(57)【要約】【課題】トール油ピッチからのフィトステロール及びフィトスタノールの抽出及び精製の方法の提供。【解決手段】トール油ピッチからフィトステロール及びフィトスタノールを単離し及び精製する方法は、以下の段階：  ａ）前記ピッチを第一の蒸留カラムに供給すること；ｂ）過剰の樹脂酸及び脂肪酸を除去するために、前記ピッチを蒸留して蒸留されたピッチを形成すること；ｃ）１種又はそれ以上のアルカリ金属塩基の水溶液を用いて前記蒸留されたピッチをけん化してけん化されたピッチを形成すること；ｄ）５．８ないし６．３の最終的なｐＨを達成するために十分量の酸を用いて前記けん化されたピッチを中和し、それにより中和されたピッチを形成すること；ｅ）前記中和されたピッチを、少なくとも１２時間の間、又は相分離においてピッチの水分含量が１５％未満となるまで相分離し、それにより沈降したピッチと水相を形成すること；ｆ）前記沈降したピッチから、残留した水分の実質的にすべてを除去して変性されたピッチを形成すること；ｇ）前記変性されたピッチを第二の蒸留カラムで蒸留して、該変性されたピッチから軽留分を除去し、及び遊離フィトステロール及び／又はフィトスタノールを含む底部フラクションを生成すること；ｈ）第三の蒸留カラムで前記底部フラクションのみを蒸留して、遊離フィトステロール及び／又はフィトスタノールを含む軽い留出物の相を生成すること；ｉ）少なくとも１種のアルコールを含む溶媒中に前記軽い留出物の相のみを溶解して、フィトステロール及び／又はフィトスタノールの溶液を生成すること；ｊ）前記溶液を冷却して、結晶化されたフィトステロール及び／又はフィトスタノールをその中に有するスラリーを形成すること；からなる方法を開示する。
2005516069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トール油ピッチからフィトステロール及びフィトスタノールを単離し及び精製する方法であって、
ａ）前記ピッチを第一の蒸留カラムに供給すること；
ｂ）過剰の樹脂酸及び脂肪酸を除去するために、前記ピッチを蒸留して蒸留されたピッチを形成すること；
ｃ）１種又はそれ以上のアルカリ金属塩基の水溶液を用いて前記蒸留されたピッチをけん化してけん化されたピッチを形成すること；
ｄ）５．８ないし６．３の最終的なｐＨを達成するために十分量の酸を用いて前記けん化されたピッチを中和し、それにより中和されたピッチを形成すること；
ｅ）前記中和されたピッチを、少なくとも１２時間の間、又は相分離においてピッチの水分含量が１５％未満となるまで相分離し、それにより沈降したピッチと水相を形成すること；
ｆ）前記沈降したピッチから、残留した水分の実質的にすべてを除去して変性されたピッチを形成すること；
ｇ）前記変性されたピッチを第二の蒸留カラムで蒸留して、該変性されたピッチから軽留分を除去し、及び遊離フィトステロール及び／又はフィトスタノールを含む底部フラクションを生成すること；
ｈ）第三の蒸留カラムで前記底部フラクションのみを蒸留して、遊離フィトステロール及び／又はフィトスタノールを含む軽い留出物の相を生成すること；
ｉ）少なくとも１種のアルコールを含む溶媒中に前記軽い留出物の相のみを溶解して、フィトステロール及び／又はフィトスタノールの溶液を生成すること；
ｊ）前記溶液を冷却して、結晶化されたフィトステロール及び／又はフィトスタノールをその中に有するスラリーを形成すること；及び
ｋ）前記スラリーを洗浄、濾過及び乾燥して、濾液から結晶化されたフィトステロール及び／又はフィトスタノールを単離すること
からなる方法。
【請求項２】
前記段階ｂ）において、前記ピッチを蒸留して４０未満の酸価を達成する請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記段階ｂ）において、前記ピッチを蒸留して３０未満の酸価を達成する請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記段階ｂ）、ｇ）及びｈ）における蒸留カラムは、ショートパス（ｓｈｏｒｔ  ｐａｔｈ）蒸留カラム、ワイプトフィルム（ｗｉｐｅｄ  ｆｉｌｍ）蒸発カラム、薄膜蒸発カラム及び分子蒸留カラムからなる群より選択される請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記段階ｂ）、ｇ）及びｈ）における蒸留カラムは、ワイプトフィルム（ｗｉｐｅｄ  ｆｉｌｍ）蒸発カラムである請求項１記載の方法。
【請求項６】
付加的な、同時の供給物が前記第一の蒸留カラムへ供給され、該供給物は段階ｋ）からの濾液である請求項１記載の方法であって、前記濾液を前処理して溶剤を除去しそしてその中の実質的にすべての遊離ステロールをステリルエステルに転換することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記段階ｄ）において、前記けん化されたピッチを１００度を超える温度にて１ないし１０時間の間中和するところの請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記段階ｃ）及びｄ）が同じ反応容器中で起きる請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記段階ｄ）を強い撹拌下で行う請求項１記載の方法。
【請求項１０】
前記段階ｄ）において、前記酸と前記ピッチを混合する請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記段階ｅ）を撹拌なしで行う請求項１記載の方法。
【請求項１２】
前記段階ｅ）の後に、前記水相を第二の相分離にかけることからなる付加的な段階を含む請求項１記載の方法。
【請求項１３】
前記段階ｆ）における前記沈降したピッチから残留した水分の実質的にす
べてを除去して変性されたピッチを形成する段階は、圧力が大気圧以下であり、そして温度が１０５℃未満である脱水を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１４】
ａ）前記温度を、脱水後に８０℃又はそれ以下まで低下させ；及び
ｂ）前記変性されたピッチを段階ｇ）の開始に先立って貯蔵する場合には、前記温度を６０℃又はそれ以下までさらに低下させる
ところの請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記アルカリ金属塩基は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム又はその両方の組み合わせからなる群より選択される請求項１記載の方法。
【請求項１６】
前記酸は、硫酸、塩酸、リン酸又はそれらのいずれかの組み合わせからなる群より選択される請求項１記載の方法。
【請求項１７】
前記段階ｉ）における溶媒は、低分子量一価アルコール又はその酢酸エステルを含む請求項１記載の方法。
【請求項１８】
前記アルコールは、メタノール、エタノール及びイソプロパノール並びにそれらの酢酸エステルからなる群より選択される請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記段階ｉ）における溶媒は、ケトン及び炭素原子数１ないし８の炭化水素、又はそれらの混合物からなる群より選択される請求項１記載の方法。
【請求項２０】
請求項１記載の方法により調製された組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野
本発明は、トール油ピッチからの、フィトステロール及びフィトスタノールのような未けん化物の分離及び精製に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の背景
ステロールは、多くの重大な細胞的な機能を示す天然の化合物である。植物中のカンペステロール（ｃａｍｐｅｓｔｅｒｏｌ）、スティグマステロール（ｓｔｉｇｍａｓｔｅｒｏｌ）、カンペスタノール（ｃａｍｐｅｓｔａｎｏｌ）及びβ−シトステロール（β−ｓｉｔｏｓｔｅｒｏｌ）、菌類中のエルゴステロール（ｅｒｇｏｓｔｅｒｏｌ）及び動物中のコレステロールは各々、それらそれぞれの細胞型中の細胞膜及び予備細胞膜の主要な成分である。ヒト中のフィトステロールの食事源は、植物材、すなわち野菜及び植物油である。平均的な西洋人の食事は一日あたりおよそ６０ないし８０ｍｇのフィトステロールを含み、これは一日あたりおよそ５００ｍｇを与えるベジタリアンの食事と対照的であり得る。最近、これら食事の植物ステロールは、ヒトを含む多くの哺乳類に与えた場合に、その抗癌特性の可能性及びコレステロール値を低下させる能力のために多くの注目を受けている。
【０００３】
フィトステロールは、ヒトの治療において長期の安全性、効力、及び多用途性の独特の組合せを提供するということが一般的に受け入れられている。フィトステロールに関する目下の挑戦は、植物源からの単離、抽出及び精製、並びに経済効率的で及び大規模で処理しやすい他の源を決定することである。
【０００４】
慣習的に、フィトステロールは、コーン油、小麦胚芽油、大豆ピッチ及びコーン油ピッチのような源から単離されている。同様に、木、特に松の木から紙を調製する過程の間に得られるトール油ピッチがフィトステロール源として使用されている。一般的に、“クラフト法”と呼ばれる方法において、木片は、水酸化ナトリウム及び硫化ナトリウムを含む水性液中で蒸解されるか又は１７０℃にて２時間蒸解される。蒸解は木片を脱リグニン化し、そしてセルロースパルプ、樹脂酸ナトリウムセッケン、脂肪酸ナトリウムセッケン、リグニン分解生成物及び多くの他の化学物質を生じる。蒸解液中に残留する樹脂酸ナトリウムセッケン、脂肪酸ナトリウムセッケン及び他の疎水性化合物は、それらを生じる蒸解液を濃縮することにより分離されて皮膜を生ずるか又は表面に浮遊する（それゆえ、“スキミング（ｓｋｉｍｍｉｎｇ）と呼ばれる。）”。
【０００５】
スキミングは一般的に、樹脂酸ナトリウムセッケン及び脂肪酸ナトリウムセッケンに加えて、未けん化フラクションとしてしばしばまとめて言及されるフィトステロール、フィトスタノール、エステル、脂肪アルコール、ワックス、及びテルペン等の疎水性化合物を含んでいる。スキミングの酸性化後に生じるのは粗トール油である。これはその後、揮発性材料を除去するために蒸留されて、残留物としての“ピッチ”が残る。フィトステロール及びその飽和類似体は、スキミング又はピッチのどちらかより単離され得る。フィンランド国のオイ  コークス（Ｏｙ  Ｋａｕｋａｓ）ＡＢ社は、１９８１年以来、スキミングセッケンからのフィトステロールの工業的な抽出を実践している。この領域における実例上の特許は：粗硫酸塩セッケンのスキミングからのステロールの除去のためのヘキサン抽出法を記載する、Ｊｏｈａｎｓｓｏｎらによる特許文献１；セッケンからのフィトステロールの単離のために、ヘキサン、アセトン、メタノール及び水からなる溶剤の混合物を使
用するオイ  コークス（Ｏｙ  Ｋａｕｋａｓ）による特許文献２；溶剤混合物が水、ケトン、炭化水素を含みアルコールを含まないパルプ化されたセッケンからステロールを抽出する方法をを教示するカットニー（Ｋｕｔｎｅｙ）らによる特許文献３を含む。
【０００６】
多くの研究者が、ピッチからフィトステロールを抽出するために効率的に試みた。特許文献４において、アルブレヒト（Ａｌｂｒｅｃｈｔ）らは、ピッチ中の脂肪酸及び樹脂酸を中和するための稀薄アルカリ溶液の量であるが、ステロールエステルをけん化する量の使用を教示している。残った有機相はその後分離され、そして熱水中にその後稀釈して冷却によりステロールを沈澱するため、アルコール性アルカリ溶液を用いてけん化してステリルエステルを遊離ステロールへと転換する。
【０００７】
ジュラン（Ｊｕｌｌａｎ）による特許文献５は、水−アルコール−炭化水素混合物中の抽出、続くけん化、及びその後の精製により、トール油ピッチからステロールを調製する方法を提供している。この方法における出発材料は、フィトステロール及び種々の不純物が抽出されるトール油ピッチである。いずれのトール油ピッチの精製方法においても、長鎖アルコール及び酸不純物はステロール（それ自体が高分子量アルコールである）から分離することが特に困難であることが認められる。この手順は、異なった極性及び無極性溶媒を用いた幾つかの溶媒抽出段階を含むために煩わしい。溶媒回収は必然的に複雑である。
【０００８】
ディアズ（Ｄｉａｚ）らによる特許文献６は、
１）水酸化ナトリウム及び／又は水酸化カリウムを用いて出発物質を“中和する”こと；
２）１０％以下の水準の水分含量まで混合物を脱水し／乾燥すること；
３）２つのショートパス（ｓｈｏｒｔ  ｐａｔｈ）蒸留カラム中で蒸留すること；
４）セッケンを含まない留出物及び中性化合物を含まない残留物を収集すること
からなる、粗トール油又はトール油脂肪酸、トール油樹脂酸、蒸留されたトール油又はピッチを含むその真空蒸留生成物から未けん化物を得る方法を教示している。
【０００９】
ディアズの実施例、特に７及び８において、蒸留からの残留物はヘキサン及びエタノールを用いて抽出され、その後硫酸を用いて滴定されることが示されている（第１１段落２１ないし２８行及び１２段落３０ないし３４行。）。著者は出発材料をけん化することを請求項に記載していないが、むしろ中和してそれによりエステル結合を切断するのとは対照的に、維持している。
【００１０】
他の研究者は、トール油ピッチの加工の問題に取り組んでいる：スタイナー（Ｓｔｅｉｎｅｒ）及びフリッツ（Ｆｒｉｔｚ）による特許文献７；クリステンソン（Ｃｈｒｉｓｔｅｎｓｏｎ）による特許文献８；レタイネン（Ｌｅｈｔｉｎｅｎ）による特許文献９；ヒューズ（Ｈｕｇｈｅｓ）による特許文献１０及びハラダによる特許文献１１。ハラダにおいて、ピッチは最初に、アルカリ金属塩基及び低分子量アルコールを用いてけん化され、そしてその後、その混合物は、水、アルコール及び軽い未けん化物のような低沸点物を除去するために薄膜エバポレーター中に導入される。最初のエバポレーターの底部フラクションはその後、フィトステロールを含む未けん化物が軽留分として除去され、そして溶融セッケンが底部フラクションとして回収される第二のスィンフィルムエバポレーターへと供給される。レタイネンは、留出フラクション中に脂肪酸及び樹脂酸を回収するための加熱された混合物の真空蒸留に先立って、トール油ピッチ５ないし２５％の量で、２００℃ないし３００℃にてアルカリを用いてピッチとアルカリを反応させることによる脂肪酸及び樹脂酸の回収を教示している。
【００１１】
【特許文献１】米国特許第４，０４４０３１号公報明細書
【特許文献２】米国特許第３，９６５，０８５号公報明細書
【特許文献３】米国特許第５，７７０，７４９号公報明細書
【特許文献４】米国特許第２，７１５，６３８号公報明細書
【特許文献５】米国特許第３，８４０，５７０号公報明細書
【特許文献６】米国特許第６，２９７，３５３号公報明細書
【特許文献７】米国特許第２，８３５，６８２号公報明細書
【特許文献８】米国特許第２，５７３，８９１号公報明細書
【特許文献９】米国特許第３，９２６，９３６号公報明細書
【特許文献１０】米国特許第４，５２４，０２４号公報明細書
【特許文献１１】米国特許第３，８８７，５３７号公報明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来の方法の不利さ及び不十分さを回避するか或いは軽減することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の概要
本発明は、トール油ピッチからフィトステロール及びフィトスタノールを単離し及び精製する方法であって、
ａ）前記ピッチを第一の蒸留カラムに供給すること；
ｂ）過剰の樹脂酸及び脂肪酸を除去するために、前記ピッチを蒸留して蒸留されたピッチを形成すること；
ｃ）１種又はそれ以上のアルカリ金属塩基の水溶液を用いて前記蒸留されたピッチをけん化してけん化されたピッチを形成すること；
ｄ）５．８ないし６．３の最終的なｐＨを達成するために十分量の酸を用いて前記けん化されたピッチを中和し、それにより中和されたピッチを形成すること；
ｅ）前記中和されたピッチを、少なくとも１２時間の間、又は相分離においてピッチの水分含量が１５％未満となるまで相分離し、それにより沈降したピッチと水相を形成すること；
ｆ）前記沈降したピッチから、残留した水分の実質的にすべてを除去して変性されたピッチを形成すること；
ｇ）前記変性されたピッチを第二の蒸留カラムで蒸留して、該変性されたピッチから軽留分を除去し、及び遊離フィトステロール及び／又はフィトスタノールを含む底部フラクションを生成すること；
ｈ）第三の蒸留カラムで前記底部フラクションのみを蒸留して、遊離フィトステロール及び／又はフィトスタノールを含む軽い留出物の相を生成すること；
ｉ）少なくとも１種のアルコールを含む溶媒中に前記軽い留出物の相のみを溶解して、フィトステロール及び／又はフィトスタノールの溶液を生成すること；
ｊ）前記溶液を冷却して、結晶化されたフィトステロール及び／又はフィトスタノールをその中に有するスラリーを形成すること；及び
ｋ）前記スラリーを洗浄、濾過及び乾燥して、濾液から結晶化されたフィトステロール及び／又はフィトスタノールを単離すること
からなる方法を提供する。
本発明はまた、ここで記載された方法にしたがって調製されたフィトステロール及び／又はフィトスタノールの組成物を含む。
【００１４】
図面の簡単な説明
本発明の種々の局面は、以下の限定されない図面により示されるであろう；
図１は、本発明にしたがった、トール油ピッチからの抽出及び精製方法を示すフローチ
ャートであり；
図２は、本発明の方法の一態様を示すフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下の詳細な記載は、当業者が本発明を実施することを助けるために提供される。しかしながら、この詳細な記載は、本発明の範囲を不当に限定するために解釈されるべきではない。ここに議論される態様に対する改変及び変化は、本発明の精神及び範囲から外れることなく当業者により為され得る。
【００１６】
本発明は、フィトステロール及びフィトスタノールをトール油ピッチから分離する特定の目的のために、トール油ピッチを加工する独特の方法を提供する。本発明にしたがってトール油ピッチから抽出されそして精製された混合物に言及するために、ここで使用される用語“フィトステロール及び／又はフィトスタノール”は、フィトステロール及び／又はフィトスタノールを大部分含む混合物に言及する。以下、用語“トール油ピッチ”又は“ピッチ”は、粗トール油の蒸留の暗いタール質の生成物を意味すると理解され、後者はスキミングセッケンの酸性化により生成される。スキミングセッケンは、また、木片がアルカリ溶液により蒸解される“クラフト法”の生成物の一つである黒色蒸解液の蒸発により生成される。木片からピッチを生成する段階はよく知られており、そしてその分野で実施されているので、ここでは詳細に述べない。
【００１７】
技術的な展望から、すべての木又は林業から誘導される生成物のうちフィトステロールの単離及び精製に最も適するのは、セッケン及びピッチである。セッケン及びピッチの両方とも、出発材料としてそれらの利点及び不利点を有する。トール油の高温蒸発の間に、揮発性成分又はフィトステロールのいくらかの熱分解が生じ、これら分解された物質がピッチ中に残留する結果となる。それにもかかわらず、見落とされ得ないピッチの二つの利点は、セッケンよりも高いステロール濃度（その質量の１８％まで）を有し、及びセッケンと比較して１／６までの小さい容積を有し、このことは取扱いするのにより経済的であることである。本発明の範囲内において、医薬、栄養食品及び食品用途に要求される高純度で、ピッチから高収率のフィトステロールを生成するために効率的な抽出及び精製方法が提供される。
【００１８】
本発明の出発材料（ピッチ）が本来誘導される木片は、モミ、ヒマラヤスギ、マツ、トウヒ、オーク、ヘムロック及びポプラを含むがこれらに制限されない種々の木の硬木又は軟木からであり得る。最も好ましくは、ピッチが生成される木片は、太平洋北西部又はアメリカ南東部或いはヨーロッパの森林の種々の木のいずれかからである。
【００１９】
トール油ピッチは、シトステロール（ｓｉｔｏｓｔｅｒｏｌ）、スティグマステロール（ｓｔｉｇｍａｓｔｅｒｏｌ）、カンペステロール（ｃａｍｐｅｓｔｅｒｏｌ）及びそれらの飽和当量物を含むがこれらに限定されない種々の遊離及びエステル化されたフィトステロールを含むことが知られている。ピッチから一旦抽出されそして精製された遊離ステロール及びスタノールは、そのまま医薬、栄養食品、食品、飲料などに使用され得るか、或いは安定性又は溶解性のような特性を与えるために化学的に変性され得る。そのような操作の例は、そのすべてがフォーブス  メディ−テック社（Ｆｏｒｂｅｓ  Ｍｅｄｉ−Ｔｅｃｈ  Ｉｎｃ．）に譲渡されたＰＣＴ／ＣＡ００／００７３０号公報明細書、ＰＣＴ／ＣＡ００／００７３１号公報明細書、ＰＣＴ／ＣＡ００／０１２７２号公報明細書、ＰＣＴ／ＣＡ９９／００５１２号公報明細書、ＰＣＴ／ＣＡ０１／００２８５号公報明細書、及び米国特許第６，０８７，３５３号公報明細書中に与えられる。
【００２０】
最初のけん化段階に従う２段階蒸留：ハラダによる米国特許第３，８８７，５３７号公報明細書、を使用したピッチからステロールを抽出することは既知である。さらに、以下
の段階：
１）アルカリ塩基金属をピッチに添加し、そして上昇された温度にて混合して、けん化する；
２）強鉱酸をその後けん化されたピッチに添加して、中和する；
３）中和されたピッチをその後真空下に加熱して、過剰の水分を除去し、正味の“変性されたピッチ”を生成する；
４）この変性されたピッチを低圧ワイプトフィルム（ｗｉｐｅｄ  ｆｉｌｍ）エバポレーターに添加して、ピッチの“軽留分”を除去する；底部分はフィトステロールを含む；
５）前記底部分を第二の、今度は“薄膜”エバポレーターに移して、フィトステロールを“軽相”の留出物へと蒸留する；
６）前記軽相留出物をその後アルコール中で加熱及び撹拌して、フィトステロールを溶解する；
７）溶液を冷却し、そして高速度で混合してスラリーを生成し、該スラリーを冷却、洗浄及び濾過して、乾燥させる；フィトステロール結晶を回収する；
を含む方法により、ピッチからステロールを抽出することが知られている。
【００２１】
この方法をカバーする出願類は、そのすべてが本譲受人により所有されているカナダ国特許出願第２，２３０，３７３号公報明細書及びＰＣＴ／ＣＡ９９／００１５０号公報明細書を含む。しかしながら、本発明の範囲内において提供されるものは、ステロール収率及び効率の点ですべての他の既知のピッチ抽出及び精製方法を凌ぐ優れた方法である。本発明をＰＣＴ／ＣＡ９９／００１５０号公報明細書の開示及び請求項と区別する違いは、決してありふれたものではなく、以下に明らかになるように重大な改良であり、これまで認知されていない。
【００２２】
重要である本発明の方法の第一の段階は、ピッチを第一の蒸留カラムに供給し、そしてその後前記ピッチを蒸留することである。この予備的な蒸留段階は２つの目的を果す。第一に、過剰の樹脂酸及び脂肪酸が除去され、それにより、その後の遊離ステロールへのステリルエステルの転換の点でのけん化段階をより効率的にする。第二に、この蒸留は、けん化に要求されるアルカリ金属塩基の量及びその後の中和に要求される酸の量を減少させる。好ましい態様において、ピッチは蒸留されて、４０未満の酸価、最も好ましくは３０未満の酸価を達成する。この段階は、高い酸価を有するピッチ源において特に重要である。蒸留カラムは、ショートパス（ｓｈｏｒｔ  ｐａｔｈ）蒸留カラム、ワイプトフィルム（ｗｉｐｅｄ  ｆｉｌｍ）蒸発カラム、薄膜蒸発カラム及び分子蒸留カラムからなる群より選択され得る。好ましい態様において、この段階で使用される蒸留カラムはワイプトフィルム蒸発カラムである。従来の方法のいずれにも、この使用されるピッチの前処理はない。
【００２３】
本発明の方法の第二の段階は、１種又はそれ以上のアルカリ金属塩基の水溶液を添加することによる、蒸留されたピッチのけん化である。好ましい塩基は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム又は両方の組み合わせである。ある程度はピッチ源によるが、ピッチに対するアルカリ金属の重量パーセンテージは１％ないし３０％の範囲であるべきである。より好ましくは、その範囲は、無水ベースにおいて１ないし１０％又は１ないし１５％である。高い酸価を有するピッチ源に対して、より多くのアルカリ金属塩基及びより長い反応時間が、遊離ステロールへのステリルエステルのけん化転換を達成するために使用されなければならない。たとえば、酸価５０を有するピッチ源は、該ピッチに対するアルカリ金属の重量パーセンテージが２０％ないし２５％の範囲にあることを必要とする。好ましくは、けん化は、１００℃ないし２５０℃の範囲の温度にて、６０ないし３００分、より好ましくは１２０ないし２４０分の範囲の間で行われる。
【００２４】
第三の段階は、５．８ないし６．３の最終的なｐＨを達成するために１種又はそれ以上
の酸を用いて、けん化されたピッチを中和することである。この範囲内のｐＨを達成することは重要である。それより高いｐＨは、その後の水分除去の段階において困難を生じるであろう。より低いｐＨは、貯蔵と操作の間に遊離ステロールのそのエステル化形態への逆行を触媒してしまい、それにより遊離ステロールの最終的な収率を重大に減少させてしまう。好ましくは、中和は、９０℃ないし１３０℃の範囲で、より好ましくは１００℃ないし１２０℃の範囲で、より好ましくは１０１℃ないし１２０℃の範囲で、そして最も好ましくは１０５℃ないし１１８℃の範囲で、１ないし１０時間の間行われる。粘度を低下させ、そしてピッチと酸の混合をより効率的にし、それによりさらに急速な中和を促進するため、前記範囲のより高い端における温度が好ましい。使用され得る酸は、硫酸、塩酸、リン酸又はそれらのいずれかの組み合わせを含むがこれらに限定されないすべての有機酸又は鉱酸を含む。好ましい態様において、中和段階は、強い攪拌及び／又は混合の下で行われる。バッチ式又は連続式の両方が使用され得る。連続式系の場合、前記段階においてミキサーを使用することが好ましい。ＰＣＴ／ＣＡ９９／００１５０号公報明細書には、好ましいより高い中和温度が開示されていない。
【００２５】
第四の段階は、中和されたピッチを、少なくとも１２時間の間、又は相分離においてピッチの水分含量が１５％未満となるまで沈降させ、それにより沈降したピッチと水相を形成することである。この段階において、けん化及び中和の前段階の間に添加された水分は、好ましくは相分離及び蒸発により除去される（除去（ｓｔｒｉｐｐｉｎｇ））。この沈降は、攪拌無しに、必要とされる時間の間容器中に中和されたピッチを保持することにより達成され得る。沈降は、先立つけん化及び中和段階と同じ容器中で、或いは別の容器中で起きても良い。重要なのは、この段階の完了における水分含量が１５％未満、より好ましくは１０％未満であるべきことであり、そうでなければ、ピッチは最終的な水分除去後に粘度が高くなり過ぎ、そして高い中和塩含量によりさらに以降に進行することが困難となる。沈降段階における温度は、先立つ中和段階の温度に維持されるのが好ましい。この型の沈降段階又はその利点の評価は、従来文献のいずれにも記載されていない。
【００２６】
さらに、第一の沈降過程において除去された水相が、第二の相分離のためにもう一つの容器に移される第二の相分離段階を含み得る。第一の相分離段階の間、以降の蒸留段階前にピッチの質を改善するために除去されるべきである “薄皮（ｒａｇ）”層又はエマルジョンが水相と有機相の間に頻繁に存在する。第二の容器中で、薄皮層は、攪拌無しにさらなる“沈降”により分離される。この第二の相分離段階のための温度は、先立つ沈降段階の温度で維持されることが好ましい。
【００２７】
沈降段階（群）に続いて、及び先立つ段階における水分の除去にもかかわらず、ピッチはさらに脱水されなければならない、すなわち、残留している水分の実質的にすべてが沈降したピッチから除去されなければならない。これは、有機相からの水分のバルク的な除去を促進するいずれの手段によっても達成され得る。たとえば、十分な温度での加熱又は真空条件下での加熱である。最も好ましくは、水分は、水分が除去されるときのステリルエステルへの遊離ステロールの逆行を防止するために、圧力は大気圧よりも高くなく、そして温度は１０５℃以下に維持されるところの圧力式の除去を使用して除去され得る。
【００２８】
この脱水段階後のピッチの温度は、上述したように、ステリルエステルへの遊離ステロールの逆行を回避するためにおよそ８０℃以下に冷却されることが好ましい。さらに、脱水されたピッチが以降の加工段階の開始に先立って貯蔵される場合には、冷却され、そしておよそ６０℃又はそれ以下の温度に維持されるべきである。
【００２９】
上述した段階すべては、その後の抽出段階を受ける前の“原料（ｒａｗ）”ピッチ（粗トール油蒸留の残留物）の種々の前処理に関する。ピッチが変性される特定の方法は、本発明の方法の成功にあたって重要である。したがって、本発明の範囲について用語“変性
された”ピッチは、少なくとも、
・好ましくは、４０未満の酸価を達成するための前けん化蒸留
・好ましくは、６０ないし３００分の範囲の間、１００℃ないし２５０℃の範囲の温度でのけん化
・好ましくは１００℃を超える温度でそして強い攪拌を用いる、５．８ないし６．３の範囲のｐＨを達成するための中和
・少なくとも１回の沈降／相分離、及び
・好ましくは大気圧よりも高くない圧力での、そして１０５℃以下の温度での脱水
を受けるピッチに関する。
【００３０】
脱水後に、“変性された”ピッチは、その後に従う２つの真空蒸留段階（本発明の第二及び第三）に対して最も望ましくそして効果的な形態となる。スクレーパ、フラット、ロータリー又はその他のもの付きの或いは付いていないショートパス（ｓｈｏｒｔ  ｐａｔｈ）蒸留カラム遠心分離機、多段階ショートパス蒸留カラム、分子蒸留カラム、ワイプトフィルム（ｗｉｐｅｄ  ｆｉｌｍ）蒸発カラム、及び薄膜蒸発カラムがすべて、本発明内での使用に適切である。好ましい様式において、ワイプトフィルムエバポレーター又はショートパス蒸留カラムが使用される。蒸留条件は以下により詳細に記載される。一つの態様において、残留水分及び低沸点成分の除去を補助するために、脱ガスは蒸発的蒸留の第二の段階の直前に操作され得る。
【００３１】
第三の蒸留から生じる軽い留出物の相は、遊離フィトステロール及び／又はフィトスタノールを含む。その後、フィトステロール及び／又はフィトスタノールの溶液を生成するために、軽い留出物の相は少なくとも１種のアルコールを含む溶媒中に直ちに溶解される。溶液はその後、冷却されて、結晶化されたフィトステロール及び／又はフィトスタノールをその中に有するスラリーが形成され、そして最後に、スラリーは洗浄されそして濾過されて、濾液から結晶化されたフィトステロール及び／フィトスタノールが単離される。好ましくは、軽相蒸留物を溶解するために使用される溶媒は、少なくとも１種の低分子量１価アルコールを含む。適当な溶媒は、メタノール、エタノール、イソプロパノールのようなアルコール、及びそれらの酢酸エステル、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）のようなケトン、炭素原子数１ないし８の炭化水素又はそれらの混合物を含むがそれらに限定はされない。
【００３２】
フローチャート：
操作において、同様の数はすべて同様の要素に言及する図１及び２を参照して、本発明の好ましい方法は以下のとおりである：
ブロック２０内において、本発明にしたがった“変性されたピッチ”を生成するのに要求される一連の段階１９が提供される。トール油ピッチ１は、ワイプトフィルムエバポレーター２に導入され、そして過剰の脂肪酸及び樹脂酸３を除去するために蒸留され、それにより蒸留されたピッチ４を生成する。好ましくは、このエバポレーターは、１００ないし１０，０００ミクロン圧の範囲で、及び２４０℃ないし２８５℃の範囲の温度で操作する。一般的に、流速及びピッチ源に応じて、それは１分以内をとって、４０又はそれ以下の望ましい酸価を達成するのにかかるのは１分以内である。ピッチの酸価は、試料を採取しそして滴定することにより測定され得る。
【００３３】
蒸留されたピッチ４はその後、アルカリ金属塩基５と共に反応容器６へと加えられる。蒸留されたピッチに対するアルカリ金属塩基量は、蒸留されたピッチの実質的に完全な又は完全なけん化を促進するために十分であるべきである。一般的に、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムのようなアルカリ金属塩基又はそれらの組み合わせの水溶液が好ましい。これらの化合物又は組み合わせは、比較的経済的なコストに対して比較的高アルカリ性を与えるであろう。そのような化合物又は組み合わせが使用される場合、そのとき、完全な
転換が達成されるのに理論上必要とされる蒸留されたピッチ４に対するアルカリ金属塩基５の化学量論的な割合は、およそ１重量％であり得る。使用される塩基の正確な量に影響する要因は、トール油ピッチ１及び蒸留されたピッチ４の特性（該特性は、バッチごとに及び源ごとに異なり得る。）及び最も重要には、トール油ピッチの酸価等である。遊離ステロールへのステリルエステルの十分な転換を達成するために、高い酸価を有するピッチ源については、より多くの塩基及びより長い反応時間が必要とされる。
【００３４】
しかしながら、注意すべき重要なことは、本発明の範囲内においては、けん化前にトール油ピッチ１が蒸留されるという事実により、このけん化段階で必要とされる塩基の量は、従来のけん化過程で必要とされる量よりも少ないということである。このことは部分的に、従来の既知の方法において、塩基のかなりの量が、樹脂酸及び脂肪酸３のようなピッチの他の成分との反応において消費されてしまうという事実による。これら望ましくない成分の実質的部分は、エバポレーター２中で除去されて、塩基をステリルエステルと反応させるために使える状態にする。にもかかわらず、けん化反応のために強い駆動力を提供するために、及び遊離ステロールへのステリルエステルの実質的に完全な又は完全な転換を確保するために、蒸留されたピッチ４に対するアルカリ金属塩基５の割合は、１ないし１５重量％の範囲にあり得る。好ましい態様において、蒸留されたピッチ４は、７ないし１２％、最も好ましくは９．５％の濃度に稀釈された５０％苛性アルカリ（水酸化ナトリウム）を用いてけん化される。
【００３５】
蒸留されたピッチ４とアルカリ金属塩基５の間の接触を維持するために、混合は反応容器６中で十分に強く持続される。典型的に、１２０ないし２４０分の間で、１００℃ないし２５０℃の範囲で、さらに特には１２０℃ないし１６０℃の範囲で及び最も特には１４５℃の範囲で温度を操作することが、望ましい転換を促進するのに十分である。
【００３６】
反応容器６中のけん化に続き、けん化されたピッチ７は、中和段階のための第二の反応容器９へと入れられる。酸８はこの目的のために反応容器９に添加される。別の態様において、この中和段階は、けん化段階において使用されたと同じ容器である反応容器６中で起きる（酸８は反応容器６中に直接に添加される。）。どちらでも、この段階の終わりのｐＨは５．８ないし６．３の範囲内に落ちることが重要である。それより高いｐＨは、その後の水分除去の段階において困難を生じるであろう。より低いｐＨは、貯蔵と操作の間に遊離ステロールのそのエステル化形態への逆行を触媒してしまい、それにより遊離ステロールの最終的な収率を重大に減少させてしまう。好ましくは、中和は、９０℃ないし１３０℃の範囲で、より好ましくは１００℃ないし１２０℃の範囲で、１ないし１０時間の間行われる。温度が１００℃を超えることが最も好ましい。粘度を低下させ、そしてピッチと酸の混合をより効率的にし、それによりさらに急速な中和を促進するため、前記範囲のより高い端における温度が好ましい。バッチ式に対して連続式中和が好ましい。
【００３７】
酸８は、両方とも商業上実用的な酢酸又はギ酸のような単純な有機酸であり得る。或いは、酸８は、硫酸、塩酸又はリン酸のような鉱酸であり得る。これらは比較的強い鉱酸であり、そしてホウ酸のような弱酸よりも好ましい。好ましい態様において、酸８は、７５％又は８５％リン酸或いは９３ないし９８％硫酸のどちらかである。
【００３８】
したがって、水相のｐＨ５．８ないし６．３を達成するために十分な酸が反応容器９（又は両方の段階に対して１つの容器が使用される場合は反応容器６）に添加され、それにより中和されたピッチ１０を得る。このｐＨを達成するために観察が必要である。望ましい範囲内のｐＨを達成するために、この中和段階は、十分な時間の間、９０℃ないし１０５℃の範囲の温度にて、強い撹拌下で行われることが好ましい。タイミングは、方法がバッチ式か連続式であるかによって相当に変化する。たとえば、望ましいｐＨを達成するために、前者はほんの数分しかかからず、後者は１時間又はそれ以上かかる。
【００３９】
中和されたピッチ１０は、沈降容器１１に導入され、そして少なくとも１２時間の間、又は中和されたピッチの水分含量が１５％未満となるまで、好ましくは１０％未満となるまで撹拌無しに保持され、それにより、沈降したピッチ１３及び水相１２を得、そのうち後者は廃棄される。水分含量は、キルルキ（Ｋｒｌｋｉ）滴定により測定され得る。或いは、この沈降段階は、反応容器６又は９のどちらかにおいて起き得る。鍵となる要因は、少なくともここに記載されるパラメータの範囲内で、容器中で撹拌無しであり、そしてピッチの水分含量が十分に減少されるということである。最も好ましい態様において、沈降したピッチ１３は、薄皮層１５を除去し、そして超沈降したピッチ１６を得るために、受け入れタンク１４中で第二の相分離にかけられる。再び、ピッチは撹拌無しに、そして容器の寸法及び形態に応じて２ないし２４時間の間保持される。
【００４０】
１つ又は２つの先立つ相分離段階の間の水分の重大で重要な除去にもかかわらず、以降の蒸留段階前に除去されるか又は実質的に除去されなければならない幾らかの水分が、超沈降されたピッチ中に残留する。したがって、超沈降したピッチ１６は反応容器１７に移され、そして真空か大気圧除去のどちらかにかけ、すなわち、残留する水分を除去するか又は蒸発させ、それにより変性されたピッチ１９を得る。一つの態様において、反応容器１７中の温度は１０５℃以下に維持され、そして水分１８は大気除去により除去される。これはバッチ式又は連続式であり得るが、後者が好ましい。より高い温度は幾らかのステロールのエステル形態への逆行を引き起こすため、１０５℃以下の温度はこの態様にとって好ましい。より好ましくはないが、もう一つの態様において、水分１８は、超沈降したピッチ１６を真空除去、すなわち、水分含量が１％未満となるまでピッチを加熱する（およそ１４９℃まで）することにより除去される。この水分除去により、変性されたピッチ１９は、ステリルエステルへの遊離ステロールの逆行を防止するか又は最少にするために、およそ８０℃未満の温度まで直ちに冷却される。
【００４１】
変性されたピッチ１９は、軽留分２３の除去のため、低圧ワイプトフィルムエバポレーター２１中に導入される。これた軽留分は、前けん化蒸留において除去されなかった脂肪酸及び樹脂酸を含む。底部フラクション２２は遊離フィトステロールを含んでおり、そしてエバポレーター２１から除去され、そして第二の低圧ワイプトフィルムエバポレーター２４中に移される。エバポレーター２４は、フラクション２２中に存在する遊離フィトステロールを軽相蒸留物２５へと蒸留する役を果す。蒸留物２５もまた、脂肪アルコール、脂肪酸、樹脂酸及び高分子量ワックスエステルを含んでいる。底部フラクション２６は貯蔵され、そして他の産業のための燃料又は供給原料として使用され得る。
【００４２】
エバポレーター２１及び２４の各々の内部での特定の反応条件（例えば：温度、圧力及び残留時間）は、原料ピッチの特性及び種類に、並びに使用されるエバポレーターの型によって変化するであろう。これら条件はまた、変性されたピッチが、変性されたピッチ１９のエバポレーター２１への導入に先立って“脱ガスされる”かどうかにもよって変化し得る。好ましい態様において、残留する水分及び他の低沸点成分を除去するために、脱ガス剤が使用される（図示せず）。一般的に、脱ガス剤は、およそ１０００ないし１０，０００ミクロン及び１００℃ないし１７５℃で操作する。エバポレーター２１内の蒸留条件の好ましい範囲は以下のとおり：温度１９０℃ないし２３０℃及び圧力１０００ないし１５，０００ミクロンである。エバポレーター２４内の蒸留条件の好ましい範囲は以下のとおり：温度２５０℃ないし３１５℃及び圧力１００ないし５，０００ミクロンである。
【００４３】
この２段階蒸留の間、最終生成物の純度を重大に高め得る要因が存在する。第一に、真空システムを保護するエバポレーター内の冷却トラップの潜在的な汚染のためにエバポレーター２１及び２４への供給速度の制御が重要である。あまりに高過ぎる供給速度は冷却トラップを汚し、そして操作妨害を引き起こすであろう。あらりに低過ぎる供給速度は該
方法を商業上実行不可能にさせるであろう。しかしながら、これら条件を最大にすることは十分に当業者の視界内にある。
【００４４】
第二に、エバポレーター２１及び２４で生成された蒸留カット中のステロール含量の制御はＧＣ解析により測定され、そしてこの情報は温度及び供給速度を制御するために使用される。さらにまた、これら条件を最大にすることは十分に当業者の視界内にある。
【００４５】
軽相蒸留物２５は、溶解が添加された溶媒２８中で起きるまで加熱されそして撹拌される他の反応容器２７へと導入される。上述した溶媒２８はアルコールを含み得、及び水を含み得る。遊離ステロールの効率的な溶解は、６５℃を超える、より好ましくは７０℃を超える温度で、そして０．５ないし１．５の留出物対溶媒比を使用して起きることが分った。他の温度が使用され得るが、温度が低下されると、フィトステロールの溶解性が低下するであろう。ある程度は、好ましい温度は溶媒と留出物の比による。使用される溶媒が多いほど、蒸留温度がより低下し、その反対もまたある。しかしながら、より高い溶媒量は収率に悪く影響するので、バランスが発見されなければならない。この“バランス”を発見することは十分に当業者の視界内にある。
【００４６】
溶解が起きて、フィトステロールとフィトスタノールの溶液を得たとき、後者が反応容器２７中で冷却され、それにより結晶化されたフィトステロール及びフィトスタノールをその中に有するスラリーを形成する。典型的に、結晶化が行われる温度は０ないし４０℃の範囲であり得る（不純物が多くなる程、結晶化に必要とされる温度はより高くなる。）。
【００４７】
冷却されたスラリー２９は洗浄され、そして添加された溶媒３１を有利に使用して、市販の濾過装置３０に通される。好ましい形態において、溶媒３１は、結晶化段階で使用されたと同じ溶媒（溶媒２８）であり、溶媒洗浄は周囲温度においてであり、そして装置３０に対するスラリー流速に対して、洗浄比は０．５：１ないし１．５：１である。乾燥は連続ドライヤー上で起きて、精製されたフィトステロールとフィトスタノール３２及び使用済み濾液３３を得る。
【００４８】
本発明の他の局面において、そして図２に示されるように、使用済み濾液３３は回収され、反応容器３４中で溶媒３５が除去され（溶媒回収システム）、除去された濾液３６を得、そしてその後、容器３７中で熱処理されて、いずれの遊離ステロールもステリルエステルへと転換される。このリサイクル過程の生成物３８はその後、前けん化蒸留カラム２へと同時に供給され得る。
【００４９】
ここに記載された過程段階全体は、バッチ式又は連続式において行われ得ることが理解される。
【００５０】
以下の実施例は本発明をさらに示すが、もちろん、その範囲を限定するものと理解されるべきではない。
【実施例】
【００５１】
実施例１  “変性されたピッチ”の調製
１７．１％の総ステロール（脂肪−及び樹脂−酸エステルとして）を含む８６１ｇのトール油ピッチ（ＴＯＰ，Ｂ．Ｃ．ケミカルズ社，ノースウエスト  カナダ  所在）、１７２ｇのＮａＯＨ（５０％溶液）及び６４０ｇの脱イオン水を、機械撹拌機及び電気加熱炉付きの２リッターの実験用オートクレーブ反応容器（オートクレーブ  エンジニアーズ社）に入れた。内容物を１４０ないし１６０℃に加熱し、そして撹拌しながら１時間保持した。４０ないし６０ゲージｐｓｉ（ｐｓｉｇ）の生じた圧力が観察された。塊を９５℃ま
で冷却し、そして１２４ｇのリン酸（８５％）を添加した。中和に係る僅かな発熱が観察され、そして混合を促進するために、塊を１１０℃までさらに加熱した。塊を３０分撹拌し、その後１００ないし１１０℃にて温度を維持しながら、撹拌しないで２時間沈降させた。温度を９５℃まで低下させ、そして水性の重い相を底部バルブを介して除去した。タール状の有機軽相の界面が丁度観察されるまで、主に中和塩を含む透明で黄色から茶色の水性ブライン７５４ｇを除去した。加水分解されたステロール、脂肪−及び樹脂−酸、残留水分並びに中和塩を含む軽い有機相１０１４ｇを、コンデンサー、撹拌機及び電気加熱炉付きの２リッターの三ツ首ガラス製の丸底フラスコに入れた。中和された塊を、残留水分が煮沸発散し始める１０５℃まで、撹拌しながら加熱した。温度を次第に１３５℃まで上昇させ、その間におよそ１００ｍＬの水を収集した。機械ポンプにより、真空をシステムに引張った。２７インチＨｇの最終真空を達成し、その間に水２５ｍＬをさらに収集した。真空を柔らげ、そして生成物を収集した。総じて１３１ｇの除去された水分及び８７９ｇの変性されたピッチを得た。変性されたピッチのＧＣ解析は、遊離アルコールとして１５４ｍｇ／ｇ（１５．４％）のステロールを示していた。こうして得られた変性されたピッチは、ステロール成分をさらに増やす目的のために、高真空蒸留装置に対する供給物として適している。
【００５２】
実施例２  変性されたピッチの蒸留
実施例１の方法により生成された変成されたピッチを、実験室規模のショートパス蒸留装置（ＵＩＣ  ＫＤ−６型，ステンレス鋼製）の供給ポットに入れた。この装置は当業者によく知られており、そして加熱された円柱状エバポレーター及び同軸コンデンサーからなる。機械真空ポンプが、０．０１ｍｂａｒないし１，０００ｍｂａｒの範囲の減圧下でシステムを操作するための手段を提供する。ワイパー機構が、エバポレーター表面の薄膜に液体供給材料を広げ、それにより供給材料の一部を蒸発させた。ガス拡散により、蒸発した供給材料は、同軸コンデンサー表面に導かれ、留出物として上述した軽い相に凝縮される。残留物として上述した供給物の未蒸発部分は、重力及びワイパーのポンプ動作によって収集点へと流され、機械ポンプによりシステムから除去される。同様に、留出物が収集されそして除去される。ここに記載した装置はそれゆえ、多成分供給物を、成分の種々の沸点及びガス−液体平衡挙動に基づいて留出物及び残留物フラクションへと分離する。留出物及び／又は残留物をさらなるフラクションへと分離するために、付加的な蒸発段階が使用され得る。これら付加的な段階は、付加的なショートパス蒸留装置を使用することにより、又は望ましいフラクションをバッチ式の単式ショートパス装置に通すことにより達成され得る。
【００５３】
変性されたピッチおよそ１ガロン（およそ３，５００ｇ）を、１６０ないし１８０℃の範囲で、及び３ないし５ｍｂａｒの範囲の圧力にて操作される加熱されたエバポレーターに連続的に供給した。供給速度はおよそ３，５００ｇ／時間であった。留出物と残留物の比５：９５を達成した。留出物フラクションおよそ２ないし１０％及び対応する残留物フラクション９０ないし９８％への供給物のこの最初の分離は、先立つ乾燥段階で除去されなかった低量の残留水分を除去し、そしてまた、その後の蒸留及び精製段階に対して有害なピッチの特定の低沸点成分を分離することにおいて有利である。プレカットとしてこでまで既知であった、この最初の分離の最適な留出物対残留物比は変化し得、そして供給物中のこれら低沸点物の量による。比較的穏やかな条件及びプレカットにおいて採られた留出物の低分子量フラクションは、最少のステロールの損失しか生じていない。
【００５４】
プレカット操作で得られた９５％の残留物フラクションを、ショートパス蒸留装置に再び供給した。およそ４０：６０の留出物と残留物の比を達成するために、２４０ないし２６０℃の範囲のエバポレーター温度及び０．５ないし１．５ｍｂａｒの範囲の圧力を使用した。この名目上の４０％留出物フラクションは変化し得、及びトール油ピッチ供給貯蔵に対して実験的に決定されなければならない。本実施例において、名目上の４０％留出物
フラクションは、ＧＣにより、２８．２％の遊離ステロールを含むと解析された。こうして得られた留出物は、その後の溶媒結晶化による精製に適している。留出物フラクション中のステロールのより高い回収は可能であるが、留出物中にまた存在し得るより高い量の共沸不純物が、得られた最終生成物の純度に悪影響を与えることが理解されるべきである。
【００５５】
実施例３  ステロール−リッチな留出物の結晶化
２５０ｍＬのエルメンレイヤー（Ｅｒｌｅｎｍｅｙｅｒ）フラスコ中に、実施例２で得られた名目上の４０％留出物４０．０ｇを、８０％メタノール及び２０％イソプロパノールからなる溶媒混合物６０．０ｇと組合せた。ちょうど煮沸以下（およそ６０ないし６５℃）までホットプレート上で加熱し、それにより、溶媒への留出物の完全な溶解を行い、固体が見えないカラメル色の液体を生じた。時折かき混ぜながら、溶液を室温（およそ２０ないし２５℃）まで冷却した。およそ５５℃において、針状の結晶が溶液中に形成し始め、粘性のスラリー状の特性が急速に得られた。室温のスラリーをブフナー漏斗で真空濾過し、そして生じた濾過ケーキを溶媒ブレンド３０ｍＬで２回洗浄した。光沢のある白色結晶を７０℃にて１時間真空オーブン中で乾燥して、乾燥生成物８．３ｇを得た。ＧＣ解析は９６．３％ステロールを示していた。融点は１３８．３℃であった。
【００５６】
実施例４  変性されたピッチの工業規模の調製
実施例１と同様の方法で、トール油ピッチ（ＴＯＰ，Ｂ．Ｃ．ケミカルズ社、ノースウエスト  カナダ  所在）１３，３０４ポンド、液体苛性アルカリ（５０％工業用品質）２４６０ポンド及び水（公共飲料水）１０，３５０ポンドを、４，０００ガロンのステンレス鋼製の反応容器に入れた。反応容器を１時間かけて、最終温度２９２°Ｆまで内部の加熱コイルのスチーム圧により加熱した。この温度を３時間の間維持した。すべての相が良く分散されたことを確保するために穏やかな攪拌を維持した。内部コイルの冷却水により、１時間かけて、およそ２００ないし２１０°Ｆまで温度を低下させた。７５％リン酸２５８９ポンドを入れた。酸の添加後、混合を１時間維持した。３０分の沈降時間の後、反応容器の底部流出口から水性試料を得た。該試料のｐＨは５．９であった。中和されたけん化バッチを、１６，０００ガロンの沈降タンクに移した。第二の同一のけん化された及び中和されたバッチを調製し、そして沈降タンクに移した。組合せたバッチを１２時間沈降させた。沈降時間の間、温度を１９０ないし２００°Ｆに維持した。沈降時間の結果、操作員が相界面を検出するために覗きガラスを観察しつつ、水性のブラインの重い相をタンクから排出した。総じて４９８５ガロンの水性のブラインの層を除去した。残留していた有機層について水分含量を測定し、カールフィッシャー法により４．２％の水分が示された。大気圧にて、内部コイルのスチーム圧により、２３５°Ｆの最終温度まで有機相を加熱した。残留した水分をフラッシュし、そしてオーバーへッドコンデンサーにより凝縮した。除去時間はおよそ２時間であった。変性されたピッチの最終試料を採り、そして０．９８％の水分含量を示していた。さらなるガスクロマトグラフィー解析は１６．８４％の総ステロール（エステル及びアルコールの組合せ）及び１５．１６％の遊離ステロール（アルコール形態のみ）を示していた。
【００５７】
実施例５  変性されたピッチの工業規模の蒸留
実施例４で調製した変性されたピッチを、２段階ショートパス蒸留システム（ＵＩＣ  ＫＤ−１２００，エバポレーター表面１２ｍ2）に連続的に供給した。システムは連続して接続させ、第一段階からの残留（重い）流を第二の段階に向って供給した。蒸発している表面の温度を熱油循環システムにより制御した。各々の段階において表面を凝縮することは、予熱水循環システムにより独立して制御され得る。２−段階ルーツ型ブースター付きの機械真空ポンプにより独立してどちらかの段階を真空にする。残留水及び溶解したガスは、フラッシュタンクによる第一のエバポレーター段階に先立って、供給物から放出される。フラッシュに先立ち、供給物の温度は、蒸気加熱シェル及びチューブ加熱交換器に
よって、その貯蔵温度以上に加熱され得る。以下の方法のパラメータは、２４時間以上連続での平均値を表す：
供給温度：              ２７８°Ｆ
供給速度：              ３３．５ポンド／分
エバポレーター１の温度：３８０°Ｆ
エバポレーター１の圧力：４．５ｍｍＨｇ吸引
コンデンサー１の温度  ：７５°Ｆ
留出物１流れ：          ３．４ポンド／分
残留物１流れ：          ３０．１ポンド／分
エバポレーター２の温度：５１１°Ｆ
エバポレーター２の圧力：１．６ｍｍＨｇ吸引
コンデンサー２の温度：  １１３°Ｆ
留出物２流れ：          １３．６ポンド／分
残留物２流れ：          １６．５ポンド／分
こうして得られた第二エバポレーターの留出物をその後、ＧＣにより解析し、そして２２．６％の遊離ステロールを含んでいることが分った。
【００５８】
実施例６  ステロール−リッチな留出物の工業規模の結晶化
実施例５で生成されたステロール−リッチな留出物２０，０００ポンドを、６，５００ガロンのジャケット付きステンレス鋼製の撹拌タンク反応容器に入れた。組成が８０％メタノール及び２０％イソプロパノールの溶媒ブレンド２０，０００ポンドを同様に入れた。混合物を、１６０°Ｆの温度までジャケット上でスチーム圧により加熱し、穏やかな撹拌の下で１時間保持した。加熱した混合物を、ステンレス鋼製の二段階連続式のスクレーパ表面晶析装置（アームストロング社）に、１００ポンド／分で供給した。第一の晶析装置段階を、そのジャケット上で平均温度７８°Ｆの冷却塔水により冷却した。第二の段階のジャケットを、４５°Ｆに維持された冷却水システムに連通した。晶析装置主要部の平均中間温度は１２２°Ｆであった。出口の平均温度は８５°Ｆであった。こうして結晶化されたスラリーを、撹拌器及び再循環ポンプ付きの６，５００ガロンのステンレス鋼製バッファータンク中に収集した。スラリーを、３５ポンド／分の平均速度にて、連続的な蒸気密真空ベルトフィルター（パンネビス社）に供給した。フィルターの真空動作は、母体液体からステロール結晶を放出する役を果す。オーバーフロー堰及び噴霧バーのような種々の装置は、フィルターケーキを新鮮な溶媒で洗浄することを可能にする。フィルターケーキは回転式エアロックバルブを介してフィルターから排出される前に洗浄され、そして３０ないし４０％の平均水分含量まで乾燥される。排出された湿ったケーキは連続式回転トレードライヤー（Ｗｙｓｓｍｏｎｔ  Ｔｕｒｂｏ−Ｄｒｙｅｒ）に直接に供給され、それにより残留溶媒は１％未満の量まで除去される。乾燥されたステロール結晶は、第二の回転式エアロックバルブを介してドライヤーから出され、適切な容器中に収集され得るか又はさらに進行され得る。本件の場合、乾燥されたステロール結晶粉体３０８８ポンドが得られた。ＧＣ解析は９６．２％のステロールを示した。ステロールの融点は１３８．４℃であった。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】は、本発明にしたがった、トール油ピッチからの抽出及び精製方法を示すフローチャートである。
【図２】は、本発明の方法の一態様を示すフローチャートである。
【図１】
2005516069.tif 000003
【図２】
2005516069.tif 000004
【国際調査報告】
2005516069.tif 000005
2005516069.tif 000006