[發明專利]改進的脂肪水解法

無效

• 申請號: 96193627.4
• 申請日: 1996-05-28
• 公開（公告）號: CN1183116A
• 公開（公告）日: 1998-05-27
• 發明（設計）人: K·W·安德森;J·D·溫澤爾
• 申請（專利權）人: 亨凱爾公司
• 主分類號: C12N1/00
• 分類號: C12N1/00;C12N1/20;C12P1/04;C12P7/40
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 孫愛

1.發明領域

本發明涉及使用脂肪酶水解的預水解步驟改進脂肪和油的加壓水解，其中加壓水解器的甘油蒸發器冷凝物循環到預水解器。

2.發明背景

脂肪和油也稱為甘油三酯，它們是甘油和脂肪酸的反應產物。脂肪酸和甘油可通過甘油和脂肪酸之間的反應的逆反應來生產，稱為水解。商業上，水解反應稱為“splitting”(水解)，其中甘油和脂肪被水解或“split”，使酸和甘油之間的鍵斷裂。

通常，商業上脂肪或油的水解在加壓水解器中進行，其中脂肪或油優選從一端送入，而水按逆流方式從另一端送入。在操作中，加壓水解器為甘油三酯和水的混合物提供大量的熱量和壓力，使水解進行。但是，因為甘油三酯是疏水的，水相和脂肪相之間的實際接觸量是相當低的。相信在水解器中經過一段時間，單個甘油三酯分子被不完全水解，水解出一個酸分子，得到甘油二酯；或水解出兩個酸分子，生成甘油單酯。甘油單酯和甘油二酯比原料甘油三酯的疏水性低，它們能與水更充分地混合。因此，甘油單酯和甘油二酯作為乳化劑改進了甘油三酯與水的混合。人們認為，在加壓水解器內的湍流條件下，甘油單酯和甘油二酯提高了甘油三酯和水之間的混合程度，從而使水解反應變得容易。

水解速率降低的這段時間稱為誘導期。在誘導期期間，將熱量輸入加壓水解器，并產生壓力，但生成很少的水解產物。如果誘導期不存在或者至少大大縮短，那么在加壓水解器中水解的甘油三酯數量會顯著增加。

消除誘導期的一種方法是采用部分水解或預水解步驟，其中在加壓水解前通過攪拌使脂肪酶和少量水與脂肪或油原料混合。部分水解步驟在脂肪或油在加壓水解前貯存在貯罐中的那段時間進行。在加壓水解前，脂肪或油通常在經加熱的貯罐中存留至少2天，在此期間通過脂肪酶催化劑的作用可進行部分水解。將脂肪酶作為水溶液加到預水解器中。在本發明以前，脂肪酶溶液通過脂肪酶與新鮮水混合來制備。脂肪酶溶液在足以使該溶液在原料中混溶或細分散的速率下攪拌。攪拌在最好剛好低于脂肪酶失活的溫度下進行足以使酸值增加的一段時間。已發現，將牛脂原料與脂肪酶和水在至多約60℃下攪拌約24至48小時可使酸值達到約40至約80(毫克KOH/克樣品)。相比，牛脂完全水解由釋放的羧酸產生的酸值為約205。

優選的商業預水解過程以連續的方式進行，如在1994年12月14日提交的共同未決專利申請書08/356047中公開的，在這里其整個內容作為參考并入。在連續過程中，將要處理的甘油三酯如牛脂在升溫下如約50至60℃下連續送入反應容器。同時將含有約0.01至約2％(重量)、優選約0.08至約1.2％(重量)脂肪酶的脂肪酶水漿液連續送入反應容器。調節甘油三酯和牛脂漿液的流速，按甘油三酯的重量計，得到約2至約5％(重量)水以及使甘油三酯在反應容器中的停留時間為約24至約96小時，視在過程中使用的溫度和脂肪酶的活性而定。在這些條件下，得到流出物中約25至約100的穩態酸值，通常約50到約100。在整個過程中，使用任何一種可進行充分混合的攪拌設備使反應容器中的混合物充分混合。然后將流出的預水解甘油三酯直接送到加壓水解器中使反應完全，生成脂肪酸和甘油。通常，在商業上脂肪或油在加壓水解器中水解，其中優選將脂肪或油在一端送入，而將水以逆流的方式在另一端送入。操作中，加壓水解器給甘油三酯和水的混合物提供大量熱量和壓力，使水解反應進行。在預水解器中生成的脂肪酸用相分離的方法除去。將也稱為甜水的加壓水解器的液體流出物送到盤式離心機，然后送到一系列蒸汽蒸發器，在那里用蒸發的方法從甘油中分離出水，將蒸發的水冷凝，生成甘油蒸發器冷凝物。已發現，在預水解器中新鮮水的使用在下游引起許多問題。由于在新鮮水中鈣鹽和鎂鹽的存在，在預水解器中生成脂肪酸皂。這些皂中的脂肪酸組分由循環的甘油蒸發器冷凝物提供。這些皂在盤式離心機中和甘油蒸發器冷凝物底積累。

上述下游問題的一個解決辦法是用甘油蒸發器冷凝物作為預水解器中的水相，因為它只有微量鈣和/或鎂存在，如果有的話。但是，已發現，由于甘油蒸發器冷凝物的低pH值和高的溫度(160°F)，甘油蒸發器冷凝物、脂肪酶和補充的新鮮水的混合使脂肪酶失活。

發明綜述

本發明在不使酶污染失活的條件下，使用加壓水解器的甘油蒸發器冷凝物作為預水解器的水相。令人吃驚地發現，如果將加壓水解器的甘油蒸發器冷凝物與脂肪酶-新鮮水漿液分開加入預水解器，那么脂肪酶不會失活。因此，本發明的方法利用甘油蒸發器冷凝物，從而減少了從預水解操作中排放流出物量。