CN105622665B - 一种改性大豆磷脂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改性大豆磷脂的制备方法，它包括如下步骤：(1)以大豆浓缩磷脂为原料，加入有机酸，搅拌均匀备用；(2)将步骤(1)制得的物料间歇或连续加入吸收塔中，同时将臭氧间歇或连续鼓入吸收塔中，所述物料与臭氧接触进行氧化反应，吸收塔出料即为改性大豆磷脂。本发明的大豆磷脂改性方法由于使用了气体臭氧O3强氧化剂，改性后的磷脂具有良好的乳化性和分散性能，因此，具有工艺简便的特性。
Description
技术领域
本发明涉及大豆磷脂生产技术领域，具体说是一种改性大豆磷脂的制备方法。
背景技术
大豆磷脂是一种天然的表面活性剂，它由卵磷脂(PC)、脑磷脂(PE)、肌醇磷脂(PI)、磷脂酸(PA)、丝氨酸磷脂(PS)等磷脂组成，卵磷脂是其中最具生物活性的磷脂成分。在磷脂分子中含有甘油磷酸、胆碱等亲水部分，又含有脂肪酸链疏水部分，由于磷脂分子的双亲结构因而具有一系列界面特性和胶体性质，如界面吸附、形成胶团、脂质体和乳化作用等。磷脂具有天然、无毒、无刺激的特点，但天然的磷脂的HLB值约为2～3，亲水性能、乳化性能和分散性均不是理想，限制了在食品行业、精细化工等行业的应用。为了拓展磷脂的应用，特别是精细化工的皮革行业的应用，天然的磷脂需要进行改性，以提高磷脂的HLB值与亲水性，并使其耐热性、乳化性都得到改善。目前磷脂的改性方法很多，在一定条件下容易通过硫酸化、磺酸化、为卤化、酰羟化等提高其乳化性，通过化学改性制得的磷脂表面活性剂，具有优良的乳化性能、螯合性能、钙皂分散性，对硬水稳定，且与其它组分配伍性好。磷脂还具有很好的流平性、分散性、润湿性，以及良好的蜡感和滋润的手感，是皮革加脂剂理想的原料，并还能用于皮革填料、复合树脂、手感剂等产品的开发。磷脂对皮革的作用概括起来有润滑作用、增塑作用、增厚作用和疏水作用。天然磷脂及其改性物在皮革化学品开发中应用，既能表现出油脂的作用，又能体现出表面活性剂的功能。中性油脂对皮纤维具有润滑作用，赋予皮革一定的柔软度。磷脂的结构决定了其疏水基团具有较强的疏水性，因此可用磷脂制备防水加脂剂，经其处理的皮革，吸水率明显降低。以磷脂为主要原料生产的皮革加脂剂，润滑性能好、填充作用强、与革结合牢固、并且具有一定疏水性。天然磷脂是一种价廉物美的皮革化工原料，磷脂的乳化性主要表现在亲油性上，是一种油溶性的表面活性剂，适度的改性是合理利用天然磷脂制备各种皮革化学品的关键。酰羟化改性磷脂产品及时填补了市场空缺，羟化改性磷脂的优越性在加脂剂方面的应用受到了行业内专业人士的高度关注，有不少加脂剂产品投放市场，并得到了制革厂家的认可，天然磷脂特别是改性磷脂在皮革化工领域将扮演着越来越重要的角色。
CN105087696A公开了一种酶改性大豆磷脂工业化连续生产的制备方法，该方法是在浓缩磷脂加入磷脂酶水溶液进行酶解改性反应，酶解改性后的浓缩大豆磷脂经连续蒸发脱水及酶灭活得到的酶改性大豆磷脂。生产的酶改性大豆磷脂具有在水中的分散性、亲水性和耐热性、乳化稳定性好的特点，可广泛应用在食品、医药、日用化学品、农药、油漆涂料、皮革和纺织、石油化工、饲料等行业。但这种方法由于是加入了磷脂酶水溶液，并且磷脂的改性深度与水的加入量成正比，实际生产中往往可根据需要，加水在10％以上，甚至要加到50％左右，那么酶改性后的磷脂一定要经过连续化的真空状态下的脱水过程。
CN104054895A公开了一种水溶性改性磷脂的生产方法及其配方，该生产方法是将普通大豆磷脂加热至50℃-80℃，并搅拌均匀，调节PH值为7-9，加入乳酸或酸酐，随后滴入30％浓度的过氧化氢溶液，反应3-5小时，再加入30％浓度的氢氧化钠溶液进行中和，经薄膜蒸发器真空脱水至其质量的1％，并冷却后形成的改性大豆磷脂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺更为简便的改性大豆磷脂的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种改性大豆磷脂的制备方法，它包括如下步骤：
(1)以大豆浓缩磷脂为原料，加入有机酸，搅拌均匀备用；
(2)将步骤(1)制得的物料间歇或连续加入吸收塔中，同时将臭氧间歇或连续鼓入吸收塔中，所述物料与臭氧接触进行氧化反应，吸收塔出料即为改性大豆磷脂。
步骤(1)中，所述的大豆浓缩磷脂为粘稠状，磷脂含量为50wt％～60wt％，优选50wt％。
步骤(1)中，所述的有机酸为乳酸或乙酸酐，有机酸的加入质量为大豆磷脂质量的3％～5％。
步骤(2)中，步骤(1)制得的物料间歇或连续加入吸收塔之前，先预热至60℃～80℃，优选80℃。
步骤(2)中，将步骤(1)制得的物料连续加入吸收塔中，同时将臭氧连续鼓入吸收塔中。
步骤(2)中，将步骤(1)制得的物料从吸收塔顶部连续加入吸收塔中，同时将臭氧从吸收塔顶部连续鼓入吸收塔中。
步骤(2)中，步骤(1)制得的物料连续进料速率为6～12L/h；臭氧连续进料速率为40～50L/h，优选40L/h。
步骤(2)中，吸收塔出料加入30wt％双氧水，保持温度60℃～80℃，搅拌60～120分钟；优选保持温度80℃，搅拌120分钟。
其中，双氧水的加入质量为吸收塔出料质量的1％～2％，优选2wt％。
其中，经双氧水处理后的物料在真空度0.095MPa～0.1Mpa进行干燥，制得改性大豆磷脂。
步骤(2)中，所述的吸收塔为填料吸收塔，吸收塔内的填料为环形填料或球形或鞍形等填料。
步骤(2)中，所述的臭氧以空气作为保护风，臭氧和空气分别从两个进口通入吸收塔或者从一个进口通入吸收塔，臭氧的进料流速为40～50L/h(优选40L/h)，空气的进料流速为50～70L/h(优选50L/h)。
本方法具体工艺路线是以含量50～60wt％的大豆浓缩磷脂为原料，加入有机酸，如乙酸或乳酸等，搅拌均匀并加热到60℃～80℃，以一定的流速连续不断由上部加入吸收塔，然后将一定量的臭氧—空气也鼓入吸收塔，吸收塔内的填料为丝网填料，或拉西瓷环等填料，气体氧化剂臭氧通过吸收塔水化磷脂经行传质并经行化学反应，臭氧不断将有机酸氧化成过氧酸，磷脂结构上的双键在过氧酸的作用下氧化生成环氧化合物，生成的环氧化化合物很不稳定，在较强的氧化条件下生成羟基化合物，吸收塔的下部收集流下的磷脂，与双氧水混合，保持温度60℃～80℃，搅拌60～120分钟，进行脱色反应。随着臭氧的不断被磷脂吸收，反应产物的碘价不断降低，说明大豆磷脂的改性程度不断提高，从而实现磷脂的改性，改善大豆磷脂的亲水能力。
有益效果：本发明方法中提供的改性大豆磷脂生产工艺中是以臭氧为氧化剂。臭氧在常温常压下，稳定性较差，可自行分解为氧气，其在产品的残留较易控制，安全性较高。传统改性大豆磷脂是以双氧水等化学试剂作为氧化剂，在一般情况下会分解成水和氧气，但分解速度极其慢，加快其反应速度的办法是加入催化剂——二氧化锰等或用短波射线照射，因此产品中双氧水的脱出需要较长的时间，生产周期长，残留不易控制。另外，改性过程中加入的双氧水一般是含有50％～70％的水溶液，因此本发明方法减少了试剂中水的引入，从而减少后续脱水工艺的负担，降低了生产成本。
附图说明
图1本发明的反应机理图。
图2实施例1使用的吸收塔结构示意图。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
以下实施例中，碘价的检测方法参考GB/T5532-2008《动植物油脂碘值得测定》。
实施例1：
图1为本实施例所使用的一种吸收塔结构示意图，该吸收塔为填料吸收塔，吸收塔内的填料为拉西瓷环形填料，吸收塔高600mm，内装直径为10mm的拉西环。
一种改性大豆磷脂的制备方法，它包括如下步骤：
(1)以500克粘稠状大豆磷脂(磷脂含量为50wt％)为原料，加入大豆磷脂质量的3wt％的乳酸，搅拌均匀并预热至80℃，备用；
(2)将步骤(1)制得的物料以6L/h的速率从吸收塔顶部连续加入吸收塔中，将臭氧和空气分别以40L/h和50L/h的速率同时从吸收塔顶部连续鼓入吸收塔中，所述物料与臭氧在塔中接触进行氧化反应；
(3)吸收塔下部收集的出料507g，加入10克30wt％的双氧水，搅拌10分钟，保持温度80℃，搅拌120分钟；经双氧水处理后的物料置于旋转蒸发瓶中在真空度0.095MPa～0.1Mpa进行干燥，当水分含量小于1.5wt％时制得改性大豆磷脂，测得样品的碘价86.4g/100g。
实施例2：
本实施例所使用的吸收塔同实施例1。
一种改性大豆磷脂的制备方法，它包括如下步骤：
(1)以500克粘稠状大豆磷脂(磷脂含量为50wt％)为原料，加入大豆磷脂质量的3wt％的乳酸，搅拌均匀并预热至80℃，备用；
(2)将步骤(1)制得的物料以9L/h的速率从吸收塔顶部连续加入吸收塔中，将臭氧和空气分别以40L/h和50L/h的速率同时从吸收塔顶部连续鼓入吸收塔中，所述物料与臭氧在塔中接触进行氧化反应；
(3)吸收塔下部收集的出料509g，加入10克30wt％的双氧水，搅拌10分钟，保持温度80℃，搅拌120分钟；经双氧水处理后的物料置于旋转蒸发瓶中在真空度0.095MPa～0.1Mpa进行干燥，当水分含量小于1.5wt％时制得改性大豆磷脂，测得样品的碘价90.8g/100g。
实施例3：
本实施例所使用的吸收塔同实施例1。
一种改性大豆磷脂的制备方法，它包括如下步骤：
(1)以500克粘稠状大豆磷脂(磷脂含量为50wt％)为原料，加入大豆磷脂质量的3wt％的乳酸，搅拌均匀并预热至80℃，备用；
(2)将步骤(1)制得的物料以12L/h的速率从吸收塔顶部连续加入吸收塔中，将臭氧和空气分别以40L/h和50L/h的速率同时从吸收塔顶部连续鼓入吸收塔中，所述物料与臭氧在塔中接触进行氧化反应；
(3)吸收塔下部收集的出料508g，加入10克30wt％的双氧水，搅拌10分钟，保持温度80℃，搅拌120分钟；经双氧水处理后的物料置于旋转蒸发瓶中在真空度0.095MPa～0.1Mpa进行干燥，当水分含量小于1.5wt％时制得改性大豆磷脂，测得样品的碘价93.2g/100g。
实施例4：
本实施例所使用的吸收塔同实施例1。
一种改性大豆磷脂的制备方法，它包括如下步骤：
(1)以500克粘稠状大豆磷脂(磷脂含量为50wt％)为原料，加入大豆磷脂质量的3wt％的乳酸，搅拌均匀并预热至80℃，备用；
(2)将步骤(1)制得的物料以12L/h的速率从吸收塔顶部连续加入吸收塔中，将臭氧和空气分别以40L/h和50L/h的速率同时从吸收塔顶部连续鼓入吸收塔中，所述物料与臭氧在塔中接触进行氧化反应；
(3)吸收塔下部收集的出料507g，保持温度80℃，搅拌120分钟；将物料置于旋转蒸发瓶中在真空度0.095MPa～0.1Mpa进行干燥，当水分含量小于1.5wt％时制得改性大豆磷脂，测得样品的碘价91.8g/100g。
实施例5：
本实施例所使用的吸收塔同实施例1。
一种改性大豆磷脂的制备方法，它包括如下步骤：
(1)以500克粘稠状大豆磷脂(磷脂含量为50wt％)为原料，加入大豆磷脂质量的3wt％的乙酸酐，搅拌均匀并预热至80℃，备用；
(2)将步骤(1)制得的物料以12L/h的速率从吸收塔顶部连续加入吸收塔中，将臭氧和空气分别以40L/h和50L/h的速率同时从吸收塔顶部连续鼓入吸收塔中，所述物料与臭氧在塔中接触进行氧化反应；
(3)吸收塔下部收集的出料506g，加入10克30wt％的双氧水，搅拌10分钟，保持温度80℃，搅拌120分钟；经双氧水处理后的物料置于旋转蒸发瓶中在真空度0.095MPa～0.1Mpa进行干燥，当水分含量小于1.5wt％时制得改性大豆磷脂，测得样品的碘价92.4g/100g。
实施例6：
本实施例所使用的吸收塔同实施例1。
一种改性大豆磷脂的制备方法，它包括如下步骤：
(1)以500克粘稠状大豆磷脂(磷脂含量为50wt％)为原料，加入大豆磷脂质量的3wt％的乳酸，搅拌均匀并预热至80℃，备用；
(2)将步骤(1)制得的物料以12L/h的速率从吸收塔顶部连续加入吸收塔中，将臭氧以40L/h的速率从吸收塔顶部连续鼓入吸收塔中，所述物料与臭氧在塔中接触进行氧化反应；
(3)吸收塔下部收集的出料507g，加入10克30wt％的双氧水，搅拌10分钟，保持温度80℃，搅拌120分钟；经双氧水处理后的物料置于旋转蒸发瓶中在真空度0.095MPa～0.1Mpa进行干燥，当水分含量小于1.5wt％时，测得样品的碘价40.7g/100g。
Claims (11)
1.一种改性大豆磷脂的制备方法，其特征在于，它包括如下步骤：
(1)以大豆浓缩磷脂为原料，加入有机酸，搅拌均匀备用；
(2)将步骤(1)制得的物料间歇或连续加入吸收塔中，同时将臭氧间歇或连续鼓入吸收塔中，所述物料与臭氧接触进行氧化反应，吸收塔出料即为改性大豆磷脂；
步骤(1)中，所述的有机酸为乳酸或乙酸酐，有机酸的加入质量为大豆磷脂质量的3％～5％。
2.根据权利要求1所述的改性大豆磷脂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的大豆浓缩磷脂为粘稠状，磷脂含量为50wt％～60wt％。
3.根据权利要求1所述的改性大豆磷脂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，步骤(1)制得的物料间歇或连续加入吸收塔之前，先预热至60℃～80℃。
4.根据权利要求1所述的改性大豆磷脂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，将步骤(1)制得的物料连续加入吸收塔中，同时将臭氧连续鼓入吸收塔中。
5.根据权利要求4所述的改性大豆磷脂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，将步骤(1)制得的物料从吸收塔顶部连续加入吸收塔中，同时将臭氧从吸收塔顶部连续鼓入吸收塔中。
6.根据权利要求1或5所述的改性大豆磷脂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，步骤(1)制得的物料连续进料速率为6～12L/h；臭氧连续进料速率为40～50L/h。
7.根据权利要求1所述的改性大豆磷脂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，吸收塔出料加入30wt％双氧水，保持温度60℃～80℃，搅拌60～120分钟。
8.根据权利要求7所述的改性大豆磷脂的制备方法，其特征在于，双氧水的加入质量为吸收塔出料质量的1％～2％。
9.根据权利要求7或8所述的改性大豆磷脂的制备方法，其特征在于，经双氧水处理后的物料在真空度0.095MPa～0.1Mpa进行干燥，制得改性大豆磷脂。
10.根据权利要求1所述的改性大豆磷脂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的吸收塔为填料吸收塔，吸收塔内的填料为环形填料或球形或鞍形填料。
11.根据权利要求1所述的改性大豆磷脂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的臭氧以空气作为保护风，臭氧和空气分别从两个进口通入吸收塔或者从一个进口通入吸收塔，臭氧的进料流速为40～50L/h，空气的进料流速为50～70L/h。
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