CN104531365B - 一种聚甘油酯的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种聚甘油酯的制备方法，将甘油加入到反应釜，升温至55～65℃加入碱性物质催化剂，搅拌升温使催化剂溶解，温度在60～130℃以上加入氢化油反应，反应期间抽真空或通入氮气保护，升温至200～210℃下保持1‑2小时，然后缓慢提升温度至255～265℃，计量生成水量至预定值后结束反应，保持反应温度，在真空条件下，将物料里未反应的原料蒸馏出来加以回收，馏余物通过分子蒸馏分离出聚甘油酯。本发明具有以下优点：1.工艺简单，为一步法生产聚甘油酯，而现有工艺通常分两步进行；2.生产成本低，本发明工艺所用的原料为氢化油，与脂肪酸价格相比，氢化油价格低很多；3.反应得率高，产品纯度高，产物经过分子蒸馏处理后聚甘油酯的含量可以达到98%以上。

Description

一种聚甘油酯的制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚甘油酯的制备方法。
背景技术
聚甘油脂肪酸酯简称聚甘油酯，是一类新型、高效、性能优良多羟基酯类非离子型表面活性剂。由于他们具有着良好的乳化、分散、润湿、稳定等多重表面性能，在人体代谢过程中可分解，从而参与代谢，被人体利用，具有高度安全性，应用领域十分广泛。尤其在食品行业中，食品卫生安全越来越受到人们关注的今天，开发无毒、环保型表面活性剂成为食品添加剂领域研究中的重要内容，聚甘油脂肪酸酯就属于这样一类添加剂，以其卓越的安全性及优良的表面活性被人们所认同。FAO/WHO食品添加剂专家委员会已经确认30多种多聚甘油脂肪酸酯食品乳化剂，美国、日本、欧洲、中国等已批准聚甘油脂肪酸酯作为食品乳化剂。同时它还被广泛运用到了医药制品、日用化工和材料助剂等众多领域。与其它多羟基类脂肪酸酯相比，它不但具备了很强的耐盐、耐酸和耐热能力，而且表面应用性能也属于其中的佼佼者。聚甘油脂肪酸酯是一种安全环保的表面活性剂，因结构的不同而具有很宽的HLB值分布，因而应用范围十分广阔。
现有聚甘油酯制备工艺通常分两步进行：第一步，甘油缩合或甘油酯与甘油加成反应制备聚甘油；第二步聚甘油通过与脂肪酸进行直接酯化反应，这是现今工业上应用最广的一种方法，或与甘油三酯进行酯交换反应，得到相应聚甘油酯。
聚甘油酯的生产关键在聚甘油的生产，聚甘油聚合需在高温下进行，随着聚甘油的聚合度越大，反应耗时不断加长，产物的颜色不断加深，同时伴有严重的副反应，导致聚合产物气味加重。
目前由于生产工艺的不成熟，造成产品聚甘油聚合度低、环状结构较多、气味和颜色较重等问题，并且产品结构单一、产品成本高，严重影响了聚甘油酯的应用和推广。因此，改进生产工艺，提高产品质量具有重要意义，同时也有助于推动食品、医药、化妆品等其他应用领域的发展。
发明内容
鉴于上述现状，本发明所要解决的技术问题是，提供一种工艺简单、成本低廉、适宜工业化大生产的聚甘油酯的新型制备方法，该方法简化了生产工艺、改进了产品的质量、降低了生产成本。
解决上述技术问题的技术方案是：一种聚甘油酯的制备方法，将甘油加入到反应釜，升温至55～65℃，加入甘油重量0.5～1.5 %碱性物质催化剂，搅拌升温至60～130℃使催化剂完全溶解，温度在60～130℃时加入氢化油反应，甘油与氢化油的投料比按重量算为1：0.5～2.5，反应期间抽真空或通入氮气保护，升温至200～210℃下保持1-2小时，然后缓慢提升温度至255～265℃，计量生成水量至预定值后结束反应，保持反应温度255～265℃，在真空条件下，将物料里未反应的原料蒸馏出来加以回收，馏余物通过分子蒸馏分离出聚甘油酯。
所述的催化剂是氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸钾或碳酸锂。
反应期间抽真空，真空度是0.04～0.09MPa。
结束反应后，保持反应温度255～265℃，在真空度大于0.09MPa的条件下，将物料里未反应的原料蒸馏出来加以回收，馏余物通过分子蒸馏分离出聚甘油酯。
与现有技术相比，本工艺有以下优点：
1、本发明工艺简单，为一步法生产聚甘油酯，而现有聚甘油脂肪酸酯制备工艺通常分两步进行。
2、生产成本低，本发明工艺所用的原料为氢化油，与脂肪酸价格相比，氢化油价格低很多。
3、反应得率高，产品纯度高，产物经过分子蒸馏处理后聚甘油酯的含量可以达到98%以上。
本发明制备的聚甘油酯质量达到国外产品的质量。在目前国外产品大举进入我国市场的时期，本发明对替代国外同类产品、发展我国的食品工业和精细化工工业都是十分必要的。同时，聚甘油酯具有乳化、分散、润湿、稳定等多重表面性能并且安全性高，也有助于推动食品、医药、化妆品等其他应用领域的发展。
下面，结合实施例对本发明之一种聚甘油酯的制备方法的技术特征作进一步的说明。
具体实施方式
实施例1：
将450 g的甘油加入到反应釜，升温至60℃，加入5 g氢氧化钠，搅拌升温至100℃使氢氧化钠完全溶解。115℃时加入900 g氢化油，期间抽真空，真空度为0.075MPa。200℃下保持1.5小时，然后缓慢提升温度至260℃，当出水量达到44 ml左右时结束反应。保持反应温度260℃，提高真空度至0.09MPa以上，将物料里未反应的甘油蒸馏出来加以回收，馏余物通过分子蒸馏分离出聚甘油酯，产物主要为二聚甘油酯。
产品经高效液相色谱法检测，分析结果如表1所示。
实施例2：
将600 g的甘油加入到反应釜，升温至60℃，加入6 g氢氧化钠，搅拌升温至100℃使氢氧化钠完全溶解。110℃时加入900 g氢化油，期间抽真空，真空度为0.08MPa。200℃下保持1.5小时，然后缓慢提升温度至260℃，当出水量达到80 ml左右时结束反应。保持反应温度260℃，提高真空度至0.09MPa以上，将物料里未反应的甘油蒸馏出来加以回收，馏余物通过分子蒸馏分离出聚甘油酯，产物主要为三聚甘油酯。
产品经高效液相色谱法检测，分析结果如表1所示。
实施例3：
将800 g的甘油加入到反应釜，升温至60℃，加入8 g氢氧化钠，搅拌升温至100℃使氢氧化钠完全溶解。113℃时加入900 g氢化油，期间抽真空，真空度为0.075MPa。200℃下保持1.5小时，然后缓慢提升温度至260℃，当出水量达到115 ml左右时结束反应。保持反应温度260℃，提高真空度至0.09MPa以上，将物料里未反应的甘油蒸馏出来加以回收，馏余物通过分子蒸馏分离出聚甘油酯，产物主要为四聚甘油酯。
产品经高效液相色谱法检测，分析结果如表1所示。
表1 各实施例分析结果
实施例 单酯含量 二酯含量 多酯含量 单酯以下含量
实施例1 80.2 18.5 - 1.3
实施例2 78.6 19.5 - 1.9
实施例3 78.9 19.3 0.2 1.6
国外产品 79.9 19.2 0.3 0.6
本发明可以制备二聚甘油酯、三聚甘油酯、四聚甘油酯……十二聚甘油酯等系列聚甘油酯产品，通过控制出水量就可以得到不同的聚甘油酯产品。

Claims (2)

1.一种聚甘油酯的制备方法，其特征在于：将甘油加入到反应釜，升温至55～65℃，加入甘油重量0.5～1.5 %碱性物质催化剂，搅拌升温至60～130℃使催化剂完全溶解，温度在60～130℃时加入氢化油反应，甘油与氢化油的投料比按重量算为1：0.5～2.5，反应期间抽真空或通入氮气保护，升温至200～210℃下保持1-2小时，然后缓慢提升温度至255～265℃，计量生成水量至预定值后结束反应，保持反应温度255～265℃，在真空条件下，将物料里未反应的原料蒸馏出来加以回收，馏余物通过分子蒸馏分离出聚甘油酯；所述的催化剂是氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸钾或碳酸锂；反应期间抽真空，真空度是0.04～0.09MPa。
2.根据权利要求1所述的一种聚甘油酯的制备方法，其特征在于：结束反应后，保持反应温度255～265℃，在真空度大于0.09MPa的条件下，将物料里未反应的原料蒸馏出来加以回收，馏余物通过分子蒸馏分离出聚甘油酯。
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