[發(fā)明專利]一種利用油脂脫臭餾出物聯(lián)產(chǎn)生物柴油、植物甾醇和生育酚的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010191474.0
• 申請日: 2010-06-04
• 公開（公告）號: CN101851561A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 單良;劉元法;陶明;謝潔紅;李偉偉;陳思思
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號: C11C3/10
• 分類號: C11C3/10;C11C3/08;C10L1/02;C07D311/72
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物柴油、植物甾醇和生育酚的聯(lián)產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

脫臭餾出物是油脂加工過程中脫臭工序的副產(chǎn)物，數(shù)量約為植物油的0.3％～0.6％，其主要成分有游離脂肪酸、甘油三酯、甾醇、天然生育酚以及其它氧化物分解所得到的揮發(fā)物，如醛、酮、烴等，此外，還有少量的膠質(zhì)、蠟質(zhì)、卵磷脂等。油脂脫臭餾出物中的的不皂化物主要為植物甾醇和生育酚，是天然植物甾醇和生育酚的重要來源。植物甾醇能有效降低血清中的膽固醇水平，起到預(yù)防和治療高血壓、冠心病等疾病的作用；還具有抗炎、阻斷致癌細胞形成等多種生理特性。生育酚的性狀為黃色粘稠油狀物，其中所含的右旋生育酚(d-α-tocopherol)是人體必需的維生素之一。天然生育酚能增強機體免疫力，提高血液中氧的利用率和肌肉持久力；具有降血壓、抗癌、抗衰老、抗不育等功能，廣泛用于營養(yǎng)品、食品添加劑、藥品與化妝品。植物甾醇有相當(dāng)一部分來自油脂脫臭餾出物，而生育酚主要從油脂脫臭餾出物中制取。

目前油脂脫臭餾出物中甾醇、生育酚的制備，主要是根據(jù)其與所存在物系的物理、化學(xué)性質(zhì)不同而分離，例如物質(zhì)在堿存在下的可皂化性、在有機溶劑中的溶解度差異、甾醇和其它物質(zhì)的可絡(luò)合性及其絡(luò)合物的溶解度差異、表面活性劑存在下的親水性差異、高真空條件下物質(zhì)的蒸氣壓及分子自由程的差異以及物質(zhì)吸附力的差異等等。從脫臭餾出物中提取生育酚的方法很多，有酯化-萃取法、皂化-萃取法、脲包法、超臨界CO₂濃縮法、直接溶劑浸出法、直接蒸餾法、吸附劑和離子交換樹脂色譜法等。在各種方法中，酯化-蒸餾法是提取脫臭餾出物中甾醇和生育酚用得較多的方法，現(xiàn)在它們的工藝也較完善，無疑它是提取甾醇和生育酚的有效方法，但是，酯化-蒸餾法涉及熱、氧化劑、礦物酸等，這些對生育酚是不利的。超臨界CO₂濃縮法對設(shè)備要求較高，花費也較大；直接溶劑萃取法消耗溶劑量比較大，提取物的生育酚含量也不高；吸附劑和離子交換樹脂的色譜法分離比較有效，不過，化學(xué)工業(yè)的大量處理問題較難解決；直接蒸餾法提取比較困難，提取物純度不高；脲包法提取脫臭餾出物中生育酚和甾醇操作簡單，對設(shè)備要求不高，反應(yīng)成本底，對生育酚破壞小。由于甾醇在醇中溶解度小，反應(yīng)還能除去大部分甾醇，提取的生育酚可作為藥用原料，脂肪酸仍可在工業(yè)上應(yīng)用，其缺點為：尿素不易包合甘油酯，對脂肪酸的包合也不一定完全，所以，脲包法提取得到的生育酚濃縮物中生育酚的含量一般不高，并且受原料的影響很大；皂化法除脂肪酸和甘油酯較徹底，其缺點是消耗溶劑較多，反應(yīng)成本較高，并且由于加入較多的堿，對生育酚的破壞較大，而且用皂化萃取法不易除去甾醇。

因為脂肪酸與甾醇、生育酚的沸點比較相近，蒸餾或萃取分離效果不佳，所以將脂肪酸與低分子醇反應(yīng)，使其轉(zhuǎn)化為脂肪酸單酯，作為生物柴油。常用的低分子醇是甲醇或乙醇，這是由于甲醇的價格較低，同時其碳鏈短、極性強，能夠很快地與脂肪酸甘油酯發(fā)生反應(yīng)，且堿性催化劑易溶于甲醇；而乙醇可以從稻草、秸稈、玉米等發(fā)酵而來，是一種綠色無毒的可再生資源。同時，低分子醇的脂肪酸酯粘度較低，揮發(fā)性較強，作為發(fā)動機燃料常溫下啟動性能良好，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，燃燒狀況良好，積碳少，熱效率高，高負荷時熱效率還稍高于礦物柴油，發(fā)動機零部件磨損與使用礦物柴油類似，排氣溫度和碳煙排放降低，各種性能均優(yōu)于直接使用植物油，接近礦物柴油，部分指標還優(yōu)于礦物柴油。

脂肪酸與低分子醇的反應(yīng)可用堿、酸或酶作為催化劑，也可在無催化劑的條件下進行。其中堿性催化劑包括NaOH、KOH、各種碳酸鹽以及鈉和鉀的醇鹽等，酸性催化劑常用的是硫酸、磷酸或鹽酸。

在進行酯交換反應(yīng)時，以堿作為催化劑進行酯交換反應(yīng)，其效果最好，但對反應(yīng)物中水分及游離脂肪酸的含量有嚴格的要求。反應(yīng)后混合產(chǎn)物經(jīng)靜置分為上下兩層，下層為甘油和剩余低分子醇的混合物，此外還有少量反應(yīng)生成的皂類物質(zhì)，上層是生物柴油(甲酯或乙酯)層。將上層的生物柴油取出，經(jīng)水洗除去溶于其中的微量甘油、低分子醇和皂類物質(zhì)，再經(jīng)干燥脫水便得到生物柴油最終產(chǎn)品。將下層經(jīng)蒸餾等工序可回收低分子醇，提純甘油。