專利名稱：一種用超臨界CO₂為溶解劑氫化維生素E油的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種維生素E油加氫的反應(yīng)方法。
背景技術(shù)：
維生素E是人們最早發(fā)現(xiàn)維生素之一，在20世紀(jì)40年代，人們先后發(fā)現(xiàn)了維生素 E的a，0，Y及S和同系物。各種生育酚的功能各不相同，其主要作用有生理功能和抗 氧化功能。并且無任何副作用。當(dāng)人體缺少維生素E時(shí)則易產(chǎn)生不育、肌肉萎縮、貧血等癥 狀，因此維生素E在抗不育和抗衰老等方面具有明顯的生物學(xué)功效。然而，維生素E中常含有部分中性油，這些中性油含有亞油酸、亞麻酸等不飽和脂 肪酸及其酯。由于不飽和脂肪酸及其酯存在，使得維生素E在空氣中易氧化，故對(duì)其進(jìn)行氫 化，提高其對(duì)氧和熱的穩(wěn)定性，改變油脂的色、香、風(fēng)味等，還能夠降低油脂的不飽和程度， 提高其熔點(diǎn)，增加固體脂肪的含量。但是傳統(tǒng)氫化過程時(shí)間太長(zhǎng)，且易產(chǎn)生異構(gòu)體，因此急 需發(fā)明一種新型氫化的方法。該發(fā)明不是用化學(xué)試劑作為溶解劑，而是以超臨界C02為溶 劑進(jìn)行加氫反應(yīng)的，反應(yīng)速度快，沒有產(chǎn)生異構(gòu)體的時(shí)間，可生產(chǎn)出應(yīng)用范圍更廣的氫化維 生素E油產(chǎn)品。氫化是維生素E油改性的方法之一，氫化過程的完成分為四個(gè)步驟是氫向維生 素E油中擴(kuò)散并在維生素E油中溶解；維生素E油中氫被吸附于催化劑表面，使之活化變 成金屬_氫活性中間體；烯烴中雙鍵在金屬-氫活性中間體上發(fā)生配位，生成活化了的金 屬-JI絡(luò)合物；金屬-碳8鍵中間體吸附氫同時(shí)解吸下飽和了的烷烴，從而得到氫化產(chǎn)品。 在體系的加成反應(yīng)過程中，H2供給速度過慢，少量甘油三酯分子被催化劑活性中心吸附，形 成吸附態(tài)甘油三酯。吸附態(tài)甘油三酯與活化態(tài)氫相遇，易發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng)，維生素E油中的 脂肪酸易生成反式脂肪酸脂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有氫化方法中易發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng)，生成反式脂肪酸脂的問題， 而提出了一種用超臨界C02為溶解劑氫化維生素E油的方法。本發(fā)明的步驟如下步驟一反應(yīng)前的處理在不銹鋼高壓釜中加入10g維生素E油樣品，同時(shí)加入維 生素E油的0. 1 % 0. 2 %的Pd/C催化劑，再加入攪拌磁珠；步驟二 試漏向不銹鋼高壓釜中注入3 5MPa的C02氣體，進(jìn)行試漏；步驟三置換氣體用C02置換不銹鋼高壓釜中的空氣3 5次，其壓力小于4MPa ；步驟四充C02 向不銹鋼高壓釜中充入C02氣體，壓力為4 6MPa，使其在反應(yīng)溫 度下處于超臨界狀態(tài)；步驟五充H2 再向不銹鋼高壓釜中充入H2，總壓力為7. 5 9. 5MPa ；步驟六二次試漏將充入氣體的不銹鋼高壓釜進(jìn)行二次試漏；步驟七加熱采用加熱器對(duì)不銹鋼高壓釜進(jìn)行加熱，加熱溫度升至到60 120°C，加熱時(shí)間為1 2h ；步驟八進(jìn)行反應(yīng)在恒溫恒壓的條件下開動(dòng)磁力攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為200 400轉(zhuǎn) /分，反應(yīng)時(shí)間為0.5 2h;步驟九反應(yīng)結(jié)束反應(yīng)結(jié)束后使不銹鋼高壓釜冷卻至室溫，降溫時(shí)間為1. 5 2h，放出氣體，打開不銹鋼高壓釜，取出得到反應(yīng)產(chǎn)物，經(jīng)離心分離后得到產(chǎn)品；本發(fā)明中的溶解劑是超臨界C02流體，C02在臨界點(diǎn)以上的一定溫度和壓力下是介 于氣體和液體之間的流體。其流體行為與氣體相似，由于H2能與超臨界co2流體混溶，減弱 了從氣相到超臨界相的傳質(zhì)阻力，也就是固-液-氣三相體在超臨界co2體系里，使H2在 超臨界C02體系里擴(kuò)散溶解，氫溶解擴(kuò)散速度加快，H2供給量充足，會(huì)被催化劑活性中心活 化，從而快速形成活化態(tài)氫，不易發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng)，與組成維生素E油的中性油分別發(fā)生氫 化反應(yīng)，使反應(yīng)的時(shí)間縮短。在整個(gè)氫化過程中沒有有害溶劑加入，從而避免了有害溶劑殘 留的問題。本發(fā)明使氫化后的維生素E油氧化穩(wěn)定性得以提高，改變油脂的色、香、風(fēng)味等， 降低油脂的不飽和程度，提高其熔點(diǎn)，增加固體脂肪的含量。超臨界氫化中，由于H2溶解于 超臨界C02流體中，傳質(zhì)速率提高，在超臨界條件下，催化劑表面H2濃度增加，提高了氫化反 應(yīng)速率，使反應(yīng)時(shí)間縮短。采用本發(fā)明的方法來進(jìn)行氫化碘值為106的維生素E油，最終得到氫化維生素E 油的碘值為50 60。
具實(shí)施方式具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式的步驟如下步驟一反應(yīng)前的處理在不銹鋼高壓釜中加入10g維生素E油樣品，同時(shí)加入維 生素E油的0. 1 % 0. 2 %的Pd/C催化劑，再加入攪拌磁珠；步驟二 試漏向不銹鋼高壓釜中注入3 5MPa的C02氣體，進(jìn)行試漏；步驟三置換氣體用C02置換不銹鋼高壓釜中的空氣3 5次，其壓力小于4MPa ；步驟四充C02 向不銹鋼高壓釜中充入C02氣體，壓力為4 6MPa，使其在反應(yīng)溫 度下處于超臨界狀態(tài)；步驟五充H2 再向不銹鋼高壓釜中充入H2，總壓力為7. 5 9. 5MPa ；步驟六二次試漏將充入氣體的不銹鋼高壓釜進(jìn)行二次試漏；步驟七加熱采用加熱器對(duì)不銹鋼高壓釜進(jìn)行加熱，加熱溫度升至到60 120°C，加熱時(shí)間為1 2h ；步驟八進(jìn)行反應(yīng)在恒溫恒壓的條件下開動(dòng)磁力攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為200 400轉(zhuǎn) /分，反應(yīng)時(shí)間為0.5 2h;步驟九反應(yīng)結(jié)束反應(yīng)結(jié)束后使不銹鋼高壓釜冷卻至室溫，降溫時(shí)間為1. 5 2h,放出氣體，打開不銹鋼高壓釜，取出反應(yīng)產(chǎn)物，經(jīng)離心分離后得到產(chǎn)品；本實(shí)施方式中采用的設(shè)備為DF-101s集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，LD4-2A低速 離心機(jī)，150mL高壓反應(yīng)釜。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同點(diǎn)在于Pd/C催化劑含 0. 15%的Pd，其它組成和步驟與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同點(diǎn)在于步驟四中充入0)2氣
權(quán)利要求
一種用超臨界CO2為溶解劑氫化維生素E的方法，其特征在于它的步驟如下步驟一反應(yīng)前的處理在不銹鋼高壓釜中加入10g維生素E油樣品，同時(shí)加入維生素E的0.1％～0.2％的Pd/C催化劑，再加入攪拌磁珠；步驟二試漏向不銹鋼高壓釜中注入3～5MPa的CO2氣體，進(jìn)行試漏；步驟三置換氣體用CO2置換不銹鋼高壓釜中的空氣3～5次，其壓力小于4MPa；步驟四充CO2向不銹鋼高壓釜中充入CO2氣體，壓力為4～6MPa，使其在反應(yīng)溫度下處于超臨界狀態(tài)；步驟五充H2再向不銹鋼高壓釜中充入H2，總壓力為7.5～9.5MPa；步驟六二次試漏將充入氣體的不銹鋼高壓釜進(jìn)行二次試漏；步驟七加熱采用加熱器對(duì)不銹鋼高壓釜進(jìn)行加熱，加熱溫度升至到60～120℃，加熱時(shí)間為1～2h；步驟八進(jìn)行反應(yīng)在恒溫恒壓的條件下開動(dòng)磁力攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為200～400轉(zhuǎn)/分，反應(yīng)時(shí)間為0.5～2h；步驟九反應(yīng)結(jié)束反應(yīng)結(jié)束后使不銹鋼高壓釜冷卻至室溫，降溫時(shí)間為1.5～2h，放出氣體，打開不銹鋼高壓釜，取出反應(yīng)產(chǎn)物，經(jīng)離心分離后得到產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用超臨界C02為溶解劑氫化維生素E的方法，其特征在 于Pd/C催化劑含5%的Pd。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用超臨界C02為溶解劑氫化維生素E的方法，其特征在 于步驟四中充入C02氣體的壓力為4. 5 5. 5MPa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用超臨界C02為溶解劑氫化維生素E的方法，其特征在 于步驟四中充入C02氣體的壓力為4. 5MPa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用超臨界C02為溶解劑氫化維生素E油的方法，其特征 在于步驟五中C02和H2的總壓力為7. 5 9. 5MPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用超臨界C02為溶解劑氫化維生素E油的方法，其特征 在于步驟五中C02和H2的總壓力為9MPa。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用超臨界C02為溶解劑氫化維生素E油的方法，其特征 在于步驟七中的加熱溫度升至到60°C 120°C，加熱時(shí)間為2h。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用超臨界C02為溶解劑氫化維生素E油的方法，其特征 在于步驟七中的加熱溫度升至到100°C，加熱時(shí)間為2h。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用超臨界C02為溶解劑氫化維生素E油的方法，其特征 在于步驟八中的反應(yīng)時(shí)間0. 5 2h。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用超臨界C02為溶解劑氫化維生素E油的方法，其特征 在于步驟八中的反應(yīng)時(shí)間1. 5h。
全文摘要
一種用超臨界CO2為溶解劑氫化維生素E油的方法。它解決了常規(guī)壓力狀態(tài)下氫化方法中油脂中脂肪酸易發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng)。本發(fā)明的步驟如下將維生素E樣品放入釜中并加磁珠和一定量的催化劑，之后試漏；向釜中充入CO2達(dá)到超臨界狀態(tài)后再通入H2直至7.5～9.5MPa；加熱升溫，反應(yīng)結(jié)束后使不銹鋼高壓釜冷卻至室溫，放出氣體，打開不銹鋼高壓釜，取出得到反應(yīng)產(chǎn)物，經(jīng)離心分離后得到產(chǎn)品。超臨界CO2氫化反應(yīng)后維生素E的碘值為51.2gI2/100g，反式脂肪酸的含量為5.3％。本發(fā)明采用超臨界流體CO2為溶劑進(jìn)行加氫反應(yīng)，由于H2溶解于超臨界CO2流體中，傳質(zhì)速率提高，在超臨界條件下，催化劑表面H2濃度增加，提高了氫化反應(yīng)速率，使反應(yīng)時(shí)間縮短。
文檔編號(hào)A61P39/06GK101797248SQ20101014170
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2010年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月8日
發(fā)明者于殿宇, 劉晶, 李振嵐, 李默馨, 王俊國(guó), 王玉, 王立琦, 齊穎 申請(qǐng)人:東北農(nóng)業(yè)大學(xué)