利用棉油皂腳生產飼用脂肪酸的方法
【專利摘要】本發明屬于農產品加工領域，具體是一種利用棉油皂腳生產飼用脂肪酸的方法，其步驟為：(1)將棉油皂腳與純水按比例混合后攪拌充分；(2)將混合液中加入適量濃度98％的硫酸，加熱水解；(3)將混合液轉入分液裝置靜置至完全分層，待油相中的雜質溶解到水相后，對油相和水相進行分液；(4)將所得油相混合物轉入分液裝置靜置，加入熱水，靜置至油相中的雜質萃取到水相后分液，如此反復水洗至pH5～6；(5)將所得混合物加入適量CuSO4水溶液和H2O2水溶液脫毒；(6)將所得混合物加入適量活性白土脫色除雜；(7)將脫色后的脂肪酸離心分離，得到脂肪酸。本發明實現了棉油皂腳制備飼用脂肪酸的資源化利用，具有投資少、資源使用少、三廢排放少和操作簡便等優點，適和工業生產。
【專利說明】
利用棉油皂腳生產飼用脂肪酸的方法
技術領域
[0001]本發明屬于農副產品加工技術領域，具體是一種利用棉油皂腳生產飼用脂肪酸的方法。
【背景技術】
[0002]棉油皂腳是油脂生產中堿煉時的副產物，其成分主要有水分、肥皂(脂肪酸鈉鹽)、中性油、廢油脂物質、有機雜質、灰分、甘油和其它雜質，其中中性油和脂肪酸鈉鹽占35?50%。
[0003]我國是產棉大國，也是世界上最大的棉籽加工國，棉籽產量約占世界總產量的I/
4。僅新疆地區，每年的棉籽產量約400萬噸，每年產生棉油皂腳即有4萬噸，約為為脫臭餾出物的1.7倍，其中含脂肪酸達30?40%，資源十分豐富，但目前大部分的棉籽油加工廠都將棉油皂腳作為廢棄物或低價處理，從而造成了巨大的資源浪費。
[0004]究其原因，首先是因為棉油皂腳中含有高含量的、對動物體有很強毒性的游離態棉酚，是由于棉油在堿煉時脫除棉酚而留在其中的；其次是因為棉油皂腳所含的棉酚很難直接脫除，人們長期以來的脫除棉酚技術主要針對棉油和棉柏，而缺乏針對棉油皂腳脫除棉酚技術的研究，這進一步導致人們認為沒有辦法脫除棉油皂腳中的棉酚。
[0005]由此，人們已經形成了對棉油皂腳的認識誤區，即認為棉油皂腳中的棉酚無法脫除，使其不能作為動物資料的原料。這種偏見導致人們通常將棉油皂腳作為廢棄物低價處理或者僅用它制備化工原料用的脂肪酸，從而忽視了棉油皂腳在作為飼料用途方面的研究開發。
[0006]隨著現代動物飼養科學的進步，飼養標準日趨向高能化發展。配合飼料只有添加適量的油脂，才能滿足各種畜禽對代謝能營養密度的需要。開發新的廉價脂肪產品對畜牧業的發展具有深遠的意義。有關于添加飼用脂肪酸和豬大油的飼料營養指標對比試驗表明，二者的增質量速度無差異，飼用脂肪酸的料肉比低于豬大油，而在脂肪、總能和水分的測定值上基本一致，因此飼用脂肪酸作為高脂肪產品，完全可替代豬大油用于飼料中。
[0007]飼用脂肪酸含主要成分是游離脂肪酸，其余主要是中性油和少量磷脂等類酯物。有研究報道證實了其營養價值的可靠性，含有不同含量游離脂肪酸的飼料級脂肪酸，能改善畜禽生長和飼料利用率，并且不管游離脂肪酸的含量高低，飼養效果基本相同。
[0008]在飼料生產中將用棉油皂腳制備的脂肪酸作為油脂適當添加，可以實現飼用油脂的大部分功能，如作為高熱能成分來源和畜禽必需脂肪酸的重要來源，具有額外增熱效應和具有特殊生熱效應等。
[0009]綜合上述，如何利用棉油皂腳制備出飼料用脂肪酸作為飼料生產的油脂原料是一個很有現實意義和經濟價值的技術問題，圍繞這一問題的研究應當引起人們的足夠重視。
【發明內容】
[0010]本發明的目的在于如何突破傳統思維，利用棉油皂腳制備飼料用脂肪酸，從而實現浪費棉油皂腳的資源化利用。
[0011]發明人結合現有技術，突破固有的認識和偏見，提出了利用棉油皂腳制備飼料脂肪酸的技術路線，即先用酸化水解法將棉油皂腳轉化為含有游離態棉酚的脂肪酸，再用棉酚的化學脫毒法將所得脂肪酸中的游離態棉酚轉化為無害的螯合態棉酚，然后將脫毒的脂肪酸進行脫色、除雜處理，最后經離心分離后得到無毒的、可用于飼料原料的飼用脂肪酸，從而首次實現了棉油皂腳制備飼用脂肪酸的資源化利用。
[0012]本發明采用的酸化水解法，即將皂腳中的脂肪酸鈉鹽在硫酸的作用下轉化為脂肪酸;然后將其中的中性油在酸性條件下通過加熱將其進行水解得到脂肪酸和甘油。硫酸鈉和甘油等易溶于水的成分在水洗過程中也能進行分離。從而實現了將棉油皂腳中的脂肪酸提取出來的目的。該工藝具有投資少、化學資源使用較少、工業三廢排放少和操作簡便的幾大優點，適合于工業化生產。
[0013]本發明針對棉油皂腳制備的脂肪酸采用化學脫毒法使其所含游離態棉酚轉化為無害的螯合態棉酚，從而使棉酚含量低于國標中規定的數值。
[0014]本發明針對棉油皂腳制備的脫毒后的脂肪酸采用吸附劑如活性白土等進行脫色，同時也能除去雜質，使其符合飼料原料的相關要求。
[0015]本發明的技術方案是，一種利用棉油皂腳制備飼用脂肪酸的方法，包括以下步驟:
[0016](I)加水混合:將棉油皂腳與純水按1: 0.5到1:2的重量比進行混合，攪拌10?15分鐘；
[0017](2)酸化水解:將混合液中加入重量比濃度I 98%的硫酸，加入量為該混合液重量的8 %?12 %，加熱保持在75?95 °C，水解反應I?2h ；
[0018](3)油水分離:將混合液轉入分液裝置靜置至完全分層，待油相中的雜質溶解到水相后，對油相和水相進行分液；
[0019](4)水洗除雜:將所獲得油相混合物轉入分液裝置，加入溫度60?80°C的熱水，靜置至油相中的雜質萃取到水相后分液，如此反復多次至pH5?6;
[0020](5)脫毒處理:將所得混合物加入CuS04的水溶液，加入量為CuS04溶質占該混合物重量的0.5?2% ;加入重量比濃度30%的H2O2水溶液，加入量為該混合物重量的8?20%，反應溫度60?100 °C，反應時O2間0.5?1.5h;
[0021](6)脫色除雜:將脫毒處理后的混合物中加入活性白土，加入量為該混合物重量的3?8%，反應溫度70?100°C，反應時間0.5?1.5h;
[0022](7)離心分離:將脫色后的脂肪酸進行離心分離，轉速3000?5000轉，時間10?30
分鐘，分離上層脂肪酸。
[0023]通過實施本發明，最終得到符合飼用要求的脂肪酸產品，可用做飼料加工的原料，實現了棉油皂腳在飼料方面的資源化利用。
[0024]實施本發明的技術方案時，將棉油皂腳與一定比例的純水混合，進行攪拌一段時間使其混合均勻；然后將混合液中加入一定量重量比濃度2 98%的硫酸，加熱至一定溫度下進行酸化水解反應，強酸與脂肪酸鈉鹽反應制出脂肪酸，同時破壞乳化懸浮體系以及膠體體系，打破原有的水乳平衡，反應I?2h后轉入分液裝置靜置，靜置至混合液完全分層為油相和水相兩層，待油相中的雜質萃取到水相中，對油相和水相進行分液分離;將所獲得油相混合物轉入分液裝置靜置，將所獲得的油相用溫度60?80°C的熱水水洗，反復水洗多次至pH5?6 ；將所得脂肪酸加入CuS04溶質與其重量比占0.5?2 %的CuS04水溶液和與其重量比占10?20%的重量比濃度30%的H2O2水溶液，反應溫度60?100 °C，反應時間0.5?1.5h;將脫毒處理后的混合物中加入與其重量比占3?8%活性白土，反應溫度70?100 °C，反應時間0.5?1.5h;最后將脫色后的脂肪酸進行離心分離，轉速3000?5000轉，時間10?30分鐘，
分離上層脂肪酸。
[0025]本實驗采取的酸化水解法，具體最佳工藝參數為:100%去離子水溶解皂腳，硫酸加入量1 %，水浴溫度:85 °C，反應時間:1.5h。
[0026]本技術領域普通技術人員在實施本發明的技術方案時，能夠按照本發明所述的參數范圍根據具體情況確定具體工藝參數。
[0027]本發明還包括的優化或/和改進有:
[0028]優選方案之一所述步驟(I)中棉油皂腳與純水按1:1.4到1: 1.6的重量比進行混合，進一步優選，所述步驟(I)中棉油皂腳與純水按1:1.5的重量比進行混合，攪拌12分鐘。
[0029]優選方案之二，所述步驟(2)中重量比濃度298%的硫酸的加入量為混合液重量的9.5?10.5 %，加熱保持在80?90 °C，水解反應1.5?1.7h，進一步優選，所述步驟(2)中重量比濃度之98%的硫酸的加入量為混合液重量的10%，加熱保持在85°C，水解反應1.6h。
[0030]優選方案之三，所述步驟(4)中加入熱水的溫度為65?75°C，進一步優選，所述步驟(4)中加入熱水的溫度為70°C。
[0031]優選方案之四，所述步驟(5)中CuS04水溶液的加入量為CuS04溶質占該混合物重量的0.8?1.2% ;所述H2O2水溶液的加入量為該混合物重量的12?16 %，反應溫度85?950C，反應時間0.8?1.2h，進一步優選，所述步驟(5)中CuS04水溶液的加入量為CuS04溶質占該混合物重量的I % ;所述H2O2水溶液的加入量為該混合物重量的15%，反應溫度90 0C，反應時間lh。
[0032]優選方案之五，所述步驟(6)中活性白土的加入量為該混合物重量4?6%，進一步優選，所述步驟(6)中活性白土的加入量為該混合物重量5%。
[0033]優選方案之六，所述步驟(7)中轉速為3800?4200轉，時間20?30分鐘，進一步優選，所述步驟(7)中轉速為4000轉，時間30分鐘。
[0034]實施本發明技術方案的有益效果是:本發明突破了人們對棉油皂腳開發利用的認識誤區，首次實現了棉油皂腳制備飼用脂肪酸的資源化利用;本發明的技術方案還具有投資少、化學資源使用較少、工業三廢排放少和操作簡便等優點，尤其適用于工業化生產。
【具體實施方式】
[0035]下面結合實施例詳細說明本發明的技術方案。
[0036]為使本領域技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合實施例對本發明作進一步地詳細描述。
[0037]實施例1:取適量棉油皂腳，按照以下步驟實施可獲得符合飼料標準要求的脂肪酸
τ?: 口廣PR:
[0038](I)加水混合:將棉油皂腳與純水按1:1的重量比進行混合，攪拌15分鐘；
[0039](2)酸化水解:將混合液中加入重量比濃度2 98%的硫酸，加入量為該混合液重量的1 %，加熱保持在85 °C，水解反應1.5h ；
[0040](3)油水分離:將混合液轉入分液裝置靜置至完全分層，待油相中的雜質溶解到水相后，對油相和水相進行分液；
[0041](4)水洗除雜:將所獲得油相混合物轉入分液裝置，加入溫度80°C的熱水，靜置至油相中的雜質萃取到水相后分液，如此反復多次至PH5;
[0042](5)脫毒處理:將所得混合物加入CuS04的水溶液，加入量為CuS04溶質占該混合物重量的0.5%；加入重量比濃度30 %的H2O2水溶液，加入量為該混合物重量的16 %，反應溫度80 °C，反應時間Ih;
[0043](6)脫色除雜:將脫毒處理后的混合物中加入活性白土，加入量為該混合物重量的5 %，反應溫度90 0C，反應時間0.5h;
[0044](7)離心分離:將脫色后的脂肪酸進行離心分離，轉速4000轉，時間30分鐘，分離上層脂肪酸，得到符合國標要求的飼用脂肪酸產品。
[0045]實施例2:取適量棉油皂腳，按照以下步驟實施可獲得符合飼料標準要求的脂肪酸
τ?: 口廣PR:
[0046](I)加水混合:將棉油皂腳與純水按1:2的重量比進行混合，攪拌1分鐘；
[0047](2)酸化水解:將混合液中加入重量比濃度2 98%的硫酸，加入量為該混合液重量的8%，加熱保持在95°C，水解反應Ih;
[0048](3)油水分離:將混合液轉入分液裝置靜置至完全分層，待油相中的雜質溶解到水相后，對油相和水相進行分液；
[0049](4)水洗除雜:將所獲得油相混合物轉入分液裝置，加入溫度60°C的熱水，靜置至油相中的雜質萃取到水相后分液，如此反復多次至pH=6;
[0050](5)脫毒處理:將所得混合物加入CuS04的水溶液，加入量為CuS04溶質占該混合物重量的I % ;加入重量比濃度30 %的H2O2水溶液，加入量為該混合物重量的8 %，反應溫度60°C，反應時間1.5h;
[0051](6)脫色除雜:將脫毒處理后的混合物中加入活性白土，加入量為該混合物重量的8 %，反應溫度70 0C，反應時間1.5h;
[0052](7)離心分離:將脫色后的脂肪酸進行離心分離，轉速5000轉，時間10分鐘，分離上層脂肪酸，得到符合國標要求的飼用脂肪酸產品。
[0053]實施例3:取適量棉油皂腳，按照以下步驟實施可獲得符合飼料標準要求的脂肪酸
τ?: 口廣PR:
[0054](I)加水混合:將棉油皂腳與純水按1: 0.5的重量比進行混合，攪拌15分鐘；
[0055](2)酸化水解:將混合液中加入重量比濃度2 98%的硫酸，加入量為該混合液重量的12%，加熱保持在75°C，水解反應2h;
[0056](3)油水分離:將混合液轉入分液裝置靜置至完全分層，待油相中的雜質溶解到水相后，對油相和水相進行分液；
[0057](4)水洗除雜:將所獲得油相混合物轉入分液裝置，加入溫度80°C的熱水，靜置至油相中的雜質萃取到水相后分液，如此反復多次至PH5;
[0058](5)脫毒處理:將所得混合物加入CuS04的水溶液，加入量為CuS04溶質占該混合物重量的2% ;加入重量比濃度30%的H2O2水溶液，加入量為該混合物重量的20%，反應溫度100°C，反應時間0.5h;
[0059](6)脫色除雜:將脫毒處理后的混合物中加入活性白土，加入量為該混合物重量的3%，反應溫度100°C，反應時間0.5h;
[0060](7)離心分離:將脫色后的脂肪酸進行離心分離，轉速4000轉，時間30分鐘，分離上層脂肪酸，得到符合國標要求的飼用脂肪酸產品。
[0061]可以理解的是，以上實施例僅僅是為了說明本發明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發明并不局限于此，可根據本發明的技術方案與實際情況來確定具體的實施方式。對于本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發明的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，增加的這些變型和改進也視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種利用棉油皂腳制備飼用脂肪酸的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)加水混合:將棉油皂腳與純水按I: 0.5到1:2的重量比進行混合，攪拌10?15分鐘； (2)酸化水解:將混合液中加入重量比濃度298%的硫酸，加入量為該混合液重量的8 %?12 %，加熱保持在75?95 °C，水解反應I?2h ； (3)油水分離:將混合液轉入分液裝置靜置至完全分層，待油相中的雜質溶解到水相后，對油相和水相進行分液； (4)水洗除雜:將所獲得油相混合物轉入分液裝置，加入溫度60?80°C的熱水，靜置至油相中的雜質萃取到水相后分液，如此反復多次至PH5?6; (5)脫毒處理:將所得混合物加入CuSO4的水溶液，加入量為CuSO4溶質占該混合物重量的0.5?2 % ;加入重量比濃度30 %的H2O2水溶液，加入量為該混合物重量的8?20 %，反應溫度60?100°C，反應時間0.5?1.5h; (6)脫色除雜:將脫毒處理后的混合物中加入活性白土，加入量為該混合物重量的3?8 %，反應溫度70?100 0C，反應時間0.5?I.5h; (7)離心分離:將脫色后的脂肪酸進行離心分離，轉速3000?5000轉，時間10?30分鐘，分離上層脂肪酸。2.根據權利要求1所述的利用棉油皂腳制備飼用脂肪酸的方法，其特征在于，所述步驟(I)中棉油皂腳與純水按1: 1.4到1: 1.6的重量比進行混合。3.根據權利要求1所述的一種利用棉油皂腳制備飼用脂肪酸的方法，其特征在于，所述步驟(2)中重量比濃度2 98%的硫酸的加入量為混合液重量的9.5?10.5 %，加熱保持在80?90°C，水解反應I.5?I.7h。4.根據權利要求1所述的利用棉油皂腳制備飼用脂肪酸的方法，其特征在于，所述步驟(4)中加入熱水的溫度為65?75°C。5.根據權利要求1所述的利用棉油皂腳制備飼用脂肪酸的方法，其特征在于，所述步驟(5)中CuS04水溶液的加入量為CuS04溶質占該混合物重量的0.8?1.2%;所述H2O2水溶液的加入量為該混合物重量的12?16 %，反應溫度85?95 °C，反應時間0.8?1.2h。6.根據權利要求1所述的利用棉油皂腳制備飼用脂肪酸的方法，其特征在于，所述步驟(6)中活性白土的加入量為該混合物重量4?6%。7.根據權利要求1所述的利用棉油皂腳制備飼用脂肪酸的方法，其特征在于，所述步驟(7)中轉速為3800?4200轉，時間20?30分鐘。8.根據權利要求1?7任一項所述的利用棉油皂腳制備飼用脂肪酸的方法，其特征在于， 所述步驟(I)中棉油皂腳與純水按1: 1.5的重量比進行混合，攪拌12分鐘； 所述步驟(2)中重量比濃度2 98%的硫酸的加入量為混合液重量的10%，加熱保持在85°(:，水解反應1.611; 所述步驟(4)中加入熱水的溫度為70°C ; 所述步驟(5)中CuS04水溶液的加入量為CuS04溶質占該混合物重量的I % ;所述H2O2水溶液的加入量為該混合物重量的15%，反應溫度90°C，反應時間Ih; 所述步驟(6)中活性白土的加入量為該混合物重量5 % ; 所述步驟(7)中轉速為4000轉，時間30分鐘。
【文檔編號】A23K20/158GK105838504SQ201610398108
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年6月7日
【發明人】唐輝, 姚新成, 楊歡, 李樂, 劉新豫, 彭鑫鑫
【申請人】石河子大學