植物油脱蜡副产物分离蜡酯与甘油三酯的方法与流程

本发明涉及一种植物油脱蜡副产物分离蜡酯与甘油三酯的方法，属于油脂加工领域。

背景技术：

1、现有植物油的精炼脱蜡工艺，油脂需经历降温结晶、养晶的过程，以使得油脂中析出蜡酯和饱和酯或高溶点的固体酯聚集进而长大成晶，便于后续分离，以提高油的抗冻性能和适口性，提高油的风味品质。目前广为应用的精炼脱蜡工艺实际上是广义的脱蜡，其工艺包括油脂冬化、脱脂，脱蜡副产品中不仅仅是自油脂中析出蜡酯，还包括饱和酯或高溶点的固体酯，而且这些成分经脱蜡处理后被脱蜡助剂（硅藻土或珍珠岩）吸附呈固态或半固态，一般当作固形废弃物处理。这些脱蜡副产物不仅未得以利用，还污染了环境。

2、蜡酯（植物蜡）的化学成分为高级脂肪酸及高级一元醇的脂类化合物，蜡酯是一种混合物，是几种高级烷烃的混合物，化学式为ch3（ch2）n+1coo（ch2）n+1ch3，植物蜡在各个领域都有广泛的应用。在化妆品行业，植物蜡被用作化妆品的基础原料,如唇膏、口红、眉笔等，具有良好的黏附性和保湿性,能够为化妆品提供较好的质感和延展性,使其更易于涂抹和保持长久。在医药行业，植物蜡被用作医药制剂的包衣材料，其具有良好的保护性能，保护药物不受湿气、光线和氧气的影响，延长药物的保质期和稳定性，同时，植物蜡还能够控制药物的释放速度，使药物在体内能够持续释放，提高疗效。在食品行业，植物蜡用作食品的防腐剂和保鲜剂，它能够形成一层保护膜，阻隔外界空气，延缓食品的氧化和变质，增加食品的光泽度和口感，提高其质感和食欲。在塑料工业，用作塑料的添加剂，能够提高塑料的柔韧性延展性和抗冷性，降低塑料的粘度和熔点，提高塑料的加工性能，降低生产成本。在包装行业，用作包装材料的润滑剂和防水剂，能够减少包装材料之间的摩擦力，防止包装材料受潮、变形和破裂，保护包装物的完整性和质量。在纺织工业，用作润滑剂和防静电剂，能够降低纤维之间的摩擦力，减少纤维的磨损和脱落，延长编织品使用寿命，能够减少编织品的静电产生，提高编织品的舒适性和安全性。在工艺品制作方面，用于工艺品的制作和保护，增加工艺品的光泽率和质感，提高工艺品的观赏性和收藏价值，保护工艺品不受湿气，灰尘和紫外线的侵害，延长工艺品的保持期和保存期。总之，植物蜡在化妆品、医药、食品、塑料、包装、编织和工艺品等领域都有广泛的应用，它的独特性质使其成为许多行业不可或缺的重要材料。

3、饱和酯或高溶点的固体脂的化学式为（rcoo）3c3h5，其中代表脂肪酸碳氢链的r为大量的饱和脂肪酸和少量的不饱和脂肪酸组成，因此溶点较高。将饱和酯或高溶点的固体酯降解的脂肪酸也广泛应用于工业领域。我国约50%的脂肪酸应用于制皂或直接用于橡塑加工助剂，20%左右用于合成脂肪胺和酰胺，10%左右用于制成脂肪酸酯，其余用于合成油墨、油漆用树脂、二聚酸、以及塑料加工用的润滑剂和稳定剂、重金属盐等。

4、由此可见，相比饱和酯或高溶点的固体酯，蜡酯的加工附加值更高。如果将现有植物油精炼脱蜡的副产物中的蜡酯和饱和酯或高溶点的固体酯先与脱蜡助剂分离，再将蜡酯和饱和酯或高溶点的固体酯分离，将使其进一步加工的附加值更大，利于降低整体油脂精炼的生产成本。

5、尿素包合法是传统的有关化学成分分离技术。目前，尿素包合法已有多种方法应用于饱和度不同组分之间的分离，而对饱和度相同或相近、而空间结构差异较大的蜡酯和饱和酯或高溶点的固体酯之间的分离还未见报道。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种植物油脱蜡副产物分离蜡酯与甘油三酯的方法，旨在利用脱蜡副产物中脱蜡助剂、甘油三酯和蜡酯三种成分不同的物理化学性质的差异，分别采用相似相溶、尿素包合等原理和针对性的方法，将植物油脱蜡副产物中的脱蜡助剂、甘油三酯和蜡酯得到较好的分离，并使分离材料尿素和甲醇得到回收和重复利用。

2、本发明是通过下列技术方案实现的。

3、一种植物油脱蜡副产物分离蜡酯与甘油三酯的方法，包括下列步骤：

4、（1）助剂过滤：按脱蜡副产物与甲醇的质量容积比为1∶13-20的比例，将固态或半固态的脱蜡副产物与甲醇均输入搅拌罐，然后开启搅拌罐的搅拌和加热，搅拌不断，加热至45-50℃持续10-15min后，用离心泵将甲醇和脱蜡副产物的混合液泵入过滤机过滤，液相为蜡酯和饱和酯或高溶点固体脂的混合液，固相为脱蜡助剂，从过滤机底部蝶阀排出；

5、（2）尿素包合与结晶：把步骤（1）的液相转到包合罐，按混合液的容积∶尿素的质量为5—6∶1的比例，称取相应的尿素加入包合罐，搅拌，加热至 50-55℃进行包合20-30min，然后将包合液输送至结晶罐，搅拌速度为6-10r/min，冷却至 0-10℃，搅拌速度为6-10r/min，结晶6-8h，形成包合结晶：

6、（3）过滤：将步骤（2）的包合结晶输送至连续抽滤罐，常温下抽真空，包合结晶过滤分离为过滤板上的蜡酯、甲醇和尿素的包合物和过滤板下的甘油三酯和甲醇混合液；

7、（4）分离甘油三酯：把步骤（3）得到的甘油三酯和甲醇混合液输送至甘油三酯脱溶罐，在真空环境下加热至50-55℃，甲醇先从混合液蒸发出来，再经冷凝器冷却为液体，抽至甲醇贮罐，分离结束得到甘油三酯，从甘油三酯脱溶罐排出；

8、（5）尿素包合物解析：将步骤（3）得到的蜡酯、甲醇和尿素的包合物称重后移至包合物分层罐，加入包合物重量4-6倍的甲醇容积，开启搅拌，加热至40-50℃，静止分层2-3h，上层为蜡酯甲醇液，下层为尿素甲醇液；

9、（6）分离蜡酯：把步骤（5）得到的蜡酯甲醇液输送至蜡酯脱溶罐，抽真空，加热至50-55℃，甲醇先从混合液蒸发出来，再经冷却为液体，抽至甲醇贮罐，分离结束得到蜡酯，从蜡酯脱溶罐排出；

10、（7）回收尿素：把步骤（5）得到的尿素甲醇液输至尿素脱溶罐，抽真空，加热至50-55℃，甲醇先蒸发后冷却为液体，抽至甲醇贮罐，分离结束得到回收尿素，从尿素脱溶罐排出。

11、本发明通过植物油脱蜡副产物分离蜡酯与甘油三酯的装置可自动化程度较高地完成分离工作。

12、所述的植物油脱蜡副产物分离蜡酯与甘油三酯的装置，包括助剂过滤系统、尿素包合系统、分离系统、甲醇贮罐和辅助热源及冷却系统。

13、所述的助剂过滤系统包括搅拌罐、过滤机、管道泵、流量计一、离心泵一和脱蜡助剂箱。所述的搅拌罐的顶部为活动开口盖，夹层或罐内设有加热管路。所述的过滤机为页片式自动排渣过滤机，过滤机下方设置脱蜡助剂箱。所述的管道泵的进口连接甲醇贮罐的出口，管道泵的出口连接流量计一的进口，流量计一的出口连接搅拌罐和包合物分层罐的顶部的进口，并在这两条管路中分别设有两个阀门。所述的离心泵的进口连接搅拌罐底部阀门，出口连接与过滤机的进料口。

14、所述的尿素包合系统包括包合罐、结晶罐、齿轮泵一和流量计二。所述的包合罐设有搅拌装置，夹层或罐内设有加热管路，罐顶部为活动开口盖。所述的结晶罐设有搅拌装置，夹层或罐内设有制冷管路。所述的齿轮泵一的进口与包合罐底部阀门连接，出口与结晶罐顶部入口连接。所述的流量计二设置在过滤机出料口向包合罐输出液体的管路上。

15、所述的分离系统包括抽滤罐、甘油三酯脱溶罐、包合物分层罐、蜡酯脱溶罐、尿素脱溶罐、真空机组、溶液冷却回收罐一、甘油三酯回收箱、溶液冷却回收罐二、蜡酯收集箱、溶液冷却回收罐三、尿素箱、螺杆泵、齿轮泵二、齿轮泵三、离心泵二。所述的抽滤罐的顶部为开放结构，罐内高度/—/处设有过滤板，过滤板下方的罐体一侧设有抽真空口，过滤板上方、抽真空口相对的另一侧罐体设有物料开口，底部设有阀门。所述的甘油三酯脱溶罐为密闭式罐，夹层或内部设有加热管路，底部设有阀门，顶部开口连接溶液冷却回收罐一，罐体下方设有甘油三酯回收箱。所述的包合物分层罐为顶部开盖的搅拌罐，夹层或内部设有加热管路，罐体一侧设有液位管，与液位管相对的另一侧罐体中下部设有上层液出口，底部设有阀门。所述的蜡酯脱溶罐为密闭式罐，夹层或内部设有加热管路，底部设有阀门，顶部开口连接溶液冷却回收罐二，罐体下方设有蜡酯收集箱。所述尿素脱溶罐为密闭式罐，夹层或内部设有加热管路，底部设有蝶阀，顶部开口连接溶液冷却回收罐三，罐体下方设有尿素箱。所述的真空机组设置在抽滤罐或甘油三酯脱溶罐或蜡酯脱溶罐或尿素脱溶罐的一侧，真空机组的真空口阀门出口处分设五路子阀门，分别连接甲醇贮罐、抽滤罐的抽真空口、溶液冷却回收罐一、溶液冷却回收罐二和溶液冷却回收罐三的抽真空口。所述结晶罐与抽滤罐之间由螺杆泵连接，螺杆泵的进口连接结晶罐的底部阀门出口，螺杆泵的出口连通抽滤罐的顶部入口。所述抽滤罐与甘油三酯脱溶罐之间由齿轮泵二连接，齿轮泵二进口连接抽滤罐底部阀门出口，齿轮泵二的出口连接甘油三酯脱溶罐顶部入口。抽滤罐过滤板上的物料从物料开口处转移至包合物分层罐中。所述包合物分层罐与蜡酯脱溶罐之间由齿轮泵三连接，齿轮泵三的进口连接包合物分层罐的上层液出口，齿轮泵三的出口连接蜡酯脱溶罐的顶部进口。所述包合物分层罐与尿素脱溶罐之间由离心泵二连接，离心泵二的进口连接包合物分层罐底部阀门出口，离心泵二的出口连接尿素脱溶罐的顶部进口。所述的溶液冷却回收罐一、溶液冷却回收罐二和溶液冷却回收罐三的底部阀门出口经管道与甲醇贮罐连接，回收的溶液被抽至甲醇贮罐。

16、所述的辅助热源及冷却系统与常规油脂行业设备及连接方式相同，在此不再赘述。

17、本发明的有益效果：（1）本发明采用甲醇溶解脱蜡副产物，使脱蜡助剂与蜡酯和饱和及固态甘油三酯解析，然后在不加任何过滤助剂的条件下，通过页片自动排渣过滤机，将脱蜡助剂与蜡酯和饱和及固态甘油三酯甲醇液得到分离。（2）本发明利用蜡酯的化学结构的高级脂肪酸和高级一元醇形成酯在空间两条直链只在结合处有一个折点，易于被尿素低级醇包合，而甘油三酯不易被尿素低级醇包合的差异，通过试验找到了蜡酯被包合的蜡酯∶尿素∶甲醇的适宜比例范围，以及影响尿素包合蜡酯的适宜条件，使蜡酯和饱和及固态甘油三酯得到分离，这是迄今未见报道过的，也是从脱蜡副产物中分离蜡酯与饱和或固态甘油三酯的关键技术之一。（3）本发明对精炼脱蜡副产物经过逐步分离后，获得脱蜡助剂可掺入新的脱蜡助剂继续作为植物油脱蜡使用；得到的蜡酯可进一步应用到化妆品、医药、食品、塑料、包装、工艺品制作、纺织、等领域，开发高附加值的产品，它的独特性质许多行业不可或缺的重要材料；分离的甘油三酯进一步降解的脂肪酸后也广泛应用于制皂、橡塑加工助剂、合成脂肪胺和酰胺、制备脂肪酸酯等工业领域，三种分离产品均可得到充分合理地利用，极大地提高了脱蜡副产物的附加值，降低了油脂精炼的整体生产成本。（4）本发明的生产过程不产生废弃物，回收了分离介质尿素和甲醇，使其重复再利用，减轻了脱蜡副产物对环境的污染，起到废物利用变废为宝的作用。