用多级固定床反应器进行固定化脂肪酶催化合成柠檬酸甘油酯的方法

摘要

用多级固定床反应器进行固定化脂肪酶催化合成柠檬酸甘油酯的方法，属于柠檬酸甘油酯的合成技术领域。本发明以单甘酯和柠檬酸为反应底物，有机溶剂无水异丙醇、无水异戊醇或无水叔戊醇为反应介质，固定化脂肪酶为催化剂，在多级固定床中进行酯化反应，得到柠檬酸甘油酯产品。本发明采用多级固定床作为反应器，并在每级反应器后配备分子筛填充柱，可以使底物与催化剂充分接触，同时将反应产生的水脱除，分子筛填充柱定时再生更新，有利于酯化反应进行。通过流加柠檬酸可降低对酯化反应的抑制作用，提高转化率。本发明方法具有条件温和、专一性强、副产物少、转化率高等特点。

主权项

一种合成柠檬酸甘油酯的方法，其特征在于利用三级固定床反应器进行固定化脂肪酶催化合成柠檬酸甘油酯；(1)反应装置：在三级固定床反应器中，每级由下而上分段依次填充玻璃珠、固定化脂肪酶、玻璃珠，三段填充高度为1∶3～4∶1，每级固定床后设置分子筛填充柱，分子筛填充柱定时再生更新，循环水浴保持多级固定床反应器内40～60℃恒温，反应物及中间产物容器均置于40～60℃水浴锅内恒温；(2)底物溶解：底物单甘酯及柠檬酸分别用相同的有机溶剂：无水异丙醇、无水异戊醇或无水叔戊醇配制溶液，浓度为0.1～0.3mol/L，(3)酯化反应：以配制的柠檬酸与单甘酯溶液混合均匀后泵入第一级固定床反应器进行反应，产物流经第一级分子筛填充柱脱水；然后与流加的柠檬酸无水异丙醇、无水异戊醇或无水叔戊醇溶液混合，泵入第二级固定床反应器进行反应，产物流经第二级分子筛填充柱脱水；再次与流加的柠檬酸无水异丙醇、无水异戊醇或无水叔戊醇溶液混合后泵入第三级固定床反应器进行反应，产物流经第三级分子筛填充柱脱水得到最终反应产物柠檬酸甘油酯；控制柠檬酸与单甘酯总的摩尔比为1∶3～3∶1，脂肪酶的总用量为反应底物总质量的5％～20％，反应时间总计50～60h；(4)减压蒸馏脱除有机溶剂：转速100～120rpm，真空度0.05～0.1MPa，温度75～85℃；(5)后处理：减压蒸馏以后，趁热过滤，去除油相中未反应的固体悬浮物，用热水洗涤油相，将油相冷却后，真空干燥，得到柠檬酸甘油酯；所用单甘酯为分子蒸馏后的单甘酯，单酯含量≥98％，C16～C18长链脂肪酸≥98％；所用柠檬酸为无水柠檬酸；所用有机溶剂：无水异丙醇、无水异戊醇或无水叔戊醇先用分子筛进行脱水处理；所加固定化脂肪酶，选用米黑根毛霉(Rhizomucor miehei)脂肪酶、南极假丝酵母(Candida antarctica)脂肪酶或黑曲霉(Aspergillus niger)脂肪酶。