高純度的a-亞麻酸乙酯的生產工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種a_亞麻酸乙酯的生產工藝,特別涉及一種高純度的a_亞麻酸乙酯的生產工藝，屬于化學領域。
【背景技術】
[0002]a_亞麻酸,化學名:全順式_9，12, 15-十八碳三烯酸(Allcis-9, 12, 15-Octadecatrienoic acid)表示符號:18:3 Δ 9,12,15或18:3η—3、ω一3 ；a-亞麻酸是人們必須的營養素之一，對人體的健康有重要的意義，人體中本身缺乏，需要經過其它途徑補充，其制劑也有很多醫學上的治療效果，在醫藥、食品行業作為添加劑或保健品使用，a-亞麻酸在自然界中純度較低，在紫蘇油、亞麻籽油中含量高達50%以上，由于a-亞麻酸游離態不穩定，將其經過酯化反應制作為a-亞麻酸乙酯的形式便于大規模的工業應用，目前關于a-亞麻酸乙酯的生產工藝的報道不多，安陽化學工業集團有限公司在專利申請號:200510107355.1中公布了開發的a-亞麻酸乙酯的生產工藝，是其子公司河南利諾生化有限公司自我開發的a-亞麻酸乙酯生產工藝，該工藝流程簡單描述為:紫蘇子-榨油得到紫蘇油一阜化一酸化一a-亞麻酸提純一酯化一水洗-脫水-分子蒸餾，最后得到a-亞麻酸乙酯，該工藝流程能夠得到純度80%以上的a-亞麻酸乙酯，但在實際生產中有以下問題:一是酯化前需要對水洗后含a-亞麻酸的脂肪酸進行提純，在提純過程中會損失掉部分產物a-亞麻酸，使最終a-亞麻酸乙酯的收率受到很大影響,不利于產率最大化,采用該工藝最初10kg紫蘇油最后得到的a-亞麻酸乙酯在1kg左右，經過各工序優化和精益管理后10kg紫蘇油最后得到的a-亞麻酸乙酯不超過20kg ;二是為了使酯化反應進行徹底，酯化到一定程度需要降溫將產物放出來后再升溫繼續酯化，生產中一般采用兩次或多次酯化，酯化反應時間至少在16小時以上，酯化反應耗時較長。
【發明內容】
[0003]本發明為克服現有技術的以上缺陷，提供一種收率高、時間短、工藝簡單的高純度的a-亞麻酸乙酯的生產工藝。
[0004]為實現本發明的目的，本發明所采用的技術方案為:高純度的a_亞麻酸乙酯的生產工藝，包括酯化反應，原料包括紫蘇油，紫蘇油經皂化、酸化、水洗后得到含a-亞麻酸的脂肪酸，所述的酯化反應采用水洗后得到含a-亞麻酸的脂肪酸直接進行，酯化反應一次進行，酯化反應在反應裝置中進行，所述的反應裝置上連接有分水裝置，在一段時間內酯化反應的同時蒸出乙醇和水的共沸物至分水裝置內，酯化后對產物中的a-亞麻酸乙酯進行尿包絡合提純，進一步的，所述的高純度的a-亞麻酸乙酯的生產工藝，包括以下步驟:
A:榨取紫蘇油:紫蘇子為原料采用冷榨油工藝榨油，得紫蘇油，將其中的固體雜質過濾后得到的紫蘇油進入下一步；
B:皂化:將步驟A中得到的紫蘇油和去離子水、酶催化劑lipolaselOOL按照重量比1:0.5-4:0.01-0.1的比例加入容器內，加熱并攪拌，在溫度為40°C _70°C、控制保持物料的PH值在7的狀態下反應2-20小時，本過程采用全程氮氣保護；
C:酸化:將濃度為10-90%的硫酸緩慢加入步驟B中皂化后所得的物料中攪拌并控制反應溫度在40°C -95°C之間，當物料小于4時停止加入硫酸，但物料PH值升到4以上時繼續加入硫酸，重復以上操作，當攪拌物料PH值小于4保持2小時不變后，反應結束，本過程采用全程氮氣保護；
D:水洗:將步驟C所得的物料靜置1-6小時，放出下層水溶液，在剩下的脂肪酸中加入
0.5-4倍的去離子水，攪拌后靜置1-6小時，再放出下層水溶液，重復以上操作至放出下層的水溶液的PH值為7，含a-亞麻酸的脂肪酸進入下一步，本過程采用全程氮氣保護；
E:酯化:將步驟D得到的含a-亞麻酸的脂肪酸、乙醇、質量濃度90-98%的濃硫酸催化劑按照1.25kg:l-2kg:40-50ml的比例加入反應裝置內，加熱至85±5°C酯化反應I小時，酯化反應進行中回流，所述的反應裝置上連接有一個分水裝置，分水裝置與反應裝置之間有控制閥門；
F:蒸出共沸物同時酯化:步驟E進行I小時后，打開分水裝置與反應裝置之間的閥門，在酯化反應的同時蒸出乙醇和水的共沸物至分水裝置中，本過程時長為4.5-5.5小時；G:靜置分離:將步驟F得到的反應物靜置1-6小時，分層后分離出含a-亞麻酸乙酯的脂肪酸乙酯進行下一步；
H:尿包絡合提純；
1:脫水:將H步所得到的含a-亞麻酸的脂肪酸乙酯在真空400-700mmHg、溫度20-80°C的條件下蒸餾1-4小時；
J:分子蒸餾:將I步所得的含a-亞麻酸的脂肪酸乙酯送入成套分子蒸餾裝置，壓力控制在0.l_5Pa之間，溫度80-150°C，進行脫色脫味處理，生產出純度大于90%的a_亞麻酸產品O
[0005]進一步的，所述的步驟H尿包絡合提取工藝為:將步驟G得到的含a-亞麻酸乙酯的脂肪酸乙酯、95%的乙醇、尿素按照重量比1:1-5:1-5加入投料至反應釜中，投料時，首先將95%乙醇加入反應釜升溫至回流狀態時，再加入尿素，尿素溶解后加入步驟G的含a-亞麻酸乙酯的脂肪酸乙酯,升溫至8011C -10(TC回流30min-60min,保溫30min-60min,然后分階段降溫，首先將溫度降到70±5°C后保溫15min-40min，然后將溫度降到60±5°C后保溫15min-40min,然后將溫度降到50±5°C后保溫15min-40min,降溫至室溫,減壓抽濾,濾液用熱水洗凈，得高純度a-亞麻酸乙酯。
[0006]進一步的，所述的步驟H尿包絡合提取工藝分為H1、H2兩步，具體為:
Hl:尿素絡合:將步驟G得到的含a-亞麻酸乙酯的脂肪酸乙酯、95%的乙醇、尿素按照重量比1:1-5:1-5加入投料至反應釜中，控制溫度在70°C -100°C之間，保持30min-60min，
然后降溫至室溫；
H2:冷凍:將Hl步驟得到的物料進行階段降溫，第一階段從室溫降至0°C，第二階段從
OV降至-5 V到-10 V，第三階段從-5 V到-10 V降至-10 V到-20 °C，第四階段從-10 V到-20 V降至-20 V到-30 °C，第五階段從-20 V到-30 V降至-30 V到-40 °C，第六階段從-30°C到-40°C降至-40°C到-50°C，每個階段保溫20min_40min。
[0007]進一步的，步驟E酯化中所用乙醇為無水乙醇。
[0008]進一步的，尿包絡合提純時分階段降溫時，首先將溫度降到70°C后保溫30min，然后將溫度降到60 C后保溫30min，然后將溫度降到50 C后保溫30min，再降至室溫。
[0009]本發明所具有的積極有益技術效果為:一是本發明對專利申請號200510107355.1的工藝進行了顛覆，在水洗后直接采用含a-亞麻酸的混合脂肪酸進行酯化，最大程度的保留了混合脂肪酸中的a-亞麻酸，使產物的收率最大化，采用本工藝10kg紫蘇油最后得到的含量90%以上a-亞麻酸的量達到30kg左右，以10kg紫蘇油為基準，收率提高了 50%，大大提高了相同原料下的目標產物產量，整個工藝創新中目標產物產量提高帶來了明顯的正效益，所以本發明提高了工藝的經濟效益，取得了意想不到的效果；二是本工藝酯化工藝的創新，改多次酯化為一次酯化，總酯化時間在5-7小時內可以完成，酯化反應時間較原工藝縮短了三分之二，大大縮短了工藝時間，采用分水裝置蒸出的乙醇和水的共沸物經分離后得到的乙醇還可以用于尿包絡合過程中；三是本工藝在酯化后用尿包絡合進行提純，較在中間對a-亞麻酸提純的工藝能夠最大程度的得到最終目標產物，四是本發明中還有尿包絡合工藝方面大的創新，采用在尿包絡合提純時分階段梯度降溫對a-亞麻酸乙酯進行提純，可以省去提純中的冷凍步驟，得到產品質量可完全滿足要求，本工藝大大簡化了 a-亞麻酸乙酯的生產工藝，提高了產率，取得了意想不到的技術效果，使a-亞麻酸乙酯的生產經濟效益得到大幅提升。
【具體實施方式】
[0010]為了更充分的解釋本發明的實施，提供本發明的實施實例，這些實施實例僅僅是對本發明的闡述，不限制本發明的范圍。本發明提供的工藝生產的高純度a-亞麻酸乙酯純度可以達到90%以上，甚至可達94%，對于純度低于90%的a-亞麻酸乙酯也完全