CN107418724A - 一种分离大豆油脚脂肪酸中不饱和脂肪酸混合物的方法 - Google Patents

一种分离大豆油脚脂肪酸中不饱和脂肪酸混合物的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种分离大豆油脚脂肪酸中不饱和脂肪酸混合物的方法；使溶剂与大豆油脚脂肪酸混溶，加热后形成澄清透明溶液；然后将溶液倒入冷却釜之中，开启搅拌，在8～10℃的温度下降温结晶、离心过滤；过滤后得到的滤液按照一定降温梯度，在更低的温度下结晶、过滤，重复步骤直至最后低温结晶的温度在‑2℃～‑7℃、滤液在该温度下结晶、过滤后得到的滤液倒入减压精馏釜之中脱除溶剂，干燥气体吹脱进一步去除溶剂残留，得到不饱和脂肪酸总含量在94％～98％的不饱和酸产品。使用溶剂的低温结晶的方法分离大豆油脚脂肪酸，不会引起原料的变质，操作简单，不产生废水，溶剂可重复利用，产品收率较高。

Description

一种分离大豆油脚脂肪酸中不饱和脂肪酸混合物的方法
技术领域
本发明涉及一种化工产品分离精制技术领域，特别涉及一种分离大豆油脚中不饱和脂肪酸混合物的方法及流程。
背景技术
大豆油脚脂肪酸中主要含有软脂酸(15％～20％)，硬脂酸(2％～5％)，油酸(25％～30％)，亚油酸(45％～50％)和亚麻酸(1％～5％)等几种具有较高经济价值的物质。其中软脂酸和硬脂酸均可用于日化工业中作为生产肥皂、洗涤剂等日化用品的原料，软脂酸还可用于生产环保型的表面活性剂、乳化剂和润湿剂等；亚油酸、亚麻酸是人体必需脂肪酸，这两种物质人体都不能自行合成，必需从食物中摄取；α-亚麻酸是合成DHA、EPA的前体，营养价值很高。油酸、亚油酸、亚麻酸等不饱和脂肪酸还可以用于高档化妆品、高级洗涤剂、高档涂料和高档油漆的生产。若能将这些物质分离出来，将大大提高其经济价值。
目前，脂肪酸的分离工艺主要有减压精馏法、尿素包合法、银离子络合法、低温结晶法、分子蒸馏、超临界萃取、生物酶催化几种方法。减压精馏分离的优点是工艺流程简单，设备投资低，产品色泽好、纯度高，缺点是受操作条件影响大，在高温下操作容易引起热敏性物料变质，一般用来分离脂肪酸甲脂；尿素包合法常被用来分离饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸，工艺流程简单，不会引起原料变质，但是此工艺过程中会产生含尿素的废水，而且收率偏低；溶剂的低温结晶法的优点是操作简单、设备费用低、溶剂廉价易得且在低温条件下不饱和脂肪酸不易变质，缺点是溶剂消耗量大，分离多不饱和脂肪酸时冷耗大；其余几种方法由于存在生产周期长、设备投资高、处理量小等问题，目前仅限于实验室阶段，工业化存在困难。
发明内容
本发明的目的，在于提出一种效果好、无污染、适合工业化生产的分离大豆油脚脂肪酸中的不饱和脂肪酸中的方法，并提供了此方法的工艺路线。
为实现本发明之目的，拟采用以下技术方案：
一种分离大豆油脚脂肪酸中不饱和脂肪酸混合物的方法；其步骤如下：
(1)使溶剂与大豆油脚脂肪酸混溶，加热后形成澄清透明溶液；
(2)然后将溶液倒入冷却釜之中，开启搅拌，在一定的釜内温度下降温结晶；
(3)当溶液中有沉淀析出，并且釜内料液的温度维持不变之后，将料液过滤得到滤液和沉淀固体，因滤液在过滤过程中可能会新产生沉淀，故需将得到的滤液加热至新产生的沉淀完全消失；
(4)步骤(3)得到的滤液再次倒入冷却釜之中低温结晶，此时的结晶温度比上一次低温结晶的温度低4～5℃，开启搅拌；当溶液在温度之下析出沉淀后，重复步骤(3)的操作过程，得到新的滤液；
(5)重复步骤(4)操作，对滤液多次进行分阶段不同低温下的结晶、过滤操作，直至最后低温结晶的温度在-2℃～-7℃、滤液在该温度下按照步骤(3)过滤之后，得到的滤液倒入减压精馏釜之中脱除溶剂，干燥气体吹脱进一步去除溶剂残留，得到不饱和脂肪酸总含量在94％～98％的不饱和酸产品。
将每个低温结晶阶段的得到沉淀混熔，然后加入溶剂溶解形成澄清溶液，在8～10℃的条件下进行压滤，滤液待下次分离操作时，加入步骤(2)开始低温结晶前的原料溶液之中。压滤后的沉淀经烘干后，得到饱和脂肪酸总含量在90％以上的固体产品。
所述溶剂为正己烷、甲醇或乙醇。溶剂与大豆油脚脂肪酸按照质量比1.5:1～2.5:1取料。沉淀与溶剂质量比1:0.7～1:2。
本发明与现有技术比较的特点：使用溶剂的低温结晶的方法分离大豆油脚脂肪酸，不会引起原料的变质，而且操作简单，处理量大，过程中不会产生废水，溶剂可以重复利用，产品收率较高；采用分段梯度降温结晶的操作，与直接在某温度下一次性结晶的方式相比，大大减少了溶剂用量，且每次结晶操作不会产生过多沉淀，降低了过滤的难度；考虑到了对各个步骤中产生的沉淀的再处理问题，能够回收一部分产品，提高了产品的总收率，且获得了纯度较高的饱和脂肪酸产品
附图说明
图1：本发明工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明：
如图1所示：
步骤(1)：首先使溶剂(正己烷、甲醇或乙醇)与大豆油脚脂肪酸按照溶剂与原料质量比1.5:1～2.5:1的比例，混溶并加热至30～40℃形成澄清透明溶液；
步骤(2)：然后将此溶液倒入冷却釜之中，开启搅拌，首先在8℃～10℃的釜内温度下降温结晶；
步骤(3)：当溶液中有大量沉淀析出，并且釜内料液的温度基本维持不变之后，将料液倒入离心机之中离心，得到滤液和沉淀固体，将得到的滤液加热至新产生的沉淀完全融化；
步骤(4)：熔化后的滤液再次倒入冷却釜之中低温结晶，此时的结晶温度比上一次低温结晶的温度低4～5℃，注意结晶过程中依旧开启搅拌。当溶液在该温度之下析出沉淀后，重复步骤(3)的操作过程，得到新的滤液；
步骤(5)：重复步骤(4)操作，对该滤液多次进行分阶段不同低温下的结晶、过滤操作，直至最后一次当低温结晶的温度在-2℃～-7℃时，滤液在该温度下按照步骤(3)过滤之后，得到的滤液不再在下一个低温阶段低温结晶；
步骤(6)：将步骤(5)最后得到的滤液倒入减压精馏釜之中脱除溶剂，并随后用干燥气体吹脱，进一步去除溶剂残留，得到不饱和脂肪酸总含量在94％～98％的不饱和酸产品；
步骤(7)：各个阶段的得到沉淀混溶到一块，然后按照沉淀与溶剂(此时所用的溶剂应与一开始溶解原料时的溶剂一致)质量比1:0.7～1:2的比例加入溶剂，加热使其溶解，在8～10℃的条件下对其进行压滤，将压滤得到的液体储存起来，待下次分离操作时加入步骤(2)开始低温结晶前的原料溶液之中；
步骤(8)将步骤(7)得到的压滤沉淀放入40℃烘箱之中烘干，得到含量在90％以上的饱和脂肪酸混合物的固体产品。
实施例1：
此实施例的分离过程以正己烷作为溶剂，具体实验步骤如下：
(1)将1200g正己烷与800g大豆油脚脂肪酸(不饱和脂肪酸含量为73.54％)混溶并加热至40℃形成澄清透明溶液，然后将此溶液放置于冷却釜之中，开启搅拌，在8℃的釜内温度下降温结晶；
(2)当溶液中有大量沉淀析出，并且釜内料液的温度基本维持不变之后，将料液倒入小型三足式离心机之中离心，离心得到的滤液重新微热至20℃使其中新产生的沉淀融化，然后将料液重新倒至冷却釜之中；
(3)重复步骤(1)和步骤(2)的操作过程，分别在4℃、0℃、-4℃下低温结晶，最后得到含有产品的滤液；
(4)将得到的滤液在减压精馏釜之中减压蒸馏，蒸出的溶剂放于储存罐之中留待下次使用，蒸馏釜内的粗产品经过一个简单的气体吹脱塔干燥并进一步去除溶剂，最后得到456g、不饱和脂肪酸总含量为98.4％的产品，其中的主要成分为油酸和亚油酸，获得的该不饱和脂肪酸混合物产品的收率为71％；
(5)各个降温结晶阶段的得到沉淀混到一块，然后按照沉淀：溶剂质量比1:0.75的比例加入正己烷溶剂，加热使其溶解，在8℃的条件下对其进行压滤，压滤得到的液体置于储存罐中，等到下一次分离过程时加入8℃冷却釜之中重新分离。压滤后剩下的固体为含量在90％以上的饱和脂肪酸的固体混合物。
实施例2：
此实施例的分离过程以乙醇作为溶剂，具体实验步骤如下：
(1)将1200g乙醇与800g大豆油脚脂肪酸(不饱和脂肪酸含量为73.54％)混溶并加热至40℃形成澄清透明溶液，然后将此溶液放置于冷却釜之中，开启搅拌，在10℃的釜内温度下降温结晶；
(2)当溶液中有大量沉淀析出，并且釜内料液的温度基本维持不变之后，将料液倒入小型三足式离心机之中离心，离心得到的滤液重新微热至20℃使其中新产生的沉淀融化，然后将料液重新倒至冷却釜之中；
(3)重复步骤(1)和步骤(2)的操作过程，分别在4℃、0℃、-5℃下低温结晶，最后得到含有产品的滤液；
(4)步骤(3)得到的滤液在减压精馏釜之中减压蒸馏，蒸出的溶剂放于储存罐之中留待下次使用，蒸馏釜内的粗产品经过一个简单的气体吹脱塔干燥并进一步去除溶剂，最后得到463g、不饱和脂肪酸总含量为94.8％的产品，该产品的主要成分为油酸和亚油酸，不饱和脂肪酸的收率为73％。
(5)各个降温结晶阶段的得到沉淀混到一块，然后按照沉淀：溶剂质量比1：1.5的比例加入乙醇溶剂，加热使其溶解，在10℃的条件下对其进行压滤，压滤得到的液体置于储存罐中，等到下一次分离过程时加入10℃冷却釜之中重新分离。压滤后剩下的固体为含量在91％以上的饱和脂肪酸的固体混合物。
实施例3：
此实施例的分离过程以甲醇作为溶剂，具体实验步骤如下：
(1)将1600g甲醇与800g大豆油脚脂肪酸(不饱和脂肪酸含量为73.54％)混溶并加热至40℃形成澄清透明溶液，然后将此溶液放置于冷却釜之中，开启搅拌，在9℃的釜内温度下降温结晶；
(2)当溶液中有大量沉淀析出，并且釜内料液的温度基本维持不变之后，将料液倒入小型三足式离心机之中离心，离心得到的滤液重新微热至20℃使其中新产生的沉淀融化，然后将料液重新倒至冷却釜之中；
(3)重复步骤(1)和步骤(2)的操作过程，分别在5℃、0℃、-4℃下低温结晶，最后得到含有产品的滤液；
(4)步骤(3)得到的滤液在减压精馏釜之中减压蒸馏，蒸出的溶剂放于储存罐之中留待下次使用，蒸馏釜内的粗产品经过一个简单的气体吹脱塔干燥并进一步去除溶剂，最后得到430g、不饱和脂肪酸总含量为96.7％的产品，产品的主要成分为油酸和亚油酸，不饱和脂肪酸的收率为67％。
(5)各个降温结晶阶段的得到沉淀混到一块，然后按照沉淀：溶剂质量比1：2的比例加入甲醇溶剂，加热使其溶解，在10℃的条件下对其进行压滤，压滤得到的液体置于储存罐中，等到下一次分离过程时加入9℃冷却釜之中重新分离。压滤后剩下的固体为含量在91％以上的饱和脂肪酸的固体混合物。
本发明公开和提出的一种利用溶剂分段降温结晶分离大豆油脚脂肪酸中的不饱和脂肪酸的方法，本领域技术人员可通过借鉴本文内容，适当改变条件路线等环节实现，尽管本发明的方法和制备技术已通过较佳实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和技术路线进行改动或重新组合，来实现最终的制备技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。

Claims (6)

1.一种分离大豆油脚脂肪酸中不饱和脂肪酸混合物的方法；其特征是步骤如下：
(1)使溶剂与大豆油脚脂肪酸混溶，加热至30～40℃形成澄清透明溶液；
(2)然后将溶液倒入冷却釜之中，开启搅拌，在8℃～10℃的釜内温度下降温结晶；
(3)当溶液中有沉淀析出，并且釜内料液的温度维持不变之后，将料液倒入离心机之中离心，得到滤液和沉淀固体，将得到的滤液微热至20℃使其中新产生的沉淀融化；
(4)熔化后的滤液再次倒入冷却釜之中低温结晶，此时的结晶温度比上一次低温结晶的温度低4～5℃，开启搅拌；当溶液在温度之下析出沉淀后，重复步骤(3)的操作过程，得到新的滤液；
(5)重复步骤(4)操作，对滤液多次进行分阶段不同低温下的结晶、过滤操作，直至最后低温结晶的温度在-2℃～-7℃时，滤液在该温度下按照步骤(3)过滤之后，得到的滤液倒入减压精馏釜之中脱除溶剂，干燥气体吹脱进一步去除溶剂残留，得到不饱和脂肪酸混合物。
2.如权利要求1所述的方法，其特征是各个结晶阶段的得到沉淀混熔到一块，然后加入溶剂，加热使其溶解，在8～10℃的条件下进行压滤，滤液待下次分离操作时，加入步骤(2)开始低温结晶前的原料溶液之中。
3.如权利要求2所述的方法，其特征是压滤沉淀放入40℃烘箱之中烘干，得到含量在90％以上的饱和脂肪酸混合物的固体产品。
4.如权利要求1所述的方法，其特征是溶剂为正己烷、甲醇或乙醇。
5.如权利要求1所述的方法，其特征是溶剂与大豆油脚脂肪酸按照质量比1.5:1～2.5:1。
6.如权利要求2所述的方法，其特征是沉淀与溶剂质量比1:0.7～1:2。
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