CN105647654A - 单甘酯的制备工艺 - Google Patents

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    • C11C—FATTY ACIDS FROM FATS, OILS OR WAXES; CANDLES; FATS, OILS OR FATTY ACIDS BY CHEMICAL MODIFICATION OF FATS, OILS, OR FATTY ACIDS OBTAINED THEREFROM
    • C11C3/00—Fats, oils, or fatty acids by chemical modification of fats, oils, or fatty acids obtained therefrom
    • C11C3/04—Fats, oils, or fatty acids by chemical modification of fats, oils, or fatty acids obtained therefrom by esterification of fats or fatty oils
    • C11C3/06—Fats, oils, or fatty acids by chemical modification of fats, oils, or fatty acids obtained therefrom by esterification of fats or fatty oils with glycerol

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Abstract

本申请公开了一种单甘酯的制备工艺，单甘酯的制备工艺包含以下步骤：(A)混合油脂与甘油，其中所述油脂与所述甘油的摩尔数比介于1:1-10；(B)加入单甘酯，其中所述单甘酯占总重量的0.5-20％；(C)置换保护气体数次；(D)执行加热程序以令油脂与甘油溶于所述单甘酯，其中所述加热程序的温度为200-280℃；以及(E)进行酯化反应。藉此，本申请的制备工艺可以避免在制备时产生磷酸盐、无环境污染，并且产品的副产物少。

Description

单甘酯的制备工艺
技术领域
本申请属于单甘酯的制备领域，具体地说，涉及一种可避免产生磷酸盐副产物的单甘酯的制备工艺。
背景技术
单脂肪酸甘油酯(单甘酯，MG)作为一种重要的食品乳化剂和添加剂，单甘酯在塑料、食品、制药、化妆品等行业有着很广的应用。
详细来说，单甘酯是一种多醇类非离子型表面活性剂。单甘酯的结构式为RCOOCH2CHOHCH2OH，其中R代表C11-C17(碳数为11-17)的脂肪烃基。单甘酯有两种构型，即1-MG和2-MG。一般而言，单甘酯的凝固点大致上为60-70℃。
目前业界在制备单甘酯时，通常采用直接酯化法、甘油醇解法进行制备。
直接酯化法：利用甘油与脂肪酯在碱催化下(如：NaOH、KOH)，反应温度为190-240℃，反应时间为2-4小时。所制备的单甘酯含量约为40-50％的混合物。
甘油醇解法：利用甘油与甘三酯在200-260℃温度下，以碱作为催化剂进行酯交换反应。所制备的单甘酯为含量40-50％的混合物。
然而，在目前的制备工艺中，由于制备过程中采用了酸性或碱性催化剂，而一般传统采用碱性催化剂的制程会产生磷酸盐以及其他酯类化合物，因而影响了产品质量，并且在后续的处理程序上较为困难。
如上所述，如何改善单甘酯的制程，以避免在制备中产生磷酸盐，即成为目前业界急需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本申请所要解决的传统单甘酯的制备工艺会产生磷酸盐进而影响产品质量的问题。
为了解决上述技术问题，本申请公开了一种单甘酯的制备工艺。单甘酯的制备工艺包含以下步骤：(A)混合油脂与甘油，其中所述油脂与所述甘油的摩尔数比介于1:1-10；(B)加入单甘酯，其中所述单甘酯占总重量的0.5-20％；(C)置换保护气体数次；(D)执行加热程序以令油脂与甘油溶于所述单甘酯，其中所述加热程序的温度为200-280℃；以及(E)进行酯化反应。
在一实施例中，油脂为硬化油或植物油。
在一实施例中，硬化油为氢化植物油及/或动物油。
在一实施例中，植物油是选自于由大豆油、花生油、亚麻油、蓖麻油、菜子油、棕榈油及芝麻油所组成的群组。
在一实施例中，酯化反应的反应时间为1-8小时。
在一实施例中，于所述置换保护气体数次的步骤中，保护气体的压力为-0.09MPa～0.6MPa。
在一实施例中，保护气体为氮气或氩气。
与现有技术相比，本申请可以获得包括以下技术效果：
1)本申请透过单甘酯作为反应介质，而可成功避免制备单甘酯时产生磷酸盐副产物，因而在处理上更为简便。
2)本申请透过单甘酯作为反应介质，而可降低粘度，使反应物混合更充分，并进而提高反应速度。
3)本申请的制备工艺不污染环境、产品副产物少且所制备的单甘酯品质好。
4)本申请可有效防止高温下饱和脂肪酸分解和颜色变深，减少产物的异味、臭味。
当然，实施本申请的任一产品必不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本申请的单甘酯的制备工艺的流程图。
具体实施方式
以下将配合实施例来详细说明本申请的实施方式，藉此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
请参阅图1，图1是本申请的单甘酯的制备工艺的流程图。详细来说，单甘酯的制备工艺包含以下步骤：
(A)混合油脂与甘油，其中所述油脂与所述甘油的摩尔数比介于1:1-10。詳細來說，所述油脂与所述甘油的摩尔数比例如為1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5、1:4、1:4.5、1:5、1:5.5、1:6、1:6.5、1:7、1:7.5、1:8、1:8.5、1:9、1:9.5、1:10。
(B)加入单甘酯，其中所述单甘酯占总重量的0.5-20％。詳細來說，所述单甘酯例如占总重量的0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％7、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％、10.5％、11％、11.5％、12％、12.5％、13％、13.5％、14％、14.5％、15％、15.5％、16％、16.5％、17％、17.5％、18％、18.5％、19％、19.5％、20％。还请注意的是，本处所指总重量是指油脂、甘油与单甘酯的总重量。
(C)置换保护气体数次。详细来说，保护气体例如为氮气或氩气。在以下叙述中，保护气体是以氮气作为举例说明，然本申请不限于此。藉此，以将反应环境置换为氮气气氛。由于氮气化学性质不活泼，并且但迄无毒、无害、不燃烧、无污染、容易回收和循环利用，因而是保护气体的理想选择。另一方面，氮气是环境友好型绿色气体，因而本申请制备工艺更为环境友善。据此，氮气可有效防止高温下饱和脂肪酸分解和颜色变深，而可减少产物的异味、臭味，进而提升产率。类似的，氩气也可以成功防止高温下饱和脂肪酸分解和颜色变深。因此，使用者可以根据其需求(例如：防止变质的需求、成本)来选择适当的保护气体。
(D)执行加热程序以令油脂与甘油溶于所述单甘酯，其中所述加热程序的温度为200-280℃。需注意的是，当温度低于200℃时，反应速率缓慢，而当温度高于280℃，则容易因为高温而变质甚至分解。
(E)进行酯化反应。藉此，油脂与甘油可反应产生单甘酯。本申请制备工艺可达到约50％的的产率，亦即可以得到单甘酯含量约为50％的混合物。因此，本申请改善了单甘酯的制备工艺的产率。详细来说，待酯化反应完成后，依序降温、沉降分离、蒸馏，即可获得纯化的单甘酯。另一方面，蒸馏程序中所回收的物料以及沉降分离步骤中所回收的甘油均可重复利用，亦即可将上述回收的物料及回收的甘油重新进行酯化反应。因此，可进一步节省本申请所需使用的原料，因而在制程上更佳经济。
在本申请实施例中，油脂为硬化油或植物油。其中，硬化油例如为氢化植物油及/或动物油。另一方面，植物油是选自于由大豆油、花生油、亚麻油、蓖麻油、菜子油、棕榈油及芝麻油所组成的群组。使用者可根据其需求来选择适当的油脂，以制备对应的单甘酯。
在上述步骤(C)置换保护气体数次中，于所述置换保护气体数次的步骤中，保护气体的压力为-0.09MPa～0.6MPa。当保护气体的压力小于0时，可将反应环境调整成负压的氛围，以将反应釜内原有气体排除，而当保护气体的压力大于0时，则可将保护气体(例如：氮气)置入反应釜内。在步骤(C)中，藉由置换保护气体数次，而可将反应环境置换为保护气体(例如：氮气)。
在上述步骤(E)进行酯化反应中，酯化反应的反应时间为1-8小时。详细来说，由于油脂与甘油可以均匀混合，因而可提升整体酯化反应的反应速度。在本申请中，酯化反应的反应时间只要长于1小时即可，亦即本申请所需的反应时间有相当的改善。
与现有技术相比，本申请可以获得包括以下技术效果：
1)本申请透过单甘酯作为反应介质，而可成功避免制备单甘酯时产生磷酸盐副产物，因而在处理上更为简便。
2)本申请透过单甘酯作为反应介质，而可降低粘度，使反应物混合更充分，并进而提高反应速度。
3)本申请的制备工艺不污染环境、产品副产物少且所制备的单甘酯品质好。
4)本申请可有效防止高温下饱和脂肪酸分解和颜色变深，减少产物的异味、臭味。
上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种单甘酯的制备工艺，其特征在于，包含以下步骤：
(A)混合油脂与甘油，其中所述油脂与所述甘油的摩尔数比介于1:1-10；
(B)加入单甘酯，其中所述单甘酯占总重量的0.5-20％；
(C)置换保护气体数次；
(D)执行加热程序以令油脂与甘油溶于所述单甘酯，其中所述加热程序的温度为200-280℃；
(E)进行酯化反应。
2.如权利要求1所述的单甘酯的制备工艺，其特征在于，所述油脂为硬化油或植物油。
3.如权利要求2所述的单甘酯的制备工艺，其特征在于，所述硬化油为氢化植物油及/或动物油。
4.如权利要求2所述的单甘酯的制备工艺，其特征在于，所述植物油是选自于由大豆油、花生油、亚麻油、蓖麻油、菜子油、棕榈油及芝麻油所组成的群组。
5.如权利要求1所述的单甘酯的制备工艺，其特征在于，所述酯化反应的反应时间为1-8小时。
6.如权利要求1所述的单甘酯的制备工艺，其特征在于，于所述置换保护气体数次的步骤中，保护气体的压力为-0.09MPa～0.6MPa。
7.如权利要求1所述的单甘酯的制备工艺，其特征在于，所述保护气体为氮气或氩气。
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