利用棉油皂脚生产饲用脂肪酸的方法
【专利摘要】本发明属于农产品加工领域，具体是一种利用棉油皂脚生产饲用脂肪酸的方法，其步骤为：(1)将棉油皂脚与纯水按比例混合后搅拌充分；(2)将混合液中加入适量浓度98％的硫酸，加热水解；(3)将混合液转入分液装置静置至完全分层，待油相中的杂质溶解到水相后，对油相和水相进行分液；(4)将所得油相混合物转入分液装置静置，加入热水，静置至油相中的杂质萃取到水相后分液，如此反复水洗至pH5～6；(5)将所得混合物加入适量CuSO4水溶液和H2O2水溶液脱毒；(6)将所得混合物加入适量活性白土脱色除杂；(7)将脱色后的脂肪酸离心分离，得到脂肪酸。本发明实现了棉油皂脚制备饲用脂肪酸的资源化利用，具有投资少、资源使用少、三废排放少和操作简便等优点，适和工业生产。
【专利说明】
利用棉油皂脚生产饲用脂肪酸的方法
技术领域
[0001]本发明属于农副产品加工技术领域，具体是一种利用棉油皂脚生产饲用脂肪酸的方法。
【背景技术】
[0002]棉油皂脚是油脂生产中碱炼时的副产物，其成分主要有水分、肥皂(脂肪酸钠盐)、中性油、废油脂物质、有机杂质、灰分、甘油和其它杂质，其中中性油和脂肪酸钠盐占35?50%。
[0003]我国是产棉大国，也是世界上最大的棉籽加工国，棉籽产量约占世界总产量的I/
4。仅新疆地区，每年的棉籽产量约400万吨，每年产生棉油皂脚即有4万吨，约为为脱臭馏出物的1.7倍，其中含脂肪酸达30?40%，资源十分丰富，但目前大部分的棉籽油加工厂都将棉油皂脚作为废弃物或低价处理，从而造成了巨大的资源浪费。
[0004]究其原因，首先是因为棉油皂脚中含有高含量的、对动物体有很强毒性的游离态棉酚，是由于棉油在碱炼时脱除棉酚而留在其中的；其次是因为棉油皂脚所含的棉酚很难直接脱除，人们长期以来的脱除棉酚技术主要针对棉油和棉柏，而缺乏针对棉油皂脚脱除棉酚技术的研究，这进一步导致人们认为没有办法脱除棉油皂脚中的棉酚。
[0005]由此，人们已经形成了对棉油皂脚的认识误区，即认为棉油皂脚中的棉酚无法脱除，使其不能作为动物资料的原料。这种偏见导致人们通常将棉油皂脚作为废弃物低价处理或者仅用它制备化工原料用的脂肪酸，从而忽视了棉油皂脚在作为饲料用途方面的研究开发。
[0006]随着现代动物饲养科学的进步，饲养标准日趋向高能化发展。配合饲料只有添加适量的油脂，才能满足各种畜禽对代谢能营养密度的需要。开发新的廉价脂肪产品对畜牧业的发展具有深远的意义。有关于添加饲用脂肪酸和猪大油的饲料营养指标对比试验表明，二者的增质量速度无差异，饲用脂肪酸的料肉比低于猪大油，而在脂肪、总能和水分的测定值上基本一致，因此饲用脂肪酸作为高脂肪产品，完全可替代猪大油用于饲料中。
[0007]饲用脂肪酸含主要成分是游离脂肪酸，其余主要是中性油和少量磷脂等类酯物。有研究报道证实了其营养价值的可靠性，含有不同含量游离脂肪酸的饲料级脂肪酸，能改善畜禽生长和饲料利用率，并且不管游离脂肪酸的含量高低，饲养效果基本相同。
[0008]在饲料生产中将用棉油皂脚制备的脂肪酸作为油脂适当添加，可以实现饲用油脂的大部分功能，如作为高热能成分来源和畜禽必需脂肪酸的重要来源，具有额外增热效应和具有特殊生热效应等。
[0009]综合上述，如何利用棉油皂脚制备出饲料用脂肪酸作为饲料生产的油脂原料是一个很有现实意义和经济价值的技术问题，围绕这一问题的研究应当引起人们的足够重视。
【发明内容】
[0010]本发明的目的在于如何突破传统思维，利用棉油皂脚制备饲料用脂肪酸，从而实现浪费棉油皂脚的资源化利用。
[0011]发明人结合现有技术，突破固有的认识和偏见，提出了利用棉油皂脚制备饲料脂肪酸的技术路线，即先用酸化水解法将棉油皂脚转化为含有游离态棉酚的脂肪酸，再用棉酚的化学脱毒法将所得脂肪酸中的游离态棉酚转化为无害的螯合态棉酚，然后将脱毒的脂肪酸进行脱色、除杂处理，最后经离心分离后得到无毒的、可用于饲料原料的饲用脂肪酸，从而首次实现了棉油皂脚制备饲用脂肪酸的资源化利用。
[0012]本发明采用的酸化水解法，即将皂脚中的脂肪酸钠盐在硫酸的作用下转化为脂肪酸;然后将其中的中性油在酸性条件下通过加热将其进行水解得到脂肪酸和甘油。硫酸钠和甘油等易溶于水的成分在水洗过程中也能进行分离。从而实现了将棉油皂脚中的脂肪酸提取出来的目的。该工艺具有投资少、化学资源使用较少、工业三废排放少和操作简便的几大优点，适合于工业化生产。
[0013]本发明针对棉油皂脚制备的脂肪酸采用化学脱毒法使其所含游离态棉酚转化为无害的螯合态棉酚，从而使棉酚含量低于国标中规定的数值。
[0014]本发明针对棉油皂脚制备的脱毒后的脂肪酸采用吸附剂如活性白土等进行脱色，同时也能除去杂质，使其符合饲料原料的相关要求。
[0015]本发明的技术方案是，一种利用棉油皂脚制备饲用脂肪酸的方法，包括以下步骤:
[0016](I)加水混合:将棉油皂脚与纯水按1: 0.5到1:2的重量比进行混合，搅拌10?15分钟；
[0017](2)酸化水解:将混合液中加入重量比浓度I 98%的硫酸，加入量为该混合液重量的8 %?12 %，加热保持在75?95 °C，水解反应I?2h ；
[0018](3)油水分离:将混合液转入分液装置静置至完全分层，待油相中的杂质溶解到水相后，对油相和水相进行分液；
[0019](4)水洗除杂:将所获得油相混合物转入分液装置，加入温度60?80°C的热水，静置至油相中的杂质萃取到水相后分液，如此反复多次至pH5?6;
[0020](5)脱毒处理:将所得混合物加入CuS04的水溶液，加入量为CuS04溶质占该混合物重量的0.5?2% ;加入重量比浓度30%的H2O2水溶液，加入量为该混合物重量的8?20%，反应温度60?100 °C，反应时O2间0.5?1.5h;
[0021](6)脱色除杂:将脱毒处理后的混合物中加入活性白土，加入量为该混合物重量的3?8%，反应温度70?100°C，反应时间0.5?1.5h;
[0022](7)离心分离:将脱色后的脂肪酸进行离心分离，转速3000?5000转，时间10?30
分钟，分离上层脂肪酸。
[0023]通过实施本发明，最终得到符合饲用要求的脂肪酸产品，可用做饲料加工的原料，实现了棉油皂脚在饲料方面的资源化利用。
[0024]实施本发明的技术方案时，将棉油皂脚与一定比例的纯水混合，进行搅拌一段时间使其混合均匀；然后将混合液中加入一定量重量比浓度2 98%的硫酸，加热至一定温度下进行酸化水解反应，强酸与脂肪酸钠盐反应制出脂肪酸，同时破坏乳化悬浮体系以及胶体体系，打破原有的水乳平衡，反应I?2h后转入分液装置静置，静置至混合液完全分层为油相和水相两层，待油相中的杂质萃取到水相中，对油相和水相进行分液分离;将所获得油相混合物转入分液装置静置，将所获得的油相用温度60?80°C的热水水洗，反复水洗多次至pH5?6 ；将所得脂肪酸加入CuS04溶质与其重量比占0.5?2 %的CuS04水溶液和与其重量比占10?20%的重量比浓度30%的H2O2水溶液，反应温度60?100 °C，反应时间0.5?1.5h;将脱毒处理后的混合物中加入与其重量比占3?8%活性白土，反应温度70?100 °C，反应时间0.5?1.5h;最后将脱色后的脂肪酸进行离心分离，转速3000?5000转，时间10?30分钟，
分离上层脂肪酸。
[0025]本实验采取的酸化水解法，具体最佳工艺参数为:100%去离子水溶解皂脚，硫酸加入量1 %，水浴温度:85 °C，反应时间:1.5h。
[0026]本技术领域普通技术人员在实施本发明的技术方案时，能够按照本发明所述的参数范围根据具体情况确定具体工艺参数。
[0027]本发明还包括的优化或/和改进有:
[0028]优选方案之一所述步骤(I)中棉油皂脚与纯水按1:1.4到1: 1.6的重量比进行混合，进一步优选，所述步骤(I)中棉油皂脚与纯水按1:1.5的重量比进行混合，搅拌12分钟。
[0029]优选方案之二，所述步骤(2)中重量比浓度298%的硫酸的加入量为混合液重量的9.5?10.5 %，加热保持在80?90 °C，水解反应1.5?1.7h，进一步优选，所述步骤(2)中重量比浓度之98%的硫酸的加入量为混合液重量的10%，加热保持在85°C，水解反应1.6h。
[0030]优选方案之三，所述步骤(4)中加入热水的温度为65?75°C，进一步优选，所述步骤(4)中加入热水的温度为70°C。
[0031]优选方案之四，所述步骤(5)中CuS04水溶液的加入量为CuS04溶质占该混合物重量的0.8?1.2% ;所述H2O2水溶液的加入量为该混合物重量的12?16 %，反应温度85?950C，反应时间0.8?1.2h，进一步优选，所述步骤(5)中CuS04水溶液的加入量为CuS04溶质占该混合物重量的I % ;所述H2O2水溶液的加入量为该混合物重量的15%，反应温度90 0C，反应时间lh。
[0032]优选方案之五，所述步骤(6)中活性白土的加入量为该混合物重量4?6%，进一步优选，所述步骤(6)中活性白土的加入量为该混合物重量5%。
[0033]优选方案之六，所述步骤(7)中转速为3800?4200转，时间20?30分钟，进一步优选，所述步骤(7)中转速为4000转，时间30分钟。
[0034]实施本发明技术方案的有益效果是:本发明突破了人们对棉油皂脚开发利用的认识误区，首次实现了棉油皂脚制备饲用脂肪酸的资源化利用;本发明的技术方案还具有投资少、化学资源使用较少、工业三废排放少和操作简便等优点，尤其适用于工业化生产。
【具体实施方式】
[0035]下面结合实施例详细说明本发明的技术方案。
[0036]为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步地详细描述。
[0037]实施例1:取适量棉油皂脚，按照以下步骤实施可获得符合饲料标准要求的脂肪酸
τ?: 口广PR:
[0038](I)加水混合:将棉油皂脚与纯水按1:1的重量比进行混合，搅拌15分钟；
[0039](2)酸化水解:将混合液中加入重量比浓度2 98%的硫酸，加入量为该混合液重量的1 %，加热保持在85 °C，水解反应1.5h ；
[0040](3)油水分离:将混合液转入分液装置静置至完全分层，待油相中的杂质溶解到水相后，对油相和水相进行分液；
[0041](4)水洗除杂:将所获得油相混合物转入分液装置，加入温度80°C的热水，静置至油相中的杂质萃取到水相后分液，如此反复多次至PH5;
[0042](5)脱毒处理:将所得混合物加入CuS04的水溶液，加入量为CuS04溶质占该混合物重量的0.5%；加入重量比浓度30 %的H2O2水溶液，加入量为该混合物重量的16 %，反应温度80 °C，反应时间Ih;
[0043](6)脱色除杂:将脱毒处理后的混合物中加入活性白土，加入量为该混合物重量的5 %，反应温度90 0C，反应时间0.5h;
[0044](7)离心分离:将脱色后的脂肪酸进行离心分离，转速4000转，时间30分钟，分离上层脂肪酸，得到符合国标要求的饲用脂肪酸产品。
[0045]实施例2:取适量棉油皂脚，按照以下步骤实施可获得符合饲料标准要求的脂肪酸
τ?: 口广PR:
[0046](I)加水混合:将棉油皂脚与纯水按1:2的重量比进行混合，搅拌1分钟；
[0047](2)酸化水解:将混合液中加入重量比浓度2 98%的硫酸，加入量为该混合液重量的8%，加热保持在95°C，水解反应Ih;
[0048](3)油水分离:将混合液转入分液装置静置至完全分层，待油相中的杂质溶解到水相后，对油相和水相进行分液；
[0049](4)水洗除杂:将所获得油相混合物转入分液装置，加入温度60°C的热水，静置至油相中的杂质萃取到水相后分液，如此反复多次至pH=6;
[0050](5)脱毒处理:将所得混合物加入CuS04的水溶液，加入量为CuS04溶质占该混合物重量的I % ;加入重量比浓度30 %的H2O2水溶液，加入量为该混合物重量的8 %，反应温度60°C，反应时间1.5h;
[0051](6)脱色除杂:将脱毒处理后的混合物中加入活性白土，加入量为该混合物重量的8 %，反应温度70 0C，反应时间1.5h;
[0052](7)离心分离:将脱色后的脂肪酸进行离心分离，转速5000转，时间10分钟，分离上层脂肪酸，得到符合国标要求的饲用脂肪酸产品。
[0053]实施例3:取适量棉油皂脚，按照以下步骤实施可获得符合饲料标准要求的脂肪酸
τ?: 口广PR:
[0054](I)加水混合:将棉油皂脚与纯水按1: 0.5的重量比进行混合，搅拌15分钟；
[0055](2)酸化水解:将混合液中加入重量比浓度2 98%的硫酸，加入量为该混合液重量的12%，加热保持在75°C，水解反应2h;
[0056](3)油水分离:将混合液转入分液装置静置至完全分层，待油相中的杂质溶解到水相后，对油相和水相进行分液；
[0057](4)水洗除杂:将所获得油相混合物转入分液装置，加入温度80°C的热水，静置至油相中的杂质萃取到水相后分液，如此反复多次至PH5;
[0058](5)脱毒处理:将所得混合物加入CuS04的水溶液，加入量为CuS04溶质占该混合物重量的2% ;加入重量比浓度30%的H2O2水溶液，加入量为该混合物重量的20%，反应温度100°C，反应时间0.5h;
[0059](6)脱色除杂:将脱毒处理后的混合物中加入活性白土，加入量为该混合物重量的3%，反应温度100°C，反应时间0.5h;
[0060](7)离心分离:将脱色后的脂肪酸进行离心分离，转速4000转，时间30分钟，分离上层脂肪酸，得到符合国标要求的饲用脂肪酸产品。
[0061]可以理解的是，以上实施例仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，增加的这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种利用棉油皂脚制备饲用脂肪酸的方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)加水混合:将棉油皂脚与纯水按I: 0.5到1:2的重量比进行混合，搅拌10?15分钟； (2)酸化水解:将混合液中加入重量比浓度298%的硫酸，加入量为该混合液重量的8 %?12 %，加热保持在75?95 °C，水解反应I?2h ； (3)油水分离:将混合液转入分液装置静置至完全分层，待油相中的杂质溶解到水相后，对油相和水相进行分液； (4)水洗除杂:将所获得油相混合物转入分液装置，加入温度60?80°C的热水，静置至油相中的杂质萃取到水相后分液，如此反复多次至PH5?6; (5)脱毒处理:将所得混合物加入CuSO4的水溶液，加入量为CuSO4溶质占该混合物重量的0.5?2 % ;加入重量比浓度30 %的H2O2水溶液，加入量为该混合物重量的8?20 %，反应温度60?100°C，反应时间0.5?1.5h; (6)脱色除杂:将脱毒处理后的混合物中加入活性白土，加入量为该混合物重量的3?8 %，反应温度70?100 0C，反应时间0.5?I.5h; (7)离心分离:将脱色后的脂肪酸进行离心分离，转速3000?5000转，时间10?30分钟，分离上层脂肪酸。2.根据权利要求1所述的利用棉油皂脚制备饲用脂肪酸的方法，其特征在于，所述步骤(I)中棉油皂脚与纯水按1: 1.4到1: 1.6的重量比进行混合。3.根据权利要求1所述的一种利用棉油皂脚制备饲用脂肪酸的方法，其特征在于，所述步骤(2)中重量比浓度2 98%的硫酸的加入量为混合液重量的9.5?10.5 %，加热保持在80?90°C，水解反应I.5?I.7h。4.根据权利要求1所述的利用棉油皂脚制备饲用脂肪酸的方法，其特征在于，所述步骤(4)中加入热水的温度为65?75°C。5.根据权利要求1所述的利用棉油皂脚制备饲用脂肪酸的方法，其特征在于，所述步骤(5)中CuS04水溶液的加入量为CuS04溶质占该混合物重量的0.8?1.2%;所述H2O2水溶液的加入量为该混合物重量的12?16 %，反应温度85?95 °C，反应时间0.8?1.2h。6.根据权利要求1所述的利用棉油皂脚制备饲用脂肪酸的方法，其特征在于，所述步骤(6)中活性白土的加入量为该混合物重量4?6%。7.根据权利要求1所述的利用棉油皂脚制备饲用脂肪酸的方法，其特征在于，所述步骤(7)中转速为3800?4200转，时间20?30分钟。8.根据权利要求1?7任一项所述的利用棉油皂脚制备饲用脂肪酸的方法，其特征在于， 所述步骤(I)中棉油皂脚与纯水按1: 1.5的重量比进行混合，搅拌12分钟； 所述步骤(2)中重量比浓度2 98%的硫酸的加入量为混合液重量的10%，加热保持在85°(:，水解反应1.611; 所述步骤(4)中加入热水的温度为70°C ; 所述步骤(5)中CuS04水溶液的加入量为CuS04溶质占该混合物重量的I % ;所述H2O2水溶液的加入量为该混合物重量的15%，反应温度90°C，反应时间Ih; 所述步骤(6)中活性白土的加入量为该混合物重量5 % ; 所述步骤(7)中转速为4000转，时间30分钟。
【文档编号】A23K20/158GK105838504SQ201610398108
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年6月7日
【发明人】唐辉, 姚新成, 杨欢, 李乐, 刘新豫, 彭鑫鑫
【申请人】石河子大学