CS238773B1 - Způsob čištění vodného roztoku sodné soli sacharinu - Google Patents

Abstract

Způsob čištěni vodného roztoku sodné soli sacharinu, při němž se nechá kontinuálně protékat vodný roztok sodné soli sacharinu o koncentraci 10 až 200 g/1 sloupcem uhlíkatého adsorbentu ze skupiny zahrnující aktivní uhlí se specifickým povrchem 400 až 2 000 m2/g a velikosti částic 0,2 až 10 mm, porézní styren-divinylbenzenové kopolyméry se specifickým povrchem 100 až 300 m2/g a velikostí částic 0,1 až 2 mm a silikagel modifikovaný chemicky vázanými oktadecylovými skupinami, obsahující 5 až 20 $ hmotových uhlíku a mající specifický povrch 100 až 400 m2/g průtokovou rychlostí pohybující se mezi 1 až 100 objemy uvedeného roztoku na jednotkový objem lože adsorbentu a hodinu, přičemž adsorpční schopnost adsorbentu se oeriodicky obnovuje vyplachováním zachycených nečistot organickými rozpouštědly, jako metanol, etanol či aceton. Popsaný způsob čištění vodného roztoku sodné soli sacharinu představuje ekonomicky výhodné technologické řešení čistého sacharinu.

Description

Vynález se týká spůsobu čištění vodného roztoku sodná soli sacherinu používaná jako umělé sladidlo.

Sochařin a jeho sodná sůl patří k nejrozšířenějším umělým sladidlům, a to jak samotná sodná sůl, či ve směsi s cyklamátem. Největší podíl světová produkce je vyráběn tav. Remsen-Fahlbergovou syntézou, jejímž posledním stupněm je oxidace o-toluensulfonamídu. Surový sochařin obsahuje řadu nečistot, z nichž převažující je právě o-toluensulfonamid [J. Chromát ogr. 268 0983) 395, J. Chromát ogr. 187 (1980) 249, J. Ass. Offic. Anal. Chem. £2 (1976) 1051] .

V sedmdesátých letech se vyskytly pochyby o zdravotních důsledcích požívání sacharinu. Výsledkem mnoha zevrubných testů je závěr, že při užívání denní dávky 2,5 mg/kg živé váhy a den je riziko velmi malé pokud ovšem se jedná o čistý sacharin. Předpokládá se však, že nečistoty obsažené v sacharinu mohou mít kancerogenní účinky. Zvláště přísné je sledován obsah hlavní nečistoty: o-toluensulfonamid.

FAO/WHO (Codex Alinentarius Commision - Komise pro vypracováni potravinového kodexu Organizace pro výživu a zemědělství při OSN a Světové zdravotnické organizaci) doporučuje maximální obsah o-toluensulfonamidu v sacharinu ICO ppm, přičemž v mnoha západoevropských státech, v nichž se sacharin může používat, je maximální dovolený obsah o-toluensulfonamidu menší než 100 ppm. (J. Chromatogr. 187 (1980) 249). V ČSSR čistota sacharinu zatím sledována nebyla a není ani předmětem zkoušek podle příslušné ČSN.

čistota sacharinu vyráběného Remsen-Fahlbergovou syntézou může být do jisté míry ovlivněna podmínkami srážení sacharinu z reekčního roztoku získaného oxidací vodného alkalického roztoku o-toluensulfonamidu. Při uvedeném srážení se reakční roztok nejprve okyselí na pK 4 až 5, přičemž se vyloučí nezreagovaný amid. Po jeho odfiltrování se po dalěím snížení pH vyloučí sacharin. Avšak ani za optimálních podmínek srážení nelze získat produkt, který by splňoval výše uvedená kritéria.

Takto vyráběný sacharin Si jeho sodná sůl obsahuje cca 0,3 až 0,7 % o-toluensulfonamidu 3 000 až 7 000 ppm a další neznámé příměsi. Zmíněné koncentrace o-toluensulfenamidu v komerčním, dále nečištěném secharinu a jeho sodné soli byly zjištěny autory tohoto patentu, přičemž způsob analýzy byl publikován v J. Chromatogr. 268 (1983) 395.

Vzhledem k rozdílná rozpustnosti sodné soli sacharinu a nepolárních nečistot, jako je zmíněný o-toluensulfonamid, v organických s vodou nemlsitelných rozpouštědlech může být o-toluensulfonamid a jiné nečistoty odstraněny z vodného roztoku sodné soli sacharinu extrakcí uvedenými rozpouštědly. Tento postup je údajně využíván některými výrobci sacharinu: Daiwa Kasei Κ. K., Jpn Tokkyo Koho 80 35092, Cl.: A23L1/2J6 (Appl. 4. 2. 1974): R. Deininger, E. Wolf, De Dos 2 730 861, Cl.: 07 D275/06 (Appl. 2. 8. 1976). V technologických podmínkách vyžaduje extrakční čištění nejen kontinuální extrakční kolonu, ale taká regeneraci rozpouštědla užitého k extrakci. Ztráty rozpouštědla ve vodné fázi nejen zvyšují náklady na extrakci, ale znečišlují odpadní vody dalšími organickými látkami.

Vedle čištění extrakčního je v patentové'literatuře uvedeno i čištění chemické, které se však nezdá být technologicky i ekonomicky výhodnější než extrakce (DD 140 881 a 143 610)

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny způsobem čištění sodné soli sacharinu od nečistot typu o-toluensulfonamidu podle tohoto vynálezu, který spočívá v tom, že se kontinuálně nechá protékat vodný roztok sodné soli sacharinu o koncentraci 10 až 200 g/1 sloupcem uhlíkatého sorbentu ze skupiny zahrnující aktivní uhlí se specifickým povrchem 400 až 2 000 m²/g a velikostí částic 0,2 až 10 mm, porézní styren-divinylbenzenové kopolymery se specifickým povrchem 100 až 300 m²/g a velikosti částic 0,1 až 2 mm a silikagel modifikovaný chemicky vázanými oktadecylovými skupinami obsahující 5 až 20 % hmotových o

uhlíku a mající specifický povrch 100 až 400 m /g průtokovou rychlostí pohybující se mezi 1 až 100 objemy uvedeného roztoku na jednotkový objem lože adsorbentu a hodinu, přičemž adsorpční schopnost adsorbentu se periodicky obnovuje vyplachováním zachycených., nečistot organickými rozpouštědly, jako je metanol, aceton či etanol.

Způsob čištění sodné soli sacharinu adsorpcí nečistot na uhlíkatých serbentech je zřejmý z níže uvedených příkladů, které ani nevymezují ani neomezují rozsah platnosti vynálezu,

Přikladl g porézního styren-divinylbenzenového kopolymeru, který obsahuje 50 % hmot. divinylbenzenu se špecifickým.povrchem 220 m^/g a velikostí částic 0,07 až 0,15 mm je suspendováno v 50 ml směsi voda-metanol (50/50 obj.) a suspenze přečerpána do kovové kolony o vnitřním průměru 6 mm a délce 15 cm. Pe naplnění je koloně uzavřena a propláchnuta 50 ml destilované vody. Potom je kolonou čerpán roztok sodné soli sacharinu o koncentraci 10 g/1, který obsahoval 2 000 ppm o-toluensulfonamidu. Objemový průtok činí 1 ml/min.

Měření je opakováno s roztokem sodné soli sacharinu o koncentraci 50 g/1 obsahujícího 2 000 ppm o-toluensulfonamidu. Jeden objem sorbentu zbaví cca 100 objemů vodného roztoku sodného sacharinu výše uvedené příměsi.

Příklad 2

Sloupec sorbentu popsaný v příkladu 1, který je nasycen adsorbovaným o-toluensulfonamidem, takže koncentrace této nečistoty na výstupu z kolony je stejná jako koncentrace vstupní, se propláchne 50 ml metanolu. Objemová rychlost metanolu je rovna 1 ml/min.

Potom se sloupec proplácíme stejnou objemovou rychlostí 50 ml destilované vody. Ha takto připravený sorbent se znovu uvádí roztok sodné soli sacharinu o koncentraci 50 g/1 znečistěný 2 000 ppm o-toluensulfonamidu. Závislost výstupní koncentrace uvedené nečistoty na prošlém objemu čištěného roztoku sodné soli sacharinu je zcela stejná jako v příkladu 1.

Příklad 3 g silikagelu pro sloupcovou chromatografií o zrnění 40 až 60jum a specifickém o povrchu 280 m /g se upraví silanizací oktadecyltrichlersilanem tak, že množství chemicky vázané organické hmoty je 12,5 %. Takto upravený silikagel je naplněn do kovové koleny popsané v příkladu 1. Ze závislosti výstupní koncentrace o-toluensulfonamidu na prošlém množství roztoku sodné soli sacharinu je zřejmé, že jeden objem sorbentu zbaví cca 80 objemů vodného roztoku sodného sacharinu výše uvedené příměsi, jsou-li dodrženy podmínky uvedené v příkladu 1. Po regeneraci sorbentu metanolem a etanolem nebo acetonem podle podmínek uvedených v příkladu 2 je dosaženo nezměněné adsorpční kapacity.

Příklad 4

200 g aktivního uhlí se specifickým povrchem 990 m /g a průměru výtlačků 2 až 3 mm a délce 3 až 6 mm je vařeno 30 min s 5 1 destilované vody a naplněno do skleněné kolony o průměru 4 cm. Touto kolonou se vede technologický roztok surové sodné soli sacharinu o koncentraci 100 až 200 g/1, přičemž objemová rychlost průtoku je asi 10 ml/min. Po orůchodu cca 2 1 tohoto roztoku je odebrán vzorek, který se analyzuje kapalinovou chronatografií podle postupu uvedeného v J. Chromatogr.' 268 (1983) 395. Stejně je analyzován i původní technologický roztok. Obsah o-toluensulfonamidu se po průchodu ložem aktivního uhlí sníží z více než 2 500 ppm na cca 100 ppm. Také koncentrace ostatních neidentifikovaných nečistot je snížena na zhruba jednu dvacetinu původní koncentrace.

P ř í k 1 a d 5 p

ml aktivního uhlí se specifickým povrchem 1 600 m/g o zrnění 0,2 až 0,4 mm je míchán· a zahříváno s 100 ml destilované vody a naplněno po 15 minutách varu do skleněné trubice · vnitřním průměru 15 mm opatřené fritou na spodním konci. Ze sodné soli sacharinu prodávané v CSSR jak· umělé sladidlo Sochařin T-500 (n. p. Spolana Neratovice) se připraví roztok · koncentraci 50 g/1. Tento roztok je veden rychlostí 0,5 ml/min přes zmíněný sloupec aktivního uhlí. Po průchodu 50 a 200 ml uvedeného roztoku jsou odebrány vzorky a analyzovány vysoce účinnou kapalinovou chromatografii stejně jako výchozí roztok Sacharinu T-500. Z analýzy vyplývá, že obsah o-toluensulfonamidu a dalších nepolárních neidentifikovaných příměsí je podstatně snížen, Po vysrážení sacharinu zředěnou kyselinou chlorovodíkovou á vysušení produktu jo obsah o-toluonsulfonomidu stanovený chromatograficky moněí nož 10 ppm, přičemž původní vzorek Sacharinu T-500 obsahuj· víc· než 2 500 ppm o-táluensulfonamidu a neznámé množství neidentifikovaných nepolárních příměsí. Jeden objem uvedeného aktivního uhlí zachytí nečistoty z více než 100 objemů roztoku sodné seli sacharinu o výše uvedená koncentraci. Po regeneraci sorbontu otanolem pedle podmínek uvedených v příkladu 2 je dosaženo původní adserpční schopnosti.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNALEZU

   Způsob čištění vodného roztoku sodné soli sacharinu, vyznačující se tím, že se kontinuálně nechá protékat vodný roztok sodné soli sacharinu o koncentraci 10 až 200 g/1 sloupcem uhlíkatého adserbentu zo skupiny zahrnující aktivní uhlí se specifickým povrchem 400 až 2 000 m²/g a velikostí částic 0,2 až 10 mm, porézní styren-divinylbenzenové kopolyméry se specifickým pevrchem 100 až 300 m²/g a velikostí částic 0,1 až 2 mm a silikagol modifikovaný chemicky vázanými ektadecylevými skupinami obsahující 5 až 20 % hmot. uhlíku a mající specifický povrch 100 až 400 m²/g průtokovou rychlostí pohybující se mezi 1 až 100 objemy uvedeného roztoku na jednotkový objem leže adsorbentu a hodinu, přičemž adserpční schopnost adsorbentu se periodicky obnovuje vyplachováním zachycených nečistot organickými rozpouštědly, jako jo metanol, etanol či aceton.

   Severografia, n. p., MOST