CN110746478B - 一种以含谷维素的皂脚为原料制备谷维素的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种以含谷维素的皂脚为原料制备谷维素的方法，包括以下步骤：1)碱醇热溶；2)保温精滤；3)保温超滤膜分离；4)保温脱色；5)酸化中和与过滤；6)洗涤；7)干燥。其中步骤1)至步骤4)的温度控制在50‑60℃。本发明特征在于在50‑60℃下保温操作，配合膜分离、脱色和洗涤的特定工艺条件，最终制得产品为白色粉末，谷维素纯度高于98％，收率高于73％，达到了纯度和收率都较高的优势；本发明不使用甲醇、乙醚、已烷、溶剂油等有毒或易燃易爆的有机溶剂，提高了产品使用安全性，使谷维素符合出口要求；生产工艺简单，生产设备要求低，易于操作和实现；生产成本低，适合工业化生产。

Description

一种以含谷维素的皂脚为原料制备谷维素的方法

技术领域

本发明属于植物提取分离技术领域，涉及一种制备谷维素的方法，具体涉及一种以含谷维素的皂脚为原料制备谷维素的方法。

背景技术

谷维素(Oryzanol)存在于米糠油中，系以三萜(烯)醇为主体的阿魏酸酯的混合物。主要作用于间脑的自主神经系统与内分泌中枢，能调整自主神经功能，减少内分泌平衡障碍，改善精神神经失调症状。还同时具有降低血脂、降低肝脏脂质、防止脂质氧化、抗氧化等多种生理功能。此外，近来也有利用谷维素为护肤品和食品抗氧化剂的原料。一般采用富含谷维素的米糠油等的皂脚为原料提取制备谷维素，但普遍产品纯度和收率不能令人满意。

国内有关谷维素的专利技术报道也比较多，但各自存在一些缺陷，先分类详述如下。

1、按所使用溶剂类分述如下：

CN201710073967、CN201510769436、CN201310659297、CN201310099264、CN201010542976、CN201010224081、CN200810231528、CN02135610等专利均是以甲醇为提取溶剂，再经过一系列精制得谷维素，容易残存甲醇且不符合出口产品规定。CN201510769436、CN201010542976等专利以已烷精制或结晶，再经过一些工艺步骤得到谷维素产品，容易残存已烷，导致残留超标。现有技术大多使用甲醇，主要是因为甲醇对谷维素的提取效率高，但是后处理要求高，否则残存的甲醇导致超标。而且在生产工艺中大量使用甲醇，也对操作工人的健康有潜在的危险。

2、按工艺类分述如下：

申请号为CN201710073967.6的专利申请公开了一种谷维素提取工艺，首先对稻米原油进行脱胶，得脱胶油；对脱胶油进行碱炼，得皂脚；皂脚经补充皂化后，加入甲醇、水和碳酸钠进行碱溶，得上层清液；上层清液依次加入盐酸、柠檬酸调节pH，得谷维素粗制品；清洗、干燥，得精制谷维素。该方法使用碱性甲醇提取，溶剂有毒，产品有残留；且碳酸钠为弱碱，实际中无法与谷维素分子中的酚羟基结合，无法促进谷维素溶解。

申请号为CN201510769436.1的专利申请公开了一种γ-谷维素生产方法，将滤渣倒入溶解槽；加入甲醇混合后加己烷搅拌；加醋酸中和，搅拌回流；水浴加热至50℃、加温搅拌回流；加水继续搅拌后静置一小时；粗制品γ-谷维素析出；溶液自动分层，上层为己烷溶液；下层为粗制品γ-谷维素析出物与甲醇溶解层；将上下层甲醇溶解层分流；水浴加热下层所得；对水浴加热后的粗制品γ-谷维素析出物与甲醇溶解层减压过滤，滤纸上层为粗γ-谷维素；将己烷加入到粗γ-谷维素析出颗粒中洗出可溶解于己烷的杂质；收集γ-谷维素析出颗粒低温干燥即可。加热条件下，谷维素易溶于已烷，且在甲醇中溶解度较大，甲醇有较大毒性且易在产品中有残留；既然两相溶剂中均溶解有谷维素，其方法无法达到分离的目的，有待进一步研究；已烷极易燃易爆，生产安全性有待进一步提高。

申请号为CN201310659297.8公开了一种从糠粕废弃油脂中提取谷维素的方法，包括以下步骤：1)向糠粕废弃油脂中加入耐高温酶，加入量为糠粕废弃油脂质量的0.5-5％，在70-95℃下搅拌消化60-120min，过滤，得到油脂清液；2)碱溶：将碱性甲醇溶液与步骤1)油脂清液按质量比例1:5～1:8进行混合，加温至60℃，搅拌，静置待两相分离，萃取；3)酸析：将步骤2)萃取液加热至40-60℃，加入酸调节到pH为3.0-6.0，静置过夜，离心分离，得到谷维素粗品；4)精制谷维素：将步骤3)得到的谷维素粗品，用蒸馏水进行冲洗，然后干燥，得到精制谷维素。酶的化学本质是蛋白质，在70℃以上多数酶会失活，其方法的科学性有待研究；甲醇为有毒试剂；谷维素为水不溶物质，其中杂质亦来自油，同样为强亲脂性物质中，简单蒸馏水冲洗之后干燥，不可能实现精制的目的，该精制方法有待进一步研究。

申请号为CN201310099264.2公开了一种米糠毛油提取谷维素的方法，步骤如下：(1)制取四级米糠油①米糠毛油水化脱胶和脱蜡；②脱蜡米糠油脱色；③脱色米糠油物理精炼；(2)提取粗谷维素①皂基的制备；②碱溶操作；③酸析操作；(3)精制粗谷维素①粗谷维素重溶及溶剂油液—液洗涤；②酸析及酸浸泡；③谷维素烘干及粉碎。本法用到有毒的甲醇，产品中有残留；产品无结晶步骤，含量有待进一步证实；溶剂油极易燃易爆，生产安全性有待进一步提高。

申请号为CN201010542976.3公开了一种从米糠中提取谷维素的工艺，将毛糠油加甲醇，用氢氧化钠调节pH，加热保温搅拌，冷却静置分层，放出下层油相；向上层甲醇液中加入柠檬酸调节pH至7，静置滤取沉淀，得粗品；用己烷重结晶，经洗涤、干燥得精品。该法用到有毒的甲醇，产品中有残留；已烷极易燃易爆，生产安全性有待进一步提高。

申请号为CN201010224081.5公开了一种非极性溶剂萃取法提取谷维素的方法，选用米糠油碱炼皂脚，加入甲醇乙醚碱性溶液，充分搅拌后静置分层，上层为中性物质，下层是含谷维素的碱性物质，用盐酸溶液调节pH值，此时即有谷维素结晶析出。然后洗涤、真空干燥得谷维素成品。该法用到有毒的甲醇和乙醚，产品中会有甲醇残留；乙醚是管制试剂，极易燃易爆，生产安全性有待进一步提高；调酸所析出的谷维素含量是否达标，有待进一步证实。

申请号为CN200810231528.8公开了一种从米糠油皂脚中提取谷维素的生产方法，将富含谷维素的米糠油皂脚加热、溶化后，用甲醇进行稀释，再加碱补充皂化，之后，进行碱溶过滤，得皂化液的滤液，对皂化的滤液再进行过滤，水洗后经酸浸、提纯、造粒，然后烘干，即可。该法用到有毒的甲醇，产品有残留；主要工艺为碱醇溶解酸析，简单提纯以后谷维素的含量是否达标，有待进一步证实。

申请号为CN200810244052.8公开了一种谷维素的提取方法，以米糠毛油为原料，首先用乙醇胺对米糠油与正己烷混合油进行预脱酸，接着用NaOH溶液把谷维素富集到皂脚中，然后用甲醇萃取皂脚中谷维素钠盐，最后用酸溶液调pH值使其中所含谷维素结晶析出，分离后得谷维素。该方法法用到有毒的甲醇，产品有残留；主要工艺为碱醇溶解酸析，所得产品为低含量谷维素。

申请号为CN02135610.6公开了一种溶剂法萃取法提取谷维素的方法，首先对米糠毛油进行预处理，对预处理后的糠油进行物理精炼以脱除油中游离脂肪酸，在精炼后的糠油中加入碱性甲醇进行连续逆流萃取，向萃取后的甲醇母液中加酸使其中所含的谷维素结晶析出，分离后得谷维素。该法用到有毒的甲醇，产品有残留；主要工艺为碱醇溶解酸析，所得产品为低含量谷维素。

可见，目前市售谷维素主要存在三方面问题：1、溶剂残留超标以及使用违规溶剂：主要是甲醇、乙醚、已烷等有机溶剂并有残留，导致谷维素产品无法出口欧美和日本，绿色出口标准规定出口产品不得在生产过程中使用甲醇等有毒溶剂；2、多数谷维素产品的实际含量未达标：一些市售产品虽然颜色白，但含量只有95％左右，经分析知这些产品在生产过程中产生了一些新的降解物质，虽然同样为白色，但降低了谷维素含量，这与生产工艺有关；3、一些谷维素产品的颜色未达标：虽然其产品含量达到了98％，但是往往没有经过脱色步骤，使得这类产品的颜色为类白色或灰白色、淡黄白色，此类产品在销往欧美等产地收到限制。因此，亟需提出一种谷维素生产工艺，使得产品收率和纯度均能达到令人满意的程度，并且生产工艺绿色环保，不使用有毒或者易燃易爆的试剂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种谷维素的制备方法，生产过程使用的溶剂以及溶剂残留符合出口标准；提高生产安全性，不使用甲醇等毒性大的溶剂，以及乙醚、已烷、溶剂油等极易燃易爆的有机溶剂；建立适合工业化推广的生产工艺，能规模生产出优质的谷维素工业产品；产品中谷维素实际含量大于98％、收率大于73％,颜色为白色的工业产品，纯度和颜色性能优异；降低生产成本，提高企业的经济和社会效益。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种以含谷维素的皂脚为原料制备谷维素的方法，包括以下步骤：

1)、碱醇热溶：向原料加入乙醇，加热至50-60℃，调节体系至弱碱性，使原料溶解，得溶解液；

2)、保温精滤：保持步骤1)中的温度，使用精密过滤器将溶解液过滤；

3)、保温超滤膜分离：在50-60℃条件下，将滤液通过耐高温超滤膜进行膜分离，收集1000-5000分子量区段的膜分离液；

4)、保温脱色：向膜分离液中加入无机脱色剂，充分搅拌，过滤，得脱色液。

5)、酸化中和与过滤：用稀酸中和脱色液，冷却，放置，使沉淀完全析出，离心，收集离心沉淀；

6)、洗涤：向离心沉淀中依次进行乙酸乙酯、高浓度乙醇、温水的洗涤，所述洗涤是向离心沉淀加入上述溶剂或溶液的洗涤液，充分搅拌混匀，离心得到离心沉淀，进行下一步的洗涤；

7)、干燥。将沉淀干燥，得到谷维素成品。

优选地，本发明上述方法步骤1)至步骤4)中体系保持温度在50-60℃。将温度控制在上述范围内，配合其他步骤的工艺条件和参数，可以最大限度提高提取谷维素的效率，并且保证产品中谷维素的纯度，满足了工业化生产制备优质含有谷维素产品的要求。

优选地，步骤1)中，所述乙醇是指浓度大于80％的乙醇，优选浓度大于85％的乙醇，更为优选地，采用浓度大于85％的乙醇；乙醇加入量为含谷皂基重量的5-10倍；所述加热是指加热温度至50-60℃；所述调节为弱碱性是指用碱性氢氧化物，比如氢氧化钠，氢氧化剂调节pH为8.5-9.5。

之前有文献报导用甲醇调pH的方法提取谷维素，发明人发现用高浓度食用乙醇，全程温度控制在50-60℃，亦可以将谷维素提取出来，且符合出口产品溶剂使用及残留标准。从技术上相对而言，乙醇提取出来的谷维素颜色浅，杂质更少，纯度高。若食用乙醇浓度低，则无法将大部分谷维素提取出来，损失大；若食用乙醇浓度高，则生产中难以回收至高浓度食用乙醇；加热温度至50-60℃。若加热温度高或溶解时间长，则在碱性条件下对谷维素有显著破坏作用，并导致产品收率严重下降；若加热温度低或溶解时间短，则不利于谷维素的溶出，不溶物增加，在降低产品收率的同时，也导致精滤的过滤速度慢；最终调节溶解液的pH过高，则会显著破坏谷维素，导致谷维素产率低；过低则不利于谷维素溶解，从而导致产量少；在合适的pH范围内，体系在后续的膜分离操作中对膜无影响，在膜所承受的pH范围内。

优选地，步骤2)中，过滤的温度控制在50℃-60℃；所述过滤采用带有折叠滤芯的精密过滤器，其中滤芯孔径为0.45μm，操作压力为0.2-0.4MPa。

若温度高于60℃，则在碱性条件下对谷维素有显著破坏作用，并导致产品收率严重下降；若温度低于50℃，则谷维素的溶出量减少，不溶物增加，在降低产品收率的同时，也导致精滤的过滤速度大幅度下降，从而导致生产效率低下，并容易堵塞滤芯。此外，发明人经多次实验表明，选择上述折叠滤芯对含谷维素的高度乙醇溶液具有良好的过滤效果，所得滤液为澄清透明的溶液；相同条件下，微孔滤膜等滤材极易堵塞，无法正常操作。选择合适的滤芯孔径，是为了与超滤膜分离对溶液的澄清度要求相匹配，孔径过大则透过的杂质多，影响超滤膜的使用寿命；孔径小则过滤速度较慢，影响生产效率。精密过滤器的操作压力受滤芯的影响，当滤芯表面积累杂质增加的时候，相应的操作压力增加，当压力增加到一定程度时，需要及时清理滤芯，以保证过滤的效果和速度。

优选地，步骤3)中，是在50-60℃下进行超滤，使用的耐高温超滤膜，材质为聚醚砜，比如GE公司的Duratherm系列(具体的离子包括NF 8040HF、NF RO8040、RO 8040HR、NF8040HR、NF 3840HR、FLD-UF)。可承受温度为70℃。步骤2)滤液保温温度为50℃-60℃，且超滤膜分离操作的保温温度也是相同温度，普通超滤膜只能承受45℃以内温度，因此，本发明通过大量调研，使用耐高温超滤膜，可承受70℃温度，从而适应了谷维素溶液的保温膜分离条件。设置超滤时的温度在50-60℃，若温度高于60℃，则在碱性条件下对谷维素有显著破坏作用，并导致产品收率严重下降；若温度低于50℃，则谷维素的溶出量减少，不溶物增加，在降低产品收率的同时，也导致超滤膜的运行速度大幅度下降，从而导致生产效率低下，并容易堵塞超滤膜。

更优选地，步骤3)中，所述膜的截留分子量设置为1000-5000，膜运行压力为1.0-2.0MPa。确定了膜的种类及性能符合要求以后，需要根据谷维素分子量、化学结构和杂质和种类，进一步选择超滤膜的截留分子量。本发明通过大量实验证明，溶液中95％的谷维素分布于膜截留分子量1000-5000范围内，并且溶液颜色由红褐色变成了黄色，即通过此分子量的膜分离，具有显著的脱色和提纯效果。超滤膜需要在适当的压力下运行，压力低则过膜速度慢，压力高则易造成谷维素的损失。

进一步优选地，步骤3)中，所述膜分离的顺序，先过分子量为5000的超滤膜，收集膜下游液，即透过液，再将透过液过分子量为1000的超滤膜，收集膜上游液，即截留液。按照上述顺序进行超滤，能进一步提高分离提纯的效果。步骤4)中，脱色时仍保持温度为50-60℃，若温度高于60℃，则在碱性条件下对谷维素有显著破坏作用，并导致产品收率严重下降；若温度低于50℃，则谷维素的溶出量减少，被无机脱色剂所吸附的量增加，在降低产品收率的同时，也导致板框过滤困难。

优选地，步骤4)中，所述脱色剂为活性白土和活性碳中的至少一种，脱色剂添加量为含谷维素的皂脚原料重量的3-6％；更优选地，所述脱色剂为活性白土和活性炭按照质量比1-2:1-2的复配。本发明通过实验证明，活性白土对具有油脂的脂溶性成分具有良好的除油和脱色效果，并可助滤；活性炭在极性溶液中也具有良好的脱色效果，并可助滤。二者协同作用，除油脂和脱色效果更好，同时对最终谷维素素的收率影响最小。

进一步优选地，步骤4)中，所述过滤方式为滤材为帆布型滤布的板框过滤。板框过滤能完全去除细小的活性白土和活性炭颗粒，并且速度快。因此，在保温条件下，经板框过滤，可以得到淡黄色、澄清透明的脱色液。使用其他过滤方式也可，但无法有效出去颗粒较小的无机脱色剂，或者过滤时间长，因为本发明要维持全程温度控制在50-60℃，长时间的过滤方式不利于降低能耗，节约成本。

步骤5)中，所述稀酸为稀盐酸或稀硫酸水溶液，相应浓度为5-10wt％，所调节pH为6.5-7.5。盐酸和硫酸水溶液均可以在生产中用以调节碱性溶液的pH至中性或弱酸性，应用范围广，且不与主产品发生化学反应。浓度低则用量大，浓度高则配置过程产生大量溶解热且不利于劳动安全。最终调节pH过低，则大量脂肪酸附着到主产品谷维素中，不利于谷维素纯化；若pH过高，则主产品析出不完全，收率低。

优选地，步骤5)中，所述沉淀完全的时间为5-12h。若沉淀时间短，则谷维素沉淀不完全，降低了收率；若沉淀时间长，则影响生产周期，降低了生产效率。

进一步优选地，步骤5)中，所述离心方式为布袋离心。本发明通过比较沉降离心、布袋离心、卧螺离心和碟式离心，发现布袋离心具有最优的效果，可以得到较干燥、颜色浅、性状好的离心沉淀，具有其他离心方式所达不到的干湿度和纯度、色泽。

步骤6)中，所述高浓度乙醇是浓度大于85％的食用乙醇，所述温水是指温度在40-45℃的纯化水，比如去离子水，蒸馏水，超纯水。温度超过45℃时，谷维素吸水膨胀明显，反而吸入更多杂质，并难以去除这部分膨胀物质中的水，不利于去除残留乙醇；温度低于40℃时，溶解并去除乙醇效果略差。控制此温度范围，以提高去除乙醇和杂质的效果。

本发明通过对比多种有机溶剂，结合生产实际，表明乙酸乙酯具有显著优点：低毒，基本无毒；不属于欧美和日本所禁止使用的溶剂，即可以在生产中使用；对谷维素溶解度小，基本不溶，而对亲脂性杂质和色素具有优良的溶解性能，因此可以精制谷维素，兼具提纯和脱色的双重优点。高浓度食用乙醇和乙酸乙酯可以互溶，通过离心，可以去掉残存的乙酸乙酯；一定温度的纯化水与食用乙醇互溶，通过离心，可以去掉残存的食用乙醇。

优选地，步骤6)中，使用高浓度乙醇和/或温水的洗涤步骤中，是向上一步的离心沉淀中加入50-70％的高浓度乙醇/或温水，充分搅拌混匀，离心，再向离心机内分次加入剩余的高浓度乙醇/或温水。所述分次加入的次数没有特别的限定，一般可以为分为2-4次均匀加入剩余洗涤液即可。

优选地，步骤6)中离心沉淀的质量和洗涤液，即乙酸乙酯、高浓度乙醇和温水的体积按照质量体积比(kg/L)为1-2:2-5:2-5:3-6进行，优选地，为1-1.3:2-3:3-4:3.5-5。洗涤的顺序按照上述三种溶液依次操作，离心方式为布袋离心。即先乙酸乙酯，然后高浓度食用乙醇，最后是一定温度的纯化水。相邻2种溶剂，通过布袋离心与分次少量加入的洗涤方式，后一种溶剂可去除前一种溶剂残留。本发明通过实验证明，先利用乙酸乙酯提纯谷维素，再通过高浓度食用乙醇溶出并采用布袋离心去除乙酸乙酯，最后通过一定温度的纯化水溶出并采用布袋离心去除食用乙醇。通过以上三种溶剂的组合使用，结合布袋离心操作，在精制谷维素的同时，也去除了溶剂残留，提升了产品品质和安全性。

步骤7)中，所述干燥方式没有特别限定，可与举出的例子包括鼓风干燥或真空干燥或微波真空干燥，干燥温度为55-65℃。谷维素结晶的理化性质在55-65℃下较稳定，可以选择上述干燥方式之一或其组合，以提高生产效率为准。

本发明的原理如下所述：是以含谷维素的皂脚为原料提取谷维素，原料中主要含有谷维素以及脂肪酸、亲脂性杂质和脂溶性色素等，这些成分可以被浓度85％以上的食用乙醇在pH为8.5-9.5，温度50-60℃的条件下充分溶解，并且谷维素在此条件下比较稳定；在保温50-60℃的条件下，选择合适的过滤方式，可以将碱性乙醇所不溶解的杂质与溶液分离，并且可以得到澄清透明的溶液，从而保证了精制操作的正常进行以及最终产品溶液的澄清；根据谷维素和杂质在此条件下的溶解特点、各自的分子量和分子结构、体系的温度，选择合适的超滤膜进行膜分离，在脱色的同时，也提高了谷维素的纯度，选择分子量1000-5000的区段，可以得到颜色浅、含量高的谷维素；超滤膜分离后的溶液具有一定颜色，根据油脂的亲脂性特点，可以将无机脱色剂如活性白土和活性炭联用，在进一步去除脂溶性杂质和色素的同时，对谷维素进一步提纯，并且对谷维素的收率的影响降至最低，并通过板框过滤的方式，可以完全去除溶液中残存的无机脱色剂粉末；经过前述工艺分离提纯，谷维素和一些杂质仍然存在于溶液中，根据谷维素不溶于酸性乙醇的性质，通过调节溶液pH为6.5-7.5，使谷维素沉淀析出，而大部分杂质溶解于酸性乙醇中，并通过离心进一步将谷维素与杂质分离，以得到较纯的谷维素；离心所得谷维素尚含有少量亲脂性杂质和色素，本发明采用特定顺序的洗涤步骤，即乙酸乙酯、高浓度乙醇、温水。乙酸乙酯具有显著优点：低毒，基本无毒、不属于欧美和日本所禁止使用的溶剂，可以在生产中使用，对谷维素溶解度小，基本不溶，而对亲脂性杂质和色素具有优良的溶解性能，因此可以精制谷维素，兼具提纯和脱色的双重优点；高浓度食用乙醇和乙酸乙酯可以互溶，通过离心，可以去掉残存的乙酸乙酯；一定温度的纯化水与食用乙醇互溶，通过离心，可以去掉残存的食用乙醇；通过以上三种溶剂按照特定顺序的组合使用，结合布袋离心操作，在精制谷维素的同时，也去除了溶剂残留，提升了产品品质和安全性。

本发明提供了一种谷维素实际含量大于99％、颜色为白色的工业产品，即纯度和颜色均达标，并且产品生产过程使用的溶剂以及溶剂残留符合出口标准。

本发明方法的有益效果如下：

一、按照本发明方法所得谷维素为白色粉末，经紫外-可见分光吸收色谱(UV)检测，所得谷维素的纯度可高达98％以上，杂质含量少，颜色为白色的优质谷维素产品。

二、谷维素的最终收率＞73％，本发明提供谷维素制备方法兼具了纯度和收率都较高的特点。

三、本发明提取制备谷维素的生产过程中，全程控制温度在50-60℃，发明人发现，在该温度范围内，产品谷维素的含量和收率能够取得最佳的平衡。

四、产品生产过程使用的溶剂以及溶剂残留符合出口标准，不使用甲醇等毒性大的溶剂，以及乙醚、已烷、溶剂油等极易燃易爆的有机溶剂；经过检测，没有溶剂残留，提高了产品使用安全性。

五、本发明建立适合谷维素提取制备的工业化方法，提工艺简单，生产设备要求低，能规模生产出优质的谷维素工业产品；生产成本低，适合工业化的大规模生产。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的提取工艺的方法作进一步说明。

本发明实施例所使用的原料为含谷维素的皂脚，购于湖南东翔油脂有限公司，谷维素的含量为13.65％。本发明实施例所使用的食用乙醇纯度为95％，需要时用去离子水稀释至需要浓度；乙酸乙酯纯度为99.5％(食品级)。本发明实施例所使用的化学试剂和原辅材料，如无特殊说明，均通过常规商业途径获得。

产品中谷维素的含量采用紫外-可见分光吸收色谱(UV)检测。

实施例1

1、碱醇热溶：先向6m³提取罐中加入浓度89％食用乙醇2000L，开启搅拌，在不断搅拌中将600kg含谷维素的皂脚投入提取罐，再继续加入2200L浓度89％食用乙醇。关盖，继续搅拌，开启冷却水，并通蒸汽加热。当加热至54℃时，向提取罐内加入计量好的4wt％氢氧化钠水溶液，调节体系的pH为9.0。取样观察溶液的溶解情况，20min后，原料完全溶解，余少量油渣，得4500L溶解液。

2、保温精滤：保持温度54℃，配置精密过滤器折叠滤芯孔径为0.45um，将溶解液通过精密过滤器过滤，保持运行压力0.3MPa，得到澄清的滤液。

3、保温超滤膜分离：保持温度54℃，超滤膜管预装聚醚砜材质且最高承受温度为70℃的耐高温膜(GE膜Duratherm HWS UF系列)，设2组，分别截留分子量为5000(FLD-UF001)和1000(FLD-UF005)，维持膜运行压力1.5MPa，先过分子量为5000的超滤膜，收集膜下游液，再加100L浓度89％的食用乙醇清洗膜残留，合并进料透过液和清洗透过液，得透过液；再将透过液过分子量为1000的超滤膜，收集膜上游液，得4550L截留液，即膜分离液。

4、保温脱色：保持温度54℃，向膜分离液中加入32kg活性白土和32kg活性碳充分搅拌20min，板框配以1000目帆布滤布过滤，得微黄色澄清透明的脱色液。

5、酸化中和与过滤：在不断搅拌下，用浓度6％稀硫酸调节脱色液的pH至7.0，停止搅拌，通自来水冷却，放置8h，使沉淀完全析出；过三足布袋离心，收集离心沉淀，得204kg湿润的离心沉淀。

6、洗涤：向离心沉淀中加入500L乙酸乙酯，充分搅拌混匀，过三足布袋离心，收集离心沉淀；再向沉淀中加入600L浓度89％的食用乙醇，充分搅拌混匀，过三足布袋离心，并向离心机内分2次，每次加入50L浓度89％的食用乙醇，充分透过沉淀，收集离心沉淀；再向沉淀中加入600L，温度40℃的纯化水，充分搅拌混匀，过三足布袋离心，并向离心机内分3次，每次加入50L温度40℃纯化水，充分透过沉淀，收集离心沉淀。

7、干燥：将沉淀微波真空干燥，控制干燥温度为62℃，得到63.26kg谷维素成品。

经检测，成品谷维素含量99.12％，产品收率76.56％。

实施例2

1、碱醇热溶：先向3m³提取罐中加入浓度92％食用乙醇1000L，开启搅拌，在不断搅拌中将250kg含谷维素的皂脚投入提取罐，再继续加入1000L浓度92％食用乙醇。关盖，继续搅拌，开启冷却水，并通蒸汽加热。当加热至52℃时，向提取罐内加入计量好的6％氢氧化钠水溶液，调节体系的pH为9.3。取样观察溶液的溶解情况，15min后，原料完全溶解，余少量油渣，得2100L溶解液。

2、保温精滤：保持温度52℃，配置精密过滤器折叠滤芯孔径为0.45um，将溶解液通过精密过滤器过滤，保持运行压力0.25MPa，得到澄清的滤液。

3、保温超滤膜分离：保持温度52℃，超滤膜管预装聚醚砜材质且最高承受温度为70℃的进口耐高温膜，设2组，分别截留分子量为5000和1000，维持膜运行压力1.7MPa，先过分子量为5000的超滤膜，收集膜下游液，再加100L浓度92％的食用乙醇清洗膜残留，合并进料透过液和清洗透过液，得透过液；再将透过液过分子量为1000的超滤膜，收集膜上游液，得2150L截留液，即膜分离液。

4、无机脱色剂保温脱色：保持温度52℃，向膜分离液中加入20kg活性白土和10kg活性碳充分搅拌20min，板框配以1000目帆布滤布过滤，得微黄色澄清透明的脱色液。

5、酸化中和与过滤：在不断搅拌下，用浓度9％稀盐酸调节脱色液的pH至7.2，停止搅拌，通自来水冷却，放置10h，使沉淀完全析出；过三足布袋离心，收集离心沉淀，得83kg湿润的离心沉淀。

6、洗涤：向离心沉淀中加入250L乙酸乙酯，充分搅拌混匀，过三足布袋离心，收集离心沉淀；再向沉淀中加入230L浓度92％的食用乙醇，充分搅拌混匀，过三足布袋离心，并向离心机内分2次，每次加入50L浓度92％的食用乙醇，充分透过沉淀，收集离心沉淀；再向沉淀中加入250L，温度40℃的纯化水，充分搅拌混匀，过三足布袋离心，并向离心机内分3次，每次加入50L温度40℃纯化水，充分透过沉淀，收集离心沉淀。

7、干燥：将沉淀鼓风干燥，控制干燥温度为65℃，得到25.70kg谷维素成品，产品为白色粉末。

经检测，成品谷维素含量99.35％，产品收率74.82％。

实施例3

其他步骤和实施例1相同，区别在于步骤1)-步骤4)中全程控制体系温度为50℃。最终得到60.81kg谷维素成品，经检测，成品谷维素含量99.04％，产品收率73.53％。

实施例4

其他步骤和实施例1相同，区别在于步骤1)-步骤4)中全程控制体系温度为。56℃。最终得到62.11kg谷维素成品，经检测，成品谷维素含量99.26％，产品收率75.28％

实施例5

其他步骤和实施例1相同，区别在于步骤1)-步骤4)中全程控制体系温度为60℃。最终得到61.53kg谷维素成品，经检测，成品谷维素含量99.18％，产品收率74.51％。

实施例6

其他步骤和实施例1相同，区别在于步骤4)中脱色剂仅使用64kg的活性白土，最终得到61.18kg谷维素成品，经检测，成品谷维素含量98.67％，产品收率73.71％。

实施例7

其他步骤和实施例1相同，区别在于步骤4)中脱色剂仅使用64kg的活性碳，最终得到61.90kg谷维素成品，经检测，成品谷维素含量98.25％，产品收率74.26％。

实施例8

其他步骤和实施例1相同，区别在于步骤3)中先过分子量为1000的超滤膜，收集膜下游液，再加100L浓度92％的食用乙醇清洗膜残留，合并进料透过液和清洗透过液，得透过液；再将透过液过分子量为5000的超滤膜，最终得到61.09kg谷维素成品，经检测，成品谷维素含量98.14％，产品收率73.20％。

对比例1

其他步骤和实施例1相同，区别在于步骤1)-步骤4)中全程控制体系温度为46℃。最终得到57.79kg谷维素成品，经检测，成品谷维素含量95.38％，产品收率67.30％。

对比例2

其他步骤和实施例1相同，区别在于步骤1)-步骤4)中全程控制体系温度为43℃。在步骤3)保温超滤膜分离时，发生膜的堵塞，无法有效生产。

对比例3

其他步骤和实施例1相同，区别在于步骤1)-步骤4)中全程控制体系温度为65℃。最终得到54.46kg谷维素成品，经检测，成品谷维素含量96.72％，产品收率64.31％。

对比例4

其他步骤和实施例1相同，区别在于，步骤6)洗涤，将乙酸乙酯替换为异戊醇，最终得到61.94kg谷维素成品，经检测，成品谷维素含量95.84％，产品收率72.48％。

对比例5

其他步骤和实施例1相同，区别在于，步骤6)的洗涤中，洗涤的次序变为向离心沉淀中加入500L乙酸乙酯，充分搅拌混匀，过三足布袋离心，收集离心沉淀；再向沉淀中加入600L，温度40℃的纯化水，充分搅拌混匀，过三足布袋离心，并向离心机内分3次，每次加入50L温度40℃纯化水，充分透过沉淀，收集离心沉淀；再向沉淀中加入600L浓度89％的食用乙醇，充分搅拌混匀，过三足布袋离心，并向离心机内分2次，每次加入50L浓度89％的食用乙醇，充分透过沉淀，收集离心沉淀。最终得到61.75kg谷维素成品，经检测，成品谷维素含量96.38％，产品收率72.67％。

对比例6

其他步骤和实施例1相同，区别在于，步骤6)的洗涤中，省略乙酸乙酯的洗涤，直接进行乙醇和温水的洗涤。最终得到64.75kg谷维素成品，经检测，成品谷维素含量91.36％，产品收率72.23％。

上述详细说明是针对本发明其中之一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种以含谷维素的皂脚为原料制备谷维素的方法，包括以下步骤：

1)、碱醇热溶：向原料加入乙醇，加热至52-56℃，调节体系至弱碱性，使原料溶解，得溶解液；

2)、保温精滤：保持步骤1)中的温度，使用精密过滤器将溶解液过滤；

3)、保温超滤膜分离：在52-56℃条件下，将滤液通过耐高温超滤膜进行膜分离，收集1000-5000分子量区段的膜分离液；

4)、保温脱色：向膜分离液中加入无机脱色剂，充分搅拌，过滤，得脱色液；

5)、酸化中和与过滤：用稀酸中和脱色液，冷却，放置，使沉淀完全析出，离心，收集离心沉淀；

6)、洗涤：向离心沉淀中依次进行乙酸乙酯、高浓度乙醇、温水的洗涤，所述洗涤是向离心沉淀加入上述溶剂或溶液的洗涤液，充分搅拌混匀，离心得到离心沉淀，进行下一步的洗涤；

7)、干燥：将沉淀干燥，得到谷维素成品；

步骤1)至步骤4)中体系保持温度在52-56℃；

步骤1)所述乙醇为浓度大于85％的乙醇；乙醇加入量为含谷维素的皂脚重量的5-10倍；

步骤4)中，所述脱色剂为活性白土和活性碳中的至少一种，脱色剂添加量为含谷维素的皂脚原料重量的3-6％，所述脱色剂为活性白土和活性炭按照质量比1-2:1-2的复配；

步骤6)中，所述高浓度乙醇是浓度大于85％的食用乙醇；

步骤6)中离心沉淀的质量和洗涤液，即乙酸乙酯、高浓度乙醇和温水的体积按照质量体积比为1-1.3kg:2-3L:3-4L:3.5-5L；

步骤6)中，相邻两种溶剂，通过布袋离心与溶剂分次少量加入相结合的洗涤方式。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)所述调节为弱碱性是指用碱性氢氧化物，调节pH为8.5-9.5。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述碱性氢氧化物为氢氧化钠。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中，过滤的温度控制在52℃-56℃；所述过滤采用带有折叠滤芯的精密过滤器，其中滤芯孔径为0.45μm，操作压力为0.2-0.4MPa。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)中，所述耐高温超滤膜材质为聚醚砜，可承受温度为80℃。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)中，所述膜的截留分子量设置为1000-5000，膜运行压力为1.0-2.0MPa。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述膜分离的顺序是先过分子量为5000的超滤膜，收集膜下游液，即透过液，再将透过液过分子量为1000的超滤膜，收集膜上游液，即截留液。