CN101805381A - 一种由生物柴油和蔗糖直接合成蔗糖脂肪酸酯的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种由生物柴油与蔗糖直接合成蔗糖脂肪酸酯的方法，它是在N2保护、1大气压下采用无溶剂法合成蔗糖脂肪酸酯，采用等体积浸渍法浸渍制备负载型固体碱催化剂；然后，将生物柴油与蔗糖混合后，加入硬脂酸钾，反应至反应体系呈淡黄色乳浊液时，加入负载型固体碱催化剂，继续反应，边搅拌边升温，并通入N2，赶走反应体系中的空气同时带走在反应过程中产生的甲醇，在N2保护下升温反应，后降温停止通入N2，加入水停止反应，80℃下搅拌10min；粗产物处理得蔗糖脂肪酸酯精制产品。粗产物通过溶剂萃取法纯化后，产品纯度在98％以上，N2可重复使用，催化剂可回收重复使用。
Description
技术领域
本发明涉及蔗糖脂肪酸酯的合成领域，尤其涉及以生物柴油作为原料合成蔗糖脂肪酸酯的方法。
背景技术
蔗糖酯作为一种新型的非离子表面活性剂，对人体无毒，无害，可被人体降解吸收，具有良好的乳化，分散，增溶，渗透，起泡，黏度调节，防止老化，抗菌等性能，被广泛应用于食品，医药，化工，化妆品，洗涤剂，纺织及农牧等行业。已相继被日本、美国、中国等国家和联合国粮农组织，世界卫生组织，欧盟等批准作为食品添加剂，助溶剂等使用，具有巨大的市场需求量和广泛的应用前景。传统的蔗糖酯生产工艺主要有酰氯法，直接脱水法和酯交换法，酯交换法按照工艺条件又可分为溶剂法，无溶剂法和微生物法，这些方法有的使用了有毒溶剂，有的反应条件比较苛刻，反应温度高，时间长，成本高，反应体系不稳定，产品质量得不到保证。目前的生产方法以酯交换法为主，其中又以无溶剂法在经济成本和可操作性上更具有发展前景。
生物柴油和蔗糖都是我国丰富的可再生资源，其中，生物柴油作为生物质能源研究的重点之一，在化石资源匮乏的当代备受关注，生物柴油精细化学品的研究也具有重要的现实意义和市场前景。而蔗糖作为我国丰富的可再生资源，具有来源广泛，价格低廉的优点。生物柴油分子链末端含有一个酯基，可以与蔗糖的三个伯醇羟基以及五个仲醇羟基发生酯交换反应，生成既有亲油端的脂肪链又有亲水端的醇羟基的蔗糖脂肪酸酯。但由于蔗糖和生物柴油均属于大分子，空间位阻比较大，发生酯交换反应的条件较苛刻，高温的反应条件又易使得蔗糖焦化，影响产率和产品质量，因此选择合适的工艺条件以及改进产品纯化技术具有重要的研究意义。
无溶剂法合成蔗糖酯的研究在国内外已广泛开展，孙庶东在《蔗糖酯的无溶剂法合成研究》中指出，棉籽油与乙醇先在碱性催化剂作用下反应制备棉籽油乙酯，再用蔗糖和棉籽油乙酯为原料，在熔融状态下，蔗糖∶脂肪酸乙酯＝1∶0.8，皂用量15％，催化剂用量：2％，反应温度135℃，反应时间3h，控制反应压力≤666Pa，合成蔗糖酯。粗产品先用乙醇和氯化钠的水溶液萃取，然后加入醋酸调节pH值，重复操作多次后，用乙酸，氯化钠水溶液洗涤，减压抽滤后，得精制产品，产品得率80％。胡建华在蔗糖酯的无溶剂法合成研究-以油脂为原料的蔗糖酯的合成中指出，以蔗糖，硬脂酸甲酯为原料，蔗糖∶硬脂酸甲酯＝1∶2，皂用量15％，催化剂用量3％，反应3.5h，控制真空度13kPa～0.667kPa，合成蔗糖酯。粗产品通过中和，盐析，水洗，干燥，最后采取乙醚浸泡24h，得精制产品，产品得率82％。但包括上述两个方法在内的绝大多数的无溶剂法合成蔗糖脂肪酸酯的方法都有以下的不足之处：
1.均在真空条件下反应，反应条件苛刻，工业可行性不大，且在实际生产中，真空且高温下体系不稳定，易产生发泡现象，使得硬脂酸钾量有所损失，蔗糖易焦化，产品颜色较深，后处理困难，增加了生产成本。
2.产品后处理工艺复杂，催化剂无法回收，工业生产成本较高，且溶剂用量较大，环境污染严重，工业可行性不高。
3.反应中产生的甲醇，在真空条件下难以回收，毒性较大，环境污染严重。
发明内容
为了解决现有技术存在的需真空、高温下反应，催化剂无法回收利用等缺点，本发明提供了一种由生物柴油和蔗糖直接合成蔗糖脂肪酸酯的方法，常压、较低温度下反应，催化剂可回收反复使用。
本发明的技术方案为：一种由生物柴油和蔗糖直接合成蔗糖脂肪酸酯的方法，N2保护、1大气压下采用无溶剂法合成蔗糖脂肪酸酯，具体步骤为：
第一步，负载型固体碱催化剂的制备：按催化剂与载体的摩尔比为1∶4～25的比例，分别称取催化剂与载体，采用等体积浸渍法浸渍，过滤，滤饼干燥后煅烧得到负载型固体碱催化剂；此处所述的等体积浸渍法就是指的浸渍时所用的催化剂溶液的体积和载体的体积相等。
所述的载体为活性炭、金属氧化物、分子筛中的任意一种。其中金属氧化物为Al203，MgO中的任意一种，所述的分子筛为NaY型分子筛，NaX型分子筛中的任意一种。
所述的催化剂为碳酸盐、碱、碱土金属氧化物、氟化物中的任意一种。其中，碳酸盐为碳酸钾、碳酸钠中的任意一种，碱为KOH、NaOH中的任意一种，碱土金属氧化物为氧化钙，氟化物为氟化钾。
第二步，均相体系的制备：将生物柴油与蔗糖按质量比生物柴油∶蔗糖＝1～4∶1的比例混合后，加入占混合物总质量5％～15％硬脂酸钾，边搅拌边升温，在60～80℃下搅拌反应，至反应体系呈淡黄色乳浊液时，加入占混合物总质量1％～3％的负载型固体碱催化剂，继续搅拌反应；所述的生物柴油为各种动植物油脂、地沟油、餐饮废油制备的生物柴油。
第三步，蔗糖脂肪酸酯的制备：接着第二步，边搅拌边升温，并通入N2，赶走反应体系中的空气同时带走在反应过程中产生的甲醇，在N2保护下升温至110～150℃，反应2～5h，后降温至100℃以下，停止通入N2，加入水停止反应，80℃下搅拌10min；使用结束的N2，经分离处理后，其中分离出的甲醇用于制备生物柴油，N2重新使用。
第四步，粗产物的后处理：调节反应体系的pH值为6～7，加入NaCl溶液水洗，搅拌后静置分层，去除下层水相及负载型固体碱催化剂，上层蔗糖脂肪酸酯相抽滤后，加入相同质量的乙醇，70℃下加热搅拌，然后静置沉淀，抽滤后滤饼用乙酸乙酯洗涤，即得蔗糖脂肪酸酯精制产品。分离出的下层水相和负载型固体碱催化剂，其中的负载型固体碱催化剂经洗涤干燥后再重复使用。
有益效果：
1.原料生物柴油与蔗糖均廉价易得，且属于可再生的绿色资源，原料成本低，工业可行性高。
2.本发明方法中对生物柴油没有特别要求，可使用各种原料来源的生物柴油，如：餐饮废油制备的生物柴油，各种木本油脂制备的生物柴油，各种动物油脂制备的生物柴油，原料来源广泛，极大提高了生物柴油产品的附加值。
3.本发明生产方法中，利用N2保护，相对于要求高真空的生产方法，反应体系稳定，不会产生发泡现象，蔗糖不易发生焦化反应，使得后处理趋于简单，且N2可重复使用，工业成本低，可行性高。
4.本发明方法中，粗产品的后处理工艺简单，所用溶剂无毒或低毒性，回收率高，无环境污染，工业可行性高。
5.本发明方法中，所产生的有毒产物甲醇在N2的携带下，溶解在水中，可收集，不造成环境污染，并可回收应用于生物柴油的生产工艺中，降低工业生产成本。
6.本发明方法中，所用的催化剂为负载型固体碱催化剂，催化活性高，催化剂可回收重复使用，极大的降低了生产成本，避免催化剂带来的环境污染，工业可行性高。
附图说明
图1为本发明制备的产品与标准样的红外谱图对比图。
由图中可见，两个谱图一致，其中，3420cm-1处的宽峰为O-H伸缩振动的吸收峰，1720cm-1的峰为蔗糖酯上C＝O的伸缩振动的吸收峰。
具体实施方式
本发明中的蔗糖脂肪酸酯由以下原料合成：
生物柴油：主要成分为脂肪酸甲酯、脂肪酸乙酯，无级别要求，市售或自制都可以。
蔗糖：工业级。
负载型固体碱催化剂：实验室自制。
硬脂酸钾：工业级。
溶剂(醇，酸，酯)：工业级。
一种由生物柴油和蔗糖直接合成蔗糖脂肪酸酯的方法，包括如下步骤：
第一步，负载型固体碱催化剂的制备：按催化剂与载体的摩尔比为1∶4～1∶25的比例，分别称取催化剂与载体，采用等体积浸渍法浸渍5～24h，过滤，滤饼在100～120℃下干燥2～5h，在400～700℃下煅烧2～5h后，取出待用；
第二步，均相体系的制备：将生物柴油与蔗糖按质量比生物柴油∶蔗糖＝1～4∶1的比例混合后，加入占生物柴油和蔗糖混合物总质量5％～15％的硬脂酸钾，边搅拌边升温，在60～80℃下搅拌0.5～1.5h，至反应体系呈淡黄色乳浊液，加入占混合物总质量1％～3％的负载型固体碱催化剂，继续搅拌0.5h；
第三步，蔗糖脂肪酸酯的制备：边搅拌边升温，并通入N2，赶走反应体系中的空气同时带走反应中产生的甲醇，N2保护下升温至110～150℃，反应2～5h，后降温至100℃以下，停止通入N2，加入水停止反应，80℃下搅拌10min；
第四步，粗产物的后处理：可以用质量浓度3％的稀醋酸或其它稀酸调节反应体系的pH值为6～7，加入质量浓度5％～15％的NaCl溶液水洗，搅拌后静置分层，去除下层水相及负载型固体碱催化剂，负载型固体碱催化剂经洗涤干燥后待重复使用，上层蔗糖脂肪酸酯相抽滤后，加入相同质量的乙醇，70℃下加热搅拌，后静置沉淀，抽滤后滤饼用乙酸乙酯洗涤，即得蔗糖脂肪酸酯精制产品。
实施例1
(1)负载型固体碱催化剂的制备：称取摩尔比为1∶25的催化剂碳酸钾与活性炭载体按等体积浸渍法浸渍24h，过滤，滤饼在120℃下干燥2h，在450℃下煅烧5h后，得到负载型固体碱催化剂——K2O/C催化剂；
(2)均相体系的制备：将生物柴油与蔗糖按质量比生物柴油∶蔗糖＝1∶1的比例混合后，加入占混合物总质量15％的硬脂酸钾，边搅拌边升温，在80℃下搅拌0.5h，至反应体系呈淡黄色乳浊液，加入占混合物总质量3％的K2O/C催化剂，继续搅拌0.5h；
(3)蔗糖脂肪酸酯的制备：边搅拌边升温，并通入N2，赶走反应体系中的空气同时带走反应中产生的甲醇，N2保护下升温至120℃，反应5h，后降温至100℃以下，停止通入N2，加入水停止反应，80℃下搅拌10min；
(4)粗产物的后处理：用质量浓度3％的稀醋酸调节反应体系的pH值为6，加入NaCl溶液水洗，搅拌后静置分层，去除下层水相和沉积下来的负载型催化剂K2O/C，K2O/C催化剂经洗涤干燥后可以重复使用，上层蔗糖脂肪酸酯相抽滤后，加入相同质量的乙醇，70℃下加热搅拌，后静置沉淀，抽滤后滤饼用乙酸乙酯洗涤后，即得蔗糖脂肪酸酯精制产品。按照中华人民共和国国家标准：GB8272-2009中，关于食品添加剂蔗糖脂肪酸酯的感官实验和鉴别试验，所得产品为蔗糖酯。蔗糖脂肪酸酯产率以蔗糖计算为88.5％。产品与标准样的红外对比谱图如图1所示。
实施例2
(1)负载型固体碱催化剂的制备：称取摩尔比1∶20碳酸钾与活性炭载体按等体积浸渍法浸渍24h，过滤，滤饼在110℃下干燥3h，在600℃下煅烧3h后，取出待用；
(2)均相体系的制备：将生物柴油与蔗糖按质量比生物柴油∶蔗糖＝2∶1的比例混合后，加入占混合物总质量10％的硬脂酸钾，边搅拌边升温，在80℃下搅拌1.0h，至反应体系呈淡黄色乳浊液，加入占混合物总质量2％的K2O/C催化剂，继续搅拌0.5h；
(3)蔗糖脂肪酸酯的制备：边搅拌边升温，并通入N2，赶走反应体系中的空气，N2保护下升温至130℃，反应3.5h，后降温至100℃以下，停止通入N2，加入水停止反应，80℃下搅拌10min；
(4)粗产物的后处理：用浓度3％的稀醋酸调节反应体系的PH值为6，加入NaCl溶液水洗，搅拌后静置分层，去除下层水相和沉积下来的催化剂，催化剂经洗涤烘干后待用，上层蔗糖酯相抽滤后，加入相同质量的乙醇，70℃下加热搅拌，后静置沉淀，抽滤后滤饼用乙酸乙酯洗涤后，即得蔗糖酯精制产品。蔗糖酯产率以蔗糖计算为86.0％。
实施例3
(1)负载型固体碱催化剂的制备：将实施例1中回收的K2O/C催化剂分别用去离子水和乙酸乙酯洗涤两次后，110℃烘干，备用；
(2)均相体系的制备：将生物柴油与蔗糖按质量比生物柴油∶蔗糖＝2∶1的比例混合后，加入占混合物总质量5％的硬脂酸钾，边搅拌边升温，在80℃下搅拌0.5h，至反应体系呈淡黄色乳浊液，加入占混合物总质量3％的实施例1中回收的K2O/C催化剂，继续搅拌0.5h；
(3)蔗糖脂肪酸酯的制备：边搅拌边升温，并通入N2，赶走反应体系中的空气，N2保护下升温至135℃，反应3h，后降温至100℃以下，停止通入N2，加入水停止反应，80℃下搅拌10min；
(4)粗产物的后处理：用浓度3％的稀醋酸调节反应体系的PH值为6，加入质量浓度5％的NaCl溶液水洗，搅拌后静置分层，去除下层水相和沉积下来的催化剂，催化剂经洗涤烘干后待用，上层蔗糖酯相抽滤后，加入相同质量的乙醇，70℃下加热搅拌，后静置沉淀，抽滤后滤饼用乙酸乙酯洗涤后，即得蔗糖酯精制产品。蔗糖酯产率以蔗糖计算为84.7％。
实施例4
(1)负载型固体碱催化剂的制备：将实施例3中回收的K2O/C催化剂分别用去离子水和乙酸乙酯洗涤两次后，110℃烘干，备用；
(2)均相体系的制备：将生物柴油与蔗糖按质量比生物柴油∶蔗糖＝2∶1的比例混合后，加入占混合物总质量15％的硬脂酸钾，边搅拌边升温，在80℃下搅拌1.0h，至反应体系呈淡黄色乳浊液，加入占混合物总质量3％的(1)处理好的实施例3中回收的K2O/C催化剂，继续搅拌0.5h；
(3)蔗糖脂肪酸酯的制备：边搅拌边升温，并通入N2，赶走反应体系中的空气，N2保护下升温至130℃，反应3h，后降温至100℃以下，停止通入N2，加入水停止反应，80℃下搅拌10min；
(4)粗产物的后处理：用浓度3％的稀醋酸调节反应体系的PH值为6，加入NaCl溶液水洗，搅拌后静置分层，去除下层水相和沉积下来的催化剂，催化剂经洗涤烘干后待用，上层蔗糖酯相抽滤后，加入相同质量的乙醇，70℃下加热搅拌，后静置沉淀，抽滤后滤饼用乙酸乙酯洗涤后，即得蔗糖酯精制产品。蔗糖酯产率以蔗糖计算为82.2％。
实施例5
(1)负载型固体碱催化剂的制备：将实施例4中回收的K2O/C催化剂分别用去离子水和乙酸乙酯洗涤两次后，110℃烘干，备用；
(2)均相体系的制备：将生物柴油与蔗糖按质量比生物柴油∶蔗糖＝4∶1的比例混合后，加入占混合物总质量10％的硬脂酸钾，边搅拌边升温，在80℃下搅拌1.5h，至反应体系呈淡黄色乳浊液，加入占混合物总质量2％的实施例4中回收的K2O/C催化剂，继续搅拌0.5h；
(3)蔗糖脂肪酸酯的制备：边搅拌边升温，并通入N2，赶走反应体系中的空气，N2保护下升温至140℃，反应2h，后降温至100℃以下，停止通入N2，加入水停止反应，80℃下搅拌10min；
(4)粗产物的后处理：用浓度3％的稀醋酸调节反应体系的PH值为6，加入NaCl溶液水洗，搅拌后静置分层，去除下层水相和沉积下来的催化剂，催化剂经洗涤烘干后待用，上层蔗糖酯相抽滤后，加入相同质量的乙醇，70℃下加热搅拌，后静置沉淀，抽滤后滤饼用乙酸乙酯洗涤后，即得蔗糖酯精制产品。蔗糖酯产率以蔗糖计算为79.2％。
实施例6
(1)负载型固体碱催化剂的制备：将实施例5中回收的K2O/C催化剂分别用去离子水和乙酸乙酯洗涤两次后，110℃烘干，备用；
(2)均相体系的制备：将生物柴油与蔗糖按质量比生物柴油∶蔗糖＝4∶1的比例混合后，加入占混合物总质量10％的硬脂酸钾，边搅拌边升温，在60℃下搅拌0.5h，至反应体系呈淡黄色乳浊液，入占混合物总质量2％的实施例5中回收的K2O/C催化剂，继续搅拌0.5h；
(3)蔗糖脂肪酸酯的制备：边搅拌边升温，并通入N2，赶走反应体系中的空气，N2保护下升温至140℃，反应2h，后降温至100℃以下，停止通入N2，加入水停止反应，80℃下搅拌10min；
(4)粗产物的后处理：用浓度3％的稀醋酸调节反应体系的PH值为6，加入NaCl溶液水洗，搅拌后静置分层，去除下层水相和沉积下来的催化剂，催化剂经洗涤烘干后待用，上层蔗糖酯相抽滤后，加入相同质量的乙醇，70℃下加热搅拌，后静置沉淀，抽滤后滤饼用乙酸乙酯洗涤后，即得蔗糖酯精制产品。蔗糖酯产率以蔗糖计算为74.9％。
由以上几个实施例可以看出本发明中使用的负载型固体碱催化剂回收重复四次以上催化活性依然很高，催化剂的利用率很高，可以有效降低生产成本。
实施例7
(1)负载型固体碱催化剂的制备：先将Al2O3在550℃下活化4h，称取摩尔比为1∶4的碳酸钾与Al2O3，采用等体积浸渍法浸渍24h，110℃下烘干后研磨，700℃煅烧5h，取出K2O/Al2O3催化剂待用；
(2)均相体系的制备：将生物柴油与蔗糖按质量比生物柴油∶蔗糖＝2∶1的比例混合后，加入占混合物总质量10％的硬脂酸钾，边搅拌边升温，在60℃下搅拌1.5h，至反应体系呈淡黄色乳浊液，入占混合物总质量3％的K2O/Al2O3催化剂，继续搅拌0.5h；
(3)蔗糖脂肪酸酯的制备：边搅拌边升温，并通入N2，赶走反应体系中的空气，N2保护下升温至135℃，反应3h，后降温至100℃以下，停止通入N2，加入水停止反应，80℃下搅拌10min；
(4)粗产物的后处理：用浓度3％的稀醋酸调节反应体系的pH值为6，加入NaCl溶液水洗，搅拌后静置分层，去除下层水相和沉积下来的催化剂，催化剂经洗涤烘干后待用，上层蔗糖酯相抽滤后，滤饼中加入相同质量的乙醇，70℃下加热搅拌，后静置沉淀，抽滤后滤饼用乙酸乙酯洗涤后，即得蔗糖酯精制产品。蔗糖酯产率以蔗糖计算为81.6％。
实施例8
(1)负载型固体碱催化剂的制备：先将NaY型分子筛在400℃下活化4h，称取摩尔比为1∶25的氧化钙与NaY分子筛，采用等体积浸渍法浸渍24h，110℃下烘干后研磨，600℃煅烧5h，取出待用；
(2)均相体系的制备：将生物柴油与蔗糖按质量比生物柴油∶蔗糖＝2∶1的比例混合后，加入占混合物总质量10％的硬脂酸钾，边搅拌边升温，在60℃下搅拌1.5h，至反应体系呈淡黄色乳浊液，入占混合物总质量3％的CaO/NaY催化剂，继续搅拌0.5h；
(3)蔗糖脂肪酸酯的制备：边搅拌边升温，并通入N2，赶走反应体系中的空气，N2保护下升温至135℃，反应3h，后降温至100℃以下，停止通入N2，加入水停止反应，80℃下搅拌10min；
(4)粗产物的后处理：用浓度3％的稀醋酸调节反应体系的pH值为7，加入NaCl溶液水洗，搅拌后静置分层，去除下层水相和沉积下来的催化剂，催化剂经洗涤烘干后待用，上层蔗糖酯相抽滤后，滤饼中加入相同质量的乙醇，70℃下加热搅拌，后静置沉淀，抽滤后滤饼用乙酸乙酯洗涤后，即得蔗糖酯精制产品。蔗糖酯产率以蔗糖计算为82.0％。
实施例9
(1)负载型固体碱催化剂的制备：先将NaX型分子筛在400℃下活化4h，称取摩尔比为1∶10的KOH与NaX分子筛，采用等体积浸渍法浸渍24h，110℃下烘干后研磨，600℃煅烧5h，取出待用；
(2)均相体系的制备：将生物柴油与蔗糖按质量比生物柴油∶蔗糖＝2∶1的比例混合后，加入占混合物总质量10％的硬脂酸钾，边搅拌边升温，在60℃下搅拌1.5h，至反应体系呈淡黄色乳浊液，入占混合物总质量3％的KOH/NaX催化剂，继续搅拌0.5h；
(3)蔗糖脂肪酸酯的制备：边搅拌边升温，并通入N2，赶走反应体系中的空气，N2保护下升温至135℃，反应3h，后降温至100℃以下，停止通入N2，加入水停止反应，80℃下搅拌10min；
(4)粗产物的后处理：用浓度3％的稀醋酸调节反应体系的pH值为6，加入NaCl溶液水洗，搅拌后静置分层，去除下层水相和沉积下来的催化剂，催化剂经洗涤烘干后待用，上层蔗糖酯相抽滤后，滤饼中加入相同质量的乙醇，70℃下加热搅拌，后静置沉淀，抽滤后滤饼用乙酸乙酯洗涤后，即得蔗糖酯精制产品。蔗糖酯产率以蔗糖计算为79.4％。
实施例10
(1)负载型固体碱催化剂的制备：先将MgO在500℃下活化4h，称取摩尔比为1∶5的KF与MgO，采用等体积浸渍法浸渍24h，110℃下烘干后研磨，600℃煅烧6h，取出KF/MgO催化剂待用；
(2)均相体系的制备：将生物柴油与蔗糖按质量比生物柴油∶蔗糖＝2∶1的比例混合后，加入占混合物总质量10％的硬脂酸钾，边搅拌边升温，在80℃下搅拌1.5h，至反应体系呈淡黄色乳浊液，入占混合物总质量3％的KF/MgO催化剂，继续搅拌0.5h；
(3)蔗糖脂肪酸酯的制备：边搅拌边升温，并通入N2，赶走反应体系中的空气，N2保护下升温至135℃，反应3h，后降温至100℃以下，停止通入N2，加入水停止反应，80℃下搅拌10min；
(4)粗产物的后处理：用浓度3％的稀醋酸调节反应体系的PH值为6，加入NaCl溶液水洗，搅拌后静置分层，去除下层水相和沉积下来的催化剂，催化剂经洗涤烘干后待用，上层蔗糖酯相抽滤后，滤饼中加入相同质量的乙醇，70℃下加热搅拌，后静置沉淀，抽滤后滤饼用乙酸乙酯洗涤后，即得蔗糖酯精制产品。蔗糖酯产率以蔗糖计算为80.7％。
实施例11
(1)负载型固体碱催化剂的制备：称取摩尔比为1∶20的碳酸钠与活性炭，采用等体积浸渍法浸渍24h，110℃下烘干后研磨，450℃煅烧6h，得到负载型固体碱催化剂Na2O/C待用；
(2)均相体系的制备：将生物柴油与蔗糖按质量比生物柴油∶蔗糖＝2∶1的比例混合后，加入占混合物总质量10％的硬脂酸钾，边搅拌边升温，在80℃下搅拌1.5h，至反应体系呈淡黄色乳浊液，入占混合物总质量3％的Na2O/C催化剂，继续搅拌0.5h；
(3)蔗糖脂肪酸酯的制备：边搅拌边升温，并通入N2，赶走反应体系中的空气，N2保护下升温至135℃，反应3h，后降温至100℃以下，停止通入N2，加入水停止反应，80℃下搅拌10min；
(4)粗产物的后处理：用浓度3％的稀醋酸调节反应体系的PH值为6，加入NaCl溶液水洗，搅拌后静置分层，去除下层水相和沉积下来的催化剂，催化剂经洗涤烘干后待用，上层蔗糖酯相抽滤后，滤饼中加入相同质量的乙醇，70℃下加热搅拌，后静置沉淀，抽滤后滤饼用乙酸乙酯洗涤后，即得蔗糖酯精制产品。蔗糖酯产率以蔗糖计算为78.5％。
Claims (8)
1.一种由生物柴油和蔗糖直接合成蔗糖脂肪酸酯的方法，其特征在于，N2保护、1大气压下采用无溶剂法合成蔗糖脂肪酸酯，具体步骤为：
第一步，负载型固体碱催化剂的制备：按催化剂与载体的摩尔比为1∶4～25的比例，分别称取催化剂与载体，采用等体积浸渍法浸渍，过滤，滤饼干燥后煅烧得到负载型固体碱催化剂；
第二步，均相体系的制备：将生物柴油与蔗糖按质量比生物柴油∶蔗糖＝1～4∶1的比例混合后，加入占生物柴油和蔗糖混合物总质量5％～15％的硬脂酸钾，边搅拌边升温，在60～80℃下搅拌反应，至反应体系呈淡黄色乳浊液时，加入占混合物总质量1％～3％的负载型固体碱催化剂，继续搅拌反应；
第三步，蔗糖脂肪酸酯的制备：接着第二步，边搅拌边升温，并通入N2，赶走反应体系中的空气同时带走在反应过程中产生的甲醇，在N2保护下升温至110～150℃，反应2～5h，后降温至100℃以下，停止通入N2，加入水停止反应，80℃下搅拌10min；
第四步，粗产物的后处理：调节反应体系的pH值为6～7，加入NaCl溶液水洗，搅拌后静置分层，去除下层水相及负载型固体碱催化剂，上层蔗糖脂肪酸酯相抽滤后，加入相同质量的乙醇，70℃下加热搅拌，然后静置沉淀，抽滤后滤饼用乙酸乙酯洗涤，即得蔗糖脂肪酸酯精制产品。
2.根据权利要求1所述的由生物柴油和蔗糖直接合成蔗糖脂肪酸酯的方法，其特征在于，所述的载体为活性炭、金属氧化物、分子筛中的任意一种。
3.根据权利要求2所述的由生物柴油和蔗糖直接合成蔗糖脂肪酸酯的方法，其特征在于，所述的金属氧化物为Al2O3或MgO，所述的分子筛为NaY型分子筛、NaX型分子筛中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的由生物柴油和蔗糖直接合成蔗糖脂肪酸酯的方法，其特征在于，所述的催化剂为碳酸盐、碱、碱土金属氧化物、氟化物中的任意一种。
5.根据权利要求4所述的由生物柴油和蔗糖直接合成蔗糖脂肪酸酯的方法，其特征在于，所述的碳酸盐为碳酸钾，碳酸钠中的任意一种，碱为KOH或NaOH，碱土金属氧化物为氧化钙，氟化物为氟化钾。
6.根据权利要求1所述的由生物柴油和蔗糖直接合成蔗糖脂肪酸酯的方法，其特征在于，所述的生物柴油为各种动植物油脂、地沟油、餐饮废油制备的生物柴油。
7.根据权利要求1所述的由生物柴油和蔗糖直接合成蔗糖脂肪酸酯的方法，其特征在于，第四步中分离出的下层水相和负载型固体碱催化剂，其中的负载型固体碱催化剂经洗涤干燥后再重复使用。
8.根据权利要求1所述的由生物柴油和蔗糖直接合成蔗糖脂肪酸酯的方法，其特征在于，第三步使用结束的N2，经分离处理后，其中分离出的甲醇用于制备生物柴油，N2重新使用。
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