CN102936534A - 一种从棉籽油中同时提取磷脂、棉酚和色素的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属油料作物的加工技术领域。具体涉及一种从棉籽油中同时提取磷脂、棉酚和色素的工艺。它提供了一种简便、高效、成本低、易于操控的棉籽油精炼加工清洁生产工艺，可利用现有棉籽油精炼设备，稍加改造，工业化大规模的从棉籽油中同时提取磷脂、棉酚和色素的工艺，联产磷脂和棉酚及棉籽油中所含的其他色素。与现有的工艺相比，本工艺通过溶剂萃取技术的运用，可使棉籽油不经碱炼即可达到脱毒的要求，在不产生精炼皂脚和脱色废土的前提下获得高品质的棉籽精炼油、磷脂和棉酚，使棉籽精炼油、磷脂和棉酚的得率提高2-3％，使生产成本大幅度降低，在棉籽油加工领域具有广阔的应用前景。

Description

一种从棉籽油中同时提取磷脂、棉酚和色素的工艺

技术领域

本发明属于油脂加工技术领域，具体地讲是属于一种从棉籽油中同时提取磷脂、棉酚和色素的工艺。

背景技术

棉籽油是以棉籽为原料，经压榨或浸出得到的植物油，是棉花生产的副产物，我国的大宗植物油品种之一。由于棉籽毛油中含有可导致男性不育的毒素棉酚，因此必须经过精炼，将棉酚彻底脱除后，才可供食用。

现行的棉籽油精炼工艺是以棉籽毛油为原料，经碱炼、脱色、脱臭等，得到精炼棉籽油。其中的碱炼即加碱水，破坏棉籽毛油中的棉酚，中和棉籽毛油中的游离脂肪酸，使其生成脂肪酸钠，以皂脚的形式连同毛油中的磷脂一道沉淀出来的过程。所形成的沉淀被称为皂脚。棉油皂脚非常难以进一步进行处理和利用，必须添加硫酸，用酸煮的方法将其还原为游离脂肪酸，才能加以利用。这个过程中会产生大量的高含盐高COD废水，对环境造成严重的破坏和污染。事实上，将皂脚加工成酸化油过程中产生的废水已经成为我国油脂加工行业中最大的污染源之一，每年排放的废水以千万吨计。

其中的脱色即用向碱炼后的棉籽油中添加活性白土，将色素吸附在活性白土上的过程。脱色过程中会形成的含色素白土被称为脱色废土。脱色废土为固体废弃物，如处理不当极易腐败变成，对环境造成污染。

发明内容

本专利涉及一种环境友好的，以溶剂萃取的方式进行的，相对廉价的，高效率的，棉籽油精炼新工艺。更为独特的是，它涉及一种经过改进的工艺，这种工艺以甲醇(或乙醇)水溶液为棉酚、棉籽磷脂和色素的提取溶剂，用溶剂萃取法替代现行棉籽油精炼工艺中的碱炼和脱色，脱除棉籽毛油中所含的棉酚，同时达到脱胶和脱色的目的，在确保精炼棉籽油品质，尤其是安全性，达标的前提下同步实现其他组分作为副产物的回收以及溶剂的循环回用，联产高纯度的棉酚、磷脂和色素，而不再产生皂脚和脱色废土。按照本专利进行操作，与此前的传统方法相比，能够在不降低精炼棉籽油品质的前提下，使精炼棉籽油的得率提高2-3％，且可高品质高产率的获得棉酚、磷脂和色素等产品，使生产成本大幅度降低，同时，从源头上消除酸化油生产废水和脱色废土等污染源，这种改进对于棉籽这一在国计民生中的地位举足轻重的大宗油料作物资源的综合利用而言是至关重要的。

本发明的最重要的目的之一，就是要实现棉籽油精炼的连续化、清洁化、环境友好化生产，从源头上解决棉籽油加工行业的环境污染问题。

作为一个顺带的结果，本发明的另一个目的，是要获得高纯度高品质的药用原料棉酚，降低生产成本，确保产品质量。

具体来说，首先，我们发现，适当浓度的甲醇(或乙醇)水溶液在适当的温度下可以跟混合油/棉籽毛油分层，且棉酚和磷脂等极性成分在醇相中的溶解度大大高于其在混合油/大豆毛油中的溶解度。由此奠定了溶剂萃取法替代碱炼法的棉籽油脱毒脱胶精炼工艺的基础。

其次，我们发现，适当浓度的甲醇(或乙醇)水溶液为洗脱剂，采用模拟移动床色谱分离系统，可以有效地将醇相中的棉酚跟磷脂等其他成分彻底分离，得到不含任何其他组分的纯度极高的棉酚。由此奠定了以甲醇(或乙醇)为洗脱剂的棉酚分离纯化工艺的基础。

我们发现，适用的棉籽毛油可以是棉籽浸出后所得到的混合油，可以是混合油脱除溶剂后所得到的棉籽毛油，也可以是棉籽压榨所得到的压榨棉籽油。适宜的低碳醇可以是甲醇，也可以是乙醇，或是其浓度为30％～100％(w/w)的水溶液。混合物的制备应当在30～78℃，最好是45～68℃，0.01～1.0MPa，的条件下进行。混合物的静置分层应当在-20～60℃，最好是0～20℃，0.01～1.0MPa，的条件下进行。脱溶处理应当在30～180℃，最好是50～125℃，0.01～1.0MPa，的条件下进行。脱溶处理所用热载体可以是间接蒸汽、直接蒸汽或热氮气。模拟移动床色谱分离系统所使用的洗脱剂可以是二氯甲烷、三氯甲烷、异丙醚、乙醚、丙酮、甲基叔丁基醚、甲醇、乙醇、水、甲苯以及由它们中的两种或两种以上按任意比例所组成的混合溶剂。所使用的吸附剂可以是活性炭、硅胶、变性硅胶、活性氧化铝、聚丙烯酰胺、离子交换树脂或其他任何能够与特定洗脱剂配合将上层中的磷脂酰胆碱与其余组分加以分离的吸附材料。模拟移动床色谱分离应当在温度为0～100℃，最好是10～60℃，压力为0.1～3.5MPa的条件下进行。

本发明中所提及的所有重要参数全部最优化后成品精炼棉籽油的收率可在现有工艺的基础上提高2-3％。所得棉酚产品的纯度可达98％以上，磷脂产品的纯度可达到80％以上。

具体实施方式

下面的实例将具体说明本发明的操作方法，但不能作为对本发明的限定。

实例一

将1000ml含油量为33％的棉籽浸出混合油用300ml浓度为85％(v/v)的乙醇水溶液在60℃下搅拌混合30min，得到棉籽毛油与乙醇的混合物。混合物置4℃下静置分层3h，然后在4℃下用分液漏斗分液，收集下层乙醇相。上层己烷相再用浓度为85％(v/v)温度为4℃的乙醇水溶液重复萃取2次(每次300ml)。合并乙醇相。己烷相脱除回收己烷，得到达到国家二级棉籽油标准的棉籽油292g。

乙醇相置以硅胶为吸附剂，以无水乙醇和85％(v/v)乙醇水溶液为梯度洗脱剂构成的模拟移动床色谱分离系统中分离，洗脱梯度为无水乙醇：85％(v/v)乙醇＝10∶1～1∶9，得到含棉酚的组分和含磷脂等其余成分的组分。含棉酚的组分置旋转蒸发仪上回收脱除洗脱剂，然后冷冻干燥，得到高纯度棉酚。含磷脂的组分置旋转蒸发仪上回收脱除洗脱剂，然后置真空烘箱中60℃，1kPa下干燥14h，得到5.1g色泽为类白色，含量为83％的粉末磷脂。

棉酚经高效液相检验，产品纯度达到了98％(光谱纯)。

回收得到的己烷、乙醇等溶剂经精制后循环使用。

实例二

将1000ml棉籽毛油用1000ml浓度为70％(v/v)的甲醇水溶液在60℃下搅拌混合30min，得到棉籽毛油与甲醇的混合物。混合物置0℃下静置分层3h，.然后在0℃下用分液漏斗分液，收集上层甲醇相。下层油相再用浓度为70％(v/v)温度为0℃的甲醇水溶液重复萃取3次。合并甲醇相。油相脱除回收其中溶解的少量甲醇，得到达到国家二级棉籽油标准的棉籽油980g。

甲醇相置以聚丙烯酰胺为吸附剂，以70％(v/v)甲醇水溶液为洗脱剂构成的模拟移动床色谱分离系统中分离，得到含棉酚的组分和含磷脂等其余成分的组分。含棉酚的组分置旋转蒸发仪上回收脱除洗脱剂，然后冷冻干燥，得到高纯度棉酚。含磷脂的组分置旋转蒸发仪上回收脱除洗脱剂，然后置真空烘箱中60℃，1kPa下干燥14h，得到17.5g色泽为类白色，含量为89％的粉末磷脂。

棉酚经高效液相检验，产品纯度达到了98％(光谱纯)。

回收得到的甲醇经精制后循环使用。

实例三

将1000ml压榨棉籽油用1000ml浓度为70％(v/v)的乙醇水溶液在60℃下搅拌混合30min，得到棉籽毛油与乙醇的混合物。混合物置0℃下静置分层3h，然后在0℃下用分液漏斗分液，收集上层乙醇相。下层油相再用浓度为70％(v/v)温度为0℃的乙醇水溶液重复萃取3次。合并乙醇相。油相脱除回收其中溶解的少量乙醇，得到达到国家二级棉籽油标准的棉籽油980g。

乙醇相置以活性氧化铝为吸附剂，以70％(v/v)乙醇水溶液为洗脱剂构成的模拟移动床色谱分离系统中分离，得到含棉酚的组分和含磷脂等其余成分的组分。含棉酚的组分置旋转蒸发仪上回收脱除洗脱剂，然后冷冻干燥，得到高纯度棉酚。含磷脂的组分置旋转蒸发仪上回收脱除洗脱剂，然后置真空烘箱中60℃，1kPa下干燥14h，得到17.8g色泽为类白色，含量为85％的粉末磷脂。

棉酚经高效液相检验，产品纯度达到了98％(光谱纯)。

回收得到的乙醇经精制后循环使用。

Claims (10)

1.一种从棉籽油中同时提取磷脂、棉酚和色素的工艺。该工艺由下列步骤组成：

1)制备一个含棉籽油、棉酚和磷脂的混合物。该混合物由(i)棉籽毛油和(ii)低碳醇按照1∶0.1～30(v/v)的配比组成；

2)让混合物静置分层，得到醇层(以磷脂、棉酚的低碳醇溶液为主)和油层(以棉籽油为主)；

3)油层经脱溶处理，得到脱毒的精炼棉籽油；

4)醇层用模拟移动床进行色谱分离，得到洗脱液(仅含棉酚)和洗余液(含有醇层中除棉酚外的其余所有成分)。洗余液经脱溶处理，得到脱毒的棉籽磷脂，作为产品销售。洗脱剂回收，循环使用。洗脱液经脱溶处理，得到含量达到98％以上的高纯度棉酚。洗脱剂回收，循环使用。

2.如权利要求1所述的从棉籽油中同时提取磷脂、棉酚和色素的工艺，其特征在于所述的棉籽毛油可以是棉籽浸出后所得到的混合油，可以是混合油脱除溶剂后所得到的棉籽毛油，也可以是棉籽压榨所得到的压榨棉籽油。

3.如权利要求1所述的从棉籽油中同时提取磷脂、棉酚和色素的工艺，其特征在于所述的低碳醇可以是甲醇，也可以是乙醇，或是其浓度为30％～100％(w/w)的水溶液。

4.如权利要求1所述的从棉籽油中同时提取磷脂、棉酚和色素的工艺，其特征在于所述的混合物的制备在30～78℃，最好是45～68℃，0.01～1.0MPa，的条件下进行。

5.如权利要求1所述的从棉籽油中同时提取磷脂、棉酚和色素的工艺，其特征在于所述的混合物的静置分层在-20～60℃，最好是0～20℃，0.01～1.0MPa，的条件下进行。

6.如权利要求8所述的从棉籽油中同时提取磷脂、棉酚和色素的工艺，其特征在于所述的脱溶处理系指加热使溶剂蒸发，然后冷凝回收的过程，所用热载体可以是间接蒸汽、直接蒸汽或热氮气。

7.如权利要求1所述的从棉籽油中同时提取磷脂、棉酚和色素的工艺，其特征在于所述的脱溶处理在30～180℃，最好是50～125℃，0.01～1.0MPa，的条件下进行。

8.如权利要求1所述的从棉籽油中同时提取磷脂、棉酚和色素的工艺，其特征在于所述的模拟移动床色谱分离系统所使用的洗脱剂可以是二氯甲烷、三氯甲烷、异丙醚、乙醚、丙酮、甲基叔丁基醚、甲醇、乙醇、水、甲苯以及由它们中的两种或两种以上按任意比例所组成的混合溶剂。

9.如权利要求1所述的从棉籽油中同时提取磷脂、棉酚和色素的工艺，其特征在于所述的模拟移动床色谱分离系统所使用的吸附剂可以是活性炭、硅胶、变性硅胶、活性氧化铝、聚丙烯酰胺、离子交换树脂或其他任何能够与特定洗脱剂配合将上层中的磷脂酰胆碱与其余组分加以分离的吸附材料。

10.如权利要求1所述的从棉籽油中同时提取磷脂、棉酚和色素的工艺，其特征在于模拟移动床色谱分离在温度为0～100℃，最好是10～60℃，压力为0.1～3.5MPa的条件下进行。