(57)【要約】  【課題】  モノグリセライドを含有する脂肪酸エステル混合物よりモノグリセライドを効率的に除去することができる、脂肪酸アルキルエステルの製造方法の提供。  【解決手段】  モノグリセライドを含有する脂肪酸エステル混合物に、酸又はアルカリを添加して蒸留を行う、脂肪酸アルキルエステルの製造方法【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
モノグリセライドを含有する脂肪酸エステル混合物に、酸又はアルカリを添加して蒸留を行う、脂肪酸アルキルエステルの製造方法。
【請求項２】
添加する酸が、Ｈ2ＳＯ4、ＨＮＯ3、Ｈ3ＰＯ4、ＨＰＯ3、Ｈ4Ｐ2Ｏ7、及びＨ3ＢＯ3からなる群から選ばれる少なくとも１種である、請求項１記載の脂肪酸アルキルエステルの製造方法。
【請求項３】
添加するアルカリが、ＣａＯ、Ｃａ(ＯＨ)2、ＭｇＯ、及びＭｇ(ＯＨ)2からなる群から選ばれる少なくとも１種である、請求項１記載の脂肪酸アルキルエステルの製造方法。
【請求項４】
酸又はアルカリの添加量が、モノグリセライドに対して０．１〜１０モル倍の範囲である、請求項１〜３いずれかに記載の脂肪酸アルキルエステルの製造方法。
【請求項５】
モノグリセライドを含有する脂肪酸エステル混合物が、脂肪酸グリセライドと炭素数１〜５の低級アルコールとをエステル交換させて得られるものである、請求項１〜４いずれかに記載の脂肪酸アルキルエステルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高純度脂肪酸アルキルエステルの製造方法に関する。詳しくはモノグリセライドの含有量が低減された脂肪酸アルキルエステルの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
脂肪酸グリセライドと低級アルコールとをアルカリ触媒存在下でエステル交換させて得られる脂肪酸アルキルエステル中には、グリセリン、遊離アルカリ、石鹸等の水溶性不純物が含まれるほか、反応中間体であるモノグリセライド及びジグリセライド、並びに未反応物であるトリグリセライドが含まれている。水溶性不純物は、脂肪酸アルキルエステルを水洗することで除去可能であるが、グリセライド類は油溶性であるため、その分離には工夫が必要である。
【０００３】
グリセライド類の分離は、例えば蒸留により蒸留残渣へ濃縮除去することが知られている（特許文献１）。
【０００４】
蒸留法では、トリグリセライドやジグリセライドは、脂肪酸アルキルエステルと沸点が大きく異なるため残渣へ除去できるが、モノグリセライド、特に短鎖脂肪酸モノグリセライドは、沸点が長鎖脂肪酸アルキルエステルと近いために、ある程度の量が留分へ混入し、完全に除去することが困難である。
【０００５】
また、エステル交換工程を複数回繰り返すことにより、転化率を向上させ、脂肪酸エステル中のモノグリセライド含有量を低減させることができる。しかし、この方法は蒸留分離におけるモノグリセライド除去効率の本質的改善とはならない上、工程が煩雑であり、また所要時間が長くなるという短所も有している。
【特許文献１】米国特許第２３８３５８０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、モノグリセライドを含有する脂肪酸エステル混合物よりモノグリセライドを効率的に除去することができる、脂肪酸アルキルエステルの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、モノグリセライドを含有する脂肪酸エステル混合物に、酸又はアルカリを添加して蒸留を行う、脂肪酸アルキルエステルの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の製造方法により、不純物、特にモノグリセライド含有量が少なく、高純度な脂肪酸アルキルエステルを効率的に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明における脂肪酸アルキルエステルとしては、炭素数６〜２４の飽和又は不飽和脂肪酸と低級アルコールとのエステルが好ましい。その調製方法には、油脂等の脂肪酸グリセライドと低級アルコールをエステル交換触媒存在下にてエステル交換する方法が挙げられる。
【００１０】
油脂としては、例えばパーム油、パーム核油、ヤシ油、大豆油、ナタネ油、オリーブ油、ゴマ油等の植物油、魚油、牛脂、豚脂、鯨油等の動物油、又はこれらの混合物が挙げられる。
【００１１】
低級アルコールとしては、炭素数１〜５のアルコールが好ましく、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール等が挙げられるが、メタノールが特に好ましい。
【００１２】
エステル交換触媒としては、アルカリ触媒又は酸触媒を用いることができる。アルカリ触媒としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ナトリウムメチラート、カリウムメチラート等が挙げられる。また酸触媒としては、例えば、硫酸、硝酸、塩酸、リン酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸等が挙げられる。
【００１３】
エステル交換反応は、特に限定されることはなく、次のような通常用いられる条件で好適に行うことができる。即ち、脂肪酸グリセライドに対して、低級アルコール１．２〜５．０モル倍、触媒を適量、例えばアルカリ触媒０．０１〜１．０重量％を混合し、反応温度４０〜７０℃、反応時間５〜１２０分で行えばよい。反応圧力は、減圧、常圧、加圧のいずれでも良い。
【００１４】
反応後に得られる反応物には、脂肪酸アルキルエステル以外にグリセリン、低級アルコール、石鹸、触媒等が含有されており、グリセリン、低級アルコール層を分離して脂肪酸エステル層を得る。分離方法に特に限定はないが、静置分離、遠心分離等が好適である。
【００１５】
脂肪酸エステル層には、溶解度分のグリセリン、低級アルコール、石鹸、触媒等が含まれており、適宜水洗によってこれらを除去する。
同様のエステル交換反応、水洗操作を繰り返すこともできる。
【００１６】
本発明においては、上記のような方法で得られる、モノグリセライドを含有する脂肪酸エステル混合物に、酸又はアルカリを添加して蒸留を行う。酸としては、Ｈ2ＳＯ4、ＨＮＯ3、Ｈ3ＰＯ4、ＨＰＯ3、Ｈ4Ｐ2Ｏ7、Ｈ3ＢＯ3等が挙げられる。アルカリとしては、ＣａＯ、Ｃａ(ＯＨ)2、ＭｇＯ、Ｍｇ(ＯＨ)2等が挙げられる。これらは１種又は２種以上用いることができるが、蒸留時の液性状の観点から、Ｈ2ＳＯ4、Ｈ3ＰＯ4、Ｈ3ＢＯ3、ＣａＯ、Ｃａ(ＯＨ)2、ＭｇＯ、Ｍｇ(ＯＨ)2が好ましく、Ｈ3ＰＯ4、Ｈ3ＢＯ3、ＣａＯ、Ｃａ(ＯＨ)2、ＭｇＯ、Ｍｇ(ＯＨ)2がより好ましい。
【００１７】
酸又はアルカリの添加量は、モノグリセライドを効率的に除去し、かつ脂肪酸アルキルエステルの分解を抑制する観点から、モノグリセライドに対して０．１〜１０モル倍が好ましく、０．１〜３モル倍がより好ましい。
【００１８】
蒸留の条件は、得ようとする脂肪酸アルキルエステル及び含有されるモノグリセライドの沸点に応じて適宜選択することが可能であるが、減圧下に行うことが望ましい。真空度に対する設備の負担といった観点より、蒸留ボトムにおける圧力は０．１ｋＰａ以上が好ましく、１ｋＰａ以上がより好ましい。また、脂肪酸アルキルエステルの分解抑制の観点よりボトム温度は過剰に高めないことが有効であり、蒸留ボトムの圧力は１００ｋＰａ以下が好ましく、１０ｋＰａ以下がより好ましい。
【００１９】
蒸留工程に用いる蒸留塔は、塔内に気液接触のための金属板型、金網型の規則充填物や、ラシヒリング、ポールリング等の不規則充填物を充填した塔、あるいは多孔板トレイ、泡鐘式トレイ等の棚段を設置した精留塔、塔内に気液接触部を設けないフラッシュ塔のいずれでも良い。また本発明の蒸留操作は、連続、回分、半回分のいずれでも実施可能である。
【実施例】
【００２０】
以下の実施例では、脂肪酸基の炭素数が１８であるメチルエステルよりも沸点の低い、脂肪酸基の炭素数が１０であるモノグリセライド（以下、Ｃ１０モノグリセライドという）を含有する混合メチルエステルを原料として用い、蒸留精製における蒸留留分中のＣ１０モノグリセライド含有量をもって、本発明の効果を示す。
【００２１】
原料脂肪酸エステルは、パーム核油をメタノールでエステル交換して得た、モノグリセライド含有脂肪酸エステルを使用した。エステル交換触媒には水酸化ナトリウムのメタノール溶液を用いた。原料脂肪酸エステルの組成は表１のとおりであった。尚、Ｃｎ脂肪酸メチルエステルは、炭素数ｎの脂肪酸のメチルエステルを意味する。
【００２２】
【表１】
2006001893.tif 000002
【００２３】
実施例１
蒸留用フラスコに、原料脂肪酸エステル３００ｇを投入した。含有されるＣ１０モノグリセライドの含有量は３．０ｇ（分子量：２４６、１２．２ｍｍｏｌ）であった。ここに８５％リン酸をリン酸換算で３．３９ｇ（分子量：９８、３４．６ｍｍｏｌ、対モノグリセライド２．８４モル倍）投入し、２．７ｋＰａで２２０℃まで昇温して蒸留を行い、９３重量％を留出させた。留分をガスクロマトグラフにて分析したところ、Ｃ１０モノグリセライド含有量は０．０２重量％に低下していた。
【００２４】
実施例２
８５％リン酸の添加量を、リン酸換算で０．３４ｇ（分子量：９８、３．５ｍｍｏｌ、対モノグリセライド０．２８モル倍）とする以外は、実施例１と同様の処理を行った。
【００２５】
実施例３
８５％リン酸の代わりに、ホウ酸０．１８ｇ（分子量：６１．８、２．９ｍｍｏｌ、対モノグリセライド０．２４モル倍）を添加した以外は、実施例１と同様の処理を行った。
【００２６】
実施例４
８５％リン酸の代わりに、酸化カルシウム０．１７ｇ（分子量：５６、３．０ｍｍｏｌ、対モノグリセライド０．２５モル倍）を添加した以外は、実施例１と同様の処理を行った。
【００２７】
比較例１
８５％リン酸の代わりに、ステアリン酸ナトリウム３．００ｇ（分子量：３０６、９．８ｍｍｏｌ、対モノグリセライド０．８２モル倍）を添加した以外は、実施例１と同様の処理を行った。留分中のＣ１０モノグリセライドの含有量は変化しておらず、モノグリセライド除去効果は得られなかった。
【００２８】
実施例１〜４及び比較例１で得られた留分の分析結果を表２にまとめて示した。
【００２９】
【表２】
2006001893.tif 000003