从蔗渣中提取蔗蜡和蔗脂的试验研究

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1、从甘蔗渣中提取蔗蜡和蔗脂的试验研究摘要：本文论述了甘蔗蜡的组成、性质和用途；着重研究了从蔗渣中提取蔗蜡和蔗脂的方法、溶剂以及最佳工艺条件的选择，讨论了蔗渣原料的不同形态（如蔗皮、粗蔗渣、蔗渣糠等）对蜡脂产率的影响并对萃取后的溶剂进行蒸馏回收试验。从蔗蜡和蔗脂的红外光谱图对它们的组成作了初步的研究与分析。关键词：蔗渣；蔗蜡；蔗脂；汽油；酒精；丙酮我国的甘蔗渣资源丰富，而且没有充分利用，其中以广东，广西，福建、云南、四川、台湾等最为丰富。蔗渣是糖厂的三大副产品之一,其量为甘蔗重量的25%左右。多数甘蔗

2、茎的类脂物总量为0.2%～0.3%[1]。甘蔗和蔗渣中类脂物的含量因甘蔗品种、生长条件和压榨提汁条件等不同而变化。根据甘蔗产地及制糖工艺的不同，有的蔗渣含蔗蜡含量高达20．1～31．97％[2]。甘蔗经过糖厂的多重压榨，其中的总类脂物约有60%残留于蔗渣中,40%进入混合汁。国内目前对蔗渣的综合利用和深加工还处于初级阶段,主要用于造纸和作为燃料,没有用于提取高附加值的产品。如先将蔗渣中的类脂物提取出来再用于其它用途，这样就提高了资源的利用效率，获得更高的经济效率。蔗蜡：甘蔗在生长过程中，由于本身生

3、理需要如防止蔗茎水分蒸发，防病虫害等，在蔗茎表面特别是结节处附着薄层的白色的蜡状物质，就是蔗蜡。它的数量因甘蔗品种和生长条件(主要是气候和降雨量)不同而有较大变化。多数甘蔗茎含蔗蜡0.1%～0.2%。有些甘蔗的表皮有明显的白色环带状物，蔗蜡较多。蔗蜡是一种高级工业用蜡，其性质接近名贵的植物蜡－－卡拿巴蜡(CarnaubaWax)，可作它的代用品，用途很广。可用作汽车蜡、地板蜡、皮革抛光剂、鞋油、复写纸、防水包装纸、蜡漆、火漆、电器绝缘材料等的原料[3]。纯蔗蜡白色，但工业品多数带黄色至棕绿色。蔗蜡

4、的熔点为79～82℃，是硬蜡，有蜡光性，不溶于水和冷酒精，稍溶于冷乙醚和氯仿，易溶于热酒精、乙醚、氯仿、四氯化碳、乙酸乙脂、汽油等溶剂中。蔗蜡中含有多种具有很高药用价值的高级有机物，如甾醇、磷脂、28烷醇等。蔗脂：它存在于蔗茎内部的细胞组织中。蔗脂可溶于丙酮，它包括甘蔗中的各种脂肪(脂肪酸甘油酯)和各种脂溶性色素如叶绿素、叶黄素、胡萝卜素[4]等，呈深绿色，其熔点较低，约52℃，质较软。蔗脂中的甘油量为5%～6%，折算成甘油脂肪酸三酯的含量约为50%。其中脂肪酸的主要成份为：软脂酸(C15H31C

5、OOH，21.1%～27.7%)，油酸(C17H33COOH，8.6%～14.9%)和亚油酸(C17H31COOH，30.5%～51.4%)，还有少量的非脂肪酸。从已报道的文献可知，从蔗渣中提取分离蔗蜡和蔗脂的方法，主要有溶剂提取法，它的一般工艺是：先用溶剂将原料中的蜡脂混合物溶解，分离得到蜡脂的混合物（即粗蔗蜡），再用其他溶剂从粗蔗蜡中将蔗脂溶解萃取出来，进一步精制蔗蜡。本项目根据蔗蜡和蔗脂在不同溶剂中的溶解性不同，先用酒精、丙酮等溶剂从蔗渣中萃取蔗脂，再用热的酒精、汽油、苯、石油醚等单一或混合

6、溶剂萃取蔗蜡。对几种提取方法进行了实验对比,欲找出最佳溶剂与方法。1实验研究l．1原料取广西上思糖厂压榨的蔗渣,用烘箱烘干至恒重。使用时,根据不同实验要求,手工选出不同形态的蔗渣：普通蔗渣、蔗渣糠（80目筛分）、粗蔗皮、干蔗丝。1．2实验装置与试剂真空过滤装置、减压蒸馏装置、回流装置、恒温水浴装置；酒精、丙酮、93#汽油、97#汽油、氯仿，石油醚。1．3简要步骤称取一定量（25克）的经烘干的甘蔗渣于烧瓶中，加入一定量的脂溶性溶剂，在设定的温度进行萃取，萃取过程中不时摇动烧瓶，使之萃取更加完全，放置

7、一定时间后，真空抽滤得到萃取液，蔗渣用200mL萃取液洗涤，滤出洗液至萃取液中，蒸馏得到蔗脂。经过一次萃取后的蔗渣再加入溶蜡试剂，置于恒温回流装置中，在设定温度下回流萃取一定时间，滤出萃取液，滤渣再用200mL溶蜡溶剂洗涤，滤出洗液至萃取液中，蒸馏得到甘蔗蜡。1．4试验设计——L16（45）正交试验设计由于蔗脂易溶于酒精和丙酮，且其熔点较低，蔗蜡易溶于热酒精、氯仿、四氯化碳、汽油等溶剂中，熔点较高，通过参考前人的一些经验，挑出溶剂类型、溶剂用量、温度（蔗脂为浸提温度，蔗蜡为回流温度）、时间（蔗脂为

8、浸提时间，蔗蜡为回流时间）等因素，选取4个水平，设计出如下两个的正交实验方案。1．4．1方案（一）——先去除蔗脂再提取蔗蜡水平分离蔗脂A提取溶剂B溶剂用量g/VC浸提温度/℃D浸提时间/h1酒精1：51022丙酮1：62043酒精-丙酮(1:1)1：73064酒精-丙酮(2:1)1：8408水平提取蔗蜡A提取溶剂B溶剂用量g/VC回流温度/℃D回流时间/h193#汽油1：4702297#汽油1：57533氯仿-乙醇(1:1)1：68044石油醚-乙醇(1:1)1：78551.4.2