專利名稱：一種利用廢棄油脂制備脂肪酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及精細(xì)化學(xué)品制備技術(shù)領(lǐng)域，特別指一種利用廢棄油脂制備脂肪酸的方法。
背景技術(shù)：
每年全國(guó)廢棄油脂不下于500萬(wàn)噸，未得到利用，造成嚴(yán)重環(huán)境污染，堵塞下水道，更有甚者，不法之徒竟將土法生產(chǎn)的地溝油和潲水油做為食用油流入餐桌和食品行業(yè)，貽害無(wú)窮。為此，世界有關(guān)國(guó)家紛紛立法，建立廢棄油脂從分類收集、運(yùn)輸、貯藏，加工，銷售整套制度并從稅收政策上給予優(yōu)惠支持，其中，日本由于受自然資源限制而加大這方面投入并取得了很好的成效，居世界領(lǐng)先水平。 脂肪酸是應(yīng)用非常廣泛的基本有機(jī)原料，均為可再生的天然資源。適應(yīng)現(xiàn)代及未來(lái)化工產(chǎn)品發(fā)展的趨勢(shì)，具有廣闊的發(fā)展前景，脂肪酸類產(chǎn)品可廣泛用作表面活性劑、化妝品、洗滌用品、農(nóng)用化學(xué)品、藥品及其他工業(yè)化學(xué)品，具有工業(yè)味素之稱，是極為重要的基礎(chǔ)化工原料之一。目前，國(guó)際上脂肪酸主要通過(guò)化學(xué)合成生產(chǎn)。隨著科技發(fā)展，脂肪酸的深加工水平和用途越來(lái)越廣。天然脂肪酸與傳統(tǒng)化工合成脂肪酸產(chǎn)品比具有無(wú)殘留毒害，低成本和可降解等明顯優(yōu)勢(shì)，大有逐步替代傳統(tǒng)化工合成產(chǎn)品之勢(shì)。天然脂肪酸成為各國(guó)爭(zhēng)相研發(fā)的熱門課題。由于原料成本低，采用廢棄油脂為原料生產(chǎn)脂肪酸成為研究熱點(diǎn)。文獻(xiàn)報(bào)道的制備方法直接將廢棄油脂與液體酸混合后進(jìn)行酸解，經(jīng)油水分離后上蒸餾塔分離。但是這種利用廢棄油脂制備脂肪酸的方法依然存在著或多或少的缺陷其一是蒸餾塔內(nèi)網(wǎng)板篩易結(jié)渣堵塞，需要經(jīng)常停產(chǎn)檢修，制約了生產(chǎn)效率的提高。其二是采用液體酸作為催化劑，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，而且廢水量大，環(huán)保難以達(dá)標(biāo)。其三是由于沖洗結(jié)渣堵塞的蒸餾塔網(wǎng)板篩，必須采用大量的鹽水，造成了二次污染和原料消耗，生產(chǎn)成本大幅度提高。其四是由于結(jié)渣和催化不均勻，導(dǎo)致反應(yīng)收率和產(chǎn)品質(zhì)量不高。其五是制備工藝后處理需要大量的人工成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)背景技術(shù)中存在的缺點(diǎn)和問題加以改進(jìn)和創(chuàng)新，提供一種利用廢棄油脂制備脂肪酸的方法。本發(fā)明根據(jù)GB9103-88，脂肪酸質(zhì)量應(yīng)達(dá)到質(zhì)量要求酸值(mg KOH/g) 195-205，皂化值(mg KOH/g) 195-206，色澤(HaZen) ( 400，含水量彡0. 5%。其制備方法如下
1)將長(zhǎng)梗木霉，纖維素酶、淀粉酶等復(fù)合液體酶菌按一定的比例混合，在常溫常壓下高速剪切；
2)將經(jīng)過(guò)剪切的復(fù)合液體酶菌、廢棄油脂和共溶劑按一定比例混合,再將混合物充分?jǐn)嚢瑁M(jìn)行酶解；
3)將一定量的固體酸催化劑加入到酶解液中進(jìn)行催化分解；
4)再將催化分解產(chǎn)物經(jīng)油水分離，油相壓濾回收固體酸催化劑后，再通過(guò)真空多塔連續(xù)精餾分離得到脂肪酸和油酸；排出的水相為廢水，進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)，達(dá)標(biāo)后排放。本發(fā)明所采用的復(fù)合液體酶菌是指長(zhǎng)梗木霉，纖維素酶、淀粉酶一種或多種混合物制得的復(fù)合液體酶菌。本發(fā)明復(fù)合液體酶菌在總物料中含量為0. 5% 10%，固體酸催化劑加入量占總物料的0. 2% 5%O本發(fā)明催化分解時(shí)間為120 300min小時(shí)；催化分解反應(yīng)溫度125 200°C ； 本發(fā)明精餾條件為精餾塔底溫度200 260°C，塔內(nèi)真空度-0. 01 -0. 05MPa。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果
本發(fā)明應(yīng)用微生物復(fù)合酶液(含果膠酶、纖維素酶、淀粉酶等)對(duì)廢棄油脂原料進(jìn)行酶降解預(yù)處理，使原料中果膠和纖維素等大分子結(jié)構(gòu)降解為小分子結(jié)構(gòu)，從而大幅減輕了上 述大分子物質(zhì)易結(jié)渣的可能性，提高了原料流動(dòng)性，活化了油料分子，有效解決了生產(chǎn)過(guò)程中塔內(nèi)網(wǎng)板篩易結(jié)渣堵塞的技術(shù)難題，從而大幅延長(zhǎng)設(shè)備維修周期，(由原來(lái)2-3個(gè)月需停產(chǎn)清洗網(wǎng)板篩延長(zhǎng)到6-8個(gè)月)，提高了生產(chǎn)率(> 10%)，降低了成本> 15%，同時(shí)在降解過(guò)程中激活了原料中分子活性，從而提高了產(chǎn)品提取率(> 3%)。本發(fā)明采用固體酸堿催化法，變傳統(tǒng)均相催化為非均相催化，通過(guò)壓濾回收固體酸，較好的解決了傳統(tǒng)工藝中催化劑回收難的問題，達(dá)到了快速干凈的回收酸催化劑，有效避免生產(chǎn)過(guò)程中強(qiáng)酸對(duì)環(huán)境的二次污染問題。同時(shí)，本發(fā)明解決了因原料在酸化或皂化過(guò)程中易產(chǎn)生大量果膠(堵塞網(wǎng)板篩主要因素之一)需有大量工業(yè)鹽水消除它的弊端，從而避免了工業(yè)鹽水的使用。采用本項(xiàng)目技術(shù)可大幅減少酸堿鹽的用量，極大改善了生產(chǎn)排水后處理難度和處理成本，有效保護(hù)了環(huán)境。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :
將長(zhǎng)梗木霉，纖維素酶、淀粉酶等復(fù)合液體酶菌按I :1 1的比例混合，在常溫常壓下高速剪切20min ;將經(jīng)過(guò)剪切的復(fù)合液體酶菌、廢棄油脂和共溶劑按0. 5:80:20比例混合，再將混合物充分?jǐn)嚢?，?0°C條件下酶解50min。將質(zhì)量比為0. 2%的固體酸催化劑加入到酶解液中進(jìn)行催化分解240min，控制溫度為150°C ；
將催化分解產(chǎn)物靜置30min，經(jīng)油水分離，油相壓濾回收固體酸催化劑后，再通過(guò)真空多塔連續(xù)精餾分離得到脂肪酸和油酸。精餾條件為精餾塔底溫度230°C，塔內(nèi)真空度-0. 025Mpa ;排出的水相為廢水，進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)，達(dá)標(biāo)后排放。產(chǎn)品收率為96. 0%，產(chǎn)品質(zhì)量酸值(mg KOH/g) 200，皂化值(mg KOH/g) 198，色澤(HaZen) 350，含水量 0. 3%。實(shí)施例 2-5:
工藝步驟同實(shí)施例1，工藝控制參數(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量見表I和表2。表I、實(shí)施例1-5工藝控制參數(shù)
權(quán)利要求
1.一種利用廢棄油脂制備脂肪酸的方法，其特征在于廢棄油脂經(jīng)生物降解后，通過(guò)固體酸催化和加壓水解，中間產(chǎn)物經(jīng)真空多塔連續(xù)精餾分離純化得到高品質(zhì)脂肪酸，其具體制備方法如下 1)將長(zhǎng)梗木霉、纖維素酶、淀粉酶中的一種或者至少二種混合制得的復(fù)合液體酶菌，在常溫常壓下高速剪切； 2)將剪切后的復(fù)合液體酶菌與廢棄油脂、共溶劑按一定比例混合，再將混合物充分?jǐn)嚢杳附猓? 3)再將一定量的固體酸催化劑加入到酶解液中進(jìn)行催化分解； 4)最后將催化分解物經(jīng)油水分離，油相壓濾回收固體酸催化劑后，再通過(guò)真空多塔連續(xù)精餾分離得到脂肪酸和油酸；排出的水相為廢水，進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)，達(dá)標(biāo)后排放。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種利用廢棄油脂制備脂肪酸的方法，其特征在于所述的復(fù)合液體酶菌按物料總量的0. 5 10%添加。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種利用廢棄油脂制備脂肪酸的方法，其特征在于所述的固體酸催化劑按物料總量的0. 2 5%添加。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種利用廢棄油脂制備脂肪酸的方法，其特征在于加入固體酸催化劑催化分解的時(shí)間為120 300min。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種利用廢棄油脂制備脂肪酸的方法，其特征在于加入固體酸催化劑催化分解的反應(yīng)溫度為125 200°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種利用廢棄油脂制備脂肪酸的方法，其特征在于油水分離的精餾條件為精餾塔底溫度200 260°C，塔內(nèi)真空度-0. 01 -0. 05MPa。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種利用廢棄油脂制備脂肪酸的方法，其特征在于所述的廢棄油脂包括地溝油、潲水油、油炸油腳、榨油下腳料和動(dòng)物皮、內(nèi)臟等動(dòng)物油脂廢棄物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用廢棄油脂制備脂肪酸的方法，具體包括以下步驟1)將長(zhǎng)梗木霉、纖維素酶、淀粉酶中的一種或者至少二種混合制得的復(fù)合液體酶菌，在常溫常壓下高速剪切；2)將剪切后的復(fù)合液體酶菌與廢棄油脂、共溶劑按一定比例混合，再將混合物充分?jǐn)嚢杳附猓?)再將一定量的固體酸催化劑加入到酶解液中進(jìn)行催化分解；4)最后將催化分解物經(jīng)油水分離，油相壓濾回收固體酸催化劑后，再通過(guò)真空多塔連續(xù)精餾分離得到脂肪酸和油酸；排出的水相為廢水，進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)，達(dá)標(biāo)后排放。本發(fā)明所用原料成本低、工藝簡(jiǎn)單、操作方便，酸化后脂肪酸總收率高；解決了塔內(nèi)網(wǎng)板篩結(jié)渣堵塞和酸堿污染難題，提高了生產(chǎn)效率，減少原料消耗，改善廢水處理難度，有效保護(hù)了環(huán)境。
文檔編號(hào)C11C1/06GK102746948SQ201210273820
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月3日
發(fā)明者彭敏, 彭正賢, 潘啟發(fā) 申請(qǐng)人:彭敏