一種從肉桂油中分離苯甲醛、苯丙醛、肉桂醛、乙酸肉桂脂和鄰甲氧基肉桂醛的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種從肉桂油中分離苯甲醛、苯丙醛、肉桂醛、乙酸肉桂脂和鄰甲氧基肉桂醛的方法及裝置。方法包括：（1）肉桂油的脫水：經(jīng)過水蒸氣蒸餾得到肉桂油，加入無水硫酸鈉，無水硫酸鈉與肉桂油的重量比例為1:10~1:12；(2)將處理后的肉桂油加入物料罐，控制好精餾柱溫度、蒸發(fā)溫度、回流比和真空度，分別得到苯甲醛純度≥60%，得率≥50%；苯丙醛純度≥50%，得率≥40%；肉桂醛純度≥99%，得率≥85%；乙酸肉桂脂純度≥30%，得率≥80%；鄰甲氧基肉桂醛純度≥30%，得率≥85%。本裝置結合分子蒸餾與精餾兩者的優(yōu)點，不但使得苯甲醛等組分的濃度得到明顯提高，還明顯地提高產(chǎn)物得率，大幅度地降低生產(chǎn)成本，可實現(xiàn)在較低溫度下多種熱敏性物料低能耗、高效地分離。
【專利說明】一種從肉桂油中分離苯甲醛、苯丙醛、肉桂醛、乙酸肉桂脂和鄰甲氧基肉桂醛的方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及香料的分離領域，具體地說，涉及一種從肉桂油中分離苯甲醛、苯丙醛、肉桂醛、乙酸肉桂脂和鄰甲氧肉桂醛的方法及裝置。
【背景技術】
[0002]肉桂，在國內主要分布于廣西和廣東等地，肉桂的樹皮、枝、葉等經(jīng)過水蒸氣提取即可得到肉桂油。我國是肉桂油出口大國，出口量約占世界的80%，但主要是以肉桂油粗品出口，產(chǎn)品附加值低。將肉桂油中組分含量提高或者從肉桂油中分離出來的方法，稱為單離。對于肉桂油分離出純度較高的單離產(chǎn)品，產(chǎn)品附加值會得到明顯的提高，在這方面，亟待進一步研究與開發(fā)。肉桂油的主要成分是肉桂醛，占80%以上，其主要成分為苯甲醛、苯丙醛、肉桂醛、乙酸肉桂酯、鄰甲氧基肉桂醛等成分，含量約為0.1%~10%。苯甲醛，廣泛地應用在食品和飲料行業(yè)，尤其在西方國家，杏仁香味的食品占較大的比重；苯丙醛、肉桂醛和乙酸肉桂酯主要用來調和食用香料，配制香精，也是一種重要的醫(yī)藥中間體；鄰甲氧基肉桂醛，主要用于日化及食用香精，也用作有機合成中間體。肉桂油單離苯甲醛、苯丙醛、肉桂醛、乙酸肉桂酯和鄰甲氧基肉桂醛等組分屬于熱敏性分離過程，容易發(fā)生氧化或者受熱易分離。
[0003]因此，以簡單、低成本和規(guī)模化的工業(yè)方法富集肉桂油中的苯甲醛、苯丙醛、肉桂醛、乙酸肉桂酯、鄰甲氧基等成分成為研究的重點和發(fā)展趨勢。目前報道單離上述組分的主要方法分餾、凍析和加成法。采用凍析法單離肉桂油中的組分，雖然保證了熱敏性組分的穩(wěn)定性，但是很難使得 單離組分的純度得到有效地提高。加成法是通過與硫代硫酸鹽的反應，形成水溶性鹽，再通過水解得到醛類，該法實現(xiàn)提高醛類濃度的同時，對環(huán)境帶來一定地影響。分子蒸餾技術是在高真空的條件下實現(xiàn)組分在低沸點下的分離，適合于肉桂油中熱敏性或易氧化物質的富集，但往往需要多級分子蒸餾才能實現(xiàn)，該技術普遍存在分離效率低，能耗聞等不足。
[0004]劉曉艷等報道采用刮膜式分子蒸餾技術精制肉桂油，在蒸餾溫度63°C，真空度50Pa，進料速度2.0 mL/min，刮膜轉速7(T390 rpm時，肉桂精油的收率為92.14%，肉桂醛純度為63.39%。上述研究不足之處是肉桂精油的得率雖然較高，但是肉桂醛的純度較低，難以滿足對高純度天然肉桂醛的要求。
[0005]鐘昌勇報道了采用先減壓再分子蒸餾技術對肉桂油中肉桂醛的分離提純進行研究，純度和回收率分別達到99.50%和85.63%，但是該研究忽略了肉桂油的其它重要組分，造成資源的極大浪費，此外采用兩套系統(tǒng)進行分離存在不易操作控制，能耗高及效率低等不足。
[0006]申請?zhí)?01310252672.2公開了一種從肉桂油中分離肉桂醛、乙酸肉桂脂的方法，經(jīng)水蒸氣提取得到的肉桂油經(jīng)過脫水，進入精餾塔，控制好塔釜溫度、回流比、回流比，進行高真空快速精餾，同時分離得到兩種高純度的肉桂醛、乙酸肉桂脂。肉桂醛的純度>99%，得率> 80% ;乙酸肉桂脂的純度> 95%，得率> 60%。但是該方法存在的不足是是分離肉桂油中的肉桂醛和乙酸肉桂脂，忽略了苯甲醛、苯丙醛和鄰甲氧肉桂醛等組分，造成資源的極大浪費。
[0007]柴坤剛等報道了采用分子蒸餾技術和薄膜蒸發(fā)與精餾耦合技術分離肉桂醛和乙酸肉桂酯。在采用分子蒸餾分離肉桂醛和乙酸肉桂酯的實驗研究基礎上，重點闡述了薄膜蒸發(fā)與精餾耦合技術分離實驗。該研究表明在缺乏底物循環(huán)泵的情況下，提高產(chǎn)物濃度的同時，卻很難保證產(chǎn)品的回收率，因而難以實現(xiàn)工業(yè)化的生產(chǎn)。
[0008]可以看出，前述的專利及文獻的報道，使用減壓蒸餾、分子蒸餾技術、精餾技術分離肉桂油中的有效組分存在分離效率低，成本高，能耗大和資源浪費等問題。

【發(fā)明內容】
[0009]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種從肉桂油中分離純度較高的苯甲醛、苯丙醛、肉桂醛、乙酸肉桂脂和鄰甲氧肉桂醛的方法及裝置。
[0010]本發(fā)明通過以下的技術方案達到上述目的:
一種分子蒸餾與精餾耦合裝置，包括物料罐，蒸發(fā)器，塔釜，精餾塔，塔頂冷凝器，冷卻器，接收器，冷阱，真空罐，旋片真空泵，物料循環(huán)泵和回流比控制儀；
物料罐頂部連接物料循環(huán)泵，物料罐底部連接刮膜蒸發(fā)器頂部，刮膜蒸發(fā)器底部連接塔釜，塔釜底部再連接物料循環(huán)泵；刮膜蒸發(fā)器頂部還連接精餾塔下部，精餾塔的頂部連接有出氣管，出氣管上設有塔頂冷凝器，塔頂冷凝器用于將出氣管內的蒸汽冷凍成冷凝液，一部分冷凝液回流至精餾塔，另一部分經(jīng)過冷卻器冷卻后流入接收器；回流比控制儀設于出氣管上，用于控制回流精餾塔冷凝液的量；接收器連接冷阱，冷阱連接真空罐，真空罐連接旋片真空泵。
[0011]利用上述裝置從肉桂油中分離苯甲醛、苯丙醛、肉桂醛、乙酸肉桂脂和鄰甲氧肉桂醛的方法，包括以下步驟:
(1)肉桂油的脫水:經(jīng)過水蒸氣蒸餾得到肉桂油，加入無水硫酸鈉，無水硫酸鈉與肉桂油的重量比例為1:10-1:12;
(2)將處理后的肉桂油加入物料罐，控制分子蒸餾與精餾耦合裝置的精餾柱溫度、蒸發(fā)溫度、回流比和真空度，分離各組分的精餾條件為:精餾柱溫度7(T80°C、蒸發(fā)溫度35~50°C、全回流20~40min，回流比I~3和真空度250~150 Pa，分離得到純度≥60%，得率≥50%的苯甲醛；精餾柱溫度8(T90°C、蒸發(fā)溫度5(T70°C、全回流3(T50min，回流比2~3和真空度150~100 Pa，分離得到純度≥50%，得率≥40%的苯丙醛；精餾柱溫度8(T90°C、蒸發(fā)溫度75~95°C、全回流3(T50min，回流比2~4和真空度40~60 Pa，分離得到純度≥99%，得率≥85%的肉桂醛；精餾柱溫度8(T90°C、蒸發(fā)溫度95~120°C、全回流3(T50min，回流比2~4和真空度0.5^10 Pa，分離得到純度≥30%,得率≥ 80%的乙酸肉桂脂，同時得到純度≥ 30%,得率≥85%重組分-鄰甲氧基肉桂醛。
[0012]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
1.本發(fā)明純粹采用的是物理分離方法，能夠防止肉桂油在高溫下的氧化，保持各組分的天然特性，低成本和高效地提純肉桂油中的組分。最終得到苯甲醛、苯丙醛、肉桂醛、乙酸肉桂脂和鄰甲氧肉桂醛等五種組分，各組分的純度和得率分別為:苯甲醛純度> 60%，得率 ≥50% ;苯丙醛純度 ≥50%，得率≥40% ;肉桂醛純度 ≥99%，得率 ≥85% ;乙酸肉桂脂純度^ 30%，得率 ≥80% ;鄰甲氧基肉桂醛純度 ≥30%，得率 ≥85%。
[0013]2.本發(fā)明通過使用分子蒸餾與精餾進行耦合的新型裝置，并增加重組分循環(huán)泵。該套裝置結合分子蒸餾與精餾兩者的優(yōu)點，不但使得苯甲醛、苯丙醛、肉桂醛、乙酸肉桂脂和鄰甲氧肉桂醛等組分的濃度得到明顯的提高，還明顯地提高產(chǎn)物的得率，大幅度地降低生產(chǎn)成本。而且可實現(xiàn)在較低溫度下多種熱敏性物料低能耗、高效地分離。
[0014]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為分子蒸餾與精餾耦合裝置結構示意圖。
[0016]圖中:1為物料罐；2為刮膜蒸發(fā)器；3為塔釜；4為精餾塔主體；5為冷凝器；6為冷卻器；7為接收器；8為冷阱；9為真空罐；10為旋片真空泵；11為物料循環(huán)泵；12為回流比控制儀。
【具體實施方式】
[0017]以下通過附圖和實施例對本發(fā)明的技術方案作進一步的說明。
[0018]如圖1所示，一種分子蒸餾與精餾耦合裝置，包括物料罐1，蒸發(fā)器2，塔釜3，精餾塔4，塔頂冷凝器5 ，冷卻器6，接收器7，冷阱8，真空罐9，旋片真空泵10，物料循環(huán)泵11和回流比控制儀12;
物料罐I頂部連接物料循環(huán)泵11，物料罐I底部連接刮膜蒸發(fā)器2頂部，刮膜蒸發(fā)器2底部連接塔釜3，塔釜3底部再連接物料循環(huán)泵11 ;刮膜蒸發(fā)器2頂部還連接精餾塔4下部，精餾塔4的頂部連接有出氣管，出氣管上設有塔頂冷凝器5，塔頂冷凝器5用于將出氣管內的蒸汽冷凍成冷凝液，一部分冷凝液回流至精餾塔4，另一部分經(jīng)過冷卻器6冷卻后流入接收器7 ；回流比控制儀12設于出氣管上，用于控制回流精餾塔4冷凝液的量；接收器7連接冷阱8，冷阱8連接真空罐9，真空罐9連接旋片真空泵10。
[0019]工藝流程為:物料首先加入物料罐1，物料在重力作用下進入刮膜式薄膜蒸發(fā)器2，原料在刮板的旋轉作用力下分成輕重兩相，重組分流入，在物料循環(huán)泵11的作用下，重新回到物料罐I ;蒸氣部分在精餾塔4內經(jīng)過多次部分蒸發(fā)與部分冷凝后，到達塔頂?shù)恼魵庠谒斃淠?形成冷凝液，通過回流比控制儀12，部分冷凝液回流至精餾塔4，精餾塔4的氣相股和液相股反復地汽化和冷凝，最終從塔頂高純度的輕組分通過冷卻器6冷卻后作為餾出物收集于產(chǎn)品接收器7內，經(jīng)物料循環(huán)泵11循環(huán)多次后導出的組分即為高濃度組分。此外，為防止揮發(fā)性組分被抽進真空泵10，在產(chǎn)品接收器7和真空泵10之間設置了冷阱8和真空罐9。
[0020]實施例1:
將苯甲醛含量為1.2%、苯丙醛含量為0.7%、肉桂醛含量為85%、乙酸肉桂脂含量為
0.7%、鄰甲氧基肉桂醛含量為4.5%的肉桂油500.0g，加入50g無水硫酸鈉進行脫水處理，將處理好的肉桂油投入物料罐1，控制精餾柱溫度75°C、蒸發(fā)溫度45°C、全回流30min，回流比為1.5和真空度200 Pa，收集該段組分，得到3.2g純度為63.2%的苯甲醛；升高精餾柱溫度85°C、蒸發(fā)溫度55°C、全回流40min，回流比2.5和真空度130Pa，收集該段組分，得到1.8g純度為51.4%的苯丙醛；保持精餾柱溫度85°C，升高并控制蒸發(fā)溫度80°C、全回流40min,回流比3和真空度50 Pa，收集該段組分370.0g純度為99.5%的肉桂醛；升高精餾柱溫度在85°C，蒸發(fā)溫度105°C、全回流40min，回流比3和真空度I Pa，分離得到2g純度為
53.1%的乙酸肉桂脂和同時得到19.6g純度為40.3%的鄰甲氧基肉桂醛。
[0021]實施例2:
將苯甲醛含量為1.2%、苯丙醛含量為0.7%、肉桂醛含量為85%、乙酸肉桂脂含量為0.7%、鄰甲氧基肉桂醛含量為4.5%的肉桂油500.0g，加入45g無水硫酸鈉進行脫水處理，將處理好的肉桂油投入物料罐1，加入分子蒸餾與精餾耦合裝置的物料罐1，控制好精餾柱溫度、蒸發(fā)溫度、回流比和真空度，精餾條件為:精餾柱溫度78°C、蒸發(fā)溫度40°C、全回流35min,回流比2和真空度220Pa，收集該段組分，得到3.1g純度為61.7%的苯甲醛；升高精餾柱溫度82°C、蒸發(fā)溫度60°C、全回流48min，回流比3和真空度120Pa，收集該段組分，得到1.92g純度為53.2%的苯丙醛；提高精餾柱溫度到85°C，升高并控制蒸發(fā)溫度85°C、全回流35 min,回流比4和真空度40 Pa，收集該段組分384.1g純度為99.7%的肉桂醛；保持精餾柱溫度在85°C，升高蒸發(fā)溫度到105°C、全回流50 min，回流比4和真空度0.7 Pa，分離得到2.2g純度為54.5%的乙酸肉桂脂和同時得到20.2g純度為43.7%的鄰甲氧基肉桂醛。
[0022]實施例3:
將苯甲醛含量為1.2% 、苯丙醛含量為0.7%、肉桂醛含量為85%、乙酸肉桂脂含量為0.7%、鄰甲氧基肉桂醛含量為4.5%的肉桂油500.0g，加入43g無水硫酸鈉進行脫水處理，將處理好的肉桂油投入物料罐1，加入分子蒸餾與精餾耦合裝置的物料罐1，控制好精餾柱溫度、蒸發(fā)溫度、回流比和真空度，精餾條件為:精餾柱溫度80 V、蒸發(fā)溫度50°C、全回流40min,回流比1.5和真空度180 Pa，收集該段組分，得到3.6g純度為66.0%的苯甲醛；升高精餾柱溫度88°C、蒸發(fā)溫度68°C、全回流40 min,回流比3和真空度llOPa，收集該段組分，得到2.06g純度為54.7%的苯丙醛；提高精餾柱溫度到90°C，升高并控制蒸發(fā)溫度90°C、全回流45 min,回流比3和真空度50 Pa，收集該段組分375.4g純度為99.2%的肉桂醛；保持精餾柱溫度在90°C，升高蒸發(fā)溫度到115°C、全回流40 min,回流比4和真空度0.5 Pa，分離得到2.4g純度為56.2%的乙酸肉桂脂和同時得到22.7g純度為45.7%的鄰甲氧基肉桂醛。
[0023]實施例4:
將苯甲醛含量為1.2%、苯丙醛含量為0.7%、肉桂醛含量為85%、乙酸肉桂脂含量為
0.7%、鄰甲氧基肉桂醛含量為4.5%的肉桂油500.0g，加入43g無水硫酸鈉進行脫水處理，將處理好的肉桂油投入物料罐1，加入分子蒸餾與精餾耦合裝置的物料罐1，控制好精餾柱溫度、蒸發(fā)溫度、回流比和真空度，精餾條件為:精餾柱溫度78°c、蒸發(fā)溫度48°C、全回流30min,回流比3和真空度150 Pa，收集該段組分，得到3.3g純度為61.5%的苯甲醛；升高精餾柱溫度82°C、蒸發(fā)溫度70°C、全回流30 min，回流比2和真空度lOOPa，收集該段組分，得到
1.93g純度為52.1%的苯丙醛；提高精餾柱溫度到90°C，升高并控制蒸發(fā)溫度95°C、全回流50 min,回流比4和真空度40 Pa，收集該段組分371.2g純度為99.8%的肉桂醛；保持精餾柱溫度在90°C，升高蒸發(fā)溫度到120°C、全回流45 min，回流比3和真空度5 Pa，分離得到
2.7g純度為51.2%的乙酸肉桂脂和同時得到25.1g純度為42.5%的鄰甲氧基肉桂醛。
[0024]實施例5:將苯甲醛含量為1.2%、苯丙醛含量為0.7%、肉桂醛含量為85%、乙酸肉桂脂含量為
0.7%、鄰甲氧基肉桂醛含量為4.5%的肉桂油500.0g，加入45g無水硫酸鈉進行脫水處理，將處理好的肉桂油投入物料罐1，加入分子蒸餾與精餾耦合裝置的物料罐1，控制好精餾柱溫度、蒸發(fā)溫度、回流比和真空度，精餾條件為:精餾柱溫度72°c、蒸發(fā)溫度36°C、全回流30min,回流比2和真空度100 Pa，收集該段組分，得到3.8g純度為60.5%的苯甲醛；升高精餾柱溫度87°C、蒸發(fā)溫度65°C、全回流40 min,回流比3和真空度120Pa，收集該段組分，得到
1.90g純度為54.4%的苯丙醛；提高精餾柱溫度到90°C，升高并控制蒸發(fā)溫度93°C、全回流45 min,回流比3 和真空度50 Pa，收集該段組分374.9g純度為99.5%的肉桂醛；保持精餾柱溫度在90°C，升高蒸發(fā)溫度到115°C、全回流50 min，回流比4和真空度10 Pa，分離得到
2.9g純度為50.5%的乙酸肉桂脂和同時得到26.2g純度為44.2%的鄰甲氧基肉桂醛。
【權利要求】
1.一種分子蒸餾與精餾耦合裝置，其特征在于包括物料罐(1)，蒸發(fā)器(2)，塔釜(3)，精餾塔(4)，塔頂冷凝器(5)，冷卻器(6)，接收器(7)，冷阱(8)，真空罐(9)，旋片真空泵(10)，物料循環(huán)泵(11)和回流比控制儀(12);物料罐(I)頂部連接物料循環(huán)泵(11)，物料罐(I)底部連接刮膜蒸發(fā)器(2 )頂部，刮膜蒸發(fā)器(2 )底部連接塔釜(3 )，塔釜(3 )底部再連接物料循環(huán)泵(11);刮膜蒸發(fā)器(2 )頂部還連接精餾塔(4 )下部，精餾塔(4 )的頂部連接有出氣管，出氣管上設有塔頂冷凝器(5)，塔頂冷凝器(5)用于將出氣管內的蒸汽冷凍成冷凝液，一部分冷凝液回流至精餾塔(4)，另一部分經(jīng)過冷卻器(6)冷卻后流入接收器(7);回流比控制儀(12)設于出氣管上，用于控制回流精餾塔(4)冷凝液的量；接收器(7)連接冷阱(8)，冷阱(8)連接真空罐(9)，真空罐(9)連接旋片真空泵(10)。
2.一種從肉桂油中分離苯甲醛、苯丙醛、肉桂醛、乙酸肉桂脂和鄰甲氧肉桂醛的方法，其特征在于包括以下步驟: (O肉桂油的脫水:經(jīng)過水蒸氣蒸餾得到肉桂油，加入無水硫酸鈉，無水硫酸鈉與肉桂油的重量比例為1:10-1:12; (2)將處理后的肉桂油加入物料罐，控制分子蒸餾與精餾耦合裝置的精餾柱溫度、蒸發(fā)溫度、回流比和真空度，分離各組分的精餾條件為: 精餾柱溫度70~80 °C、蒸發(fā)溫度35~50 °C、全回流2(T40min，回流比I~3和真空度.250^150 Pa，分離得到苯甲醛； 精餾柱溫度80~90 °C、蒸發(fā)溫度50~70 °C、全回流3(T50min，回流比2~3和真空度.150^100 Pa，分離得到苯丙醛； 精餾柱溫度8(T90°C、蒸發(fā)溫度75~95°C、全回流3(T50min，回流比2~4和真空度40~60Pa，分離得到肉桂醛； 精餾柱溫度8(T90°C、蒸發(fā)溫度95~120°C、全回流3(T50min，回流比2~4和真空度.0.5^10 Pa，分離得到乙酸肉桂脂，同時得到重組分-鄰甲氧基肉桂醛。
【文檔編號】C07C45/82GK103981027SQ201410150425
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月16日 優(yōu)先權日:2014年4月16日
【發(fā)明者】紀紅兵, 楊祖金 申請人:中山大學