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、沸點低、易于蒸餾分離、便于運輸和包裝等特點。所以一般將α—亞麻酸轉(zhuǎn)化為更為科學、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)過長時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，其工藝費時費力，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，還有的文獻報道酸催化酯交換、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下進行酯交換反應(yīng)，采用這種工藝耗時，催化劑用量大，對設(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酯交換反應(yīng)進行催化，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下進行酯交換反應(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，而且在反應(yīng)過程中乳化嚴重，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，同時加熱回流至少2小時，定時取樣檢測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，與采用的氫氧化鈉摩爾數(shù)相等；
進一步的，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行，本發(fā)明堿催化的酯交換反應(yīng)醇用量遠比酸催化的低，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)上可以用價廉的碳鋼反應(yīng)器，有利于提高生產(chǎn)的經(jīng)濟性，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96%。
【具體實施方式】
[0007]為了更充分的解釋本發(fā)明的實施，提供本發(fā)明的實施實例，這些實施實例僅僅是對本發(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，采用等摩爾替換即可。本發(fā)明中滴加含堿的乙醇溶液時，每滴的體積約為0.02ml。
[0008]實施例1:
稱取1g已干燥的紫蘇油于四口燒瓶中，開啟機械攪拌器，加熱到反應(yīng)所需溫度75°C時，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出甘油含量不再升高為止，反應(yīng)約2小時左右，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)測定計算紫蘇油乙酯轉(zhuǎn)化率為96%。
[0009]實施例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出甘油含量不再升高為止，時間約為3小時左右，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)測定計算紫蘇油乙酯轉(zhuǎn)化率為96%。
[0010]在詳細說明本發(fā)明的實施方式之后，熟悉該項技術(shù)的人士可清楚地了解，在不脫離上述申請專利范圍與精神下可進行各種變化與修改，凡依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、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例的實施方式。
【主權(quán)項】
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，同時加熱回流至少2小時，定時取樣檢測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，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96%。
【IPC分類】C11C3/10
【公開號】CN105567435
【申請?zhí)枴緾N201610018921
【發(fā)明人】鄭永軍, 鄭國姣, 鄭勇, 宋海香, 侯紹剛
【申請人】安陽工學院
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2016年1月13日