一種天然紫膠蠟的提取方法

2023-06-04 14:02:46

專利名稱：一種天然紫膠蠟的提取方法
技術領域：
本發明涉及一種天然紫膠蠟的提取方法，具體地說，涉及一種能滿足食品、 化妝品及製藥業中使用要求的紫膠蠟的提取和製備方法。二. 背景技術紫膠蠟又稱蟲膠蠟，是紫膠的重要組成成分，紫膠蠟在不同種類紫膠中的含量隨紫膠蚧屬不同而不同，大多為4~8%，見表l (姚德富.紫膠蟲和紫膠生產. 北京:科學出版社，1992;李金元，趙玉蘭，李玉龍等.三種紫膠蟲膠質比較研究. 林業科學研究.1994， 7(4) :456—459;全國蟲膠質量標準調査研究組.國產蟲膠 質量調查報告.林化科技，1973， 13(1): 71—75)。表1不同紫膠蚧屬的紫膠中蠟成分蟲種樹脂(％)蠟質(％)熔點('c)顏色指數(號)乙醇不溶物(%)中華紫膠蟲80—825—778.514—187—9格氏紫膠蟲78—894_880.014—316—14紫膠蚧81—852—476.54一58—9信德紫膠蟲77—822—377.05 — 76—10田紫膠蟲78—894一8/4一76—14榕樹紫膠蟲78—894—8/6—1511一13紫膠蠟(Shellac wax: Lac wax)，同蜂蠟,川蠟等昆蟲蠟一樣，在國外己廣 泛應用在諸如鞋油、地板蠟、上光蠟、複寫紙用蠟、油墨等日用化學品，是一種 不可缺少的昆蟲蠟組份。對成品紫膠蠟的理化指標不僅客戶有不同的要求，而且 成品中的成分指標也因提取工藝及採用的原料的不同而不盡相同。德國KPS (Kalkhof G. M. B. H, Petersen & Stroever)公司的紫膠蠟品質規定及印度Angelo Brother Limited的紫膠蠟指標分別見表2 (James WM, Shellac[M]，William Zinsser&Co.，Inc.451.)和見表3 (Calcutta C, Sellac[M]， 1965 India:451 )。表2紫膠蠟物化指標_物化項目(items)_指標(specification)熔點Melting point (°C) 78~82酸值Acid value (mgKOH/g) 7 12皂化值Saponification value (mgKOH/g) 50 70 松香Wood resin (% ) 0灰分Ash (%) 0.05 0.203
水份Volatile_^_0. 5 1. 5表3Angeb紫膠蠟物化指標物化項目(items) 指標(specification)軟化點Soft point (°C)68~ 71熔點Melting point (°C)83 84酸值Acid value (mg,g)14 19阜化值Saponification value (mgKOH/g)85 95公知的紫膠蠟的提取工藝有醇溶法和萃取法，其中醇溶法根據紫膠醇溶後紫 膠蠟的分離方法不同而細分為醇溶法和沉降法。醇溶法是將紫膠樹脂用濃乙醇於 18x:下溶解，紫膠樹脂及紫膠色素溶解於乙醇中，而紫膠蠟不溶解，從而實現了 紫膠蠟同紫膠樹脂的分離。將溶液用濾布過濾，濾渣中含有不溶於乙醇的紫膠蠟 粗品，然後將粗品用四氯化碳等溶劑進行萃取精製而獲得精製紫膠蠟。用離心沉降法加速分離懸浮於乙醇溶液中的紫膠蠟，獲得含蠟35%左右的離心沉降渣，然 後用三倍量的四氯化碳於30'C 40t:萃取沉降渣1小時，過濾後，蒸發回收溶劑四氯化碳後獲得精製紫膠蠟(孫雲.紫膠脫蠟及精製紫膠蠟製備.昆明理工大學學報(理工版)，2003,28(6): 103—106)。沉降法也要使用溶劑溶解紫膠樹脂， 因紫膠樹脂溶解後，紫膠蠟沉降過程而命名；將紫膠樹脂於40 50'C下用乙醇 溶解，然後靜置使紫膠蠟沉降，最後經分離得到含蠟的渣，將含蠟渣用溶劑萃取 精製而得精製紫膠蠟，工藝過程除紫膠溶解後蠟分離的過程不同外，其他過程基 本同醇溶法。萃取法是使用兩種溶劑，其中一種是汽油，用來溶解紫膠蠟:另一 種是乙醇，用來溶解紫膠。先將從紫梗上楷下的紫膠與兩種溶劑經攪拌溶解，靜 置後分為三層，上層為含紫膠蠟的汽油層。然後分離上層，蒸出汽油，即得粗品 紫膠蠟，最後將粗品精製即得。 三.發明內容本發明的目的是提供一種天然紫膠蠟的提取方法，以漂白膠生產過程中廢棄 助濾劑為原料，用水或稀碳酸鈉溶液浸出紫膠加工中廢棄助濾劑，冷卻後分離出 助濾劑中的紫膠蠟，所得紫膠蠟粗品用索式提取器在有機溶劑中分離粗蠟中的雜 質，將分離雜質後的紫膠蠟和有機溶劑的混合物進行常壓或減壓蒸餾，回收有機 溶劑後冷卻即得塊狀的能滿足食品、化妝品及製藥業中使用要求的紫膠蠟產品。 所獲得紫膠蠟產品的理化指標為熔點76~82°C,酸值3~10 mgK0H/g,皂化值 50~80 mgK0H/g， 松香0% ，灰分0. 01%~0. 5%,水分<1.0%。本發明的另一目的是有效利用紫膠蠟資源、循環使用硅藻土及減少紫膠蠟對 環境的汙染，提高漂白紫膠深加工技術的經濟效益。在漂白紫膠生產過程中，常 使用次氯酸鈉將紫膠鹼性溶液漂白後，用硅藻土作為助濾劑，將紫膠樹脂中的紫 膠蠟吸附而除去，而吸附紫膠蠟的硅藻土則作為固體廢棄物填埋或堆存，雨季來 臨時，廢棄物中的紫膠蠟隨雨水流向土壤及農田中，不但未有效回收使'用價值高 的紫膠蠟，而且也對環境產生汙染，同時也未實現硅藻土循環利用。 本發明按以下技術方案實施1) 用水或碳酸鈉溶液將吸附紫膠蠟的助濾劑原料在溫度為80 10(TC下浸出 2-4小時,水或碳酸鈉溶液的體積升(L)數同助濾劑的重量公斤(kg)數的比是 3~50:1，碳酸鈉溶液中碳酸鈉的重量百分濃度為《1.0 wt%，得溶出紫膠蠟的懸 浮液2) 溶出紫膠蠟的溶液冷卻至溫度50'C以下，撈出凝固且漂浮在溶液表面的 物質，得到紫膠蠟的粗品3) 撈出紫膠蠟粗品後溶液過濾，濾液返回浸出作業過程，濾餅返回漂白紫 膠生產過程使用；4) 將紫膠蠟粗品用濾布或濾紙包裹後置於提取器中，或者直接加入提取器 的濾套中，加入有機溶劑，於回流下提取紫膠蠟，並分離紫膠蠟粗品中的雜質， 回流時間10 240min,反應溫度為使有機溶劑回流的溫度，回流溫度70~120°C; 有機溶劑加入量為紫膠蠟粗品重量的8 50倍；所述的有機溶劑為環己烷、四氫 呋喃、異丙醇、二氯乙烷中的一種或幾種；5) 有機溶劑回流提取粗蠟結束後，將含有紫膠蠟和有機溶劑的混合物冷卻 (自然冷卻、冷卻水或冷媒間接冷卻)到溫度為室溫或低於3(TC後，在溫度60-12(TC下進行常壓或減壓蒸餾揮發回收有機溶劑，剩餘物為不含有機溶劑的紫 膠蠟熔融液，倒入模具中冷卻後便得到精製紫膠蠟產品。所獲得紫膠蠟產品的理化指標為熔點76~82'C，酸值3~10 mgKOH/g,皂 化值50~80 mgKOH/g， 松香0% ,灰分0. 01%~0. 5%，水分〈L 0%。與公知技術相比本發明的優點及積極效果本發明從漂白紫膠生產過程中產生的含蠟廢棄物中提取紫膠蠟，所獲得的產
品熔點76 82。C，酸值3~10 mgK0H/g,皂化值50~80 mgK0H/g， 松香0% ，灰 分0.01%~0.5%，水分〈1.0%，能滿足食品、化妝品及製藥業中使用的紫膠蠟要求; 本發明實現了從漂白紫膠加工過程中產生的助濾劑中有效回收紫膠蠟，助濾劑返 回漂白膠生產作業中，實現了助濾劑的循環利用;本發明同時解決了紫膠漂白加 工中的固體廢棄物對環境造成二次汙染的問題，也有效回收了助濾劑。實施例l:將15000mL濃度為0.2wt。/。的碳酸鈉溶液升溫至溫度為9(TC，加 入吸附紫膠蠟的助濾劑1000g (水分45.0%，蠟12.9%)進行浸出，加料完畢後 恆溫攪拌下反應120min，置於冷水浴中冷至溫度為3tTC，取出浮於液面上的凝 固物，得紫膠蠟粗品重量140.5g;所得紫膠蠟粗品用濾紙包裹後用2L的索式提 取器加入1.2kg環己烷於回流下提取60min，溫度為86.(TC;將加熱套取下，用自來水將環己垸和紫膠蠟的混合物冷卻至室溫，然後進行常壓蒸餾揮發回收環己 烷溶劑，蒸餾溫度80。C,當冷凝器不再有液滴流出時停止，立即將餘下的熔融狀 紫膠蠟液倒入模具中，冷卻後取出稱重，得到125.5g微黃的塊狀紫膠蠟產品， 產品得率為97.3%。產品理化檢測指標為熔點76'C,酸值4.6mgKOH/g,皂化 值65mgKOH/g，松香0%，灰分0.02%，水分0.1%。實施例2:將18000mL濃度為0.5wt。/。的碳酸鈉溶液升溫至95'C，加入吸附 紫膠蠟的助濾劑2000g (水分45.0%，蠟12.9%)進行浸出，加料完畢後恆溫攪 拌下反應180min，置於冷水浴中冷至溫度為40'C，取出浮於液面上的凝固物， 得紫膠蠟粗品重量291.0g;所得紫膠蠟粗品用濾布包裹後用5L的索式提取器加 入3.2kg異丙醇於回流下提取120min，溫度為86'C;將加熱套取下，自然冷卻 異丙醇和紫膠蠟的混合物至室溫，然後進行於-0.8Mpa減壓蒸餾揮發回收溶劑， 蒸餾溫度7(TC，當冷凝器不再有液滴流出時停止，立即將餘下的熔融狀紫膠蠟液 倒入模具中，冷卻後取出稱重，得到254.0g微黃的塊狀紫膠蠟產品，產品得率 為98.3%。產品理化檢測指標為熔點78'C，酸值8.2mgKOH/g,皂化值70 mgKOH/g，松香0%，灰分0.03%,水分0.3%。實施例3:將18000mL的自來水升溫至沸騰(溫度為93.5'C)，加入吸附紫 膠蠟的助濾劑1000g (水分45.0%，蠟12.9%)進行浸出，加料完畢後沸騰溫度 下攪拌下反應240min，置於冷水浴中冷至溫度為25°C，取出浮於液面上的凝固 物，得紫膠蠟粗品重量135.8g;所得紫膠蠟粗品用濾紙包裹後用2L的索式提取
器加入1.5kg 二氯乙烷於回流下提取120min,回流溫度為88'C，將加熱套取下， 用自來水將四氯化碳和紫膠蠟的混合物冷卻至室溫，然後進行常壓蒸餾揮發回收 二氯乙烷，蒸餾溫度85'C,當冷凝器不再有液滴流出時停止，立即將餘下的熔融 狀紫膠蠟液倒入模具中，冷卻後取出稱重，得到125.0g微黃的塊狀紫膠蠟產品， 產品得率為96.9%。產品理化檢測指標為熔點78'C，酸值6.5mgKOH/g，皂化 值70mgKOH/g,松香0%，灰分0.03%，水分0.1%。
權利要求
1、一種天然紫膠蠟的提取方法，其特徵在於其按以下步驟實施，1)用水或碳酸鈉溶液將吸附紫膠蠟的助濾劑原料在溫度為80～100℃下浸出2-4小時，水或碳酸鈉溶液的體積升數與助濾劑的重量公斤數的比是3～50∶1，碳酸鈉溶液中碳酸鈉的重量百分濃度為≤1.0wt％，得溶出紫膠蠟的懸浮液；2)溶出紫膠蠟的溶液冷卻至溫度50℃以下，撈出凝固且漂浮在溶液表面的物質，得到紫膠蠟的粗品；3)撈出紫膠蠟粗品後溶液過濾，濾液返回浸出作業過程，濾餅返回漂白紫膠生產過程使用；4)將紫膠蠟粗品用濾布或濾紙包裹後置於提取器中，或者直接加入提取器的濾套中，加入有機溶劑，於回流下提取紫膠蠟，並分離紫膠蠟粗品中的雜質，回流時間10～240min，反應溫度為使有機溶劑回流的溫度，回流溫度70～120℃；有機溶劑加入量為紫膠蠟粗品重量的8～50倍；5)有機溶劑回流提取粗蠟結束後，將含有紫膠蠟和有機溶劑的混合物冷卻到溫度為室溫或低於30℃後，在溫度60-120℃下進行常壓或減壓蒸餾揮發回收有機溶劑，剩餘物為不含有機溶劑的紫膠蠟熔融液，倒入模具中冷卻後便得到精製紫膠蠟產品。
2、 根據權利要求1所述的天然紫膠蠟的提取方法,其特徵在於所述的有機 溶劑為環己烷、四氫呋喃、異丙醇、二氯乙烷中的一種或幾種。
全文摘要
本發明涉及一種天然紫膠蠟的提取方法，以紫膠加工中產生的廢棄助濾劑為原料，用水或稀碳酸鈉溶液浸出廢棄助濾劑，冷卻後分離出助濾劑中的紫膠蠟，所得紫膠蠟粗品用索式提取器在有機溶劑中分離粗蠟中的雜質，將分離雜質後的紫膠蠟和有機溶劑的混合物進行常壓或減壓蒸餾，回收有機溶劑後冷卻即得塊狀的能滿足食品、化妝品及製藥業中使用要求的紫膠蠟產品。所獲得紫膠蠟產品的理化指標為熔點76～82℃，酸值3～10mgKOH/g，皂化值50～80mgKOH/g，松香0％，灰分0.01％～0.5％，水分＜1.0％。本發明有效利用紫膠蠟資源、循環使用硅藻土及減少紫膠蠟對環境的汙染，提高漂白紫膠深加工技術的經濟效益。
文檔編號C11B11/00GK101397526SQ200810233528
公開日2009年4月1日 申請日期2008年11月4日 優先權日2008年11月4日
發明者廖亞龍 申請人:昆明理工大學