CN105732731B

CN105732731B - 一种制备浅色烷基糖苷产品的方法

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Publication number: CN105732731B
Application number: CN201610058927.XA
Authority: CN
Inventors: 王丰收; 董庆文; 董万田; 张威; 张燕山; 杨庆利; 张高飞; 刘兵; 徐福利; 杜学勋
Original assignee: SHANGHAI FINE CHEMICAL CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI FINE CHEMICAL CO Ltd
Priority date: 2016-01-28
Filing date: 2016-01-28
Publication date: 2020-04-10
Anticipated expiration: 2036-01-28
Also published as: CN105732731A

Abstract

本发明涉及糖衍生物制备领域，具体地说，是一种制备浅色烷基糖苷产品的新方法，包括以下步骤：在反应釜中投入底料物质；控制反应温度，增加反应体系的压力，使反应釜维持烷基糖苷连续漂色所需的温度和压力条件；在持续搅拌和连续进料的情况下，由釜体底部连续加入液碱和漂色物质，使其工艺条件稳定在最佳漂色条件下，快速达到漂色平衡，并保持所述的反应条件一段时间后，将产物连续移出釜体，得到浅色透明的烷基糖苷产品。本发明工艺简单有效，可使烷基糖苷的漂色工艺实现连续化；极大缩短产品的漂色时间，同时提高了产品的稳定性。

Description

一种制备浅色烷基糖苷产品的方法

技术领域

本发明涉及糖衍生物制备领域，具体地说，是一种制备浅色烷基糖苷产品的新方法。

背景技术

烷基糖苷(alkyl polyglucosides，简称APG)，是以可再生淀粉和油脂的加工产物葡萄糖和脂肪醇为原料，由葡萄糖的半缩醛羟基和脂肪醇羟基在酸的催化作用下失去一分子水而得到的新型非离子表面活性剂。它表面活性较强，有丰富、细腻而稳定的泡沫，去污能力强，对人体无毒无害，无刺激性，耐碱能力强，增稠效果显著，与阴、阳、非离子复配协同效应好，而且具有杀菌、生物降解迅速彻底、提高酶活力等性能特点。它是一种可替代AEO、LAS、AES等作为工业助剂或作为主活性物和助表面活性剂配制各种化学品、洗涤剂极具发展前景的新型非离子表面活性剂。

烷基糖苷产品的制备主要由合成、脱醇、漂色组成。一般来讲，利用长链脂肪醇在酸性催化剂存在的条件下直接与葡萄糖反应，生成烷基糖苷和水，利用真空和氮气尽快除去反应生成的水。在合成过程中，为了得到期望的产品分布，脂肪醇往往大大过量，游离的脂肪醇的存在明显影响产品的性能、应用。所以需要利用膜式蒸发器对其进行脱醇处理，一般采用降膜蒸发器和带刮板的旋转成膜蒸发器。除去脂肪醇后，烷基糖苷的活性物质直接溶于水中，形成一定浓度的烷基糖苷水溶液，由于产品的颜色较深，不能满足用户的需求，需要对其进行漂色处理。当前主要采取的漂色是间歇化的漂色工艺。其流程主要是通过烷基糖苷纯物料的间歇进料，通过分批加入漂色物质，使得产品的色度不断降低来实现的。由于漂色物质加入的时间和加入量往往与物料的状态相关，这就增加了操作的不确定性，这就极大影响了产品的稳定性，同时对产能的提高也有很大的影响。

国内对烷基糖苷的工艺研究起步较晚，特别是漂色工艺研究较少。国外的HenkelCorporation等公司早在上世纪九十年代就对烷基糖苷产品的制备工艺进行全面的研究，U.S.Pat.No.2390507和U.S.Pat.No.2235787均提及了利用过氧化物对烷基糖苷进行连续漂色处理的想法，但是对于实现的方式没有具体的阐述，U.S.Pat.No.5432275说明了漂色物质连续进料，对产品连续脱色处理的想法，并介绍了实施流程，但是其并没有具体阐述烷基糖苷物料、液碱、漂色物质的加入方式，对于漂色过程初期产生的泡沫没有提及合理的解决办法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的烷基糖苷制备工艺的缺陷，对其进行改进，并提出一种制备浅色烷基糖苷产品的新工艺。

本发明提供一种制备浅色烷基糖苷产品的方法，包括以下步骤：在反应装置中投入一定量的底料物质来辅助漂色过程的实现；使反应装置达到烷基糖苷漂色所需的温度；连续充氮气来使得反应体系维持一定的压力条件；在搅拌的条件下连续加入未漂色的烷基糖苷产品；同时，于一定流量连续加入液碱和漂色物质，使其稳定在最佳漂色条件内，快速达到漂色平衡，并保持所述的反应条件一段时间后，将产物连续移出反应装置。

优选的，所述的反应装置为反应釜，带有搅拌装置。

所述的底料物质可以是已经过漂色处理的烷基糖苷产品、未经过漂色的烷基糖苷产品或者一定量的净水。底料物质的加入量为反应釜容积的5％～60％，优选的，可以是反应釜容积的10％～15％。

所述反应的条件为烷基糖苷连续化漂色的改进条件，通常，工艺条件是：温度40℃～95℃，搅拌混合后，连续进料过程中，通入氮气保持反应体系的压力为0.05MPa～0.5MPa。

优选的，反应釜的温度条件为80℃～95℃，反应压力为0.15MPa～0.3MPa。

其中，所述的未漂色的烷基糖苷产品为烷基糖苷的水溶液，具体是指脱醇处理后，残醇在0.6％～1.0％之间的烷基糖苷物料加入一定量的去离子水所得。

所述的漂色物质为适用于烷基糖苷产品漂色的一定浓度的强氧化性物质，优选浓度为30wt％的双氧水溶液，单位时间内加入的漂色物质质量为烷基糖苷物料固含量的1％～16.5％，优选的，单位时间内加入的漂色物质为烷基糖苷物料固含量的2.5％～9％。

所述的液碱可以是浓度为32wt％的氢氧化钠的水溶液，单位时间内加入的液碱质量为烷基糖苷物料固含量的1％～18％，优选的，单位时间内加入的液碱质量为烷基糖苷物料固含量的3.5％～12.5％。

其中，至烷基糖苷的水溶液产品色度≤90，残氧≤200ppm时，将烷基糖苷水溶液连续移出釜体。产品将连续由釜上端通过溢流移出釜内。在反应结束后，调节产品的pH和总固含量，得到一定浓度的烷基糖苷成品。

本发明反应过程中先加入底料物质进行搅拌，而后由齿轮计量泵连续加入未漂色处理的烷基糖苷水溶液，升高温度，同时通入氮气，待反应温度和压力的条件达到后，连续加入漂色物质和液碱，使得体系快速达到连续漂色条件，反应一段时间后，产品将连续由釜上端通过溢流移出釜内。在反应结束后，调节产品的pH和总固含量，得到一定浓度烷基糖苷成品。

本发明方法同文献对比，其优势在于底部进料可以物料同液碱和漂色物质快速实现混合，缩短漂色时间；充入氮气维持漂色的压力可以在漂色初期就抑制泡沫的产生，提高设备利用率。同间歇工艺对比，其优势在于由间歇投料转变为连续投料，其特别是在加入了底料物质、提高了漂色温度和压力的条件下，漂色时间极大缩短。

本发明优点在于：

1.极大缩短漂色时间，提高了设备的产能；

2.高温高压漂色使得漂色过程中大量减少了泡沫的产生，提高了设备利用率；

3.由于所有物料的连续稳定进料，避免了间歇操作工艺中间歇操作对产品稳定性的影响，这就提高了产品的稳定性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明提供的具体实施方式作详细说明。

实施例1

在一个带有温度感应器，框式搅拌器的25L的反应釜中，加入3.5kg C₁₂～C₁₄碳链的固含量为50％的烷基糖苷水溶液作为漂色的底料物质，开启搅拌升温到95℃，同时釜顶加入N₂，使得反应釜的压力控制在0.2MPa，通过齿轮计量泵由釜底连续加入未漂色的C₁₂～C₁₄碳链的固含量为60％的烷基糖苷水溶液，流量为4.80kg/h，同时连续加入32％的液碱，流量为0.20kg/h，连续加入30％的双氧水溶液，流量为0.16kg/h。连续进料4.0h后，产品由反应釜上端溢流出，调节产品的pH和总固含量，得到一定浓度烷基糖苷成品。其色度为42，残氧为56ppm。

实施例2

在一个带有温度感应器，框式搅拌器的25L的反应釜中，加入3.5kg C₁₂～C₁₄碳链的固含量为50％的烷基糖苷水溶液作为漂色的底料物质，开启搅拌升温到85℃，同时釜顶加入N₂，使得反应釜的压力控制在0.5MPa，通过齿轮计量泵由釜底连续加入未漂色的C₁₂～C₁₄碳链的固含量为60％的烷基糖苷水溶液，流量为4.80kg/h，同时连续加入32％的液碱，流量为0.20kg/h，连续加入30％的双氧水溶液，流量为0.16kg/h。连续进料4.0h后，产品由反应釜上端溢流出，调节产品的pH和总固含量，得到一定浓度烷基糖苷成品。其色度为77，残氧为96ppm。

实施例3

在一个带有温度感应器，框式搅拌器的25L的反应釜中，加入3.5kg C₁₂～C₁₄碳链的固含量为50％的烷基糖苷水溶液作为漂色的底料物质，开启搅拌升温到70℃，同时釜顶加入N₂，使得反应釜的压力控制在0.05MPa，通过齿轮计量泵由釜底连续加入未漂色的C₁₂～C₁₄碳链的固含量为60％的烷基糖苷水溶液，流量为4.80kg/h，同时连续加入32％的液碱，流量为0.20kg/h，连续加入30％的双氧水溶液，流量为0.16kg/h。连续进料4.0h后，产品由反应釜上端溢流出，调节产品的pH和总固含量，得到一定浓度烷基糖苷成品。其色度为84，残氧为158ppm。

实施例4

在一个带有温度感应器，框式搅拌器的25L的反应釜中，加入15.0kg C₁₂～C₁₄碳链的固含量为50％的烷基糖苷水溶液作为漂色的底料物质，开启搅拌升温到70℃，同时釜顶加入N₂，使得反应釜的压力控制在0.2MPa，通过齿轮计量泵由釜底连续加入未漂色的C₁₂～C₁₄碳链的固含量为60％的烷基糖苷水溶液，流量为4.80kg/h，同时连续加入32％的液碱，流量为0.20kg/h，连续加入30％的双氧水溶液，流量为0.16kg/h。连续进料4.0h后，产品由反应釜上端溢流出，调节产品的pH和总固含量，得到一定浓度烷基糖苷成品。其色度为206，残氧为438ppm。

实施例5

在一个带有温度感应器，框式搅拌器的25L的反应釜中，加入1.25kg C₁₂～C₁₄碳链的固含量为50％的烷基糖苷水溶液作为漂色的底料物质，开启搅拌升温到90℃，同时釜顶加入N₂，使得反应釜的压力控制在0.2MPa，通过齿轮计量泵由釜底连续加入未漂色的C₁₂～C₁₄碳链的固含量为60％的烷基糖苷水溶液，流量为4.80kg/h，同时连续加入32％的液碱，流量为0.36kg/h，连续加入30％的双氧水溶液，流量为0.16kg/h。连续进料4.0h后，产品由反应釜上端溢流出，调节产品的pH和总固含量，得到一定浓度烷基糖苷成品。其色度为316，残氧为192ppm。

实施例6

在一个带有温度感应器，框式搅拌器的25L的反应釜中，加入1.25kg C₁₂～C₁₄碳链的固含量为50％的烷基糖苷水溶液作为漂色的底料物质，开启搅拌升温到90℃，同时釜顶加入N₂，使得反应釜的压力控制在0.2MPa，通过齿轮计量泵由釜底连续加入未漂色的C₁₂～C₁₄碳链的固含量为60％的烷基糖苷水溶液溶液，流量为4.80kg/h，同时连续加入32％的液碱，流量为0.10kg/h，连续加入30％的双氧水溶液，流量为0.08kg/h。连续进料4.0h后，产品由反应釜上端溢流出，调节产品的pH和总固含量，得到一定浓度烷基糖苷成品。其色度为159，残氧为106ppm。

实施例7

在一个带有温度感应器，框式搅拌器的25L的反应釜中，加入1.25kg C₁₂～C₁₄碳链的固含量为50％的烷基糖苷水溶液作为漂色的底料物质，开启搅拌升温到95℃，同时釜顶加入N₂，使得反应釜的压力控制在0.2MPa，通过齿轮计量泵由釜底连续加入未漂色的C₁₂～C₁₄碳链的固含量为60％的烷基糖苷水溶液，流量为4.80kg/h，同时连续加入32％的液碱，流量为0.36kg/h，连续加入30％的双氧水溶液，流量为0.26kg/h。连续进料4.0h后，产品由反应釜上端溢流出，调节产品的pH和总固含量，得到一定浓度烷基糖苷成品。其色度为102，残氧为171ppm。

比较例1

在一个带有温度感应器，框式搅拌器的25L的反应釜中，开启搅拌升温到95℃，同时釜顶加入N₂，使得反应釜的压力控制在0.2MPa，釜底一次性加入未漂色的C₁₂～C₁₄碳链的固含量为60％的烷基糖苷水溶液，质量为12.5kg，同时加入32％的液碱0.52kg，加入30％的双氧水溶液0.42kg。9.5h后的得到烷基糖苷的水溶液产品，停止搅拌。调节产品的pH和总固含量，得到一定浓度烷基糖苷成品。其色度为52，残氧为67ppm。

比较例2

在一个带有温度感应器，框式搅拌器的25L的反应釜中，开启搅拌升温到 95℃，同时釜顶加入N₂，使得反应釜的压力控制在0.5MPa，釜底一次性加入未漂色的C₁₂～C₁₄碳链的固含量为60％的烷基糖苷水溶液，质量为19.2kg，同时加入32％的液碱0.52kg，加入30％的双氧水溶液0.42kg。4.0h后降温，停止搅拌。调节产品的pH和总固含量，得到一定浓度烷基糖苷成品。其色度为156，残氧为320ppm。

比较例3

在一个带有温度感应器，框式搅拌器的25L的反应釜中，加入3.5kgC₁₂～C₁₄碳链的固含量为50％的烷基糖苷水溶液作为漂色的底料物质，开启搅拌升温到95℃，同时釜顶加入N₂，使得反应釜的压力控制在0.05MPa，通过齿轮计量泵由釜底连续加入未漂色的C₁₂～C₁₄碳链的固含量为60％的烷基糖苷水溶液，流量为4.80kg/h，同时连续加入32％的液碱，流量为0.20kg/h，连续加入30％的双氧水溶液，流量为0.16kg/h。连续进料4.0h后，产品由反应釜上端溢流出，调节产品的pH和总固含量，得到一定浓度烷基糖苷成品。其色度为42，残氧为75ppm。

实施例1与比较例1比较

	实施例1	比较例1
			漂色速率	4.8kg/h	1.3kg/h
残氧	56ppm	67ppm
			色度	42	52
产品稳定性	好	差

实施例1与比较例2比较

	实施例1	比较例2
			漂色速率	4.8kg/h	4.8kg/h
残氧	56ppm	320ppm
			色度	42	156
产品稳定性	好	差

实施例3与比较例3比较

	实施例3	比较例3
			漂色速率	4.8kg/h	4.8kg/h
残氧	158ppm	75ppm

色度	84	42
			产品稳定性	好	好

残氧：即为过氧化氢含量的测定。测定方法如下：

称取1.5～2.0g样品(精确至0.0001g)，于250mL容量瓶中，用去离子水水稀释至刻度，摇匀。移取25mL溶液于250mL锥形瓶中，加10mL 4N硫酸，用0.2N高锰酸钾标准溶液滴定至溶液呈粉红色，保持30s。

式中：

V----KmnO₄标准溶液用量，mL；

N----KmnO₄标准溶液当量浓度

G----样品重量；

0.01701----每毫克当量H₂O₂克数；

色度的测定：根据GB/T 19464-2004中关于烷基糖苷色泽的测定方法来测定。色度值为和产品色泽接近的标准铂-钴色标的Hazen值。标准铂-钴色标的Hazen值的比色液根据GB/T 3143来配制。

产品稳定性：主要根据获得产品色度值、残氧值、制备产品的pH、粘度值来判定。

表中的色度和残氧值是衡量产品质量的重要指标，漂色速率是产能的直接指标。比较例1和实施例1相比，在相近的残氧值和色度条件下，也就是说产品质量接近的条件下连续漂色相比于间歇漂色其漂色速率有很大提高，且产品质量稳定，说明连续漂色使得产品始终维持在一个适合漂色的最佳反应条件下，漂色物质的利用率达到最大，避免了一些无效分解，也就极大缩短了漂色时间。比较例2和实施例1相比，在同样漂色速率的条件下，连续漂色相比于间歇漂色所获得产品质量更好，间歇漂色操作得到的产品在色度和残氧量均不能达到的要求，这就说明间歇性漂色在产品质量和漂色速率上不可能同时达到最优。比较例3和实施例3相比，在相同漂色速率的条件下，高温漂色更加适合连续漂色的条件，在高温条件下，所得产品的残氧值相对要低，这就提高了产品的质量。

因此，采用本发明的方法来获得浅色烷基糖苷产品，不仅可以提高产品质量，而且能够极大提高产品的漂色速率，这就为产能的扩大提供了可能，同时连续化的漂色获得的产品质量更加稳定。

以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可做出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims

1.一种制备浅色烷基糖苷产品的方法，其特征在于，包括以下步骤：

在反应釜中投入底料物质；所述的底料物质是已经过漂色处理的烷基糖苷产品、未经过漂色的烷基糖苷产品或者净水；

使反应釜达到烷基糖苷连续漂色所需的温度和压力条件；温度条件为80℃～95℃，反应压力为0.05MPa～0.5MPa；

在搅拌的条件下，由釜底连续加入未漂色的烷基糖苷水溶液，同时，由釜底连续加入液碱和漂色物质，并保持所述的反应条件一段时间后，将所述的浅色烷基糖苷产品连续移出釜外。

2.根据权利要求1所述的制备浅色烷基糖苷产品的方法，其特征在于，所述的底料物质的加入量为反应釜容积的5％～60％。

3.根据权利要求1所述的制备浅色烷基糖苷产品的方法，其特征在于，所述的反应釜的反应压力为0.15MPa～0.3MPa。

4.根据权利要求1所述的制备浅色烷基糖苷产品的方法，其特征在于，所述的未漂色的烷基糖苷的水溶液，是指脱醇处理后，残醇在0.6％～1.0％之间的烷基糖苷物料加入去离子水所得。

5.根据权利要求1所述的制备浅色烷基糖苷产品的方法，其特征在于，所述的液碱是浓度为32wt％的氢氧化钠的水溶液，单位时间内加入液碱的质量为烷基糖苷物料固含量的1％～18％。

6.根据权利要求1所述的制备浅色烷基糖苷产品的方法，其特征在于，所述的漂色物质为浓度为30wt％的双氧水溶液，单位时间内加入漂色物质的质量为烷基糖苷物料固含量的1％～16.5％。

7.根据权利要求1所述的制备浅色烷基糖苷产品的方法，其特征在于，至烷基糖苷的水溶液产品色度≤90，残氧≤200ppm时，将烷基糖苷水溶液连续移出釜体。

8.根据权利要求1所述的制备浅色烷基糖苷产品的方法，其特征在于，在反应结束后，调节产品的pH和总固含量，得到浅色烷基糖苷成品。