CN104073576B - 油炸废油改性多功能基皮革加脂剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种油炸废油改性多功能基皮革加脂剂及其制备方法。皮革加脂剂，以油炸废油为原料制备而成。以油炸废油为原料制备皮革加脂剂，实现了油炸废油的资源化利用，降低了生产成本；生产工艺简单，生产周期短，生产设备简单，提高了生产效率；减少了污染物的排放，有利于环保。制备的皮革加脂剂分子结构中含有酰胺基、羧酸基、磺酸基、羟基等多种活性官能基团，加脂效果好。
Description
（一）技术领域
本发明涉及皮革加脂剂，特别涉及一种油炸废油改性多功能基皮革加脂剂及其制备方法。
（二）背景技术
油炸作为一种食品加工手段，在家庭、餐饮业和食品工业中的作用愈来愈重要。尤其是随着我国经济的快速发展，许多新型油炸食品的问世，随之而来的是油炸废油的数量也不断增多。油炸废油经长时间高温反复烹饪、煎炸和与空气中的氧、食物中的各种组份接触，发生一系列复杂的化学反应，产生有毒有害或致癌物质，并伴有色泽加深、粘度增大及异味产生，不再适于食用。油炸废油即是废物又是资源，需要进行无害化处理和资源化应用，油炸废油的资源化利用已成为一个突出的、亟待解决的问题。
目前国内外油炸废油处理途径主要有以下几种：
(1)生产肥皂，但只能用于低档肥皂的生产，经济效益差；
(2)利用氢化水解法联产甘油、硬脂酸，附加值低；
(3)用于生产油酸，因具有较大工艺缺陷，经济效益难以提高；
(4)利用餐饮废油生产生物柴油，制约生物柴油商业化大批量生产的瓶颈问题是其生产成本高，制备工艺路线复杂，生产过程产生大量废水，生物柴油产品低温性能有待提高。
由于现有技术存在诸多局限性，油炸废油的资源化利用需要解决的问题是以油炸废油为原料生产的化工产品具有较高的附加值，并且有稳定的、较大的市场需求,因此开发低成本、高效益的油炸废油改性工业产品的制备与应用技术，是引导油炸废油科学利用的有效途径。
油炸废油工业化应用不仅可以为油炸废油的无害化处理和资源化利用提供合理、科学的途径，还可以为油脂化学品工业提供新的原料油来源。人类食用、动物饲料加工和生产油脂化学品是天然油脂的主要用途，其中工业用油脂所占比例逐渐增大。特别是为了克服石油资源危机，保护生态环境，天然油脂这种可再生资源在化学工业中的作用越来越重要。因此，减少油脂化学品生产对新天然油脂的依赖、充分利用二次油脂资源是解决食用与工业应用对天然油脂资源争夺的可行方案。
制革工业是与人们生活密切相关的重要工业部门，制革生产中用量最大的化工材料是皮革加脂剂。目前，我国皮革加脂剂年产量约为40-60万吨。国内皮革加脂剂生产主要以天然动植物油脂为原料，为了减少对食用油脂依赖，降低生产成本，人们开发了蓖麻油、棉籽油、动物骨油、鸡油等不宜食用的动植物油脂制备皮革加脂剂的技术。
（三）发明内容
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种以油炸废油为原料，制备工艺简单、生产过程无废水产生、加脂性能良好的油炸废油改性多功能基皮革加脂剂及其制备方法。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种油炸废油改性多功能基皮革加脂剂，其特殊之处在于：以油炸废油为原料制备而成。
本发明的油炸废油改性多功能基皮革加脂剂，还包括以下原料：油炸废油摩尔量1.0-3.5倍的醇胺、油炸废油质量0.1-1.5%的催化剂，与醇胺等摩尔量的顺丁烯二酸酐，与醇胺等摩尔量的亚硫酸钠的水溶液。
本发明的油炸废油改性多功能基皮革加脂剂，醇胺为一乙醇氨、二乙醇胺中至少一种。
本发明的油炸废油改性多功能基皮革加脂剂，催化剂采用碱性催化剂，为甲醇钠、氢氧化钠、氢氧化钾中至少一种。
一种油炸废油改性多功能基皮革加脂剂的制备方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：以不同来源的油炸废油为原料，经预处理、酰胺化、酯化、亚硫酸化后得到油炸废油改性多功能基皮革加脂剂。
本发明的油炸废油改性多功能基皮革加脂剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)预处理：对不同来源的油炸废油进行过滤、吸附处理，分离去除非油类物质，得到精制的油炸废油；
(2)酰胺化：将所述预处理过的油炸废油加入反应器中，反应温度升至100-130℃，然后分别加入油炸废油摩尔量1.0-3.5倍的醇胺、质量0.1-1.5%的催化剂，在氮气保护下反应2-5小时，得到酰胺化产物；
(3)酯化：所述酰胺化后的产物降温至50℃以下，加入与醇胺等摩尔量的顺丁烯二酸酐，搅拌均匀后升温至80-130℃，反应2-5小时，得到酯化反应产物；
(4)亚硫酸化：所述酯化后的反应产物降温至60-100℃，缓慢加入与醇胺等摩尔量的亚硫酸钠的水溶液，加入完成后，继续反应3-6小时，得到油炸废油改性多功能基皮革加脂剂。
本发明的油炸废油改性多功能基皮革加脂剂的制备方法，步骤（4）中，亚硫酸钠溶解于水中配置成溶液，0.5-1小时内缓慢加入到酯化反应产物中。
本发明以油炸废油为主要原料，适当预处理后，经过化学改性，引入活性基团，制备多功能基皮革加脂剂，具有工艺简单、原理清晰、经济可行、附加值高等特点，可以最大限度地开发油炸废油的利用价值，是解决油炸废油带来的环境污染问题和社会问题的有效途径，降低皮革加脂剂的生产成本，满足制革工业的需求。其中，油炸废油与地沟油、泔水油相比，杂质少、化学组成相对稳定、易于收集，预处理和后续生产工艺相对简单，适合作为大规模生产的原料油脂。现有的地沟油、泔水油制备的加脂剂工艺主要是催化氧化—磺酸化、酰胺化—磷酸化工艺，本发明以油炸废油为原料经酰胺化、酯化、亚硫酸化工艺制备多功能基皮革加脂剂。
本发明的目的在于，提供一种油炸废油工业化利用方法。油炸废油的无害化和资源化处理需要高附加值的工业化应用途径，而皮革加脂剂生产需要来源广泛、价格低廉的原料油。因此，以油炸废油为原料制备皮革加脂剂可以实现油炸废油的资源化利用，同时降低生产皮革加脂剂的原料油成本。该方法以油炸废油为原料，化学改性制备具有良好耐酸、耐碱和耐盐性的多功能基皮革加脂剂，可赋予皮革良好的油质触感、丝光感和柔软性。
本发明的有益效果是：以油炸废油为原料制备皮革加脂剂，实现了油炸废油的资源化利用，降低了生产成本；生产工艺简单，生产周期短，生产设备简单，提高了生产效率；减少了污染物的排放，有利于环保。制备的皮革加脂剂分子结构中含有酰胺基、羧酸基、磺酸基、羟基等多种活性官能基团，加脂效果好。以油炸废油为原料制备皮革加脂剂能够满足加脂剂生产需要低成本原料油的要求，同时也为油炸废油资源化利用提供了稳定的、高附加值的工业应用。
本发明具有如下优点：
（1）实现了油炸废油的资源化利用，降低了皮革加脂剂的生产成本，工艺简单，减少了污染物的排放；
（2）本方法制备的多活性基皮革加脂剂具有良好的乳化、渗透、结合性能；
（3）本发明提供的皮革加脂剂具有良好的耐酸、碱、铬鞣剂性能，性能稳定。
（四）具体实施方式
实施例1
本实施例的油炸废油改性多功能基皮革加脂剂的制备方法，包括：
(1)预处理：对不同来源的油炸废油进行过滤、吸附处理，分离去除非油类物质，得到精制的油炸废油；
(2)酰胺化：将所述预处理过的油炸废油加入反应器中，反应温度升至100℃，然后分别加入油炸废油摩尔量1.0倍的一乙醇氨、质量0.1%的催化剂甲醇钠，在氮气保护下反应2小时，得到酰胺化产物；
(3)酯化：所述酰胺化后的产物降温至50℃以下，加入与一乙醇氨等摩尔量的顺丁烯二酸酐，搅拌均匀后升温至80℃，反应2小时，得到酯化反应产物；
(4)亚硫酸化：所述酯化后的反应产物降温至60℃，缓慢加入与一乙醇氨等摩尔量的亚硫酸钠，其中亚硫酸钠溶解于水中配置成溶液，0.5-1小时内缓慢加入到酯化反应产物中，加入完成后，继续反应3小时，得到油炸废油改性多功能基皮革加脂剂。
实施例2
本实施例的油炸废油改性多功能基皮革加脂剂的制备方法，包括：
(1)预处理：对不同来源的油炸废油进行过滤、吸附处理，分离去除非油类物质，得到精制的油炸废油；
(2)酰胺化：将所述预处理过的油炸废油加入反应器中，反应温度升至130℃，然后分别加入油炸废油摩尔量3.5倍的二乙醇胺、质量1.5%的催化剂氢氧化钠，在氮气保护下反应5小时，得到酰胺化产物；
(3)酯化：所述酰胺化后的产物降温至50℃以下，加入与二乙醇胺等摩尔量的顺丁烯二酸酐，搅拌均匀后升温至130℃，反应5小时，得到酯化反应产物；
(4)亚硫酸化：所述酯化后的反应产物降温至100℃，缓慢加入与一乙醇氨等摩尔量的亚硫酸钠，其中亚硫酸钠溶解于水中配置成溶液，1小时内缓慢加入到酯化反应产物中，加入完成后，继续反应6小时，得到油炸废油改性多功能基皮革加脂剂。
实施例3
本实施例的油炸废油改性多功能基皮革加脂剂的制备方法，包括：
(1)预处理：对不同来源的油炸废油进行过滤、吸附处理，分离去除非油类物质，得到精制的油炸废油；
(2)酰胺化：将所述预处理过的油炸废油加入反应器中，反应温度升至120℃，然后分别加入油炸废油摩尔量2倍的醇胺（一乙醇氨、二乙醇胺摩尔比1:1）、质量0.8%的催化剂氢氧化钾，在氮气保护下反应4小时，得到酰胺化产物；
(3)酯化：所述酰胺化后的产物降温至50℃以下，加入与醇胺（一乙醇氨、二乙醇胺摩尔比1:1）等摩尔量的顺丁烯二酸酐，搅拌均匀后升温至100℃，反应4小时，得到酯化反应产物；
(4)亚硫酸化：所述酯化后的反应产物降温至80℃，缓慢加入与醇胺（一乙醇氨、二乙醇胺摩尔比1:1）等摩尔量的亚硫酸钠，其中亚硫酸钠溶解于水中配置成溶液，0.5-1小时内缓慢加入到酯化反应产物中，加入完成后，继续反应4小时，得到油炸废油改性多功能基皮革加脂剂。
实施例4
催化剂为甲醇钠、氢氧化钠的混合物，其中甲醇钠与氢氧化钠的质量比为1:1，其他与实施例1相同。
实施例5
催化剂为甲醇钠、氢氧化钾的混合物，其中甲醇钠与氢氧化钾的质量比为1:1，其他与实施例1相同。
实施例6
催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾的混合物，其中氢氧化钠与氢氧化钾的质量比为1:1，其他与实施例1相同。
上述实施例中，催化剂、醇胺及具体添加量可以相互替换，组成新的技术方案。
采用上述技术方案，以油炸废油为原料制备皮革加脂剂，原料来源广泛，降低了生产成本，生产工艺简单，制备的皮革加脂剂适用广泛；同时，也实现了油炸废油的废物利用，减少了污染物的排放，有利于环保。
由于采用上述技术方案，克服了现有皮革加脂剂制备技术中原料油价格昂贵的不足。
Claims (1)
1.一种油炸废油改性多功能基皮革加脂剂的制备方法，其特征在于：由以下步骤组成：
(1)预处理：对不同来源的油炸废油进行过滤、吸附处理，分离去除非油类物质，得到精制的油炸废油；
(2)酰胺化：将预处理过的油炸废油加入反应器中，反应温度升至100℃，然后分别加入油炸废油摩尔量1.0倍的一乙醇氨、质量0.1%的催化剂甲醇钠，在氮气保护下反应2小时，得到酰胺化产物；
(3)酯化：酰胺化后的产物降温至50℃以下，加入与一乙醇氨等摩尔量的顺丁烯二酸酐，搅拌均匀后升温至80℃，反应2小时，得到酯化反应产物；
(4)亚硫酸化：酯化后的反应产物降温至60℃，缓慢加入与一乙醇氨等摩尔量的亚硫酸钠，其中亚硫酸钠溶解于水中配置成溶液，0.5-1小时内缓慢加入到酯化反应产物中，加入完成后，继续反应3小时，得到油炸废油改性多功能基皮革加脂剂。
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