CN103172496B - 一种γ-结晶山梨醇的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种γ-结晶山梨醇的制备方法，步骤如下：将VC级液体山梨醇蒸发浓缩至固形物质量浓度为98%以上的熔融态，降温至105～120℃，喷雾到沸腾的山梨醇晶种上，边喷雾边搅拌混合，使熔融态山梨醇结晶形成γ-结晶山梨醇；喷雾后对所得产品进行保温熟化，然后再进行降温，降至20～40℃后粉碎；粉碎后用洁净蒸汽喷射，干燥后得成品γ-结晶山梨醇，所得γ-结晶山梨醇产品的流动性提高至80g/s以上。通过本发明的方法制得的γ-结晶山梨醇γ-型含量高，达到90%以上，熔点高，不易吸潮，流动性好，并且成本低，能满足食品、日化和医药等不同领域的应用要求，具有很好的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种γ-结晶山梨醇的制备方法，属于生物技术领域。
背景技术
山梨醇是一种典型的六元醇，具有多元醇的性质，可以被氧化、脂化、脱水，利用这些性质，其可以在医药、增塑剂、乳化剂、除垢剂、树脂、涂料、粘结剂等部门中作为原材料用于生产不同产品。在医药工业中，山梨醇是生产维生素C的重要原料。山梨醇还能作为乙二醇、丙二醇和甘油的代用品，广泛应用于食品、无糖糖果、烟草、皮革、化妆品、造纸、纺织、塑料、橡胶等工业中。
随着人们对山梨醇性质研究的深入，山梨醇在更广泛领域的应用已经摆在人们面前。单一品种的液体山梨醇，已经不能适应市场的需要，山梨醇厂家大多开始研究结晶山梨醇的生产方法，来提高市场占有率及竞争力。经研究，山梨醇在不同条件下结晶时，可以有四种晶形，即α、β、γ、δ四种晶形，其中α-型是一种微针状松散晶形，表面积最大，也最不稳定。γ-型则是一种紧密形六面体结晶，表面积最小，也最稳定。β-型与δ-型则居中。控制不同的结晶条件，可以得到不同的晶形。由于γ-形表面积小，其吸潮性能就大大降低，在普通潮度下，（70～80％）也不会吸潮。
由于山梨醇的溶解度比较大，不能像木糖醇和甘露醇那样直接利用降温的方法进行结晶，目前报道的固体山梨醇的生产方法主要有以下几种：李仲德、任培兵等描述了通过加入乙醇降低山梨醇的溶解度而使山梨醇结晶析出的方法，这种方法需要使用溶剂，生产流程长，成本高，生产安全操作要求较高，目前已经被淘汰。1989与1992年，中国曾有两家公司从匈牙利引进了固体山梨醇技术，建立了两套年产3000吨固体山梨醇车间，其工艺特点主要是通过喷雾干燥，得到全晶形的α-型山梨醇，由于此种山梨醇极易吸潮结块，不适合长期保存，再就是生产投资高，因此目前采用这种方法生产的企业很少。
为制备不易吸潮的固体山梨醇，必须使其主要结晶形态为γ-晶型，如果固体山梨醇中γ-晶型占到90％以上，其吸潮性能就会大大改善。制备γ-晶型山梨醇必须将处于熔融状态的山梨醇与大量的γ-晶型的山梨醇在高温下充分混合，此时，熔融状态的山梨醇就会在γ-晶型山梨醇晶种表面迅速结晶，形成γ-山梨醇结晶。高温熔融结晶速度比较快，形成的γ-晶型的山梨醇硬度比较大，结构紧密，不易吸潮，熔点可以达到95℃以上。为此，国内外采用的结晶工艺主要有两种，一种是日本的熔融挤压工艺，一种是国内的熔融粉状结晶工艺。前者将蒸发浓缩到几近熔融的山梨醇液与大量的γ-山梨醇晶种揉合成稠浆状，然后通过一个多孔的挤压板孔，挤压成3～5mm粗的面条状，然后将条状物冷却，此时，熔融的山梨醇与晶种充分接触，迅速生成γ-山梨醇晶体。将此晶体冷却后，粉碎过筛，部分作为成品出厂，部分细粉返回重新作晶种；这种工艺，在揉合过程中需要很大的动力，形成γ-山梨醇晶粒后，由于其硬度很大，对设备磨损很严重，因此成本高。后者采用熔融粉状结晶法，这种结晶方法是将熔融态山梨醇和晶种通过搅拌进行混合，由于熔融态山梨醇粘度大，混合不充分，γ-山梨醇含量只有70%左右，吸潮性还未得到很好的改善。
综上所述，目前迫切需要一种低成本且能大规模生产高品质γ-结晶山梨醇的方法。
发明内容
针对上述现有技术，本发明提供了一种γ-结晶山梨醇的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种γ-结晶山梨醇的制备方法，步骤如下：将VC级液体山梨醇蒸发浓缩至固形物质量浓度为98%以上的熔融态，降温至105～120℃，喷雾到沸腾的山梨醇晶种（山梨醇晶种为80目以下细粉）上，边喷雾边搅拌混合，使熔融态山梨醇结晶形成γ-结晶山梨醇（该步所得产品中，γ-结晶山梨醇含量可达到85%以上），其中，熔融态山梨醇与山梨醇晶种的质量比为1:2～2:1；喷雾后对所得产品进行保温熟化，然后再进行降温，降至20～40℃后粉碎（通过该步保温熟化，γ-结晶山梨醇含量能提高至90%以上）；粉碎后用洁净蒸汽喷射，去掉山梨醇晶体的边角，使晶体变成圆形或椭圆形，干燥后得成品γ-结晶山梨醇，所得γ-结晶山梨醇产品的流动性提高至80g/s以上。
所述VC级液体山梨醇是工业生产中的常规原料产品，其质量浓度为50～80%（质量浓度是指固形物的质量浓度，固形物是指液体山梨醇产品中去除水分后的物质），山梨醇的纯度为98%以上（纯度指固形物中山梨醇的质量百分数）。
所述蒸发浓缩采用刮板蒸发器，刮板蒸发器适合蒸发高浓度物料，不结焦，不结垢，蒸发压力为-0.08～-0.098MPa，温度为110～130℃。
所述喷雾压力为0.2～0.5MPa。
所述沸腾的山梨醇晶种是通过以下方式得到的：将山梨醇晶种预先放入结晶混合器中，用螺旋搅拌器搅拌，利用螺旋搅拌器的公转和自转使山梨醇晶种达到并保持沸腾状态，公转转速2～10r/min，自转转速40～60r/min。通过公转可使物料在水平方向运动，通过自转可使物料在竖直方向上提升，两者的共同作用使晶种处于沸腾状态，并使喷雾的熔融态山梨醇与晶种混合均匀。该步的目的是为了增大熔融态山梨醇与山梨醇晶种的接触面积，使熔融山梨醇迅速并充分结晶生成γ-结晶山梨醇。
所述保温熟化温度为50～80℃，时间为1～4h，随后的降温速度为6～10℃/h。保温熟化的目的是使喷雾过程中没来得及结晶的熔融态山梨醇继续结晶形成γ-晶型，提高γ-结晶山梨醇含量；降温的目的是使物料冷却。
所述洁净蒸汽的温度为80～95℃，喷射作用时间为5～10min。洁净蒸汽喷射的目的是：一方面使山梨醇颗粒变软，另一方面使粉碎后的山梨醇颗粒互相碰撞，去掉山梨醇晶体的边角，使晶体变成圆形或椭圆形，使得到的γ-结晶山梨醇产品的流动性达80g/s。
通过本发明的方法制得的γ-结晶山梨醇γ-型含量高，达到90%以上，熔点高，不易吸潮，流动性好，并且成本低，能满足食品、日化和医药等不同领域的应用要求，具有很好的经济效益和社会效益。
本发明采用沸腾混合结晶工艺生产γ-结晶山梨醇，在熔融山梨醇喷雾前就使晶种沸腾，熔融山梨醇喷雾在沸腾的γ-结晶山梨醇晶种上，边喷雾边搅拌混合，使熔融山梨醇快速并充分结晶，形成γ-结晶山梨醇；然后采用梯度降温法进行熟化，使结晶继续进行，γ-型山梨醇含量能达90%以上。本发明的工艺不仅投资只有国外揉合挤压工艺的五分之一，而且产品的主要质量指标，也超过了揉合法工艺。本发明的工艺投资少，工艺简单，从液体山梨醇到结晶成品，吨产品加工费用在500元以下，成本低，所得产品的纯度达90%以上，质量好。
附图说明：
图1为γ-结晶山梨醇的DSC图谱。
具体实施方式：下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1 制备γ-结晶山梨醇
取质量浓度为70%的液体山梨醇100kg，采用刮板蒸发器蒸至质量浓度为99.5%的熔融态，其中，蒸发压力为-0.08MPa，温度为110℃，待温度降至105℃后在0.5MPa压力下喷雾在沸腾的山梨醇晶种上，山梨醇晶种质量为35kg，熔融山梨醇与山梨醇晶种的用量比为2:1，边喷雾边搅拌混合，搅拌速度为公转转速10r/min，自转转速60r/min；喷雾完成后，温度为80℃，保温熟化4h，然后以10℃/h的速度降温至20℃，得到的产品中γ-结晶山梨醇含量达92.25%，熔点为96.5℃；降温后进行粉碎，再将粉碎后的物料用95℃洁净蒸汽喷射5min，干燥后得到的γ-结晶山梨醇产品的流动性为80.5g/s，其DSC图谱如图1所示，由图1可知，得到的产品为γ-结晶山梨醇。
实施例2 制备γ-结晶山梨醇
取质量浓度为70%的液体山梨醇100kg，采用刮板蒸发器蒸至质量浓度为98%的熔融态，其中，蒸发压力为-0.098MPa，温度为130℃，待温度降至120℃后在0.2MPa压力下喷雾在沸腾的山梨醇晶种上，山梨醇晶种质量为140kg，熔融山梨醇与山梨醇晶种的用量比为1:2，边喷雾边搅拌混合，搅拌速度为公转转速2r/min，自转转速40r/min；喷雾完成后，温度为50℃，保温熟化1h，然后以6℃/h的速度降温至40℃，得到的产品中γ-结晶山梨醇含量为90.11%，熔点为95.2℃；降温后进行粉碎，再将粉碎后的物料用80℃洁净蒸汽喷射10min，干燥后得到的γ-结晶山梨醇产品的流动性为82.5g/s。
实施例3 制备γ-结晶山梨醇
取质量浓度为70%的液体山梨醇100kg，采用刮板蒸发器蒸至质量浓度为99.2%的熔融态，其中，蒸发压力为-0.093MPa，温度为120℃，待温度降至110℃后在0.3MPa压力下喷雾在沸腾的山梨醇晶种上，山梨醇晶种质量为70kg，熔融山梨醇与山梨醇晶种的用量比为1:1，边喷雾边搅拌混合，搅拌速度为公转转速6r/min，自转转速50r/min；喷雾完成后，温度为60℃，保温熟化3h，然后以8℃/h的速度降温至30℃，得到的产品中γ-结晶山梨醇含量达95.32%，熔点为97.3℃；降温后进行粉碎，再将粉碎后的物料用90℃洁净蒸汽喷射8min，干燥后得到的γ-结晶山梨醇产品的流动性为85.6g/s。
实施例4 γ-结晶山梨醇与普通山梨醇吸湿性对比
γ-结晶山梨醇与普通山梨醇在温度20℃、湿度60%时存放不同时间的水分含量见表1。初始水分含量均为0.48%。
表1γ-结晶山梨醇与普通山梨醇的吸湿性
Claims (6)
1.一种γ-结晶山梨醇的制备方法，其特征在于：步骤如下：将VC级液体山梨醇蒸发浓缩至固形物质量浓度为98％以上的熔融态，降温至105～120℃，喷雾到沸腾的山梨醇晶种上，边喷雾边搅拌混合，使熔融态山梨醇结晶形成γ-结晶山梨醇，其中，熔融态山梨醇与山梨醇晶种的质量比为1:2～2:1；喷雾后对所得产品进行保温熟化，然后再进行降温，降至20～40℃后粉碎；粉碎后用洁净蒸汽喷射，干燥后得成品γ-结晶山梨醇；
所述沸腾的山梨醇晶种是通过以下方式得到的：将山梨醇晶种预先放入结晶混合器中，用螺旋搅拌器搅拌，利用螺旋搅拌器的公转和自转使山梨醇晶种达到并保持沸腾状态，公转转速2～10r/min，自转转速40～60r/min。
2.根据权利要求1所述的一种γ-结晶山梨醇的制备方法，其特征在于：所述VC级液体山梨醇质量浓度为50～80％，山梨醇的纯度为98％以上。
3.根据权利要求1所述的一种γ-结晶山梨醇的制备方法，其特征在于：所述蒸发浓缩采用刮板蒸发器，蒸发压力为-0.08～-0.098MPa，温度为110～130℃。
4.根据权利要求1所述的一种γ-结晶山梨醇的制备方法，其特征在于：所述喷雾压力为0.2～0.5MPa。
5.根据权利要求1所述的一种γ-结晶山梨醇的制备方法，其特征在于：所述保温熟化温度为50～80℃，时间为1～4h，随后的降温速度为6～10℃/h。
6.根据权利要求1所述的一种γ-结晶山梨醇的制备方法，其特征在于：所述洁净蒸汽的温度为80～95℃，喷射作用时间为5～10min。
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| CN101547884A (zh) * | 2006-07-28 | 2009-09-30 | 诺克特兄弟 | 颗粒山梨醇及其制备方法 |
-
2012
- 2012-11-22 CN CN201210478583.XA patent/CN103172496B/zh active Active
Patent Citations (5)
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