JPH02129195A - ショ糖脂肪酸エステルの精製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明はショ糖脂肪酸エステルの精製方法、ｙらに詳し
くは溶媒を仝〈使用せずに、水のみを用いてショ糖脂肪
酸エステルを精製する方法に関するものである。

【従来の技術】

（１＋ｆ景） 現在、界面活性剤として有用なショ糖脂肪酸エステルは
１工業的にショ糖とＣ８〜Ｃ２２の高級脂肪酸メチルエ
ステルとを溶媒（ジメチルホルムアミドやジメチルスル
ホキシドなど）中で適当な触媒下で反応させるか（溶媒
法：特公昭３５−１３１０２）又は溶媒を用いずに水を
使って糖を脂肪酸石鹸と共に溶融混合物とした後、触媒
の存在下に高級脂肪酸メチルエステルと反応させること
（水媒法：特公昭５１−１４４８５号）により得られて
いる。しかし、これら二種の合成法のいずれによっても
、その反応混合物中には、目的とするショ糖脂肪酸エス
テルの他、未反応の糖、未反応の脂肪酸メチルエステル
、残留触媒、石船、１ｉ敲脂肪酸等の夾雑物を含んでお
り、これらの夾雑物のうち含量が規足賃を越す不純分は
、製品と成る以前に除去されなければならない。特に、
！−２夾雑物のうち、未反＋４；の糖の除去は、そのｒ
ｌｌが多いだけに最も改変である。 （従来技術の問題点） ところで、ショ糖脂肪酸エステルの反応混合物から未反
応の砧を除去するｒ段としては１通常の溶媒がショ糖を
殆ど溶解する能力を有しないことを利用して１反応混合
物に溶媒を加え、夾雑する未反応糖を沈殿物として除去
する方法が従来から一般的に用いられてｙた。しかし、
小規模な場合はともかく、工業的規模でショ糖脂肪酸エ
ステルの生産に携わるＴ場においては、溶媒回収の−ｒ
数、火災の危険性、作業員に対する労働衛生１−の問題
など、溶媒取扱の不便さは目に余るものがある。しかし
他に有力な手段が存在しないため、未反応糖の除去には
依然として溶媒が使用されており、このことは、例えば
特公昭４２−１１５８８や開閉４８１０４４８に　ブチ
ルアルコール、トルエン、メチルエチルケトン、酢酸エ
チル等の溶媒が未反応糖の除去を含む精製シこ有効であ
ると明記されている通りである。 今、参考までに溶媒の取扱いに伴う不利益を列挙すれば
以下のようである。 ′りｌ１ｌ）ｌ！発、火災の危険性。 ＋ｆ＋　　ｈの■に備えた′１［気装置のｔ！／ｊ爆化
。 （３）　　上の（ｉ）に備えた製造装置の密閉化。 （４）　　上の■に備えた建物全体の耐火構造化。 （６）トの（り）、■、（４）による固定費の）−Ｈ。 （６）　　溶媒の損耗による原価の上昇。 （７）製品ショ糖脂肪酸エステル中に残留する残留溶媒
の負効果。 Ｖａ＋従業負の廿康−Ｌへの悪）ン胃、ひいてはこれに
よるＦ数の増大の原価の１．昇。

【発明が解決しようとする課題】

このような状況から、従来１％溶媒で、即ち、合成にお
いても又精製においても水以外の溶剤を全く使用せずに
、ショ糖脂肪酸エステルを合成し、かつ精製できる技術
の開発が待望されてきた。 本発明が解決しようとする課題は、仝〈溶媒を使用せず
に、ショ糖脂肪酸エステルを精製する技術を確ヴするこ
とである。

【課題を解決するための１段】 （概要） 以上の課題を解決せんがため１本発明に係るンヨ糖脂肪
酸エステルの精製方法は、水媒法によって合成された未
反応のショ糖、未反応の脂肪酸メチルエステル、触媒、
石鹸、脂肪ｌｖ等を含むシヨ糖脂肪酸エステル含有反Ｉ
５混合物を、中性のＰＨ領領域なるように調節し、水、
中性塩及びショ糖を加えることによって生ずる沈殿物に
水を加えて溶解させ、得られた水溶液を加圧下に限外症
過膜に接触させて残余の未反応のショ糖、加えられたシ
Ｍ糖及び触媒から生成した塩及び加えられた中性塩の四
者を水と共に該膜を透過させて分離することを特徴とす
る。以下、発明の原理、実施条件その他、発明の詳細に
つき記述する。 （ａ　水媒法ＳＥ合成反応混合物） 水媒法合成によるＳＨの精製法は、ショ糖を水の存在下
゛に脂肪酸石鹸と共に溶融混合物とじた後、触媒の存在
下に高級脂肪酸メチルエステルと反応させる方法であっ
て（特公昭５１−１４４８５等）その特徴は、その反応
混合物が、溶媒法合成による当該混合物に比較して１石
鹸をより多く含む反面残留する反応溶媒を含まないとい
う利点を持つことである。 水媒法で合成されたＳＥ反応混合物は、概ね以下の範囲
のＭｌ成を右する。 ショ糖脂肪酸エステル　　　−１５〜７４ｚ未反応糖　
　　　　　　　　＝１．０〜８０％未反応脂肪酸メチル
エステル−０，５〜ｌＯ％ｉ＆Ｍカリウム由来の中性塩
　＝０．０５〜７％石階　　　　　　　　　　　　２１
０〜５０％脂肪酸　　　　　　　　　　＝０．５〜１０
％このとき、ＳＨのエステル分布は、モノエステルｌＯ
〜７５％（ジエステル以上が９０〜２５ｚ）である。 そして、脂肪酸メチルエステル、石鹸及び脂肪酸の夫々
に主として含まれる脂肪耐根は、飽和であって、共通の
Ｃ１ｂ”Ｃ７？の炭２拓数を持つ。 （以下余白） （ａ−１加水） 次に、上の反応混合物に対して水を 水：反応混合物＝５＝１〜４０：ｌ（重州北）・（＋）
式の割合になるように、更に望ましくは、水・反応混合
物＝　２０　：　ｌ（Ｐ、　：ａｌｔ）・・・・・・・
・（２）式の割合に加えると共に、ＰＨを６．２〜８．
２、望ましくはｐＨ７，５とする。 この場合、水の添力し１合がトの範囲から外れ、例えば
、水と反応混合物との州北が５未満となった場合は、得
られた水溶液の粘度が大となり、実質的に以後の操作が
困難となる。また、逆に、水と反応混合物との量比が４
０超過となる程に過剰の水を加えた場合は、粘度が小と
なって以後の操作が容易となるが、反面、未反応糖等の
回収に際して水分の除去に多大のエネルギーコストを必
要とすることになって、経済性が低下する。 更に、水溶液のｐＨは、目的とするＳＥの分解奢避ける
ため、　Ｐ）１６．２〜８．２の間に調整されるのが好
ましい、ｐＨ８，２以上の水素イオン濃度下では、アル
カリによる足場的なＳＥの分解が起こる心配があり、ま
たｐＨ８，２以下の弱耐性域でも、例えば８０℃以上の
高温にさらされると、酸分解の恐れがある。 （ａ−２塩析） 以上の如＜ｐＨ調整されたＳＥ反応混合物の水溶液を、
なるべく５０〜８０℃に保って、更に中性塩及びショ糖
を加える。この場合、加えるべき中性塩は、先ず下式（
３）を満たしているのが好ましい。 ＝　０．０１５〜０．１２　（重量比）・・・・・・・
・（３）ここで、 合計塩脣＝加えるべき中性塩量＋触媒から形成される基
量・・・・・・・・・・・・・・（４）合計糖量＝加え
るべきシヨ糖量＋当初からの未反応糖量　・・・・・・
・・・・・・・・（５）次に、加えるべきショ糖の量は
、下式（６）により定められるのがよい。 （以下余白） ＝　０．０２５〜０．２０　（重量比）・・・・・・・
・・・（６）更に、上記の両式に加え１合計基量と合計
糖ｊ詐の重量比率もまた、下式（７）を満足しているの
が好ましい。 本発明者らは、上記式（３）　、　（８）及び（７）を
王者共に満たす量の中性塩及びショ糖を加えて得たＳＥ
の沈殿を含む水溶液を、５０〜８０°Ｃまで加熱昇温さ
せると、略々近似的に全Ｆ五のＳＥが沈殿することを見
出した。この現象は特異な現象であると共に１発明目的
ト１重要な価値を有するものである。 添付の：ｊＳ１図は、この現象をより詳しく示す三元グ
ラフである。この図において 水相側に溶解しているＳＨの重ｒＭ＝Ｙ［ｇ］沈殿して
いるＳＥの重？＝Ｘ　［ｇ］ 全ＳＥ　（Ｘ＋Ｙ）［ｇ］　に対して、水相側に溶解し
ているＳＨの重量割合＝φ［％］ とすれば、φは下式（８）で定義される。 ここで、以下の条件７ 温度＝８０℃、ｐＨ−７，５、 水：反応混合物＝７．４　　：　１　（重に比）脂肪酸
残基＝ステアリン酸 反応混合物の組成 ショ糖脂肪酸エステル　　　＝２９％ 未反応糖　　　　　　　　　＝３５％ 未反応脂肪酸メチルエステル＝２％ 触媒由来の塩　　　　　　　＝　１％ 石鹸　　　　　　　　　　　＝３２％ 脂肪酸　　　　　　　　　　＝　１％ ＳＥ中のエステル分布：モノエステル＝６５％ジエステ
ル以上＝３５％ において、φの値がどのように変化するかが三角座標で
示される。 ここに、合計塩は式（４）により、合計糖は式（５）に
より夫々で定義された計であって水量十合計塩遍十合計
糖星＝１００％ として表示しである。 本第１図の斜線の部分は、本発明者らが発見した式（３
）、式（６）、及び式（７）を同時に満たす領域である
。 この名４線の部分に入るような中性塩及びショ糖の溶解
（１髪を決めることによって、実質的にφ＝０即ち、近
似的に全量のＳＥを沈殿化することができ、沈殿したＳ
Ｅの吐取又は遠心分離により、水相側に溶解している夾
雑物と完全に分離することができる。 以上で得られたＳＥの沈殿物は、まだ残余の糖及び塩を
含んでいる息吹の工程で加水され、水溶状となり、限外
絽過膜で処理され、前記の残余の糖及び塩を除去される
。 （ｂ　限外濾過） （ｂ−１原理） ショ糖脂肪酸エステルが、水溶液中で一定の条件下で相
互に合一して高分子量のミセル構造の集合体を作ること
は、公知（出願大会社団（シュガーエステル物語）１０
２頁）の事実である。 ところで糖脂肪酸エステルには、ショ糖の分子の８個の
水酸基の酸素原子のいずれかに、夫々１個〜３個のＣ８
〜Ｃ２２脂肪酸残基が結合したモノエステル、ジエステ
ル及びトリエステル等の種類がある０周知の如く、モノ
エステルは、親木性がジエステルやトリエステルに比較
して大きい代りに、水中におけるミセル形成の度合いが
小さいので、比較的低分子量の（分子の直径の小さい）
ショ糖脂肪酸エステルミセル集合体を形成する。 逆に、ジエステルやトリエステルは、親木性が比較的小
さい代りにミセル形成能が極めて大きいので、水中では
、極めて大きな分子量の（即ち５分子径の大きい）ショ
糖脂肪酸エステルミセル集合体を形成する。重版のショ
糖脂肪酸エステルでは、モノエステル単品として製造さ
れることは椙であって、通常はモノエステルの含量が、
例えば７０％、５０％、３０％・・・といった混合組成
物として製造されている。 本発明者らは、上記課題の解決を目指して研究を重ねた
結果、例えば、モノエステルの含量が７０％と多いショ
糖脂肪酸エステルは、モノエステル含量が５０％と少な
いショ糖脂肪酸エステルに比べて、より低分子量のショ
糖脂肪酸エステル集合体を作るので、その分、集合体の
微視的径が小さいこと、従って、一定の孔径を有する限
外癌過膜に対してモノエステル含有量５０％のショ糖脂
肪酸エステルよりも通過し易く、このため、未反応の糖
や触媒からの副生塩（触媒を酸で中和したとき形成され
たもの）等と一緒に膜を通過してしまい易いという望ま
しくない傾向を有することを知った。そこで未発１１者
らは、これに対する対策として、モノエステル含量の高
い不純ショ糖脂肪酸エステルから未反応の糖、触媒由来
の塩等を除去したい場合は、分画分子量の小さい（１’
、ｌＩち、孔径の小さい）ｉｆ！過膜を選定するのがよ
いこと、及び逆にモノエステル含量の低いショ糖脂肪酸
エステルの場合には、分画分子量の大きい（即ち、孔径
の大きい）ｉ！！過膜を選定するのが処理速度を早める
ため好都合であることを見出した。 尚１発明者らは、反応混合物中に含まれている物質のう
ち、未反応の脂肪酸メチルエステル、石鹸及び脂肪酸の
王者は、ショ糖脂肪酸エステルのミセル構造集合体中に
内包された状態で存在するため、ショ糖脂肪酸エステル
とそれらの王者を濾過手段により分離するのは事実上不
可能であることも、多くの実験結果から確認した。 かくして、多くの実験から、帰納された結論は、圧力を
駆動源として濾過膜（適当な分画分子量を持つ）を水と
共に通過できる不純物質は、未反応の糖、加えられたシ
ョ糖、触媒由来の塩及び加えられた中性塩の西署であり
、一方、高分子量のミセル集合体中に取り込まれて一過
膜を通過できない物質は、ショ糖脂肪酸エステル、未反
応の脂肪酸メチルエステル、石鹸及びＭＬ＃脂肪酸等で
ある。 本発明者は、これらの事実を巧妙に利用すると共に、適
当な分画分子量を持つ濾過膜の選定によって、未反応の
糖、触媒由来の塩の王者をショ糖脂肪酸エステル、未反
応の脂肪酸メチルエステル、石鹸及び脂肪酸の西署から
分離、除去するのに成功したものである。 ＜＜ｂ−２ｉ１！過対象物質の分子量）適ちな分画分子
量を持つ限外症過膜を選定するためには、対象物質の大
略の分子量を知っておく必要がある０発明と関連するこ
れら単一物質の分子には以下の通りである。 ○ショ糖＝３４２ ０未反応の脂肪酸メチルエステル ステアリン酸メチルエステル＝２９゜ Ｏ触媒（Ｋ；□００３）の中和により発生する塩乳酸を
使う場合→乳酸カリウム＝１２８酢酸を使う場合→酢酸
カリウム＝９８ ０加えられた中性塩 食塩の場合＝　　５８．５ ０シヨ糖脂肪酸エステル（ミセル集合体を作らない屯に
体として） ショ糖モノステアレート＝　　ｅｏ。 ショ糖ジステアレート＝８５８ シヨ糖トリステアレート＝１狙６ なお、ミリステート、パルミテート、アラキネート、ベ
ヘネートなどの他の脂肪酸エステルについても分子量に
大差はない。 ○石鹸 ステアリン酸ナトリウム：２９８ ステアリン酸カリウム＝３１４ ０脂肪酸 ステアリン酸　＝２７６ ０水　　　　　　　＝　　１８ ところで、ジオ糖脂肪酸エステルのミセルａ造の集合体
の見掛は分子が（以下（シヨ糖脂肪酸エステルミセル集
合体の分子量）と称す）については、実験的に以下のよ
うに仮定できる。 実際の水溶液中のショ糖脂肪酸エステルは、水中にてミ
セル集合体を形成しているから、例えば、ショ糖脂肪酸
エステルのミセル会合数が１０個の場合、該ミセル集合
体の分子量は モノエステル１００％として、 ◇モノエステル単砥体の分子ｆｆｉ　（８００）ＸＩＯ
＝ｅ、ｏｏ。 ジエステル１００％として ◇ジエステル弔ｊ、を体の分子量（８５０）ｘｌ（ｂ　
８，５８０トリ工ステル１００％として ◇トリエステルノ分子ｒ＋；：（１，１１８）ＸＩＯ＝
］ｌ、１６０となる。 実際のショ糖脂肪酸エステルは、モノエステル、ジエス
テル及びトリエステルの混合物であるから、ショ＠１４
脂肋酎エステルのミセル集合体の分子量、としては、そ
の平均分子ｒ−を定茂すればよい。 （ｂ−３濾過膜の分画分子ｖ−） 発明目的に適った膜の選定は、次のようにして行なう。 先ず、分画分子、ＩＩ￥が２００の限外濾過膜では、水
膜へ水溶液状態の反応混合物を榮圧しながら供給して、
ＳＥから未反応側、加えられたシヨ糖、触媒（Ｋ２　Ｃ
Ｃｈ　）から生じた塩及び加えられた中性塩の四譜の除
去を狙っても、その濾過膜で、分離され得るのは、濾過
膜の分画分子’；’（２００よりも低い分子Ｕを持つ水
、触媒（Ｋ２　Ｃ０３）から生じた塩及び加えられた中
性塩のみである０分画分子量２００より大きい分子量３
４２のショ糖は、全く濾過膜を透過しないから、未反応
側はショ糖脂肪酸エステルより分離、除去できない。 次に、分画分子量が５，０００の濾過膜の場合はショ糖
及び塩は、夫々の分子量が５，０００より小さいので、
ｌ！！過膜の微孔を容易に通過できる。ショ糖脂肪酸エ
ステルは、前述の通すミセル集合体を構成し、ミセル会
合数を例えば１０個と仮定すると、そのシヨ糖脂肪酸エ
ステルミ七ノＣ集合体の分子量は８，０００以上と推定
される。従って、濾過膜の分画分子量が５．０００より
大きいと、３４　ミセル集合体が微孔を通過できないも
のと推定されるがこの推定は実験的に確認されている。 最後に、分画分子量＋、０００の濾過膜の場合について
も検討したが、結果は予想の通りであった。 このように、限外濾過膜の分画分子量を適当に選定する
ことによって、ショ糖脂肪酸エステル反応混合物中の未
反応側を含む不純物の除去が可能となる。 （ｂ−４濾過Ｂ！２の共面すべき条件）ショ糖脂肪酸エ
ステル反応混合物に含まれる未反応側、１ｍえられたシ
ヨ糖、触媒（Ｋ；Ｃ１ｈ）から副生じた塩及び加えられ
た中性塩の四名をショ糖脂肪酸エステル、石鹸、未反応
の脂肪酸メチルエステル及び脂肪酸の四渚より分箸しよ
うとする場合、濾過膜の具備すべき条件は、該膜が適当
な分画分子１１Ｌを有する場合 ｆｌ）　　物理的な外力に対し、抵抗力かあること。 （２）耐熱性を有し、微生物によって分解されないこと
。 ■　適当な分画分子量を持ち、処理能力の大きいこと。 ■　耐用年数が長いこと。 〈＝１）経済的な価格で入りできること。 笠である。 近年の限外ｌｌ！過膜の製造における技術の進歩には著
しいものがあるから、重版のものでも後述の通り上の条
件を満たしているものが見出される。 （以下余白） （ｂ−５限外癌過の実際） 本発明の実施に好適な反応混合物の組成は、大兄 ショ糖脂肪酸エステル　１５％〜９５％、未反応糖　　
　　　　１．０％〜８０％未反応脂肪酸メチル エステル　　　　　　　０．５％〜１０％触々某（Ｋ２
　Ｃ０３）　　　　　　　　　　　０．０５％〜　７　
％、石ｌ！＋１ｉ１２．０％〜８０％、 脂肪酸　　　　　　　　０．５％〜ｌＯ％という範囲内
のものである。この組成の反応混合物から未反応糖、触
媒（Ｋ２　ＣＯｘ　）と酸の中和から生成する塩そして
、前工程で加えられたショ糖及び中性塩の四基を限外濾
過により除去しようとする場合、反応混合物中の脂肪酸
メチルエステルは、脂肪酸残基の炭素数ＣＩ６〜Ｃ２７
のものであってかつそれから誘導されるショ糖脂肪酸エ
ステルは、飽和であるのがよい。 ショ糖脂肪酸エステル合成に供せられる触媒としては、
炭酸カリ（Ｋ２　Ｃ０３）が代表的であるが股のアルコ
リシス反応に使用される触媒、例えば炭酸ナトリウムや
ナトリウムアルコキシドも利用できる。 石船、脂肪酸の種類は、上記の脂肪酸メチルエステルに
対応しておればよい。 本発明の実施に際しては、前述の水媒法合成になるショ
糖脂肪酸エステル反応混合物を中性領域のｐＨに調節し
、前述の通り中性塩及びショ糖を含む水を、水：反応混
合物＝５＝１〜４０：　ｌ　日峰比）になるように、さ
らに々ｆましくは、水：反応混合物＝２０：！、（重；
ｊ、比）の割合で該反応混合物に加えて溶解させる。シ
ョ糖脂肪酸エステルはアルカリ性下において加水分解を
受は易いから、その加水分解を防ぐため、液のＰＨを６
．５〜８．０に調整する。この際、ｐＨ調整のために用
いる酸としては、乳酸、酢酸の如き４′Ｔ機酸や塩酸、
硫酸のような無機酸が利用される。このようにすれば、
ショ糖脂肪酸エステルの大略、金星は沈殿する。この沈
殿には不純物が未だ附随しているので、沈殿ケーキを癌
別して、沈殿ケーキに水を加え必要に応して加熱して溶
解状態のＳＥを得て後、５０°Ｃ近辺に保ち、限外濾過
に通すことによって、不純物が除去できる。発明者らは
、該温度が特に４０〜６０°Ｃの温度範囲内に在るとき
、最大の濾過速度が得られることを見出した。即ち、濾
過温度を４０〜６０°Ｃ１最適には約５０°Ｃ付近に調
温することにより、後述の理由で、糖及び塩は、水と共
番ζ最も効率良く濾過膜を通過する。この理由は、４０
〜６０℃に於てシー１糖脂肪酸エステルのミセル集合体
の分子が巨大化する結果、ミセル集合体の総数が減少し
、未反応糖等の元来ミセル集合体の形成に関ゲレない物
質がショ糖脂肪酸エステルの抵抗を受は難くなり、その
分、未反応糖等が通過し易くなることに因るものと推測
される。 公知の如く、ショ糖脂肪酸エステル水溶液は一般に４０
〜８０℃の間で最大の粘度を示す（上掲書１０３頁）が
、これは、その温度範囲内で最大の分子量を持ち得るこ
とを示唆するものであり、このｔ実からも、４０〜６０
℃の範囲で未反応糖等が最大の通過速度を示す理由を説
明できる。 かくして、４０〜６０℃に維持されたショ糖脂肪酸エス
テルを含む反応混合物水溶液を、ポンプにより１〜２０
　Ｋｇ／ｃｍ’Ｇまで加圧して駆動源としての圧力をか
け、ｐＨ８，２〜８．２の水素イオン濃度領域で限外濾
過膜に接触させる。ここに！！過膜としてセルロース系
のものは物理的に弱いだけでなくかつ微生物にも侵され
易いので、実用り余り望ましくない、実用的に好適であ
るのは、支持層で補強されたポリスルホン製もしくはポ
リ弗化ビニリデン製の膜である。これら両種の濾過膜は
現在南限されており、耐熱性、耐酸性、耐アルカリ性４
こ優れ、物理的外力にも強く、しかも微生物が膜面で増
殖することもない。 前述の通り、濾過１１１２の万両分子ｈ１の決定に際し
ては、ショ糖脂肪酸エステルの洩れなしに未反応糖等の
分離が効率よく行なわれ、かつＩｌ！過速度も大である
範囲のものを選定することが重要である０発明者らは、
検ａ＝ｔの結果、ショ糖脂肪酸エステルの洩れが無く、
しかも糖及び塩の分離性が損なわれず、しかも濾過速度
が大であるという希望条件を満たす膜の分画分子量とし
て、　１，０００〜１００．０００の範囲内のものが好
適であること、及び、とりわけショ糖脂肪酸エステルの
洩れなく、しかも工業的な規模での処理に適したものと
して、分画分子Ｑ５，０００の濾過膜が最も好ましいこ
とを発見した。　５，０００超過の分画分子量のもので
は、僅かではあるがショ糖脂肪酸エステルの洩れが発生
し、逆に５．０００未満の分画分子量の膜では、濾過速
度が減少する。しかしいずれの場合でも、工業的に採算
に乗らない程の不利益をもたらすものではない。 現在市販の濾過膜のうちで、発明目的に適うものとして
は、例えば東しエンジニアリングーの販売に係る限界濾
過膜のうち、商品名＜（ＴＥＲＰ−Ｅ−５＞＞（ポリ弗
化ビニリデン系）　、　　＜＜ＴＥＲＰ−）ＩＦ−１０
＞＞　　（ポリスルホン系）及び＜＜ＴＥＲＰ−）ＩＦ
−１００＞＞　　（ポリスルホン系）等がある。 上記濾過膜＜＜　ＴＥＲＰ−ＨＦ−１０＞＞　　（分画
分子量＝１０．０００の限外濾過膜）によると、ショ糖
脂肪酸エステル反応混合物の水溶液（ｐＨ・７．５）で
、水溶液中の組成が下表−１の場合で、温度５０℃、駆
動圧を５．０　Ｋｇ／ｃｍ′Ｇに高めたときの未反応側
の分離速度は、有効面積８ｍ’の限外１１！過１ｔ！２
（１ユニット当り）で、５．ＯＫ、・糖／時に達した。 これは工業的に充分な分離速度である。かつ塩の分離速
度も充分であった。因に、糖及び塩の除去率は、濾過膜
への通液回数の２ｇ１節によって充分高めることができ
るので、本鰹は、工業化に極めて有利である。 未反応ショ糖 触媒（Ｋ２　Ｃ０３） 未反応脂肪酸メチル（ステアレー 石鹸（ステアリ／酸カリ） 脂肪ｉ’１（ステアリン酸） 小計 水 水溶液 ４７．０ ０．５ ト）１．５ ３．０ ＋、０ １００、ＯＫ。 ２．０００゜ＯＫｇ ２．１００．０　Ｋｇ このように、限外濾過膜の利用により、ショ糖脂肪酸エ
ステル反応混合物から、工業的に容易に未反応側、触媒
（Ｋ２　ＣＯ３）からの副生塩の三者を一括して水と共
に除去することが可能となり、かくして、水、ショ糖及
び中性塩によって溶媒を一切使用せずに、未反応側と触
媒（Ｋ２ＣＯ２）からの副生塩を除こうとする目的が達
成される。 （Ｃ逆浸透） 以上の限外濾過手段により、被処理反応混合物中から未
反応のショ糖、触媒から副生じた塩の三者を除去された
残液（ショ糖脂肪酸エステル、未反応の脂肪酸メチルエ
ステル、６帥及び脂肪酸の西署の混合物を含む水溶液）
の組成は、固形公約１％〜４％、水分的９９％〜３６％
の範囲にあることが多い、従って、そのままではショ糖
脂肪酸エステルを得るための脱水用エネルギーコストが
過大となることは明らかである。 しかるに、本発明者らは研究結果、逆浸透膜の利用によ
り、極めて低コストの脱水、濃縮が可能となり、上記問
題を工業的に解決できることを見出した。 ここに使用する逆浸透膜が具備すべき条件としては、 ■　限外ｌ！！過後の水溶液から水のみを透過させるも
のであること、 偉）雑菌の繁炉によって劣化しないことＱ）＃熱、耐ア
ルカリ性であること Φ　水の除去能力に優れていること ■　耐用命数が長いこと、 などであるが、本発明者らは、研究の結果、特にポリエ
ーテル系の膜がポリスルホン製の支持体で補強された、
所謂複合膜より成り、かつ、分画分子量が６０である逆
浸透膜が目上好適であることを見出した。かかる目的に
適う市販品としては、例えば東しエンジニアリング■よ
り販売されているＰＥＣ１００Ｏがある。 以上の逆浸、透膜に、予め温度４０°Ｃ〜８０℃。 ｐＨ８，２〜８．２の領域内に７Ａ整された被処理水溶
液を加圧状態で接触させると、有効な脱水が行なわれる
ことが可能となる。この際、ＰＨが８．１未満ではショ
糖脂肪酸エステルが析出して逆浸透膜の細孔を塞ぎ、水
のみの細孔通過が不可能となる。逆に、ｐＨが８．３を
超えると、致命的なショ糖脂肪酸エステルの加水分解が
起こるので、これ以上のアルカリ性にしてはならない、
更に、温度が４０℃以下に低下すると、水分子が逆浸透
膜の細孔を通過する速度が、急激に低下する。一方、６
０℃以上になると、特に長時間の逆浸透に付したときシ
ョ糖脂肪酸エステルの加水分解が懸念されるので、これ
また回避されるべきである。なお、これら４０〜ｅｏ’
ｃという至適操作条件も、前述の限外症過温度と同様、
本発明者らが見出し得た条件である。 駆動源としての圧力は、工業的に望ましくは、５０ｋｇ
／ｃ＋＊２Ｇ　〜８５ｋｇ／ｃｗ２Ｇである。この条件
の下で、大略の水の除去速度は、逆浸透膜１ｒｎ’当り
０．０６〜０．８ｋｇ水／分と、工業的規模の大きい値
となる。 以上の好適な条件下においては、前記の囲者の混合物を
含む水溶液は、脱水されて水分６０〜９８％固形分４０
〜４％になるまで濃縮される。なお必要に応じ、逆浸透
膜以外の濃縮方法、例えば真空下での蒸発濃縮法などを
併用することにより、上記の値よりも、より高い濃度に
まで濃縮することができる。そうすることによって、例
えば次の工程の乾燥が、経済的に行い得る。

【作用】

ショ糖及び中性塩の相乗的なＳＥへの塩析効果によって
、多くの割合の不純物が除かれているショ糖脂肪酸エス
テル反応混合物中に含まれる種々の反応混合物の内、シ
ョ糖脂肪酸エステルは木とミセルを形成すると共に、本
ミセル内に未反応の脂肪酸メチルエステル、石鹸及び脂
肪酸が包みこまれ、この囲者は、いずれも限外濾過膜を
通過できないのに反し、ショ糖及び塩は水と一緒に限外
濾過膜を通過できるので、後者の２つを曲名の４つより
分離することができ、経済的に組成のショ側脂肪酩反応
混合物から精製されたショ糖脂肪酸エステルを精製する
ことができる。

【実施例】

以下、実施例により発明実施の態様及び効果を説明する
が、例示はｈ然説明用のものであって、発明思想の内包
・外延を限るものではない。 実施例−１ ステアリン酸メチルエステルとショ糖の水溶状混合物に
、炭酸カリウム（Ｋ２　ＣＯ３）及びステアリン酎ソー
ダを加え、常法（水媒法合成）に従って力熱し、真空下
でエステル交換を行い、下記組成の反応混合物を得た。 ショ糖脂肪酸エステル （モノエステル量＝５８％）　　　　　３１．５％未反
応シヨ糖　　　　　　　　　　３４．１％未反応ステア
リン酸メチル　　　　２．８％ステアリン酸　　　　　
　　　　　　　１．８％に２ＣＣＢ　　　　　　　　　
　　　　　　　０．８％ステアリン酸塩　　　　　　　
　　　２８．９％小計　　　　　　　　　　　　１００
．０％以上の反応混合物ｌｏｏｋｇに４　、　＋００ｋ
ｇの水（７８ｋｇのショ糖と８２に、の食塩を含む）を
添加し、５０℃で６０分間攪拌した。白色のＳＨの沈殿
ケーキが生じ、予め液のｐＨは７．８に調節した。沈殿
ケーキを濾別して、５０″Ｃで加水して溶解させた。 この水溶液を、東しエンジニアリング■阪売に係る限外
濾過膜（商品名＜＜ＴＥＲＰ−Ｅ−５＞＞　　（分画分
子ｔδ−５，０００）を装置した膜面ｌＡ８　ｍ’のス
パイラル第４″円筒ユニットに送液した。 件は 送付圧力＝　ｌｏ、ｏｋｇ／ｃ＋ａｚＧ送液温度＝　５
３送液温度−５３，５℃液中の固形分濃度＝８０％ このときの四転条 であった。 通液開始から９時間後に、絽過膜より排出されたショ１
すは３３％除去されていた。また濾液中へのショ糖脂肪
酸エステルの洩れは、反応混合物中に最初含まれていた
帛に対して僅か０．１％であり、塩は、３７．０％が除
去された。 以北の操作によって、濃縮された反応混合物の液−１は
２，８００ｋｇとなり、他方濾過膜を通過した吐液のＩ
ｄは１，４００ｋｇとなっていた。 次に、この濃縮液２，８００ｋｇに、再び２，８００ｋ
ｇの脱イオン水を添加し、５０°Ｃで６０分間攪拌、溶
解させ、ｐＨを７．４にした後、もう−度前述のＩｌ！
過膜に供給した。 前述と大略同条件で運転を行なったところ、通液１８８
￥間後には、濃縮液２，８００ｋｇが得られた。 ［１的とするショ糖ステアリン酸エステルの８９％以に
の回収ができているほか、糖の７５％、塩の略々７Ｓ％
が夫々除去されていることが判った。しかし未反応のス
テアリン酸メチル、ステアリン酸、ステアリン酸塩の三
者は、ショ糖ステアリン酸エステルに随伴しているため
除去されていなかった。 次に、上の再ｃｌｉｌ液２，８００ｋｇを、東しエンジ
ニアリング株販売に係る！！！浸透膜（商品名＜＜ＰＥ
１０００　＞＞分画分子￥＝　６０　）を装置した膜面
積８ｒｎ’のスパイラル型円筒ユニットに温度５０℃で
供給した。この際の運転条件は、 送付圧力＝５７ｋｇ／ｃｍ’Ｇ　〜５９ｋｇ／ｃｍ’Ｇ
液のｐＨ＝　７．８ であった。 １６時間後、逆浸透膜で濃縮された濃縮液の闇は１．４
００ｋｇ　テあツタ（計ｎ　−）、　（７）　ａ液量は
ｌ　、４００ｋｇ）。 このように、ｅＲ縮液中の水の大略゛ト量だけが逆浸透
膜を通して除去できることが知られた。また、絽液中に
は観測される程の丑の物質は見られなかった。

【発明の効果】

以七説明した通り、本発明に係るショ糖脂肪酸エステル
の精製方法は、ショ糖及び中性塩を含む水によるＳＥ沈
殿、限外濾過法、逆浸透法を巧妙に組合わせることによ
り、有機溶媒を全く使用せずに、経済的に高純度のショ
糖脂肪酸エステルを量産する技術を提供し得るものであ
って、産業上多大の価値を有するものである。 以下、参考まで発明による利点を列挙しておく ■　合成においてもまた精製においても溶媒を全く使用
することなく、安価な水の使用でショ糖脂肪酸エステル
の精製が可能であること。 ｆ’２）　　有機溶媒を使用しないから、高価な防爆仕
様の電気装置が不安となること。 ′３）　　有機溶媒を使用しないから、溶剤により爆発
、火災塔の懸合がないこと。 ４）　有機溶媒を使用しないがら、溶媒が製品中へ混入
する恐れがないこと。 くか　有機溶媒を使用しないがら、溶媒蒸気による従業
Ｃ１への悪影響がないこと。 ＋６＋　　、ｐ業的規模のプラント化が、上記諸理由か
らで極めて容易であること。 （７）安全で低価格なプラント化が可能であること。

【図面の簡単な説明】

第１図は、水、合計糖及び合計用品■の変化と水相中に
溶存するｓＥ州との関係を示す三元グラフである。 特許出願人　第一工業製薬株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　未反応のショ糖、未反応の脂肪酸メチルエステル、
   触媒、石鹸、脂肪酸等を含む水媒法合成になるショ糖脂
   肪酸エステル含有反応混合物を中性領域のｐＨに調整し
   水、中性塩及びショ糖を加えることにより生ずる沈殿物
   に水を加えて溶解して限外濾過膜に接触させて未反応の
   ショ糖及び塩を水と共に該膜を透過させて分離し、残余
   のショ糖脂肪酸エステル、未反応の脂肪酸メチルエステ
   ル、石鹸及び脂肪酸の四者を含む水溶液を、逆浸透膜と
   接触させスラリー化させてなるショ糖脂肪酸エステルの
   精製方法。 ２　反応混合物の組成が、 未反応ショ糖＝１．０〜８０％ 未反応脂肪酸メチルエステル＝０．５〜１０％触媒（Ｋ
   ＿２ＣＯ＿３として）＝０．０５〜７％石鹸＝２．０〜
   ６０％ 脂肪酸＝０．５〜１０％ ショ糖脂肪酸エステル＝１５〜９５％ なる請求項１記載の製造方法。 ３　反応混合物が、ｐＨ６．２〜８．２に調整される請
   求項１記載の方法。 ４　ｐＨ調整後の反応混合物が、５０〜８０℃に加熱さ
   れる請求項１記載の方法。 ５　反応混合物に加えられる水と反応混合物の重量比が
   、水：反応混合物＝５：１〜４０：１である請求項１記
   載の方法。 ６　下記の関係式に従って、中性塩及びショ糖が反応混
   合物に添加される請求項１記載の方法。 （合計塩量／水量＋合計塩量＋合計糖量）＝０．０１５
   〜０．１２かつ、 （合計糖量／水量＋合計塩量＋合計糖量）＝０．０２５
   〜０．２０かつ、 合計塩量／合計糖量＝０．４〜０．６ ここで、 合計塩量＝加えられるべき中性塩量＋触媒の中和によっ
   て生成する塩量 合計糖量＝加えられるべきショ糖量＋当初からの未反応
   糖量 ７　反応混合物のｐＨの調整に使用される酸が、乳酸、
   酢酸、塩酸及び硫酸からなる群から選ばれた酸のいずれ
   かである請求項１又は３記載の方法。 ８　反応混合物中の脂肪酸メチルエステル、石鹸及び脂
   肪酸の夫々に主として含まれる脂肪酸根が、炭素数が１
   ６〜２２の共通飽和脂肪酸根を持つ請求項１又は２記載
   の方法。 ９　反応混合物に加えられる中性塩が、食塩、芒硝、乳
   酸カリウム及び酢酸カリウムからなる群から選ばれた塩
   のいずれかである請求項１又は６記載の方法。 １０　ショ糖脂肪酸エステルのエステル分布が、モノエ
   ステル含分として、１０〜７５％（ジエステル以上が９
   ０〜２５％）である請求項１又は２記載の方法。 １１　限外濾過膜が、ポリスルホン系又はポリ弗化ビニ
   リデン系樹脂から構成され、かつその分画分子量が１，
   ０００〜１００，０００である請求項１記載の製造方法
   。 １２　限外濾過時の圧力が、１〜２０ｋｇ／ｃｍ＾２で
   ある請求項１又は５記載の製造方法。 １３　逆浸透膜がポリエーテル系樹脂から構成され、か
   つその分画分子量が６０である請求項１記載の製造方法
   。 １４　逆浸透時の圧力が、５０〜６５ｋｇ／ｃｍ＾２Ｇ
   である請求項１又は１３記載の製造方法。 １５　逆浸透膜と接触させ、さらに水溶液を蒸発濃縮し
   てスラリー化する請求項１記載の製造方法。