用于加工脂肪酸的系统和方法与流程

本发明总体涉及用于加工脂肪酸的系统和方法。更具体地，本发明涉及用于加工短链脂肪酸以从中去除杂质的系统和方法。发明背景脂肪酸广泛用于包括制药、食品加工和化妆品的多种行业。一般来说，脂肪酸的颜色稳定性是这些应用的主要关注点之一。归因于脂肪酸的不饱和、高色度杂质和低氧化稳定性，在脂肪酸的使用过程中，其色度容易急剧升高，导致脂肪酸不合格。脂肪酸生产中常使用廉价的起始材料(诸如天然油、脂肪和其他脂肪材料)。这些油和/或脂肪经适当的分解(splitting)条件会释出脂肪酸。这种分解过程的实例包括通过压力分解和酶促分解进行的水解。分解步骤后，粗脂肪酸产物通常含有杂质，其包括未分解或不完全分解的甘油酯(如甘油单酯和甘油二酯)、发色体、水和/或化合物(诸如甾醇和磷脂)。通常，粗脂肪酸产物首先在加氢单元中加工，使非热稳定脂肪酸饱和，然后将加氢单元的流出物通过蒸馏分离以去除任何杂质，生产出符合所需规格的脂肪酸产物。然而，常规方法消耗氢气，成本昂贵，并且该方法还需要大量能量用于蒸馏。因此，常规脂肪酸纯化方法的总成本相对较高。总言之，虽然已存在用于加工和纯化粗脂肪酸的系统和方法，但鉴于常规方法的上述缺点，该领域仍存在改进需求。

背景技术：

技术实现思路

1、已经发现了针对上述与加工和纯化粗脂肪酸的系统和方法相关问题的解决方案。该解决方案在于一种加工包含短链脂肪酸和杂质的粗脂肪酸流的方法。该方法包括将粗脂肪酸流与吸附剂混合预定持续时间以产生杂质减少的纯化的脂肪酸。所述吸附剂吸附粗脂肪酸流中的杂质。值得注意的是，与常规方法相比，该方法能够减少纯化脂肪酸所需的处理步骤，从而降低操作的复杂程度。此外，所公开的方法不需要加氢，从而降低了材料成本(例如氢气和/或催化剂的成本)。此外，所公开的方法不需要蒸馏，从而减少了能量消耗和资本支出。因此，本发明所公开的方法为用于加工和纯化粗脂肪酸的常规系统和方法相关的问题提供了技术方案。

2、本发明的实施方式包括一种加工包含短链脂肪酸和杂质的粗脂肪酸流的方法。所述方法包括将粗脂肪酸流与吸附剂混合预定持续时间以产生粗脂肪酸产物流，所述粗脂肪酸产物流包含短链脂肪酸和相较粗脂肪酸流中的杂质量而言减低量的杂质。优选地，脂肪酸产物流包含c8至c18脂肪酸，优选c8至c10脂肪酸，或c12-c14脂肪酸，或c16至c18脂肪酸。优选吸附剂是活性炭，最优选吸附剂是酸化活性炭。活性炭和酸化活性炭可以组合使用。

3、本发明的实施方式包括一种加工包含短链脂肪酸和杂质(包括着色组分)的粗脂肪酸流的方法。所述方法包括将粗脂肪酸流与0.05至2.0重量％的活性炭或酸化活性炭(基于粗脂肪酸流重量的重量百分比)混合预定持续时间以产生脂肪酸产物流，所述脂肪酸产物流包含短链脂肪酸和相较粗脂肪酸流中着色组分的量而言减低量的着色组分。在实施方式中，活性炭和酸化活性炭组合使用。

4、在实施方式中，可以将活性炭与水性磷酸溶液混合来制备酸化活性炭。优选地，水性磷酸溶液为1至40重量％磷酸溶液，更优选1至20重量％磷酸溶液，或20重量％磷酸溶液，或优选10重量％磷酸水性溶液在50至120℃，更优选在100℃持续2小时至约10小时或甚至更长，以活化活性炭的表面并得到经磷酸处理的活性炭。然后将经磷酸处理的活性炭过滤并用蒸馏水洗涤直至ph为4至5。在含有0.1g酸化活性炭的烧瓶中将100ml蒸馏水煮沸，持续5分钟，测量ph值。将溶液冷却至室温后，用电子ph计测量ph。然后将经ph调节的活性炭干燥至水分含量为1至2重量％水以得到用于处理脂肪酸的酸化活性炭。

5、用根据本发明所述活性炭和/或酸化活性炭处理的低链脂肪酸(本文中称为c8至c10脂肪酸)是热稳定的并且不着色或仅轻微着色，由此产生的产品可以不需要传统的蒸馏步骤或其他另外的纯化步骤。与当前现有工艺相比，这减少了资本支出、减少了加工时间、减少了加工步骤并有其他优点。

6、本发明的实施方式包括一种加工包含短链脂肪酸和杂质(包括着色组分)的粗脂肪酸流的方法。所述方法包括将粗脂肪酸流与0.05至2.0重量％活性炭或酸化活性炭或两者(基于粗脂肪酸流重量的重量百分比)混合，优选酸化活性炭，在80至120℃的温度范围内混合，持续1分钟至10小时，优选1至2小时，或更优选30至60分钟，以产生脂肪酸产物流，所述脂肪酸产物流包含短链脂肪酸和相较粗脂肪酸流中着色组分的量而言减低量的着色组分。活性炭，优选为酸化活性炭，其具有碘值在1000至2000mg/g范围内的表面积。

7、以下包括整个本说明书中使用的各种术语和短语的定义。

8、术语“约”或“大约”被定义为接近于本领域技术人员的理解。在一个非限制性实施方式中，该术语被定义为±10％以内，例如±5％以内，±1％以内，和±0.5％以内。

9、术语“重量％”、“体积％”或“摩尔％”分别指基于包含该组分的材料的总重量、总体积或总摩尔数的该组分的重量、体积或摩尔的百分比。在一个非限制性实例中，100摩尔材料中的10摩尔组分就是10摩尔％的组分。

10、术语“基本上”及其变体被定义为包括在±10％以内、±5％以内、±1％以内或±0.5％以内的范围。

11、术语“抑制”或“减少”或“防止”或“避免”或这些术语的任何变体，在权利要求书和/或说明书中使用时，包括任何可测量的减少或完全抑制，以实现所需的结果。

12、术语“有效”在说明书和/或权利要求书中使用时，是指足以完成所需的、希望的或预期的结果。

13、当“一”或“一个/种”与权利要求书或说明书中的“包含”、“包括”、“含有”或“具有”中的任何术语一起使用时，其使用可以表示“一”，但也与“一或多”、“至少一”和“一或多于一”的含义一致。

14、词语“包含”(以及任何形式的包含，诸如“包含有”和“含有”)，“具有”(以及具有的任何形式，诸如“有”和“拥有”)，“包括”(以及任何形式的包括，诸如“包括有”和“囊括”)或“含有”(以及任何形式的含有，诸如“含”和“包含”)是包括性或开放式的，并且不排除其他未引用的要素或方法步骤。

15、本发明的方法可以“包含”整个说明书中公开的特定成分、组分、组合物等、“基本上由整个说明书中公开的特定成分、组分、组合物等组成”或“由整个说明书中公开的特定成分、组分、组合物等组成”。

16、通过下述附图、详细说明和实施例，本发明的其他目的、特征和优点将显而易见。然而，应理解，这些图、详细描述和实施例虽然表明了本发明的具体实施方式，但只是以说明的方式给出，并不意味着是限制性的。此外，可以设想，通过详细的说明，本发明的精神和范围内的改变和修改对于本领域技术人员来说是显而易见的。在其它实施方式中，具体实施方式的特征可以与其他实施方式的特征组合。例如，来自一个实施方式的特征可以与来自任何其他实施方式的特征组合。在其它实施方式中，可以在本文所述的具体实施方式中增加额外的特征。

技术特征：

1.一种加工包含短链脂肪酸和杂质的粗脂肪酸流的方法，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述吸附剂包括活性炭。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述粗脂肪酸流与0.05至2.0重量％活性炭混合。

4.根据权利要求2和3中任一项所述的方法，其中所述活性炭具有碘值在1000至2000mg/g范围内的表面积。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述活性炭具有碘值在1500至1700mg/g范围内的表面积。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述短链脂肪酸包括c6脂肪酸至c14脂肪酸。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述短链脂肪酸包括c8脂肪酸至c10脂肪酸。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述杂质包括着色组分、甘油酯、甾醇、磷脂或其组合。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述着色组分包括喹吲哚啉、胺、腈、金属络合物或其组合。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述粗脂肪酸流来自棕榈仁油和/或椰子油。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述粗脂肪酸流包含95至99重量％游离脂肪酸。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中所述脂肪酸产物流包含小于5ppm的金属络合物。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中所述方法被设置为通过去除氧化组分来改善所述粗脂肪酸流的热稳定性和/或氧化稳定性。

14.根据权利要求13所述的方法，其中去除氧化组分后的粗脂肪酸流以aocs法td 3a-64于205℃、氮气条件持续2小时的热稳定性小于3个单位。

15.根据权利要求13和14中任一项所述的方法，其中所述氧化组分包括醌、胺、金属络合物、氨基组分或其组合。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，其中混合步骤在80至120℃范围内的温度进行。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的方法，其中预定持续时间在30至60分钟的范围内。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其中所述吸附剂包括酸化活性炭。

19.一种制备酸化活性炭的方法，其包括以下步骤：将活性炭与包含水和酸的水性溶液接触以提供酸处理的活性炭，用水洗涤酸处理的活性炭直至ph为4至5，并干燥经洗涤的酸处理的活性炭以得到酸化活性炭。

20.根据权利要求18所述的方法，其中酸化炭根据权利要求19所述的方法制备。

21.根据权利要求19或20所述的方法，其中所述酸是磷酸。

22.根据权利要求19至21中任一项所述的方法，其中所述接触在100℃至150℃的温度进行。

23.根据权利要求18所述的方法，其中所述粗脂肪酸流与0.05至2.0重量％活性炭混合。

24.根据权利要求18和19中任一项所述的方法，其中所述活性炭具有碘值在1000至2000mg/g范围内的表面积。

25.根据权利要求24所述的方法，其中所述活性炭具有碘值在1500至1700mg/g范围内的表面积。

26.根据权利要求18和23-25中任一项所述的方法，其中所述短链脂肪酸包括c6脂肪酸至c14脂肪酸。

27.根据权利要求26所述的方法，其中所述短链脂肪酸包括c8脂肪酸至c10脂肪酸。

28.根据权利要求18和23-27中任一项所述的方法，其中所述杂质包括着色组分、甘油酯、甾醇、磷脂或其组合。

29.根据权利要求28所述的方法，其中所述着色组分包括喹吲哚啉、胺、腈、金属络合物或其组合。

30.根据权利要求18和23-29中任一项所述的方法，其中所述粗脂肪酸流来自棕榈仁油和/或椰子油。

31.根据权利要求18和23-30中任一项所述的方法，其中所述粗脂肪酸流包含95至99重量％的游离脂肪酸。

32.根据权利要求18和23-31中任一项所述的方法，其中所述脂肪酸产物流包含小于5ppm的金属络合物。

33.根据权利要求18和23-32中任一项所述的方法，其中所述方法被设置为通过去除氧化组分来改善所述粗脂肪酸流的热稳定性和/或氧化稳定性。

34.根据权利要求33所述的方法，其中所述去除氧化组分后的粗脂肪酸流以aocs法td3a-64于205℃、氮气条件持续2小时的热稳定性小于3个单位。

35.根据权利要求33和34中任一项所述的方法，其中所述氧化组分包括醌、胺、金属络合物、氨基组分或其组合。

36.根据权利要求18和20-36中任一项所述的方法，其中混合步骤在80至120℃范围内的温度进行。

37.根据权利要求18和23-36中任一项所述的方法，其中预定持续时间在30至60分钟的范围内。

38.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其中吸附剂包括活性炭和酸化活性炭。

技术总结
公开了用于加工包含短链脂肪酸和杂质的粗脂肪酸流的系统和方法。将粗脂肪酸流与活性炭或酸化活性炭混合，维持预定持续时间以产生脂肪酸产物流，所述脂肪酸产物流包含短链脂肪酸和相较粗脂肪酸流中的杂质量而言减低量的杂质。

技术研发人员：V·瓦苏德万,F·F·N·阿纳齐,J·P·阿诺努埃沃
受保护的技术使用者：SABIC环球技术有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22