專利名稱：天然維生素e和植物甾醇生產(chǎn)過程中一種連續(xù)酯交換反應(yīng)方法及反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于天然生物質(zhì)提取技術(shù)領(lǐng)域，涉及天然維生素E和植物留醇生產(chǎn)過程的一種連續(xù)酯交換反應(yīng)工藝方法及反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
天然維生素E和植物留醇都是具有重要醫(yī)藥和保健功能的有機物質(zhì)，廣泛存在于植物種子(如大豆、花生、油菜籽等)和果肉的油脂中。目前其生產(chǎn)方法主要是從油脂堿煉分出的下腳料(即油腳)脫臭后的餾出物(即DD油)中提取。傳統(tǒng)方法是先在硫酸催化條件下令DD油中的游離脂肪酸與甲醇進行酯化反應(yīng)使其轉(zhuǎn)化為脂肪酸甲酯，然后減壓脫除水及其他輕組分得到中性油，為了提高維生素E、植物留醇的回收率及脂肪酸甲酯的產(chǎn)率，中性油在堿催化條件下與甲醇在間歇操作的反應(yīng)釜內(nèi)進行酯交換反應(yīng)將其含有的甘油酯轉(zhuǎn)化為脂肪酸甲酯，然后經(jīng)中和、水洗、結(jié)晶、過濾操作分離出固相的粗植物留醇，粗植物留醇再經(jīng)重結(jié)晶和干燥操作得到足夠純凈的植物留醇；過濾母液再經(jīng)分子蒸餾分離得到脂肪酸甲酯和天然維生素E。傳統(tǒng)工藝的弊病是間歇操作，效率低下；污水量大，破壞環(huán)境；設(shè)備腐蝕嚴(yán)重。CN101774997B提出一種全連續(xù)提取天然維生素E和植物甾醇的方法，它用強酸性樹脂替代硫酸來催化游離脂肪酸與甲醇間的酯化反應(yīng)，實現(xiàn)了過程的連續(xù)化，并且減少了環(huán)境污染。但其中在堿催化條件下用一元醇與中性油進行的酯交換反應(yīng)仍然是在多級層流反應(yīng)器或反應(yīng)釜中完成，設(shè)備流程操作較復(fù)雜，設(shè)備效率也較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出由植物油腳脫臭后的餾出物中提取植物留醇和天然維生素E過程中一種新的酯交換反應(yīng)工藝方法與設(shè)備，其關(guān)鍵特征是在一種管式反應(yīng)器內(nèi)進行酯交換反應(yīng)。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種天然維生素E和植物留醇生產(chǎn)過程中一種連續(xù)酯交換反應(yīng)方法，先將含甲醇鈉的甲醇溶液與中性油充分混合，加熱至50 85°C，然后連續(xù)進入管式反應(yīng)器進行酯交換反應(yīng)，物料在管式反應(yīng)器內(nèi)的停留時間為0.72 1.88h ;將中性油轉(zhuǎn)化為脂肪酸甲酯。本發(fā)明的天然維生素E和植物留醇生產(chǎn)過程中一種連續(xù)酯交換管式反應(yīng)器，是空心圓管的管式反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)無運動件及任何靜態(tài)填充物。管式反應(yīng)器的圓管直徑為500mm 150mm。

上述管式反應(yīng)器的排出物再經(jīng)閃蒸、中和、水洗、結(jié)晶、過濾操作，分離出固相粗植物甾醇，再經(jīng)重結(jié)晶和干燥操作得到純凈的植物留醇；過濾母液經(jīng)分子蒸餾得到脂肪酸甲酯和天然維生素E。該反應(yīng)器由園直空管連接而成，反應(yīng)器內(nèi)無運動部件及任何靜態(tài)填充物，從而顯著簡化設(shè)備流程，節(jié)省能源，減少維修，且使該過程得以連續(xù)穩(wěn)定運行。同時，由于管式反應(yīng)器內(nèi)的流型接近于活塞流，遠遠優(yōu)于攪拌釜內(nèi)的全混流，從而使得酯交換反應(yīng)器的操作效率大大提高，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良穩(wěn)定。


圖1:天然維生素E和植物留醇生產(chǎn)過程中一種連續(xù)酯交換反應(yīng)工藝流程。
具體實施例方式根據(jù)附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明:將DD油與甲醇在50 85°C下充分混合，經(jīng)過強酸性樹脂催化劑進行酯化反應(yīng)，得反應(yīng)產(chǎn)物再經(jīng)蒸發(fā)及閃蒸脫除甲醇及水后所得液體即中性油。中性油與甲醇混合后進入預(yù)熱器進行預(yù)熱，然后進入圓管直徑50mm 150mm管式反應(yīng)器中，反應(yīng)器內(nèi)無運動件及任何靜態(tài)填充物；物料在管式反應(yīng)器內(nèi)的停留時間為0.72 1.88h ;反應(yīng)產(chǎn)物再經(jīng)閃蒸脫甲醇、中和、水洗、結(jié)晶、過濾操作，分離出固相粗植物留醇，再經(jīng)重結(jié)晶和干燥操作得到純凈的植物甾醇；過濾母液經(jīng)分子蒸餾得到脂肪酸甲酯和天然維生素E。實施例1:
將DD油在70°C下充分混合，然后通過強酸性樹脂柱進行酯化反應(yīng)。出口液體再經(jīng)蒸發(fā)及閃蒸脫除甲醇后所得液體即中性油(其主要成分如下:甘油三酯31.04%、甾醇
5.52%、Ve6.73%)。將上述中性油10m3/h，按體積比1:3加入甲醇，中性油與甲醇鈉甲醇溶液按體積比55:1充分混合，成為酯交換反應(yīng)進料混合物。將該混合物預(yù)熱到70°C下經(jīng)泵以0.25MPa的壓強連續(xù)送入DNlOOmm,長度168m的管式反應(yīng)器，反應(yīng)混合物停留時間1.5h。對管式反應(yīng)器排出的酯交換反應(yīng)產(chǎn)物進行分析，酯交換反應(yīng)的甘油三酯轉(zhuǎn)化率為94.9%。脂肪酸甲酯的收率為94.8%。實施例2:改變管徑，不同停留時間，反應(yīng)溫度及中性油與甲醇的物料配比，得到以下的反應(yīng)結(jié)果:
實施例矜徑 I停衍時M —mil I屮性油4「P I M 7Sfii '
醉體積比轉(zhuǎn)化率％ ! 救率％
____1:13ii§71iTi — 例:
3IM100 LHHh 501:195.195.2
4DN150 0. 21ι 851:29-1891.1
5mm(1961
75m9 7β
-DNg^ L20h ^37195^i95Γ3比較例1:將成分同實施例1的中性油lm3，與甲醇，3m3，中性油與甲醇鈉甲醇溶液按體積比55:1投入到5m3的間歇操作的攪拌反應(yīng)釜，在80°C溫度下反應(yīng)lh，該酯交換反應(yīng)的甘油三酯轉(zhuǎn)化率為93.7%，脂肪酸甲酯的收率為93.2%。
權(quán)利要求
1.一種天然維生素E和植物留醇生產(chǎn)過程中一種連續(xù)酯交換反應(yīng)方法，其特征是先將含甲醇鈉的甲醇溶液與中性油充分混合，加熱至50 80°C，然后連續(xù)進入管式反應(yīng)器進行酯交換反應(yīng)，物料在管式反應(yīng)器內(nèi)的停留時間為0.72 1.88h ;將中性油轉(zhuǎn)化為脂肪酸甲酯。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的管式反應(yīng)器為空心圓管的管式反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)無運動件及任何靜態(tài)填充物。
3.如權(quán)利要求2 所述的反應(yīng)器，其特征是管式反應(yīng)器，圓管直徑50mm 150mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種天然維生素E和植物甾醇生產(chǎn)過程中一種連續(xù)酯交換反應(yīng)方法及反應(yīng)器，先將含甲醇鈉的甲醇溶液與中性油充分混合，加熱至50～85℃，然后連續(xù)進入管式反應(yīng)器進行酯交換反應(yīng)，物料在管式反應(yīng)器內(nèi)的停留時間為0.72～1.88h。反應(yīng)器是空心圓管的管式反應(yīng)器。管式反應(yīng)器圓管直徑50～150mm。反應(yīng)器內(nèi)無運動部件及任何靜態(tài)填充物，顯著簡化設(shè)備流程，節(jié)省能源，減少維修，使該過程得以連續(xù)穩(wěn)定運行。由于管式反應(yīng)器內(nèi)的流型接近于活塞流，遠遠優(yōu)于攪拌釜內(nèi)的全混流，從而使得酯交換反應(yīng)器的操作效率大大提高，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良穩(wěn)定。
文檔編號C11C3/10GK103074165SQ20131001962
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月18日
發(fā)明者汪寶和, 劉成, 魏東煒, 田紅兵, 殷金柱, 朱璟 申請人:天津大學(xué)