本發(fā)明涉及油脂化工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種植物油腳中混合脂肪酸的提取工藝。
背景技術(shù)：
很多植物油毛油，如大豆油、菜籽油、葵花籽油、玉米油、花生油等，含有很多雜質(zhì)，使植物油的透明度降低，產(chǎn)生絮狀沉淀，貯存穩(wěn)定性變差，280℃加熱試驗不合格等。為去除這些雜質(zhì)，同時又不使植物油香味減弱，油脂加工廠大多采用靜置沉淀和冷卻過濾的方法對植物油進(jìn)行精制，植物油靜置沉淀所得副產(chǎn)物即植物油腳。植物油腳中，除含有中性油、游離脂肪酸外還有固體雜質(zhì)、蛋白質(zhì)、蠟質(zhì)、水分以及微量成分。
隨著油脂化學(xué)工業(yè)的蓬勃發(fā)展，油脂的綜合開發(fā)利用問題越來越受到重視。目前，對于植物油腳，有部分中性油脂被回收，另有不少鄉(xiāng)鎮(zhèn)化工廠將植物油腳用于制造“土肥皂”，除此以外，剩下的約30％的中性油脂以及游離脂肪酸等有營養(yǎng)價值的物質(zhì)被當(dāng)作廢料處理，造成植物成分的極大浪費(fèi)，從植物油腳的深加工方面看，其并沒有被得到充分利用，產(chǎn)品的附加值很低；同時油廠也因植物油腳不能及時處理，影響環(huán)境和生產(chǎn)。
植物油腳中的脂肪酸通常有硬脂肪酸、油酸、亞油酸等。其可以直接用于油漆行業(yè)做溶劑，也可用于制備洗滌皂、合成洗滌劑、化妝品、潤滑添加劑及塑料助劑等化工領(lǐng)域?；旌现舅峤?jīng)過分離還可以得到各種單組分，成為應(yīng)用價值較高的化工原料。
如何從植物油腳中提取回收混合脂肪酸，提高植物油脂的綜合利用水平和油腳的附加值，是當(dāng)前油脂深加工企業(yè)需要重視和考慮的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的主要目的是為了解決上述問題，提出一種工藝簡單、提取率高、易于推廣的植物油腳中混合脂肪酸的提取工藝。
本發(fā)明提出一種植物油腳中混合脂肪酸的提取工藝，包括如下步驟：
S10，預(yù)處理：取一定量的植物油腳為原料，在真空條件下于45—55℃保溫脫水至含水量低于5％；加入食用級脫色劑，加入量為植物油腳質(zhì)量的3％—5％，在40—50℃保溫條件下攪拌30—40min進(jìn)行脫色至淡黃色；其中，所述真空度不低于0.09MPa；
S20，皂化：取經(jīng)步驟S10脫水脫色的植物油腳加入反應(yīng)器中，加入濃度為30％的氫氧化鈉溶液使體系PH值達(dá)到10—11，保持通氣煮沸3—4h，直至生成光滑膠體狀的皂化物；其中，氫氧化鈉溶液加入量為植物油腳質(zhì)量的8％—10％；
S30，酸解：將所述皂化物加入濃度為20％的硫酸溶液中，保持通氣煮沸1—2h，待溶液體系產(chǎn)生明顯分層時即停止反應(yīng)，保溫靜置40—60min后放掉下層酸液，移出上層粗混合脂肪酸備用；其中，硫酸加入量為皂化物質(zhì)量的10％—15％；
S40，水洗：將所述粗混合脂肪酸加入去離子水中，通氣煮沸并攪拌洗滌30—40min，然后停氣靜置分層，棄去水層，重復(fù)操作三次；直至所述水層的PH值為6—7時停止水洗；
S50，脫水、減壓蒸餾：將上述經(jīng)水洗后的粗混合脂肪酸放入帶有加熱盤管的容器中，通氣加熱3—4h，保持溫度50—60℃，然后靜置分層，放掉下層水分后加熱至90℃，之后轉(zhuǎn)移至蒸餾釜中，保持真空度在0.08—0.09MPa，釜內(nèi)溫度250—270℃，冷凝水溫75—90℃，收集產(chǎn)品餾分即為混合脂肪酸。
優(yōu)選地，步驟S10中所述植物油腳為大豆油、菜籽油、葵花籽油、玉米油、花生油油腳中的一種或幾種。
優(yōu)選地，所述食用級脫色劑為食用級雙氧水、活性白土、活性碳、ClO2中的一種。
優(yōu)選地，所述食用級脫色劑為食用級雙氧水。
本發(fā)明工藝，植物油腳中混合脂肪酸提取率高，雜質(zhì)少，利于保存，全面符合國家食品衛(wèi)生的要求。方法本身工藝簡單，利于操作，經(jīng)濟(jì)附加值顯著增加，大大提升了植物油腳的綜合利用價值，具有很好的應(yīng)用和推廣前景。
具體實施方式
應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
本發(fā)明提出一種植物油腳中混合脂肪酸的提取工藝，其包括如下步驟：
S10，預(yù)處理：取一定量的植物油腳為原料，在真空條件下于45—55℃保溫脫水至含水量低于5％；加入食用級脫色劑，加入量為植物油腳質(zhì)量的3％—5％，在40—50℃保溫條件下攪拌30—40min進(jìn)行脫色至淡黃色；其中，所述真空度不低于0.09MPa；
優(yōu)選地，本步驟中所述植物油腳為大豆油、菜籽油、葵花籽油、玉米油、花生油油腳中的一種或幾種。
優(yōu)選地，本實施例中，所述食用級脫色劑為食用級雙氧水，在保溫條件下可以轉(zhuǎn)化為水，不引入其他物質(zhì)。在其他實施方式中，所述食用級脫色劑可以為活性白土、活性碳、ClO2等。且為了便于脫色，所述的植物油腳在脫色前先在真空條件下于45—55℃保溫脫水至含水量不大于5％。
在其他一些實施方式中，脫色步驟非必須步驟。如果植物油腳原料的顏色比較淺，呈淡黃或微黃色，則脫色步驟可以省略，只進(jìn)行脫水處理。
S20，皂化：取經(jīng)步驟S10脫水脫色的植物油腳加入反應(yīng)器中，加入濃度為30％的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)體系PH值為10—11，保持通氣煮沸3—4h，直至生成光滑膠體狀的皂化物；其中，氫氧化鈉溶液加入量為植物油腳質(zhì)量的8％—10％；
植物油脂在提取、精煉生產(chǎn)中受到很多客觀、人為因素的影響，使得油腳組成十分復(fù)雜，含有很多雜質(zhì)，脂肪物組分含量無法準(zhǔn)確測定。只有根據(jù)脂肪酸的化學(xué)性質(zhì)，先進(jìn)行皂化反應(yīng)，生成光滑膠體狀的皂化物而從原植物油腳中分離出來，再通過后續(xù)酸解，將皂化物、摻雜其中的中性油等變成脂肪酸，然后分離出來。
本步具體操作時，首先將經(jīng)脫水脫色的植物油腳加入反應(yīng)器中，依據(jù)皂化值加入相應(yīng)量的氫氧化鈉，氫氧化鈉濃度在30％左右，然后通氣煮沸3—4小時，保持體系PH在10—11之間，取小樣經(jīng)酸化測酸值達(dá)到180時，即可停止皂化。同時操作時，應(yīng)注意控制反應(yīng)器內(nèi)不能溢鍋，必要時可加入冷水止沸。
S30，酸解：將所述皂化物加入濃度為20％的硫酸溶液中，保持通氣煮沸1—2h，待溶液體系產(chǎn)生明顯分層時即停止反應(yīng)，保溫靜置40—60min后放掉下層酸液，移出上層粗混合脂肪酸備用；其中，硫酸加入量為皂化物質(zhì)量的10％—15％；
原理：脂肪酸在水中，分子發(fā)生離解形成氫離子而顯示出酸性。但屬于弱酸，它能與堿性物質(zhì)生成鹽，如RCOOH+NaOH→RCOONa+H2O，這是最常見的皂化反應(yīng)。這種脂肪酸鹽，在經(jīng)稀硫酸酸化作用后又能析出脂肪酸。同時，原植物油腳中的中性油也能在酸的作用下水解為脂肪酸，這就是我們在生產(chǎn)中對植物油腳進(jìn)行酸化處理的原理依據(jù)。
S40，水洗：將所述粗混合脂肪酸加入去離子水中，通氣煮沸并攪拌洗滌30—40min，然后停氣靜置分層，棄去水層，重復(fù)操作三次；直至所述水層的PH值為6—7時停止水洗；
S50，脫水、減壓蒸餾：將上述經(jīng)水洗后的粗混合脂肪酸放入帶有加熱盤管的容器中，通氣加熱3—4h，保持溫度50—60℃，然后靜置分層，放掉下層水分后加熱至90℃，之后轉(zhuǎn)移至蒸餾釜中，保持真空度在0.08—0.09MPa，釜內(nèi)溫度250—270℃，冷凝水溫75—90℃，收集產(chǎn)品餾分即為混合脂肪酸。
水洗后的粗脂肪酸應(yīng)在蒸餾前先進(jìn)行脫水處理,以防止入釜后暴沸溢鍋。
減壓蒸餾的原理是：脂肪酸在常壓下沸點(diǎn)較高，達(dá)300℃，又屬熱敏物質(zhì)，在較高壓力下蒸餾會將造成脂肪酸部分分解，生成酸酐、酮、烴、短碳鏈脂肪酸等。同時，不飽和脂肪酸還部分發(fā)生聚合作用，生成聚合脂肪酸，含氧酸、內(nèi)酯、醇、烴及其它產(chǎn)物，從而降低產(chǎn)品質(zhì)量，減少得率。因此，實際操作時，采用減壓蒸餾，即蒸餾釜中形成一定的真空度，脂肪酸處在負(fù)壓狀態(tài)，沸點(diǎn)降低，從而先蒸餾出來，與粗脂肪酸中的其他物質(zhì)分開。汽化的脂肪酸通過冷凝后形成液體的脂肪酸，難揮發(fā)組分定期或連續(xù)地從蒸餾釜中排出。
需要注意的是：蒸餾釜進(jìn)料前，還應(yīng)檢查蒸汽壓力、真空度、管路、加熱爐況等，使之符合規(guī)定要求。進(jìn)料時真空度應(yīng)在0.087MPa以上，進(jìn)料量在釜內(nèi)1/2—2/3處，釜內(nèi)溫度達(dá)200℃以后可進(jìn)入正常運(yùn)轉(zhuǎn)；蒸餾時應(yīng)注意觀察釜內(nèi)沸騰情況，當(dāng)餾出物達(dá)到進(jìn)料量的30％一40％時，應(yīng)補(bǔ)充進(jìn)料。待冷凝器下面的脂肪酸流量明顯減少，可視為蒸餾釜已該放渣。這時可打開抽渣系統(tǒng)，放盡存水，在渣管尾部用閥反沖一下，等到釜內(nèi)溫度低于280℃時即可放渣。
實施例1：
S10，預(yù)處理：取500g的花生油油腳為原料，在0.09MPa真空條件下于55℃保溫脫水至含水量為4％；加入25g食用級雙氧水，在40℃保溫條件下攪拌35min進(jìn)行脫色至淡黃色；
S20，皂化：取上述脫水脫色的植物油腳480g加入反應(yīng)器中，加入38.4g、濃度為30％的氫氧化鈉溶液(此時體系PH值為10.5)，保持通氣煮沸4h，直至生成光滑膠體狀的皂化物108g；
S30，酸解：將上述108g皂化物加入10.8g、濃度為20％的硫酸溶液中，保持通氣煮沸1.5h，待溶液體系產(chǎn)生明顯分層時即停止反應(yīng)，保溫靜置60min后放掉下層酸液，移出上層粗混合脂肪酸備用；
S40，水洗：將所述粗混合脂肪酸加入去離子水中，通氣煮沸并攪拌洗滌30min，然后停氣靜置分層，棄去水層，重復(fù)操作三次；直至所述水層的PH值為6時停止水洗；
S50，脫水、減壓蒸餾：將上述經(jīng)水洗后的粗混合脂肪酸放入帶有加熱盤管的容器中，通氣加熱3h，保持溫度60℃，然后靜置分層，放掉下層水分后加熱至90℃，之后轉(zhuǎn)移至蒸餾釜中，保持真空度在0.08MPa，釜內(nèi)溫度250℃，冷凝水溫90℃，收集產(chǎn)品餾分即為混合脂肪酸。
實施例2：
S10，預(yù)處理：取1Kg山核桃油油腳為原料，在0.12MPa真空條件下于45℃保溫脫水至含水量為5％；加入30g食用級活性白土，在50℃保溫條件下攪拌30min進(jìn)行脫色至淡黃色；
S20，皂化：取上述脫水脫色的山核桃油油腳860g加入反應(yīng)器中，加入86g、濃度為30％的氫氧化鈉溶液(此時體系PH值為11)，保持通氣煮沸3h，直至生成光滑膠體狀的皂化物268g；
S30，酸解：將上述268g皂化物加入40.2g、濃度為20％的硫酸溶液中，保持通氣煮沸2h，待溶液體系產(chǎn)生明顯分層時即停止反應(yīng)，保溫靜置40min后放掉下層酸液，移出上層粗混合脂肪酸備用；
S40，水洗：將所述粗混合脂肪酸加入去離子水中，通氣煮沸并攪拌洗滌40min，然后停氣靜置分層，棄去水層，重復(fù)操作三次；直至所述水層的PH值為7時停止水洗；
S50，脫水、減壓蒸餾：將上述經(jīng)水洗后的粗混合脂肪酸放入帶有加熱盤管的容器中，通氣加熱4h，保持溫度50℃，然后靜置分層，放掉下層水分后加熱至90℃，之后轉(zhuǎn)移至蒸餾釜中，保持真空度在0.09MPa，釜內(nèi)溫度270℃，冷凝水溫75℃，收集產(chǎn)品餾分即為混合脂肪酸。
產(chǎn)品外觀：本發(fā)明制備得到的混合脂肪酸為淺黃色半透明液體。其主要成分有硬脂肪酸、油酸、亞油酸等。
本發(fā)明工藝，植物油腳中混合脂肪酸提取率高，雜質(zhì)少，利于保存，全面符合國家食品衛(wèi)生的要求。方法本身工藝簡單，利于操作，經(jīng)濟(jì)附加值高，大力提升了植物油腳的綜合利用價值。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。