一種固體堿催化甘油酯化降酸價的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用酯化方法降低油脂中脂肪酸含量的方法。可用于食用油脂的降酸價和生物柴油的預酯化。
【背景技術(shù)】
[0002]油脂在加工、貯藏和流通過程中，在熱、水分、金屬、微生物及酶的作用下，會發(fā)生水解，釋放出游離脂肪酸。油脂中游離脂肪酸含量的增加將引起油脂煙點和表面張力降低，導致油脂及含油食品穩(wěn)定性下降。酸價是評價食用油穩(wěn)定性和加工工藝是否合理的重要指標之一。因此很多毛油需要通過堿煉降低酸價才能達到國家食用油脂的標準。
[0003]生物柴油是油脂應用的一個重要領(lǐng)域，特別是對廢棄的油酯，生物柴油的合成方法有酸酯交換法和堿酯交換法兩種，酸法反應不徹底，且嚴重腐蝕設(shè)備，因此生物柴油廠一般采用堿法。堿法一般要求油脂的酸價小于2mgK0H/g，對大多數(shù)的廢棄油脂都無法達到這一要求，這就要求在堿酯交換前先對廢棄油脂進行預酯化。
[0004]甘油預酯化是近年來發(fā)現(xiàn)的一種油脂預酯化的重要方法，它的優(yōu)點主要有兩個，一是由于油脂本身就是由高級脂肪酸甘油三脂組成，因此甘油預酯化后的產(chǎn)物不會影響油脂本來的成分，二是甘油預酯化過程不會造成油脂的損失。因此這一方法越來越受到重視，目前甘油預酯化方法有兩種:無催化劑法和有催化劑法，無催化劑法如專利CN103013681A所述，一般酸價只能降到5mgK0H/g (實驗證實，與專利所述并不相符)，無法滿足生產(chǎn)生物柴油的需要，更無法達到食用油的使用標準。有催化劑法所用催化劑主要有三類:液體酸如濃硫酸、對甲苯磺酸等，固體酸如雜多酸、固體超強酸等(陳英等，燃料化學學報，40(12): 1429-1434)，金屬鋅及氧化鋅，金屬氯化物如三氯化鋁、三氯化鐵等(CN102994235A)，酸價可降到2 mgKOH/g，可滿足生產(chǎn)生物柴油及生產(chǎn)食用四級油的標準，酯化仍不徹底。
[0005]堿性催化劑是酯化催化劑的一個重要分類，其催化作用較酸性催化劑強，反應較酸性催化劑徹底，王靜惠報道過NaOH催化油酸與甘油生成三油酸甘油脂的反應(王靜惠，化學試劑，1972年第02期)，由于NaOH堿性過強，會發(fā)生部分皂化，因此收率并不高，本發(fā)明采用M0H/A1203型固體堿為催化劑，由于M0H/A1 203型固體堿的堿強度小于NaOH，不會發(fā)生皂化現(xiàn)象，因此預酯化反應幾乎可以完全轉(zhuǎn)化。反應后只需過濾掉催化劑，無需水洗，不產(chǎn)生環(huán)境污染問題。本發(fā)明MOHAl2O3型固體堿催化甘油與高級脂肪酸的酯化反應未檢索到相關(guān)報道，屬于首創(chuàng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對上述預酯化工藝的不足，提供一種酯化效率高，產(chǎn)品收率高，后處理簡單，不產(chǎn)生環(huán)境污染，更適合工業(yè)應用的酯化降酸值的方法。本發(fā)明所述的一種固體堿催化甘油酯化降酸價的方法，由以下步驟組成:
向250ml三口燒瓶中加入10g脫水后的油脂(酸值10?195mgK0H/g)，加入理論量的甘油，毛油質(zhì)量0.5?2%的粉末狀固體堿催化劑，在真空度0.085?0.095Mpa的條件下，攪拌加熱到120°C?160°C，反應3?6小時，然后降溫過濾，得到酸值小于0.3 mgKOH/g的油脂，按GB/T5530-1985方法測定酸值，催化劑可重復使用三次。
[0007]進一步，其中步驟中所述的M0H/A1203型固體堿為NaOH/S1 2、NaOH/ Y _A1203、Na0H/Ti02、K0H/Si02、KOH/ y -Al2O3> K0H/Ti02中一種或多種的混合物。
[0008]進一步，其中步驟中所述的加熱溫度為120?160°C。
[0009]進一步，其中步驟中所述的催化劑的用量為毛油質(zhì)量0.5?2%。
[0010]進一步，其中步驟中所述的甘油的加入量為理論量。
[0011]進一步，其中步驟中所述的反應時間為3?6小時。
[0012]有益效果:一種固體堿催化甘油酯化降酸價的方法，相比原甘油酯化方法有如下優(yōu)點:
一、酯化溫度較低，為120-160°C，可減少反應過程的碳化程度，顏色較其它方法好；
二、酯化產(chǎn)物為高級脂肪酸甘油三酯，不影響原油脂本身的脂肪酸酯組成；
三、酯化反應徹底，酯化率可達到99.5%以上，經(jīng)酯化脫酸后得到的油脂酸價可降至0.3mgK0H/g以下，可直接達到國家二級食用油的酸價標準。應用于生物柴油的預酯化，可減少皂化產(chǎn)物的生成(現(xiàn)在生物柴油廠預酯化酸價一般降至2mgK0H/g，酯交換過程仍有2%脂肪酸會皂化);
四、酯化后油脂的質(zhì)量收率大于100%，酸價越高，收率越高；
五、催化劑可以重復使用，后處理簡單，只需簡單過濾，不產(chǎn)生環(huán)境污染。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步說明。
[0014]實施例1:
向250ml三口燒瓶中加入10g脫水后的油脂(酸值150mgK0H/g)，加入理論量的甘油，毛油質(zhì)量0.5%的粉末狀1(0!1/5丨02固體堿催化劑，在真空度0.085?0.095Mpa的條件下，攪拌加熱到160°C，反應6小時，酸價降至0.22mgK0H/g,，按GB/T5530-1985方法測定酸值，質(zhì)量收率106%。
[0015]實施例2:
向250ml三口燒瓶中加入10g脫水后的油脂(酸值115mgK0H/g)，加入理論量的甘油，毛油質(zhì)量1%的粉末狀K0H/Ti02固體堿催化劑，在真空度0.085?0.095Mpa的條件下，攪拌加熱到140°C，反應4小時，酸價降至0.26mgK0H/g,，按GB/T5530-1985方法測定酸值，質(zhì)量收率104%。
[0016]實施例3:
向250ml三口燒瓶中加入10g脫水后的油脂(酸值35mgK0H/g)，加入理論量的甘油，毛油質(zhì)量1.5%的粉末狀NaOH/ Y -Al2O3固體堿催化劑，在真空度0.085?0.095Mpa的條件下，攪拌加熱到120°C，反應5小時，酸價降至0.21mgK0H/g,，按GB/T5530-1985方法測定酸值，質(zhì)量收率101%。
[0017]本發(fā)明專利包含但不限于上述具體實例，所有以此專利為基礎(chǔ)的變形設(shè)計都在本專利的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種固體堿催化甘油酯化降酸價的方法，包括以下步驟: 向250ml三口燒瓶中加入10g脫水后的油脂(酸價10?195mgKOH/g)，加入理論量的甘油，毛油質(zhì)量0.5?2%的粉末狀M0H/A1203型固體堿催化劑，在真空度0.085?0.095Mpa的條件下，攪拌加熱到120°C?160°C，反應3?6小時，然后降溫過濾，得到酸價小于0.3mgKOH/g油脂，按GB/T5530-1985方法測定酸價，催化劑可重復使用三次。
2.如權(quán)利要求1所述的一種固體堿催化甘油酯化降酸價的方法，其特征在于MOH/A1203型固體堿為 Na0H/Si02、NaOH/ y _A1203、Na0H/Ti02、K0H/Si02、KOH/ y -Al2O3> K0H/Ti02中一種或多種的混合物。
3.如權(quán)利要求1所述的一種固體堿催化甘油酯化降酸價的方法，其特征在于加熱溫度為 120 ?160。。。
4.如權(quán)利要求1所述的一種固體堿催化甘油酯化降酸價的方法，其特征在于催化劑的用量為毛油質(zhì)量0.5?2%。
5.如權(quán)利要求1所述的一種固體堿催化甘油酯化降酸價的方法，其特征在于甘油的加入量為理論量，即毛油中脂肪酸摩爾量的1/3。
6.如權(quán)利要求1所述的一種固體堿催化甘油酯化降酸價的方法，其特征在于反應時間為3?6小時。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種固體堿催化甘油酯化降酸價的方法，向脫水后的油脂中加入甘油和固體堿催化劑，加熱攪拌，抽真空脫除反應生成的水，反應完成后過濾回收催化劑即得到酸價小于0.3mgKOH/g油脂。本發(fā)明的方法酯化率可達99.5%以上，組成完全為脂肪酸甘油三酯，后處理簡單，不產(chǎn)生任何環(huán)境污染，有利于工業(yè)化生產(chǎn)的實現(xiàn)。
【IPC分類】C11C3-06, C10L1-02
【公開號】CN104694256
【申請?zhí)枴緾N201510065824
【發(fā)明人】李修剛, 張玲鈺, 石維, 唐幫成, 呂思均, 王云川, 胡仕琴, 馮樹模
【申請人】銅仁學院
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年2月7日