一種羥苯酯鈉噴霧乾燥液的製備方法
2023-06-28 07:20:06
專利名稱：一種羥苯酯鈉噴霧乾燥液的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種羥苯酯鈉噴霧乾燥液的製備方法，屬於精細化工生產技術領域。
背景技術：
合成類食品防腐劑按其分子結構及理化特性差異可以分為無機類、有機酸和羥苯酯三種類型。其中，羥苯乙酯具有抑菌範圍廣、抑菌功能強、毒副作用小三個特點，因而從上世紀六十年代起，該防腐劑不僅被製成抗真菌類藥物，而且成為化妝品和和食品工業常用的防腐劑原料。根據微生物學原理，一定數量的活性水份的存在是微生物生長的必要條件，而許多食品或化妝品之所以容易腐敗變質，富含活性水份是主要原因之一。因而一種防腐劑如果要在食品或化妝品領域得到廣泛的應用，就必須具有較好的水溶性，即在潔淨水中呈現出易溶性或可溶性特徵。然而，包括羥苯甲酯、羥苯乙酯、羥苯丙酯、羥苯異丙酯、羥苯丁酯和羥苯異丁酯在內的六種酯類物質均顯示油溶性特徵，只能微溶於水。羥苯酯的這一性質極大限制了該類防腐劑在食品和化妝品領域的應用範圍。然而，從分子結構式分析，羥苯酯系由一個酚基和一個烷基酯分子團構成。由於酚基具有較高的分子活性，因而羥苯酯在常溫條件下就能夠與氫氧化鈉發生中和反應，生成易溶於水的羥苯酯鈉。因此，將不同的羥苯酯轉化成相應的鈉鹽，是將羥苯酯類防腐劑廣泛應用於食品和化妝品領域重要的技術途徑。大量實驗表明，將羥苯酯加工成羥苯酯鈉存在著四個技術障礙第一，氫氧化鈉溶液既能夠作為反應物與羥苯酯發生中和反應，也可以作為鹼性催化劑促使羥苯酯發生水解反應。特別是在操作程序不當的情況下，例如將水直接加入羥苯酯與氫氧化鈉固體混合物中時，氫氧化鈉溶解時所產生的大量熱量足以使羥苯酯發生劇烈的水解反應。可見，在羥苯酯鈉溶液配製環節，反應溫度、反應物和生成物的濃度都是需控制的因素，如果掌握得不好，難以達到希望達到的化學平衡狀態。第二，採用噴霧乾燥工藝有助於使羥苯酯鈉溶液實現瞬間脫水，形成羥苯酯鈉精細粉末，降低羥苯酯發生水解反應的機率。但如果氫氧化鈉和羥苯酯的配比是按照1 1 的摩爾數進行，國內現有的各種型號的離心式噴霧乾燥塔，從蒸發量為51/h的實驗塔到蒸發量為2001/h工業塔幾乎都出現了物料粘壁現象，羥苯酯鈉的粉末成型遇到障礙。第三，加大氫氧化鈉的摩爾比雖然能夠減輕或避免羥苯酯鈉噴霧乾燥時出現物料粘壁現象，但同時有可能提高羥苯酯發生水解反應的機率，還會在羥苯酯鈉粉末中留下過多的氫氧化鈉殘留，降低產品的純度，故本發明採用適當過量的氫氧化鈉參與合成反應。第四，僅僅加大氫氧化鈉的摩爾比並不能完全解決噴霧乾燥過程中的物料粘壁問題，因為物料粘壁現象是否產生還同物料的濃度有關。近年來，羥苯酯鈉的乾燥成型工藝在國內受到了一定的關注。中國專利 CNi01575292A針對羥苯酯鈉水溶液在配製過程中可能伴隨水解反應現象，發明了在反應物中添加乙醇達到抑制發生水解反應的方法。本發明與之相比，採用了不同的方法抑制水解反應的發生，具體是對羥苯酯、氫氧化鈉和稀釋配料用水進行降溫處理，以抑制物料在噴霧乾燥前發生可逆反應，與之明顯不同。根據國內精細化工生產企業的裝備條件以及羥苯酯鈉溶液在噴霧乾燥時面臨的技術障礙，本發明主要採用氫氧化鈉配比適當過量和調節噴霧乾燥液的濃度的方法克服噴霧乾燥過程中的物料粘壁障礙，用降低物料溫度和優化配料程序的方法抑制羥苯酯的水解反應。大量實驗表明，本發明方法可以成為精細化工企業生產羥苯酯鈉時簡單實用的工藝方法之一。
發明內容
一種羥苯酯鈉噴霧乾燥液的製備方法，其特徵是在氫氧化鈉和羥苯酯中和反應生成羥苯酯鈉溶液時，先用冷藏降溫處理的方法對物料進行預處理，再將羥苯酯加入到適當過量的氫氧化鈉溶液中，使二者發生中和反應，生成羥苯酯鈉溶液，加適量水調節溶液濃度後，送入離心式噴霧乾燥塔進行噴霧乾燥，最後得到目的產物羥苯酯鈉精細粉。本發明方法避免了羥苯酯鈉溶液在噴霧乾燥時易出現的物料粘壁難以成型的現象。本發明的目的第一，克服羥苯酯鈉在噴霧乾燥時易於出現的物料粘壁和精細粉末產品難以成型的現象；第二，抑制羥苯酯鈉溶液配製時易於產生的酯類物質的水解反應； 第三，用低溫條件下的鹼過量配製法代替常溫條件下的加醇配製法有利於降低生產成本。本發明的技術方案首先將溫度達到5 15°C的羥苯酯溶解於摩爾數超過正常值 0. 05 0. 10且溫度也達到5 15°C、濃度為35 40%的氫氧化鈉液鹼中，製成羥苯酯鈉配液，然後加入質量為相應羥苯酯1. 5 2. 5倍、溫度同樣達到5 15°C的清水進行稀釋， 最後用螺杆泵將此低於常溫的物料輸入進風溫度在165 195°C、出風溫度在65 95°C的噴霧乾燥塔乾燥成型。本發明的有益效果第一，國內常用的離心式噴霧乾燥塔按照單位時間內水蒸發量來區分，共有51^、251^、5(^、10(^、15(^和200L六種型號；羥苯甲酯鈉、羥苯乙酯鈉、羥苯丙酯鈉、羥苯異丙酯鈉、羥苯丁酯鈉和羥苯異丁酯鈉六種食品防腐劑在國內外食品加工業和精細化工業均有著廣闊的應用前景。大量的噴霧乾燥實驗表明，採用過量添加氫氧化鈉的方法配製的六種羥苯酯鈉溶液在噴霧乾燥時均克服了物料粘壁的技術障礙，羥苯酯鈉精細粉穩定成型。第二，對羥基苯甲酸在羥苯酯鈉精細粉末中的殘留量被控制在相應的羥苯酯的質量指標範圍內。第三，氫氧化鈉在羥苯乙酯鈉精細粉末中的最大殘留量小於2. 08%，當羥苯乙酯鈉用作食品添加劑時，氫氧化鈉在食品中的殘留量小於42ppm，不會產生食品安全問題。第四，本方案採用了過量鹼物料配製法，與其他方法中採用的加醇配製法相比較， 可以降低20%的生產成本。
附圖鹼過量法噴霧乾燥工藝示意圖，主要是對本發明的工藝步驟的圖示說明。
具體實施方式
實例一生產羥苯甲酯鈉將經過冷藏處理的200公斤羥苯甲酯置於一個帶有保溫功能的容器內，接著將經過降溫處理的145公斤濃度為40%的氫氧化鈉液鹼加入其中，緩慢攪動至羥苯甲酯全部溶解，然後將經過降溫處理的400公斤潔淨水加入其中進行稀釋，靜置15分鐘，最後用螺杆泵將此低於常溫的物料輸入進風溫度在165 195°C、出風溫度在65 95°C的噴霧乾燥塔， 羥苯甲酯鈉精細粉在塔內即刻成型。實例二生產羥苯乙酯鈉將經過冷藏處理的200公斤羥苯乙酯置於一個帶有保溫功能的容器內，接著將經過降溫處理的132公斤濃度為40%的氫氧化鈉液鹼加入其中，緩慢攪動至羥苯乙酯全部溶解，然後將經過降溫處理的400公斤潔淨水加入其中進行稀釋，靜置15分鐘，最後用螺杆泵將此低於常溫的物料輸入進風溫度在165 195°C、出風溫度在65 95°C的噴霧乾燥塔， 羥苯乙酯鈉精細粉在塔內即刻成型。實例三生產羥苯丙酯鈉將經過冷藏處理的200公斤羥苯丙酯置於一個帶有保溫功能的容器內，接著將經過降溫處理的122公斤濃度為40%的氫氧化鈉液鹼加入其中，緩慢攪動至羥苯丙酯全部溶解，然後將經過降溫處理的400公斤潔淨水加入其中進行稀釋，靜置15分鐘，最後用螺杆泵將此低於常溫的物料輸入進風溫度在165 195°C、出風溫度在65 95°C的噴霧乾燥塔， 羥苯丙酯鈉精細粉在塔內即刻成型。實例四生產羥苯異丙酯鈉將經過冷藏處理的200公斤羥苯異丙酯置於一個帶有保溫功能的容器內，接著將經過降溫處理的122公斤濃度為40%的氫氧化鈉液鹼加入其中，緩慢攪動至羥苯異丙酯全部溶解，然後將經過降溫處理的400公斤潔淨水加入其中進行稀釋，靜置15分鐘，最後用螺杆泵將此低於常溫的物料輸入進風溫度在165 195°C、出風溫度在65 95°C的噴霧乾燥塔，羥苯異丙酯鈉精細粉在塔內即刻成型。實例五生產羥苯丁酯鈉將經過冷藏處理的200公斤羥苯丁酯置於一個帶有保溫功能的容器內，接著將經過降溫處理的113公斤濃度為40%的氫氧化鈉液鹼加入其中，緩慢攪動至羥苯丁酯全部溶解，然後將經過降溫處理的400公斤潔淨水加入其中進行稀釋，靜置15分鐘，最後用螺杆泵將此低於常溫的物料輸入進風溫度在165 195°C、出風溫度在65 95°C的噴霧乾燥塔， 羥苯丁酯鈉精細粉在塔內即刻成型。實例六生產羥苯異丁酯鈉將經過冷藏處理的200公斤羥苯異丁酯置於一個帶有保溫功能的容器內，接著將經過降溫處理的113公斤濃度為40%的氫氧化鈉液鹼加入其中，緩慢攪動至羥苯異丁酯全部溶解，然後將經過降溫處理的400公斤潔淨水加入其中進行稀釋，靜置15分鐘，最後用螺杆泵將此低於常溫的物料輸入進風溫度在165 195°C、出風溫度在65 95°C的噴霧乾燥塔，羥苯異丁酯鈉精細粉在塔內即刻成型。
權利要求
1.一種羥苯酯鈉噴霧乾燥液的製備方法，其特徵是在氫氧化鈉和羥苯酯中和反應生成羥苯酯鈉溶液時，先用冷藏降溫處理的方法對物料進行預處理，再將羥苯酯加入到適當過量的氫氧化鈉溶液中，使二者發生中和反應，生成羥苯酯鈉溶液，加適量低溫水調節溶液濃度後，送入離心式噴霧乾燥塔進行噴霧乾燥，最後得到目的產物羥苯酯鈉精細粉。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵是氫氧化鈉溶液的濃度為35% 40%。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵是適當過量的氫氧化鈉溶液是指氫氧化鈉與羥苯酯的摩爾比為1 1.05 1 1. 10。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵是用冷藏降溫處理的方法對物料進行預處理是指將羥苯酯、氫氧化鈉溶液和稀釋配料用水進行冷藏降溫預處理，使溫度達到5 15°C。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵是先將羥苯酯溶解於35% 40%的氫氧化鈉溶液中，然後加入低溫水進行稀釋，稀釋用水的添加量為相應羥苯酯質量的1. 5 2. 5倍。
6.如權利要求1所述的方法，其特徵是控制噴霧乾燥工藝為進風溫度在165 195°C、 出風溫度在65 95 °C。
全文摘要
本發明涉及一種羥苯酯鈉噴霧乾燥液的製備方法，屬於精細化工領域。具體是在製備羥苯酯鈉的過程中，先對羥苯酯、氫氧化鈉和稀釋配料用水進行降溫處理，以抑制物料在噴霧乾燥前發生可逆反應；再用1.05～1.10mol氫氧化鈉液鹼與1mol羥苯酯配製羥苯酯鈉溶液，並用清水調節溶液濃度，以克服物料粘壁現象。本發明既解決了加工液在噴霧乾燥時易於發生的物料粘壁問題，又大大降低了加工液出現可逆反應的機率，使得羥苯酯鈉的噴霧乾燥工藝簡單、實用。採用本發明方法製備的產品純度高於97.75％以上，大規模工業的生產成本則會明顯降低。
文檔編號C07C69/88GK102381980SQ20111021120
公開日2012年3月21日 申請日期2011年7月27日 優先權日2011年7月27日
發明者吳保承, 楊春霞, 王金龍 申請人:江蘇省江大綠康生物工程技術研究有限公司