillation de la phase d'acide gras procure un bon ren- dement en acides gras ayant un indice Gardner de cou- leur de 5.
EXEMPLE VI
On mélange, d'une manière discontinue ou par charge, 6500 g de gras, obtenu par le raffinage d'huile de coton avec de l'hydroxyde de sodium, à une tempéra- ture comprise entre 93 et 99 , avec 1910 g d'une solu- tion aqueuse à 48,5 % d'hydroxyde de sodium. On lais- se vieillir.le mélange saponifié'obtenu pendant 80 mi- nutes sans agitation et on l'introduit ensuite dans une centrifugeuse dans laquelle il est séparé, par la force centrifuge, en lessive épuisée, contenant 10,2 % .de NaOH, et en savon. On introduit 200 g de savon, ainsi séparé, dans un récipient dans lequel on verse
0,30 g de diméthyle octynédil/en agitant. Cette masse est ensuite agitée à une température d'environ 88 en même temps que 26,3 g de H20SO4 à 66 Bé pendant plu- sieurs minutes.
Le mélange obtenu est introduit dans . une centrifugeuse réglée de manière à décharger, d'une part, la phase d'acide gras et, d'autre part, le mêlan- ge de la phase d'acide minéral et de la phase stérol.
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La phase d'acide gras est obtenue avec un bon rende- ment.
Les mêmes résultats sont obtenus, en substan- ce, en ayant recours à d'autres agents ae dispersion que ceux cités dans l'exemple précédent, y compris divers agents de dispersion à base de lignosulfonate. ,
Toute autre charge'd'alimentation contenant de l'huile et/ou de la graisse glycéride, quelle que soit sa provenance, et n'importe quel autre agent de dispersion pour le savon, peuvent être utilisés dans les exemples précéaents pour obtenir les avantages pro- curés par l'invention.
Ainsi, n'importe quelles huiles ou graisses de glycéride, normalement utilisées pour la fabrication de savons à usages ménagers ou indus- triels, peuvent être employées, bien que les caracté- ristiques économiques de l'invention soient réalisées à un degré beaucoup plus grand quand le savon à acidu- ler est-dérivé d'une charge d'alimentation provenant d'une source de qualité bien moins inférieure, par exemple comme indiqué plus haut à partir du gras ou des écumes de savon obtenus par la concentration des liqueurs noires produites par le traitement au sulfate (Kraft) pour la fabrication de la pâte de bois.
Les gas de savon contiennent généralement certaines gommes, qu'une opération de dégommage séparée ait eu lieu eu. non pour le raffinage des huiles ou graisses de glycéride, mais les gras de savon contien- nent généralement une quantité plus élevée de gommes quand une opération de dégommage préalable n'a pas eu lieu.
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Bien que la nouvelle méthode d'acidulation ait été décrite, plus particulièrement, comme étant
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appliquée à une masse de savon, saponifiée et rendue grumeleuse ou lavée, et pour laquelle elle convient tout spécialement pour la production économique d'aci- des gras de qualité élevée, il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée à cette application. Ain- si, l'invention est avantageuse quand elle est utilisée de pair avec 1'acidultion de gras de savons n'ayant pas été soumis à un traitement de saponification ou qui, après avoir été soumis ou non à un traitement de sapo- nification, n'ont pas été rendus grumeleux ou n'ont pas été lavés.
Certains avantages de l'invention peuvent être réalisés quel que soit le traitement antérieur ou la provenance du savon avant l'acidulation.
Il est à noter que l'installation pour la mise en oeuvre de l'invention a été illustrée sous sa forme simplifiée pour ne pas compliquer la description du nouveau procédé et que l'usage de régulateurs de débit, de robinets, de débitmètres, d'instruments de mesure, de pompes additionnelles, etc., peut être envi- sagé par les spécialistes, quand ils ont bien compris le fonctionnement de cette installation, plus particu- -lièrement .quand un tel usage paraît indiqué par une bonne pratique de constructeur.
Dans le résumé ci-dessous, l'expression "hui 'le de glycéride" est utilisée pour désigner n'importe quelles huiles et graisses de glycéride.
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