由異麥芽酮糖通過催化加氫制備異麥芽酮糖醇的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醛糖和酮糖催化加氫領(lǐng)域，具體地說是一種由異麥芽酮糖通過催化加氫制備異麥芽酮糖醇的方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]現(xiàn)有的由異麥芽酮糖通過催化加氫制備異麥芽酮糖醇的方法大多采用經(jīng)蔗糖酶法異構(gòu)后產(chǎn)生的異麥芽酮糖為加氫原料，在鎳催化劑、高溫、高壓條件下加氫轉(zhuǎn)化成a -D-呋喃葡糖基-1，6-D-山梨醇(GPS)和a -D-呋喃葡糖基_1，1-D-甘露醇(GPM)，反應(yīng)生成物中該二種糖醇是等摩爾混合(圖譜有二個(gè)峰)，稱之為異麥芽酮糖醇。傳統(tǒng)加氫工藝上采用的是采用骨架鎳單一催化劑，為提高反應(yīng)速度需進(jìn)行高壓、高溫、高速攪拌的方法，轉(zhuǎn)化率也只有97-98%，設(shè)備負(fù)荷大，安全操作風(fēng)險(xiǎn)高，以致國(guó)內(nèi)異麥芽酮糖醇生產(chǎn)廠家比較少。
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種反應(yīng)條件溫和，轉(zhuǎn)化率高的、安全的異麥芽酮糖醇制備方法。
[0006]本發(fā)明的具體的技術(shù)方案為:一種由異麥芽酮糖通過催化加氫制備異麥芽酮糖醇的方法，將異麥芽酮糖與水按一定比例混合后加入到高壓反應(yīng)釜中，在催化劑存在的條件下與氫氣反應(yīng)得到異麥芽酮糖醇。具體工藝參數(shù):
反應(yīng)溫度:110?120°C ；
加氫壓力:0.5?0.T7MPa ；
攪拌轉(zhuǎn)速:200-300r/分反應(yīng) pH 值:5.0-6.0 ；
催化劑為臨生產(chǎn)前自行復(fù)配，配方是自主研發(fā):骨架鎳催化劑和鎳-銅催化劑的混合物，其中骨架鎳催化劑和鎳-銅催化劑的混合物的重量為異麥芽酮糖重量的1%?2% ;骨架鎳催化劑和鎳-銅催化劑的重量比例為1:1?1:0.5。
[0007]在上述的異麥芽酮糖通過催化加氫制備異麥芽酮糖醇的方法中，所述的異麥芽酮糖與水的重量比例為1:1?1.4:1。
[0008]在上述的異麥芽酮糖通過催化加氫制備異麥芽酮糖醇的方法中，反應(yīng)時(shí)間為0.5?I小時(shí)，異麥芽酮糖的轉(zhuǎn)化率大于99.8%。
[0009]在上述的異麥芽酮糖通過催化加氫制備異麥芽酮糖醇的方法中，所述的pH值的控制方法為:異麥芽酮糖與水的混合溶液通過用2wt%液堿或2wt%鹽酸調(diào)節(jié)至pH值為
5.0-6.00
[0010]在上述的異麥芽酮糖通過催化加氫制備異麥芽酮糖醇的方法中，反應(yīng)結(jié)束后還包括通過單效高濃蒸發(fā)、噴霧干燥造粒和包裝得到成品固體異麥芽酮糖醇。
[0011]
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
本發(fā)明采用自主研發(fā)的特殊復(fù)配催化劑，使加氫反應(yīng)壓力從傳統(tǒng)從10-12Mpa降低至
0.5-0.7Mpa，反應(yīng)溫度從傳統(tǒng)從130_145°C降低至110-120，攪拌轉(zhuǎn)速?gòu)膫鹘y(tǒng)的700_800r/分降低至200-300r/分，轉(zhuǎn)化率從原97-98%提高到99-99.5%，設(shè)備檢修由原來半年一次延緩至每年一年一次，提高了設(shè)備運(yùn)行率，隨著反應(yīng)條件變得溫和，減輕了設(shè)備負(fù)荷，提高了操作安全性，產(chǎn)品純度更高。骨架鎳催化劑和鎳銅催化劑可以有效提高轉(zhuǎn)化率，使反應(yīng)條件溫和，降低生產(chǎn)難度，提高操作安全性。
[0012]
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制。
[0014]實(shí)施例1
1、稱取純度為98wt%的異麥芽酮糖1200g，加水1200g至高壓反應(yīng)釜，溶解調(diào)配成約2000M1，50%溶液，即得糖漿；
2、稱取骨架鎳催化劑Sg，鎳-銅催化劑6g，加入糖漿中攪勻，反應(yīng)過程中，攪拌速度為200-300r/min ;其中，骨架鎳催化劑為上海迅凱化工科技有限公司生產(chǎn)的雷尼鎳，鎳_銅催化劑制備方法如 The Journal of Catalysis 81，204-13，1983 所記載。
[0015]3、用2%液堿和2%鹽酸調(diào)節(jié)糖漿pH值至5.0-6.0 ；
4、對(duì)高壓反應(yīng)釜進(jìn)行氣密性檢查，檢查合格后充入氫氣壓力至IMPa，循環(huán)置換3次檢測(cè)氫中氧至低于0.3%，然后充入氫氣為0.6MPa ；
5、啟動(dòng)加熱。設(shè)定溫度100°C，當(dāng)溫度達(dá)到100 °C時(shí)關(guān)加熱鍵?？刂品磻?yīng)溫度110-120°C。
[0016]6、保壓加氫。小心調(diào)節(jié)反應(yīng)壓力0.6Mpa，在反應(yīng)過程中隨著異麥芽酮糖不斷加氫，氫氣被消耗而壓力下降，當(dāng)下降到0.5Mpa時(shí)再打開氫氣閥充壓到0.6Mpa，如此不斷重復(fù)加氫直至充壓后氫氣壓力不再下降為反應(yīng)終點(diǎn)。關(guān)閉進(jìn)氫閥。
[0017]7、繼續(xù)開攪拌，停加熱。打開排料閥，小心取約50ml樣品給化驗(yàn)室檢測(cè)還原糖低于0.04%為合格，PH約7，確認(rèn)反應(yīng)結(jié)束。反應(yīng)時(shí)間I小時(shí)。
[0018]8、降溫；接通盤管冷卻水，降溫至95 °C。
[0019]9、閃蒸排料；保持開攪拌，小心打開排料閥；收集反應(yīng)生成物。
[0020]10、氮?dú)庵脫Q；反應(yīng)操作結(jié)束后，打開氮?dú)忾y，如上述第四步置換反應(yīng)釜3次，通知化驗(yàn)室取樣，檢測(cè)試爆無爆炸為合格。反應(yīng)Il不用時(shí)可調(diào)節(jié)壓力IMpa，帶氮帶壓存放。
[0021]11、將步驟9的反應(yīng)生成物濃縮至濃度為85wt%后經(jīng)過單效標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)器在110°C左右蒸發(fā)濃縮，除去其中的部分水分，濃度由85%左右上升到95?96%，得到異麥芽酮糖醇高濃糖漿。
[0022]12、經(jīng)單效高濃蒸發(fā)濃縮后的異麥芽酮糖醇高濃糖漿，通過氣流噴霧器噴入到固定流化床噴霧干燥造粒機(jī)中，被干燥至水分〈0.5%，并且得到固體異麥芽酮糖醇，然后進(jìn)入振動(dòng)流化床干燥機(jī)中進(jìn)行最終烘干和冷卻。
[0023]13、干燥造粒后的固體異麥芽酮糖醇被自動(dòng)定量充填到專門的包裝袋中及得到成品固體異麥芽酮糖醇。
[0024]異麥芽酮糖醇的純度為99.8%，還原糖的含量為0.08%。
[0025]
實(shí)施例2:
與實(shí)施例1大體相同，不同的地方在于，異麥芽酮糖為1400g，水為100g ;骨架鎳催化劑18.5g，鎳-銅催化劑9.5g。骨架鎳催化劑為上海迅凱化工科技有限公司生產(chǎn)的雷尼鎳，鎳-銅催化劑制備方法如中國(guó)專利申請(qǐng)CN201310028518.1所記載，鎳銅比例為1:1。
[0026]步驟6中，小心調(diào)節(jié)反應(yīng)壓力0.7Mpa，在反應(yīng)過程中隨著異麥芽酮糖不斷加氫，氫氣被消耗而壓力下降，當(dāng)下降到0.55Mpa時(shí)再打開氫氣閥充壓到0.7Mpa，如此不斷重復(fù)加氫直至充壓后氫氣壓力不再下降為反應(yīng)終點(diǎn)。關(guān)閉進(jìn)氫閥。
[0027]異麥芽酮糖醇的純度為99.84%，還原糖的含量為0.05%。
[0028]
檢測(cè)方法
異麥芽酮糖醇的檢測(cè):高效液相色譜法色譜條件:
流動(dòng)相:經(jīng)0.45 μ m過濾真空抽濾的超純水；
色譜柱:300*7.8mmC0REGEL-87C 柱；
流速:0.5-0.8ml/min ；
柱溫:60-850C ；
進(jìn)樣體積:20 μ L ；
標(biāo)準(zhǔn)品準(zhǔn)備:
稱取一定量的異麥芽酮糖醇標(biāo)準(zhǔn)品、甘露醇標(biāo)準(zhǔn)品和山梨醇標(biāo)準(zhǔn)品溶解于水中，以獲得濃度為20mg/ml的異麥芽酮糖醇溶液和濃度為0.lmg/mL的甘露醇標(biāo)溶液和山梨醇溶液；
樣品準(zhǔn)備:
稱取約100mg樣品，于50mL容量瓶中，用水定容。
[0029]
測(cè)定
分別注射相同體積的標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品溶液，記錄GPS、GPM、甘露醇、山梨醇的峰面積，計(jì)算GPS和GPM的含量。
[0030]
還原糖的測(cè)定:
稱取3.3g試樣于碘量瓶中，加入25ml水，緩慢加入溶解，加入20ml堿性檸檬酸銅試液和幾顆玻璃珠，加熱溶液約4min后溶液開始沸騰，保持煮沸3min，迅速冷卻后，加入10ml稀釋的乙酸溶液和20.0ml, 0.025mol/l碘滴定液，邊搖晃溶液，邊加入25ml稀鹽酸溶液，當(dāng)沉淀溶解后，用0.05mol/L硫代硫酸鈉滴定多余的碘液，在近滴定終點(diǎn)時(shí)，加入2ml，1%的淀粉指示劑，所消耗的硫代硫酸鈉體積不少于12.Sml0
[0031]以上所述的僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡在本發(fā)明的精神和原則范圍內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種由異麥芽酮糖通過催化加氫制備異麥芽酮糖醇的方法，將異麥芽酮糖與水混合后加入到高壓反應(yīng)釜中，在催化劑存在的條件下與氫氣反應(yīng)得到異麥芽酮糖醇，其特征在于: 反應(yīng)溫度:110?120°C ； 加氫壓力:0.5?0.T7MPa ； 攪拌轉(zhuǎn)速:200-300r/分； 反應(yīng) pH 值:5.0-6.0 ； 催化劑為:骨架鎳催化劑和鎳-銅催化劑的混合物，其中骨架鎳催化劑和鎳-銅催化劑的混合物的重量為異麥芽酮糖重量的1%?2% ;骨架鎳催化劑和鎳-銅催化劑的重量比例為 1:1 ?1:0.5o2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異麥芽酮糖通過催化加氫制備異麥芽酮糖醇的方法，其特征在于，所述的異麥芽酮糖與水的重量比例為1:1?1.4:1。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的異麥芽酮糖通過催化加氫制備異麥芽酮糖醇的方法，其特征在于，反應(yīng)時(shí)間為0.5?I小時(shí)，異麥芽酮糖的轉(zhuǎn)化率大于99.8%。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的異麥芽酮糖通過催化加氫制備異麥芽酮糖醇的方法，其特征在于，所述的PH值的控制方法為:異麥芽酮糖與水的混合溶液通過用2wt%液堿或2wt%&酸調(diào)節(jié)至pH值為5.0?6.0。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的異麥芽酮糖通過催化加氫制備異麥芽酮糖醇的方法，其特征在于，反應(yīng)結(jié)束后還包括通過單效高濃蒸發(fā)、噴霧干燥造粒和包裝得到成品固體異麥芽酮糖醇。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種由異麥芽酮糖通過催化加氫制備異麥芽酮糖醇的方法，將異麥芽酮糖與水按一定比例混合后加入到高壓反應(yīng)釜中，在催化劑存在的條件下與氫氣反應(yīng)得到異麥芽酮糖醇，反應(yīng)溫度：110～120℃；加氫壓力：0.5～0.7MPa；反應(yīng)pH值：5.0-6.0；催化劑為自主研發(fā)復(fù)配：骨架鎳催化劑和鎳-銅催化劑的混合物，其中骨架鎳催化劑和鎳-銅催化劑的混合物的重量為異麥芽酮糖重量的1%～2%；骨架鎳催化劑和鎳-銅催化劑的重量比例為1:1～1:0.5。本發(fā)明的目的在于提供一種反應(yīng)條件溫和，轉(zhuǎn)化率高的、安全的異麥芽酮糖醇制備方法。
【IPC分類】C07H15/04, C07H1/00, B01J25/02
【公開號(hào)】CN105001279
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510361774
【發(fā)明人】丘春洪, 鄧志斌
【申請(qǐng)人】肇慶煥發(fā)生物科技有限公司
【公開日】2015年10月28日
【申請(qǐng)日】2015年6月26日