一種制造丙酸鈣的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種膜化學(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(jiǎn)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(dá)到99.8%以上、品質(zhì)穩(wěn)定。
【專利說明】一種制造丙酸鈣的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種丙酸鈣的制造方法，尤其是一種膜化學(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(duì)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(shí)失去結(jié)晶水，200~210°C時(shí)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(qiáng)，具有抗菌作用，對(duì)黑曲霉、嗜氣性芽孢桿菌有抑制作用，對(duì)酵母不起作用。丙酸鈣是動(dòng)物機(jī)體代謝的正常中間產(chǎn)物，被動(dòng)物采食后較為安全。對(duì)霉菌、酶母菌及細(xì)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(diǎn)的保存劑。作為飼料添加劑可有效地抑制飼料發(fā)霉，延長(zhǎng)飼料保存期，若與其他無機(jī)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(jì))。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中和反應(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(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種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:
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(shí)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(shí)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(qiáng)化、反應(yīng)分離過程集成等，從而達(dá)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(zhǎng)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:
(I)提高平行反應(yīng)選擇性；(2)提高反應(yīng)安全性:對(duì)于反應(yīng)物預(yù)混會(huì)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(qiáng)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(duì)于反應(yīng)物濃度較低、要求嚴(yán)格計(jì)量進(jìn)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(duì)于擴(kuò)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(kuò)散，將在膜孔內(nèi)形成一定的化學(xué)計(jì)量反應(yīng)面。如果一種反應(yīng)物透過量發(fā)生波動(dòng)，反應(yīng)面會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)到另一新位置，直至滿足化學(xué)計(jì)量反應(yīng)為止。[0005]本發(fā)明通過上述膜化學(xué)反應(yīng)器制備一種高純度丙酸鈣，其制備工藝大致包括如下步驟:
(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(shí)，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(cè)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(dá)到6.4~8.0時(shí)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。
[0006]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(kuò)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。
[0007]進(jìn)一步地,所述反應(yīng)溶液在保溫期間每隔5~15min檢測(cè)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。
[0008]進(jìn)一步的，所述步驟(3)的壓濾工序中，過濾精度為Ium,壓濾時(shí)間Ih,壓力0.35Mpa。
[0009]進(jìn)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(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶 進(jìn)一步的，所述步驟(3)的脫水工序中使用自動(dòng)離心機(jī)，脫水45~55min,自動(dòng)卸料。
[0010]進(jìn)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(shí)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。
[0011]進(jìn)一步地，所述步驟(3)之后還包括潔凈包裝工序。
[0012]進(jìn)一步地，所述膜化學(xué)反應(yīng)器為一種Al2O3-ZrO2制成的陶瓷膜化學(xué)反應(yīng)器。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:通過上述膜化學(xué)反應(yīng)器制造的丙酸鈣的工藝簡(jiǎn)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)品純度聞、品質(zhì)穩(wěn)定。
【具體實(shí)施方式】
[0014]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)說明。
[0015]實(shí)施例1
把3250Kg去離子水投入到Al2O3-ZrO2制成的陶瓷膜化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)，在50~80°C時(shí)35kg丙酸投入膜化學(xué)反應(yīng)器，然后將IOkg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(dòng)作后，投入IOkg氫氧化鈣，在最后一批氫氧化鈣投入過程中，多次測(cè)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(dá)到6.4~8.0時(shí)停止投料。
[0016](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(cè)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鈣，調(diào)控反應(yīng)溶液pH值為6.4~8.0。
[0017](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。
[0018]其中，壓濾工序:過濾精度為lum，壓濾時(shí)間lh，壓力0.35MPa。
[0019]結(jié)晶工序:反應(yīng)液使用濃縮蒸發(fā)器，進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶。
[0020]脫水工序:使用自動(dòng)離心機(jī)，脫水45~55min，自動(dòng)卸料。
[0021]干燥工序:使溫度保持在80~90°C干燥，保持終點(diǎn)水分在lwt%以下，然后取出潔凈晾干。
[0022]包裝工序:包裝時(shí)將內(nèi)包進(jìn)行消毒，然后使用自動(dòng)包裝機(jī)進(jìn)行分包裝。 [0023]本實(shí)施例制得的丙酸鈣外觀潔白，成品純度為99.82%。
[0024]實(shí)施例2
把3250Kg去離子水投入到Al2O3-ZrO2制成的陶瓷膜化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)，在50~80°C時(shí)35kg丙酸投入膜化學(xué)反應(yīng)器，然后將IOkg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(dòng)作后，最后投入IOkg氫氧化鈣，在最后一批氫氧化鈣投入過程中，多次測(cè)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(dá)到6.5時(shí)停止投料，其余工序同實(shí)施例1。
[0025]本實(shí)施例制得的丙酸鈣外觀潔白，成品純度為99.91%。
[0026]對(duì)比例I
把3250Kg去離子水投入到反應(yīng)器內(nèi)，在50~80°C時(shí)將40kg氫氧化鈣和140kg丙酸分別投入到反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)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(shí)施例1，制得的丙酸鈣外觀較次，成品率為()，其純度為99.71%。
[0027]通過采用Al2O3-ZrO2制成的陶瓷膜化學(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(dá)到100%。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。通過該工藝的改進(jìn)，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。
[0028]需要指出的是，上述較佳實(shí)施例僅為說明本發(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(shí)，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(dá)到6.4~8.0時(shí)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(1)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(cè)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(dá)到6.4~8.0時(shí)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(cè)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(shí)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(jìn)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(dòng)離心機(jī)，脫水45~55min，自動(dòng)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(shí)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(xiàng)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)器為一種Al2O3-ZrO2制成的陶瓷膜化學(xué)反應(yīng)器。
【文檔編號(hào)】C07C53/122GK103709026SQ201410014762
【公開日】2014年4月9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