生物酶法製造植物油脂肪酸甲酯的新方法
2023-04-25 22:03:36
專利名稱:生物酶法製造植物油脂肪酸甲酯的新方法
技術領域：
本發明涉及一種用生物酶法製備脂肪酸甲酯的新方法，特別是涉及一種用生物酶法製造植物油脂肪酸甲酯的新方法。
上述使用化學催化劑的方法存在著工藝複雜、醇必須過量，後續工藝必須有相應的醇回收裝置，能耗高；由於採用均相催化劑後處理過程複雜，均相催化劑與反應後的甘油被移去而不能重複使用，需中和、洗滌，會帶來大量的工業廢水，造成環境汙染；況且，醇解技術的較多經濟因素是副產物甘油的淨化，當大量無機物料必須除去時，這種淨化更困難。
本發明提供的生物酶法製造植物油脂肪酸甲酯的方法包括——將植物油、甲醇、助溶劑植物油脂肪酸甲酯投入帶密封蓋及裝有攪拌的容器中，進行充分攪拌均勻後，再加入生物酶催化劑，旋緊容器蓋，並將裝有反應物料的容器放入振蕩器中振蕩，震蕩頻率為100-200rpm，在30-60℃溫度下進行反應20-48小時，其中以100重量份植物油計，助溶劑植物油脂肪酸甲酯為50-100重量份，生物酶催化劑4-8重量份，甲醇與植物油的摩爾比為1∶1。
——通過過濾將生物酶催化劑從反應產物中移出。
——將反應物放置靜置12小時以上，待分層後除去甘油層，得產品植物油脂肪酸甲脂。
按照本發明提供的生物酶法製造植物油脂肪酸甲酯的新方法中，所述植物油包括菜籽油、棉籽油、豆油、花生油、棕櫚油、椰子油。胡麻油、葵花子油、芝麻油、玉米油、甘蘭油或蓖麻油等，優選為菜籽油、棉籽油、豆油、花生油、甘蘭油、棕櫚油或椰子油。在所述植物油中主要成分是甘油三酸酯，其中脂肪酸部分包括不飽和脂肪酸及飽和脂肪酸等組份，不飽和脂肪酸和飽和脂肪酸含量及不飽和度隨著植物油種類不同而有所的差別，但對本發明用生物酶法製造植物油脂肪酸甲酯沒有實質差別，都能實現本發明的目的。本發明的植物油脂肪酸甲酯就是由上述植物油製得的植物油脂肪酸甲酯的統稱，分別有菜籽油脂肪酸甲酯、棉籽油脂肪酸甲酯、豆油脂肪酸甲酯、棕櫚油脂肪酸甲酯、花生油脂肪酸甲酯、椰子油脂肪酸甲酯或甘蘭油脂肪酸甲酯等。
所述助溶劑植物油脂肪酸甲酯與上述植物油脂肪酸甲酯相同，包括菜籽油脂肪酸甲酯、棉籽油脂肪酸甲酯、豆油脂肪酸甲酯、棕櫚油脂肪酸甲酯、花生油脂肪酸甲酯、椰子油脂肪酸甲酯或甘蘭油脂肪酸甲酯等。在生物酶法製造植物油脂肪酸甲酯方法中，優選的所用助溶劑植物油脂肪酸甲酯的植物油與原料植物油相同，以利於製造的各種植物油脂肪酸甲酯不用分離直接得純植物油脂肪酸甲酯，否則得混合植物油脂肪酸甲酯。這些助溶劑植物油脂肪酸甲酯與甲醇的互溶性好，同時與植物油互溶性也好，在反應混合物中放入植物油脂肪酸甲酯就能使植物油和甲醇混合均勻，加快反映速度，同時也避免了甲醇單獨對脂肪酶的毒性作用而導致脂肪酶失活。助溶劑植物油脂肪酸甲酯的用量以100重量份植物油計為50-100重量份。
所述甲醇必須是純度大於99.5％以上，例如工業級甲醇或化學試劑級甲醇，分析純甲醇等，純度都在99.5％以上，都可適用於本發明方法中，甲醇純度越高對生物酶催化劑越有利。甲醇用量為與植物油等摩爾，既植物油甲醇摩爾比為1∶1。
所述生物酶是指脂肪酶，例如NOVOZYM435固定化脂肪酶(CANDIDA ANTARCTICA，NOVO NORDISK公司銷售產品)，LIPOZYME RM IM固定化脂肪酶(RHIZOMUCOR MIEHEI，NOVONORDISK公司銷售產品)，LIPASE-RH固定化脂肪酶(RHIZOPUSDELEMAR，TANABE SEIYAKU有限公司銷售產品)，優選為NOVOZYM435固定化脂肪酶，其用量相對於100重量份植物油為4-8重量份。
本發明提供的生物酶法製造植物油脂肪酸甲酯的新方法特點採用生物酶一固定化脂肪酶作催化劑和導入助溶劑植物油脂肪酸甲酯的條件下，通過天然植物油與甲醇的反應來製造植物油脂肪酸。此方法具有反應條件溫和、醇用量小，工藝簡單，可直接獲得脂肪酸甲酯和副產物甘油，無須精製處理，節約能源，無汙染物排放等優點，反應轉化率高，轉化的產品品質高。
實施例1在50ml的錐型瓶中加入棉籽油11.5克、甲醇0.4克、棉籽油脂肪酸甲酯6.0克充分攪拌後，加入NOVOZYM435固定化脂肪酶0.5克，將錐型瓶口密封，並將其放入振蕩器中，開啟振蕩器，在150RPM的頻率下震蕩，升溫至30℃，反應進行約24小時。反應結束後，通過過濾將NOVOZYM435固定化脂肪酶從反應產物中移出，然後將反應產物放置靜置13小時，待分層後除去甘油層，得產物棉籽油脂肪酸甲脂，反應的轉化率為97.8％。
實施例2在50ml的錐型瓶中加入菜籽油10.0克、甲醇0.4克、菜籽油脂肪酸甲脂5.2克充分攪拌後，加入NOVOZYM435固定化脂肪酸酶0.4克，將錐型瓶口密封，並將其放入振蕩器中，開啟振蕩器，在150RPM的頻率下震蕩，升溫至30℃，反應進行約24小時。反應結束後，通過過濾將NOVOZYM435固定化脂肪酶從反應產物中移出，然後將反應物放置靜置12小時，待分層後除去甘油層，得產物菜籽油脂肪酸甲脂，反應的轉化率達95.6％。
實施例3在50ml的錐型瓶中加入豆油11.0克、甲醇0.45克、豆油脂肪酸甲脂5.8克充分攪拌後，加入NOVOZYM435固定化脂肪酸酶0.45克，將錐型瓶口密封，並將其放入振蕩器中，開啟振蕩器，在150RPM的頻率下震蕩，升溫至30℃，反應進行約24小時。反應結束後，通過過濾將NOVOZYM435固定化脂肪酶從反應產物中移出，然後將反應產物放置靜置15小時，待分層後除去甘油層，得產物豆油脂肪酸甲脂，反應的轉化率達96.2％。
實施例4實施例4的製備方法步驟相同於實施例1，不同是脂肪酶為LIPOZYMERM ZI固定化脂肪酶，其反應的轉化率達59％。
權利要求
1.一種生物酶法製造植物油脂肪酸甲酯的方法，其特徵在於該方法包括——將植物油、甲醇、助溶劑植物油脂肪酸甲酯，投入帶密封蓋及裝有攪拌的容器中，充分攪拌均勻後，再加入生物酶催化劑，旋緊容器蓋，並將裝有反應物的容器放入振蕩器中振蕩，振蕩頻率為100RPM-200RPM，在30℃-60℃溫度下，進行反應約20-48小時，其中以100重量份植物油計，助溶劑植物油脂肪酸甲脂為50-100重量份，生物酶催化劑為1-8重量份，植物油與甲醇的摩爾比為1∶1；——通過過濾將生物酶催化劑從反應產物中移出；——將反應產物放置靜置12小時以上，待分層後除去甘油層，得產品植物油脂肪酸甲脂。
2.根據權利要求
1所述的生物酶法製備植物油脂肪酸甲脂的方法，其特徵在於所述植物油為棉籽油、菜籽油、豆油、花生油、棕櫚油、椰子油。胡麻油、葵花子油、芝麻油、玉米油、甘蘭油或蓖麻油。
3.根據權利要求
1所述的生物酶法製備植物油脂肪酸甲脂的方法，其特徵在於所述植物油為菜籽油、棉籽油、豆油、花生油、棕櫚油或椰子油。
4.根據權利要求
1所述的生物酶法製造植物油脂肪酸甲脂的方法，其特徵在於所述甲醇純度大於99.5％。
5.根據權利要求
1所述的生物酶法製造植物油脂肪酸甲酯的方法，其特徵在於所述助溶劑植物油脂肪酸甲酯為菜籽油脂脂肪甲酯、棉籽油脂肪酸甲酯、豆油脂肪酸甲酯、棕櫚油脂肪酸甲酯、花生油脂肪酸甲酯、椰子油脂肪酸甲酯、甘蘭油脂肪酸甲酯。
6.根據權利要求
1所述的生物酶法製造植物油脂肪酸甲酯的方法，其特徵在於所述生物酶催化劑是脂肪酶。
7.根據權利要求
6所述的生物酶法製造植物油脂肪酸甲酯的方法，其特徵在於所述脂肪酶是NOVOZYM435固定化脂肪酶、LIPOZYME RM IM固定化脂肪酶或LIPASE-RH固定化脂肪酶。
專利摘要
本發明涉及一種生物酶法製造植物油脂肪酸甲酯的方法，該方法以天然植物油和甲醇為原料，添加助溶劑，在固定化脂肪酶催化劑的作用下，進行反應，製備植物油脂肪酸甲酯，轉化率達95％以上。本發明製造植物油脂肪酸甲酯的方法具有反應條件溫和，醇用量小，工藝簡單，可直接獲得植物油脂肪酸甲酯和副產物甘油，無須精製處理，節約能源，無汙染物排放等優點，轉化率高，產品品質高。
文檔編號C12S3/00GKCN1442472SQ03121494
公開日2003年9月17日 申請日期2003年3月28日
發明者劉陽, 張利平, 王都 申請人:劉陽, 王都, 張利平導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan