CN111004821A - 一种环境友好的脂肪酸制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种环境友好的脂肪酸制备方法，以植物油作为原料，包括以下几个步骤，沸石和脂肪酶加水混合成乳状，保温25~30度，活化；酶解：将植物油与为植物油重量18~20%的脂肪酶混合，反应温度为25‑40℃，时间5~9小时；离心分离：将步骤1的产物进行离心分离，分离出的固相返回步骤1重复使用；压力容器水解：将步骤2离心的清液装入压力容器内，压强1.0~2.0Mpa，150℃，反应时间21~24h；二次分离，将步骤4的产物静置分层，上层脂肪酸进行脱色和蒸馏精制，下层甘油水回收甘油。无需过高的压力，过高温度，就可以进行反应，反应体系也更为环保，环境友好。
Description
技术领域
本发明涉及一种脂肪酸制备方法，尤其是一种环境友好的脂肪酸制备方法，特别适合于热敏性的脂肪酸的生产。
背景技术
传统的使用植物油等油脂生产油酸、硬脂酸经过以下四大工序：（1）预处理 ；（2）高压水解；（3）精馏提纯 ；（4）精制分离。高压水解的压力一般在2-20MPa，水解温度高，不适合碘值高、反应活性大的热敏性油脂；高压水解设备造价高，生产安全保障要求更高；高压水解产生的甘油水较多，甘油回收的困难较大，容易造成环境污染。
在技术的发展中，出现了利用生物化学的方法生产的技术，这种方法主要思路是使用脂肪酶，作为分解油脂的主要方式，这种方法虽然环境友好，但是因为生物法，对原料的要求高，而且脂肪酶的选择性比较强，只能对其中的一种或几种油脂分解的效率较高，而对于原料成分复杂的油脂，往往产物的纯度和品质不高。
热敏性的脂肪酸，适用于快干型的应用领域，这类油脂不能耐受高温的制备条件，传统的高压水解，温度过高，在热敏性的脂肪酸生产上无法使用。
发明内容
本发明为了克服上述技术问题，将脂肪酶法和水解法的优点加以结合，并克服其中的弊端，提供一种环境友好的脂肪酸制备方法，也解决了热敏性脂肪酸的生产难题。
本发明的技术方案是：一种环境友好的脂肪酸制备方法，以植物油作为原料，制备脂肪酸，所述的方法包括以下几个步骤：
（1）沸石和脂肪酶加水混合成乳状，保温25~30度，活化；
该种乳状是将沸石和脂肪酶以及水混合均匀，因为脂肪酶是亲水性，若直接将脂肪酶加入植物油中，很难反应充分，而且也不利于后续分离，而沸石的加入，既可以作为脂肪酶的载体，利于分散，又可以在后续分离时有助于澄清。
（2）酶解：将植物油与为植物油重量18~20%的脂肪酶混合，反应温度为25~40摄氏度，时间5~9小时；
（3）离心分离：将步骤1的产物进行离心分离，分离出的固相返回步骤1重复使用；
（4）压力容器水解：将步骤2离心的清液装入压力容器内，压强1.0~2.0Mpa，150℃，反应时间21~24h；
（5）二次分离，将步骤4的产物静置分层，上层脂肪酸进行脱色和蒸馏精制，下层甘油水回收甘油；
（6）将步骤5离心的清液进行脱色和蒸馏精制。
进一步的，所述脂肪酶为脂肪酶TL、脂肪酶G50单一或两种混合物。
进一步的，所述沸石含量占脂肪酶重量的1%。
进一步的，所述脂肪酶的重量为植物油重量的19%。
进一步的，所述温度为35摄氏度。
进一步的，所述步骤3的时间为7小时。
进一步的，所述压强为1.5MPa。
进一步的，所述步骤4的反应时间为23小时。
进一步的，所述的脱色是使用活性炭吸附。
有益效果：本发明采用脂肪酶前置处理，可以选择适当的脂肪酶种类，对应原料植物油的种类，尽量提高脂肪酶的分解效率，同时利用沸石作为脂肪酶的载体，将脂肪酶吸附在沸石上，在反应结束后，通过离心分离，可以分离出固相，将脂肪酶反复使用直至失效，节省和成本，也同时分离了部分杂质，减轻后第二步的压力容器水解的压力。第二步的压力容器水解中，降低了常用的压力，从中高压减低至低压，降低了反应温度，这样设备造价和维护以及安全都有所优化，普通的压力容器就能够承担这样的反应条件；油脂经过酶解的初步处理，脂肪酸的转化率已经达到80%以上，再经过中低压进一步水解就能得到90%以上的脂肪酸。这样的反应体系适用于各类油脂，也更为环保，环境友好。
具体实施方式
实施例1
一种环境友好的脂肪酸制备方法，以植物油作为原料，制备脂肪酸，所述的方法包括以下几个步骤：
（1）沸石和脂肪酶加水混合成乳状，保温25度，活化；
（2）酶解：将植物油与为植物油重量18%的脂肪酶混合，反应温度为35摄氏度，时间5小时；
（3）离心分离：将步骤1的产物进行离心分离，分离出的固相返回步骤1重复使用；
（4）压力容器水解：将步骤2离心的清液装入压力容器内，压强1.0Mpa，150℃，反应时间21~24h；
（5）二次分离，将步骤4的产物静置分层，上层脂肪酸进行脱色和蒸馏精制，下层甘油水回收甘油；
（6）将步骤5离心的清液进行脱色和蒸馏精制。
植物油的酶解率为80%，水解率是11%，最终脂肪酸收率为91%。
实施例2
一种环境友好的脂肪酸制备方法，以植物油作为原料，制备脂肪酸，所述的方法包括以下几个步骤：
（1）沸石和脂肪酶加水混合成乳状，保温25度，活化，沸石含量占脂肪酶重量的1%；
（2）酶解：将植物油与为植物油重量19%的脂肪酶混合，反应温度为37摄氏度，时间7小时；脂肪酶TL和脂肪酶G50的等比例混合酶；
（3）离心分离：将步骤1的产物进行离心分离，分离出的固相返回步骤1重复使用；
（4）压力容器水解：将步骤2离心的清液装入压力容器内，压强1.1Mpa，179℃，反应时间23h；
（5）二次分离，将步骤4的产物静置分层，上层脂肪酸进行脱色和蒸馏精制，下层甘油水回收甘油；
（6）将步骤5离心的清液进行活性炭脱色和蒸馏精制。
植物油的酶解率为75%，水解率是20%，最终脂肪酸收率为95%。本实施例适当提高了酶解的温度，延长了酶解的时间，同时适当提高了水解的压强，延长了水解的时间，获得较好的实际效果。
实施例3
一种环境友好的脂肪酸制备方法，以植物油作为原料，制备脂肪酸，所述的方法包括以下几个步骤：
（1）沸石和脂肪酶加水混合成乳状，保温30度，活化；
（2）酶解：将植物油与为植物油重量20%的脂肪酶混合，反应温度为28摄氏度，时间9小时；
（3）离心分离：将步骤1的产物进行离心分离，分离出的固相返回步骤1重复使用；
（4）压力容器水解：将步骤2离心的清液装入压力容器内，压强1.8Mpa，207℃，反应时间24h；
（5）二次分离，将步骤4的产物静置分层，上层脂肪酸进行脱色和蒸馏精制，下层甘油水回收甘油；
（6）将步骤5离心的清液进行脱色和蒸馏精制。
植物油的酶解率为59%，水解率是31%，最终脂肪酸收率为90%。本实施例降低了酶解的温度，但延长了酶解的时间，同时也进一步提高了水解的压强，延长了水解的时间，但是实际的酶解率和最终收率都不太理想，这是由于酶反应有恰当的温度范围，过低的温度使酶的活性和酶分解的速度下降。虽然水解压力进一步提高，但脂肪酸的总收率仍稍低。
对比例1
一种脂肪酸制备方法，以植物油作为原料，制备脂肪酸，所述的方法包括以下几个步骤：
（1）脂肪酶加水混合成乳状，保温30度，活化；
（2）酶解：将植物油与为植物油重量19%的脂肪酶混合，反应温度为37摄氏度，时间15小时；
（3）将步骤2离心的清液进行脱色和蒸馏精制。
植物油的最终脂肪酸收率为70%。纯酶解法，反应时间长，但脂肪酸收率仍较低，没有优势。
对比例2
一种脂肪酸制备方法，以植物油作为原料，制备脂肪酸，所述的方法包括以下几个步骤：
（1）预处理，将油脂过滤；
（2）压力容器水解：装入压力容器内，压强3.0Mpa，234℃，反应时间9h；
（3）将步骤5离心的清液进行脱色和蒸馏精制。
植物油的水解率为92%。本实施例虽然水解率较高，但是反应温度较高，压强较大，普通设备比较难实现，大型化设备的制造成本较大，而且不适合生产热敏性的脂肪酸。
Claims (9)
1.一种环境友好的脂肪酸制备方法，以植物油作为原料，制备脂肪酸，其特征在于，所述的方法包括以下几个步骤：
沸石和脂肪酶加水混合成乳状，保温25~30度，活化；
酶解：将植物油与为植物油重量18~20%的脂肪酶混合，反应温度为25-40℃，时间5~9小时；
离心分离：将步骤1的产物进行离心分离，分离出的固相返回步骤1重复使用；
压力容器水解：将步骤2离心的清液装入压力容器内，压强1.0~2.0Mpa，150℃，反应时间21~24h；
二次分离，将步骤4的产物静置分层，上层脂肪酸进行脱色和蒸馏精制，下层甘油水回收甘油；
将步骤5离心的清液进行脱色和蒸馏精制。
2.根据权利要求1所述一种环境友好的脂肪酸制备方法，其特征在于，所述脂肪酶为脂肪酶TL、脂肪酶G50单一或两种混合物。
3.根据权利要求1所述一种环境友好的脂肪酸制备方法，其特征在于，所述沸石含量占脂肪酶重量的1%。
4.根据权利要求1所述一种环境友好的脂肪酸制备方法，其特征在于，所述脂肪酶的重量为植物油重量的19%。
5.根据权利要求1所述一种环境友好的脂肪酸制备方法，其特征在于，所述温度为35摄氏度。
6.根据权利要求1所述一种环境友好的脂肪酸制备方法，其特征在于，所述步骤3的时间为7小时。
7.根据权利要求1所述一种环境友好的脂肪酸制备方法，其特征在于，所述压强为1.5MPa。
8.根据权利要求1所述一种环境友好的脂肪酸制备方法，其特征在于，所述步骤4的反应时间为23小时。
9.根据权利要求1所述一种环境友好的脂肪酸制备方法，其特征在于，所述的脱色是使用活性炭吸附。
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