大豆脱臭馏出物中浓缩天然VE的酯化工艺研究

摘要

大豆油脱臭馏出物(SODD)是浓缩天然维生素E(VE)的重要原料，成分复杂，主要含有VE、甾醇、甘三酯和游离脂肪酸等。酸催化酯化工艺是目前工业化浓缩天然VE的主要方法，该方法存在很多不足，如所用酸催化剂会造成设备腐蚀，产生的大量废酸水还会污染环境，而且酯化后甲醇的回收成本高。针对上述问题，本文提出了甘油酯化法处理SODD，搭建了甘油酯化和酯交换连续化装置，并对甘油酯化工艺进行了物料衡算和能量衡算，可为工业化设计提供依据。主要研究内容及结论如下:
　　(1)考察反应温度、甘油用量及反应时间对单反应釜中大豆脱臭馏出物甘油酯化反应的影响，并对酯化反应动力学进行了探讨。结果表明:较适宜的操作参数为反应温度240℃，甘油/脂肪酸（摩尔比）1.1，反应时间3h。甘油酯化降酸过程宏观上呈一级反应，且反应常数k随着温度的升高而增大，说明甘油酯化降酸反应为吸热反应，计算得到表观反应活化能为231.2J/mol。
　　(2)在搭建的多釜串联甘油酯化连续反应装置上，考察了反应级数对降酸效果的影响，结果表明:对于串联全混流反应釜甘油酯化反应，需四级反应釜及以上，可将大豆脱臭馏出物酸值降至1mg KOH/g以下。在此基础上，对年处理1万吨大豆脱臭馏出物的甘油酯化反应过程进行了物料衡算及能量衡算，结果表明:四级串联全混流反应釜中脂肪酸转化率可达到99.24％,整个连续化酯化工艺所需的热量为15.03万大卡/小时。另外，甘油酯化反应对VE收率影响较小，多釜串联甘油酯化连续化工艺可以替代间歇式单釜工艺用于SODD中浓缩天然VE的酯化预处理。
　　(3)对SODD预酯化后的产物进行酯交换反应，通过单釜考察催化剂用量、反应时间、酯交换反应级数等对酯交换反应的影响。结果表明:较适宜的操作参数是反应时间为1h，反应级数为两级;两级酯交换过程，一级加入油重20％的甲醇，催化剂为油重0.5％的KOH，二级加入油重10％的甲醇，催化剂为油重0.5％的KOH。在此基础上搭建了二级酯交换连续化反应装置，考察在连续进料的过程中甘三脂的转化程度，结果表明:甲酯含量一直在76％左右，甘三酯反应完全。此外，连续化酯交换反应装置对VE收率影响较小，可用于替代间歇式单釜操作。

目录

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摘要

符号说明

第一章 文献综述

1．1 引言

1．2 大豆油脱臭馏出物的组成及性质

1．2．1 维生素E

1．2．2 甾醇

1．2．3 游离脂肪酸

1．2．4 甘油酯

1．3 脱臭馏出物中维生素E提取方法

1．3．1 尿素包合法

1．3．2 吸附及离子交换法

1．3．3 萃取法

1．3．4 精馏法

1．3．5 分子蒸馏法

1．4 脱臭馏出物的酯化预处理工艺

1．4．1 酶催化酯化法

1．4．2 酸催化酯化法

1．4．3 甘油酯化法

1．5 本课题研究背景、内容及意义

第二章 大豆脱臭馏出物中各组分的分析与测定

2．1 材料和方法

2．1．1 实验材料与试剂

2．1．2 实验仪器与设备

2．1．3 实验测定方法与结果

2．2 小结

第三章 大豆脱臭馏出物甘油酯化反应

3．1 材料和方法

3．1．1 实验材料与试剂

3．1．2 实验仪器与设备

3．1．3 实验方法及过程

3．2 结果与分析

3．2．1 单反应釜甘油酯化反应

3．2．2 宏观动力学模型

3．2．3 多级串联反应釜甘油酯化反应

3．2．4 物料衡算与能量衡算

3．2．5 甘油酯化反应对VE的影响

3．3 小结

第四章 酯交换反应

4．1 材料和方法

4．1．1 实验材料与试剂

4．1．2 实验仪器与设备

4．1．3 反应原理及实验方法

4．1．4 酯交换实验装置

4．2 结果与分析

4．2．1 催化剂用量对酯交换反应的影响

4．2．2 一级及二级酯交换对反应的影响

4．2．3 多级串联酯交换连续化反应

4．2．4 酯交换反应对天然VE影响

4．3 小结

第五章 结论与展望

5．1 研究结论

5．2 研究展望

参考文献

致谢

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