一种纳滤法分离羊毛脂中的羊毛油和羊毛蜡的方法与流程

1.本发明涉及油脂分离技术领域，尤其涉及一种分离羊毛脂中的羊毛油和羊毛蜡的方法。

背景技术：

2.羊毛脂是沉积在羊毛纤维上的绵羊皮脂腺的脂肪样分泌物，有黏性而滑腻，有特殊的臭味，能溶于乙醚、石油醚、丙酮、二氯甲烷等有机溶剂，在热乙醇中溶解，在水中不溶，但能与约2倍量的水均匀混合成油包水型微乳液。粗羊毛脂的主要成分为甾醇类、三萜甾醇、脂肪醇与等摩尔量的脂肪酸形成的酯，约占总质量的94％，还含有少量的游离醇、游离脂肪酸、烃类物质、泥沙和金属离子。精炼羊毛脂是粗羊毛脂经过除杂、脱、除味等工序得到的颜较浅、气味很淡的羊毛脂。
3.羊毛脂与普通动植物油脂不同，它不含甘油，是一种低熔点的动物蜡。在羊毛脂中，高级脂肪酸和甾醇/脂肪醇形成的酯分子量较大，凝固点高，常温下成固态，被称为羊毛蜡。而低级脂肪酸和甾醇/脂肪醇形成的酯凝固点低，常温下呈液态，被称为羊毛油。羊毛蜡由于凝固点高，比较粘腻，涂在皮肤上比较厚重，不易涂抹均匀，一般加工成皮革护理剂或润滑剂。而羊毛油常温下为液体，具有优良的柔肤性，又不粘腻，并且很容易和水形成水溶性凝胶，也容易被表面活性剂所增溶，是一种非常好的化妆品原料。
4.目前，关于羊毛脂中羊毛蜡、羊毛油的分离制备研究很少。专利cn103555427a公开了一种从羊毛脂中分离羊毛油和羊毛蜡的方法，该方法包括溶解、结晶、过滤和蒸馏步骤，其中过滤后，滤液经过蒸馏得到羊毛油，滤饼在丙酮中溶解，然后蒸馏得到羊毛蜡。但该工艺较为复杂，工业生产比较困难。并且羊毛蜡的是非常复杂的混合物，很难形成较好的晶形，多是以絮状或蜡状的固体析出，析出的过程中还会夹带或吸附或溶解一部分羊毛油一起析出，导致析出的固体硬度较低，过滤困难。专利cn112961731a公开了一种制备脱农残羊毛脂、羊毛油和羊毛蜡的方法，该方法首先用二级分子蒸馏得到脱农残的羊毛脂，然后用混合溶剂溶解，降温结晶，过滤，回收溶剂等步骤，从滤液中得到羊毛油、滤饼中得到羊毛蜡。该方法与cn103555427a类似，只是增加了分子蒸馏脱农残的步骤，使用了容易获得的溶剂(烷烃类和醇类的混合溶剂)作为结晶溶剂，其它方面并无重大改进，其面临的困难与专利cn103555427a类似。

技术实现要素：

5.本发明的目的在于，针对当前羊毛脂中的羊毛油和羊毛蜡分离面临的难题，提供一种羊毛脂中羊毛油和羊毛蜡的膜分离方法。本发明工艺简单，易于工业化生产。
6.本发明提供了一种分离羊毛脂中的羊毛油和羊毛蜡的方法，包括以下步骤：
7.对羊毛脂溶液进行纳滤，分别收集透过液和截留液，所述透过液中含有羊毛油，所述截留液中含有羊毛蜡；
8.所述纳滤采用的纳滤膜的截留分子量为400～900da。
9.优选的，所述纳滤的截留分子量为500～800da。
10.优选的，所述纳滤包括加压纳滤，所述加压纳滤的压强为0.1～20mpa。
11.优选的，所述透过液的流量和截留液流量比值为(3：1)～(1：10)。
12.优选的，对羊毛脂溶液进行纳滤包括对所述羊毛脂溶液循环进行纳滤；
13.对所述羊毛脂溶液循环进行纳滤包括：将所述截留液回流至羊毛脂溶液中循环进行纳滤，至经过循环纳滤的羊毛脂溶液的总体积为羊毛脂溶液原体积的1～5倍时，停止循环。。
14.优选的，在所述对羊毛脂溶液进行纳滤前，还包括对所述羊毛脂溶液进行微滤，得到澄清的羊毛脂溶液。
15.优选的，所述微滤包括依次进行的第一级微滤和第二级微滤；所述第一级微滤采用的微滤膜的孔径为10～100μm；所述第二级微滤采用的微滤膜的孔径为0.1～10μm；所述第一级微滤和第二级微滤为加压微滤；所述第一级微滤和第二级微滤的压强独立为0.01～1mpa。
16.优选的，在收集包含羊毛油的透过液和包含羊毛蜡的截留液后，还包括分别对所述透过液和截留液进行减压蒸发浓缩，回收溶剂，分别得到羊毛油和羊毛蜡。
17.优选的，所述羊毛脂溶液包括粗羊毛脂溶液或精炼羊毛脂溶液；所述羊毛脂溶液的溶剂为有机溶剂；所述羊毛脂溶液中羊毛脂和有机溶剂的质量比为1：(1～1000)。
18.优选的，所述有机溶剂包括石油醚、正己烷、环己烷、丙酮、甲乙酮、苯乙酮、二氯甲烷、、甲醇、乙醇、异丙醇和正丁醇中的一种或几种。
19.本发明的有益效果：
20.本发明提供了一种分离羊毛脂中的羊毛油和羊毛蜡的方法，包括以下步骤：对羊毛脂溶液进行纳滤，分别收集透过液和截留液，所述透过液中含有羊毛油，所述截留液中含有羊毛蜡；所述纳滤采用的纳滤膜的截留分子量为400～900da。羊毛油的数均分子量在400da左右，而羊毛蜡的数均分子量在900da左右，羊毛脂整体的数均分子量在700da左右。本技术根据粗羊毛脂中羊毛油、羊毛蜡的分子大小不同，通过采用特定截留分子量的纳滤膜实现澄清的粗羊毛脂溶液中的羊毛蜡和羊毛油分离。
21.与传统的溶剂分步结晶法相比原料回收利用率高，羊毛油和羊毛蜡分离彻底，获得的羊毛油和羊毛蜡品质较高，分离速度快；与尿素笼型络合物法分离羊毛油和羊毛蜡相比，操作步骤少，操作简单，分离速度快，使用的试剂少；与分子蒸馏法相比，避免了高温对化学成分的破环，产生焦糊味，且泽较深的弊端；与谱柱分离相比，具有分离速度快，成本低，处理量大的优点。本发明的整个分离过程无相变过程，能耗较低，绿环保，易于工业化生产。
附图说明
22.图1为本发明实施例的工艺流程图。
具体实施方式
23.本发明提供了一种分离羊毛脂中的羊毛油和羊毛蜡的方法，包括以下步骤：
24.对羊毛脂溶液进行纳滤，分别收集透过液和截留液，所述透过液中含有羊毛油，所
述截留液中含有羊毛蜡；
25.所述纳滤采用的纳滤膜的截留分子量为400～900da。
26.在本发明中，所述羊毛脂溶液优选的包括粗羊毛脂溶液或精炼羊毛脂溶液；所述羊毛脂溶液的溶剂为有机溶剂；所述羊毛脂溶液中羊毛脂和有机溶剂的质量比优选为1：(1～1000)，更优选为1：100。在本发明中，所述有机溶剂优选的包括石油醚、正己烷、环己烷、丙酮、甲乙酮、苯乙酮、二氯甲烷、、甲醇、乙醇、异丙醇和正丁醇中的一种或几种，更优选为正己烷、正己烷和异丙醇的混合溶剂或者正庚烷和丙酮的混合溶剂；当所述有机溶剂为正己烷和异丙醇时，所述正己烷和异丙醇的体积比优选为2：1；当所述有机溶剂为正庚烷和丙酮时，所述正庚烷和丙酮的体积比优选为5：1。在本发明中，所述羊毛脂溶液优选的采用以下方法得到：将羊毛脂和有机溶剂于35～80℃的条件下混合，冷却至20～30℃，得到羊毛脂溶液；所述羊毛脂溶液为不完全澄清的溶液；所述羊毛脂和有机溶剂的混合温度优选为40～50℃。
27.在本发明中，所述纳滤的截留分子量优选为500～800da。在本发明中，所述纳滤优选的包括加压纳滤；所述加压纳滤的作用是驱动羊毛油分子透过纳滤膜，达到分离的目的；所述加压纳滤的压强优选为0.1～20mpa，更优选为1～10mpa，最优选为5mpa。在本发明中，所述透过液流量和截留液流量比值优选为(3：1)～(1：10)；更优选为1：(3～8)，最优选为1：3；所述纳滤的纳滤膜表面的液体流速优选为0.5～20cm/s，更优选为1～10cm/s，最优选为5cm/s。在本发明中，对羊毛脂溶液进行纳滤包括对所述羊毛脂溶液循环进行纳滤；对所述羊毛脂溶液循环进行纳滤包括：将所述截留液回流至羊毛脂溶液中循环进行纳滤，至经过循环纳滤的羊毛脂溶液的总体积为羊毛脂溶液原体积的1～5倍时，停止循环。
28.在所述对羊毛脂溶液进行纳滤前，本发明中优选的还包括对所述羊毛脂溶液进行微滤，得到澄清的羊毛脂溶液。在本发明中，所述微滤优选的包括依次进行的第一级微滤和第二级微滤；所述的第一级微滤采用的微滤膜的孔径优选为10～100μm，更优选为30～80μm，最优选为50μm；所述第一微滤的压力为0.01～1mpa，更优选为0.05～0.08mpa；第一级微滤的作用是除去灰尘，絮凝物等较大的固体颗粒，以免堵塞纳滤膜；所述的第二级微滤采用的微滤膜的孔径优选为0.1～10μm，更优选为0.2～1μm，最优选为0.5μm；所述第二级微滤的压力优选为0.01～1mpa，更优选为0.05～0.08mpa；第二级微滤的作用是除去较细的灰尘，较大的蛋白胶体颗粒等固体，以免堵塞纳滤膜。
29.在收集包含羊毛油的透过液和包含羊毛蜡的截留液后，本发明优选的还包括分别对所述透过液和截留液进行减压蒸发浓缩，回收溶剂，分别得到羊毛油和羊毛蜡。
30.在本发明中，所述减压蒸发浓缩的温度优选为40～80℃，更优选为45～60℃，进一步优选为50℃；所述减压蒸发浓缩的真空度优选为50～300mbar，更优选为100～150mbar。在本发明中，所述减压蒸发浓缩能够回收全部的有机溶剂，废弃物排放少，对环境污染小。
31.下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.本发明实施例的工艺流程图参见图1。
33.实施例1
34.1、2.0g粗羊毛脂(购自于洗毛厂)，加入500ml正己烷和异丙醇的混合溶液(正己烷和异丙醇的体积比为2：1)，加热搅拌，充分溶解，得到略带浑浊浅绿的粗羊毛脂溶液。
35.2、将粗羊毛脂溶液用隔膜泵加压依次通过孔径为10μm和0.1μm的聚丙烯(pp)膜囊式膜组件过滤，得到澄清的粗羊毛脂溶液。
36.3、用膜面积为100cm2的平板错流纳滤膜组件对羊毛油和羊毛蜡进行分离，纳滤膜的截留分子量为400～900da。用高压泵以流速为20ml/min压强为5mpa的条件驱动澄清的羊毛脂溶液在纳滤膜上实现羊毛油和羊毛蜡的分离，不能透过纳滤膜的截留液主要含羊毛蜡，纳滤膜的透过液的主要含羊毛油。调节纳滤膜透过液的流量和截留液的流量比值为1：3。纳滤膜的截留液回流至羊毛脂溶液中继续进行分离，循环运行55min，使泵至纳滤膜组件的羊毛脂溶液的的总体积为1100ml，以便羊毛油和羊毛蜡彻底分离。
37.4、对羊毛蜡溶液、羊毛油溶液分别在温度45℃，真空度100mbar的条件下进行减压蒸发浓缩，回收有机溶剂，分别得到室温下(25℃)为固态的羊毛蜡和室温下(25℃)为液态的羊毛油，羊毛油和羊毛蜡的总回收率为98.5％，其中羊毛油与羊毛蜡产品的质量比约为3：7。
38.实施例2
39.1、1.0g精炼羊毛脂，加入1000ml正己烷，加热搅拌，充分溶解，得到略带浑浊的精炼羊毛脂溶液。
40.2、将精炼羊毛脂溶液用隔膜泵加压依次通过孔径为100μm和1μm的聚偏二氟乙烯(pvdf)囊式膜组件过滤，得到澄清的粗羊毛脂溶液。
41.3、用膜面积为100cm2的平板错流过滤纳滤膜组件对羊毛油和羊毛蜡进行分离，纳滤膜的截留分子量为400～900da。用高压泵以流速为10ml/min压强为0.5mpa的条件驱动澄清的羊毛脂溶液在纳滤膜上实现羊毛油和羊毛蜡的分离，不能透过纳滤膜的截留液主要含羊毛蜡，纳滤膜的透过液的主要含羊毛油。调节纳滤膜透过液的流量和截留液的流量比值为1：1。纳滤膜的截留液回流至羊毛脂溶液中继续进行纳滤膜分离，循环运行180min，使泵至纳滤膜组件的羊毛脂溶液的的总体积为1800ml，以便羊毛油和羊毛蜡彻底分离。
42.4、对羊毛蜡溶液、羊毛油溶液分别在温度50℃，真空度100mbar的条件下进行减压蒸发浓缩，回收有机溶剂，分别得到室温下(25℃)为固态的羊毛蜡和室温下(25℃)为液态的羊毛油，羊毛油和羊毛蜡的总回收率为96.3％，其中羊毛油与羊毛蜡产品的质量比约为3：7。
43.实施例3
44.1、200g精炼羊毛脂，加入10l正庚烷和丙酮的混合溶液(正庚烷和丙酮的体积比为5：1)，加热搅拌，充分溶解，得到略带浑浊的精炼羊毛脂溶液。
45.2、将精炼羊毛脂溶液用隔膜泵加压依次通过孔径为50μm和0.5μm的聚四氟乙烯(ptfe)卷式膜组件过滤，得到澄清的粗羊毛脂溶液。
46.3、用碟管式膜组件羊毛油和羊毛蜡进行分离，对纳滤膜的截留分子量为400～900da。用高压泵以流速为500ml/min压强为1.5mpa的条件驱动澄清的羊毛脂溶液在纳滤膜上实现羊毛油和羊毛蜡的分离，不能透过纳滤膜的截留液主要含羊毛蜡，纳滤膜的透过液的主要含羊毛油。调节纳滤膜透过液的流量和截留液的流量比值为1：10。纳滤膜的截留液回流至羊毛脂溶液中继续进行分离，循环运行100min，使泵至纳滤膜组件的羊毛脂溶液的
的总体积为50l，以便羊毛油和羊毛蜡彻底分离。
47.4、对羊毛蜡溶液、羊毛油溶液分别在温度50℃，真空度100mbar的条件下进行减压蒸发浓缩，回收有机溶剂，分别得到室温下(25℃)为固态的羊毛蜡和室温下(25℃)为液态的羊毛油，羊毛油和羊毛蜡的总回收率为99.0％，其中羊毛油与羊毛蜡产品的质量比约为3：7。
48.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种分离羊毛脂中的羊毛油和羊毛蜡的方法，包括以下步骤：对羊毛脂溶液进行纳滤，分别收集透过液和截留液，所述透过液中含有羊毛油，所述截留液中含有羊毛蜡；所述纳滤的截留分子量为400～900da。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纳滤的截留分子量为500～800da。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纳滤包括加压纳滤，所述加压纳滤的压强为0.1～20mpa。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述透过液的流量和截留液流量比值为(3：1)～(1：10)。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对羊毛脂溶液进行纳滤包括对所述羊毛脂溶液循环进行纳滤；对所述羊毛脂溶液循环进行纳滤包括：将所述截留液回流至羊毛脂溶液中循环进行纳滤，至经过循环纳滤的羊毛脂溶液的总体积为羊毛脂溶液原体积的1～5倍时，停止循环。6.根据权利要求1～5任意一项所述的方法，其特征在于，在所述纳滤前，还包括对所述羊毛脂溶液进行微滤，得到澄清的羊毛脂溶液。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述微滤包括依次进行的第一级微滤和第二级微滤；所述第一级微滤采用的微滤膜的孔径为10～100μm；所述第二级微滤采用的微滤膜的孔径为0.1～10μm；所述第一级微滤和第二级微滤为加压微滤；所述第一级微滤和第二级微滤的压强独立为0.01～1mpa。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在收集透过液和截留液后，还包括分别对所述透过液和截留液进行减压蒸发浓缩，回收溶剂，分别得到羊毛油和羊毛蜡。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述羊毛脂溶液包括粗羊毛脂溶液或精炼羊毛脂溶液；所述羊毛脂溶液的溶剂为有机溶剂；所述羊毛脂溶液中羊毛脂和有机溶剂的质量比为1：(1～1000)。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂包括石油醚、正己烷、环己烷、丙酮、甲乙酮、苯乙酮、二氯甲烷、、甲醇、乙醇、异丙醇和正丁醇中的一种或几种。

技术总结

本发明提供了一种分离羊毛脂中的羊毛油和羊毛蜡的方法，本发明根据粗羊毛脂中羊毛油、羊毛蜡的分子大小不同，通过采用特定截留分子量的纳滤膜实现澄清的羊毛脂溶液中的羊毛蜡和羊毛油分离。与传统的溶剂分步结晶法相比原料回收利用率高，羊毛油和羊毛蜡分离彻底，获得的羊毛油和羊毛蜡品质较高，分离速度快。本发明与分子蒸馏法相比，避免了高温对化学成分的破环，产生焦糊味，泽较深的弊端；而且整个过程无相变过程，能耗较低，绿环保，易于工业化生产。于工业化生产。于工业化生产。