CN100537592C - 植物甾醇、生物柴油和维生素e联产方法 - Google Patents

植物甾醇、生物柴油和维生素e联产方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种植物甾醇、生物柴油和维生素E联产方法，其特征在于采用如下步骤：(1)将植物油脂副产物与低碳醇进行酯化，所得的酯化产物经水洗并分层除水后，于40～60℃、0.6～0.8个大气压下回收低碳醇，余液于-3℃～5℃储藏8～24h后抽滤，得植物甾醇；(2)将抽滤所得滤液置于超临界二氧化碳萃取釜中，于温度30～80℃、9～15MPa萃取得生物柴油；(3)再将萃取釜升压至20～35MPa，于30～80℃萃取获得维生素E。本发明由于采用超临界二氧化碳萃取技术，获得的维生素E有害溶剂残留少，酯化完全，植物甾醇纯度高，通过联产获得维生素E、植物甾醇和生物柴油，工艺简单，成本低。

Description

植物甾醇、生物柴油和维生素E联产方法
所属技术领域
本发明提供一种植物甾醇、生物柴油和维生素E联产方法，属于农副资源加工技术领域。
背景技术
目前，在食品行业，特别是保健食品行业，维生素E和植物甾醇供不应求。目前维生素E的制备方法普遍采用超临界萃取方法，但其设备投资偏高，导致维生素E产品价格也偏高，而且，超临界制备维生素E的条件压力偏高，时间偏长。植物甾醇制备方法复杂，工艺繁琐。同时，脂肪酸甲酯为主的生物柴油，则是缓解国内外石化柴油危机最有效的方法之一。目前，正如李世娟在《世界农业》上发表的《生物柴油的应用现状和发展前景》一文中指出的生物柴油应用的主要瓶颈在于其成本偏高，如何解决此问题，关系到生物柴油的推广和发展。现在降低生物柴油生产成本的方法主要有国家补贴，采用餐饮废油脂做原料等，然而这些措施都不能从根本上解决生物柴油成本偏高的问题，因为餐饮废油增加了生产工序，进而增加了生产成本；而国家补贴毕竟不是长远之计。同时，目前生物柴油的制备方法中酯化温度偏高，增加了设备投资费用和生产运行费用。
发明内容
本发明的目的是提供一种能克服上述缺陷、生产成本低、技术简化的植物甾醇、生物柴油和维生素E联产方法。其技术方案为：
一种植物甾醇、生物柴油和维生素E联产方法，其特征在于采用如下步骤：(1)将植物油脂副产物与低碳醇进行酯化，所得的酯化产物经水洗并分层除水后，于40～60℃、0.6～0.8个大气压下回收甲醇，余液于-3℃～5℃储藏8～24h后抽滤，得植物甾醇；(2)将抽滤所得滤液置于超临界二氧化碳萃取釜中，于温度30～80℃、9～15MPa萃取得生物柴油；(3)再将萃取釜升压至20～35MPa，于30～80℃萃取获得维生素E。
所述的植物甾醇、生物柴油和维生素E联产方法，步骤(1)中植物油脂副产物按两步法酯化，第一步酯化游离脂肪酸，第二步酯化甘油酯。其中酯化游离脂肪酸工艺为将植物油脂副产物与低碳醇以1:2.5～4的摩尔比混合后，加入强酸催化剂，强酸催化剂为硫酸、盐酸的一种，其用量是植物油脂副产物质量的2～4％，在温度为45～70℃酯化2～4h，然后50～80℃水洗至中性，再分层除去水后，于50～60℃、0.1～0.4个大气压下回收低碳醇；酯化甘油酯工艺为：将第一步酯化游离脂肪酸回收低碳醇后剩余的植物油脂副产物与低碳醇以1:3～5的摩尔比混合后，加入强碱催化剂，强碱催化剂为氢氧化钾、甲醇钠的一种，其用量是植物油脂副产物质量的1～2.5％，在温度为45～85℃酯化0.5～4h，然后50～80℃水洗至中性，再分层除去水后，于50～60℃、0.1～0.4个大气压下回收低碳醇。
所述的植物甾醇、生物柴油和维生素E联产方法，步骤(2)中超临界萃取温度50～80℃，萃取压强9～15MPa，分离温度30～50℃，分离压强7～8MPa，萃取时间为至无萃取物被萃取出。
所述的植物甾醇、生物柴油和维生素E联产方法，步骤(3)中，超临界萃取压强25～35MPa，萃取温度60～80℃，分离温度30～50℃，分离压强7～8MPa，携带剂为乙醇，其用量为步骤(2)中滤液质量的3～5％，携带剂打入萃取釜后，静置萃取0.5h后，循环萃取至无萃取物被萃取出。
所述的植物甾醇、生物柴油和维生素E联产方法，步骤(1)中，酯化时搅拌转速为为30～90转/min，植物油脂副产物为大豆脱臭馏出物、菜籽脱臭馏出物、棉籽脱臭馏出物、花生脱臭馏出物的一种或几种的混合物。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1、通过联产获得维生素E、植物甾醇和生物柴油，工艺简单，成本低；
2、酯化完全，植物甾醇纯度高；
3、由于采用超临界二氧化碳萃取技术，获得的维生素E有害溶剂残留少。
最佳实施方式
实施例1：
步骤1：取200g大豆脱臭馏出物与甲醇以1:3的摩尔比混合置于温度为65℃的酯化装置中，再加入4g浓硫酸，在80转/min的搅拌速度下酯化3h，然后78℃水洗至中性，待分层除去水后，于60℃、0.3个大气压下回收甲醇；酯化甘油酯阶段，将第一步酯化游离脂肪酸回收甲醇后剩余的大豆脱臭馏出物与甲醇以1:4的摩尔比混合置于温度为46℃的酯化装置中，再加入5g氢氧化钾，酯化时间2h，然后80℃水洗至中性，待分层除去水后，于50℃、0.4个大气压下回收甲醇，余液于0℃冰箱中储藏14h后抽滤，得含量93％的植物甾醇33g。
步骤2：将抽滤所得滤液置于超临界温度65℃、压强10MPa、分离温度45℃、分离压强8MPa的分离釜中，萃取至无萃取物被萃取出为止共1.25h，分离釜中得脂肪酸甲酯含量为85％的生物柴油154g。
步骤3：用副泵打8mL无水乙醇到萃取釜，超临界装置萃取釜升压到28MPa，升温到75℃，分离釜温度30℃，压强8MPa，萃取时间为至无萃取物被萃取出为止共1.75h，分离釜中得质量含量为47％的维生素E14g。
实施例2：
步骤1：取200g菜籽脱臭馏出物与乙醇以1:4的摩尔比混合置于温度为45℃的酯化装置中，再加入10g浓硫酸，在40转/min的搅拌速度下酯化4h，然后50℃水洗至中性，待分层除去水后，于65℃、0.3个大气压下回收乙醇；酯化甘油酯阶段，将第一步酯化游离脂肪酸回收乙醇后剩余的菜籽脱臭馏出物，按菜籽脱臭馏出物与乙醇以1:5的摩尔比混合置于温度为75℃的酯化装置中，再加入菜籽脱臭馏出物质量1％甲醇钠，酯化时间4h，然后60℃水洗至中性，待分层除去水后，于60℃、0.1个大气压下回收乙醇，余液5℃储藏14h后抽滤，得含量90％的植物甾醇35g。
步骤2：将抽滤所得的滤液置于超临界温度75℃、压强13MPa、分离温度30℃、分离压强7MPa的分离釜中，萃取至无萃取物被萃取出为止共1h，分离釜中得脂肪酸乙酯含量为85％的生物柴油158g。
步骤3：用副泵打10mL无水乙醇到萃取釜，超临界装置萃取釜升压到32MPa，升温到75℃，分离釜温度50℃，压强7MPa，萃取时间为至无萃取物被萃取出为止共1.5h，分离釜中得质量含量为49％的维生素E11g。

Claims (10)

1、一种植物甾醇、生物柴油和维生素E联产方法，其特征在于采用如下步骤：(1)将植物油脂副产物与低碳醇进行酯化，所得的酯化产物经水洗并分层除水后，于40～60℃、0.6～0.8个大气压下回收低碳醇，余液于-3℃～5℃储藏8～24h后抽滤，得植物甾醇；(2)将抽滤所得滤液置于超临界二氧化碳萃取釜中，于温度30～80℃、9～15MPa萃取得生物柴油；(3)再将萃取釜升压至20～35MPa，于30～80℃萃取获得维生素E。
2、根据权利要求1所述的维生素E、植物甾醇和生物柴油联产方法，其特征在于：步骤(1)中，植物油脂副产物按两步法酯化，第一步酯化游离脂肪酸，第二步酯化甘油酯。
3、根据权利要求2所述的植物甾醇、生物柴油和维生素E联产方法，其特征在于步骤(1)中酯化游离脂肪酸工艺为：将植物油脂副产物与低碳醇以1:2.5～4的摩尔比混合后，加入强酸催化剂，强酸催化剂用量是植物油脂副产物质量的2～4％，在温度为45～70℃酯化2～4h，然后50～80℃水洗至中性，再分层除去水后，于50～60℃、0.1～0.4个大气压下回收低碳醇。
4、根据权利要求3所述的植物甾醇、生物柴油和维生素E联产方法，其特征在于：强酸催化剂为硫酸、盐酸的一种。
5、根据权利要求2所述的植物甾醇、生物柴油和维生素E联产方法，其特征在于步骤(1)中酯化甘油酯工艺为：将第一步酯化游离脂肪酸回收低碳醇后剩余的植物油脂副产物与低碳醇以1:3～5的摩尔比混合后，加入强碱催化剂，强碱催化剂用量是植物油脂副产物质量的1～2.5％，在温度为45～85℃酯化0.5～4h，然后50～80℃水洗至中性，再分层除去水后，于50～60℃、0.1～0.4个大气压下回收低碳醇。
6、根据权利要求5所述的植物甾醇、生物柴油和维生素E联产方法，其特征在于：强碱催化剂为氢氧化钾、甲醇钠的一种。
7、根据权利要求1所述的植物甾醇、生物柴油和维生素E联产方法，其特征在于：步骤(2)中超临界萃取温度50～80℃，萃取压强9～15MPa，分离温度30～50℃，分离压强7～8MPa，萃取时间为至无萃取物被萃取出。
8、根据权利要求1所述的植物甾醇、生物柴油和维生素E联产方法，其特征在于：步骤(3)中，超临界萃取压强25～35MPa，萃取温度60～80℃，分离温度30～50℃，分离压强7～8MPa，携带剂为乙醇，其用量为步骤(2)中滤液质量的3～5％，携带剂打入萃取釜后，静置萃取0.5h后，循环萃取至无萃取物被萃取出。
9、根据权利要求1所述的植物甾醇、生物柴油和维生素E联产方法，其特征在于：步骤(1)中，酯化时搅拌转速为30～90转/min。
10、根据权利要求1所述的植物甾醇、生物柴油和维生素E联产方法，其特征在于：步骤(1)中植物油脂副产物为大豆脱臭馏出物、菜籽脱臭馏出物、棉籽脱臭馏出物、花生脱臭馏出物的一种或几种的混合物。
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