专利名称：连续生产单双脂肪酸甘油酯的生产方法
技术领域：
本发明涉及单双脂肪酸甘油酯的生产方法，具体涉及一种连续生产单双脂肪酸甘油酯的生产方法。
背景技术：
单双脂肪酸甘油酯一般是指单甘酯含量在30-60%之间的单双脂肪酸甘油酯。当前技术中，生产单双脂肪酸甘油酯主要是通过两种方法实现，即直接酯化法和醇解法。所说的直接酯化法是指将脂肪酸和甘油在催化剂存在的情况下进行反应得到单双脂肪酸甘油酯产品；所说的醇解法是采用油脂与甘油在催化剂存在的情况下进行反应得到的单双脂肪酸甘油酯产品。一般来讲，醇解法相比于直接酯化法具有一些突出的优点，如加工过程中不会产生大量水分，可避免反应过程起泡，并且不需要配备大量的冷凝冷却设备等。然而，传统的醇解法都是采用单釜反应的生产模式，当反应完成进行出料时，必须停止设备，并在釜内进行冷却，否则会由于加热导热油的余温过高造成设备壁面结焦，下次生产时需要进行清洗，产生大量的废水。单釜生产模式不能进行连续的生产，这种不连续性也导致了反应的不稳定性，例如每次反应前需要对各个原材料进行重新配比，配比会由于计量器具及人为的操作造成不稳定因素，同时，加工温度也会由于控制设备及人为因素存在不稳定因素，再者，加工设备本身也会存在不稳定因素，各种不稳定因素集合在一起导致反应后的成品质量不稳定。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种连续生产单双脂肪酸甘油酯的生产方法，通过该方法可达到生产效率高且成品质量稳定的效果。为达到上述目的，本发明的技术方案如下—种连续生产单双脂肪酸甘油酯的生产方法，包括设置反应物料的配比关系，所述反应物料包括甘油、油酯类物质和催化剂；将配置好的所述反应物料预热，并逐级通入反应釜，控制反应物料在一定温度下进行一定时间的反应，得到成品；将所述成品直接输出与所述反应物料进行热交换，完成一次降温。优选的，还包括将一次降温后的所述成品进行二次降温。优选的，所述逐级通入反应釜包括逐级通入三级反应釜。优选的，所述油酯类物质为动植物油脂，饱和或不饱和状态的三脂肪酸甘油酯。优选的，所述催化剂为碱性催化剂包括氢氧化钠、氢氧化钙或氢化钠。优选的，所述设置反应物料的配比关系包括设置反应物料的流量比。优选的，所述流量比为甘油流量=(15-30% )氢化油流量，催化剂流量= (0. 1-1% )的甘油与氢化油的总流量。优选的，所述一定温度为180_250°C。优选的，所述一定时间为1-3小时。
通过上述技术方案，本发明所提供的连续生产单双脂肪酸甘油酯的生产方法是通过预先设计反应物料的配比关系，按照设计好的配比关系控制物料的投放量，并将反应的主体部分设计为多级反应釜进行连续反应，可根据反应釜的液面高度控制反应时间，同时反应后得到的成品可抽离反应釜进行冷却，使整套设备可以按照预设的配比关系进行连续的生产，避免了单釜反应模式中为冷却产品需要停止设备运行所造成的停歇状况，保证了生产的连续性，同时保证了产品质量的稳定性，并且提高了生产效率。
图1为本发明实施例所公开的实现连续生产单双脂肪酸甘油酯的生产方法的设备示意图。
具体实施例方式本发明提出了一种连续生产单双脂肪酸甘油酯的生产方法，通过该方法可达到生产效率高且成品质量稳定的效果。在本发明中，所述的油酯类物质包括脂肪酸组成为月桂酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸以及亚油酸等的各类油脂，可以是氢化后的饱和产品，也可以是未经氢化后产品。本发明实施例中，优选使用氢化油。所述的催化剂可以是酸性催化剂，也可以是碱性催化剂，所述的酸性催化剂可以是硬脂酸钠、脂肪酸等，所述碱性催化剂例如是氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钾、氢化钾、氢化钠等，本发明实施例优选使用氢氧化钠。在本发明所提供的生产方法中，需预先配置反应物料的配比，所说的反应物料包括甘油、油脂和催化剂，所说的配比包括质量比或流量比等，本发明通过流量比进行计量， 一般情况下，油脂和甘油的流量比控制在甘油流量=(15-30%)氢化油流量，优选为甘油流量=(20-25%)油脂流量，催化剂的用量根据催化剂使用的不同而有所不同，一般情况下，催化剂的用量=(0. 1-1%)的甘油与油脂的总流量，所以反应物料在进料前，需先控制氢化油和甘油的流量，然后根据油脂和甘油的总流量计算催化剂的流量。本发明所生产的单双脂肪酸甘油酯是指单甘酯含量在30-60%之间的单双脂肪酸甘油酯，对于不同含量的单双脂肪酸甘油酯，反应物料的配比不同，例如反应物料为氢化油、甘油和氢氧化钠时生产30%单双硬脂酸甘油酯，所需配比为氢化油、甘油、氢氧化钠配比= 1 (0. 15-0. 25) (0. 0001-0. 002)；生产40%单双硬脂酸甘油酯，所需配比为氢化油、甘油、氢氧化钠配比= 1 (0. 17-0. 27) (0. 0001-0. 002)；生产50%单双硬脂酸甘油酯，所需配比为氢化油、甘油、氢氧化钠配比= 1 (0. 19-0. 29) (0. 0001-0. 002)；生产60%单双硬脂酸甘油酯，所需配比为氢化油、甘油、氢化钠配比= 1 (0. 21-0. 30) (0. 0001-0. 002)。上述反应物料在进行反应时，需控制温度在180_250°C，优选为200-230°C，更优选为220°C;上述反应物料的反应时间为1-3小时，优选为1. 5-2. 5小时，更优选为2小时。
本发明中所使用的实现连续生产单双脂肪酸甘油酯生产方法的设备可以是如图1 所示的设备，而不限于下述设备，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据该设备附图获得其他的附图，对此，不应造成对本发明的任何限定。请参见图1，该设备包括配制罐11，用于配置催化剂氢氧化钠的浓度，通过加入少许油脂使氢氧化钠分散，并在配制罐中进行高速搅拌，使其均勻，配制罐11连接有一计量泵12，通过计量泵12控制催化剂的流量。反应物料甘油和油脂通过流量计13进行流量控制，同催化剂按照一定的流量比共同进入预热器14进行预热，预热器具有双层结构，包括管层141和壳层142，反应物料流经管层141。预热器14连接有三级反应釜，分别为第一级反应釜15、第二级反应釜16和第三级反应釜17，各个反应釜之间通过泵体18进行物料抽送。其中各级反应釜内部均设置有三层反应室19，各个反应室19通过隔板20相隔，各反应室内的物料通过传动轴21与隔板20之间的空隙流向下层反应室，各层反应室19内均设置有搅拌叶片22，保证反应物料进行充分的反应。反应物料经第三级反应釜17后得到反应后的成品，该成品经泵体输送至预热器14的壳层142内部，与管层141内部的反应物料进行热交换，使成品进行一次降温，同时也为反应物量提供了热源，节约了能源。一次降温后的成品继续流经与预热器14相连的换热器23进行二次降温冷却。各级反应釜底部还设置有进气口 24，用于向反应釜内部通入保护气体，以控制其内部的真空度，保证反应釜内部反应的顺利进行。该保护气体可以是惰性气体，如氮气，还可以是二氧化碳气体等，本领域技术人员可以理解，除通入保护气体外，还可以使用抽真空或抽真空与通入保护气体相结合的方式来实现，对此本发明不做限定。需要说明的是，三级反应釜的设计需要满足一定的要求，使之能够保证物料在进入反应釜后在反应釜中的滞留时间不小于1-3小时。所说的滞留时间是指反应物料在反应釜中完全反应的时间，通过反应釜总存量与最终成品流量的比值计算得到，因此，反应釜的高度和宽度的比例需满足其设计要求。按照上述说法，满足设计要求的反应釜的结构不限于本实施例附图中所列的结构，还可以是其他结构，对此，本发明不做限定。本发明实施例所提供的连续生产单双脂肪酸甘油酯的生产方法可通过下述方式实施。首先设计甘油、油脂与氢氧化钠的配比关系，并通过控制系统进行控制调节。其配比关系根据生产单甘酯含量不同的单双脂肪酸甘油酯而不同。一般情况下， 生产单甘酯含量为30%的单双硬脂酸甘油酯，所需配比为油脂、甘油、氢氧化钠配比= 1 (0. 15-0. 25) (0. 0001-0. 002)；生产单甘酯含量为40%的单双硬脂酸甘油酯，所需配比为氢化油、甘油、氢氧化钠配比=1 (0. 17-0. 27) (0. 0001-0. 002)；生产单甘酯含量为50%的单双硬脂酸甘油酯，所需配比为氢化油、甘油、氢氧化钠配比=1 (0. 19-0. 29) (0. 0001-0. 002)；生产单甘酯含量为60%的单双硬脂酸甘油酯，所需配比为氢化油、甘油、氢化钠配比=1 (0. 21-0. 30) (0. 0001-0. 002)。然后，将配置好的反应物料通入预热器进行预热，预热的温度为180-250°C。将预热后的反应物料通入三级反应釜进行反应，反应温度控制在180-250°C，优选为200-230°C，更优选为220°C，控制反应时间为1_3小时，优选为1. 5-2. 5小时，更优选为2小时。将反应得到的成品通入预热器与原料进行热交换，使成品进行一次降温。将一次降温后的产品通入换热器进行二次降温冷却，在产品的冷却过程中设备可以继续进行工作，无需停止，实现了连续生产。以下，对本发明的实施例进行说明。实施例一本实施例为生产单甘酯含量为50%的单双硬脂酸甘油酯，催化剂优选为氢氧化钙。本实施例的操作步骤如下1、设计反应物料的配比关系；设计氢化油进料流量为2400Kg/h，甘油进料流量为600Kg/h，氢氧化钙的进料流量O.Ig/h，配置的氢氧化钙-氢化油的浓度为(氢氧化钙与氢化油的质量比)。向配制罐中放入200Kg氢化油和2Kg氢氧化钙，通过在配制罐中进行高速搅拌调勻，根据计量泵调整催化剂的进料流量为30Kg/h。2、将反应物料通入预热器进行预加热；3、将预加热后的反应物料通入三级反应釜进行反应，控制反应温度为200-230°C， 反应时间为3小时；4、将反应后的成品直接通入预热器与反应物料进行热交换，实现一次降温；5、将一次降温后的产品通入换热器进行二次降温冷却，在产品降温过程中，这套设备可以持续运行，按照反应物料的配比关系投料，实现产品的连续生产。实施例二本实施例为生产单甘酯含量为40%的单双硬脂酸甘油酯，催化剂优选为氢氧化钠。本实施例的操作步骤如下1、设计反应物料的配比关系；设计氢化油进料流量为1600Kg/h，甘油进料流量为400Kg/h，氢氧化钠的进料流量Ig/h，配置的配置的氢氧化钠-氢化油的浓度为(氢氧化钠与氢化油的质量比)。 向配制罐中放入300Kg氢化油和9Kg氢氧化钠，通过在配制罐中进行高速搅拌调勻，根据计量泵调整催化剂的进料流量为100Kg/h。2、将反应物料通入预热器进行预加热；3、将预加热后的反应物料通入三级反应釜进行反应，控制反应温度为200-230°C， 反应时间为2小时；4、将反应后的成品直接通入预热器与反应物料进行热交换，实现一次降温；5、将一次降温后的产品通入换热器进行二次降温冷却，在产品降温过程中，这套设备可以持续运行，按照反应物料的配比关系投料，实现产品的连续生产。通过上述技术方案，本发明所提供的连续生产单双脂肪酸甘油酯的生产方法是通过预先设计反应物料的配比关系，按照设计好的配比关系控制物料的投放量，并将反应的主体部分设计为多级反应釜进行连续反应，可根据反应釜的液面高度控制反应时间，同时反应后得到的成品可抽离反应釜进行冷却，使整套设备可以按照预设的配比关系进行连续的生产，避免了单釜反应模式中为冷却产品需要停止设备运行所造成的停歇状况，保证了生产的连续性，同时保证了产品质量的稳定性，并且提高了生产效率。
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同时，本发明将所得到的产品与反应物料进行热交换，不仅使产品的温度降低，还为反应物料所需的温度提供了一定的热源。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求
1.一种连续生产单双脂肪酸甘油酯的生产方法，其特征在于，包括设置反应物料的配比关系，所述反应物料包括甘油、油酯类物质和催化剂；将配置好的所述反应物料预热，并逐级通入反应釜，控制反应物料在一定温度下进行一定时间的反应，得到成品；将所述成品直接输出与所述反应物料进行热交换，完成一次降温。
2.根据权利要求1所述的连续生产单双脂肪酸甘油酯的生产方法，其特征在于，还包括将一次降温后的所述成品进行二次降温。
3.根据权利要求1或2所述的连续生产单双脂肪酸甘油酯的生产方法，其特征在于，所述逐级通入反应釜包括逐级通入三级反应釜。
4.根据权利要求1或2所述的连续生产单双脂肪酸甘油酯的生产方法，其特征在于，所述油酯类物质为动植物油脂、饱和或不饱和状态的三脂肪酸甘油酯。
5.根据权利要求1或2所述的连续生产单双脂肪酸甘油酯的生产方法，其特征在于，所述催化剂为碱性催化剂包括氢氧化钠、氢氧化钙或氢化钠。
6.根据权利要求1所述的连续生产单双脂肪酸甘油酯的生产方法，其特征在于，所述设置反应物料的配比关系包括设置反应物料的流量比。
7.根据权利要求1或6所述的连续生产单双脂肪酸甘油酯的生产方法，其特征在于，所述流量比为甘油流量=(15-30% )氢化油流量，催化剂流量=(0. 1-1% )的甘油与氢化油的总流量。
8.根据权利要求1所述的连续生产单双脂肪酸甘油酯的生产方法，其特征在于，所述一定温度为180-250°C。
9.根据权利要求1所述的连续生产单双脂肪酸甘油酯的生产方法，其特征在于，所述一定时间为1-3小时。
全文摘要
本发明公开了一种连续生产单双脂肪酸甘油酯的生产方法，包括设置反应物料的配比关系，所述反应物料包括甘油、油酯类物质和催化剂；将配置好的所述反应物料预热，并逐级通入反应釜，控制反应物料在一定温度下进行一定时间的反应，得到成品；将所述成品直接输出与所述反应物料进行热交换，完成一次降温，通过本发明所提供的生产方法可实现连续生产，达到生产效率高且成品质量稳定的效果。
文档编号C11C3/06GK102417865SQ201010294720
公开日2012年4月18日 申请日期2010年9月28日 优先权日2010年9月28日
发明者陈小龙 申请人:江苏中鼎化学有限公司