PL162894B1 - Sposób otrzymywania steroli z surowców tluszczowych PL - Google Patents

Abstract

Sposób otrzym ywania steroli z surowców tluszczowych poprzez zmydlenie surowca alko- holowym roztworem alkaliów w tem peraturze nie wyzszej niz 70°C, dodanie do zmydlonej mieszaniny 20-35% wody ogrzanej do 50-60°C, ogrzanie do wrzenia i oddzielenie wytraconego osadu, odmycie steroli od mydel, a nastepnie wysuszenie produktu i ewentualnie dalsze oczy- szczanie, znamienny tym, ze sterole odmywa sie od mydel za pom oca metanolu zawierajacego 15-30% wody. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania mieszaniny steroli z surowców tłuszczowych, zwłaszcza z odpadów przemysłu olejarskiego, tłuszczowego, z surowych olejów roślinnych i oleju talowego oraz z produktów jego przerobu.

Sterole roślinne (fitosterole) stanowią cenny emulgator, stosowany do wielu wyrobów kosmetycznych, jak również są naturalnym surowcem do produkcji hormonów sterydowych w przemyśle farmaceutycznym.

Sterole są to alkohole o budowie cyklicznej, zawierające 27-29 atomów węgla. Najczęściej występujące to: sitosterol, stigmasterol, brassicasterol, kampesterol oraz w mniejszych ilościach awenasterol, stigmastenol i inne.

Sterole występują w olejach roślinnych w postaci wolnej lub jako estry. Rodzaj występujących steroli oraz ich ilości są zależne od gatunku rośliny oleistej i warunków glebowo-klimatycznych w jakich była uprawiana.

Przy uszlachetnianiu olejów do celów spożywczych lub technicznych powstaje cała gama odpadów tłuszczowych zawierających od jednego do kilkunastu procent steroli. Odpady te stanowią główne źródło otrzymywania czystych preparatów sterolowych.

Znanych jest wiele sposobów izolowania frakcji sterolowych z olejów roślinnych lub odpadów tłuszczowych. Oparte są one zarówno na metodach czysto chemicznych jak również fizykochemicznych. Większość tych metod stosowana jest do badań w skali laboratoryjnej, tylko niewielką część wykorzystano do celów przemysłowych.

Znana jest z czeskiego opisu patentowego nr 231 912 metoda, polegająca na tym, że koncentrat sterolowy (75-95%) otrzymuje się z odpadu z dezodoryzacji olejów, stosując dwustopniową destylację melekularną oraz krystalizację z acetonu.

Inne znane metody otrzymywania steroli można pogrupować w sposób następujący:

- zmydlenie surowca tłuszczowego, ekstrakcja substancji niezmydlających się rozpuszczalnikami organicznymi, wydzielanie steroli w postaci kompleksów solami metali dwuwartościowych lub kwasami organicznymi i nieorganicznymi, rozbicie kompleksów i krystalizacja;

- transestryfikacja metanolem oraz wytrącanie steroli poprzez tworzenie kompleksów z solami metali lub kwasami, rozbicie kompleksów i krystalizacja;

- wzbogacanie steroli przez ekstrakcję surowca rozpuszczalnikami niepolarnymi i wydzielanie steroli z uzyskanego ekstraktu drogą zmydlania, transestryfikacji lub bezpośredniego strącania kompleksów.

Spotykana również w literaturze (Przemysł Chemiczny 52/i, 46-48,1973) jest metoda polegająca na zmydlaniu surowca tłuszczowego lub wzbogaconego przez ekstrakcję koncentratu sterolowego alkoholowym roztworem ługu i wytrąceniu steroli przez dodanie wody do zmydlonej mieszaniny. Wydzielone sterole odsącza się i odmywa wodą od mydeł. Ta metoda wydzielania steroli jest prosta, nie wymaga skomplikowanej aparatury i drogich rozpuszczalników, jednak jej istotnym mankamentem jest zbyt niska wydajność (maximum 55%) i bardzo wysoki stopień zanieczyszczenia otrzymanego koncentratu - zawartość steroli jest rzędu kilkunastu procent.

Sterole są w wodzie nierozpuszczalne i metoda odmywania ich od rozpuszczalnych w wodzie mydeł przy pomocy wody powinna być skuteczna. Jednakże ze względu na to, że sterole być może

162 894 są w mydłach zaokludowane lub tworzą z nimi specyficzne połączenia, to odmywanie mydeł powoduje równoczesne mechaniczne wymywanie steroli. Tak więc w metodzie tej, prowadząc krótkie odmywanie otrzymuje się produkt o dużym stopniu zanieczyszczenia, natomiast wielokrotne odmywanie wodą powoduje duże straty steroli, a ich czystość nadal nie jest zadowalająca.

Nieoczekiwanie okazało się, że przy zastosowaniu do odmywania mydeł z wytrąconego osadu zamiast wody metanolu, zawierającego 15-30% wody, końcowa wydajność steroli jest znacznie wyższa i wynosi ok. 90% w stosunku do ich zawartości w surowcu, a czystość uzyskanego koncentratu sięga 70-85%.

Według wynalazku otrzymywanie surowej frakcji sterolowej z surowca tłuszczowego prowadzi się przez zmydlenie surowca w alkoholowym roztworze alkaliów w temperaturze nie wyższej niż 70°C oraz dodanie do zmydlonej mieszaniny 20-35% wody ogrzanej do temperatury 50-60°C. Całość doprowadza się do wrzenia i pozostawia do powolnego ochłodzenia w temperaturze około 20°C. Wytrącony osad oddziela się przez filtrację lub wirowanie, a następnie przemywa się metanolem zawierającym 15-30% wody, aż do uzyskania bezbarwnego przesączu. Osad suszy się na powietrzu. Stanowi on surową frakcję sterolową zawierającą 70-85% steroli. Wydajność steroli w stosunku do zawartości w materiale wyjściowym wynosi 75-90%.

Przy zastosowaniu do odmywania mydeł metanolu zawierającego dodatek wody zjawisko przechodzenia steroli do przesączu zachodzi w stopniu mininalnym, co powoduje uzyskanie znacznie wyższej wydajności i czystości produktu. Mieszanina metanolu z wodą uzyskiwana jest przez azeotropową destylację metanolowo-wodnego roztworu mydeł po oddzieleniu frakcji sterolowej i z przemywania wytrąconego osadu.

Dodatkowymi zaletami sposobu według wynalazku są:

- zastosowanie prostych urządzeń,

- zastosowanie tylko jednego, taniego rozpuszczalnika - metanolu i możliwość stosowania go w obiegu zamkniętym,

- możliwość łatwego odzyskiwania kwasów tłuszczowych do dalszego przerobu, poprzez wykwaszanie ich kwasem mineralnym z wodno-alkoholowego roztworu mydeł po wytrąceniu frakcji sterolowej.

Surowe fitosterole stosuje się jako koncentrat sterolowy w różnych przemysłach lub dalej oczyszcza przez krystalizację z rozpuszczalników, tworzenie kompleksów z solami lub kwasami itp.

Przykład I. W celach porównawczych do 100 g odpadu z odwaniania oleju rzepakowego w reaktorze pojemności 3000 ml dodano 1000 ml 0,1 n roztworu wodorotlenku patosowego w metanolu i całość ogrzewano przy ciągłym mieszaniu przez 4 godziny w temperaturze 68°C. Po zakończeniu zmydlania do mieszaniny dodano 300 ml wody destylowanej ogrzanej do temperatury około 60°C, ogrzano do momentu zawrzenia i pozostawiono na 16 godzin w temperaturze pokojowej. Wytrącony osad odsączono, przeniesiono do zlewki, dodano 100 ml wody destylowanej, dokładnie wymieszano i ponownie odsączono. Czynność tę powtórzono jeszcze 2 razy, po czym osad wysuszono na powietrzu. Otrzymano 7,6 g osadu o zawartości steroli 69,3% (tabela).

Przykład II. W celach porównawczych do 100 g odpadu z odwaniania oleju rzepakowego w reaktorze pojemności 3000 ml dodano 1000 ml 0,1 n roztworu wodorotlenku potasowego w metanolu i całość ogrzewano przy ciągłym mieszaniu przez 4 godziny w temperaturze 68°C. Po zakończeniu zmydlania do mieszaniny dodano 300 ml wody destylowanej ogrzanej do temperatury około 60°C, ogrzano do momentu zawrzenia i pozostawiono na 16 godzin w temperaturze pokojowej. Wytrącony osad odsączono, przeniesiono do zlewki, dodano 100 ml wody destylowanej, dokładnie wymieszano i ponownie odsączono. Czynność tę powtórzono jeszcze 8 razy. Otrzymano 0,6 g osadu o śladowej zawartości steroli (tabela).

Przykład III. Do 100g odpadu z odwaniania oleju rzepakowego w reaktorze pojemności 3000 ml dodano 1000 ml 0,1 n roztworu wodorotlenku potasowego w metanolu i całość ogrzewano przy ciągłym mieszaniu przez 4 godziny w temperaturze 68°C. Po zakończeniu zmydlania do mieszaniny dodano 300 ml wody destylowanej ogrzanej do temperatury około 60°C, ogrzano do momentu za wrzenia i pozostawiono na 16 godzin w temperaturze pokojowej. Wytrącony osad odsączono, przeniesiono do zlewki, dodano 100 ml metanolu zawierającego około 20% wody (uzyskanego przez azeotropową destylację wodno-metanolowego roztworu mydeł), dokładnie

162 894 wymieszano i ponownie odsączono. Czynność tę powtórzono jeszcze 6 razy (aż do uzyskania bezbarwnego przesączu) po czym osad wysuszono na powietrzu. Otrzymano 11,5g osadu o zawartości 86,7% steroli (tabela).

Tabela

Przykład nr	Ilość uzyskanego osadu ze 100 g surowca	Zawartość steroli w osadzie	Odzysk steroli w stosunku do zawartości w surowcu
	(g)	(%)	(%)
Przykład I	7,6	69,3	51,6
Przykład II	0,6	ślady	-
Przykład III wg wynalazku	11,5	86,7	97,7

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób otrzymywania steroli z surowców tłuszczowych poprzez zmydlenie surowca alkoholowym roztworem alkaliów w temperaturze nie wyższej niż 70°C, dodanie do zmydlonej mieszaniny 20-35% wody ogrzanej do 50-60°C, ogrzanie do wrzenia i oddzielenie wytrąconego osadu, odmycie steroli od mydeł, a następnie wysuszenie produktu i ewentualnie dalsze oczyszczanie, znamienny tym, że sterole odmywa się od mydeł za pomocą metanolu zawierającego 15-30% wody.