用于分离甾醇和富含脂肪酸和树脂酸的馏分的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于从妥尔油沥青中回收甾醇和富含脂肪酸和树脂酸的馏分的方法，所述方法包括：a)用碱使该妥尔油沥青皂化，以将该沥青中包括的酯水解成游离醇和呈盐形式的有机酸，b)用矿物酸使该皂化的沥青酸化，以将这些呈盐形式的有机酸转化成游离有机酸并形成有机相和水相；其中以产生pH值至多3.8的水相的量提供矿物酸，c)从该有机相中分离出该pH值至多3.8的水相，d)在薄膜蒸发器中对该有机相进行蒸发分馏，以获得富含脂肪酸和树脂酸的馏出物和富含甾醇的底部馏分，e)对该底部馏分进行蒸发分馏以获得富含甾醇的馏出物，以及f)对该富含甾醇的馏出物中的甾醇进行结晶纯化，其中该方法在步骤c)与步骤d)之间不包括添加碱的步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于分离甾醇和富含脂肪酸和树脂酸的馏分的方法
本专利技术涉及一种用于从妥尔油沥青中回收甾醇和富含脂肪酸和树脂酸的馏分的方法。
技术介绍
心血管疾病被认为是世界范围内最常见的疾病之一，并且其发生在进一步增加。最重要的个人风险因素是血清LDL胆固醇水平升高，并且因此，降低LDL胆固醇的血液浓度是关于心血管疾病的预防和有效治疗两者最有效的单一措施。自20世纪50年代初期以来，已经已知植物甾醇(例如，谷甾醇)可以降低血清胆固醇水平。富含植物甾醇或其衍生物(比如植物甾烷醇酯)的食品产品是可广泛获得的。除了食品工业之外，植物甾醇还在制药工业中使用例如作为类固醇的原料并且在化妆品工业中使用作为乳化剂。植物甾醇在商业上是由植物油脱臭馏出物和基于木材的材料产生的。脂肪酸和树脂酸被广泛用作化学工业中(例如，肥皂、洗涤剂、润滑剂、乳化剂、橡胶、涂料、漆、油墨和粘合剂中)的原料。粗妥尔油是制浆工艺中的主要副产物，主要包括脂肪酸、树脂酸和不皂化物(比如甾醇化合物)。当将粗妥尔油蒸馏成妥尔油时，会形成被称为妥尔油沥青的蒸馏残余物。妥尔油沥青的组成根据木质材料的来源并且还根据所使用的制浆工艺而变化。妥尔油沥青包括脂肪酸、树脂酸、甾醇化合物、长链醇、萜烯化合物和由这些组分产生的不明确的经降解和/或聚合分子以及其他木提取物质。甾醇和长链醇均以游离形式存在并且用脂肪酸酯化成酯。妥尔油沥青中的大多数甾醇呈脂肪酸酯的形式，但也存在一些游离甾醇。游离甾醇的含量可以例如为1w-％，并且酯化甾醇的含量例如为沥青的12w-％、被计算为甾醇当量(即，表示为游离甾醇)。妥尔油沥青通常被燃烧以用于产生能量或用于柏油中，但其也可以用作用于回收有价值组分(比如甾醇、脂肪酸和树脂酸)的来源。WO2008/099051披露了两种用于从妥尔油沥青中回收脂肪酸、树脂酸和甾醇的替代性方法。第一方法选项包括使妥尔油沥青皂化、使皂化的沥青酸化、将水相与有机相分离、对有机相进行蒸发分馏以获得富含甾醇、脂肪酸和树脂酸的馏出物并将此馏出物蒸发分馏以获得富含甾醇的底部馏分和富含脂肪酸和树脂酸的馏出物并对富含甾醇的底部馏分中的甾醇进行结晶纯化。使皂化的沥青酸化加快了相分离，但会导致用脂肪酸对甾醇的再酯化增加并且因此甾醇和脂肪酸产率较低的问题。通过将脂肪酸、树脂酸和甾醇均收集在第一馏出物中使矿物酸(其充当再酯化催化剂)与甾醇和脂肪酸之间的接触时间降到最低并且由此消除矿物酸催化剂的影响来解决再酯化的问题。然而，这种蒸馏非常耗能并且因此较为昂贵。WO2008/099051中披露的第二方法选项通过用碱处理分离的有机相以破坏用于使皂化的沥青酸化的过量矿物酸来解决再酯化的问题。然后，在第一蒸发分馏中，蒸馏经过碱处理的有机相以产生富含脂肪酸和树脂酸的馏出物和富含甾醇的底部馏分。然后，将富含甾醇的底部馏分蒸发分馏以获得进一步富含甾醇的馏出物，并且最终对此富含甾醇的馏出物进行结晶纯化以获得甾醇。然而，仍然需要一种改进的方法来从妥尔油沥青中回收甾醇以及富含脂肪酸和树脂酸的馏分。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于从妥尔油沥青中回收甾醇和富含脂肪酸和树脂酸的馏分的方法，所述方法包括a)用碱使该妥尔油沥青皂化，以将该沥青中包括的酯水解成游离醇和呈盐形式的有机酸，b)用矿物酸使该皂化的沥青酸化，以将这些呈盐形式的有机酸转化成游离有机酸并形成有机相和水相；其中以产生pH值至多3.8的水相的量提供矿物酸，c)从该有机相中分离出该pH值至多3.8的水相，d)在薄膜蒸发器中对该有机相进行蒸发分馏，以获得富含脂肪酸和树脂酸的馏出物和富含甾醇的底部馏分，e)对该底部馏分进行蒸发分馏以获得富含甾醇的馏出物，以及f)对该富含甾醇的馏出物中的甾醇进行结晶纯化，其中该方法在步骤c)与步骤d)之间不包括添加碱的步骤。具体实施方式因此，本专利技术的目的是提供一种用于从妥尔油沥青获得甾醇的方法。还获得富含脂肪酸和树脂酸的馏分。这可以用于进一步回收脂肪酸和树脂酸或酸的其他有价值馏分。此馏分还可以再循环到粗妥尔油蒸馏方法中，以用于蒸馏脂肪酸和树脂酸。以此方式，此馏分中含有的甾醇可以再循环到用于回收的方法中。根据本专利技术的方法适合于基于松木的妥尔油沥青以及基于从例如松木、云杉和/或桦木获得的粗妥尔油的混合妥尔油沥青。松木沥青是优选的起始材料，因为整个加工更顺畅并且不皂化物的组成使得更容易获得满足要在食品和补充物中使用的甾醇的要求的甾醇产物。另外，松木沥青产生较高的甾醇产率。然而，方法也很好地适用于混合妥尔油沥青。现在已经令人惊奇地发现，在执行蒸发分馏之前预先添加碱以中和用于增强相分离的矿物酸(WO2008/099051中的选项2)对于避免蒸发分馏期间的再酯化是不必要的。在没有碱的这一添加的情况下执行对应的方法甚至看起来是有益的。因此，本专利技术提供了由于缺少添加碱的步骤而具有更快的整体生产量的方法。无需如最接近的现有已知方法所需的那样估计添加到有机相以中和矿物酸所需的碱的量。此估计耗时并且麻烦，因为还需要测量有机相的水含量。由于从妥尔油沥青中分离出甾醇和富含脂肪酸和树脂酸的馏分的整体方法更快，因此使用本专利技术的方法，可以通过缺少碱添加所需的设备的简化方法来实现更高的年产量。因此，根据本专利技术的方法省去了现有已知方法的一个步骤并且由于不需要用于添加碱和随后混合的设备而因此需要更少的投入。而且，消除了旨在估计中和有机相所需的碱量的实验室分析的成本。进一步，减少了化学品(碱)的使用，并且因此，将更少的盐浓缩在重残余物中。本专利技术的优点是进一步简化了消除形成乳剂的风险的方法。在现有已知方法中，由于用于准确估计所需的碱量的挑战性任务，因此可能会容易发生碱过载，并且碱的这种超负载容易导致乳剂的部分形成。打破这种乳剂将增加加工时间并且使水去除(干燥)更加复杂。乳剂形成也会损害蒸发分馏步骤。在本披露内容中，“植物甾醇(plantsterol)”、“植物甾醇(phytosterol)”、“甾醇”和“甾醇化合物”可互换地使用。在本披露内容中的分析中量化的甾醇是谷甾醇、菜油甾醇、豆甾醇、二氢谷甾醇和菜油甾烷醇。这些是妥尔油沥青中最丰富的甾醇。然而，沥青还含有其他甾醇。甾醇可以呈游离形式(甾醇醇(sterolalcohol))或酯化为脂肪酸(甾醇脂肪酸酯)。出于量化目的，使用术语“甾醇当量”。术语“甾醇当量”是指以游离和酯化形式存在的甾醇，但是其量表示为呈游离形式时的量。因此，甾醇当量的量对应于甾醇的总量。因此，根据本专利技术的方法包括使妥尔油沥青皂化。此皂化步骤a)用碱执行，以将妥尔油沥青中的酯水解成游离醇(甾醇和长链醇)和呈盐形式的有机酸(脂肪酸和树脂酸)。所使用的碱优选地为碱金属氢氧化物的水溶液。优选地，使用氢氧化钠或氢氧化钾或其组合。例如，可以使用20w-％氢氧化钠的水溶液。优选地，将水添加到妥尔油沥青的量的至少10w-％的水平，优选地10w-％至100w-％的水平，更优选地15w-％至60w-％的水平并且最优选地至少30w-％的水平。这个量的水还包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于从妥尔油沥青中回收甾醇和富含脂肪酸和树脂酸的馏分的方法，所述方法包括/na)用碱使该妥尔油沥青皂化，以将该沥青中包括的酯水解成游离醇和呈盐形式的有机酸，/nb)用矿物酸使该皂化的沥青酸化，以将这些呈盐形式的有机酸转化成游离有机酸并形成有机相和水相；其中以产生pH值至多3.8的水相的量提供矿物酸，/nc)从该有机相中分离出该pH值至多3.8的水相，/nd)在薄膜蒸发器中对该有机相进行蒸发分馏，以获得富含脂肪酸和树脂酸的馏出物和富含甾醇的底部馏分，/ne)对该底部馏分进行蒸发分馏以获得富含甾醇的馏出物，以及/nf)对该富含甾醇的馏出物中的甾醇进行结晶纯化，/n其中该方法在步骤c)与步骤d)之间不包括添加碱的步骤。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于从妥尔油沥青中回收甾醇和富含脂肪酸和树脂酸的馏分的方法，所述方法包括
a)用碱使该妥尔油沥青皂化，以将该沥青中包括的酯水解成游离醇和呈盐形式的有机酸，
b)用矿物酸使该皂化的沥青酸化，以将这些呈盐形式的有机酸转化成游离有机酸并形成有机相和水相；其中以产生pH值至多3.8的水相的量提供矿物酸，
c)从该有机相中分离出该pH值至多3.8的水相，
d)在薄膜蒸发器中对该有机相进行蒸发分馏，以获得富含脂肪酸和树脂酸的馏出物和富含甾醇的底部馏分，
e)对该底部馏分进行蒸发分馏以获得富含甾醇的馏出物，以及
f)对该富含甾醇的馏出物中的甾醇进行结晶纯化，
其中该方法在步骤c)与步骤d)之间不包括添加碱的步骤。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，在该酸化中以产生pH值至多3.4、优选地至多3.0、更优选地1.0-3.0并且最优选地1.3-3.0的水相的量提供该矿物酸。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，通过溶剂结晶对该富含甾醇的馏出物中的这些甾醇进行纯化，优选地该溶剂包括碳氢化合物、醇和任选地水，并且最优选地该溶剂包括甲基乙基酮、甲醇和水。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，在步骤d)之前对该有机相进行预处理步骤以从该有机相中去除水，该预处理步骤优选地在真空脱气机中进行。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，步骤d)中的该薄膜蒸发器为刮膜蒸发器。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，步骤d)中的该薄膜蒸发器未配备有分凝器。


7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，该刮膜蒸发器在160℃至250℃、优选地...

【专利技术属性】
技术研发人员：维莱·涅米宁，蒂莫·索米宁，萨米·卡特拉萨洛，莱纳·科波宁，亚里·埃克布洛姆，
申请(专利权)人：拉伊西奥营养有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI