专利名称：油的提取的制作方法
背景技术：
数千年以来，油通常从含油植物中被提取。有许多种植物产生足够数量的油，这些油可加工成可食用油或工业产品。
通常用溶剂从含油植物中提取油。溶剂提取为质量转移过程，在该过程中将一种或多种物质从混合物中转移至溶剂相，使该物质从该混合物中分离。已有多种有机溶剂用于商业提取。然而，仍然存在着对于从含油植物中提取油的具有成本效益的溶剂以及环保的提取方法进行开发的需求。
发明概述本发明是基于以脂肪酸烷基酯为溶剂可从含油种籽中顺利地提取甘油三酯的发现。
一方面，本发明公开了产生甘油三酯溶液的方法。该方法包括将液态的脂肪酸烷基酯与含有甘油三酯的物质接触(例如，在15-180℃或25-150℃)，使得该甘油三酯溶于该脂肪酸烷基酯从而形成甘油三酯溶液。优选地，在该接触步骤之前，通过醇(例如，C1-C8伯醇或仲醇)与甘油三酯的反应可获得该脂肪酸烷基酯，所述甘油三酯提取自相同含有所述甘油三酯的物质。示例性的醇包括甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇、异戊醇、新戊醇和正己醇。该脂肪酸烷基酯和该含有甘油三酯的物质可以1∶2-10∶1(例如，1∶1-6∶1)的重量比混合。
所述含有甘油三酯的物质可以是含油种籽。术语“含油种籽”指的是任何的适合提取油的植物种籽。含油种籽的例子包括大豆、花生、向日葵籽、油菜籽、玉米(例如，玉米胚芽或玉米干酒糟)、麻风树籽、水黄皮籽、印度楝籽，刺果藤籽(mahua seed)、蓖麻籽、橡胶籽、棉花籽、棕榈仁、橄榄、杏仁、巴西棕榈树籽、ben seed、刺棘蓟籽、亚麻荠籽、亚麻子、榛子仁、大麻籽、芥菜籽(例如，埃塞俄比亚芥菜籽和印度芥菜籽)、加州希蒙得木籽、罂粟籽、红花籽、芝麻、小麦颗粒、婆罗双树籽、海甘蓝籽、cuphea seed、nahor seed和烟草籽。可选择地，该含有甘油三酯的物质可从某些含油植物中除种籽之外的部分中获得。术语“含油植物”指的是在任何部分中(例如，种籽或果实)含有油的任何植物。除上述所列的那些例子外，还包括但不局限于米糠、棕榈(例如，棕榈果浆)、香槐和海藻。
上述的脂肪酸烷基酯可包含C1-C8伯醇或仲醇部分或C6-C24脂肪酸部分。术语“烷氧基”指的是直链的或支链的、饱和的或不饱和的、含有氧自由基的非芳烃部分，例如-OCH3或-OCH＝C2H4。本发明提及的术语“脂肪酸”指的是直链的或支链的、饱和的或不饱和的一元有机酸。示例性的脂肪酸包括己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、十九烷酸、花生酸、山萮酸、二十四烷酸、棕榈油酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、顺-11-二十碳烯酸以及芥酸。示例性的脂肪酸烷基酯包括脂肪酸甲酯、脂肪酸乙酯、脂肪酸正丙酯、脂肪酸异丙酯、脂肪酸正丁酯、脂肪酸异丁酯、脂肪酸正戊酯、脂肪酸异戊酯、脂肪酸新戊酯和脂肪酸正己酯。通常，该脂肪酸烷基酯可具有150℃-500℃的沸点。
以下将对本发明的一个或多个实施方案进行详细说明。本发明的其它特征、目的和优点在该说明书和权利要求中是显而易见。
详细说明本发明涉及在某温度中(例如15℃-180℃)，以脂肪酸烷基酯为溶剂从含油植物中提取甘油三酯以获得提取溶液。当该含油植物含有高含量的油时，在提取前，该植物可任选地被压榨或挤榨以除去一部分油。如果需要，该含油植物也可被研磨成粉以促进提取。
可通过本领域内公知的方法完成所述提取方法。例如，该提取方法可通过将研磨成粉的含油植物与脂肪酸烷基酯在连续搅拌釜反应器中混合预定的时段来完成。又如，该提取方法可在无需混合的条件下，在活塞流反应器或固定床反应中，通过逆流流动、同向流动、或两种流动的组合，将研磨成粉的含油植物与脂肪酸烷基酯集合来完成。所述提取方法可通过分批法或流动法完成。通常，可用流动法以协助维持合理的生产成本。
可在不同温度中实施所述提取。通常，在较高温度(例如，35℃以上)下可提取更多的油。但是，高温提取也可产生更多杂质(例如，磷和水分)。所述提取方法中使用的溶剂和含油植物之间的重量比依赖于多种因素，例如，含油植物的种类以及该含油植物中的油含量。例如，可使用低重量比来对预压榨的含油植物进行提取，在该预压榨的含油植物中已除去了一部分该植物中的油。通常，该重量比为1∶2-10∶1。其它提取条件(例如，提取时间)可根据经验来确定。
用于所述提取方法的脂肪酸烷基酯可通过公知的方法制备。例如，可通过醇(例如，乙醇)与脂肪酸(例如，硬脂酸)之间的酯化反应制备脂肪酸烷基酯。又如，可通过醇与甘油三酯之间的酯交换制备脂肪酸烷基酯，例如美国专利申请第10/945,339号(公开号20060063241)中公开的酯交换反应。优选地，所述脂肪酸烷基酯是从C1-C4醇中制备的。应用这样的脂肪酸烷基酯的提取方法通常产生含有较少杂质(例如，磷和水分)的甘油三酯溶液。用于制备所述脂肪酸烷基酯的甘油三酯可得自植物，该植物可不同于欲被提取的植物。优选地，该甘油三酯得自和欲被提取的植物相同的植物。在该种情况下，提取自该植物的该甘油三酯与用于制备所述提取溶剂(即所述的脂肪酸烷基酯)的甘油三酯是相同的。因此，如果所提取的甘油三酯随后通过酯交换反应，用于制备所述脂肪酸烷基酯，则提取溶液中的该脂肪酸烷基酯可作为溶剂用于该反应，因此其无需从所提取的甘油三酯中分离。
在所述提取过程后，所述脂肪酸烷基酯可通过部分地或完全地从提取溶液中除去，任选地从提取的甘油三酯中分离。可应用真空蒸馏塔、极窄馏分真空蒸馏单元(a short-path vacuum distillation unit)或本领域内任何其它的合适设备，通过蒸馏完成该除去步骤。是从提取溶液中部分地或完全地除去所述脂肪酸烷基酯，还是根本不除去它，依赖于多种因素，例如该脂肪酸烷基酯与所提取的甘油三酯间的比例，以及所提取的甘油三酯的最终用途。
所述的提取的甘油三酯可进一步处理从而用于食品和制药工业。其也可作为原料用于制备脂肪酸烷基酯或脂肪醇。脂肪酸烷基酯可用作柴油燃料、润滑油或化学中间体。脂肪醇可用作清洁剂工业中的表面活性剂。
以下仅以说明的目的对特定的实施例进行教导，而并非以任意的方式对本公开内容的其余部分进行限制。无需赘述，可知本领域所属技术人员可根据本说明书在最大范围内对本发明进行应用。在此将本发明引用的全部出版物(包括专利)作为参考全部引用。
实施例1首先将大豆磨成粉末，然后通过孔径为40目(大约425-520μm)的过滤器过滤。将平均粒度小于40目的、与脱壳粉相似的大豆粉收集并用于油的提取。
将得自上述过程的大豆粉干燥至其含水量小于6％重量比。随后以基于大豆的脂肪酸甲酯(FAMEs)为溶剂，在搅拌的条件下在烧杯中提取该粉末。该基于大豆的FAMEs是先前通过甲醇与得自大豆的甘油三酯之间的酯交换反应来制备的。
在35℃中，以6∶1溶剂对粉末的重量比用FAMEs完成该提取方法。以每分钟300转(rpm)的速度搅拌该烧杯。提取30分钟后，测定该油水混合物(即，含有提取的油的溶液)的含量。用HPLC测定该油水混合物中的油含量(JASCO1580型；色谱柱Luna Su C18，2μm，250*4.6mm，Phenomenex，托兰斯，加利福尼亚；流动相甲醇，以及己烷/异丙醇(4∶5)；UV检测器UV-2075，JASCO Inc.，东京，日本)。根据操作手册(MKC-500KF水分滴定仪，京都电子制造有限公司，Ver.04，#595-0006)，用Karl-Fisher方法测定该油水混合物中的含水量。根据美国石油化学家学会法定方法Ca 12-55测定该油水混合物中的含磷量。结果说明该油水混合物的含水量为818ppm、含磷量为14.4ppm以及含油量为3.60％重量比。所提取的油的重量为该大豆粉重量的20％。
在烧杯中，以降低的溶剂对粉末的比例用FAMEs再继续提取该大豆粉。特别地，在该烧杯中，在溶剂对粉末的比例为1∶1时，以1,000rpm搅拌15分钟对所述粉末进行两次提取。第一次提取后，该油水混合物的含水量为989ppm、含磷量为23.4ppm以及含油量为14.08％重量比。在第二次提取后，该油水混合物的含水量为1,428.3ppm、含磷量为14.23ppm以及含油量为6.13％重量比。在两次提取后，所提取的油的总重量为该大豆粉重量的21.59％。
最后，通过常规方法再对得自上述过程的所述大豆粉进行提取。特别地，在65℃，以8∶1溶剂对粉末的比例，以己烷为溶剂通过Gerhardt’sSoxtherm自动化的soxlet系统提取该粉末。该方法公开于美国石油化学家学会、法定和试行方法、第一卷、AOCS Champaign II(1980)MethodAm2-93。结果说明所述油的含磷量为265ppm。所提取的油的重量为该大豆粉重量的18.8％。
实施例2用制备自甘油三酯的FAMEs对两种含油种籽进行提取，该甘油三酯得自其相应的油来源。特别地，用基于向日葵籽的FAMEs提取向日葵籽，用基于花生的FAMEs提取花生(花生)。
将向日葵籽脱壳并磨成平均粒度小于40目的粉末。将该粉末干燥至其含水量小于6％重量比。随后在烧杯中，以1∶1溶剂对粉末的比例，用基于向日葵籽的FAMEs对该粉末进行两次提取。每次提取都是在35℃，在烧杯中，以1,000rpm搅拌15分钟来进行的。第一次和第二次提取后，所述油水混合物的含水量分别为794和831ppm，含磷量分别为49.6和47.8ppm且含油量分别为35.65和12.30％重量比。在两次提取后，所提取的油的总重量为该向日葵籽重量的54.83％。
将花生磨成平均粒度小于25目(即，大约425-710μm)的粉末，随后干燥至其含水量低于6％重量比。在烧杯中，以1∶1溶剂对粉末的比例，用基于花生的FAMEs对该粉末进行四次提取。每次提取都是在35℃，在烧杯中，以1,000rpm搅拌15分钟来进行的。在第一次、第二次、第三次及第四次提取后，所述油水混合物的含水量分别为701，690，661和661ppm，含磷量分别为23.5，16.4，0和0ppm，以及含油量分别为31.4，10.9，2.63和0.78％重量比。在三次提取后，所提取的油的总重量为该花生重量的45.83％。在四次提取后，所提取的油的总重量为该花生重量的47.48％。
实施例3用基于大豆的脂肪酸乙酯(FAEEs)提取大豆。基于大豆的FAEEs是通过乙醇与得自大豆的甘油三酯之间的酯交换反应来制备的。
首先将大豆磨成平均粒度小于40目的粉末，然后干燥至其含水量低于6％重量比。随后在烧杯中，以1∶1溶剂对粉末的比例，用基于大豆的FAEEs对该粉末进行三次提取。每次提取都是在35℃，在烧杯中，以1,000rpm搅拌15分钟来进行的。在第一次、第二次和第三次提取后，所述油水混合物的含水量分别为650，652和694ppm，含磷量分别为39.4，23.3和16.0ppm，以及含油量分别为14.09，5.93和1.05％重量比。在三次提取后，所提取的油的总重量为该大豆粉重量的20.1％。
实施例4除了以基于大豆的脂肪酸丁酯(FABEs)为溶剂之外，通过与实施例3中公开的相似方法对大豆进行提取。基于大豆的FABEs是通过正丁醇与得自大豆的甘油三酯之间的酯交换反应来制备的。在第一次、第二次和第三次提取后，所述油水混合物的含水量分别为576，519和479ppm，含磷量分别为27.32，13.49和0.96ppm，以及含油量分别为15.93，5.10和1.60％重量比。在三次提取后，所提取的油的总重量为该大豆粉重量的21.6％。
实施例5除了以降低的搅拌速度，即以500rpm的速度进行所述提取之外，通过与实施例4中公开的相似方法对大豆进行提取。此外，该提取是在四个不同的温度下进行的，即35℃，60℃，100℃和150℃。
结果表明在较高的温度中，所提取的油的总重量增加。特别地，在35℃，60℃，100℃和150℃下，所提取的油的总重量分别为大豆粉重量的21.42，23.25，28.4和32.8％。所得结果也说明在35℃，60℃，100℃和150℃的条件下，在每次提取后获得的油水混合物组合中的含磷量分别为16.2，18.64，48.32和91.12ppm。
实施例6用FAMEs提取两种含油种籽，该FAMEs是从得自其相应油来源的甘油三酯和得自另一油来源的甘油三酯中制备的。特别地，用基于向日葵籽的FAMEs和基于大豆的FAMEs提取向日葵籽，并且用基于花生的FAMEs和基于大豆的FAMEs提取花生(花生)。
除了溶剂对粉末的比例为6∶1以及仅进行一次提取之外，通过与实施例2公开的相似方法，用基于向日葵籽的FAMEs和基于大豆的FAMEs提取向日葵籽。在用基于向日葵籽的FAMEs以及用基于大豆的FAMES提取后，所述油水混合物的含水量分别为466和856ppm，含磷量分别为10.6和12.78ppm，以及含油量分别为6.33和4.06％重量比。当以基于向日葵籽的FAMEs为溶剂时，所提取的油的总重量为向日葵籽重量的39.0％，当以基于大豆的FAMEs为溶剂时，所提取的油的总重量为向日葵籽重量的24.71％。
除了溶剂对粉末的比例为6∶1以及仅进行一次提取之外，通过与实施例2公开的相似方法，用基于花生的FAMEs和基于大豆的FAMEs提取花生。在用基于花生的FAMEs以及用基于大豆的FAMES提取后，所述油水混合物的含水量分别为470和718ppm，含磷量分别为19.36和10.0ppm，以及含油量分别为6.23和6.83％重量比。当以基于花生的FAMEs为溶剂时，所提取的油的总重量为花生重量的39.1％，当以基于大豆的FAMEs为溶剂时，所提取的油的总重量为花生重量的39.8％。
上述结果说明可使用制备自同种植物籽油的FAMEs，以及制备自不同种植物籽油的FAMEs从植物籽中提取油。
其它实施方案可以任意的组合形式对将本说明书中公开的全部特征进行组合。可采用适合于相同、等同或相似目的的可选择的特征取代本说明书中公开的每个特征。因此，除非特别说明，否则所公开的每个特征通常仅为各种等同或相似特征中的一个例子。
从以上描述中，本领域所属技术人员可容易地确定本发明的基本特征，并且在不脱离其精神和范围的前提下，对本发明进行多种改变和修饰从而适用于多种用途和条件。因此，其它实施方案也包括在所附的权利要求范围之内。
权利要求
1.生产甘油三酯溶液的方法，所述方法包括将液态的脂肪酸烷基酯与含有甘油三酯的物质接触，使得所述甘油三酯溶于所述脂肪酸烷基酯从而形成甘油三酯溶液。
2.如权利要求1所述方法，其中所述含有甘油三酯的物质来自含油植物。
3.如权利要求2所述方法，其中所述含油植物为米糠、棕榈果浆、香槐或海藻。
4.如权利要求2所述方法，其中所述含有甘油三酯的物质为含油种籽。
5.如权利要求4所述方法，其中所述含油种籽为大豆、花生、向日葵籽、油菜籽、玉米、麻风树籽、水黄皮籽、印度楝籽、刺果藤籽、蓖麻籽、橡胶籽、棉花籽、棕榈仁、橄榄、杏仁、巴西棕榈树籽、ben seed、刺棘蓟籽、亚麻荠籽、亚麻子、榛子仁、大麻籽、芥菜籽、加州希蒙得木籽、罂粟籽、红花籽、芝麻、小麦颗粒、婆罗双树籽、海甘蓝籽、cupheaseed、nahor seed或烟草籽。
6.如权利要求1所述方法，其中所述脂肪酸烷基酯包含C6-C24脂肪酸部分。
7.如权利要求1所述方法，其中所述脂肪酸烷基酯包含C1-C8伯烷氧基或仲烷氧基部分。
8.如权利要求1所述方法，其中所述脂肪酸烷基酯为脂肪酸甲酯、脂肪酸乙酯、脂肪酸正丙酯、脂肪酸异丙酯、脂肪酸正丁酯、脂肪酸异丁酯、脂肪酸正戊酯、脂肪酸异戊酯、脂肪酸新戊酯或脂肪酸正己酯。
9.如权利要求1所述方法，其中所述脂肪酸烷基酯具有150℃-500℃的沸点。
10.如权利要求1所述方法，其中所述接触步骤在15℃-180℃下进行。
11.如权利要求10所述方法，其中所述接触步骤在25℃-150℃下进行。
12.如权利要求1所述方法，其中所述脂肪酸烷基酯与所述的含有甘油三酯的物质以1∶2至10∶1的重量比接触。
13.如权利要求1所述方法，其中在所述接触步骤之前，所述脂肪酸烷基酯得自醇与甘油三酯的反应，所述甘油三酯提取自相同含有所述甘油三酯的物质。
14.如权利要求13所述方法，其中所述含有甘油三酯的物质来自含油植物。
15.如权利要求14所述方法，其中所述含油植物为米糠、棕榈果浆、香槐或海藻。
16.如权利要求14所述方法，其中所述的含有甘油三酯的物质为含油种籽。
17.如权利要求16所述方法，其中所述含油种籽为大豆、花生、向日葵籽、油菜籽、玉米、麻风树籽、水黄皮籽、印度楝籽，刺果藤籽、蓖麻籽、橡胶籽、棉花籽、棕榈仁、橄榄、杏仁、巴西棕榈树籽、ben seed、刺棘蓟籽、亚麻荠籽、亚麻子、榛子仁、大麻籽、芥菜籽、加州希蒙得木籽、罂粟籽、红花籽、芝麻、小麦颗粒、婆罗双树籽、海甘蓝籽、cupheaseed、nahor seed或烟草籽。
18.如权利要求17所述方法，其中所述脂肪酸烷基酯包含C6-C24脂肪酸部分。
19.如权利要求18所述方法，其中所述醇为C1-C8伯醇或仲醇。
20.如权利要求19所述方法，其中所述脂肪酸烷基酯为脂肪酸甲酯、脂肪酸乙酯、脂肪酸正丙酯、脂肪酸异丙酯、脂肪酸正丁酯、脂肪酸异丁酯、脂肪酸正戊酯、脂肪酸异戊酯、脂肪酸新戊酯或脂肪酸正己酯。
21.如权利要求20所述方法，其中所述脂肪酸烷基酯与所述的含有甘油三酯的物质以1∶2至10∶1的重量比接触。
22.如权利要求21所述方法，其中所述接触步骤在15℃-180℃下进行。
23.如权利要求22所述方法，其中所述接触步骤在25℃-150℃下进行。
24.如权利要求13所述方法，其中所述脂肪酸烷基酯包含C6-C24脂肪酸部分。
25.如权利要求13所述方法，其中所述醇为C1-C8伯醇或仲醇。
26.如权利要求13所述方法，其中所述脂肪酸烷基酯为脂肪酸甲酯、脂肪酸乙酯、脂肪酸正丙酯、脂肪酸异丙酯、脂肪酸正丁酯、脂肪酸异丁酯、脂肪酸正戊酯、脂肪酸异戊酯、脂肪酸新戊酯或脂肪酸正己酯。
27.如权利要求13所述方法，其中所述脂肪酸烷基酯具有150℃-500℃沸点。
28.如权利要求13所述方法，其中所述接触步骤在15℃-180℃下进行。
29.如权利要求28所述方法，其中所述接触步骤在25℃-150℃下进行。
30.如权利要求13所述方法，其中所述脂肪酸烷基酯与所述的含有甘油三酯的物质以1∶2至10∶1的重量比接触。
全文摘要
本发明描述了生产甘油三酯溶液的方法。该方法包括将液态的脂肪酸烷基酯与含有甘油三酯的物质接触，使得该甘油三酯溶于该脂肪酸烷基酯从而形成甘油三酯溶液。
文档编号C11B1/10GK101045891SQ200610066409
公开日2007年10月3日 申请日期2006年3月28日 优先权日2006年3月28日
发明者周治忠, 简可欣 申请人:油籽生物炼制公司