6第六章 谷维素新

理论加碱量=7.13×10-4×(毛糠油酸价-保留酸 价) ×毛糠油重
实际加碱量=理论碱量×60%～65% (AV:10-15) 65%～70% (AV:15-25) 70%～75% (AV:25-35)
(3)工艺条件及操作(同精炼的高温淡碱法) 碱液浓度10～180Be
连续碱炼 间歇碱炼
⑸ 24-甲基环木菠萝醇阿魏酸酯 ⑹ 24-甲基环木菠萝醇烯醇阿魏酸酯 ⑺ 25-氧基环木菠萝醇阿魏酸酯 ⑻ 25-羟基甲基环木菠萝醇阿魏酸酯 2.甾醇类阿魏酸酯含量大约15%～20%,其中 (1)β-谷甾醇阿魏酸酯,含量6%～8% (2)菜油甾醇阿魏酸酯,含量为10%～12% (3)豆甾醇阿魏酸酯,含量为1%～2% (4)γ-谷甾醇阿魏酸酯 含量极微 (5)二氢-γ-谷甾醇阿魏酸酯 含量极微 (6)二氢-β-谷甾醇阿魏酸酯
三、谷维素的性质 (一)物理性质 1.溶解性 易溶于各类植物油、脂肪酸及其与石油醚 的混合液 , 溶解于苯、氯仿、丙酮、乙醚、 已烷、乙醇、甲醇等有机溶剂中； 不溶于水。 易溶于碱性的甲醇、乙醇溶液中； 不溶于酸性的甲醇、乙醇溶液中。
2.熔点 环木菠萝醇类阿魏酸酯熔点:159～168℃ 甾醇类阿魏酸酯熔点:146～150℃ 粗品谷维素熔点100～160℃,熔距较长； 精品谷维素熔点150～160℃,熔距较小。 谷维素熔点高,标志着谷维素中环木菠萝 醇类阿魏酸酯含量高； 谷维素熔点低, 标志着谷维素中甾醇类 阿魏酸酯含量高。
4.皂脚预皂化
富含谷维素皂脚 肥皂 中性油 谷维素 碱性水溶液 少量其它杂质
(1)目的:皂化一部分中性油,提高物料的均 匀性和流动性,缩短甲醇碱液全皂化的时间. (2)预皂化加碱量计算 以皂脚为基准:
加碱量=7.13×10-4×皂脚皂化价×皂脚量×50% 配成浓度:18 º Bé NaOH溶液。
(3)工艺条件及操作 起始温度:50℃ 升温速度:0.5℃/min 终温:90℃(反应2h) 终了:pH8.5～9.0 搅拌速度:70～80rpm
270℃时,受热1h谷维 素分解的程度可达60%。
210℃ 230℃ 250℃ 270℃
四、谷维素的用途 1.医药 药理作用:主要用来调节植物神经功能。 抑制胆固醇合成,对心血管疾病有一定疗效. 2.饲料工业 作为饲料添加剂,能促进动物快速生长。 3.具有VE作用：谷维素对热稳定性比VE好. 4.保健食品 主要是作为食品添加剂使用，对食品中的 氧化脂质有降解去毒作用。 5.化妆品 能够促进毛细血管的循环,起 到保护皮肤作用。
六、谷维素原粉的质量指标 色泽:白色结晶状粉末， 谷维素含量:95%以上，
干燥失重:1%以下， 灼炽残渣:0.3%以下。
搪瓷反应釜
不锈钢反应釜
反应釜结构图
甲醇精馏塔 摇摆式颗粒机
真空抽滤机
真空泵
重点内容
1. 毛糠油为原料生 产谷维素的原理、工 艺及影响其得率和质 量的因素。 2. 毛糠油为原料生 产谷维素工艺过程中 各工序的目的。
ຫໍສະໝຸດ Baidu六章
作业题<1>
1.简述谷维素的组成及其理化性质? 2.写出以毛糠油为原料生产谷维素的工艺 过程，并分析影响谷维素得率的因素。 3.毛糠油为原料生产谷维素工艺过程中各 工序的目的。
6.酸析反应
pH 过高，不易析出谷维素 pH过低，辅助物料用量增大，成本高。 7.母液的处理：注意回收母液中的谷维素。 (五)主要生产设备 主要设备 (六)存在问题 1.谷维素得率低:实际得率仅为毛糠油的 0.7%～ 0.8%(含量为2%～3%)。 损失: ①捕集不完全(脱酸碱炼损失 ) ②甲醇碱液皂化时，谷维素水解损失。 ③结晶不完全 ④精制损失 2.甲醇损耗大
3.二道捕集碱炼 (1) 目的：中和全部 FFA ，降低谷维素油中 的溶解度，使谷维素被偏碱性皂脚吸附。 要求:碱炼采用低温浓碱法进行碱炼。 (2)加碱量计算
理论加碱量=7.13×10-4×保留酸价×毛糠油重 实际加碱量=理论碱量+（10%～20%）理论碱量。
(3)工艺条件及操作 碱液浓度18～240Bé 连续碱炼 间歇碱炼 碱炼后,油中谷维素含量0.4%以下,Av＜0.4
4.皂脚预皂化
谷维素水解损失。
5.甲醇碱液全皂化
(1) 甲醇浓度:最适宜浓度为 85°(v/v)，过高 (>90°)或过低(<83°)都会影响谷维素的溶出。 (2)pH值 pH过小，皂化不易完全，谷维素转变成钠盐 形式不彻底,也会降低谷维素在溶液中的溶解度； pH过大，谷维素水解损失增大。 (3)反应时间过长，水解损失加大。
五、谷维素的提取 老工艺 酸化蒸馏分离法（蒸馏黑脚为原料）。 新工艺 弱酸取代法 为目前常采用。 甲醇碱液直接萃取法 （一）生产原理 谷维素具有酚类物质的性质,易被碱性皂 脚吸附 , 据此性质采用碱炼方法将谷维素捕 集在皂脚中；然后再利用谷维素易溶于碱性 甲醇溶液中 , 不溶解在酸性甲醇溶液里这一 性质,将谷维素分离出来。
7.粗谷维素的精制
砂滤水 甲醇
↓ ↓ ↓ ↓
盐酸
↓
石油醚
↓ ↓
蒸馏水
↓ ↓
粗谷维素→洗 涤→酸性甲醇液浸泡→石油醚冲洗→洗 涤
废水 →烘 甲醇母液 筛上物
↑
石油醚母液
废水
干→粉 碎→筛 选→包 装→谷维素
砂滤水：温度为 90～95℃；加入量为粗谷维素重 的1倍左右，洗两次。 酸性甲醇溶液浸泡 : 甲醇加入量为谷维素重的 4倍 , 用分析纯盐酸调节 pH2～3,常温下浸泡16h以上。 石油醚冲洗 : 石油醚适量，常温下浸泡 2h以上。 蒸馏水洗涤 : (洗至无咸味为止 )
在浓碱水溶液中,加热回流可发生水解, 且水解时随温度或压力↑而加快； 在甲醇碱溶液中更易水解。 不同组分水解难易程度不同： 甾醇类阿魏酸酯易水解； 环木菠萝醇类阿魏酸酯不易水解。
3.皂化 属难皂化物质,特定条件下才能皂化反应.
5.热裂解 不同种类阿魏酸酯对热稳定性不同。 120℃受热4h,甾醇类有5%变质； 120℃受热8h,甾醇类有10%～12%变质。
3.色泽与结晶 (1) 色泽：纯净的谷维素是纯白色结晶状 粉末。 要求谷维素色度(罗维棚比色计)： 黄色在1.0以下,应尽量避免红色出现； 不允许出现蓝色。 造成谷维素深色质主要原因: ①生产过程中的加热作用（少量氧化或聚 合脂质的生成）,造成色深； ②生产过程中与设备、管道内壁铁锈接触 .
(2)结晶 (谷维素在不同溶剂中晶形不一样 ) 在甲醇中为针状结晶； 在酸性甲醇中为粒状结晶； 在丙酮中为板状结晶。 不同形状结晶主要是环木菠萝醇类阿魏酸 酯所造成的,甾醇类阿魏酸酯均为针状结晶. 4.紫外光谱 谷维素正庚烷溶液的紫外光谱 , 在波长 216nm、231nm、291nm、315nm处有特征吸收峰. 其中 , 以 315nm 处吸收峰最大（来自阿魏 酸基上的共轭四稀）,在此处测得谷维素在此 处的消光系数E1cm1%=360。
加碱量=7.13×10-4×皂基皂化价×皂基重 碱要配成40º Bé 烧碱溶液。
(3)工艺条件及操作 加热回流温度64～65℃ 终了pH8.5～9.0 加热回流时间30min 搅拌速度60～80rpm pH8.5～9.0保持不变时,降温至50～55℃.
6.甲醇母液酸析反应(二道反应) ⑴目的 : 使谷维素在酸性甲醇中析出与甲 醇溶液分离。
(二)生产工艺
碱液
↓ ↓ ↓
H2O 碱液
↓ ↓ ↓
碱液
↓
毛糠油→过滤→头道脱酸碱炼→二道捕集碱炼→预皂化
机械杂质 甲醇
↓
皂脚
糠油 盐酸 弱酸
↓ ↓
碱液
↓ ↓
→甲醇碱液全皂化→分离→酸析反应→分离→粗谷维素
↓
(类脂物)皂渣
甲醇皂液
→精制→成品
( 三)、工艺操作及工艺参数 1.过滤 过滤机 目的：除去机械杂质(固体杂质)。 2.头道脱酸碱炼 ⑴目的：脱除毛糠油中一部分游离脂肪酸, 降低酸价,除去胶体杂质,提高二道碱炼的捕 集效果。 要求：采用高温淡碱法进行碱炼. (2)加碱量计算： 保留酸价： 若10＜AV≤30: 保留酸价取5～7 若AV＞30: 保留酸价取7～10 当AV≤10时: 可直接进行捕集碱炼
烘干：分摊搪瓷盘中,在真空度为 0.095Mpa和温度为70℃±的真空烘箱内烘干， 时间3h±。 粉碎、筛选：过20目筛。 包装：应避光避热保存。 8.甲醇、皂液回收
(四)影响谷维素得率的因素 1.生产原料(毛糠油)
(1)毛糠油中胶杂的含量。 胶杂含量↑谷维素损失↑ 胶杂含量↓谷维素损失↓ (2)毛糠油酸价 Av↑头道脱酸碱炼时，皂脚吸附损失谷维素↑ (Av>40时， 不易作为提取谷维素原料) Av↓头道脱酸碱炼时,皂脚吸附损失谷维素 ↓
5.分解点：常压下,温度为180℃。 6.旋光性：环木菠萝醇类阿魏酸酯的比旋 光度为右旋性,甾醇类为左旋性。 (二)化学性质 1.显色反应 谷维素遇碱显黄色； 遇0.1%KOH乙醇溶液呈淡黄色(较稳定 ),据 此性质,可用分光光度计测定谷维素含量; 遇三氯化铁:呈黄绿色，遇三氯化亚铁:呈 黄褐色。 2.水解 在一定条件下可以发生水解反应：
皂脚预皂化后成为皂基 : 干基:40%± 水分:55%～60% 皂基组成 皂基中谷维素含量大约在3%～5% （干基中谷维素含量 8%～12%） 其它杂质少量 皂基皂化价 18～25
5.甲醇碱液全皂化(头道反应) 皂基成分: 肥皂、水分、中性油、谷维素、 不皂化物、难皂化物、类脂物等其它杂质. (1) 目的 ：皂化皂基中全部中性油，同时 将谷维素转变成钠盐形式，肥皂和谷维素钠 盐溶解在碱性甲醇溶液中，从而使富含谷维 素的碱性甲醇母液与难溶解、不皂化、难皂 化的结晶杂质以及不皂化的类脂物分开。 (2)甲醇加入量和加碱量计算 甲醇加入量为皂基体积的 5～6 倍 (v/v), 加 入甲醇后，混合料液中甲醇浓度应保证在 85%±(v/v)。
2.头道脱酸碱炼
(1)温度 T↑ 皂脚吸附损失谷维素↓； T↓ 皂脚吸附损失谷维素↑。
(2)加碱量及加碱浓度 加碱量↑，损失谷维素 ↑； 加碱量↓，损失谷维素 ↓。 碱液浓度↑皂脚絮凝快，皂粒松虚，且易局部 过碱，易吸附损失谷维素↑； 稀(淡)碱↑ 不易吸附损失谷维素。
3. 捕集碱炼 (1)碱炼温度 温度↑ 对皂脚吸附谷维素不利； 温度↓ 对皂脚吸附谷维素有利。 (2)加碱量 加碱量大,易形成偏碱性皂脚,对吸附谷维素有利; 加碱量小,形成皂脚碱性小,对吸附谷维素不利。
谷维素含量/%
在240℃下受热4h，结果如下: 混合阿魏酸酯25%～30%被破坏； 环木菠萝醇类阿魏酸 酯3%～5%被破坏。
2.0 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 20 图4-17 40 80 120 脱臭时间/min 脱臭时间对米糠油中谷维素含量的影响
⑵工艺条件及操作 盐酸甲醇溶液配制 :用1份分析纯的盐酸中加入 4 份甲醇。 弱酸 :酒石酸、柠檬酸、醋酸等，常用酒石酸。 酒石酸加入量：酒石酸加入量=谷维素量/4 温度:40～50℃ 粗调pH 值 搅拌速度80rpm 用盐酸甲醇溶液调pH7.0± 升温至:60℃ 细调pH 值 搅拌速度80rpm 用酒石酸调pH6.7～6.5 反应时间:30min 冷却结晶 搅拌速度:30～40rpm 用冷水冷却至:45～50℃
第五章 植物油料资源中活性成分的利用 第一节 谷维素的制取
定义：谷维素是数种阿魏酸酯所组成的 混合物。 一、谷维素分布 谷维素在米糠中含量为0.3%～0.5%； 谷维素在毛糠油中含量为2%～3%。
寒地稻谷比热带稻谷含量要高； 热榨毛油和浸出毛油要比低温压榨毛油中含 量要高。
二、谷维素的组成 环木菠萝醇类阿魏酸酯 甾醇类阿魏酸酯 从米糠油中提取的谷维素组成为: 1.环木菠萝醇类阿魏酸酯在谷维素含量大 约为75%～80%，其中： ⑴环木菠萝醇阿魏酯，含量8%～10%. ⑵环木菠萝烯醇阿魏酸酯，含量25%～30%. ⑶24-亚甲基环木菠萝醇阿魏酸酯,含量 35%～40%。 ⑷环米糠醇阿魏酸酯，含量2%～3%。