本发明专利技术提出一种从植物油脱臭馏出物中提取分离天然ＶＥ的方法及系统。本发明专利技术采用皂化酸化反应，将脱臭馏出物中的甘油酯、甾醇酯等转化为游离脂肪酸、甘油和甾醇，甾醇经冷析结晶分离，然后以强酸型离子交换树脂为催化剂进行甲酯化反应；并用真空精馏塔设备代替分子蒸馏、真空蒸馏设备，增加精馏段的回流作用，其单程操作即可达到多级分离的效果，能够得到高质量的脂肪酸甲酯产品和塔底高浓缩纯度的ＶＥ产品，精馏过程ＶＥ回收率在９０％以上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术提出一种从植物油脱臭馏出物中提取分离天然VE的方法及系统。
技术介绍
天然VE由于其抗氧化性和生理功能已经受到人们的重视，主要应用 在医药、食 品、化妆品、饲料和塑料等行业。植物油脂精炼过程产生的皂脚和脱臭馏出物是国内外企业 生产天然VE的重要原料。脱臭馏出物的主要组成为游离脂肪酸、甘油酯、留醇及留醇酯、VE、烃类及少量的 酮、醛、碳水化合物等。从脱臭馏出物中提取天然VE通常采用萃取、分子蒸馏、真空蒸馏、吸 附、色谱等方法。应用萃取技术提取天然VE，需要引入大量有机溶剂，而且浓缩比和收率不 高；吸附、色谱方法提取天然VE，要求原料中游离脂肪酸和留醇的含量尽量低，适合对初步 浓缩的VE进行后处理得到更高纯度的产品。应用分子蒸馏技术提取天然VE，由于单级分子 蒸馏的分离效率较低，必须通过多次分子蒸馏才能得到VE的浓缩物。Toshihiro等人用酶 催化留醇和游离脂肪酸的酯化，然后进行脂肪酸的甲酯化，经四级分子蒸馏得到的浓缩比 只有3. 46，VE质量分数从20. 8%提高到72%。然而分子蒸馏设备昂贵，加大了生产成本。应用真空蒸馏技术提取天然VE，首先通过蒸馏除去脂肪酸或脂肪酸甲酯，然后在 一定的真空下收集不同温度段的馏分，控制合适的温度以得到VE浓缩液，由于系统压力的 不同，这样的温度段并不容易控制，所得产品的收率也不是很高。CN1037769C用醇解反应 将中性油转变为脂肪酸甲酯，一级蒸馏在20 40Pa绝压下蒸出脂肪酸甲酯，二级蒸馏在 10 20Pa绝压下进行，收集到240 280°C之间的馏分为VE产品，然而收率只有40% 50%，这主要是因为多级操作增加了组分在高温塔釜中的受热时间，导致VE分解加剧。
技术实现思路
本专利技术所采用的精馏分离技术可克服上述缺点，精馏技术的特点在于它是借助 “回流”技术实现混合液高纯度分离的“多级”分离操作。通过塔釜加热产生的塔底上升蒸 汽流和塔顶的液体回流是精馏过程连续进行的必要条件，而回流则是精馏与普通蒸馏的本 质区别，这也是精馏与分子蒸馏和真空蒸馏的本质区别。本专利技术的一种从植物油脱臭馏出物中提取分离天然VE的方法，如图1所示，先将 低VE含量的脱臭馏出物进行皂化反应，再经酸化使碱皂转化为游离脂肪酸，再进行低级醇 的酯化反应，经冷析结晶分离植物留醇，然后通过真空精馏蒸出脂肪酸甲酯，在塔釜得到VE 的浓缩液，得到的浓缩液经有机溶剂萃取得到高VE含量的产品。本专利技术的方法，包括以下步骤1)皂化酸化将低VE含量的脱臭馏出物与低级醇混合溶解，缓慢加入碱的水溶液 进行皂化水解反应，溶剂沸点搅拌回流；所得皂化液经酸化后，水洗至中性，干燥去除水分 后蒸除溶剂，可得深红棕色粗脂肪酸；2)酯化将皂化酸化产物与低级醇混合溶解，以固体酸阳离子交换树脂为催化齐U，分子筛为吸水剂，搅拌回流4 5h。酯化产物滤出催化剂，蒸出溶剂。酯化系数取15 35，催化剂用量为原料的20% 30%，分子筛用量为原料的20% 30%，酯化温度取65 70°C。低温-5 10°C冷析结晶分离植物留醇，滤液蒸出溶剂得流动性较好的酯化产物；3)精馏以脱臭馏出物皂化酯化结晶产物为原料，经真空脱气转入真空精馏塔系 统；在高温条件下，冷凝回流，收集轻重两相组分。脂肪酸甲酯在轻相富集，天然VE在塔釜 得到富集；釜液经溶剂萃取得浓缩产品。本专利技术的皂化水解所用的碱为KOH或NaOH，将其配制成质量分数45 %的水溶液， 其用量为理论用量的0.9 1.4倍；低级醇为甲醇或乙醇，其用量为脱臭馏出物的2 4倍， 皂化时间为30 80min。本专利技术的碱液用量为理论用量的1. 1 1. 3倍，低级醇用量为脱臭馏出物的3 4倍，皂化时间为30 60min。本专利技术的的真空精馏塔系统，系统的压强为绝压0. 3 1. OkPa，塔釜温度控制在 3500C以下，回流比在0. 33 1. 0。优选系统的压强为绝压0. 5 0. 6kPa，塔釜温度控制在300°C以下。本专利技术的塔釜得到浓缩比大于4的VE浓缩物。本专利技术所述的天然VE的提取浓缩方法具有以下优点1.所述的皂化酸化反应能够将馏出物中的游离态和结合态的脂肪酸全部释放，然 后经酯化反应转化成脂肪酸甲酯，得到了最大限度的回收利用。能够将馏出物中结合态的 甾醇(甾醇酯)分解为游离甾醇和脂肪酸，甾醇经结晶分离得到较好的回收利用。2.所述的皂化酸化反应能够保证较高的VE回收率，在90%以上。3.所述的真空精馏操作，设备投资小，操作费用低，操作流程简单。通过采用回流 技术，单程操作即可获得多级分离效率，VE产品的浓缩比和收率均较高，同时得到纯度较高 的脂肪酸甲酯产品。附图说明图1是从植物油脱臭馏出物中提取分离天然VE的流程图。图2是从植物油脱臭馏出物中提取分离天然VE的真空精馏系统。具体实施例方式以下为本专利技术的具体实施方式，所述实施例是为进一步描述本专利技术，而不是限制 本专利技术。本专利技术采用皂化酸化反应，将脱臭馏出物中的甘油酯、留醇酯等转化为游离脂肪 酸、甘油和留醇，留醇经冷析结晶分离，然后以强酸型离子交换树脂为催化剂进行甲酯化反 应；并用真空精馏塔设备代替分子蒸馏、真空蒸馏设备，增加精馏段的回流作用，其单程操 作即可达到多级分离的效果，能够得到塔顶高质量的脂肪酸甲酯产品和塔底高浓缩纯度 的VE产品。以真空精馏的方法分离甲酯化后的植物油脱臭馏出物，从VE含量较低(4% 10% )的脱臭馏出物制备含量较高(30% 60% )的VE浓缩物。用于提取分离VE采用的真空精馏系统如图2所示。其中，真空泵1是用于提供绝 对压力在0. 3 4. OkPa的真空条件；缓冲瓶2是防止精馏塔内液体抽入真空泵内造成损 坏；温度计3是用于同时监测塔釜和塔顶温度；蒸馏釜4是经过预处理的原料分批加入到塔釜中；加热套5是提供产生蒸汽的热能；冷凝管6及时冷却分离塔顶馏分；用回流比控制器7控制塔顶冷凝组分回流比；经过馏分收集器8收集不同温度段的塔顶馏分；精馏柱9柱 内装满散装填料，同时柱体周围安装保温装置，保温温度控制在170 220°C ；用水银压强 计10测定系统压力。本专利技术所述的用于提取分离天然VE的方法包括如下步骤1)皂化酸化反应物兼催化剂用KOH(或NaOH)，根据脱臭馏出物的皂化值，计算出 理论碱用量，实际加入量为理论量的0. 9 1. 4倍，用皂化系数表示；实际碱液为质量分数 为45%的水溶液；用甲醇(或乙醇)作溶剂体系，用量为脱臭馏出物用量的2 4倍(质 量)，用醇油比表示；在回流温度(65 70°C)反应30 80min，并进行充分的搅拌。将上述反应产物转移到含有等体积热蒸馏水(40 60°C )的烧杯中，滴加质量分 数为25%的硫酸或盐酸溶液，不断搅拌，控制其PH = 2 3，使皂充分酸化成游离脂肪酸。将酸化后的产物转移到分液漏斗中，静置分层，将混合物倒入分液漏斗中，静置分 层，取上层油相，下层醇水相用己烷萃取两次。合并油层并水洗至中性，无水硫酸钠干燥过 滤。油层中的己烷通过减压旋蒸除去，得到皂化酸化产物。2)酯化根据皂化酸化产物的酸值计算低级醇的理论用量，实际用量用酯化系数 表示，酯化系数取15 35 ；催化剂用离子交换树脂，其用量为皂化酸化产物用量的10% 30% (质量)，同时加入分子筛作本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种从植物油脱臭馏出物中提取分离天然ＶＥ的方法，其特征在于先将低ＶＥ含量的脱臭馏出物进行皂化反应，再经酸化使碱皂转化为游离脂肪酸，再进行低级醇的酯化反应，经冷析结晶分离植物甾醇，然后通过真空精馏蒸出脂肪酸甲酯，在塔釜得到ＶＥ的浓缩液，得到的浓缩液经有机溶剂萃取得到高ＶＥ含量的产品。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李永进，丁辉，徐世民，张艳华，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]
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