專利名稱：一種油脂共軛反應(yīng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油脂共軛反應(yīng)技術(shù)。
背景技術(shù)：
人們通過(guò)大量研究已經(jīng)證實(shí),共軛亞油酸(Conjugated linoleic acid, CLA)具有抑制癌癥和腫瘤的形成、抗動(dòng)脈粥樣硬化、改善免疫功能、改善骨組織代謝、降低膽固醇、 促進(jìn)生長(zhǎng)、抑制脂肪積聚等多種生物活性。因此，共軛亞油酸在醫(yī)藥、保健品及食品等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景，CLA人工合成方法中主要通過(guò)油脂發(fā)生共軛反應(yīng)制得。此外，油脂共軛反應(yīng)可以大大提高油脂的聚合與干燥性能，從而代替價(jià)格高昂且有強(qiáng)烈刺激性氣味的桐油，用于化工、機(jī)械、造船、織網(wǎng)等工業(yè)以及木制家具和木制農(nóng)具油漆方面，這些因素激起了世界各國(guó)對(duì)油脂共軛反應(yīng)研究的熱情。目前在工業(yè)上進(jìn)行油脂共軛反應(yīng)方法大體分為兩類生物法和化學(xué)法。生物法反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、得率低、分離困難?；瘜W(xué)法絕大多數(shù)以強(qiáng)酸強(qiáng)堿(如H2S04、Na0H等)作為均相催化劑，在高溫條件下進(jìn)行反應(yīng)，該工藝雖反應(yīng)速率快、產(chǎn)率高，但后期需中和洗滌，會(huì)產(chǎn)生大量的廢酸和廢堿液，造成環(huán)境污染，溶劑回收難等問(wèn)題，并且需要在高溫下反應(yīng)，導(dǎo)致能耗高。 在油脂氫化中，常以過(guò)渡金屬作為催化劑，吸附于催化劑表面的不飽和雙鍵首先發(fā)生位置異構(gòu)，多烯烴類中具有二雙鍵中夾一單鍵之結(jié)構(gòu)者，形成共軛雙鍵，然后再與H2發(fā)生加成反應(yīng)，如果在這過(guò)程中，以惰性氣體作為保護(hù)氣，共軛雙鍵無(wú)法加成反應(yīng)，無(wú)疑可以直接得到共軛油脂。不但反應(yīng)條件溫和、產(chǎn)物易于分離而且催化劑可循環(huán)使用，并能減少環(huán)境污染。但由于采用固體催化劑催化進(jìn)行非均相反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程慢，得率低。超聲波是頻率高于20kHz的聲波，在媒質(zhì)中傳播時(shí)，會(huì)產(chǎn)生機(jī)械、熱和空化等系列效應(yīng)，有著很好的乳化作用，可以促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行?，F(xiàn)有專利號(hào)為“02145196. 6”的發(fā)明專利公開(kāi)了一種共軛亞油酸的制造方法，它以含亞油酸75%以上的紅花籽油為原料，采用金屬鎳為催化劑，充入惰性氣體氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，進(jìn)行攪拌，但該方法要求溫度比較高(250-300°C)，反應(yīng)時(shí)間比較長(zhǎng)(2. 5-3小時(shí))。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種油脂共軛反應(yīng)的方法，反應(yīng)條件溫和、產(chǎn)物易于分離，而且催化劑可循環(huán)使用，減少環(huán)境污染。另外，由于超聲場(chǎng)的存在， 在媒質(zhì)中傳播時(shí)，會(huì)產(chǎn)生機(jī)械、熱和空化等系列效應(yīng)，有著很好的乳化作用，可以促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行，因此采用超聲強(qiáng)化可大大提高其反應(yīng)速率。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案如下
一種油脂共軛反應(yīng)的方法，其特征在于超聲協(xié)同固體催化劑共同作用于植物油脂進(jìn)行共軛反應(yīng)。進(jìn)一步的，所述油脂共軛反應(yīng)的方法包括下述步驟
a.用磁力攪拌器攪拌加熱植物油脂；b.將固體催化劑加入到植物油脂中，通入高純氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)氣，同時(shí)采用變幅桿式超聲作用于油脂，反應(yīng)O. 5 3小時(shí)后過(guò)濾，從反應(yīng)物中分離固體催化劑。進(jìn)一步的，植物油脂為廉價(jià)的大豆油。進(jìn)一步的，固體催化劑為鎳粉、雷尼鎳、鎳/鋁、鎳/硅或鎳/銅等，其中鎳/鋁、鎳 /娃或鎳/銅為二元催化劑。進(jìn)一步的，反應(yīng)溫度為60 200°C，固體催化劑用量為植物油脂重量的2 12%。進(jìn)一步的，超聲頻率為20 100kHz，超聲功率密度為O. 2 50W/cm3。超聲功率密度是指作用于每單位體積植物油脂的超聲功率。進(jìn)一步的，超聲作用方式為工作3 7s再間隔3 7s，交替作用。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果
1.產(chǎn)物易于分離，固體催化劑可循環(huán)使用，形成了環(huán)境友好的工藝過(guò)程；
2.采用超聲強(qiáng)化可大大提高植物油脂共軛反應(yīng)速率。


圖I是超聲強(qiáng)化固體催化劑催化油脂共軛反應(yīng)裝置示意圖中示出，I :超聲發(fā)生器；2 :超聲換能器；3 :氮?dú)馄浚? :氮?dú)馊肟?； 5 :植物油脂；6 固體催化劑；7 :電熱絲；8 :集熱式恒溫加熱磁力攪拌器；9 :三口燒瓶反應(yīng)器；10 :溫度傳感器；11 :導(dǎo)熱油；12磁攪拌子；13 :磁攪拌電機(jī)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。如圖I所示為超聲強(qiáng)化固體催化劑催化油脂共軛反應(yīng)裝置，包括集熱式恒溫加熱磁力攪拌器8，三口燒瓶反應(yīng)器9，超聲波發(fā)生器I和超聲換能器2，氮?dú)馄?等，先將集熱式恒溫加熱磁力攪拌器8中集熱鍋加入導(dǎo)熱油11，三口燒瓶反應(yīng)器9加入植物油脂5，放到集熱鍋油浴，磁攪拌子12放到三口燒瓶反應(yīng)器9中，溫度傳感器10插入三口燒瓶反應(yīng)器9 的其中一個(gè)小口，引出線連接集熱式恒溫加熱磁力攪拌器8進(jìn)行恒溫控制，選定反應(yīng)所需的溫度，磁攪拌電機(jī)13由低速逐步調(diào)至高速開(kāi)始邊攪拌邊加熱，當(dāng)升溫至目標(biāo)溫度，稱取固體催化劑6，置于三口燒瓶反應(yīng)器9中與植物油脂混合，從三口燒瓶反應(yīng)器9的氮?dú)馊肟?4通入高純氮?dú)庥谟椭砻孀鞅Ｗo(hù)氣，超聲換能器2 (變幅桿)從三口燒瓶反應(yīng)器9中間大口插入到植物油脂中，開(kāi)啟超聲工作，計(jì)時(shí)開(kāi)始，反應(yīng)后過(guò)濾，從反應(yīng)物中分離催化劑，測(cè)定濾液共軛亞油酸濃度。實(shí)施例I
溫度為180°C，植物油脂選用大豆油，固體催化劑選用鎳粉，固體催化劑用量為植物油脂重量的8%，超聲頻率為20kHz，超聲功率密度為6W/cm3，超聲作用方式為5s/7s (即工作 5s,間隙7s)，反應(yīng)時(shí)間為60分鐘，油脂反應(yīng)后共軛亞油酸得率為4. 38mg/mL。實(shí)施例2
溫度為120°C，植物油脂選用大豆油，固體催化劑選用雷尼鎳，固體催化劑用量為植物油脂重量的10%，超聲頻率為20kHz，超聲功率密度為4W/cm3，超聲作用方式為5s/5s (即工作5s，間隙5s)，反應(yīng)時(shí)間為60分鐘，油脂共軛反應(yīng)后共軛亞油酸得率為2. 27 mg/mL。實(shí)施例3
溫度為140°C，植物油脂選用大豆油，固體催化劑選用鎳/鋁二元催化劑，固體催化劑用量為植物油脂重量的10%，超聲頻率為20kHz，超聲功率密度為4W/cm3，超聲作用方式為3s/5s (即工作5s，間隙5s)，反應(yīng)時(shí)間為40分鐘，油脂共軛反應(yīng)后共軛亞油酸得率為
2.04mg/mLo實(shí)施例4
溫度為60°C，植物油脂選用大豆油，固體催化劑選用鎳/硅二元催化劑，固體催化劑用量為植物油脂重量的12%，超聲頻率為IOOkHz，超聲功率密度為O. 2ff/cm3,超聲作用方式為 3s/5s(即工作3s，間隙5s)，反應(yīng)時(shí)間為180分鐘，油脂共軛反應(yīng)后共軛亞油酸得率為I. 89 mg/mL。實(shí)施例5
溫度為200°C，植物油脂選用大豆油，固體催化劑選用鎳/銅二元催化劑，固體催化劑用量為植物油脂重量的2%，超聲頻率為40kHz，超聲功率密度為12W/cm3，超聲作用方式為 7s/3s(即工作7s，間隙3s)，反應(yīng)時(shí)間為120分鐘，油脂共軛反應(yīng)后共軛亞油酸得率為5. 36 mg/mL。對(duì)比實(shí)施例
應(yīng)用超聲強(qiáng)化和無(wú)超聲作用固體催化劑催化油脂共軛反應(yīng)對(duì)比。植物油脂選用大豆油，固體催化劑選用鎳粉，溫度為120°C。超聲頻率為20kHz，超聲功率密度為4W/cm3，超聲作用方式為5s/7s (即工作5s，間隙7s)，反應(yīng)時(shí)間為40分鐘，分別考察催化劑用量為植物油脂重量的4%、6%、8%、10%、12%對(duì)油脂共軛反應(yīng)的影響。表I有、無(wú)超聲作用亞油酸得率對(duì)比
共軛亞油酸'得率(mg/mL)樓化柄(%)無(wú)超聲有超蘆4O- 23O. 726O, 51I. 10O OO. 89I. 7110I. 41!,Si12O. 72I. 48
上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種油脂共軛反應(yīng)的方法，其特征在于超聲協(xié)同固體催化劑共同作用于植物油脂進(jìn)行共軛反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于包括下述步驟a.用磁力攪拌器攪拌加熱植物油脂；b.將固體催化劑加入到植物油脂中，通入高純氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)氣，同時(shí)采用變幅桿式超聲作用于油脂，反應(yīng)O. 5 3小時(shí)后過(guò)濾，從反應(yīng)物中分離固體催化劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于植物油脂為大豆油。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于固體催化劑為鎳粉、雷尼鎳、鎳/鋁、鎳/硅或鎳/銅。
5.根據(jù)權(quán)利要求2 4任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于反應(yīng)溫度為60 200°C,固體催化劑用量為植物油脂重量的2 12%。
6.根據(jù)權(quán)利要求2 4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于超聲頻率為20 100kHz，超聲功率密度為O. 2 50W/cm3。
7.根據(jù)權(quán)利要求2 4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于超聲作用方式為工作3 7s， 再間隔3 7s，交替作用。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種油脂共軛反應(yīng)的方法，其特征在于超聲協(xié)同固體催化劑共同作用于植物油脂進(jìn)行共軛反應(yīng)。具體方法是將油脂移入反應(yīng)器中，置于磁力攪拌器上邊攪拌邊加熱，溫度恒定至目標(biāo)溫度后，加入固體催化劑，通入高純氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)氣，采用變幅桿式超聲強(qiáng)化油脂反應(yīng)，反應(yīng)后抽濾，從反應(yīng)物中分離催化劑。本發(fā)明采用超聲強(qiáng)化可大大提高其反應(yīng)速率，產(chǎn)物易于分離，固體催化劑可循環(huán)使用，形成了環(huán)境友好的工藝過(guò)程。
文檔編號(hào)C11C3/00GK102604748SQ20121007733
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月22日
發(fā)明者楊日福, 鄧琪琦, 閻杰 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)