專利名稱：一種油脂共軛反應的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及油脂共軛反應技術。
背景技術：
人們通過大量研究已經證實,共軛亞油酸(Conjugated linoleic acid, CLA)具有抑制癌癥和腫瘤的形成、抗動脈粥樣硬化、改善免疫功能、改善骨組織代謝、降低膽固醇、 促進生長、抑制脂肪積聚等多種生物活性。因此，共軛亞油酸在醫(yī)藥、保健品及食品等領域都有著廣泛的應用前景，CLA人工合成方法中主要通過油脂發(fā)生共軛反應制得。此外，油脂共軛反應可以大大提高油脂的聚合與干燥性能，從而代替價格高昂且有強烈刺激性氣味的桐油，用于化工、機械、造船、織網等工業(yè)以及木制家具和木制農具油漆方面，這些因素激起了世界各國對油脂共軛反應研究的熱情。目前在工業(yè)上進行油脂共軛反應方法大體分為兩類生物法和化學法。生物法反應時間長、得率低、分離困難。化學法絕大多數以強酸強堿(如H2S04、Na0H等)作為均相催化劑，在高溫條件下進行反應，該工藝雖反應速率快、產率高，但后期需中和洗滌，會產生大量的廢酸和廢堿液，造成環(huán)境污染，溶劑回收難等問題，并且需要在高溫下反應，導致能耗高。 在油脂氫化中，常以過渡金屬作為催化劑，吸附于催化劑表面的不飽和雙鍵首先發(fā)生位置異構，多烯烴類中具有二雙鍵中夾一單鍵之結構者，形成共軛雙鍵，然后再與H2發(fā)生加成反應，如果在這過程中，以惰性氣體作為保護氣，共軛雙鍵無法加成反應，無疑可以直接得到共軛油脂。不但反應條件溫和、產物易于分離而且催化劑可循環(huán)使用，并能減少環(huán)境污染。但由于采用固體催化劑催化進行非均相反應，反應過程慢，得率低。超聲波是頻率高于20kHz的聲波，在媒質中傳播時，會產生機械、熱和空化等系列效應，有著很好的乳化作用，可以促進反應的進行?，F有專利號為“02145196. 6”的發(fā)明專利公開了一種共軛亞油酸的制造方法，它以含亞油酸75%以上的紅花籽油為原料，采用金屬鎳為催化劑，充入惰性氣體氮氣作為保護氣，進行攪拌，但該方法要求溫度比較高(250-300°C)，反應時間比較長(2. 5-3小時)。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種油脂共軛反應的方法，反應條件溫和、產物易于分離，而且催化劑可循環(huán)使用，減少環(huán)境污染。另外，由于超聲場的存在， 在媒質中傳播時，會產生機械、熱和空化等系列效應，有著很好的乳化作用，可以促進反應的進行，因此采用超聲強化可大大提高其反應速率。實現本發(fā)明目的的技術方案如下
一種油脂共軛反應的方法，其特征在于超聲協同固體催化劑共同作用于植物油脂進行共軛反應。進一步的，所述油脂共軛反應的方法包括下述步驟
a.用磁力攪拌器攪拌加熱植物油脂；b.將固體催化劑加入到植物油脂中，通入高純氮氣作保護氣，同時采用變幅桿式超聲作用于油脂，反應O. 5 3小時后過濾，從反應物中分離固體催化劑。進一步的，植物油脂為廉價的大豆油。進一步的，固體催化劑為鎳粉、雷尼鎳、鎳/鋁、鎳/硅或鎳/銅等，其中鎳/鋁、鎳 /娃或鎳/銅為二元催化劑。進一步的，反應溫度為60 200°C，固體催化劑用量為植物油脂重量的2 12%。進一步的，超聲頻率為20 100kHz，超聲功率密度為O. 2 50W/cm3。超聲功率密度是指作用于每單位體積植物油脂的超聲功率。進一步的，超聲作用方式為工作3 7s再間隔3 7s，交替作用。本發(fā)明與現有技術相比，具有如下優(yōu)點和有益效果
1.產物易于分離，固體催化劑可循環(huán)使用，形成了環(huán)境友好的工藝過程；
2.采用超聲強化可大大提高植物油脂共軛反應速率。


圖I是超聲強化固體催化劑催化油脂共軛反應裝置示意圖中示出，I :超聲發(fā)生器；2 :超聲換能器；3 :氮氣瓶；4 :氮氣入口 ； 5 :植物油脂；6 固體催化劑；7 :電熱絲；8 :集熱式恒溫加熱磁力攪拌器；9 :三口燒瓶反應器；10 :溫度傳感器；11 :導熱油；12磁攪拌子；13 :磁攪拌電機。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。如圖I所示為超聲強化固體催化劑催化油脂共軛反應裝置，包括集熱式恒溫加熱磁力攪拌器8，三口燒瓶反應器9，超聲波發(fā)生器I和超聲換能器2，氮氣瓶3等，先將集熱式恒溫加熱磁力攪拌器8中集熱鍋加入導熱油11，三口燒瓶反應器9加入植物油脂5，放到集熱鍋油浴，磁攪拌子12放到三口燒瓶反應器9中，溫度傳感器10插入三口燒瓶反應器9 的其中一個小口，引出線連接集熱式恒溫加熱磁力攪拌器8進行恒溫控制，選定反應所需的溫度，磁攪拌電機13由低速逐步調至高速開始邊攪拌邊加熱，當升溫至目標溫度，稱取固體催化劑6，置于三口燒瓶反應器9中與植物油脂混合，從三口燒瓶反應器9的氮氣入口 4通入高純氮氣于油脂表面作保護氣，超聲換能器2 (變幅桿)從三口燒瓶反應器9中間大口插入到植物油脂中，開啟超聲工作，計時開始，反應后過濾，從反應物中分離催化劑，測定濾液共軛亞油酸濃度。實施例I
溫度為180°C，植物油脂選用大豆油，固體催化劑選用鎳粉，固體催化劑用量為植物油脂重量的8%，超聲頻率為20kHz，超聲功率密度為6W/cm3，超聲作用方式為5s/7s (即工作 5s,間隙7s)，反應時間為60分鐘，油脂反應后共軛亞油酸得率為4. 38mg/mL。實施例2
溫度為120°C，植物油脂選用大豆油，固體催化劑選用雷尼鎳，固體催化劑用量為植物油脂重量的10%，超聲頻率為20kHz，超聲功率密度為4W/cm3，超聲作用方式為5s/5s (即工作5s，間隙5s)，反應時間為60分鐘，油脂共軛反應后共軛亞油酸得率為2. 27 mg/mL。實施例3
溫度為140°C，植物油脂選用大豆油，固體催化劑選用鎳/鋁二元催化劑，固體催化劑用量為植物油脂重量的10%，超聲頻率為20kHz，超聲功率密度為4W/cm3，超聲作用方式為3s/5s (即工作5s，間隙5s)，反應時間為40分鐘，油脂共軛反應后共軛亞油酸得率為
2.04mg/mLo實施例4
溫度為60°C，植物油脂選用大豆油，固體催化劑選用鎳/硅二元催化劑，固體催化劑用量為植物油脂重量的12%，超聲頻率為IOOkHz，超聲功率密度為O. 2ff/cm3,超聲作用方式為 3s/5s(即工作3s，間隙5s)，反應時間為180分鐘，油脂共軛反應后共軛亞油酸得率為I. 89 mg/mL。實施例5
溫度為200°C，植物油脂選用大豆油，固體催化劑選用鎳/銅二元催化劑，固體催化劑用量為植物油脂重量的2%，超聲頻率為40kHz，超聲功率密度為12W/cm3，超聲作用方式為 7s/3s(即工作7s，間隙3s)，反應時間為120分鐘，油脂共軛反應后共軛亞油酸得率為5. 36 mg/mL。對比實施例
應用超聲強化和無超聲作用固體催化劑催化油脂共軛反應對比。植物油脂選用大豆油，固體催化劑選用鎳粉，溫度為120°C。超聲頻率為20kHz，超聲功率密度為4W/cm3，超聲作用方式為5s/7s (即工作5s，間隙7s)，反應時間為40分鐘，分別考察催化劑用量為植物油脂重量的4%、6%、8%、10%、12%對油脂共軛反應的影響。表I有、無超聲作用亞油酸得率對比
共軛亞油酸'得率(mg/mL)樓化柄(%)無超聲有超蘆4O- 23O. 726O, 51I. 10O OO. 89I. 7110I. 41!,Si12O. 72I. 48
上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種油脂共軛反應的方法，其特征在于超聲協同固體催化劑共同作用于植物油脂進行共軛反應。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于包括下述步驟a.用磁力攪拌器攪拌加熱植物油脂；b.將固體催化劑加入到植物油脂中，通入高純氮氣作保護氣，同時采用變幅桿式超聲作用于油脂，反應O. 5 3小時后過濾，從反應物中分離固體催化劑。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于植物油脂為大豆油。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于固體催化劑為鎳粉、雷尼鎳、鎳/鋁、鎳/硅或鎳/銅。
5.根據權利要求2 4任一項所述的方法,其特征在于反應溫度為60 200°C,固體催化劑用量為植物油脂重量的2 12%。
6.根據權利要求2 4任一項所述的方法，其特征在于超聲頻率為20 100kHz，超聲功率密度為O. 2 50W/cm3。
7.根據權利要求2 4任一項所述的方法，其特征在于超聲作用方式為工作3 7s， 再間隔3 7s，交替作用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種油脂共軛反應的方法，其特征在于超聲協同固體催化劑共同作用于植物油脂進行共軛反應。具體方法是將油脂移入反應器中，置于磁力攪拌器上邊攪拌邊加熱，溫度恒定至目標溫度后，加入固體催化劑，通入高純氮氣作保護氣，采用變幅桿式超聲強化油脂反應，反應后抽濾，從反應物中分離催化劑。本發(fā)明采用超聲強化可大大提高其反應速率，產物易于分離，固體催化劑可循環(huán)使用，形成了環(huán)境友好的工藝過程。
文檔編號C11C3/00GK102604748SQ20121007733
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月22日 優(yōu)先權日2012年3月22日
發(fā)明者楊日福, 鄧琪琦, 閻杰 申請人:華南理工大學