[发明专利]从植物油脱臭馏出物中提取分离天然VE的方法及系统

说明书

技术领域

本发明提出一种从植物油脱臭馏出物中提取分离天然VE的方法及系统。

背景技术

天然VE由于其抗氧化性和生理功能已经受到人们的重视，主要应用在医药、食品、化妆品、饲料和塑料等行业。植物油脂精炼过程产生的皂脚和脱臭馏出物是国内外企业生产天然VE的重要原料。

脱臭馏出物的主要组成为：游离脂肪酸、甘油酯、甾醇及甾醇酯、VE、烃类及少量的酮、醛、碳水化合物等。从脱臭馏出物中提取天然VE通常采用萃取、分子蒸馏、真空蒸馏、吸附、色谱等方法。应用萃取技术提取天然VE，需要引入大量有机溶剂，而且浓缩比和收率不高；吸附、色谱方法提取天然VE，要求原料中游离脂肪酸和甾醇的含量尽量低，适合对初步浓缩的VE进行后处理得到更高纯度的产品。应用分子蒸馏技术提取天然VE，由于单级分子蒸馏的分离效率较低，必须通过多次分子蒸馏才能得到VE的浓缩物。Toshihiro等人用酶催化甾醇和游离脂肪酸的酯化，然后进行脂肪酸的甲酯化，经四级分子蒸馏得到的浓缩比只有3.46，VE质量分数从20.8％提高到72％。然而分子蒸馏设备昂贵，加大了生产成本。

应用真空蒸馏技术提取天然VE，首先通过蒸馏除去脂肪酸或脂肪酸甲酯，然后在一定的真空下收集不同温度段的馏分，控制合适的温度以得到VE浓缩液，由于系统压力的不同，这样的温度段并不容易控制，所得产品的收率也不是很高。CN1037769C用醇解反应将中性油转变为脂肪酸甲酯，一级蒸馏在20～40Pa绝压下蒸出脂肪酸甲酯，二级蒸馏在10～20Pa绝压下进行，收集到240～280℃之间的馏分为VE产品，然而收率只有40％～50％，这主要是因为多级操作增加了组分在高温塔釜中的受热时间，导致VE分解加剧。

发明内容

本发明所采用的精馏分离技术可克服上述缺点，精馏技术的特点在于它是借助“回流”技术实现混合液高纯度分离的“多级”分离操作。通过塔釜加热产生的塔底上升蒸汽流和塔顶的液体回流是精馏过程连续进行的必要条件，而回流则是精馏与普通蒸馏的本质区别，这也是精馏与分子蒸馏和真空蒸馏的本质区别。

本发明的一种从植物油脱臭馏出物中提取分离天然VE的方法，如图1所示，先将低VE含量的脱臭馏出物进行皂化反应，再经酸化使碱皂转化为游离脂肪酸，再进行低级醇的酯化反应，经冷析结晶分离植物甾醇，然后通过真空精馏蒸出脂肪酸甲酯，在塔釜得到VE的浓缩液，得到的浓缩液经有机溶剂萃取得到高VE含量的产品。

本发明的方法，包括以下步骤：

1)皂化酸化：将低VE含量的脱臭馏出物与低级醇混合溶解，缓慢加入碱的水溶液进行皂化水解反应，溶剂沸点搅拌回流；所得皂化液经酸化后，水洗至中性，干燥去除水分后蒸除溶剂，可得深红棕色粗脂肪酸；

2)酯化：将皂化酸化产物与低级醇混合溶解，以固体酸阳离子交换树脂为催化剂，分子筛为吸水剂，搅拌回流4～5h。酯化产物滤出催化剂，蒸出溶剂。酯化系数取15～35，催化剂用量为原料的20％～30％，分子筛用量为原料的20％～30％，酯化温度取65～70℃。低温-5～10℃冷析结晶分离植物甾醇，滤液蒸出溶剂得流动性较好的酯化产物；

3)精馏：以脱臭馏出物皂化酯化结晶产物为原料，经真空脱气转入真空精馏塔系统；在高温条件下，冷凝回流，收集轻重两相组分。脂肪酸甲酯在轻相富集，天然VE在塔釜得到富集；釜液经溶剂萃取得浓缩产品。

本发明的皂化水解所用的碱为KOH或NaOH，将其配制成质量分数45％的水溶液，其用量为理论用量的0.9～1.4倍；低级醇为甲醇或乙醇，其用量为脱臭馏出物的2～4倍，皂化时间为30～80min。

本发明的碱液用量为理论用量的1.1～1.3倍，低级醇用量为脱臭馏出物的3～4倍，皂化时间为30～60min。

本发明的的真空精馏塔系统，系统的压强为绝压0.3～1.0kPa，塔釜温度控制在350℃以下，回流比在0.33～1.0。

优选系统的压强为绝压0.5～0.6kPa，塔釜温度控制在300℃以下。

本发明的塔釜得到浓缩比大于4的VE浓缩物。

本发明所述的天然VE的提取浓缩方法具有以下优点：

1.所述的皂化酸化反应能够将馏出物中的游离态和结合态的脂肪酸全部释放，然后经酯化反应转化成脂肪酸甲酯，得到了最大限度的回收利用。能够将馏出物中结合态的甾醇(甾醇酯)分解为游离甾醇和脂肪酸，甾醇经结晶分离得到较好的回收利用。

2.所述的皂化酸化反应能够保证较高的VE回收率，在90％以上。