JPH0116820B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、水を含有する油脂を原料とする脂肪
酸低級アルキルエステルの製造方法に関し、さら
に詳しくは、有意量の水分を含有する油脂をアル
カリ触媒の存在下にエステル交換反応させて効果
的に脂肪酸低級アルキルエステルを製造する改良
方法に関する。 高級脂肪酸の低級アルキルエステルは、界面活
性剤の原料として、またセツケン、高級アルコー
ルなどを製造する際の出発原料として有用であ
る。この脂肪酸低級アルキルエステルは、脂肪酸
グリセリドと低級アルコールとをアルカリ触媒の
存在下でエステル交換反応させることにより工業
的規模で生産されている。しかし、このような工
業的に生産されている脂肪酸低級アルキルエステ
ルは、通常粗製油脂を原料として用いるので、各
種不純物とともに比較的多量の遊離脂肪酸を含む
ものも多く、例えばパーム核油やヤシ油などで
は、その収穫時期が遅れると、油脂中の遊離脂肪
酸は増大し、酸価（AV）が10〜30にも達する。
このような酸価の高い油脂を原料に用いてエステ
ル交換すると、触媒として使用するアルカリがそ
の中和に消費されてセツケンが多量生成し、目的
物である低級アルキルエステルの回収率が低下す
る。そこで、このような酸価の高い油脂は、例え
ばその10〜20重量％程度のメタノール、エタノー
ルのような低級アルコールを加え、カチオン交換
樹脂を充填したカラム中に、例えば60〜80℃の加
温条件で、また滞留時間60〜90分程度のゆつくり
した速度で通し、遊離脂肪酸をエステル化する予
備処理が行われる。この処理によつて、遊離脂肪
酸はエステル化して実質的に脂肪酸低級アルキル
エステルに変るが、油脂中にはそのエステル化反
応の際に生じた水が混在し、例えば酸価10〜30の
油脂の場合には、処理後の油脂中に0.3〜１重量
％程度の水が含まれる。 また、含水量の多い油脂を通常のエステル交換
反応に供すると、アルカリ触媒の活性が低下し、
その結果反応率も低下し、高い効率で目的物を得
ることができない。上記のように予備処理した含
水油脂を用いる場合にも、触媒活性の低下は著し
く、そのような油脂は、通常厄介な脱水あるいは
乾燥処理を行わねばならなかつた。 本発明者らは、例えば上記のような遊離脂肪酸
量を可及的に低減させる処理を施した油脂のよう
な含水油脂を除水処理することなく優れた反応率
でエステル交換させる方法について研究を重ねた
結果、エステル交換反応系に脂肪酸アルカリ金属
塩を添加存在させるとき極めて効果的に目的を達
成しうることを見出し、本発明に至つた。 すなわち本発明は、水分を含む脂肪酸グリセリ
ドを原料とし、これをアルカリ触媒の存在下、低
級アルコールとエステル交換反応させて脂肪酸低
級アルキルエステルを製造するに当り、前記脂肪
酸グリセリド100重量部当り0.5〜３重量部の脂肪
酸アルカリ金属塩を添加し、十分に分散させたの
ち、アルカリ触媒を加えて反応させることを特徴
とする方法を提供するものである。 本発明の方法においてエステル交換反応に用い
る脂肪酸グリセリドは、天然の油脂類、例えばヤ
シ油、パーム油、パーム核油、綿実油、大豆油な
どの植物性脂肪酸グリセリド及び牛脂、豚脂、魚
脂などの動物性脂肪酸グリセリドなどを包含し、
本発明は、これらのグリセリドがエステル交換反
応にとつて好ましくない水分を0.05〜１重量％含
有するもの、特に前記のような遊離脂肪酸のエス
テル化処理を行つた含水脂肪酸グリセリドを原料
とするものである。 また、脂肪酸グリセリドのエステル交換反応に
用いられる低級アルコールは、通常アルキル基の
炭素原子数が１〜３個の低級脂肪族アルコールで
あつて、そのようなアルコールとしては、メタノ
ール、エタノール、プロパノール及び２―プロパ
ノールが挙げられる。 また、エステル交換反応の触媒としては、エス
テル交換反応に通常使用されているアルカリ触媒
が用いられ、その具体例としては、ナトリウム、
カリウムの水酸化物又はこれらのメチラートなど
を挙げることができる。 本発明の方法におけるエステル交換反応は、常
法に従い、脂肪酸グリセリドに対し２〜10倍当量
の低級アルコールと、脂肪酸グリセリド100重量
部に対し、0.1〜１重量部のアルカリ触媒を添加
し、通常のエステル交換温度、たとえば低級アル
コールの沸点近傍の温度で、0.5〜２時間反応さ
せることにより行なうが、本発明においては、ア
ルカリ触媒の添加にさきだつて、脂肪酸アルカリ
金属塩、好ましくはC_12〜18の高級脂肪酸のアルカ
リ金属塩が添加される。そのようなアルカリ金属
セツケンとしては、例えばラウリン酸、ミリスチ
ン酸、オレイン酸及びステアリン酸などのナトリ
ウム塩やカリウム塩類を挙げることができる。こ
れらのセツケンは、１種でもよいし、２種以上を
組み合わせて用いてもよく、またその添加量は油
脂100重量部当り0.5〜３重量部である。この添加
使用量は脂肪酸グリセリドの含水量に応じて適宜
増減することができるが、0.5重量部未満では、
触媒活性が低下するので好ましくないし、また３
重量部を超えると、エステル交換後の静置分離に
おいて、目的物であるエステルがグリセリン下層
に溶出し、回収率が低下するので好ましくない。 本発明においては、脂肪酸グリセリドと低級ア
ルコールにアルカリ金属セツケンを添加し、かき
まぜなどによつて十分に分散させた組成物にアル
カリ触媒を添加反応させることが重要である。分
散が十分でない場合には、含有水による触媒の活
性低下で高い反応率が得られないので、例えば効
率のよいかきまぜ機で循環回数８回／分以上の回
転速度で１分以上、好ましくは２分以上かきまぜ
ることが望ましい。本発明の方法は、触媒の添加
前にアルカリ金属セツケンを積極的に系に添加存
在させるものであるが、エステル交換反応を行つ
たセツケンを含む反応生成物をそのまま又はこれ
を静置分液した上層を一部、例えば30〜50％リサ
イクルして、その中に含有されるアルカリ金属セ
ツケンを効果的に利用することもできる。 アルカリ金属セツケンを存在させた系でエステ
ル交換反応を行うときは、予備処理によつて導入
される１重量％程度の水を含む脂肪酸グリセリド
を出発原料として用いた場合でも、実質的に触媒
の活性低下はなく、例えば95％以上の高いエステ
ル化率及び回収率が得られるので、本発明の方法
は工業的に望ましいものである。 本発明の方法によりエステル交換反応させた生
成液は、常法と同様に、静置して高級脂肪酸低級
アルコールエステル上層とグリセリン下層に分液
させ、これを分離して目的とするエステルを取得
することができる。また、このようにして得られ
たエステルを、さらに低級アルコールを用いてア
ルカリ触媒の存在下に再度エステル化反応を行
い、得られた高反応率のエステル化混合物に少量
の水を加えてかきまぜ、水性低級アルコール層に
不純物を移行させて、エステルを精製することも
できる。 次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明
する。 なお、実施例においてエステル化率（％）は、
グリセリドの理論グリセリン重量に対するエステ
ル交換により生成したグリセリン重量から求めた
ものである。 実施例１〜２及び比較例１〜４ 酸価12.7、含水率0.1％のパーム核油にメチル
アルコールをその20重量％加えた溶液を、カチオ
ン交換樹脂（三菱化成社製：DIAION SK
104H）充てんカラムに導入し、カラム中の溶液
温度を60℃に保ち、滞留時間を約１時間にして、
遊離脂肪酸のメチルエステル化を行い、酸価１、
含水率0.4％の油脂を得た。 この予備処理した油脂を、脂肪酸グリセリド原
料として用い、これにその100重量部に対しメチ
ルアルコール22重量部を加えた溶液について、後
記第１表に示す各種条件でエステル交換反応を行
つた。 なお、脂肪酸アルカリ金属セツケンとしてステ
アリン酸ナトリウムを用い、触媒として水酸化ナ
トリウムをグリセリド100重量部に対しすべて
0.31重量部使用した。また、反応系の温度は60〜
70℃に保ち、１時間かきまぜながらエステル交換
反応させた。反応終了後、液を静置放冷し、約30
分後、液温が約40℃になつたところで２層に分離
した上層のエステル層を採取した。セツケンのグ
リセリド100重量部に対する各種添加重量部及び
触媒添加前のかきまぜ時間（分）の変更条件とと
もに各実験の結果を表にまとめて示した。比較の
ために予備処理しない油脂について行つた条件及
び結果についても併記した（比較例４）。

【表】 実施例３〜４及び比較例５ 前記で用いたエステル化処理した油脂（AV1，
含水率0.4％）を用い、これにメチルアルコール
を同様に22重量部添加したものについて、セツケ
ンを加える代りに比較例１で行つたエステル交換
反応後の生成物を一部リサイクルして次回のエス
テル交換反応に供し、循環液中のセツケンを利用
して、同様の実験を行つた。リサイクルの条件及
び結果を第２表に示す。

【表】

【表】 実施例 ５ 酸価20、含水率0.05重量％のヤシ油100重量部
にメチルアルコール20重量部を加えた溶液を、カ
チオン交換樹脂カラムに通して脱酸処理し、酸価
２、含水率0.5重量％の油脂を得た。これにメチ
ルアルコール24重量部を加え、よくかきまぜて、
触媒としてナトリウムメチラートを0.52重量部
（Naとして0.22重量部）添加し、約70℃の温度で
１時間エステル交換反応を行つた。エステル化率
91％、回収率98％であつた。これを静置分離して
上層を油脂全体の30％となるようにリサイクルし
た。この場合とりこまれるセツケンの量は0.5重
量部である。かきまぜ５分後、ナトリウムメチラ
ート（Naとして0.14重量部）、メチルアルコール
24重量部を添加してエステル交換を行なつた。そ
の結果はエステル化率96.0％、回収率98％であつ
た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水分を含む脂肪酸グリセリドを原料とし、こ
   れをアルカリ触媒の存在下、低級アルコールとエ
   ステル交換反応させて脂肪酸低級アルキルエステ
   ルを製造するに当り、前記脂肪酸グリセリド100
   重量部当り0.5〜３重量部の脂肪酸アルカリ金属
   塩を添加し、十分に分散させたのち、アルカリ触
   媒を加えて反応させることを特徴とする脂肪酸低
   級アルキルエステルの製造方法。 ２ 脂肪酸アルカリ金属塩がラウリン酸ナトリウ
   ム、ミリスチン酸カリウム、オレイン酸ナトリウ
   ム及びステアリン酸ナトリウムの中から選択され
   る特許請求の範囲第１項記載の方法。