CN110590900A

CN110590900A - 一种剑麻皂素生产中脱蜡的方法

Info

Publication number: CN110590900A
Application number: CN201910933528.7A
Authority: CN
Inventors: 唐猛
Original assignee: Crossdrift Red Sun Bio Tech Ltd
Current assignee: Crossdrift Red Sun Bio Tech Ltd
Priority date: 2019-09-29
Filing date: 2019-09-29
Publication date: 2019-12-20

Abstract

本发明公开了一种剑麻皂素生产中脱蜡的新方法，是将湿润的剑麻皂素粗品，用醇类溶剂和烃类溶剂组成的混合溶剂，经蒸汽加热搅拌作用及冷却结晶分层，离心抛干而脱除蜡质。可使剑麻皂素粗品精制转换率达95%以上，产品中植物蜡含量低于0.05%，且因工艺稳定，返工率低，剑麻皂素损耗少，比传统工艺收率高出10%左右。

Description

一种剑麻皂素生产中脱蜡的方法

技术领域

本发明涉及剑麻皂素的制备领域，具体涉及一种剑麻皂素生产中脱蜡的方法。

背景技术

剑麻皂素（Tigogenin 替告吉宁）与薯蓣皂素(Diosgenin )，番麻皂素同为合成甾体激素药物的起始原料，剑麻皂素是从东风一号剑麻叶片加工纤维后的下脚料经过化学提取而得。

剑麻又名菠萝麻，龙舌兰科龙舌兰属，茎粗短，叶片呈莲座式排列，是一种多年生热带硬质叶纤维作物，其原产墨西哥，现主要在非洲、拉丁美洲、亚洲等地种植，是当今世界用量最大，范围最广的一种硬质纤维。因剑麻喜热，属单子叶植物，旱生，叶片肉厚皮硬，无叶柄，呈剑形，硬而狭长，表皮灰绿至蓝绿色，叶面上有层白色蜡粉，其独特的性质决定了剑麻植物本身除了含有丰富的剑麻皂甙以外，还含有大量的叶绿素、植物蜡、糖分等物质，特别是植物蜡在剑麻皂素成品中都占到了1%左右的比例，是几个最大的杂质成份之一；因此，在剑麻皂素生产工艺中，剑麻皂素脱蜡提纯是一步很重要的工艺步骤。另外，剑麻皂素成品中植物蜡的含量比例直接关系到产品质量，正常一般控制在0.8%左右，如果超过了，直接影响剑麻皂素深加工成单烯的收率及质量水平，而单烯的价值又是剑麻皂素的二倍以上，根据这一现状，剑麻皂素生产中脱蜡工艺至关重要。

目前，国内在剑麻皂素的脱蜡工艺中一般使用以下几种工艺：1、将剑麻皂素粗品直接对比30倍的高度乙醇和剑麻皂素粗品重量30%的活性炭一起加热溶解，其中活性炭就起到吸附植物蜡的作用，然后过滤，过滤液溶缩到一定的比例，冷却重结晶，人工分离蜡层，离心机抛干，得成品剑麻皂素，如不合格，按工艺反复精制。此工艺生产中质量稳定，但生产成本大大增加，比如溶剂乙醇消耗大，蒸汽使用消耗大，活性炭使用消耗大，而且活性炭在吸附植物蜡得同时也吸附了很多的剑麻皂素，因此剑麻皂素的收率也会受影响。2、将剑麻皂素粗品直接对比20倍的高度乙醇加热溶解，然后冷却重结晶，人工分离蜡层，离心机抛干，得成品剑麻皂素，如不合格，按工艺反复精制。此工艺操作简单，溶剂和蒸汽消耗也低，但精制效果一般，返工的机遇占到30%，因此容易造成质量不稳定，以及影响剑麻皂素的收率。3、将剑麻皂素粗品直接加对比30倍的高度乙醇加热至溶解，然后让含有剑麻皂素的热溶液通过树脂柱吸附，然后溶缩、冷却、重结晶，离心机抛干，得成品剑麻皂素，如不合格，按工艺反复精制。此工艺是通过树脂柱吸附植物蜡，生产操作中不好控制，产品返工率很高，而且质量也很不稳定，生产成本明显增加，因此，此工艺大生产中很少用。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种剑麻皂素生产中脱蜡的新方法，以降低剑麻皂素生产成本，提高剑麻皂素得率及剑麻皂素质量。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种剑麻皂素生产中脱蜡的新方法，是将剑麻皂素粗品，用醇类溶剂和烃类溶剂组成的混合溶剂，经蒸汽加热搅拌作用及冷却结晶分层，离心抛干而脱除蜡质。

优选地，上述剑麻皂素粗品为剑麻皂素生产线上压滤或离心处理的且无污染的湿粗品。

优选地，上述醇类溶剂为甲醇、乙醇中的任意一种或两种任意比例混合而成；烃类溶剂为溶剂油、石油醚、轻汽油中的一种或一种以上按任意比例混合而成。

优选地，上述醇类溶剂的浓度为85-90%。

优选地，上述剑麻皂素粗品除去所含乙醇后的干剑麻皂素、醇类溶剂、烃类溶剂三者的用量重量比为1：2-3:4，其中剑麻皂素以公斤计算，溶剂以升计算。

优选地，上述剑麻皂素生产中脱蜡的新方法，其具体步骤如下：

（1）物料溶剂配比及计量选料准备要求：以含乙醇的剑麻皂素粗品为参照物，除去所含的乙醇后以干皂素计算，干剑麻皂素：醇类溶剂：烃类溶剂比例为1：2-3 : 4 ，其中剑麻皂素以公斤计算，溶剂以升计算；

（2）投料：准备好湿剑麻皂素粗品按无水分计算备料100公斤，再开搅拌机，依次向1000升的反应罐里投醇类溶剂、烃类溶剂，最后投备好的剑麻皂素粗品，然后封闭第一反应罐人孔，准备下一步操作；

（3）搅拌加热：先计时搅拌15分钟，然后送蒸汽加热，从观察孔观察，当溶剂混合料开始起沸腾泡时立即关闭加热蒸汽，混合物料沸腾后，溶剂回流至反应罐继续和物料反应，反应30分钟后关闭搅拌机，让物料分层；

（4）冷却结晶：以搅拌机停止时计时，1小时后反应罐夹层进冷却水开始冷却，让混合溶剂物料整体温度控制在35℃左右，以便使剑麻皂素完全结晶析出，冷却结晶时间为24小时；

（5）蜡质分层抽离：混合料冷却结晶后分三层，最底层为剑麻皂素层，剑麻皂素之上分别为醇类溶剂层和烃类溶剂层，其中蜡质在醇类溶剂层顶部和烃类溶剂层之间，蜡质层及醇类溶剂层和烃类溶剂层通过泵抽离，最终只留下白色的剑麻皂素糊状层，准备下一工序；

（6）离心分离：沉淀在反应罐底部的剑麻皂素通过搅拌成糊状颗粒流体，然后放至离心机里离心抛干，离心抛干过程中因重力作用，部分微量残留在剑麻皂素糊状层中的蜡质通过离心被离心机抛干存留在结晶的剑麻皂素表面，颜色乌黑发亮，蜡质层需要用刀片刮掉，蜡层刮掉后里面马上露出洁白的剑麻皂素。

本发明是结合剑麻皂素的特性，利用醇类与烃类二种类型的混合溶剂进行重结晶的一种脱蜡除杂提纯的生产方法，醇类溶剂以乙醇、甲醇为代表，烃类以溶剂油、石油醚、轻汽油为代表，醇类溶剂与烃类溶剂互溶度不高，而且由于密度差，两种溶剂分层明显，醇类溶剂在下层，烃类溶剂在上层，根据剑麻皂素的特性，剑麻皂素及剑麻皂素所含有的植物蜡溶于醇类溶剂，而剑麻皂素单独几乎不溶于烃类溶剂，但剑麻皂素所含有的植物蜡溶于烃类溶剂，另外植物蜡在溶剂中冷却结晶后呈棉花状，密度轻，多数浮在溶剂的表面。

与现有技术相比，本发明具备的有益效果是：

1、本发明的脱蜡方法，可使剑麻皂素粗品精制转换率达95%以上，产品中植物蜡含量低于0.05%，且因工艺稳定，返工率低，剑麻皂素损耗少，比传统工艺收率高出10%左右。

2、本发明的脱蜡方法溶剂使用量少，减少了溶剂消耗及蒸汽使用量，从成本上降低10%左右。

3、本发明的脱蜡方法，成品质量稳定，熔点≥198℃，剑麻皂素含量≥95%。

4、本发明的脱蜡方法，从工艺操作方面，比传统工艺简单了许多，因此从安全管理上大大减少了安全事故的发生。

具体实施方式

现在结合具体实施例，来对本发明作进一步阐述，下面未详述部分均按常规技术进行。

实施例一

剑麻皂素生产中脱蜡的新方法，其具体步骤如下：

（1）物料溶剂配比及计量选料准备要求：以含乙醇的剑麻皂素粗品为参照物，除去所含的乙醇后以干皂素计算，干剑麻皂素：乙醇：溶剂油比例为1：2 : 4 ，计量要求：剑麻皂素以公斤为单位，乙醇和溶剂油以升为单位；选料要求：1、剑麻皂素粗品必须是生产线压滤或离心出来的湿粗品，一般乙醇含量在55%左右，若是干剑麻皂素粗品的话，则影响最终的剑麻皂素纯度（大概在93%左右），且溶剂消耗量也会增大，成本增加。剑麻皂素粗品要求无污染，如参活性炭不得选用；2、乙醇溶度在85%至90%之间；

（2）投料：准备好湿剑麻皂素粗品按无水分计算备料100公斤，再开搅拌机，依次向1000升的反应罐里投乙醇200 升，溶剂油400升，最后投备好的剑麻皂素粗品，然后封闭第一反应罐人孔，准备下一步操作；

（3）搅拌加热：先计时搅拌15分钟，然后送蒸汽加热，从观察孔观察，当溶剂混合料开始起沸腾泡时立即关闭加热蒸汽，混合物料沸腾后，溶剂回流至反应罐继续和物料反应，反应30分钟后关闭搅拌机，让整个反应罐处于静止状态，让物料分层；

（5）蜡质分层抽离：混合料冷却结晶后分三层，最底层为剑麻皂素层，剑麻皂素之上分别为乙醇层和溶剂油层，其中蜡质在乙醇层顶部和溶剂油层之间，棉花状的絮状物就是蜡质层，蜡质层及乙醇层和溶剂油层通过泵抽离，最终只留下白色的剑麻皂素糊状层，准备下一工序；

本实施例的剑麻皂素含量为96.3%，且产品中植物蜡含量低于0.038%。

实施例二

剑麻皂素生产中脱蜡的新方法，其具体步骤如下：

（1）物料溶剂配比及计量选料准备要求：以含乙醇的剑麻皂素粗品为参照物，除去所含的乙醇后以干皂素计算，干剑麻皂素：甲醇：环己烷比例为1：3 : 4 ，计量要求：剑麻皂素以公斤为单位，醇类溶剂和烃类溶剂以升为单位；选料要求：1、剑麻皂素粗品必须是生产线压滤或离心出来的湿粗品，一般乙醇含量在50%，剑麻皂素粗品要求无污染，如参活性炭不得选用；2、甲醇溶度在85%至90%之间；

（2）投料：准备好湿剑麻皂素粗品按无水分计算备料100公斤，再开搅拌机，依次向1000升的反应罐里投甲醇300 升，石油醚400升，最后投备好的剑麻皂素粗品，然后封闭第一反应罐人孔，准备下一步操作；

（5）蜡质分层抽离：混合料冷却结晶后分三层，最底层为剑麻皂素层，剑麻皂素之上分别为甲醇层和环己烷层，其中蜡质在甲醇层顶部和环己烷层之间，棉花状的絮状物就是蜡质层，蜡质层及甲醇层和环己烷层通过泵抽离，最终只留下白色的剑麻皂素糊状层，准备下一工序；

本实施例的剑麻皂素含量为95.8%，且产品中植物蜡含量低于0.045%。

从具体是实验看，本发明有几个关键控制点，第一是剑麻皂素粗品必须是生产线压滤或离心出来的湿粗品，一般乙醇含量在55%，否则同等条件下采用干剑麻皂素粗品的话，剑麻皂素含量相比要低2%左右、产品中植物蜡含量相比要高0.01%左右；第二是具体溶剂的选择及使用量比例，在本发明中控制烃类溶剂使用量大于醇类溶剂使用量（烃类溶剂：醇类溶剂=4:2-3，以体积计算），同等条件下，在烃类溶剂使用量与醇类溶剂使用量相同时，其剑麻皂素含量相比要低0.5%左右、产品中植物蜡含量相比要高0.005%左右，同样，在同等条件下，烃类溶剂使用量少于醇类溶剂使用量时（如烃类溶剂：醇类溶剂=1:1.5-2），其剑麻皂素含量相比要低0.25%左右、产品中植物蜡含量相比要高0.015%左右；第三是，搅拌加热中先计时搅拌15分钟，然后送蒸汽加热，从观察孔观察，当溶剂混合料开始起沸腾泡时立即关闭加热蒸汽，混合物料沸腾后，溶剂回流至反应罐继续和物料反应，反应30分钟后关闭搅拌机，让整个反应罐处于静止状态，上述细节的处理，如搅拌后送入蒸汽加热，能够充分促进蜡质在烃类溶剂中的溶解、减少蜡质在醇类中的溶解，从而降低产品中植物蜡的含量，其他同等条件下，采用蒸汽加热后，反应30min后静止的产品中植物蜡含量相比要低0.005%；第四是，冷却结晶时冷却的温度控制在35℃左右，冷却结晶时间为24小时的控制，若是结晶时温度高于35℃，则影响产品中剑麻皂素含量。

以上仅为本发明的优选实施例，任何在不脱离本申请的发明构思前提下的同等变换或是相似变换，均应在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种剑麻皂素生产中脱蜡的新方法，是将剑麻皂素粗品，用醇类溶剂和烃类溶剂组成的混合溶剂，经蒸汽加热搅拌作用及冷却结晶分层，离心抛干而脱除蜡质。

2.根据权利要求1所述的剑麻皂素生产中脱蜡的新方法，其特征在于，上述剑麻皂素粗品为剑麻皂素生产线上压滤或离心处理的且无污染的湿粗品。

3.根据权利要求2所述的剑麻皂素生产中脱蜡的新方法，其特征在于，上述醇类溶剂为甲醇、乙醇中的任意一种或两种任意比例混合而成；烃类溶剂为溶剂油、石油醚、轻汽油中的一种或一种以上按任意比例混合而成。

4.根据权利要求3所述的剑麻皂素生产中脱蜡的新方法，其特征在于，上述醇类溶剂的浓度为85-90%。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的剑麻皂素生产中脱蜡的新方法，其特征在于，上述剑麻皂素粗品除去所含乙醇后的干剑麻皂素、醇类溶剂、烃类溶剂三者的用量重量比为1：2-3:4，其中剑麻皂素以公斤计算，溶剂以升计算。

6.根据权利要求5所述的剑麻皂素生产中脱蜡的新方法，其特征在于，具体步骤如下：

物料溶剂配比及计量选料准备要求：以含乙醇的剑麻皂素粗品为参照物，除去所含的乙醇后以干皂素计算，干剑麻皂素：醇类溶剂：烃类溶剂比例为1：2-3 : 4 ，其中剑麻皂素以公斤计算，溶剂以升计算；

投料：准备好湿剑麻皂素粗品按无水分计算备料100公斤，再开搅拌机，依次向1000升的反应罐里投醇类溶剂、烃类溶剂，最后投备好的剑麻皂素粗品，然后封闭第一反应罐人孔，准备下一步操作；

搅拌加热：先计时搅拌15分钟，然后送蒸汽加热，从观察孔观察，当溶剂混合料开始起沸腾泡时立即关闭加热蒸汽，混合物料沸腾后，溶剂回流至反应罐继续和物料反应，反应30分钟后关闭搅拌机，让物料分层；

冷却结晶：以搅拌机停止时计时，1小时后反应罐夹层进冷却水开始冷却，让混合溶剂物料整体温度控制在35℃左右，以便使剑麻皂素完全结晶析出，冷却结晶时间为24小时；

蜡质分层抽离：混合料冷却结晶后分三层，最底层为剑麻皂素层，剑麻皂素之上分别为醇类溶剂层和烃类溶剂层，其中蜡质在醇类溶剂层顶部和烃类溶剂层之间，蜡质层及醇类溶剂层和烃类溶剂层通过泵抽离，最终只留下白色的剑麻皂素糊状层，准备下一工序；

离心分离：沉淀在反应罐底部的剑麻皂素通过搅拌成糊状颗粒流体，然后放至离心机里离心抛干，离心抛干过程中因重力作用，部分微量残留在剑麻皂素糊状层中的蜡质通过离心被离心机抛干存留在结晶的剑麻皂素表面，颜色乌黑发亮，蜡质层需要用刀片刮掉，蜡层刮掉后里面马上露出洁白的剑麻皂素。