脂肪酸乙酯从藻油中使用极性溶剂的萃取制造技术

本发明专利技术涉及脂肪酸乙酯从藻油中使用极性溶剂的萃取，具体地，提供一种用于从含有来自藻油酯化反应的产物如硫酸，甘油，盐，乙醇，FAEE，蜡等的粗制藻脂肪酸乙酯(FAEE)萃取FAEE的方法。所述方法包括使用极性溶剂如水用于萃取。

Extraction of fatty acid ethyl esters from polar oil by solvent extraction

The present invention relates to the extraction of fatty acid ethyl esters with polar solvent from algal oil in particular, provides a method for containing products from algae oil from the esterification reaction such as sulfuric acid, glycerin, salt, ethanol, FAEE, crude fatty acid ethyl ester wax and other algae (FAEE) extraction method FAEE. The method includes the use of polar solvents such as water for extraction.

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求于2015年6月24日提交的美国临时申请号62/184,010的优先权，对于所有目的，公开内容通过引用以它们的全部结合在此。
本专利技术涉及一种用于从含有来自藻油酯化反应的产物如硫酸，甘油，盐，乙醇，FAEE，蜡等的粗制藻脂肪酸乙酯(FAEE)萃取FAEE的方法。
技术介绍
粗制藻油是原始支持植物起作用的油，蜡，叶绿素和其他物种的不同混合物。为了将所需要的物种与油分离，需要将油进行化学转化，萃取和精制。用于化学转化的标准生物柴油方法包括：使粗制藻油与甲醇反应以生成甲酯。然后可以使用非极性溶剂如己烷萃取甲酯。这是有效的方法，但不可用于生产用于人类消费的产品，原因在于甲醇和己烷对人类是有毒的。乙醇在此反应中对于甲醇是共同的替代物并且可以制备乙酯。然而，乙醇对于具有己烷的反应产物是有效溶剂；使得己烷萃取无效。
技术实现思路
本文提供一种使用极性溶剂从粗制藻脂肪酸乙酯(FAEE)萃取FAEE的方法。所述方法包括：在蒸发器中于低温从粗制藻FAEE中除去(汽提)乙醇，以制备包含FAEE和高达10％乙醇的粗制混合物；将水和碱水溶液加入到所述粗制混合物中，以产生两相混合物；和使用滗析器将包含所述FAEE的油相与水相分离。在一些实施方案中，所述低温低于60℃。在一些实施方案中，所述碱水溶液包含NaOH或KOH。所述粗制藻FAEE可以是藻油酯化反应的产物。在一些实施方案中，在加入所述碱水溶液后，所述粗制混合物的pH为5-6.5。在一些实施方案中，所述两相混合物的水油比在约5∶1至1∶1，例如，5∶1至1∶1，4∶1至1∶1，3∶1至1∶1，2.5∶1至1∶1，1∶1至1∶1，5∶1至2∶1，4∶1至2∶1，3∶1至2∶1，或2.5∶1至2∶1的范围内。在其他实施方案中，所述水油比为约5∶1，约4∶1，约3∶1或约2∶1。在一些实施方案中，两相混合物具有2∶1的水油比。在一些方面，所述方法还包括除去所述水相。在一些方面，所述方法还包括将所述油相转移用于另外的精制。本专利技术的其他目的，特征和益处由下面的详述和附图对本领域技术人员是明白的。附图说明图1显示本文提供的方法的一个示例性实施方案。图2显示粗制藻类油至粗制FAEE的分批转化的一个示例性实施方案。图3显示粗制FAEE的最终产物的类脂组成。图4提供用于连续转化运行的步骤1的工艺流程图。图5提供用于连续转化运行的步骤2的工艺流程图。图6显示最终转化产物(粗制FAEE)中的类脂组成。图7显示良好皂化和差皂化样品色谱图。图8提供在皂化过程中发生的反应的图。图9显示皂化样品和彻底反应的相同样品的色谱图。图10显示在酯化之前和之后的样品的色谱图。图11显示在步骤1和2中来自往复板萃取塔(Karrcolumn)的废物流的色谱图。图12显示热箱添加之前和之后往复板萃取塔塔顶出料和尾料两者的挥发物百分数。图13显示相对于进料的pH，往复板萃取塔塔顶出料和尾料两者的挥发物百分数。图14显示相对于转化百分数，在混合的酯化样品中的水的量。图15显示在庚烷汽提的最后两天期间的热交换器出口的温度。图16显示正常酯化样品(左)和浅色的酯化样品(右)。图17显示往复板萃取塔进料，塔顶出料，和尾料的色谱图。图18显示水洗进料，塔顶出料，和尾料的色谱图。具体实施方式本专利技术部分地基于以下惊人的发现：可以有效地使用水(极性溶剂)，以将所述乙酯从来自酯化反应的包含脂肪酸乙酯，其他非极性化合物，如乙醇，酸，和甘油，和极性化合物的粗制藻脂肪酸乙酯(粗制藻FAEE)中分离。在一些实施方案中，粗制藻FAEE是来自藻油酯化反应的产物。在一些情况下，粗制藻油包括硫酸，甘油，盐，乙醇，乙酯，蜡和其他化合物。在一些实施方案中，可以将乙醇用作用于分离(萃取)的共溶剂。在一些情形中，当将乙醇浓度降低至油浓度的约10％时，其共溶剂效果消失。本文提供的方法包括：使用低温蒸馏以避免化学转化来降低乙醇在粗制藻FAEE中的浓度(例如，水平或量)。在一些实施方案中，低温蒸馏在低于60℃，例如，59℃，59℃，58℃，57℃，56℃，55℃，54℃，53℃或更低进行。在一些实施方案中，在乙醇汽提后，粗制藻FAEE含有10％-30％的乙醇(按重量计)，例如，10-30％，10-25％，15-30％，10-20％，15-25％，10-20％，20-30％，10-15％，15-20％，20％-25％，或25％-30％的乙醇(按重量计)。在其他实施方案中，将在粗制藻FAEE中的乙醇浓度降低至约10％至约20％，例如，约10％，约11％，约12％，约13％，约14％，约15％，约16％，约17％，约18％，约19％，或约20％。在一些情形中，如果乙醇浓度低于粗制藻FAEE混合物的10％，例如，9％，8％，7％，6％，5％，4％，3％，2％，1％或更低，乙酯可以转化为甘油酯。逆/反反应的进度或程度取决于时间，温度，酸水平，和在粗制藻FAEE混合物中的反应性化合物中的每一种的浓度(例如，量或水平)。可以将本文提供的方法用于来自藻油酯化反应的产物，以使它们适宜于下游精制。在一些实施方案中，方法包括在低温，短停留时间蒸发器中首先从粗制藻FAEE中汽提乙醇。选择时间和温度，以防止FAEE与水和甘油逆反应，所述逆反应降低化学转化率。在第二步骤中，可以将乙醇汽提的FAEE在容器中与水与碱水溶液一起混合。在一些实施方案中，提供碱溶液以中和FAEE流中的酸至约5至约6.5的pH，例如，pH5.0，pH5.1，pH5.2，pH5.3，pH5.4，pH5.5，pH5.6，pH5.7，pH5.8，pH5.9，pH6.0，pH6.1，pH6.2，pH6.3，pH6.4，或pH6.5。为了从混合物中萃取盐，甘油，乙醇，和其他极性化合物，可以加入水。在一些实施方案中，两相混合物的水油比在约5∶1至1∶1，例如，5∶1至1∶1，4∶1至1∶1，3∶1至1∶1，2.5∶1至1∶1，1∶1至1∶1，5∶1至2∶1，4∶1至2∶1，3∶1至2∶1，或2.5∶1至2∶1的范围内。在其他实施方案中，水油比为约5∶1，约4∶1约3∶1或约2∶1。在一些实施方案中，两相混合物具有2∶1的水油比。在一些情况中，在加入碱溶液和水之后，FAEE混合物具有2∶1的水油比。在方法的第三步骤中，可以使混合物流动到滗析器。在滗析器中，混合物可以形成两相，如水相和油相。在滗析器中，可以允许水相沉积至底部。在一些实施方案中，将在滗析器底部的水相泵出。水相包括水，甘油，盐，和乙醇。在一些实施方案中，油相漂浮到滗析器的顶部。在一些实施方案中，将油相转移(泵送)到例如用于分离成需要馏分的精制操作。本文提供的方法可以用于将FAEE与酯化反应的酸，盐，甘油，和其他化合物分离，而不形成不需要的化合物。本方法提供优于粗制FAEE的直接蒸馏的益处，所述粗制FAEE的直接蒸馏由于涉及的高温而可以产生显著量的副反应和逆反应。所述方法部分地基于相对窄的油∶乙醇∶水比，这提供FAEE从粗制藻FAEE混合物中的有效分离(萃取)，而不产生不利的副反应。已经发现：如果将太少的乙醇汽提出，则存在水至极性相的显著损失，原因在于乙醇是共溶剂。如果将太多的乙醇汽提出，则在汽提步骤期间将存在显著的逆反应。实施例提供下面的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用极性溶剂从粗制藻脂肪酸乙酯(FAEE)萃取FAEE的方法，所述方法包括：在蒸发器中于低温从粗制藻FAEE中除去乙醇，以制备包含FAEE和高达10％乙醇的粗制混合物；将水和碱水溶液加入到所述粗制混合物中，以产生两相混合物；和使用滗析器将包含所述FAEE的油相与水相分离。

【技术特征摘要】
2015.06.24 US 62/184,0101.一种使用极性溶剂从粗制藻脂肪酸乙酯(FAEE)萃取FAEE的方法，所述方法包括：在蒸发器中于低温从粗制藻FAEE中除去乙醇，以制备包含FAEE和高达10％乙醇的粗制混合物；将水和碱水溶液加入到所述粗制混合物中，以产生两相混合物；和使用滗析器将包含所述FAEE的油相与水相分离。2.权利要求1所述的方法，其中所述低温低...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰夫·希普勒，约翰·沃尔，克里斯滕·波特，
申请(专利权)人：奥罗拉藻类股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US