一种环境友好的脂肪酸制备方法与流程

文档序号:20371232发布日期:2020-04-14 13:12阅读:252来源:国知局

本发明涉及一种脂肪酸制备方法,尤其是一种环境友好的脂肪酸制备方法,特别适合于热敏性的脂肪酸的生产。



背景技术:

传统的使用植物油等油脂生产油酸、硬脂酸经过以下四大工序:(1)预处理;(2)高压水解;(3)精馏提纯;(4)精制分离。高压水解的压力一般在2-20mpa,水解温度高,不适合碘值高、反应活性大的热敏性油脂;高压水解设备造价高,生产安全保障要求更高;高压水解产生的甘油水较多,甘油回收的困难较大,容易造成环境污染。

在技术的发展中,出现了利用生物化学的方法生产的技术,这种方法主要思路是使用脂肪酶,作为分解油脂的主要方式,这种方法虽然环境友好,但是因为生物法,对原料的要求高,而且脂肪酶的选择性比较强,只能对其中的一种或几种油脂分解的效率较高,而对于原料成分复杂的油脂,往往产物的纯度和品质不高。

热敏性的脂肪酸,适用于快干型的应用领域,这类油脂不能耐受高温的制备条件,传统的高压水解,温度过高,在热敏性的脂肪酸生产上无法使用。



技术实现要素:

本发明为了克服上述技术问题,将脂肪酶法和水解法的优点加以结合,并克服其中的弊端,提供一种环境友好的脂肪酸制备方法,也解决了热敏性脂肪酸的生产难题。

本发明的技术方案是:一种环境友好的脂肪酸制备方法,以植物油作为原料,制备脂肪酸,所述的方法包括以下几个步骤:

(1)沸石和脂肪酶加水混合成乳状,保温25~30度,活化;

该种乳状是将沸石和脂肪酶以及水混合均匀,因为脂肪酶是亲水性,若直接将脂肪酶加入植物油中,很难反应充分,而且也不利于后续分离,而沸石的加入,既可以作为脂肪酶的载体,利于分散,又可以在后续分离时有助于澄清。

(2)酶解:将植物油与为植物油重量18~20%的脂肪酶混合,反应温度为25~40摄氏度,时间5~9小时;

(3)离心分离:将步骤1的产物进行离心分离,分离出的固相返回步骤1重复使用;

(4)压力容器水解:将步骤2离心的清液装入压力容器内,压强1.0~2.0mpa,150℃,反应时间21~24h;

(5)二次分离,将步骤4的产物静置分层,上层脂肪酸进行脱色和蒸馏精制,下层甘油水回收甘油;

(6)将步骤5离心的清液进行脱色和蒸馏精制。

进一步的,所述脂肪酶为脂肪酶tl、脂肪酶g50单一或两种混合物。

进一步的,所述沸石含量占脂肪酶重量的1%。

进一步的,所述脂肪酶的重量为植物油重量的19%。

进一步的,所述温度为35摄氏度。

进一步的,所述步骤3的时间为7小时。

进一步的,所述压强为1.5mpa。

进一步的,所述步骤4的反应时间为23小时。

进一步的,所述的脱色是使用活性炭吸附。

有益效果:本发明采用脂肪酶前置处理,可以选择适当的脂肪酶种类,对应原料植物油的种类,尽量提高脂肪酶的分解效率,同时利用沸石作为脂肪酶的载体,将脂肪酶吸附在沸石上,在反应结束后,通过离心分离,可以分离出固相,将脂肪酶反复使用直至失效,节省和成本,也同时分离了部分杂质,减轻后第二步的压力容器水解的压力。第二步的压力容器水解中,降低了常用的压力,从中高压减低至低压,降低了反应温度,这样设备造价和维护以及安全都有所优化,普通的压力容器就能够承担这样的反应条件;油脂经过酶解的初步处理,脂肪酸的转化率已经达到80%以上,再经过中低压进一步水解就能得到90%以上的脂肪酸。这样的反应体系适用于各类油脂,也更为环保,环境友好。

具体实施方式

实施例1

一种环境友好的脂肪酸制备方法,以植物油作为原料,制备脂肪酸,所述的方法包括以下几个步骤:

(1)沸石和脂肪酶加水混合成乳状,保温25度,活化;

(2)酶解:将植物油与为植物油重量18%的脂肪酶混合,反应温度为35摄氏度,时间5小时;

(3)离心分离:将步骤1的产物进行离心分离,分离出的固相返回步骤1重复使用;

(4)压力容器水解:将步骤2离心的清液装入压力容器内,压强1.0mpa,150℃,反应时间21~24h;

(5)二次分离,将步骤4的产物静置分层,上层脂肪酸进行脱色和蒸馏精制,下层甘油水回收甘油;

(6)将步骤5离心的清液进行脱色和蒸馏精制。

植物油的酶解率为80%,水解率是11%,最终脂肪酸收率为91%。

实施例2

一种环境友好的脂肪酸制备方法,以植物油作为原料,制备脂肪酸,所述的方法包括以下几个步骤:

(1)沸石和脂肪酶加水混合成乳状,保温25度,活化,沸石含量占脂肪酶重量的1%;

(2)酶解:将植物油与为植物油重量19%的脂肪酶混合,反应温度为37摄氏度,时间7小时;脂肪酶tl和脂肪酶g50的等比例混合酶;

(3)离心分离:将步骤1的产物进行离心分离,分离出的固相返回步骤1重复使用;

(4)压力容器水解:将步骤2离心的清液装入压力容器内,压强1.1mpa,179℃,反应时间23h;

(5)二次分离,将步骤4的产物静置分层,上层脂肪酸进行脱色和蒸馏精制,下层甘油水回收甘油;

(6)将步骤5离心的清液进行活性炭脱色和蒸馏精制。

植物油的酶解率为75%,水解率是20%,最终脂肪酸收率为95%。本实施例适当提高了酶解的温度,延长了酶解的时间,同时适当提高了水解的压强,延长了水解的时间,获得较好的实际效果。

实施例3

一种环境友好的脂肪酸制备方法,以植物油作为原料,制备脂肪酸,所述的方法包括以下几个步骤:

(1)沸石和脂肪酶加水混合成乳状,保温30度,活化;

(2)酶解:将植物油与为植物油重量20%的脂肪酶混合,反应温度为28摄氏度,时间9小时;

(3)离心分离:将步骤1的产物进行离心分离,分离出的固相返回步骤1重复使用;

(4)压力容器水解:将步骤2离心的清液装入压力容器内,压强1.8mpa,207℃,反应时间24h;

(5)二次分离,将步骤4的产物静置分层,上层脂肪酸进行脱色和蒸馏精制,下层甘油水回收甘油;

(6)将步骤5离心的清液进行脱色和蒸馏精制。

植物油的酶解率为59%,水解率是31%,最终脂肪酸收率为90%。本实施例降低了酶解的温度,但延长了酶解的时间,同时也进一步提高了水解的压强,延长了水解的时间,但是实际的酶解率和最终收率都不太理想,这是由于酶反应有恰当的温度范围,过低的温度使酶的活性和酶分解的速度下降。虽然水解压力进一步提高,但脂肪酸的总收率仍稍低。

对比例1

一种脂肪酸制备方法,以植物油作为原料,制备脂肪酸,所述的方法包括以下几个步骤:

(1)脂肪酶加水混合成乳状,保温30度,活化;

(2)酶解:将植物油与为植物油重量19%的脂肪酶混合,反应温度为37摄氏度,时间15小时;

(3)将步骤2离心的清液进行脱色和蒸馏精制。

植物油的最终脂肪酸收率为70%。纯酶解法,反应时间长,但脂肪酸收率仍较低,没有优势。

对比例2

一种脂肪酸制备方法,以植物油作为原料,制备脂肪酸,所述的方法包括以下几个步骤:

(1)预处理,将油脂过滤;

(2)压力容器水解:装入压力容器内,压强3.0mpa,234℃,反应时间9h;

(3)将步骤5离心的清液进行脱色和蒸馏精制。

植物油的水解率为92%。本实施例虽然水解率较高,但是反应温度较高,压强较大,普通设备比较难实现,大型化设备的制造成本较大,而且不适合生产热敏性的脂肪酸。

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