本发明属于植物化学技术领域，尤其涉及一种从纸浆浮油中提取植物甾醇的方法。
背景技术：
纸浆浮油又称妥尔油、塔罗油，主要由硫酸盐法生产松木浆的废液表面的肥皂撇除后经酸化而得，外观为黑色油状液体，主要成分含40-60％的脂肪酸、20-35％的松香酯、10-20％的甾醇及甾醇化合物。纸浆浮油可直接用于制肥皂、油漆、油墨和润滑剂等，精炼后馏出液可用作胶磷浮选剂，底物沥青提取到植物甾醇，可用作制药工业的原料药，或用作合成维生素D的中间体，还可用作化妆品的添加等。
植物甾醇大多是从玉米、大豆中经过物理提纯而得的一种脂溶性白色粉末，具有营养价值高、生物活性强等特点，是一种重要的天然活性成分，是人体内胆固醇天然调节剂，人体内类激素智能化管理专家。目前生产或提取植物甾醇的工艺有多种，能获得植物甾醇的同时，均具有不足之处，具体为：
国家专利局于2010年2月2日公开了一篇专利申请号为201010104339.8，名称为全连续提取天然维生素E和植物甾醇的方法的发明专利。此专利公开了如下技术方案：用从植物油生产过程中产生的下脚料脱臭馏出物为原料，通过自行设计方法步骤，得到植物甾醇和天然维生素E。此方法产生的废水少，可实现PLC控制连续化生产，劳动强度低，生产环境清洁，工艺指标稳定，产物收率高，植物甾醇的纯度高。但此方法选用原料成本高，全连续生产设备资金投入大，生产过程中涉及工艺点要求苛刻。
国家专利局于2010年8月23日公开了一篇专利申请号为201010258890.8，名称为从生产生物柴油所得到的废渣中提取植物甾醇的方法及其产品。此专利公开了如下技术方案：此方法以生产生物柴油得到的废渣为原料，通过自行设计方法步骤，得到纯的植物甾醇。但此方法植物甾醇提取工序繁琐，所需提取溶剂用量大，回收量大，不适于工业化规模性生产。
技术实现要素：
本发明要解决的问题是提供一种制备的植物甾醇含量高、工艺简单、制备成本低且生产流程短的从纸浆浮油中提取植物甾醇的方法。为此，现提出如下技术方案。
一种从纸浆浮油中提取植物甾醇的方法，所述提取方法包括如下步骤：
(1)精馏：以纸浆浮油为原料，先将纸浆浮油加热至60-120℃，然后再将加热后的纸浆浮油置入温度为150-300℃，真空度1-100Pa的精馏塔中，由精馏塔精馏纸浆浮油一段时间直至精馏产物的体积不变，收集精馏塔塔底重相馏出物；
(2)反应：将步骤(1)收集到的重相馏出物与含量大于99％的甲醇按照按体积比为1:0.2～1混合加入到反应釜中，开启反应釜，设置反应釜的温度为65℃，同时以80r/min的速度搅拌反应物0.5h，并缓慢加入碱性催化剂甲醇钠，在65℃条件下恒温反应1-5h后停止加热；
(3)水洗：将步骤(2)得到的生成物进行水洗，用60℃-80℃的软水水洗生成物2-7次，每次加水量为生成物体积的10％，洗涤至中性得到反应油；
(4)蒸馏：将步骤(3)得到的反应油依次置入4级连续性分子蒸馏器分离反应油中的脂肪酸甲酯成份，所述4级连续性分子蒸馏器进料量均控制在5-15L/min，其中一级蒸馏器内的温度为130-150℃，真空度为100-1000Pa；二级蒸馏器内的温度为140-150℃，真空度为40-100Pa；三级蒸馏器内的温度为170-200℃，真空度为1-5Pa；四级蒸馏器内的温度为210-240℃，真空度为1-5Pa，最后将四级蒸馏器得到的蒸馏物冷却得到植物甾醇浸膏并称重；
(5)去杂质：将经过步骤(4)得到的植物甾醇浸膏与含量大于99％的石油醚按质量比1:1-5混合加入溶解器中，加热至25℃后，搅拌1h，然后经过滤得到固相物；
(6)干燥：将步骤(5)过滤得到的固相物用含量大于95％的乙醇洗涤，然后将洗涤后的固相物置入60-90℃的烘箱中10h，并同时启动烘箱对流风机，最后得到含量较高的植物甾醇产品。
对上述方案的进一步改进，在步骤(1)中，纸浆浮油加热至80℃，精馏塔内温度为215℃，真空度40Pa。
对上述方案的进一步改进，在步骤(2)中，将步骤(1)得到的馏出物与甲醇按体积比1:0.5加入到反应釜中；恒温反应时间为3.5h。
对上述方案的进一步改进，在步骤(3)中，将生成物进行水洗，用70℃的软水水洗生成物4次。
对上述方案的进一步改进，在步骤(4)中,所述连续性4级分子蒸馏器进料量均为6-8L/min；其中一级蒸馏器内的温度为135℃，真空度为200Pa；二级蒸馏器内的温度为140℃，真空度为40Pa；三级蒸馏器内的温度为185℃，真空度为1Pa；四级蒸馏器内的温度为225℃，真空度为1Pa。
对上述方案的进一步改进，在步骤(5)中，将步骤(4)得到的植物甾醇浸膏与石油醚按质量比1:3混合。
对上述方案的进一步改进，在步骤(6)中，烘箱的温度为70-80℃。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明所述的提取植物甾醇的方法提取植物甾醇粗品采用多级分子蒸馏装置，该工艺可将脱色、脱气、脱味等工序一次性完成，极大地缩短了生产流程。超临界负压状况下，物料受热均匀、时间短，分离程度高，温度、真空度、物料进出量都实行有效控制，既保证了产品的质量，又节约了能源。
(2)本发明所述的提取植物甾醇的方法在物理分离提纯过程中研究选用了非极性烷类溶剂含量大于99％的石油醚为溶解液，其对蒸馏物浸膏中植物甾醇溶解度微小，且对油脂、脂肪醇、色素等溶解度较大，既保证了植物甾醇的质量指标，又提高收率。
(3)本发明所述的提取植物甾醇的方法是利用造纸行业产生的废弃物纸浆浮油生产天然活性成分植物甾醇，工艺相对简单，技术成熟，物料反应在一般情况下进行，原料来源范围广泛，同时本提取方法适用于工业化、规模化生产植物甾醇。
附图说明
图1为本发明所述的一种从纸浆浮油中提取植物甾醇的方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1
如附图1所示的一种从纸浆浮油中提取植物甾醇的方法，具体包括如下步骤：
(1)精馏：以2000L的纸浆浮油为原料，先将纸浆浮油加热至80℃，然后再将加热后的纸浆浮油置入温度为215℃，真空度40Pa的精馏塔中，由精馏塔精馏纸浆浮油一段时间直至精馏产物的体积不变，收集精馏塔塔底重相馏出物915L；
(2)反应：取步骤(1)收集到的重相馏出物500L与含量大于99％的甲醇250L按照按体积比为1:0.5混合加入到反应釜中，开启反应釜，设置反应釜的温度为65℃，同时以80r/min的速度搅拌反应物0.5h，并缓慢加入碱性催化剂甲醇钠，在65℃条件下恒温反应3.5h后停止加热；
(3)水洗：将步骤(2)得到的生成物进行水洗，用70℃的软水水洗生成物4次，每次加水量为生成物体积的10％，洗涤至中性得到反应油；
(4)蒸馏：将步骤(3)得到的反应油依次置入4级连续性分子蒸馏器分离反应油中的脂肪酸甲酯成份，所述4级连续性分子蒸馏器进料量均控制在8L/min，其中一级蒸馏器内的温度为135℃，真空度为200Pa；二级蒸馏器内的温度为140℃，真空度为40Pa；三级蒸馏器内的温度为185℃，真空度为1Pa；四级蒸馏器内的温度为225℃，真空度为1Pa，最后将四级蒸馏器得到的蒸馏物冷却得到植物甾醇浸膏并称重，得到植物甾醇浸膏78kg；
(5)去杂质：将经过步骤(4)得到78kg的植物甾醇浸膏与含量大于99％的234kg石油醚按质量比1:3混合加入溶解器中，加热至25℃后，搅拌1h，然后经过滤得到固相物60kg；
(6)干燥：将步骤(5)过滤得到的固相物用含量大于95％的乙醇洗涤，然后将洗涤后的固相物置入75℃的烘箱中10h，并同时启动烘箱对流风机，最后得到含量较高的植物甾醇产品52kg，经过检测，植物甾醇的含量为99.63％。
实施例2
如附图1所示的一种从纸浆浮油中提取植物甾醇的方法，具体包括如下步骤：
(1)精馏：以1000L的纸浆浮油为原料，先将纸浆浮油加热至60℃，然后再将加热后的纸浆浮油置入温度为150℃，真空度1Pa的精馏塔中，由精馏塔精馏纸浆浮油一段时间直至精馏产物的体积不变，收集精馏塔塔底重相馏出物450L；
(2)反应：将步骤(1)收集到450L的重相馏出物与含量大于99％的甲醇82L按照按体积比为1:0.2混合加入到反应釜中，开启反应釜，设置反应釜的温度为65℃，同时以80r/min的速度搅拌反应物0.5h，并缓慢加入碱性催化剂甲醇钠，在65℃条件下恒温反应1h后停止加热；
(3)水洗：将步骤(2)得到的生成物进行水洗，用60℃的软水水洗生成物2次，每次加水量为生成物体积的10％，洗涤至中性得到反应油；
(4)蒸馏：将步骤(3)得到的反应油依次置入4级连续性分子蒸馏器分离反应油中的脂肪酸甲酯成份，所述4级连续性分子蒸馏器进料量均控制在5L/min，其中一级蒸馏器内的温度为130℃，真空度为100Pa；二级蒸馏器内的温度为140℃，真空度为40Pa；三级蒸馏器内的温度为170℃，真空度为1Pa；四级蒸馏器内的温度为210℃，真空度为1Pa，最后将四级蒸馏器得到的蒸馏物冷却得到植物甾醇浸膏并称重，得到植物甾醇浸膏39kg；
(5)去杂质：将经过步骤(4)得到39kg的植物甾醇浸膏与含量大于99％的39kg石油醚按质量比1:1混合加入溶解器中，加热至25℃后，搅拌1h，然后经过滤得到固相物30kg；
(6)干燥：将步骤(5)过滤得到的固相物用含量大于95％的乙醇洗涤，然后将洗涤后的固相物置入60℃的烘箱中10h，并同时启动烘箱对流风机，最后得到含量较高的植物甾醇产品26kg，经检测，植物甾醇的含量为99.6％。
实施例3
如附图1所示的一种从纸浆浮油中提取植物甾醇的方法，具体包括如下步骤：
(1)精馏：以500L的纸浆浮油为原料，先将纸浆浮油加热至120℃，然后再将加热后的纸浆浮油置入温度为300℃，真空度100Pa的精馏塔中，由精馏塔精馏纸浆浮油一段时间直至精馏产物的体积不变，收集精馏塔塔底重相馏出物200L；
(2)反应：将步骤(1)收集到的200L重相馏出物与含量大于99％的200L甲醇按照按体积比为1:1混合加入到反应釜中，开启反应釜，设置反应釜的温度为65℃，同时以80r/min的速度搅拌反应物0.5h，并缓慢加入碱性催化剂甲醇钠，在65℃条件下恒温反应5h后停止加热；
(3)水洗：将步骤(2)得到的生成物进行水洗，用80℃的软水水洗生成物7次，每次加水量为生成物体积的10％，洗涤至中性得到反应油；
(4)蒸馏：将步骤(3)得到的反应油依次置入4级连续性分子蒸馏器分离反应油中的脂肪酸甲酯成份，所述4级连续性分子蒸馏器进料量均控制在15L/min，其中一级蒸馏器内的温度为150℃，真空度为1000Pa；二级蒸馏器内的温度为150℃，真空度为100Pa；三级蒸馏器内的温度为200℃，真空度为5Pa；四级蒸馏器内的温度为240℃，真空度为5Pa，最后将四级蒸馏器得到的蒸馏物冷却得到植物甾醇浸膏并称重，得到植物甾醇浸膏19kg；
(5)去杂质：将经过步骤(4)得到19kg的植物甾醇浸膏与含量大于99％的95kg的石油醚按质量比1:5混合加入溶解器中，加热至25℃后，搅拌1h，然后经过滤得到固相物；
(6)干燥：将步骤(5)过滤得到的固相物用含量大于95％的乙醇洗涤，然后将洗涤后的固相物置入90℃的烘箱中10h，并同时启动烘箱对流风机，最后得到含量较高的植物甾醇产品13kg，经检测，，植物甾醇的含量为99.5％。
本发明所述的提取植物甾醇的方法提取植物甾醇粗品采用多级分子蒸馏装置，可将脱色、脱气、脱味等工序一次性完成，极大地缩短了生产流程。超临界负压状况下，物料受热均匀、时间短，分离程度高，温度、真空度、物料进出量都实行有效控制，既保证了产品的质量，又节约了能源。另外在植物甾醇粗品去杂质的过程中选用了非极性烷类溶剂含石油醚为溶解液，石油醚对植物甾醇粗品中植物甾醇溶解度微小，且对油脂、脂肪醇、色素等溶解度较大，既保证了植物甾醇的质量指标，又提高收率。本发明所述的提取植物甾醇的方法是利用造纸行业产生的废弃物纸浆浮油生产天然活性成分植物甾醇，工艺相对简单，技术成熟，物料反应在一般情况下进行，原料来源范围广泛，同时本提取方法适用于工业化、规模化生产植物甾醇。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求范围内。