NO820104L

NO820104L - PROCEDURE FOR INSULATING VALUABLE INGREDIENTS FROM PLANT MATERIAL

Info

Publication number: NO820104L
Application number: NO820104A
Authority: NO
Inventors: Helmut Olberg; Walter Heigel; Henning Heinemann; Wolfgang Milkowski
Original assignee: Kali Chemie Pharma Gmbh
Priority date: 1981-01-15
Filing date: 1982-01-14
Publication date: 1982-07-16
Also published as: SE8200069L; FR2497823A1; GB2091292B; ES508714A0; JPS57145195A; BE891781A; FI820074L; ATA560081A; DK12982A; IT1195293B; FI820074A7; DE3101025A1; ZA817997B; IL64587A0; NL8105301A; AU7951282A; NZ199390A; PT74018B; DD201915A5; ES8306788A1

Description

Oppfinnelsen gjelder fremgangsmåte for isolering av verdifulle bestanddeler fra plantemateriale ved ekstraksjon av plantedeler med gass under overkritiske betingelser. The invention relates to a method for isolating valuable components from plant material by extracting plant parts with gas under supercritical conditions.

Frøkjerner fra planter av arten Simmondsia (simmondsia chinensis og simmondsia california) består i moden tilstand av 45 til 50 vekt% av sin totalvekt av en flytende voks. Denne voks er en blanding av langkjedede fettsyreestere hvis syrebestanddel dannes av høyere, lineære syrer og hvis alkoholbestanddel dannes av høyere, énverdige alkoholer. Seed kernels from plants of the species Simmondsia (simmondsia chinensis and simmondsia california) in the mature state consist of 45 to 50% by weight of their total weight of a liquid wax. This wax is a mixture of long-chain fatty acid esters whose acid component is formed from higher, linear acids and whose alcohol component is formed from higher, monohydric alcohols.

Den skiller seg således vesentlig fra normale planteoljer, hvilke som bekjent er triglycerider av glycerol. På grunn av sin gode stabilitet finner den mangesidig anvendelse, f.eks. også som bærersubstans i kosmetiske eller farmasøyt-iske preparater. It thus differs significantly from normal vegetable oils, which are known to be triglycerides of glycerol. Due to its good stability, it finds versatile use, e.g. also as a carrier substance in cosmetic or pharmaceutical preparations.

De fremgangsmåter som til nå er anvendt for utskillelse og isolering av voksen, er kold eller varm utpressing av frø-kjernen. eller ekstraksjon av voksen med forskjellige løs-ningsmidler fra på forhånd malte eller pressede frøkjerner. The methods that have been used until now for the secretion and isolation of the wax are cold or hot pressing of the seed core. or extraction of wax with various solvents from pre-ground or pressed seed kernels.

Bortsett fra at det ved mekanisk utpressing bare kan utvinnes ca. 60 til 70% av voksandelen, inneholder handels-vanlig kvalitet som er utvunnet ved pressing, fortsatt andeler av cellemateriale. Disse celleandeler som virker forstyrrende for mange formål, må fraskilles i spesielle fremgangsmåtetrinn. Derved viser det seg imidlertid at spesielt filtreringsfremgangsmåter som anvender seg av van-lige filtermedier, som f.eks. kiselgur, silicagel, blekejord eller leire, riktignok gir et produkt som er fritt for faste andeler, men disse filtreringsfremgangsmåter har en ugunstig innvirkning på voksens stabilitet. Således blir voks som er renset ved filtrering gjennom aktive medier, raskt harsk og ubrukbar. Apart from the fact that by mechanical extortion only approx. 60 to 70% of the wax share, commercial quality which is extracted by pressing, still contains shares of cell material. These cell proportions, which are disruptive for many purposes, must be separated in special method steps. Thereby, however, it turns out that especially filtration methods that use ordinary filter media, such as e.g. kieselguhr, silica gel, bleaching earth or clay, indeed give a product free of solids, but these filtration methods have an adverse effect on the stability of the wax. Thus, wax that has been purified by filtration through active media quickly becomes rancid and unusable.

Fremgangsmåter for ekstraksjon av voksandelen ved hjelp av løsningsmidler er hittil ikke anvendt teknisk. Dessuten inneholder produkter som er oppnådd på denne måte, fortsatt løsningsmiddelrester. Uten ytterligere renseoperasjoner er de således ikke anvendbare for eksempelvis kosmetiske eller farmasøytiske formål. Methods for extracting the wax portion using solvents have not been used technically to date. Moreover, products obtained in this way still contain solvent residues. Without further cleaning operations, they are thus not usable for, for example, cosmetic or pharmaceutical purposes.

Oppfinnelsens oppgave er å overvinne ulempene ved tek- The task of the invention is to overcome the disadvantages of tech-

nikkens stand.nodding condition.

Oppgaven løses ved at frøkjerner av arten Simmondsia ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ekstraheres under overkritiske betingelser ved hjelp av gass og at det utvinnes ren, stabil plantevoks som verdifullt stoff. The task is solved by extracting seed kernels of the species Simmondsia in the method according to the invention under supercritical conditions using gas and extracting pure, stable plant wax as a valuable substance.

Som ekstraksjonsmiddel kan prinsipielt alle gasser som er fysiologisk ubetenkelige og er kjemisk inerte overfor plantevoksen, anvendes, som f.eks. C02, .CHF^ CF3~CF3, CHC1=CF2, CF2=CH2, CF3~CH3, CHF^CHg, CHF2C1,,CF3C1, CF2=CF2, CF2C12, CC13-CHC12, C3Fg, SFg, N20, S02, ethan, ethen, propan, propen osv. eller blandinger derav. Spesielt fore-trukket er anvendelse av C02. .I ekstraksjonstrinnet utsettes frøkjernene for ekstraks jonsmidlet under slike betingelser, ved hvilke gassen er overkritisk både når det gjelder temperatur, og trykk. In principle, all gases which are physiologically harmless and are chemically inert towards plant wax can be used as extraction agents, such as e.g. C02, .CHF^ CF3~CF3, CHC1=CF2, CF2=CH2, CF3~CH3, CHF^CHg, CHF2C1,,CF3C1, CF2=CF2, CF2C12, CC13-CHC12, C3Fg, SFg, N20, S02, ethane, ethene, propane, propene, etc. or mixtures thereof. Particularly preferred is the use of CO2. .In the extraction step, the seed kernels are exposed to the extraction agent under conditions where the gas is supercritical both in terms of temperature and pressure.

De kritiske parametre for de nevnte gasser er velkjente.The critical parameters for the aforementioned gases are well known.

De anvendte temperaturer ligger derved i området for den kritiske temperatur opptil 50°C, fortrinnsvis opptil 20°C over denne, de anvendte trykk i området for det kritiske trykk opptil 500 bar, fortrinnsvis opptil 350 bar over dette. The temperatures used are therefore in the range of the critical temperature up to 50°C, preferably up to 20°C above this, the pressures used in the range of the critical pressure up to 500 bar, preferably up to 350 bar above this.

Dersom G02anvendes som ekstraks jonsmiddel,. gjennom-føres ekstraksjonen ved temperaturer i området 31,3 til 80°C, fortrinnsvis til 50°C og trykk i området fra 72 til 600 bar, fortrinnsvis til 300 bar. If G02 is used as extraction agent, the extraction is carried out at temperatures in the range 31.3 to 80°C, preferably at 50°C and pressure in the range from 72 to 600 bar, preferably at 300 bar.

Fra ekstraksjonstrinnet overføres den fase som inneholder de verdifulle.stoffene til utskillelsestrinnet. Utskillelsen av de verdifulle bestanddelene skjer ved innstilling av underkritiske betingelser. Den anvendte temperatur ligger derved i området for den kritiske temperatur opptil 15°C under denne, det anvendte trykk i området for det kritiske trykk opptil 25 bar under dette. From the extraction stage, the phase containing the valuable substances is transferred to the separation stage. The separation of the valuable components takes place by setting subcritical conditions. The temperature used is therefore in the range of the critical temperature up to 15°C below this, the pressure used in the range of the critical pressure up to 25 bar below this.

Dersom C02anvendes som ekstraksjonsmiddel, gjennom-føres utskillelsen ved temperaturer i området fra 31,3 til 15°C og ved trykk i området fra 72 til 45 bar. If CO2 is used as an extractant, the separation is carried out at temperatures in the range from 31.3 to 15°C and at pressures in the range from 72 to 45 bar.

Dersom det arbeides som beskrevet, senkes løsnings-evnen til ekstraksjonsmidlet for de ekstraherte verdifulle stoffene ved innstillingen av underkritiske betingelser på en slik måte at disse utskilles fra ekstraksjonsmidlet i ut skillelsestrinnet og kan frasepareres under ekstraksjonen, f.eks. gjennom en sluse, eller etter avslutning av ekstraksjonen. Eventuelt dannes av fraskilte vannandeler en separat fase, og denne lar seg problemløst skille fra voksen. If it is worked as described, the solvency of the extractant for the extracted valuable substances is lowered by setting subcritical conditions in such a way that these are separated from the extractant in the separation step and can be separated during the extraction, e.g. through a lock, or after completion of the extraction. If necessary, a separate phase is formed from separated water parts, and this can be easily separated from the wax.

Ekstraksjonsmidlet kan anvendes omigjen direkte uten videre arbeids- og energi-intensiv rensing, slik.at det heller ikke opptrer noen problemer med utslipp. Før fornyet inn-føring i ekstraksjonstrinnet må det overføres til den overkritiske tilstand for trykk og temperatur, dvs. den for utskillelse foretatte temperatur- og trykkforandring omgjøres igjen. The extraction agent can be used again directly without further work- and energy-intensive cleaning, so that there are no problems with emissions either. Before reintroduction into the extraction step, it must be transferred to the supercritical state for pressure and temperature, i.e. the temperature and pressure change made for separation is reversed again.

Den utskilte plantevoks kan uttas ved satsvis drift etter avslutning av ekstraksjonen. Det er imidlertid også mulig å utta plantevoksen kontinuerlig under ekstraksjonen, f.eks. via en sluse. Ved begge driftsformer, er det til-strekkelig med ekstraksjonstider på 1 til 12 timer, fortrinnsvis 3 til 7 timer, for å oppnå sluttproduktet i ønsket renhet. The secreted plant wax can be extracted by batch operation after completion of the extraction. However, it is also possible to extract the plant wax continuously during the extraction, e.g. via a lock. In both modes of operation, extraction times of 1 to 12 hours, preferably 3 to 7 hours, are sufficient to obtain the final product in the desired purity.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gjør det også muligThe method according to the invention also makes it possible

å oppnå det ønskede produkt på kort tid under minimering av bruk av apparatur, arbeidskraft og energi såvel som under unngåelse av. belastning på omgivelsene. Sirkulasjonen av ekstraksjonsmidlet gir derved spesielt muligheten til å automatisere fremgangsmåteforløpet og dermed gjennomføre ekstraksjonen økonomisk. Den oppnådde plantevoks kan direkte anvendes i næringsmidler, farmasøytika eller kosmetika. Den kan også hydreres og anvendes som hydrert produkt. to achieve the desired product in a short time while minimizing the use of equipment, labor and energy as well as avoiding burden on the environment. The circulation of the extractant thereby provides in particular the opportunity to automate the procedure and thereby carry out the extraction economically. The obtained plant wax can be directly used in foodstuffs, pharmaceuticals or cosmetics. It can also be hydrated and used as a hydrated product.

Nærmere.fremgangsmåtebetingelser skal forklares i følgende eksempler: More detailed method conditions are to be explained in the following examples:

Eksempel 1 Example 1

100 g malte frøkjerner fylles i ekstraksjonsbeholderen og ekstraheres med C^-gass under overkritiske betingelser: 100 g of ground seed kernels are filled in the extraction container and extracted with C^ gas under supercritical conditions:

Det oppnås 41 g av en klar, lysegul voks som tas ut av utskillelsesbeholderen. Dessuten isoleres 3,5 g vann. I ekstraksjonskaret blir det tilbake 55 g av et pulverformig avoljet produkt. 41 g of a clear, pale yellow wax is obtained, which is taken out of the separation container. In addition, 3.5 g of water is isolated. 55 g of a powdery de-oiled product remains in the extraction vessel.

Analysen av voksen ga følgende sammensetning:The analysis of the wax gave the following composition:

Eksempel 2 Example 2

100 g frøkjerner som var befridd for frøhuden og malt, ekstraheres i ekstraksjonsbeholderen med C02_gass under overkritiske betingelser. 100 g of seed kernels that were freed from the seed coat and ground are extracted in the extraction vessel with C02_gas under supercritical conditions.

Ekstraksjonstid : 4 timer Extraction time: 4 hours

Det uttas 40 g klar, lysegul fettsyreesterblanding fra utskillelsesbeholderen. Dessuten isoleres 7,5 g vann. 40 g of clear, light yellow fatty acid ester mixture is removed from the separation container. In addition, 7.5 g of water is isolated.

I ekstraksjonskaret blir det tilbake 53 g av en pulverformig rest. 53 g of a powdery residue remains in the extraction vessel.

Eksempel 3Example 3

100 g malte frøkjerner fra Simmondsia chinensis-planten behandles med C02~gass under overkritiske betingelser: 100 g of ground seed kernels from the Simmondsia chinensis plant are treated with C02~ gas under supercritical conditions:

I utskillelsesbeholderen finnes 36 g klar, lysegul voks. I tillegg er det utskilt 3,5 g vann. I ekstraksjonsbeholderen finnes som rest 60 g avvokset utgangsmateriale. There are 36 g of clear, pale yellow wax in the secretion container. In addition, 3.5 g of water is secreted. 60 g of dewaxed starting material is found as a residue in the extraction container.

Claims

1. Method for isolating valuable constituents from plant material by extracting plant parts in an extraction step using gas under supercritical conditions for obtaining a phase with valuable constituents, transfer of this phase to a separation step, separation of the valuable constituents by setting of subcritical conditions and return of the gases to the extraction step, characterized by plant parts in the form of seed kernels of Simmondsia species being extracted with gas under supercritical conditions and that pure, stable plant wax is obtained as a valuable substance.

2. Method according to claim 1, characterized in that carbon dioxide is used as gas.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that temperatures in the range of critical temperature up to a) 50°C, preferably up to 20°C above this for the extraction step and b) 15°C below this for the separation step.

4. Method according to one of claims 1-3, characterized in that pressure is used in the range of the critical pressure up to a) 500 bar, preferably up to 350 bar above this for the extraction step and b) 25 bar below this for the separation step.