[發明專利]一種具有薄膜蒸發器功能的微波刮膜分子蒸餾器及利用其生產脂肪酸甲酯的方法

無效

• 申請號: 201410029984.6
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN103752028A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 羅立新;李云霄;朱唯唯;葉群
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: B01D3/12
• 分類號: B01D3/12;B01D1/22;C11C3/10
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

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技術領域

本發明涉及一種具有薄膜蒸發器功能的微波刮膜分子蒸餾器及利用其生產脂肪酸甲酯的方法，屬于化工生產工藝的技術領域。

?背景技術

酯交換法根據其使用的催化劑不同，可以分為堿催化酯交換法、酸催化酯交換法和生物催化酯交換法。其中，堿性催化劑包括NaOH、KOH、碳酸鹽、鈉和鉀的醇鹽，還包括有機堿；常用的酸性催化劑有硫酸、磷酸或鹽酸；生物催化酯交換法是以各種脂肪酶為催化劑。目前脂肪酸甲酯的生產中，一般以堿、酸、固體酸、固體堿、離子液體等為催化劑。

化學法制備脂肪酸甲酯的酯交換率高達99%。盡管化學法有這么高的產率，但是用化學法制備脂肪酸甲酯具有以下缺點：化學法一般以精煉的植物油脂為原料；副產物甘油、皂、色素等不容易分離會影響脂肪酸甲酯的質量；反應溫度較高、工藝復雜；反應過程中使用過量的甲醇，需要先用一級甚至多級薄膜蒸發器進行去除，處理過程繁雜、能耗高；油脂原料中的水和游離脂肪酸會嚴重影響脂肪酸甲酯產率及質量；產品純化復雜，酯化產物難以回收，而且使用酸堿催化劑會產生大量的廢水、廢堿（酸）液，其排放容易對環境造成二次污染等。

但化學法具有生產工藝簡單，易實現，如果能有效地解決上述問題，化學法不失為一種適宜的方法。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種具有薄膜蒸發器功能的微波刮膜分子蒸餾器。

本發明的另一目的在于提供一種效率高、制備簡便快捷、具有較好品質的脂肪酸酯的生產方法。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種具有薄膜蒸發器功能的微波刮膜分子蒸餾器，包括刮膜分子蒸餾器1、微波發生器2和電機3，所述刮膜分子蒸餾器1內配有外部覆蓋加熱油加熱器15的蒸發筒體16和刮膜器13；所述蒸發筒體16頂部設有進料口4與真空抽氣口5；所述蒸發筒體16的中心設有冷凝器14；所述蒸發筒體16底部設有高分子量餾分出口8和低分子量餾分出口9；所述電機3與刮膜器13相連；所述刮膜器13上設有進料分布器12，且與蒸發筒體16之間有間隙；所述刮膜分子蒸餾器1一側設有加熱油進口6和加熱油出口7，另一側設置有微波發生器2。

所述蒸發筒體的材料為微波透明材料。

所述的刮膜器為多分段滾筒刮膜器。

所述冷凝器為圓柱型冷凝器。

一種利用上述具有薄膜蒸發器功能的微波刮膜分子蒸餾器生產脂肪酸甲酯的方法，包括如下步驟：?

1）在100質量份植物油中加入到400~600質量份甲醇、2.0~3.5質量份氫氧化鈉催化劑配成溶液，加熱至60~100℃，醇解4~8小時，得到脂肪酸甲酯混合液；

2）將步驟1）得到的脂肪酸甲酯混合液加入到具有薄膜蒸發器功能的微波刮膜分子蒸餾器中進行分離，得到脂肪酸甲酯。

所述植物油為菜籽油、大豆油、棕櫚油或花生油。

所述具有薄膜蒸發器功能的微波刮膜分子蒸餾器的蒸發面溫度為120~180℃，真空度在為0.01~10KPa。

本發明提供的具有薄膜蒸發器功能的微波刮膜分子蒸餾器，在使用時，液體混合物從加料口4加入，經液體物料分布器12分散到刮膜器13，刮膜器將物料在蒸發筒體16內表面上快速分散成膜。微波發生器2輔助加熱油加熱器15對蒸發筒體16進行加熱，促使物料中低分子量組分逸出液面，其中揮發性較差的液體蒸汽在冷凝器14凝結后，向下流動，從低分子量餾分出口9流出；而易揮發的分子量低液體蒸汽通過真空抽氣口5抽離微波刮膜分子蒸餾器主體。物料中未溢出的餾分順著蒸發面向下流動從高分子量餾分出口10流出。

具有薄膜蒸發器功能的微波刮膜分子蒸餾器中的多分段滾筒刮膜器可以實現液體物料的多層次多次數的分散。也可以利用滾筒刮膜器適應性高，順從性強的特點，對粘性較低的液態物料進行分散，粘性高的液體可通過預加熱體系加熱降低粘性。微波加熱系統還可以對混合體系中介電常數高的組分進行選擇性加熱，有利于這些組分（如甲醇、水分和甘油）快速逸出液面。

本發明提供的具有薄膜蒸發器功能的微波刮膜分子蒸餾器具有薄膜蒸發器和刮膜分子蒸餾兩種功能，且正在脂肪酸甲酯的生產中可以實現一步法分離脂肪酸甲酯。此外本發明在保留導熱油加熱器加熱的基礎上添加了微波輔助分離系統，大大提高了分離效率。導熱油加熱器蒸發筒體頂部設置的真空抽氣口可以實現易揮發物料的分離。