辛癸酸甘油酯常溫下是無色透明液體,無刺激性氣味,凝固點(diǎn)低,粘度是普通植物油的一半,有非常好的氧化穩(wěn)定性,不溶于水,極易溶于乙醇、異丙醇、三氯甲烷、甘油等溶劑"

辛癸酸甘油酯作為新型功能性油脂,以其獨(dú)特的性能和代謝方式成為酯類的研究熱點(diǎn),其乳化穩(wěn)定性、潤(rùn)滑性、溶解性、延伸性優(yōu)于普通油脂。具有黏度低、表面張力小、凝固點(diǎn)低、透明度高、氧化穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),目前廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、日化用品等領(lǐng)域。

辛癸酸甘油酯一般采用水解酯化法合成,由椰子油、棕櫚仁油、山蒼子油等水解、分餾得到辛癸酸,再在催化劑存在下與甘油進(jìn)行酯化反應(yīng),酯化反應(yīng)生成甘油一酯、甘油二酯、甘油三酯的混合物。

辛癸酸甘油酯巾廿油三酯的含量直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量與應(yīng)用,通常要求在90%以上,.而這取決于反應(yīng)原料比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、催化劑等反應(yīng)因素。因此控制合適的反應(yīng)條件是得到高品質(zhì)的辛癸酸甘油酯的關(guān)鍵,本文就催化劑對(duì)甘油三酯含量的影響進(jìn)行研究。

1、不同催化體系對(duì)甘油三酯含量的影響

酯化反應(yīng)是一種可逆反應(yīng),反應(yīng)過程中需要加入催化劑以提高反應(yīng)速率和酯化效率回,近年來,對(duì)于酯化反應(yīng)催化劑的研究獲得了較大的進(jìn)展,酯化反應(yīng)的催化劑有酸性催化劑、堿性催化劑、路易斯酸類催化劑、特種催化劑等"。

酸性催化劑研究比較多的有濃硫酸、固體超強(qiáng)酸、對(duì)甲苯磺酸、雜多酸等;堿性催化劑有氫氧化鈉、氫氧化鉀、甲醇鈉等;無機(jī)鹽類催化劑有硫酸鹽類和氯化物等;特種催化劑有樹脂、沸石分子篩、離子液體等。但是目前固體超強(qiáng)酸以及特種催化劑等很少應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中,因?yàn)檫@些催化劑存在活性不高、不穩(wěn)定、使用壽命短或成本高等問題因此

本文中選用了最常用的濃硫酸、氫氧化鈉、氯化亞錫及自制的復(fù)合催化劑作催化劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn),分別代表酸性、堿性、路易斯酸類催化體系。實(shí)驗(yàn)中催化劑用量是相對(duì)于辛癸酸的質(zhì)量。

在辛癸酸與甘油的摩爾比3:1,反應(yīng)溫度200 ℃,反應(yīng)時(shí)間3 h,催化劑加入量0.3%的條件下,用不同催化劑實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:

從表1可以看出，上述催化劑對(duì)脂化率的影響不大,用氫氧化鈉作催化劑反應(yīng),產(chǎn)品甘油三酯含量較低;氯化亞錫和濃硫酸作催化劑,產(chǎn)品甘油三酯接近90%,但是氯化亞錫在食品中被限制使用,用硫酸作催化劑產(chǎn)品的色澤較深且氣味重,產(chǎn)品后續(xù)處理較困難,而使用復(fù)合催化劑實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)品甘油三酯含量、酯化率均達(dá)到了較高的水平,因此可以確定復(fù)合催化劑為反應(yīng)最佳催化劑。

2、催化劑用量對(duì)甘油三酯含量的影響

在辛癸酸與甘油的摩爾比為3:1,反應(yīng)溫度200 ℃,反應(yīng)時(shí)間3h條件下,改變復(fù)合催化劑用量進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2:

從理論上講,催化劑量越多,所能提供的催化活性中心數(shù)也越多,可以提高反應(yīng)的速率和產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化率,但催化劑用量過大,會(huì)產(chǎn)生不必要的浪費(fèi),造成生產(chǎn)成本的提高。

從表2看出,在一定范圍內(nèi),甘油三酯含量隨著催化劑用量增加而增大,催化劑用量太少,催化效果不好,催化劑太多,對(duì)甘油三酯含量提高不明顯,因此催化劑用量控制為辛癸酸質(zhì)量的0.3%為宜。

結(jié)論

實(shí)驗(yàn)證明復(fù)合催化劑對(duì)辛癸酸甘油酯合成具有較好的催化效果,產(chǎn)品純度較高,產(chǎn)品也不易著色,后處理比較容易,是一種優(yōu)良的催化劑。在辛癸酸與甘油的摩爾比3:1,反應(yīng)溫度200 ℃,反應(yīng)時(shí)間3 h,復(fù)合催化劑0.3%的條件下,可以得到高質(zhì)量的辛癸酸甘油酯,甘油三酯含量達(dá)到97.116%,氣相色譜-質(zhì)譜檢測(cè)產(chǎn)品的組成見表3: