專利名稱：一種羥苯酯鈉噴霧干燥液的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種羥苯酯鈉噴霧干燥液的制備方法，屬于精細(xì)化工生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
合成類食品防腐劑按其分子結(jié)構(gòu)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，羥苯乙酯具有抑菌范圍廣、抑菌功能強、毒副作用小三個特點，因而從上世紀(jì)六十年代起，該防腐劑不僅被制成抗真菌類藥物，而且成為化妝品和和食品工業(yè)常用的防腐劑原料。根據(jù)微生物學(xué)原理，一定數(shù)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(zhì)，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(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，就必須具有較好的水溶性，即在潔凈水中呈現(xiàn)出易溶性或可溶性特征。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(nèi)的六種酯類物質(zhì)均顯示油溶性特征，只能微溶于水。羥苯酯的這一性質(zhì)極大限制了該類防腐劑在食品和化妝品領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。然而，從分子結(jié)構(gòu)式分析，羥苯酯系由一個酚基和一個烷基酯分子團構(gòu)成。由于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(fā)生中和反應(yīng)，生成易溶于水的羥苯酯鈉。因此，將不同的羥苯酯轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的鈉鹽，是將羥苯酯類防腐劑廣泛應(yīng)用于食品和化妝品領(lǐng)域重要的技術(shù)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(shù)障礙第一，氫氧化鈉溶液既能夠作為反應(yīng)物與羥苯酯發(fā)生中和反應(yīng)，也可以作為堿性催化劑促使羥苯酯發(fā)生水解反應(yīng)。特別是在操作程序不當(dāng)?shù)那闆r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(chǎn)生的大量熱量足以使羥苯酯發(fā)生劇烈的水解反應(yīng)?？梢姡诹u苯酯鈉溶液配制環(huán)節(jié)，反應(yīng)溫度、反應(yīng)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(xué)平衡狀態(tài)。第二，采用噴霧干燥工藝有助于使羥苯酯鈉溶液實現(xiàn)瞬間脫水，形成羥苯酯鈉精細(xì)粉末，降低羥苯酯發(fā)生水解反應(yīng)的幾率。但如果氫氧化鈉和羥苯酯的配比是按照1 1 的摩爾數(shù)進行，國內(nèi)現(xiàn)有的各種型號的離心式噴霧干燥塔，從蒸發(fā)量為51/h的實驗塔到蒸發(fā)量為2001/h工業(yè)塔幾乎都出現(xiàn)了物料粘壁現(xiàn)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干燥時出現(xiàn)物料粘壁現(xiàn)象，但同時有可能提高羥苯酯發(fā)生水解反應(yīng)的幾率，還會在羥苯酯鈉粉末中留下過多的氫氧化鈉殘留，降低產(chǎn)品的純度，故本發(fā)明采用適當(dāng)過量的氫氧化鈉參與合成反應(yīng)。第四，僅僅加大氫氧化鈉的摩爾比并不能完全解決噴霧干燥過程中的物料粘壁問題，因為物料粘壁現(xiàn)象是否產(chǎn)生還同物料的濃度有關(guān)。近年來，羥苯酯鈉的干燥成型工藝在國內(nèi)受到了一定的關(guān)注。中國專利 CNi01575292A針對羥苯酯鈉水溶液在配制過程中可能伴隨水解反應(yīng)現(xiàn)象，發(fā)明了在反應(yīng)物中添加乙醇達到抑制發(fā)生水解反應(yīng)的方法。本發(fā)明與之相比，采用了不同的方法抑制水解反應(yīng)的發(fā)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，以抑制物料在噴霧干燥前發(fā)生可逆反應(yīng)，與之明顯不同。根據(jù)國內(nèi)精細(xì)化工生產(chǎn)企業(yè)的裝備條件以及羥苯酯鈉溶液在噴霧干燥時面臨的技術(shù)障礙，本發(fā)明主要采用氫氧化鈉配比適當(dāng)過量和調(diào)節(jié)噴霧干燥液的濃度的方法克服噴霧干燥過程中的物料粘壁障礙，用降低物料溫度和優(yōu)化配料程序的方法抑制羥苯酯的水解反應(yīng)。大量實驗表明，本發(fā)明方法可以成為精細(xì)化工企業(yè)生產(chǎn)羥苯酯鈉時簡單實用的工藝方法之一。

發(fā)明內(nèi)容
一種羥苯酯鈉噴霧干燥液的制備方法，其特征是在氫氧化鈉和羥苯酯中和反應(yīng)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(yù)處理，再將羥苯酯加入到適當(dāng)過量的氫氧化鈉溶液中，使二者發(fā)生中和反應(yīng)，生成羥苯酯鈉溶液，加適量水調(diào)節(jié)溶液濃度后，送入離心式噴霧干燥塔進行噴霧干燥，最后得到目的產(chǎn)物羥苯酯鈉精細(xì)粉。本發(fā)明方法避免了羥苯酯鈉溶液在噴霧干燥時易出現(xiàn)的物料粘壁難以成型的現(xiàn)象。本發(fā)明的目的第一，克服羥苯酯鈉在噴霧干燥時易于出現(xiàn)的物料粘壁和精細(xì)粉末產(chǎn)品難以成型的現(xiàn)象；第二，抑制羥苯酯鈉溶液配制時易于產(chǎn)生的酯類物質(zhì)的水解反應(yīng)； 第三，用低溫條件下的堿過量配制法代替常溫條件下的加醇配制法有利于降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明的技術(shù)方案首先將溫度達到5 15°C的羥苯酯溶解于摩爾數(shù)超過正常值 0. 05 0. 10且溫度也達到5 15°C、濃度為35 40%的氫氧化鈉液堿中，制成羥苯酯鈉配液，然后加入質(zhì)量為相應(yīng)羥苯酯1. 5 2. 5倍、溫度同樣達到5 15°C的清水進行稀釋， 最后用螺桿泵將此低于常溫的物料輸入進風(fēng)溫度在165 195°C、出風(fēng)溫度在65 95°C的噴霧干燥塔干燥成型。本發(fā)明的有益效果第一，國內(nèi)常用的離心式噴霧干燥塔按照單位時間內(nèi)水蒸發(fā)量來區(qū)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(nèi)外食品加工業(yè)和精細(xì)化工業(yè)均有著廣闊的應(yīng)用前景。大量的噴霧干燥實驗表明，采用過量添加氫氧化鈉的方法配制的六種羥苯酯鈉溶液在噴霧干燥時均克服了物料粘壁的技術(shù)障礙，羥苯酯鈉精細(xì)粉穩(wěn)定成型。第二，對羥基苯甲酸在羥苯酯鈉精細(xì)粉末中的殘留量被控制在相應(yīng)的羥苯酯的質(zhì)量指標(biāo)范圍內(nèi)。第三，氫氧化鈉在羥苯乙酯鈉精細(xì)粉末中的最大殘留量小于2. 08%，當(dāng)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于42ppm，不會產(chǎn)生食品安全問題。第四，本方案采用了過量堿物料配制法，與其他方法中采用的加醇配制法相比較， 可以降低20%的生產(chǎn)成本。


附圖堿過量法噴霧干燥工藝示意圖，主要是對本發(fā)明的工藝步驟的圖示說明。
具體實施方式
實例一生產(chǎn)羥苯甲酯鈉將經(jīng)過冷藏處理的200公斤羥苯甲酯置于一個帶有保溫功能的容器內(nèi)，接著將經(jīng)過降溫處理的145公斤濃度為40%的氫氧化鈉液堿加入其中，緩慢攪動至羥苯甲酯全部溶解，然后將經(jīng)過降溫處理的400公斤潔凈水加入其中進行稀釋，靜置15分鐘，最后用螺桿泵將此低于常溫的物料輸入進風(fēng)溫度在165 195°C、出風(fēng)溫度在65 95°C的噴霧干燥塔， 羥苯甲酯鈉精細(xì)粉在塔內(nèi)即刻成型。實例二生產(chǎn)羥苯乙酯鈉將經(jīng)過冷藏處理的200公斤羥苯乙酯置于一個帶有保溫功能的容器內(nèi)，接著將經(jīng)過降溫處理的132公斤濃度為40%的氫氧化鈉液堿加入其中，緩慢攪動至羥苯乙酯全部溶解，然后將經(jīng)過降溫處理的400公斤潔凈水加入其中進行稀釋，靜置15分鐘，最后用螺桿泵將此低于常溫的物料輸入進風(fēng)溫度在165 195°C、出風(fēng)溫度在65 95°C的噴霧干燥塔， 羥苯乙酯鈉精細(xì)粉在塔內(nèi)即刻成型。實例三生產(chǎn)羥苯丙酯鈉將經(jīng)過冷藏處理的200公斤羥苯丙酯置于一個帶有保溫功能的容器內(nèi)，接著將經(jīng)過降溫處理的122公斤濃度為40%的氫氧化鈉液堿加入其中，緩慢攪動至羥苯丙酯全部溶解，然后將經(jīng)過降溫處理的400公斤潔凈水加入其中進行稀釋，靜置15分鐘，最后用螺桿泵將此低于常溫的物料輸入進風(fēng)溫度在165 195°C、出風(fēng)溫度在65 95°C的噴霧干燥塔， 羥苯丙酯鈉精細(xì)粉在塔內(nèi)即刻成型。實例四生產(chǎn)羥苯異丙酯鈉將經(jīng)過冷藏處理的200公斤羥苯異丙酯置于一個帶有保溫功能的容器內(nèi)，接著將經(jīng)過降溫處理的122公斤濃度為40%的氫氧化鈉液堿加入其中，緩慢攪動至羥苯異丙酯全部溶解，然后將經(jīng)過降溫處理的400公斤潔凈水加入其中進行稀釋，靜置15分鐘，最后用螺桿泵將此低于常溫的物料輸入進風(fēng)溫度在165 195°C、出風(fēng)溫度在65 95°C的噴霧干燥塔，羥苯異丙酯鈉精細(xì)粉在塔內(nèi)即刻成型。實例五生產(chǎn)羥苯丁酯鈉將經(jīng)過冷藏處理的200公斤羥苯丁酯置于一個帶有保溫功能的容器內(nèi)，接著將經(jīng)過降溫處理的113公斤濃度為40%的氫氧化鈉液堿加入其中，緩慢攪動至羥苯丁酯全部溶解，然后將經(jīng)過降溫處理的400公斤潔凈水加入其中進行稀釋，靜置15分鐘，最后用螺桿泵將此低于常溫的物料輸入進風(fēng)溫度在165 195°C、出風(fēng)溫度在65 95°C的噴霧干燥塔， 羥苯丁酯鈉精細(xì)粉在塔內(nèi)即刻成型。實例六生產(chǎn)羥苯異丁酯鈉將經(jīng)過冷藏處理的200公斤羥苯異丁酯置于一個帶有保溫功能的容器內(nèi)，接著將經(jīng)過降溫處理的113公斤濃度為40%的氫氧化鈉液堿加入其中，緩慢攪動至羥苯異丁酯全部溶解，然后將經(jīng)過降溫處理的400公斤潔凈水加入其中進行稀釋，靜置15分鐘，最后用螺桿泵將此低于常溫的物料輸入進風(fēng)溫度在165 195°C、出風(fēng)溫度在65 95°C的噴霧干燥塔，羥苯異丁酯鈉精細(xì)粉在塔內(nèi)即刻成型。
權(quán)利要求
1.一種羥苯酯鈉噴霧干燥液的制備方法，其特征是在氫氧化鈉和羥苯酯中和反應(yīng)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(yù)處理，再將羥苯酯加入到適當(dāng)過量的氫氧化鈉溶液中，使二者發(fā)生中和反應(yīng)，生成羥苯酯鈉溶液，加適量低溫水調(diào)節(jié)溶液濃度后，送入離心式噴霧干燥塔進行噴霧干燥，最后得到目的產(chǎn)物羥苯酯鈉精細(xì)粉。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是氫氧化鈉溶液的濃度為35% 40%。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是適當(dāng)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(quán)利要求1所述的方法，其特征是用冷藏降溫處理的方法對物料進行預(yù)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(yù)處理，使溫度達到5 15°C。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是先將羥苯酯溶解于35% 40%的氫氧化鈉溶液中，然后加入低溫水進行稀釋，稀釋用水的添加量為相應(yīng)羥苯酯質(zhì)量的1. 5 2. 5倍。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是控制噴霧干燥工藝為進風(fēng)溫度在165 195°C、 出風(fēng)溫度在65 95 °C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種羥苯酯鈉噴霧干燥液的制備方法，屬于精細(xì)化工領(lǐng)域。具體是在制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，以抑制物料在噴霧干燥前發(fā)生可逆反應(yīng)；再用1.05～1.10mol氫氧化鈉液堿與1mol羥苯酯配制羥苯酯鈉溶液，并用清水調(diào)節(jié)溶液濃度，以克服物料粘壁現(xiàn)象。本發(fā)明既解決了加工液在噴霧干燥時易于發(fā)生的物料粘壁問題，又大大降低了加工液出現(xiàn)可逆反應(yīng)的幾率，使得羥苯酯鈉的噴霧干燥工藝簡單、實用。采用本發(fā)明方法制備的產(chǎn)品純度高于97.75％以上，大規(guī)模工業(yè)的生產(chǎn)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(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)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(shù)研究有限公司