專利名稱：一種地溝油制備聚甘油脂肪酸酯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于聚甘油酯的制備方法，具體涉及一種地溝油制備聚甘油脂肪酸酯的方法。
背景技術(shù)：
聚甘油脂肪酸酯簡稱聚甘油酯，是一類新型、高效、性能優(yōu)良的多羥基酯類非離子型表面活性劑。聚甘油脂肪酸酯不僅具有較強(qiáng)的乳化、分散、滲透及溶化力，且具有比其它多羥基類脂肪酸酯更強(qiáng)的耐熱和耐酸能力，被聯(lián)合國糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織確認(rèn)為無毒無害的高安全性食品添加劑。隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國地溝油的排放量也隨之迅速增長。由于我國目前對地溝油缺乏較為有效的回收利用途徑，一些不法分子為了牟取暴利，將回收的地溝油進(jìn)行提煉，并通過不正當(dāng)途徑使之返回餐桌，進(jìn)而充當(dāng)人們的日常食用油。然而，由于地溝油中含有大量的有毒致癌成分 ，長期食用會引起食物中毒，甚至將導(dǎo)致食用者罹患癌癥的嚴(yán)重后果，從而嚴(yán)重威脅到人們的身心健康。因此如何對地溝油進(jìn)行有效地回收利用，是當(dāng)下急需解決的一個技術(shù)難題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種地溝油制備聚甘油脂肪酸酯的方法，本方法利用地溝油生產(chǎn)聚甘油脂肪酸酯，不但可以變廢為寶，而且避免了地溝油流入食用油市場并危害人體健康，同時也避免了地溝油直接流入下水道而污染生態(tài)環(huán)境。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:一種地溝油制備聚甘油脂肪酸酯的方法，其特征在于包括以下步驟:(I)、將100重量份的地溝油送入預(yù)處理器中，向預(yù)處理器中加入3 4重量份的雙氧水，控制預(yù)處理器內(nèi)的溫度為60°C，連續(xù)攪拌20min ;再向預(yù)處理器中加入4 5重量份的活性白土，并將預(yù)處理器升溫至70°C，再連續(xù)攪拌20min得到預(yù)處理后的地溝油；(2)、將步驟(I)中制備的預(yù)處理后的地溝油送入水解反應(yīng)釜中，向水解反應(yīng)釜中添加70 80重量份的水和I 2重量份濃度為98%的濃硫酸，控制水解反應(yīng)釜的溫度為200 250°C，壓力為常壓，使地溝油在高溫、常壓條件下與水蒸汽發(fā)生水解反應(yīng)，水解得到脂肪酸、水蒸汽、粗甘油及油脂；( 3 )、將(2 )步驟所制得的脂肪酸隨水蒸汽進(jìn)入冷凝器中，經(jīng)常規(guī)冷凝處理后，再送入蒸餾器中，控制蒸餾器的溫度為100 105°C、壓力為常壓，分離得脂肪酸產(chǎn)品和水；并將(2)步驟水解反應(yīng)釜中的粗甘油和油脂進(jìn)行靜置分層，控制水解反應(yīng)釜的溫度為60 80°C、壓力為常壓，收集下層液體即為粗甘油產(chǎn)品；(4)、將(3)步驟所得粗甘油產(chǎn)品送入離心機(jī)中，向所述粗甘油產(chǎn)品中加入15 20重量份的甲醇進(jìn)行稀釋，然后在離心機(jī)上離心分離15分鐘，收集下層液體即為半成品甘油；
(5)、將(4)步驟所得半成品甘油移入精餾器中，控制精餾器的溫度為70°C，常壓蒸餾回收甲醇，減壓蒸餾收集164 204°C餾分，即為精制甘油；(6)、將所得精制甘油加入聚合反應(yīng)爸中，向聚合反應(yīng)爸中通入氮氣,控制聚合反應(yīng)爸內(nèi)的溫度為120°C 150°C,預(yù)熱10 30分鐘,然后加入I 2重量份的氫氧化鈉或者氫氧化鉀，并不斷攪拌，將聚合反應(yīng)釜內(nèi)的溫度升至220°C 250°C，反應(yīng)5 6小時，得到聚甘油產(chǎn)品；(7)、將(6)步驟所得聚甘油產(chǎn)品送入酯化反應(yīng)釜中，加入I 2重量份的氫氧化鈉或者氫氧化鉀，將酯化反應(yīng)釜升溫至240°C，然后將(3)步驟所得脂肪酸產(chǎn)品分批加入到酯化反應(yīng)釜中，并不斷攪拌，所述脂肪酸產(chǎn)品在1.5小時內(nèi)加入完畢；在上述反應(yīng)過程中向酯化反應(yīng)釜通入氮氣以去除生成的水蒸汽，并不斷分析酸值，當(dāng)酸值小于10時結(jié)束反應(yīng)，冷卻后收集最終獲得聚甘油脂肪酸酯產(chǎn)品。同時，本發(fā)明還可以通過以下技術(shù)措施得以進(jìn)一步實現(xiàn):
優(yōu)選的，將(3)步驟中由蒸餾器分離制得的水返回(2)步驟的水解反應(yīng)釜中，以實現(xiàn)水的循環(huán)利用。優(yōu)選的，將(5)步驟回收的甲醇返回(4)步驟的離心機(jī)中，以實現(xiàn)甲醇的循環(huán)利用。優(yōu)選的，所述地溝油的組成為天然動植物油脂，可用于生產(chǎn)高級脂肪酸和甘油。本發(fā)明的有益效果在于:本方法制備聚甘油脂肪酸酯所產(chǎn)生的副產(chǎn)物少，且能夠?qū)崿F(xiàn)物料的循環(huán)使用，比如水解反應(yīng)中加入的水經(jīng)過冷凝、蒸餾后返回水解反應(yīng)釜中，實現(xiàn)了水的循環(huán)利用；用于稀釋粗甘油的甲醇經(jīng)過蒸餾回收后返回離心機(jī)中，實現(xiàn)了甲醇的循環(huán)使用。因此，本發(fā)明中的技術(shù)方案既不向外排放任何污染物，又能節(jié)約成本，提高原料利用率，整個工藝過程簡單，反應(yīng)條件溫和且容易控制，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高，生產(chǎn)過程基本無污染，不僅有利于環(huán)境保護(hù)，而且對于資源回收再利用的意義較為顯著。
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)記的含義如下:I 一預(yù)處理器 2—水解反應(yīng)釜 3—冷凝器 4 一蒸餾器5—離心機(jī) 6—精餾器 7—聚合反應(yīng)釜 8—酯化反應(yīng)釜
具體實施例方式下面結(jié)合說明書附圖和實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。實施例1(I)、將100重量份的地溝油送入預(yù)處理器I中，首先，向所述地溝油中加入4重量份的雙氧水，控制預(yù)處理器I的溫度為60°C，連續(xù)攪拌20min，再加入質(zhì)5重量份的活性白土，將預(yù)處理器升溫至70°C，再連續(xù)攪拌20min得到預(yù)處理收的地溝油；(2)、將步驟(I)制備的預(yù)處理后的地溝油送入水解反應(yīng)釜2中，向其中添加80重量份的水和2重量份濃度為98%的濃硫酸，所述濃硫酸為催化劑，控制水解反應(yīng)釜2的溫度為200 250°C，壓力為常壓，使地溝油在高溫、常壓條件下與水蒸汽發(fā)生水解反應(yīng)，水解得到脂肪酸、水蒸汽、粗甘油及油脂；(3)、將(2)步驟所得脂肪酸隨水蒸汽進(jìn)入冷凝器3中，經(jīng)常規(guī)冷凝后，再進(jìn)入蒸餾器4中，控制蒸餾器4的溫度為100 105°C、壓力為常壓，分離得脂肪酸產(chǎn)品和水；(4)、將(3)步驟分離得到的水返回(2)步驟的水解反應(yīng)釜2中，實現(xiàn)水的循環(huán)利用；(5)、將(2)步驟水解反應(yīng)釜2中的粗甘油和油脂進(jìn)行靜置分層，控制水解反應(yīng)釜2的溫度為60 80°C、壓力為常壓，收集下層液體即為粗甘油產(chǎn)品；(6)、將(5)步驟所得粗甘油產(chǎn)品送入離心機(jī)5中，向所述粗甘油產(chǎn)品中加入20重量份的甲醇進(jìn)行稀釋，在離心機(jī)5上離心分離15分鐘，收集下層液體即為半成品甘油；(7)、將(6)步驟所得半成品甘油移入精餾器6中，控制精餾器6的溫度為70°C，常壓蒸餾回收甲醇，減壓蒸餾收集164 204°C餾分，即為精制甘油；(8)、將(7)步驟回收的甲醇返回(6)步驟的離心機(jī)5中，實現(xiàn)甲醇的循環(huán)利用；(9)、將(7)步驟所得精制甘油加入聚合反應(yīng)釜7中，首先，通入氮氣，控制聚合反應(yīng)爸7的溫度為120°C 150°C,預(yù)熱10 30分鐘,然后加入2重量份的氫氧化鈉,所述氫氧化鈉為催化劑，并不斷攪拌，將聚合反應(yīng) 釜7的溫度升至220°C 250°C，反應(yīng)5 6小時，得到聚甘油產(chǎn)品；(10)、將(9)步驟所得聚甘油產(chǎn)品送入酯化反應(yīng)釜8中，加入2重量份的氫氧化鈉，所述氫氧化鈉為催化劑，將酯化反應(yīng)釜8升溫至240°C左右，將(3)步驟所得脂肪酸產(chǎn)品分批加入到酯化反應(yīng)釜8中，并不斷攪拌，所述脂肪酸產(chǎn)品在1.5小時內(nèi)加完；反應(yīng)過程中向酯化反應(yīng)釜8通入氮氣去除生成的水蒸汽，并不斷分析酸值，當(dāng)酸值小于10時結(jié)束反應(yīng)，冷卻后收集最終聚甘油脂肪酸酯產(chǎn)品。實施例2(I)、將100重量份的地溝油送入預(yù)處理器I中，首先，向地溝油中加入3重量份的雙氧水，控制預(yù)處理器溫度為60°C，連續(xù)攪拌20min，再加入4重量份的活性白土，將預(yù)處理器升溫至70°C，再連續(xù)攪拌20min得到預(yù)處理后的地溝油；(2)、將步驟(I)中制備得到的預(yù)處理后的地溝油送入水解反應(yīng)釜2中，向其中添加80重量份的水和I重量份濃度為98%的濃硫酸，所述濃硫酸為催化劑，控制水解反應(yīng)釜2的溫度為200 250°C，壓力為常壓，使地溝油在高溫、常壓條件下與水蒸汽發(fā)生水解反應(yīng)，水解得到脂肪酸、水蒸汽、粗甘油及油脂；(3)、將(2)步驟所得脂肪酸隨水蒸汽進(jìn)入冷凝器3中，經(jīng)常規(guī)冷凝后，再進(jìn)入蒸餾器4中，控制蒸餾器4的溫度為100 105°C、壓力為常壓，分離得脂肪酸產(chǎn)品和水；(4)、將(3)步驟分離的水返回(2)步驟的水解反應(yīng)釜2中，實現(xiàn)水的循環(huán)利用；(5)、將(2)步驟的水解反應(yīng)釜2中的粗甘油和油脂進(jìn)行靜置分層，控制水解反應(yīng)釜2的溫度為60 80°C、壓力為常壓，收集下層液體即為粗甘油產(chǎn)品；(6)、將(5)步驟所得粗甘油產(chǎn)品送入離心機(jī)5中，向所述粗甘油產(chǎn)品中加入15重量份的甲醇進(jìn)行稀釋，在離心機(jī)5上離心分離15分鐘，收集下層液體即為半成品甘油；(7)、將(6)步驟所得半成品甘油移入精餾器6中，控制精餾器6的溫度為70°C，常壓蒸餾回收甲醇，減壓蒸餾收集164 204°C餾分，即為精制甘油；(8)、將(7)步驟回收的甲醇返回(6)步驟的離心機(jī)5中，實現(xiàn)甲醇的循環(huán)利用；
(9)、將精制甘油加入聚合反應(yīng)釜7中，首先，通入氮氣，控制聚合反應(yīng)釜7的溫度為120°C 150°C,預(yù)熱10 30分鐘,然后加入I重量份的氫氧化鈉，所述氫氧化鈉為催化齊U，并不斷攪拌，將聚合反應(yīng)釜7的溫度升至220°C 250°C，反應(yīng)5 6小時，得到聚甘油
女口
廣叩；(10)、將(9)步驟所得聚甘油產(chǎn)品送入酯化反應(yīng)釜8中，加入I重量份的氫氧化鈉，所述氫氧化鈉為催化劑，將酯化反應(yīng)釜8升溫至240°C左右，將(3)步驟所得脂肪酸產(chǎn)品分批加入到酯化反應(yīng)釜8中，并不斷攪拌，所述脂肪酸產(chǎn)品在1.5小時內(nèi)加完；反應(yīng)過程中向酯化反應(yīng)釜8通入氮氣去除生成的水蒸汽，并不斷分析酸值，當(dāng)酸值小于10時結(jié)束反應(yīng)，冷卻后收集最終聚甘油脂肪酸酯產(chǎn)品。實施例3(I)、將100重量份的地溝油送入預(yù)處理器I中，首先，向所述地溝油中加入3.5重量份的雙氧水，控制預(yù)處理器I的溫度為60°C，連續(xù)攪拌20min，再加入4.5重量份的活性白土，將預(yù)處理器I升溫至70°C，再連續(xù)攪拌20min得到經(jīng)過預(yù)處理的地溝油；(2)、將步驟(I)制得的預(yù)處理后的地溝油送入水解反應(yīng)釜2中，向其中添加80重量份的水和I重量份濃度為98%的濃硫酸，所述濃硫酸為催化劑，控制水解反應(yīng)釜2的溫度為200 250°C，壓力為常壓，使地溝油在高溫、常壓條件下與水蒸汽發(fā)生水解反應(yīng)，水解得到脂肪酸、水蒸汽、粗甘油及油脂；(3)、將(2)步驟 所得脂肪酸隨水蒸汽進(jìn)入冷凝器3中，經(jīng)常規(guī)冷凝后，再進(jìn)入蒸餾器4中，控制蒸餾器4的溫度為100 105°C、壓力為常壓，分離得脂肪酸產(chǎn)品和水；(4)、將(3)步驟分離的水返回(2)步驟的水解反應(yīng)釜2中，實現(xiàn)水的循環(huán)利用；(5 )將(2 )步驟水解反應(yīng)釜2中的粗甘油和油脂進(jìn)行靜置分層，控制水解反應(yīng)釜2的溫度為60 80°C、壓力為常壓，收集下層液體即為粗甘油產(chǎn)品；(6)、將(5)步驟所得粗甘油產(chǎn)品送入離心機(jī)5中，向所述粗甘油產(chǎn)品中加入17.5重量份的甲醇進(jìn)行稀釋，在離心機(jī)5上離心分離15分鐘，收集下層液體即為半成品甘油；(7)、將(6)步驟所得半成品甘油移入精餾器6中，控制精餾器6的溫度為70°C，常壓蒸餾回收甲醇，減壓蒸餾收集164 204°C餾分，即為精制甘油；(8)、將(7)步驟回收的甲醇返回(6)步驟的離心機(jī)5中，實現(xiàn)甲醇的循環(huán)利用；(9)、將步驟(7)制得的精制甘油加入聚合反應(yīng)釜7中，首先，通入氮氣，控制聚合反應(yīng)爸7的溫度為120°C 150°C,預(yù)熱10 30分鐘,然后加入I重量份的氫氧化鉀，所述氫氧化鉀為催化劑，并不斷攪拌，將聚合反應(yīng)釜7的溫度升至220°C 250°C，反應(yīng)5 6小時，得到聚甘油產(chǎn)品；(10)、將(9)步驟所得聚甘油產(chǎn)品送入酯化反應(yīng)釜8中，加入I重量份的氫氧化鉀，所述氫氧化鉀為催化劑，將酯化反應(yīng)釜8升溫至240°C左右，將(3)步驟所得脂肪酸產(chǎn)品分批加入到酯化反應(yīng)釜8中，并不斷攪拌，所述脂肪酸產(chǎn)品在1.5小時內(nèi)加完；反應(yīng)過程中向酯化反應(yīng)釜8通入氮氣去除生成的水蒸汽，并不斷分析酸值，當(dāng)酸值小于10時結(jié)束反應(yīng)，冷卻后收集最終聚甘油脂肪酸酯產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種地溝油制備聚甘油脂肪酸酯的方法，其特征在于包括以下步驟: (1)、將100重量份的地溝油送入預(yù)處理器中，向預(yù)處理器中加入3 4重量份的雙氧水，控制預(yù)處理器內(nèi)的溫度為60°C，連續(xù)攪拌20min ;再向預(yù)處理器中加入4 5重量份的活性白土，并將預(yù)處理器升溫至70°C，再連續(xù)攪拌20min得到預(yù)處理后的地溝油； (2)、將步驟(I)中制備的預(yù)處理后的地溝油送入水解反應(yīng)釜中，向水解反應(yīng)釜中添加70 80重量份的水和I 2重量份濃度為98%的濃硫酸，控制水解反應(yīng)釜的溫度為200 250°C，壓力為常壓，使地溝油在高溫、常壓條件下與水蒸汽發(fā)生水解反應(yīng)，水解得到脂肪酸、水蒸汽、粗甘油及油脂； (3)、將(2)步驟所制得的脂肪酸隨水蒸汽進(jìn)入冷凝器中，經(jīng)常規(guī)冷凝處理后，再送入蒸餾器中，控制蒸餾器的溫度為100 105°C、壓力為常壓，分離得脂肪酸產(chǎn)品和水；并將(2)步驟水解反應(yīng)釜中的粗甘油和油脂進(jìn)行靜置分層，控制水解反應(yīng)釜的溫度為60 80°C、壓力為常壓，收集下層液體即為粗甘油產(chǎn)品； (4)、將(3)步驟所得粗甘油產(chǎn)品送入離心機(jī)中，向所述粗甘油產(chǎn)品中加入15 20重量份的甲醇進(jìn)行稀釋，然后在離心機(jī)上離心分離15分鐘，收集下層液體即為半成品甘油； (5)、將(4)步驟所得半成品甘油移入精餾器中，控制精餾器的溫度為70°C，常壓蒸餾回收甲醇，減壓蒸餾收集164 204°C餾分，即為精制甘油； (6)、將所得精制甘油加入聚合反應(yīng)釜中，向聚合反應(yīng)釜中通入氮氣，控制聚合反應(yīng)釜內(nèi)的溫度為120°C 150°C,預(yù)熱10 30分鐘,然后加入I 2重量份的氫氧化鈉或者氫氧化鉀，并不斷攪拌，然后將聚合反應(yīng)釜內(nèi)的溫度升至220°C 250°C，反應(yīng)5 6小時，得到聚甘油產(chǎn)品； (7)、將(6)步驟所得聚甘油產(chǎn)品送入酯化反應(yīng)釜中，加入I 2重量份的氫氧化鈉或者氫氧化鉀，將酯化反應(yīng)釜升溫至240°C，然后將(3)步驟所得脂肪酸產(chǎn)品分批加入到酯化反應(yīng)釜中，并不斷攪拌，所述脂肪酸產(chǎn)品在1.5小時內(nèi)加入完畢；在上述反應(yīng)過程中向酯化反應(yīng)釜通入氮氣以去除生成的水蒸汽，并不斷分析酸值，當(dāng)酸值小于10時結(jié)束反應(yīng)，冷卻后收集最終獲得聚甘油脂肪酸酯產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地溝油制備聚甘油脂肪酸酯的方法，其特征在于:將(3)步驟中由蒸餾器分離制得的水返回(2)步驟的水解反應(yīng)釜中，以實現(xiàn)水的循環(huán)利用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地溝油制備聚甘油脂肪酸酯的方法，其特征在于:將(5)步驟回收的甲醇返回(4)步驟的離心機(jī)中，以實現(xiàn) 甲醇的循環(huán)利用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地溝油制備聚甘油脂肪酸酯的方法，其特征在于:所述地溝油的組成為天然動植物油脂，可用于生產(chǎn)高級脂肪酸和甘油。
全文摘要
本發(fā)明屬于聚甘油酯的制備方法，具體涉及一種地溝油制備聚甘油脂肪酸酯的方法。本方法首先對地溝油進(jìn)行預(yù)處理，并將預(yù)處理后的地溝油和水送入水解反應(yīng)釜中，使地溝油在高溫、酸性條件下發(fā)生水解反應(yīng)，得到脂肪酸、水蒸汽、粗甘油和油脂；所得脂肪酸與水蒸汽經(jīng)過冷凝回流后，再蒸餾去除水蒸汽，得到脂肪酸產(chǎn)品；所得粗甘油經(jīng)過分離、離心提純和精制最終得到精制甘油，精制甘油再經(jīng)過聚合反應(yīng)得到聚甘油，最終將聚甘油和脂肪酸送入酯化反應(yīng)釜中，使其在高溫、堿性條件下發(fā)生酯化反應(yīng)，得到聚甘油脂肪酸酯產(chǎn)品。本方法不但可以變廢為寶，還可以為餐飲廢油找到出路，避免流入食用油市場危害人體健康，也避免直接流入下水道污染環(huán)境。
文檔編號C07C67/08GK103172851SQ201310092750
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月21日
發(fā)明者鄭繼洪 申請人:安徽理工大學(xué)