一種堿催化紫蘇油乙酯化反應(yīng)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種紫蘇油乙酯化反應(yīng)工藝，特別涉及一種堿催化紫蘇油乙酯化反應(yīng)工藝，屬于化學(xué)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]紫蘇油是以紫蘇籽為原料提取的食用油，含α—亞麻酸達(dá)56?64%，α—亞麻酸是人體必需的脂肪酸，它在人體中轉(zhuǎn)化為代謝必要的生命活性因子DHA(Docosa HexaenoicAcid，二十二碳六稀酸)和EPA(Eicosa Pentaenoic Acid，二十碳五稀酸)，不含膽固醇，對(duì)人體具有更顯著的保健功效和醫(yī)藥功效。但紫蘇油中的α—亞麻酸是以甘油酸三酯的形式存在的，其相對(duì)分子質(zhì)量大，不易被人體所吸收利用。由于亞麻酸乙酯和α—亞麻酸具有同樣的生理作用。此外，由于α—亞麻酸乙酯具有易被人體吸收、沸點(diǎn)低、易于蒸餾分離、便于運(yùn)輸和包裝等特點(diǎn)。所以一般將α—亞麻酸轉(zhuǎn)化為更為科學(xué)、更為安全的α—亞麻酸乙酯。原有紫蘇油乙酯化生產(chǎn)的主流工藝經(jīng)過如下步驟:先在氫氧化鈉作用下，紫蘇油經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的皂化生成脂肪酸鈉，再經(jīng)過硫酸酸化制得脂肪酸;制得脂肪酸在強(qiáng)酸催化下先與95%的乙醇發(fā)生一次酯化，蒸除過量乙醇后然后再與無水乙醇發(fā)生二次酯化，最后得紫蘇油乙酯化產(chǎn)物，其工藝費(fèi)時(shí)費(fèi)力，消耗大量的人力和物力，而且反應(yīng)過程中產(chǎn)生大量含有廢酸、廢堿的廢水，污染環(huán)境，產(chǎn)物色澤較深，不能引起人們的食欲，還有的文獻(xiàn)報(bào)道酸催化酯交換、離子液體催化酯交換、固體堿催化工藝，酸催化酯交換是以硫酸為催化劑，在一定的溫度和壓強(qiáng)下進(jìn)行酯交換反應(yīng)，采用這種工藝耗時(shí)，催化劑用量大，對(duì)設(shè)備腐蝕大，且生成的產(chǎn)物色澤較深，不能引起人們的食欲；離子液體催化酯交換通過合成的離子液體對(duì)酯交換反應(yīng)進(jìn)行催化，這種工藝需要的離子液體合成步驟復(fù)雜，給生產(chǎn)工藝增加了成本;固體堿催化通過制得的堿土金屬類氫氧化物或碳酸鹽燒結(jié)成相應(yīng)的氧化物，以此為催化劑在較高的溫度和壓強(qiáng)下進(jìn)行酯交換反應(yīng)，傳統(tǒng)的固體堿催化反應(yīng)條件苛刻，需要較高的溫度和壓強(qiáng)，而且在反應(yīng)過程中乳化嚴(yán)重，生成的產(chǎn)物特別難以分離出來，造成后處理難，成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服紫蘇油乙酯化反應(yīng)工藝上述的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種堿催化紫蘇油乙酯化反應(yīng)工藝，即提供一種更好的制備紫蘇油混合脂肪酸乙酯的工藝。
[0004]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:一種堿催化紫蘇油乙酯化反應(yīng)工藝，所述的堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀，將堿溶解在乙醇中，將紫蘇油加熱至一定溫度后緩慢滴加溶解有堿的乙醇溶液，保持溫度回流，反應(yīng)結(jié)束后將體系調(diào)節(jié)至中性，經(jīng)后處理后得到紫蘇油混合脂肪酸乙酯；
進(jìn)一步的，包括以下步驟:
第一步:配制氫氧化鈉的乙醇溶液；
第二步:將紫蘇油加入反應(yīng)裝置中攪拌加熱至70-80°C;
第三步:醇解:在70-80° C中的恒定溫度下，逐滴滴加氫氧化鈉乙醇溶液，滴加速度控制在每秒1-2滴，同時(shí)加熱回流至少2小時(shí)，定時(shí)取樣檢測(cè)甘油含量不再升高為反應(yīng)結(jié)束；第四步:中和:反應(yīng)結(jié)束混合液加入鹽酸溶液將溶液pH值調(diào)整為7，加入時(shí)在在攪拌下將與氫氫化鈉等摩爾的鹽酸溶液加到紫蘇油醇解后的產(chǎn)物中，使PH=7;
第五步:減壓蒸餾:將第四步得到物料重新加熱，在減壓條件下，蒸出過量乙醇；
第六步:分液:將第五步所剩物料加等體積的去離子水，分三次萃取生成的甘油，上層為脂肪酸乙酯，下層為含甘油的水層；
第七步:干燥:將第六步所得的脂肪酸乙酯加入少量無水氯化鈣固體；
第八步:過濾:將七步所得混合物過濾，所得液體便是混合脂肪酸乙酯。
[0005]進(jìn)一步的；所述的紫蘇油與乙醇的質(zhì)量用量比為1:6，堿采用氫氧化鈉，氫氧化鈉的質(zhì)量用量為紫蘇油質(zhì)量的0.8%，堿采用氫氧化鉀時(shí)，與采用的氫氧化鈉摩爾數(shù)相等；
進(jìn)一步的，所述的第三步中的恒定溫度保持在75° C，滴加速度為在I滴/秒；
進(jìn)一步的，所述的紫蘇油的酸值小于0.2mgK0H/g，水分小于0.2%。
[0006]本發(fā)明的積極有益技術(shù)效果在于:本發(fā)明積極有益技術(shù)效果在于:本發(fā)明使用的堿催化工藝的反應(yīng)溫度低、條件溫和、反應(yīng)速度快，綠色環(huán)保無污染。本發(fā)明使用堿催化劑的酯醇工藝反應(yīng)速度是使用同當(dāng)量酸催化劑的4000倍，特別是在反應(yīng)過程中沒有乳化現(xiàn)象的發(fā)生，后處理和分離很容易進(jìn)行，本發(fā)明堿催化的酯交換反應(yīng)醇用量遠(yuǎn)比酸催化的低，因此工業(yè)反應(yīng)器可以大大縮小，堿性催化劑的腐蝕性比酸性催化劑弱很多，在工業(yè)上可以用價(jià)廉的碳鋼反應(yīng)器，有利于提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性，而且本發(fā)明所制得的紫蘇油混合脂肪酸乙酯不僅色澤金黃，品質(zhì)好，而且紫蘇油乙酯轉(zhuǎn)化率高達(dá)96%。
【具體實(shí)施方式】
[0007]為了更充分的解釋本發(fā)明的實(shí)施，提供本發(fā)明的實(shí)施實(shí)例，這些實(shí)施實(shí)例僅僅是對(duì)本發(fā)明的闡述，不限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的氫氧化鈉替換為氫氧化鉀時(shí)，采用等摩爾替換即可。本發(fā)明中滴加含堿的乙醇溶液時(shí)，每滴的體積約為0.02ml。
[0008]實(shí)施例1:
稱取1g已干燥的紫蘇油于四口燒瓶中，開啟機(jī)械攪拌器，加熱到反應(yīng)所需溫度75°C時(shí)，逐滴慢速加入含有60g乙醇、0.08g氫氧化鈉的溶液，溫度始終保持在75° C，加熱回流至取樣后檢測(cè)出甘油含量不再升高為止，反應(yīng)約2小時(shí)左右，反應(yīng)結(jié)束后先加入鹽酸溶液將pH調(diào)節(jié)至中性，攪拌下將與氫氫化鈉等摩爾的鹽酸溶液加到紫蘇油醇解后的產(chǎn)物中，使PH=7，目的是避免引起乳化現(xiàn)象，造成后處理困難，再在減壓條件下，繼續(xù)加熱蒸出大部分未反應(yīng)完的乙醇，然后將所剩液體轉(zhuǎn)移至分液漏斗中，加入相等體積的去離子水，分3次萃取生成的甘油，靜置分層，上層為脂肪酸乙酯，下層為含甘油的水層，上層再用無水氯化鈣干燥后過濾，最終得到紫蘇油脂肪酸乙酯9.89g，經(jīng)測(cè)定計(jì)算紫蘇油乙酯轉(zhuǎn)化率為96%。
[0009]實(shí)施例2:
取500g紫蘇油，3000g無水乙醇作為反應(yīng)物、4g氫氧化鈉做催化劑，先將4g氫氧化鈉溶解于3000g無水乙醇中，在25L反應(yīng)罐中先加入500g紫蘇油，攪拌下升溫至75°C后，通過滴液漏斗將氫氧化鈉乙醇混合液慢速滴加至反應(yīng)罐內(nèi)，在磁攪拌子作用下和紫蘇油充分混合均勻，滴加完畢后，溫度始終保持在75° C，加熱回流至取樣后檢測(cè)出甘油含量不再升高為止，時(shí)間約為3小時(shí)左右，然后將濃度為0.40mol/L的鹽酸加入250mL加入反應(yīng)液中，將反應(yīng)液中和至中性，攪拌下將與氫氫化鈉等摩爾的鹽酸溶液加到紫蘇油醇解后的產(chǎn)物中，使PH=7，目的是避免引起乳化現(xiàn)象，造成后處理困難，再在減壓條件下，繼續(xù)加熱蒸出未反應(yīng)完的乙醇，然后將所將剩液體轉(zhuǎn)移至分液漏斗中，靜置分層后，上層為脂肪酸乙酯，下層為含甘油的水層，上層再用無水氯化鈣干燥后過濾，最終得到紫蘇油脂肪酸乙酯490g，經(jīng)測(cè)定計(jì)算紫蘇油乙酯轉(zhuǎn)化率為96%。
[0010]在詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式之后，熟悉該項(xiàng)技術(shù)的人士可清楚地了解，在不脫離上述申請(qǐng)專利范圍與精神下可進(jìn)行各種變化與修改，凡依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍，且本發(fā)明亦不受限于說明書中所舉實(shí)例的實(shí)施方式。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種堿催化紫蘇油乙酯化反應(yīng)工藝，所述的堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀，其特征在于:將堿溶解在乙醇中，將紫蘇油加熱至一定溫度后緩慢滴加溶解有堿的乙醇溶液，保持溫度回流，反應(yīng)結(jié)束后將體系調(diào)節(jié)至中性，經(jīng)后處理后得到紫蘇油混合脂肪酸乙酯。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種堿催化紫蘇油乙酯化反應(yīng)工藝，其特征在于:包括以下步驟: 第一步:配制氫氧化鈉的乙醇溶液； 第二步:將紫蘇油加入反應(yīng)裝置中攪拌加熱至70-80° C; 第三步:醇解:在70-80° C中的恒定溫度下，逐滴滴加氫氧化鈉乙醇溶液，滴加速度控制在每秒1-2滴，同時(shí)加熱回流至少2小時(shí)，定時(shí)取樣檢測(cè)甘油含量不再升高為反應(yīng)結(jié)束；第四步:中和:反應(yīng)結(jié)束混合液加入鹽酸溶液將溶液pH值調(diào)整為7，加入時(shí)在在攪拌下將與氫氫化鈉等摩爾的鹽酸溶液加到紫蘇油醇解后的產(chǎn)物中，使PH=7; 第五步:減壓蒸餾:將第四步得到物料重新加熱，在減壓條件下，蒸出過量乙醇； 第六步:分液:將第五步所剩物料加等體積的去離子水，分三次萃取生成的甘油，上層為脂肪酸乙酯，下層為含甘油的水層； 第七步:干燥:將第六步所得的脂肪酸乙酯加入少量無水氯化鈣固體； 第八步:過濾:將七步所得混合物過濾，所得液體便是混合脂肪酸乙酯。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種堿催化紫蘇油乙酯化反應(yīng)工藝，其特征在于:所述的紫蘇油與乙醇的質(zhì)量用量比為1:6，堿采用氫氧化鈉，氫氧化鈉的質(zhì)量用量為紫蘇油質(zhì)量的0.8%，堿采用氫氧化鉀時(shí)，與采用的氫氧化鈉摩爾數(shù)相等。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種堿催化紫蘇油乙酯化反應(yīng)工藝，其特征在于:所述的第三步中的恒定溫度保持在75° C，滴加速度為在I滴/秒。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種堿催化紫蘇油乙酯化反應(yīng)工藝，其特征在于:所述的紫蘇油的酸值小于0.2mgKOH/g，水分小于0.2%。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種堿催化紫蘇油乙酯化反應(yīng)工藝，屬于化學(xué)領(lǐng)域。該反應(yīng)工藝，所述的堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀，將堿溶解在乙醇中，將紫蘇油加熱至一定溫度后緩慢滴加溶解有堿的乙醇溶液，保持溫度回流，反應(yīng)結(jié)束后將體系調(diào)節(jié)至中性，經(jīng)后處理后得到紫蘇油混合脂肪酸乙酯。本工藝簡(jiǎn)單且所制得的紫蘇油混合脂肪酸乙酯不僅色澤金黃，品質(zhì)好，而且紫蘇油乙酯轉(zhuǎn)化率高達(dá)96%。
【IPC分類】C11C3/10
【公開號(hào)】CN105567435
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610018921
【發(fā)明人】鄭永軍, 鄭國(guó)姣, 鄭勇, 宋海香, 侯紹剛
【申請(qǐng)人】安陽(yáng)工學(xué)院
【公開日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2016年1月13日