制造丙酸鈣的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及丙酸鈣的制造方法，尤其是膜化學(xué)反應(yīng)器制造丙酸鈣的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]丙酸鈣為較新的食品防霉劑，是酸性防霉劑丙酸的鈣鹽，外觀為白色晶體或粉末，無臭或略帶特異丙酸氣味，對光和熱穩(wěn)定，有吸濕性，易溶于水，水溶液呈弱堿性，微溶于甲醇、乙醇，不溶于苯及丙酮。在潮濕空氣中易潮解，加熱至120°C時失去結(jié)晶水，200?210°C時發(fā)生相變，330?340°C分解為碳酸鈣。在酸性條件下，產(chǎn)生游離丙酸，比山梨酸弱，比醋酸強，具有抗菌作用，對黑曲霉、嗜氣性芽孢桿菌有抑制作用，對酵母不起作用。丙酸鈣是動物機體代謝的正常中間產(chǎn)物，被動物采食后較為安全。對霉菌、酶母菌及細菌等具有廣泛的抗菌作用，抑制微生物繁殖，可防止飼料發(fā)霉，可用作食品及飼料的防霉劑和面包及糕點的保存劑。作為飼料添加劑可有效地抑制飼料發(fā)霉，延長飼料保存期，若與其他無機鹽配合還可提高牲畜的食欲，提高奶牛的奶產(chǎn)量，其添加量為配合飼料的0.3%以下(以丙酸計)。目前國內(nèi)外規(guī)?；a(chǎn)丙酸鈣的設(shè)備為一般的搪瓷反應(yīng)釜，其成熟工藝的工序大致如下:即取丙酸與氫氧化鈣或Na2CO3*和反應(yīng)，再經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶、脫水、干燥、包裝等工序獲得成品，然而由于各反應(yīng)物在反應(yīng)過程中一次性添加，反應(yīng)溶度不好控制，容易有副反應(yīng)產(chǎn)生，成品率不高，純度也受到影響，外觀較次。故現(xiàn)有的這種生產(chǎn)丙酸鈣的工藝及設(shè)備有待改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供器制造丙酸鈣的方法，其具有良好的平行反應(yīng)選擇性和安全性，生產(chǎn)過程中幾乎沒有“三廢”，且丙酸鈣產(chǎn)品純度高、品質(zhì)穩(wěn)定。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案:
[0005]膜化學(xué)反應(yīng)是以膜作為反應(yīng)介質(zhì)與化學(xué)反應(yīng)過程相結(jié)合而實現(xiàn)的，這樣構(gòu)成的反應(yīng)設(shè)備或系統(tǒng)稱為膜化學(xué)反應(yīng)器，旨在利用膜的特殊功能，如分離、分隔、高比表面積、微孔等，實現(xiàn)產(chǎn)物的原位分離、反應(yīng)物的控制輸入、反應(yīng)與反應(yīng)的耦合、相間傳遞的強化、反應(yīng)分離過程集成等，從而達到提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，改善反應(yīng)選擇性、提高反應(yīng)速率、延長催化劑使用壽命、降低設(shè)備投資等目的。利用膜化學(xué)反應(yīng)器可控制產(chǎn)物輸出的功能:
[0006](I)提高平行反應(yīng)選擇性；(2)提高反應(yīng)安全性:對于反應(yīng)物預(yù)混會引起爆炸、燃燒等不安全因素的體系，通過膜控制輸入，維持反應(yīng)物的最佳濃度，可提高系統(tǒng)安全性；(3)強化氣液反應(yīng)相間傳質(zhì):膜作為反應(yīng)氣體分布器，可以減少氣泡直徑，增大氣液傳質(zhì)面積；
(4)控制液相復(fù)雜反應(yīng)(如聚合反應(yīng))的反應(yīng)歷程和產(chǎn)物分布；(5)對于反應(yīng)物濃度較低、要求嚴格計量進料和高轉(zhuǎn)化率的快速反應(yīng)過程，可以利用多孔膜的大量介觀尺度孔道，作為特殊的介觀尺度反應(yīng)器。如對于擴散控制的快速反應(yīng)，反應(yīng)物分別從膜兩側(cè)向膜孔內(nèi)擴散，將在膜孔內(nèi)形成一定的化學(xué)計量反應(yīng)面。如果反應(yīng)物透過量發(fā)生波動，反應(yīng)面會自動調(diào)節(jié)到另一新位置，直至滿足化學(xué)計量反應(yīng)為止。
[0007]本發(fā)明通過上述膜化學(xué)反應(yīng)器制備高純度丙酸鈣，其制備工藝大致包括如下步驟:
[0008](I)先把一定量的去離子水投入到上述膜化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)，然后在50?80°C時，固體氫氧化鈣和丙酸的投入量按照質(zhì)量比1: 3.5?3.7分4?10批交替投入到所述膜化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)，即投入一批丙酸后再投入一批氫氧化鈣，在最后一批氫氧化鈣投入的過程中，多次測試中和液PH值，根據(jù)pH值控制其余氫氧化鈣的加料速度及加料量，當(dāng)pH值達到6.4?8.0時停止投料；
[0009](2)投料結(jié)束后，將上述反應(yīng)溶液在70?80°C的條件下保溫30?40min，并控制反應(yīng)溶液的pH值為6.4?8.0 ;
[0010](3)膜化學(xué)反應(yīng)器反應(yīng)結(jié)束后，依次經(jīng)過壓濾、結(jié)晶、脫水、干燥工序，獲得丙酸鈣粉末。
[0011]本發(fā)明采用膜化學(xué)反應(yīng)器制造丙酸鈣，反應(yīng)物固體氫氧化鈣和丙酸反應(yīng)后的產(chǎn)物向膜孔內(nèi)擴散，固體氫氧化鈣和丙酸按照質(zhì)量比1: 3.5?3.7分批交替投入利于維持反應(yīng)最佳溶度，每批次丙酸過量投入，最后投入氫氧化鈣，使PH值控制在所需范圍內(nèi)，反應(yīng)過程中副反應(yīng)少。
[0012]進一步地，所述反應(yīng)溶液在保溫期間每隔5?15min檢測一次反應(yīng)溶液的pH值，并根據(jù)pH值的變化向反應(yīng)溶液中添加丙酸或氫氧化鈣，調(diào)控反應(yīng)溶液pH值為6.4?8.0。
[0013]進一步的，所述步驟(3)的壓濾工序中，過濾精度為lum，壓濾時間lh，壓力0.35Mpa。
[0014]進一步的，所述步驟(3)的結(jié)晶工序中，反應(yīng)液使用濃縮蒸發(fā)器，進行蒸發(fā)結(jié)晶
[0015]進一步的，所述步驟(3)的脫水工序中使用自動離心機，脫水45?55min，自動卸料。
[0016]進一步地，所述步驟(3)的干燥工序中，控制干燥溫度為80?90°C，干燥時間在2.5?3.5h，干燥后粉末的水分在lwt%以下，其后取出潔凈晾干。
[0017]進一步地，所述步驟(3)之后還包括潔凈包裝工序。
[0018]進一步地，所述膜化學(xué)反應(yīng)器為Al2O3-ZrOjlj成的陶瓷膜化學(xué)反應(yīng)器。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:通過上述膜化學(xué)反應(yīng)器制造的丙酸鈣的工藝簡單，具有良好的平行反應(yīng)選擇性和安全性，生產(chǎn)過程中幾乎沒有“三廢”，且丙酸鈣產(chǎn)品純度尚、品質(zhì)穩(wěn)定。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作詳細說明。
[0021]實施例1
[0022]把3250Kg去離子水投入到Al2O3-ZrOjij成的陶瓷膜化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)，在50?80 °C時35kg丙酸投入膜化學(xué)反應(yīng)器，然后將1kg氫氧化鈣投入到膜化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)，再重復(fù)3次上述動作后，投入1kg氫氧化鈣，在最后一批氫氧化鈣投入過程中，多次測試中和液pH值，根據(jù)PH值控制其余氫氧化鈣的加料速度及加料量，當(dāng)pH值達到6.4?8.0時停止投料。
[0023](2)投料結(jié)束后，將該反應(yīng)溶液在溫度70?80°C的條件下保溫30?40min，在保溫期間5?15min檢測反應(yīng)溶液的pH值，并根據(jù)pH值得變化向反應(yīng)溶液中添加丙酸或氫氧化I丐，調(diào)控反應(yīng)溶液pH值為6.4?8.0。
[0024](3)膜化學(xué)反應(yīng)器反應(yīng)結(jié)束后，依次經(jīng)過壓濾、結(jié)晶、脫水、干燥工序，獲得丙酸鈣粉末。
[0025]其中，壓濾工序:過濾精度為lum，壓濾時間lh，壓力0.35MPa。
[0026]結(jié)晶工序:反應(yīng)液使用濃縮蒸發(fā)器，進行蒸發(fā)結(jié)晶。
[0027]脫水工序:使用自動離心機，脫水45?55min，自動卸料。
[0028]干燥工序:使溫度保持在80?90°C干燥，保持終點水分在lwt%以下，然后取出潔凈晾干。
[0029]包裝工序:包裝時將內(nèi)包進行消毒，然后使用自動包裝機進行分包裝。
[0030]本實施例制得的丙酸鈣外觀潔白，成品純度為99.82%。
[0031]實施例2
[0032]把3250Kg去離子水投入到Al2O3-ZrOjij成的陶瓷膜化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)，在50?80 °C時35kg丙酸投入膜化學(xué)反應(yīng)器，然后將1kg氫氧化鈣投入到膜化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)，再重復(fù)3次上述動作后，最后投入1kg氫氧化鈣，在最后一批氫氧化鈣投入過程中，多次測試中和液PH值，根據(jù)pH值控制其余氫氧化鈣的加料速度及加料量，當(dāng)pH值達到6.5時停止投料，其余工序同實施例1。
[0033]本實施例制得的丙酸鈣外觀潔白，成品純度為99.91%。
[0034]對比例I
[0035]把3250Kg去離子水投入到反應(yīng)器內(nèi)，在50?80°C時將40kg氫氧化鈣和140kg丙酸分別投入到反應(yīng)器內(nèi)進行反應(yīng)，70°C的條件下保溫30min，反應(yīng)結(jié)束后依次經(jīng)過過濾、結(jié)晶、脫水、干燥工序，獲得丙酸鈣粉末，其條件同實施例1，制得的丙酸鈣外觀較次，成品率為O，其純度為99.71 %。
[0036]通過采用Al2O3-ZrOjlj成的陶瓷膜化學(xué)反應(yīng)器后，丙酸鈣的生產(chǎn)過程變得更容易控制，副反應(yīng)少，產(chǎn)量理論上上可達到100%。成品的純度較高，一般可達到99.8%以上，夕卜觀較白且亮，晶體好。通過該工藝的改進，丙酸鈣成品中沒有或者大大減少了副反應(yīng)物的存在，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。
[0037]需要指出的是，上述較佳實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.制造丙酸鈣的方法，其特征在于:采用膜化學(xué)反應(yīng)器制備丙酸鈣，包括如下步驟: (1)先把一定量的去離子水投入到上述膜化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)，然后在50?80°C時，固體氫氧化鈣和丙酸的投入量按照質(zhì)量比1: 3.5?3.7分4?10批交替投入到所述膜化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)，直至形成的反應(yīng)溶液pH值達到6.4?8.0時停止投料； (2)投料結(jié)束后，將上述反應(yīng)溶液在70?80°C的條件下保溫30?40min，并控制反應(yīng)溶液的PH值為6.4?8.0 ; (3)膜化學(xué)反應(yīng)器反應(yīng)結(jié)束后，依次經(jīng)過壓濾、結(jié)晶、脫水、干燥工序，獲得丙酸鈣粉末。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述膜化學(xué)反應(yīng)器制造丙酸鈣的方法，其特征在于:步驟(I)所述固體氫氧化鈣和丙酸分批次交替投入到膜化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)，即投入一批丙酸后再投入一批氫氧化鈣，在最后一批氫氧化鈣投入的過程中，多次測試中和液PH值，根據(jù)pH值控制余下氫氧化鈣的加料速度及加料量，當(dāng)PH值達到6.4?8.0時停止投料。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述膜化學(xué)反應(yīng)器制造丙酸鈣的方法，其特征在于:所述步驟(2)具體為:所述反應(yīng)溶液在保溫期間每隔5?15min檢測一次反應(yīng)溶液的pH值，并根據(jù)pH值的變化向反應(yīng)溶液中添加丙酸或氫氧化鈣，調(diào)控反應(yīng)溶液pH值為6.4?8.0。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述膜化學(xué)反應(yīng)器制造丙酸鈣的方法，其特征在于:所述步驟(3)的壓濾工序中，過濾精度為lum，壓濾時間lh，壓力0.35MPa。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述膜化學(xué)反應(yīng)器制造丙酸鈣的方法，其特征在于:所述步驟(3)的結(jié)晶工序中，反應(yīng)液使用濃縮蒸發(fā)器，進行蒸發(fā)結(jié)晶6.根據(jù)權(quán)利要求1所述膜化學(xué)反應(yīng)器制造丙酸鈣的方法，其特征在于:所述步驟(3)的脫水工序中使用自動離心機，脫水45?55min，自動卸料。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述膜化學(xué)反應(yīng)器制造丙酸鈣的方法，其特征在于:所述步驟(3)的干燥工序中，控制干燥溫度為80?90°C，干燥時間在2.5?3.5h，干燥后粉末的水分在lwt%以下，其后取出潔凈晾干。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述膜化學(xué)反應(yīng)器制造丙酸鈣的方法，其特征在于:所述步驟(3)之后還包括潔凈包裝工序。9.根據(jù)權(quán)利要求1?5中任一項所述的膜化學(xué)反應(yīng)器制造丙酸鈣的方法，其特征在于:所述膜化學(xué)反應(yīng)器為Al2O3-ZrOjij成的陶瓷膜化學(xué)反應(yīng)器。
【專利摘要】本發(fā)明公開了膜化學(xué)反應(yīng)器制造丙酸鈣的方法，其包括如下步驟：在50～80℃的溫度下，取質(zhì)量比為1∶3.5～1∶3.7的氫氧化鈣和丙酸，分批次交替投入到盛裝有去離子水的膜化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)，至形成的反應(yīng)溶液的pH值為6.4～8.0，投料結(jié)束后，將該反應(yīng)溶液在溫度70～80℃的條件下保溫30～40min，并控制反應(yīng)溶液的pH值為6.4～8.0，經(jīng)過膜化學(xué)反應(yīng)器反應(yīng)結(jié)束后，依次壓濾、結(jié)晶、脫水、干燥，獲得丙酸鈣粉末。通過該膜化學(xué)反應(yīng)器制造的丙酸鈣粉末，其工藝簡單，具有良好的平行反應(yīng)選擇性和安全性，生產(chǎn)過程中幾乎沒有“三廢”，且生產(chǎn)的丙酸鈣外觀潔白、純度達到99.8％以上、品質(zhì)穩(wěn)定。
【IPC分類】C07C53/122, C07C51/41
【公開號】CN105218353
【申請?zhí)枴緾N201510567112
【發(fā)明人】黃裕兵
【申請人】黃裕兵
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年9月8日