專利名稱：一種利用油腳和/或皂腳生產酸化油的方法
技術領域：
本發明涉及一種利用油腳和/或皂腳生產酸化油的方法。
背景技術：
植物油是人類重要的食用油品種，是從植物的果實中獲得的。從植物的 果實直接取到的油通常叫毛油，含有一些對人類健康不利的雜質，需要加工 精煉除去這些雜質，在加工精煉過程中產生了油腳和/或皂腳等一些下腳料。 這些下腳料目前主要的用途是用來生產酸化油。酸化油中有用的組分是游離 脂肪酸和中性油。從油腳和/或皂腳生產酸化油就是把油腳和皂腳中的可皂化 物轉化為游離脂肪酸并和中性油一起分離出來。油腳和皂腳中的可皂化物包 括中性油、堿皂和磷脂。中性油直接分離即可使用，而堿皂和磷脂則需要先 通過酸化作用轉化為游離脂肪酸，然后分離出來才能使用。
目前利用油腳和皂腳生產酸化油的傳統的方法通過加入硫酸使堿皂和 磷脂發生酸化反應生成游離脂肪酸，生成的硫酸鹽是電解質，溶于水中，破 壞了膠體結構，使油和脂肪酸聚集從而與其它非皂化物質分離。具體包括將 油腳和/或皂腳放在敞開的容器中，通入熱蒸汽進行加熱和攪拌，當溫度達到
6(TC以上時，維持溫度不降，在不斷攪拌的條件下，慢慢加入足量的硫酸， 硫酸加完后，繼續加熱攪拌2小時左右，冷卻、靜置沉降分層，最上層是酸 化油，中間層是植物瀝青，下層是含酸廢水。然而，使用硫酸帶來的問題也 是明顯的，突出的是環保問題，幾乎每個酸化油廠都是一個污染源，生產現 場酸臭沖天、含酸廢水沒有經過處理直接排放，植物瀝青存放不當，經常造 成二次污染；而且由于一般是作坊式操作，生產過程中溫度、攪拌強度、酸 加入量、沉降時間等等條件控制不嚴格以及因硫酸誘發的副反應，致使酸化油的質量變差。
酸化油的主要用途是生產混合脂肪酸，近年來又多被用來生產生物柴 油。由于國家對生物柴油有嚴格的質量要求，現行工藝生產的酸化油用來生 產生物柴油時，生物柴油質量很難達到國家標準的要求。因此，不論環保還 是酸化油的質量，都要求新技術替代現行的生產工藝。
發明內容
本發明的目的是為了克服現有技術的利用油腳和/或皂腳生產酸化油的 方法對環境污染嚴重且生產的酸化油質量較低的缺點，提供一種不對環境造 成污染且生產的酸化油質量較高的利用油腳和/或皂腳生產酸化油的方法。
本發明提供了一種利用油腳和/或皂腳生產酸化油的方法，其中，該方 法包括將油腳和/或皂腳與二氧化碳和水接觸。
本發明的關鍵是采用油腳和/或皂腳與二氧化碳和水的接觸代替油腳和/ 或皂腳與硫酸的接觸，也即采用高濃度C02水溶液替代硫酸生產酸化油。高 濃度C02水溶液具有比較強的酸性，能夠使堿皂等酸化生成游離脂肪酸，而 生成的碳酸氫鹽可以作為電解質，溶于水中，破壞膠體結構，使中性油和脂 肪酸聚集，從而與其它非皂化物質分離開來。
同時，與現有技術相比，本發明提供的方法的優點是采用高濃度C02 水溶液替代硫酸進行油腳和/或皂腳等發生酸化反應，不會誘發副反應，生產 現場無酸臭味，生產出的酸化油產品質量好，例如，本發明實施例制得的酸 化油為紅棕色透明液體，可皂化物含量高達90重量％以上，而采用現有技 術硫酸法的對比例1制得的酸化油為黑褐色不透明凝膠狀物，可皂化物含量
不足85重量％;排出的廢水不含酸，殘存的C02很容易揮發，不需要加堿
中和處理而直接排放，因而生產過程清潔，對環境不產生污染。此外，本發 明提供的方法還具有流程簡單，操作簡便，加工成本低的優點。
具體實施例方式
根據本發明提供的方法，盡管只要將油腳和/或皂腳在二氧化碳中與水 接觸即可產生酸化油，但優選情況下，所述接觸在在加熱條件下進行，并且
所述二氧化碳的壓力為0.1-10兆帕，接觸的溫度為30-150。C，接觸的時間為 1-12小時，所述油腳和皂腳的總量與水的重量比為0.5-20。當二氧化碳壓力 低于0.1兆帕時，二氧化碳在水中的溶解性較差，得到的水溶液的酸性較弱， 不能非常有效地將油腳和皂腳進行酸化，導致酸化油的收率偏低；當二氧化 碳壓力高于10兆帕時，酸化油的質量沒有明顯提高，而對反應容器的耐壓 能力則要求較高。進一步優選情況下，所述二氧化碳的壓力為0.5-8兆帕， 接觸的溫度為50-120°C，接觸的時間為2-10小時，油腳和皂腳的總量與水 的重量比為1-10。
本發明的關鍵是采用油腳和/或皂腳與二氧化碳和水的接觸代替油腳和/
或皂腳與硫酸的接觸，也即采用高濃度C02水溶液替代硫酸生產酸化油。高 濃度C02水溶液具有比較強的酸性，能夠使堿皂等酸化生成游離脂肪酸，而
生成的碳酸氫鹽可以作為電解質，溶于水中，破壞膠體結構，使中性油和脂
肪酸聚集，從而與其它非皂化物質分離開來。同時，采用高濃度C02水溶液
替代硫酸使油腳和/或皂腳等發生酸化反應，不會誘發諸如磺化反應的副反 應，生產現場無酸臭味，排出的廢水不含酸，因而生產出的酸化油產品質量 好，且生產過程清潔，對環境不產生污染。而對于現有技術的硫酸法， 一方 面，因為硫酸是一種強酸，易與生產過程中所用的容器發生反應，導致反應 容器的腐蝕和反應容器中可能存在的金屬離子等進入反應體系中，另一方 面，硫酸與油腳和皂腳容易發生磺化反應，得到的副產物是一種乳化劑，導 致反應產物中的油-水不易分離，水、金屬離子等雜質容易包覆在酸化油產 品中，從而導致酸化油的質量大幅度降低，得到的產品通常為黑褐色不透明 的膠狀物，且可皂化物含量低。本發明中，所述油腳、皂腳和可皂化物的含義沿用本領域技術人員公知 的相應的含義。例如，所述油腳和皂腳為植物油精煉后生成的油腳和皂腳， 具體地，所述油腳是指植物油水化脫膠精煉后形成的沉淀物，所述皂腳是植 物油脫酸精制得到的含皂物質，所述可皂化物是指可以與堿發生皂化反應生 成相應的脂肪酸鹽的游離脂肪酸和中性油脂類物質。根據本發明，所述油腳 和皂腳可以為各種植物油精煉后生成的油腳和皂腳，所述植物油例如可以選 自大豆油、棉籽油、菜籽油、棕櫚油、花生油、向日葵油和玉米油中的一種 或幾種。油腳和皂腳可以分別單獨使用，也可以混合在一起使用。本領域技 術人員公知的是，同一種植物油的油腳和皂腳的基本成分是大體相同的，而 且不同來源的油腳和皂腳對酸化油的質量沒有影響，僅對酸化油的收率有影 響。
根據本發明提供的方法，該方法優選還包括收集接觸后剩余的二氧化 碳，用于循環使用。接觸后剩余的二氧化碳可以經壓縮后重復利用。進一步 優選情況下，該方法優選還包括將接觸后的產物進行油-水分離。所述油-水 分離的方法可以為本領域公知的各種方法，例如可以為靜置分離法和/或離心 分離法。采用靜置分離法時，對所述靜置的時間沒有特別的限定，只要能使
酸化油產品有效分離出來即可，例如，所述靜置的時間可以為i-io小時，
靜置的溫度可以為20-80'C，優選為50-60°C。采用離心分離法時，對所述離 心分離的條件和具體操作沒有特別的限定，可以是本領域公知的條件和操作 方法。
通過上述油-水分離后，與現有技術中的硫酸接觸法一樣，接觸后的產 物一般分為三層，其中最上層是酸化油，中間層是植物瀝青，下層是含鹽廢 水。
本發明中，酸化油的質量可以通過GB/T 5534-1995和GB/T 17377-1998 規定的方法分析測定酸化油中可皂化物含量，通過GB/T 5009.37-1996測定酸化油中水分含量。可皂化物含量越高、水分含量越低，則酸化油的質量越 高，反之亦然。另外也可以通過酸化油的外觀來定量判斷。
一般地，酸化油 的顏色為紅棕色且透明的液體，則認為酸化油的質量好，相反，酸化油的顏 色為黑褐色且不透明的凝膠狀物，則認為酸化油的質量差。 下面的實施例將對本發明給予進一步的說明。
實施例1
該實施例用于說明本發明提供的利用油腳和/或皂腳生產酸化油的方法。
將500克的水和500克的大豆油腳按重量比1: 1的比例加入到帶電磁 攪拌的2升高壓釜中，封閉緊固后，在不斷攪拌的條件下，通電加熱升溫到 60。C并維持該溫度，然后邊攪拌邊通入C02，直到壓力表指示高壓釜的壓力 為2兆帕，恒溫、恒壓力繼續攪拌反應6小時后停止攪拌，靜置冷卻到室溫，
排掉多余的C02后將反應后的產物傾倒于分液漏斗中進行靜置分層，分掉下
層和中層，得到紅棕色透明的上層油狀物即為所需酸化油。采用GB/T 5534-1995、 GB/T 17377-1998和GB/T 5009.37-1996規定的方法分析，所獲 得的酸化油中可皂化物含量為94.3重量％，水分含量為1.2重量％。
對比例1
該對比例用于說明現有技術的利用油腳和/或皂腳生產酸化油的方法。 將500克與實施例l相同來源的大豆油腳加入2升的燒杯中，加熱并不 斷攪拌，至溫度升到6(TC時，繼續攪拌，將500克水沿燒杯壁以5克/分鐘 的速度滴加到油腳中，同時將25克98.3重量％的濃硫酸以0.25克/分鐘的速 度滴加到油腳中。水和酸加完后，再繼續攪拌4小時，總時間約6小時。靜 置冷卻到室溫，將反應后的產物傾倒于分液漏斗中，保溫進行靜置分層，分掉下層和中層，得到黑褐色上層凝膠狀物即為酸化油。采用GB/T 5534-1995、 GB/T 17377-1998和GB/T 5009.37-1996規定的方法分析，所獲得的酸化油中 可皂化物含量為84.5重量％，水分含量為4.8重量％。
實施例2
該實施例用于說明本發明提供的利用油腳和/或皂腳生產酸化油的方法。
將75克的水和900克的棉籽皂腳按重量比1: 12的比例加入到帶電磁 攪拌的2升高壓釜中，封閉緊固后，在不斷攪拌的條件下，通電加熱升溫到 9(TC并維持該溫度，然后邊攪拌邊通入C02，直到壓力表指示高壓釜的壓力 為0.5兆帕，恒溫、恒壓力繼續攪拌反應8小時后停止攪拌，靜置冷卻到室
溫，排掉多余的C02后將反應后的產物傾倒于分液漏斗中進行靜置分層，分
掉下層和中層，得到紅棕色透明的上層油狀物即為所需酸化油。采用國標 GB/T 5534-1995、 GB/T 17377-1998和GB/T 5009.37-1996規定的方法分析， 所獲得的酸化油中可皂化物含量為95.8重量％，水分含量為1.7重量％。
實施例3
該實施例用于說明本發明提供的利用油腳和/或皂腳生產酸化油的方法。
將200克的水和1000克的菜籽油腳按重量比1: 5的比例加入到帶電磁 攪拌的2升高壓釜中，封閉緊固后，在不斷攪拌的條件下，通電加熱升溫到 12(TC并維持該溫度，然后邊攪拌邊通入C02，直到壓力表指示高壓釜的壓 力為5兆帕，恒溫、恒壓力繼續攪拌反應4小時后停止攪拌，靜置冷卻到室 溫，排掉多余的C02后將反應后的產物傾倒于分液漏斗中進行靜置分層，分 掉下層和中層，得到紅棕色透明的上層油狀物即為所需酸化油。采用國標
8GB/T 5534-1995、 GB/T 17377-1998和GB/T 5009.37-1996規定的方法分析， 所獲得的酸化油中可皂化物含量為95.2重量％，水分含量為0.8重量％。
實施例4
該實施例用于說明本發明提供的利用油腳和/或皂腳生產酸化油的方法。
將100克的水、200克的花生油腳、200克的棉籽皂腳和400克的棕櫚 油皂腳按水與油腳和皂腳總量的重量比1: 8的比例加入到帶電磁攪拌的2 升高壓釜中，封閉緊固后，在不斷攪拌的條件下，通電加熱升溫到15(TC并 維持該溫度，然后邊攪拌邊通入C02，直到壓力表指示高壓釜的壓力為8兆 帕，恒溫、恒壓力繼續攪拌反應2小時后停止攪拌，靜置冷卻到室溫，排掉 多余的C02后將反應后的產物傾倒于分液漏斗中進行靜置分層，分掉下層和 中層，得到紅棕色透明的上層油狀物即為所需酸化油。采用國標GB/T 5534-1995、 GB/T 17377-1998和GB/T 5009.37-1996規定的方法分析，所獲 得的酸化油中可皂化物含量為93.4重量％，水分含量為1.4重量％。
實施例5
該實施例用于說明本發明提供的利用油腳和/或皂腳生產酸化油的方法。
將150克的水、300克的向日葵皂腳和450克的棉籽皂腳按水與油腳和 皂腳總量的重量比l: 5的比例加入到帶電磁攪拌的2升高壓釜中，封閉緊 固后，在不斷攪拌的條件下，通電加熱升溫到卯。C并維持該溫度，然后邊攪 拌邊通入C02，直到壓力表指示高壓釜的壓力為1兆帕，恒溫、恒壓力繼續 攪拌反應5小時后停止攪拌，靜置冷卻到室溫，排掉多余的C02后將反應后 的產物傾倒于分液漏斗中進行靜置分層，分掉下層和中層，得到紅棕色透明的上層油狀物即為所需酸化油。采用國標GB/T 5534-1995、 GB/T 17377-1998 和GB/T 5009.37-1996規定的方法分析，所獲得的酸化油中可皂化物含量為 93.7重量％，水分含量為1.6重量％。
權利要求
1、一種利用油腳和/或皂腳生產酸化油的方法，其特征在于，該方法包括將油腳和/或皂腳與二氧化碳和水接觸。
2、 根據權利要求1所述的方法，其中，所述油腳和皂腳的總量與水的 重量比為0.5-20，所述二氧化碳的壓力為0.1-10兆帕，接觸的溫度為30-150 °C，接觸的時間為1-12小時。
3、 根據權利要求2所述的方法，其中，所述油腳和皂腳的總量與水的 重量比為1-10，所述二氧化碳的壓力為0.5-8兆帕，接觸的溫度為50-120°C， 接觸的時間為2-10小時。
4、 根據權利要求l、 2或3所述的方法，其中，所述油腳和皂腳為植物 油精煉后生成的油腳和皂腳。
5、 根據權利要求4所述的方法，其中，所述植物油選自大豆油、棉籽 油、菜籽油、棕櫚油、花生油、向日葵油和玉米油中的一種或幾種。
6、 根據權利要求1所述的方法，其中，該方法還包括收集接觸后剩余 的二氧化碳，用于循環使用。
7、 根據權利要求1所述的方法，其中，該方法還包括將接觸后的產物 進行油-水分離。
8、 根據權利要求7所述的方法，其中，所述油-水分離的方法為靜置分 離法和/或離心分離法。
全文摘要
一種利用油腳和/或皂腳生產酸化油的方法，其中，該方法包括將油腳和/或皂腳與二氧化碳和水接觸。與現有技術相比，本發明提供的方法的優點是采用高濃度CO<sub>2</sub>水溶液替代硫酸進行油腳和/或皂腳等發生酸化反應，不會誘發副反應，生產現場無酸臭味，生產出的酸化油產品質量好，例如，本發明實施例制得的酸化油為紅棕色透明液體，可皂化物含量高達90重量％以上，而采用現有技術硫酸法的對比例1制得的酸化油為黑褐色不透明凝膠狀物，可皂化物含量不足85重量％；排出的廢水不含酸，殘存的CO<sub>2</sub>很容易揮發，不需要加堿中和處理而直接排放，因而生產過程清潔，對環境不產生污染。此外，本發明提供的方法流程簡單、操作簡便、加工成本低。
文檔編號C11B13/02GK101565654SQ20081009356
公開日2009年10月28日 申請日期2008年4月24日 優先權日2008年4月24日
發明者斌 吳, 杜澤學, 梅亞輝, 譚經品, 黃大洋 申請人:湖南綠源生物化工科技有限責任公司;譚經品