一種提純山梨酸的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了利用熔融結(jié)晶制備高純度的山梨酸的生產(chǎn)工藝，其包括如下步驟：先在熔融結(jié)晶器外夾套底部通入冷凍鹽水，冷凍鹽水均勻的在結(jié)晶器外壁呈降膜流動(dòng)，然后將粗山梨酸溶液投入到熔融結(jié)晶器內(nèi)，山梨酸溶液在結(jié)晶器內(nèi)壁降膜流下，逐步冷卻而結(jié)晶，在換熱面上逐步生長(zhǎng)出均勻的晶體層，晶體層的濃度高于混合物溶液的濃度，雜質(zhì)逐步富集于混合物溶液中；然后通過(guò)換熱器調(diào)節(jié)熱水溫度對(duì)晶體層進(jìn)行部分熔化操作，使晶體層中夾雜的低熔點(diǎn)雜質(zhì)部分熔化排除，以進(jìn)一步提純晶體。本發(fā)明的方法工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，采用降膜形式，降低能量，同時(shí)降低了成本和設(shè)備投資；利用該熔融結(jié)晶器生產(chǎn)出的產(chǎn)品純度高。
【專利說(shuō)明】一種提純山梨酸的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種山梨酸的提純方法，尤其是一種熔融結(jié)晶器提純山梨酸的方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]山梨酸及其鉀鹽能抑制霉菌生長(zhǎng)，長(zhǎng)期來(lái)用作食品防腐劑，特別在低pH值時(shí)，可作為一種未離解的酸起防腐作用。山梨酸具有其他防腐劑所沒(méi)有的特點(diǎn)，即有很強(qiáng)的防腐選擇性，它能抑制對(duì)人類有害細(xì)菌的生長(zhǎng)，而對(duì)有益于人的細(xì)菌則無(wú)害，例如它可抑制乳酪霉菌生長(zhǎng)但并不影響幫助乳酪熟化的細(xì)菌的生長(zhǎng)。因此在食品工業(yè)中山梨酸大量用作乳酪、蛋糕和其他糕點(diǎn)的防腐劑。主要用于干酪、腌潰蔬菜、干燥水果、果汁、水果糖漿、飲料、蜜餞、面包、糖果等的防霉。也用于魚肉品的保鮮。還應(yīng)用于化妝品、醫(yī)藥、飼料等方面。目前國(guó)內(nèi)外規(guī)?；a(chǎn)山梨酸的設(shè)備為一般的搪瓷反應(yīng)釜，其成熟工藝的工序大致如下:即取乙烯酮與巴豆醛在催化劑的作用下，發(fā)生縮合反應(yīng)，再水解、干燥、包裝等工序獲得成品，然而由于該工藝生產(chǎn)出的山梨酸外觀很次，雜質(zhì)多，有刺激性氣味。故現(xiàn)有的這種山梨酸的工藝及設(shè)備有待改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種熔融結(jié)晶器提純山梨酸的方法，其具有良好的平行反應(yīng)選擇性和安全性，降低了成本和設(shè)備投資；對(duì)環(huán)境友好，能耗少，且山梨酸產(chǎn)品純度聞、品質(zhì)穩(wěn)定。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種提純山梨酸的方法，其創(chuàng)新點(diǎn)在于:采用熔融結(jié)晶器提純山梨酸，具體步驟為:
(1)結(jié)晶:在熔融結(jié)晶器外夾套底部通入冷凍鹽水，冷凍鹽水均勻的在熔融結(jié)晶器外壁呈降膜流動(dòng)，將粗山梨酸溶液投入到熔融結(jié)晶器內(nèi)，粗山梨酸溶液在熔融結(jié)晶器內(nèi)壁降膜流下，逐步冷卻而結(jié)晶，在換熱面上逐步生`長(zhǎng)出均勻的晶體層，晶體層的濃度高于熔融結(jié)晶器內(nèi)溶液的濃度，雜質(zhì)逐步富集于溶液中；
(2)發(fā)汗、熔化:冷凍鹽水通入30~40min后，停止供料，然后通過(guò)換熱器調(diào)節(jié)熱水溫度對(duì)晶體層進(jìn)行部分熔化，使晶體層中夾雜的低熔點(diǎn)雜質(zhì)熔化排除，進(jìn)一步提純晶體。
[0005]本發(fā)明采用熔融結(jié)晶器利用分離物質(zhì)之間凝固點(diǎn)的不同而實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分離和提純，通過(guò)調(diào)節(jié)能量的傳輸控制傳質(zhì)，從而達(dá)到提高結(jié)晶效率和結(jié)晶成品的純度的效果；提高了平行反應(yīng)選擇性；對(duì)于使用溶劑的重結(jié)晶會(huì)引起爆炸、燃燒等不安全因素的體系，通過(guò)熔融結(jié)晶器控制輸入，維持結(jié)晶的最佳濃度，低溫操作可提高系統(tǒng)安全性；在結(jié)晶器上部導(dǎo)氣管通入適量的壓縮空氣，使溶液在結(jié)晶管內(nèi)形成彈狀流氣泡上升，造成熔體的湍動(dòng)，增強(qiáng)傳質(zhì)和傳熱性能。
[0006]進(jìn)一步地，所述結(jié)晶步驟具體為:先在熔融結(jié)晶器外夾套底部通入冷凍鹽水，溫度為-10°C~-2°c，冷凍鹽水均勻的在熔融結(jié)晶器外壁呈降膜流動(dòng)，然后將粗山梨酸溶液投入到熔融結(jié)晶器內(nèi)，同時(shí)通過(guò)熔融結(jié)晶器導(dǎo)氣管以4~7m3/min的速度向粗山梨酸溶液內(nèi)通入壓縮空氣，使之在結(jié)晶管內(nèi)形成彈狀流氣泡上升，造成熔體的湍動(dòng)，增強(qiáng)傳質(zhì)和傳熱性能，山梨酸溶液在熔融結(jié)晶器內(nèi)壁降膜流下，逐步冷卻而結(jié)晶，在換熱面上逐步生長(zhǎng)出均勻的晶體層，晶體層的濃度高于熔融結(jié)晶器內(nèi)溶液的濃度，雜質(zhì)逐步富集于溶液中。
[0007]進(jìn)一步地，所述發(fā)汗、熔化步驟具體為:控制冷凍鹽水通入時(shí)間30~40min后，停止供料，切換溫水罐對(duì)晶體層進(jìn)行部分熔化，水溫為88~92°C，溫水通入時(shí)間為15~40min ;然后切換熱水罐水溫為90~94°C使晶體層中夾雜的低熔點(diǎn)雜質(zhì)熔化排除，進(jìn)一步提純晶體，熱水通入時(shí)間為25~35min。
[0008]進(jìn)一步的，所述冷凍鹽水為氯化鈣溶液或氯化鈉溶液。
[0009]進(jìn)一步地，所述熔融結(jié)晶器為一種立式列管換熱器式的降膜熔融結(jié)晶器。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:通過(guò)上述熔融結(jié)晶器提純山梨酸的工藝簡(jiǎn)單，其具有良好的平行反應(yīng)選擇性和安全性，采用降膜形式和低溫操作，單位產(chǎn)量產(chǎn)品的能量消耗大幅度降低，有較好的經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)該工藝過(guò)程晶體是在傳熱表面形成晶體層，而不是懸浮在液體中，這樣避免了設(shè)備和管道的堵塞，減少了生產(chǎn)故障的發(fā)生，降低了成本和設(shè)備投資；生產(chǎn)過(guò)程中幾乎沒(méi)有“三廢”，對(duì)環(huán)境友好，與使用溶劑的重結(jié)晶相比，不需要干燥以脫除溶劑，能耗僅為精餾的10%~30%，且利用該熔融結(jié)晶器生產(chǎn)出的山梨酸產(chǎn)品純度高、品質(zhì)穩(wěn)定，增加操作級(jí)數(shù)可使純度無(wú)限提高，可以使產(chǎn)品中雜質(zhì)含量從百分含量至ppm含量，從而克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作詳細(xì)說(shuō)明。
[0012]實(shí)施例1
熔融結(jié)晶器提純山梨酸的工藝，包括如下步驟:
(O結(jié)晶:先在熔融結(jié)晶器外夾套底部通入-8°C的氯化鈣溶液，氯化鈣溶液均勻的在熔融結(jié)晶器外壁呈降膜流動(dòng)，然后將縮合好的山梨酸溶液投入到熔融結(jié)晶器內(nèi)，同時(shí)通過(guò)熔融結(jié)晶器導(dǎo)氣管利用壓縮機(jī)以4m3/min的速度向山梨酸溶液內(nèi)通入的壓縮空氣，使之在結(jié)晶管內(nèi)形成彈狀流氣泡上升，造成熔體的湍動(dòng)，增強(qiáng)傳質(zhì)和傳熱性能，山梨酸溶液在結(jié)晶器內(nèi)壁降膜流下，逐步冷卻而結(jié)晶，在換熱面上逐步生長(zhǎng)出均勻的晶體層，晶體層的濃度高于熔融結(jié)晶器內(nèi)溶液的濃度，雜質(zhì)逐步富集于溶液中；
(2)發(fā)汗、熔化:控制氯化鈣溶液通入時(shí)間30min后，停止供料，切換溫水罐對(duì)晶體層進(jìn)行部分熔化，溫水罐水溫為88°C，溫水通入時(shí)間為15min ;然后切換熱水罐使晶體層中夾雜的低熔點(diǎn)雜質(zhì)熔化排除，進(jìn)一步提純晶體，熱水罐水溫為88°C，熱水通入時(shí)間為28min，得到山梨酸的純度為99.91%。
[0013]實(shí)施例2
熔融結(jié)晶器提純山梨酸的工藝，包括如下步驟:
(O結(jié)晶:先在熔融結(jié)晶器外夾套底部通入-6 °C的氯化鈉溶液，氯化鈉溶液均勻的在熔融結(jié)晶器外壁呈降膜流動(dòng)，然后將縮合好的山梨酸溶液投入到熔融結(jié)晶器內(nèi)，同時(shí)通過(guò)熔融結(jié)晶器導(dǎo)氣管利用壓縮機(jī)以5m3/min的速度向山梨酸溶液內(nèi)通入的壓縮空氣，使之在結(jié)晶管內(nèi)形成彈狀流氣泡上升，造成熔體的湍動(dòng)，增強(qiáng)傳質(zhì)和傳熱性能，山梨酸溶液在結(jié)晶器內(nèi)壁降膜流下，逐步冷卻而結(jié)晶，在換熱面上逐步生長(zhǎng)出均勻的晶體層，晶體層的濃度高于熔融結(jié)晶器內(nèi)溶液的濃度，雜質(zhì)逐步富集于溶液中；
(2)發(fā)汗、熔化:控制氯化鈉溶液通入時(shí)間35min后，停止供料，切換溫水罐對(duì)晶體層進(jìn)行部分熔化，溫水罐水溫為90°C，溫水通入時(shí)間為30min ;然后切換熱水罐使晶體層中夾雜的低熔點(diǎn)雜質(zhì)熔化排除，進(jìn)一步提純晶體，熱水罐水溫為92°C，熱水通入時(shí)間為30min，得到山梨酸的純度為99.92%。
[0014]實(shí)施例3
熔融結(jié)晶器提純山梨酸的工藝，包括如下步驟:
(O結(jié)晶:先在熔融結(jié)晶器外夾套底部通入_2°C的氯化鈣溶液，氯化鈣溶液均勻的在熔融結(jié)晶器外壁呈降膜流動(dòng)，然后將縮合好的山梨酸溶液投入到熔融結(jié)晶器內(nèi)，同時(shí)通過(guò)熔融結(jié)晶器導(dǎo)氣管利用壓縮機(jī)以7m3/min的速度向山梨酸溶液內(nèi)通入的壓縮空氣，使之在結(jié)晶管內(nèi)形成彈狀流氣泡上升，造成熔體的湍動(dòng)，增強(qiáng)傳質(zhì)和傳熱性能，山梨酸溶液在結(jié)晶器內(nèi)壁降膜流下，逐步冷卻而結(jié)晶，在換熱面上逐步生長(zhǎng)出均勻的晶體層，晶體層的濃度高于熔融結(jié)晶器內(nèi)溶液的濃度，雜質(zhì)逐步富集于溶液中；
(2)發(fā)汗、熔化:控制氯化鈣溶液通入時(shí)間40min后，停止供料，切換溫水罐對(duì)晶體層進(jìn)行部分熔化，溫水罐水溫為92°C，溫水通入時(shí)間為40min ;然后切換熱水罐使晶體層中夾雜的低熔點(diǎn)雜質(zhì)熔化排除，進(jìn)一步提純晶體，熱水罐水溫為94°C，熱水通入時(shí)間為32min，得到山梨酸的純度為99.91%。
[0015]通過(guò)采用一種類似于立式列管換熱器的降膜熔融結(jié)晶器后，山梨酸的結(jié)晶過(guò)程變得更容易控制，雜質(zhì)少，成品的純度較高，一般可達(dá)到99.8%以上，外觀較白且亮，晶體好。通過(guò)該工藝的改進(jìn)，山梨酸成品中沒(méi)有或者大大減少了雜質(zhì)的存在，有效的提高了其防腐性能，降低了食品中防腐劑的用量，有效的提高了食品安全。
[0016]對(duì)比例1
(1)將縮合好的山梨酸溶液打到結(jié)晶釜中，往結(jié)晶釜夾套通冷卻水(20~25°C)冷卻到50~60°C時(shí)，則關(guān)閉預(yù)冷循環(huán)閥門，停止降溫，加入Ikg的山梨酸輕粉晶種；
(2)約40min后開啟冷卻水，繼續(xù)降溫，到38~42°C停止降溫，過(guò)20min后開啟冷凍水(5~7°C)繼續(xù)降溫，直到18~20°C時(shí)停冷凍水，準(zhǔn)備放料，離心脫水，得到山梨酸的純度為 99.82%。
[0017]需要指出的是，上述較佳實(shí)施例僅為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種提純山梨酸的方法，其特征在于:采用熔融結(jié)晶器提純山梨酸，具體步驟為: (1)結(jié)晶步驟:在熔融結(jié)晶器外夾套底部通入冷凍鹽水，冷凍鹽水均勻的在熔融結(jié)晶器外壁呈降膜流動(dòng)，將粗山梨酸溶液投入到熔融結(jié)晶器內(nèi)，粗山梨酸溶液在熔融結(jié)晶器內(nèi)壁降膜流下，逐步冷卻而結(jié)晶，在換熱面上逐步生長(zhǎng)出均勻的晶體層，晶體層的濃度高于熔融結(jié)晶器內(nèi)溶液的濃度，雜質(zhì)逐步富集于溶液中； (2)發(fā)汗、熔化:冷凍鹽水通入30~40min后，停止供料，然后通過(guò)換熱器調(diào)節(jié)熱水溫度對(duì)晶體層進(jìn)行部分熔化，使晶體層中夾雜的低熔點(diǎn)雜質(zhì)熔化排除，進(jìn)一步提純晶體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種提純山梨酸的方法，其特征在于:所述結(jié)晶步驟具體為:先在熔融結(jié)晶器外夾套底部通入冷凍鹽水，溫度為-10°C~_2°C，冷凍鹽水均勻的在熔融結(jié)晶器外壁呈降膜流動(dòng)，然后將粗山梨酸溶液投入到熔融結(jié)晶器內(nèi)，同時(shí)通過(guò)熔融結(jié)晶器導(dǎo)氣管以4~7m3/min的速度向粗山梨酸溶液內(nèi)通入壓縮空氣，使之在結(jié)晶管內(nèi)形成彈狀流氣泡上升，造成熔體的湍動(dòng)，增強(qiáng)傳質(zhì)和傳熱性能，山梨酸溶液在熔融結(jié)晶器內(nèi)壁降膜流下，逐步冷卻而結(jié)晶，在換熱面上逐步生長(zhǎng)出均勻的晶體層，晶體層的濃度高于熔融結(jié)晶器內(nèi)溶液的濃度，雜質(zhì)逐步富集于溶液中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種提純山梨酸的方法，其特征在于:所述發(fā)汗、熔化具體為:控制冷凍鹽水通入時(shí)間30~40min后，停止供料，切換溫水罐對(duì)晶體層進(jìn)行部分熔化，溫水罐水溫為88~92°C，溫水通入時(shí)間為15~40min ;然后切換熱水罐使晶體層中夾雜的低熔點(diǎn)雜質(zhì)熔化排除，進(jìn)一步提純晶體，熱水罐水溫為90~94°C，熱水通入時(shí)間為25~35min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種提純山梨酸的方法，其特征在于:所述冷凍鹽水為氯化鈣溶液或氯化鈉溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種提純山梨酸的方法，其特征在于:所述熔融結(jié)晶器為一種立式列管換熱器式的降膜熔融結(jié)晶器。
【文檔編號(hào)】C07C51/43GK103694105SQ201410013470
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】許衛(wèi)東, 卞楊偉 申請(qǐng)人:南通奧凱生物技術(shù)開發(fā)有限公司