一种碱催化紫苏油乙酯化反应工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种紫苏油乙酯化反应工艺，特别涉及一种碱催化紫苏油乙酯化反应工艺，属于化学领域。
【背景技术】
[0002]紫苏油是以紫苏籽为原料提取的食用油，含α—亚麻酸达56?64%，α—亚麻酸是人体必需的脂肪酸，它在人体中转化为代谢必要的生命活性因子DHA(Docosa HexaenoicAcid，二十二碳六稀酸)和EPA(Eicosa Pentaenoic Acid，二十碳五稀酸)，不含胆固醇，对人体具有更显著的保健功效和医药功效。但紫苏油中的α—亚麻酸是以甘油酸三酯的形式存在的，其相对分子质量大，不易被人体所吸收利用。由于亚麻酸乙酯和α—亚麻酸具有同样的生理作用。此外，由于α—亚麻酸乙酯具有易被人体吸收、沸点低、易于蒸馏分离、便于运输和包装等特点。所以一般将α—亚麻酸转化为更为科学、更为安全的α—亚麻酸乙酯。原有紫苏油乙酯化生产的主流工艺经过如下步骤:先在氢氧化钠作用下，紫苏油经过长时间的皂化生成脂肪酸钠，再经过硫酸酸化制得脂肪酸;制得脂肪酸在强酸催化下先与95%的乙醇发生一次酯化，蒸除过量乙醇后然后再与无水乙醇发生二次酯化，最后得紫苏油乙酯化产物，其工艺费时费力，消耗大量的人力和物力，而且反应过程中产生大量含有废酸、废碱的废水，污染环境，产物色泽较深，不能引起人们的食欲，还有的文献报道酸催化酯交换、离子液体催化酯交换、固体碱催化工艺，酸催化酯交换是以硫酸为催化剂，在一定的温度和压强下进行酯交换反应，采用这种工艺耗时，催化剂用量大，对设备腐蚀大，且生成的产物色泽较深，不能引起人们的食欲；离子液体催化酯交换通过合成的离子液体对酯交换反应进行催化，这种工艺需要的离子液体合成步骤复杂，给生产工艺增加了成本;固体碱催化通过制得的碱土金属类氢氧化物或碳酸盐烧结成相应的氧化物，以此为催化剂在较高的温度和压强下进行酯交换反应，传统的固体碱催化反应条件苛刻，需要较高的温度和压强，而且在反应过程中乳化严重，生成的产物特别难以分离出来，造成后处理难，成本高。
【发明内容】
[0003]为克服紫苏油乙酯化反应工艺上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种碱催化紫苏油乙酯化反应工艺，即提供一种更好的制备紫苏油混合脂肪酸乙酯的工艺。
[0004]为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案为:一种碱催化紫苏油乙酯化反应工艺，所述的碱为氢氧化钠或氢氧化钾，将碱溶解在乙醇中，将紫苏油加热至一定温度后缓慢滴加溶解有碱的乙醇溶液，保持温度回流，反应结束后将体系调节至中性，经后处理后得到紫苏油混合脂肪酸乙酯；
进一步的，包括以下步骤:
第一步:配制氢氧化钠的乙醇溶液；
第二步:将紫苏油加入反应装置中搅拌加热至70-80°C;
第三步:醇解:在70-80° C中的恒定温度下，逐滴滴加氢氧化钠乙醇溶液，滴加速度控制在每秒1-2滴，同时加热回流至少2小时，定时取样检测甘油含量不再升高为反应结束；第四步:中和:反应结束混合液加入盐酸溶液将溶液pH值调整为7，加入时在在搅拌下将与氢氢化钠等摩尔的盐酸溶液加到紫苏油醇解后的产物中，使PH=7;
第五步:减压蒸馏:将第四步得到物料重新加热，在减压条件下，蒸出过量乙醇；
第六步:分液:将第五步所剩物料加等体积的去离子水，分三次萃取生成的甘油，上层为脂肪酸乙酯，下层为含甘油的水层；
第七步:干燥:将第六步所得的脂肪酸乙酯加入少量无水氯化钙固体；
第八步:过滤:将七步所得混合物过滤，所得液体便是混合脂肪酸乙酯。
[0005]进一步的；所述的紫苏油与乙醇的质量用量比为1:6，碱采用氢氧化钠，氢氧化钠的质量用量为紫苏油质量的0.8%，碱采用氢氧化钾时，与采用的氢氧化钠摩尔数相等；
进一步的，所述的第三步中的恒定温度保持在75° C，滴加速度为在I滴/秒；
进一步的，所述的紫苏油的酸值小于0.2mgK0H/g，水分小于0.2%。
[0006]本发明的积极有益技术效果在于:本发明积极有益技术效果在于:本发明使用的碱催化工艺的反应温度低、条件温和、反应速度快，绿色环保无污染。本发明使用碱催化剂的酯醇工艺反应速度是使用同当量酸催化剂的4000倍，特别是在反应过程中没有乳化现象的发生，后处理和分离很容易进行，本发明碱催化的酯交换反应醇用量远比酸催化的低，因此工业反应器可以大大缩小，碱性催化剂的腐蚀性比酸性催化剂弱很多，在工业上可以用价廉的碳钢反应器，有利于提高生产的经济性，而且本发明所制得的紫苏油混合脂肪酸乙酯不仅色泽金黄，品质好，而且紫苏油乙酯转化率高达96%。
【具体实施方式】
[0007]为了更充分的解释本发明的实施，提供本发明的实施实例，这些实施实例仅仅是对本发明的阐述，不限制本发明的范围。本发明的氢氧化钠替换为氢氧化钾时，采用等摩尔替换即可。本发明中滴加含碱的乙醇溶液时，每滴的体积约为0.02ml。
[0008]实施例1:
称取1g已干燥的紫苏油于四口烧瓶中，开启机械搅拌器，加热到反应所需温度75°C时，逐滴慢速加入含有60g乙醇、0.08g氢氧化钠的溶液，温度始终保持在75° C，加热回流至取样后检测出甘油含量不再升高为止，反应约2小时左右，反应结束后先加入盐酸溶液将pH调节至中性，搅拌下将与氢氢化钠等摩尔的盐酸溶液加到紫苏油醇解后的产物中，使PH=7，目的是避免引起乳化现象，造成后处理困难，再在减压条件下，继续加热蒸出大部分未反应完的乙醇，然后将所剩液体转移至分液漏斗中，加入相等体积的去离子水，分3次萃取生成的甘油，静置分层，上层为脂肪酸乙酯，下层为含甘油的水层，上层再用无水氯化钙干燥后过滤，最终得到紫苏油脂肪酸乙酯9.89g，经测定计算紫苏油乙酯转化率为96%。
[0009]实施例2:
取500g紫苏油，3000g无水乙醇作为反应物、4g氢氧化钠做催化剂，先将4g氢氧化钠溶解于3000g无水乙醇中，在25L反应罐中先加入500g紫苏油，搅拌下升温至75°C后，通过滴液漏斗将氢氧化钠乙醇混合液慢速滴加至反应罐内，在磁搅拌子作用下和紫苏油充分混合均匀，滴加完毕后，温度始终保持在75° C，加热回流至取样后检测出甘油含量不再升高为止，时间约为3小时左右，然后将浓度为0.40mol/L的盐酸加入250mL加入反应液中，将反应液中和至中性，搅拌下将与氢氢化钠等摩尔的盐酸溶液加到紫苏油醇解后的产物中，使PH=7，目的是避免引起乳化现象，造成后处理困难，再在减压条件下，继续加热蒸出未反应完的乙醇，然后将所将剩液体转移至分液漏斗中，静置分层后，上层为脂肪酸乙酯，下层为含甘油的水层，上层再用无水氯化钙干燥后过滤，最终得到紫苏油脂肪酸乙酯490g，经测定计算紫苏油乙酯转化率为96%。
[0010]在详细说明本发明的实施方式之后，熟悉该项技术的人士可清楚地了解，在不脱离上述申请专利范围与精神下可进行各种变化与修改，凡依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围，且本发明亦不受限于说明书中所举实例的实施方式。
【主权项】
1.一种碱催化紫苏油乙酯化反应工艺，所述的碱为氢氧化钠或氢氧化钾，其特征在于:将碱溶解在乙醇中，将紫苏油加热至一定温度后缓慢滴加溶解有碱的乙醇溶液，保持温度回流，反应结束后将体系调节至中性，经后处理后得到紫苏油混合脂肪酸乙酯。2.根据权利要求1所述的一种碱催化紫苏油乙酯化反应工艺，其特征在于:包括以下步骤: 第一步:配制氢氧化钠的乙醇溶液； 第二步:将紫苏油加入反应装置中搅拌加热至70-80° C; 第三步:醇解:在70-80° C中的恒定温度下，逐滴滴加氢氧化钠乙醇溶液，滴加速度控制在每秒1-2滴，同时加热回流至少2小时，定时取样检测甘油含量不再升高为反应结束；第四步:中和:反应结束混合液加入盐酸溶液将溶液pH值调整为7，加入时在在搅拌下将与氢氢化钠等摩尔的盐酸溶液加到紫苏油醇解后的产物中，使PH=7; 第五步:减压蒸馏:将第四步得到物料重新加热，在减压条件下，蒸出过量乙醇； 第六步:分液:将第五步所剩物料加等体积的去离子水，分三次萃取生成的甘油，上层为脂肪酸乙酯，下层为含甘油的水层； 第七步:干燥:将第六步所得的脂肪酸乙酯加入少量无水氯化钙固体； 第八步:过滤:将七步所得混合物过滤，所得液体便是混合脂肪酸乙酯。3.根据权利要求1或2所述的一种碱催化紫苏油乙酯化反应工艺，其特征在于:所述的紫苏油与乙醇的质量用量比为1:6，碱采用氢氧化钠，氢氧化钠的质量用量为紫苏油质量的0.8%，碱采用氢氧化钾时，与采用的氢氧化钠摩尔数相等。4.根据权利要求2所述的一种碱催化紫苏油乙酯化反应工艺，其特征在于:所述的第三步中的恒定温度保持在75° C，滴加速度为在I滴/秒。5.根据权利要求1或2所述的一种碱催化紫苏油乙酯化反应工艺，其特征在于:所述的紫苏油的酸值小于0.2mgKOH/g，水分小于0.2%。
【专利摘要】本发明公开了一种碱催化紫苏油乙酯化反应工艺，属于化学领域。该反应工艺，所述的碱为氢氧化钠或氢氧化钾，将碱溶解在乙醇中，将紫苏油加热至一定温度后缓慢滴加溶解有碱的乙醇溶液，保持温度回流，反应结束后将体系调节至中性，经后处理后得到紫苏油混合脂肪酸乙酯。本工艺简单且所制得的紫苏油混合脂肪酸乙酯不仅色泽金黄，品质好，而且紫苏油乙酯转化率高达96%。
【IPC分类】C11C3/10
【公开号】CN105567435
【申请号】CN201610018921
【发明人】郑永军, 郑国姣, 郑勇, 宋海香, 侯绍刚
【申请人】安阳工学院
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2016年1月13日