СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАЛЬЦИЕВОЙ СОЛИ ЖИРНОЙ КИСЛОТЫ Российский патент 1994 года по МПК C11C1/02 C11C1/04 

Изобретение касается нового способа получения кальциевых солей жирных кислот, имеющих широкое промышленное использование.

Кальциевые соли жирных кислот используют, например, в качестве стабилизатора, смазки и дисперганта в промышленности пластмасс; в качестве удаляющего пыль средства в бумажной промышленности; и в качестве водоотталкивающего средства при проведении инженерных работ; в качестве вспомогательного средства для помола в керамической промышленности. Соль кальция используется также для приготовления косметических средств, мазей, таблеток и тому подобного. Кроме того, недавно установлено, что соли кальция жирных кислот полезны для повышения выхода молока и содержания жирности в молоке, так что могут использоваться в качестве добавки корму для коров.

Что касается способа получения таких солей кальция жирных кислот в промышленном масштабе, то известны два способа изготовления металлического мыла [1].

Способ промышленного изготовления.

Существуют различные реакции, служащие для получения металлического мыла, из которых для промышленного изготовления используется наиболее подходящая реакция с учетом реакционной способности, оборудования, применяемого процесса, качества используемых материалов, технологических свойств компонентов и так далее. Что касается наиболее часто применяемого способа изготовления, то существуют способ двойного разложения и способ прямого взаимодействия, которые классифицируются так в зависимости от условий реакции.

Для двойного разложения нужен водный растворитель, спиртовый растворитель, расплав, частичный расплав.

Для прямого взаимодействия нужны суспензия, твердая фаза, растворитель.

В течение длительного времени использовался способ двойного разложения, в соответствии с которым можно получить порошкообразный продукт для различных целей. Среди способов прямого взаимодействия наиболее широко применяется способ плавления, который не требует использования промышленной установки.

Способ двойного разложения.

Способ двойного разложения основывается на реакции двойного разложения, которая рассматривалась выше, и также именуется способом осаждения. Прежде всего способ, при осуществлении которого в качестве растворителя используется вода, является важным способом для промышленного изготовления, а также для лабораторного синтеза. Реакция, осуществляемая в присутствии спирта и подобного растворителя, может препятствовать гидролизу мыла щелочного металла с целью получения высококачественного продукта. Однако будучи дорогостоящим, этот способ не находит широкого применения в промышленности, а используется главным образом для лабораторного синтеза, где особое значение придается чистоте продукта.

Упомянутые способы, однако, имеют те недостатки, что необходимо нагревать реагенты для омыления и продукт реакции для удаления из него воды, а реакция конденсации и нейтрализации вырабатывает довольно высокую температуру тепла, которая отрицательно влияет на качество продукта, прежде всего если используют жир и масло, содержащие преимущественно ненасыщенные жирные кислоты. Эти ненасыщенные жирные кислоты подвержены термическому окислению, и полученные из них соли кальция портятся к концу реакции и издают специфически тяжелых запахах. Такой продукт невозможно предпочтительно использовать для перечисленных выше целей, в особенности в качестве добавки в рацион коров. Коровы отказываются принимать такую пищу. Можно полагать, что даже если такой корм поедается коровами, эти испорченные добавки отрицательно отразятся на их физиологическом метаболизме.

Кроме того, известен способ получения жирной кислоты за счет разложения жира и масла липазой (отвержденной липазой) [2]. Однако указанный способ ведут в растворе, и получаемый материал представляет собой жидкую жирную кислоту, и соответственно указанный материал не является отвержденным состоянием кальциевой соли жирной кислоты, пригодной для дальнейшего употребления, из которого не выделяют избыточную воду и масло и от которого не остается избыточного кальция. Кроме того, если отвержденную кальциевую соль жирной кислоты намереваются получить указанным выше способом, тогда придется добавить такие общеизвестные способы получения кальциевой соли жирной кислоты как способ двойного разложения или прямой способ.

Таким образом, целью изобретения является разработка нового способа получения соли кальция жирной кислоты непосредственно из жира или масла в качестве исходного материала при минимальном потреблении энергии.

Другая цель изобретения предусматривает способ получения соли кальция ненасыщенной жирной кислоты, которая склонна к легкому термическому окислению, например линолевая кислота или линоленовая кислота, без риска термического ухудшения.

Неожиданно было установлено, что эти цели могут быть достигнуты просто добавлением гидроокиси кальция, липазы и воды к жидкому жиру и маслу и смешение и при перемешивании для проведения равномерной реакции.

Жир и масло, подлежащие использованию в способе согласно изобретению, выбраны из класса, включающего жир и масло, получаемые от животных, растений, микроорганизмов, жиры и масла, получаемые при частичном разложении, фракционировании, гидрогенизации, переэтерификации и так далее, и их смеси. Важно то, что в изобретении можно использовать жир и масло, преимущественно содержащие ненасыщенные жирные кислоты в качестве исходного материала.

Липаза, подлежащая использованию в способе согласно изобретению, энзимологически принадлежит к триацилглицеринацилгидролазе (ЕС 3.1.1.3). Может быть использована липаза, не только полученная из поджелудочной железы животных, но и также липазы, полученные из растений, плесени, бактерий и тому подобного.

На одну массовую часть жидкого жира и масла, которые нагревают до возможно более низкой температуры, если они были твердыми при комнатной температуре, добавляют по меньшей мере 0,07 мас.ч., предпочтительно 0,12-0,30 мас. ч. , имеющейся в продаже пульверизованной гашеной извести, по меньшей мере 0,01 мас. ч. , предпочтительно более 0,03 мас.ч., воды и по меньшей мере 1000 ед., предпочтительно 3000-15000 ед., липазы применительно к 100 г жира и масла, равномерно смешивают и перемешивают для проведения равномерной реакции.

Добавление воды, гашеной извести и липазы к жиру и маслу может быть проведено оптимальным образом. Предпочтительно, однако, приготовить отдельно раствор или дисперсию липазы в воде. Время реакции значительно варьируется в зависимости от сорта используемого масла и жира, титра и количества используемой липазы и количества добавляемой воды.

После окончания перемешивания в течение желаемого периода времени реакционную смесь вынимают и выдерживают при комнатной температуре и затем измельчают до желаемого размера конечного продукта.

Количество добавляемой липазы очень мало, как видно из приведенного выше и из последующих примеров, а также из экспериментов, так что продукт может быть использован как таковой для различных целей. Однако, если необходимо, то можно удалить еще оставшуюся липазу и полученный в ходе реакции глицерин промывкой водой. Количество промывочной воды варьируется в зависимости от целей использования солей кальция жирных кислот. Если они используются в качестве пищевой добавки в корм скоту, то количество промывочной воды должно быть возможно меньшим с тем, чтобы не возникла необходимость в дополнительном удалении водной фазы из продукта реакции. Количество используемой гашеной извести предпочтительно должно быть возможно малым с тем, чтобы минимальное количество избыточного кальция оставалось в продукте реакции, коль скоро реакция может быть проведена без помех.

Соли кальция жирных кислот, полученные согласно изобретению, могут быть использованы по тому же назначению, что и соли кальция, полученные известными способами. Например, если стеарат кальция, полученный из гемогенизированного говяжьего жира, примешивают к графиту для карандашей, содержащему кристаллический графит в количестве до 10%, то улучшаются условия формирования графита в матрице экструдера и пишущие свойства графита. Если такую соль кальция добавляют к жиропрочному строительному материалу, состоящему главным образом из силиката кальция, в количестве 5-10%, то значительно улучшаются его водоотталкивающие свойства.

Более подробно изобретение поясняется на следующих ниже примерах.

П р и м е р 1. Соевое масло в количестве 10 кг однородно смешивают с 1,4 кг гашеной извести, к смеси добавляют 7 г липазы, полученной из поджелудочной железы свиньи (70 ед/мг) в 1000 мл воды и смесь перемешивают при комнатной температуре 30 мин и затем выдерживают еще 6 ч для завершения реакции. Получают 12,4 кг продукта реакции, содержащего около 10 кг соответствующей соли кальция жирной кислоты.

П р и м е р 2. Кукурузное масло в количестве 20 кг равномерно смешивают с 2,8 кг гашеной извести, к смеси добавляют 40 г липазы, полученной от микроорганизма (30 ед/мг) в 200 мл воды и перемешивают при комнатной температуре около 20 мин, а затем выдерживают 8 ч до завершения реакции. При этом получают 23 кг твердого продукта реакции, содержащего около 20 кг соли кальция соответствующей жирной кислоты, который затем измельчают в конечный продукт в количестве около 22,5 кг.

П р и м е р 3. Говяжий жир в количестве 10 кг нагревают при 40^оС для расплавления и равномерно смешивают с 1 г липазы, полученной из микроорганизма (500 ед/мг), и 500 мл воды, к смеси добавляют 1,5 кг гашеной извести и однородно смешивают при перемешивании в течение 30 мин и затем выдерживают еще 7 ч для проведения реакции и получают 12 кг продукта реакции, содержащего 10 кг кальциевой соли соответствующей жирной кислоты, который промывают водой, сушат при умеренном нагреве и измельчают в 9 кг конечного продукта.

Поскольку реакция проводится в мягких условиях, то может быть получен продукт реакции улучшенного качества. Кроме того, продукт может быть получен непосредственно из жира и масла, так что в значительной мере снижаются затраты на производство.

Использование: кальциевые соли жирных кислот применяются в производстве пластмасс, бумаги, керамики. Сущность изобретения: смешивают в жидком состоянии жир или масло, гидроокись кальция, воду в соотношении (мас.ч.) 1: (0,12-0,3): (0,01-0,5) в присутствии 3000-15000 ед.липазы на 100г жира или масла. В качестве липазы используют триацилглицеринацилгидролазу.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАЛЬЦИЕВОЙ СОЛИ ЖИРНОЙ КИСЛОТЫ, отличающийся тем, что жир или масло в жидком состоянии перемешивают до однородной массы с гидроокисью кальция и водой в соотношении (мас.ч.) 1 : 0,12 - 0,3 : 0,01 - 0,5 в присутствии 3000 - 15000 единиц липазы на 100 г жира или масла. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве липазы используют триацилглицеринацилгидролазу. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что твердые при комнатной температуре жир или масло нагревают до как можно более низкой температуры для перевода их в жидкое состояние.