NO742277L - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til rensing av sorbinsyre.

Sorbinsyre anvendes som bekjent i det vesentlige som konserveringsstoff for næringsmidler. Av denne grunn er rensningen av den etter forskjellige fremgangsmåter fremstilte og i forskjellig renhet dannede råsyre av spesiell betydning. Det er tidligere omtalt flere -rensefremgangsmåter. Således renses eksempelvis den rå sorbinsyre ved destillering med et ved normalt trykk mellom 180 og 300°C kokende, uspaltet destillerbart overfor sorbinsyre inert

r slepemiddel. Denne fremgangsmåte fører til en meget ren sorbinsyre. Uheldig er imidlertid det ekstra for slepemidlets fordampning nødvendige energiforbruk og den relativt kompliserte apparatur spesielt ved samtidig anvendelse av undertrykk.

Andre rensefremgangsmåter beror på vanndampflyktigheten

av sorbinsyren. På grunn av det høye vanndampforbruk er denne fremgangsmåte lite økonomisk.

Ytterligere fremgangsmåter anvender organiske oppløsnings-midler til å omkrystallisere sorbinsyre eller å rense den adsorptivt. De fører vanligvis ikke til en sorbinsyre som tilsvarer renhets-. kravene.

Endelig er det kjent en rekke fremgangsmåter hvor vann anvendes som oppløsningsmiddel og sorbinsyren renses ved ekstrahering, flottering, absorpsjon og omkrystallisering. Disse fremgangsmåter

har hittil ikke fått noen teknisk betydning blant annet på grunn av sorbinsyren lille oppløselighet i vann.

Overraskende er det nå funnet at man kan vesentlig øke sorbinsyrens oppløselighet i vann som ved 100'°C utgjør ca. J>% når man tilsetter en i vann lett oppløselig alkali- eller ammoniumsalt av en bare karbon-, hydrogen*- og oksygenholdig karboksylsyre med

en karboksylsyre eller en fosforsyre i mengder på minst 15 vekt-% referert til vannmengden, respektiv anvender en vandig oppløsning av et slikt tall som oppløsningsmiddel. Derved er sorbinsyrens oppløselighet direkte profesjonalt i saltoppløsningens konsentrasjon. Ved anvendelse av oppløsninger som inne holder 30 vekt-% av et slikt salt fremkommer eksempelvis ved værelsestemperatur (20°C), respektiv , 8o°C følgende oppløselighetsverdi for sorbinsyre (g i 100 ml salt^oppløsning):

Som det fremgår av denne oppstilling utmerker de vandige salt^oppløsninger seg ved at de ved forhøyede temperatur har en høy oppløsningsevne ved værelsestemperatur bare har en*'relativt liten oppløsningsevne. Således er de av disse grunner spesielt egnet til å rense sorbinsyre ved omkrystallisering. Derved er selvsagt den rå sorbinsyres renhetsgrad av avgjørende betydning. Ved en sterkt forurenset råsyre er det vanligvis nødvendig en ekstra be-handlings med et adsorpsjonsmiddel.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen til rensning av sorbinsyre er såledeskarakterisert vedat man omkrystalliserer den rå sorbinsyre fra en vandig, minst 15 vekt-%-holdig oppløsning av et alkali- eller ammoniumsalt av en bare karbon-, hydrogen- og oksygenholdig karboksylsyre med en karboksylgruppe i molekylet eller en fosforsyre og eventuelt fjerne forurensninger i tillegg ved hjelp av et adsorpsjonsmiddel.

Som alkalisalter anvender man vanligvis saltene av. natrium

og kalium. Som karbonsylsyrer er. de foretrukket hvis dissosiasjonskonstant ligger mellom pK 3,8 og 5,0. Eksempler på slike salter er nevnt i ovennevnte oppstilling. Derved kan av økonomiske grunner anvendelsen av natrium-, kalium- eller ammoniumacetat være fordelaktig., Den øvre grense for konsentrasjonen av den vandige salt-oppløsning er selvsagt gitt ved oppløseligheten av alkali- eller ammoniumsalt i vann. Vanligvis er det fordelaktig å anvende 20 til 35%-ige saltoppløsninger.

Gjennomføringen av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er meget enkel. Den rå sorbinsyre oppløses ved temperaturer mellom 50 og 100°C i den vandige saltoppløsning. De forurensninger som

dermed forblir uoppløst kan adskilles på vanlig måte ved filtrering eller sentrifugering av den varme oppløsning. Ved sterkere foru-rensning av den rå sorbinsyre er det fordelaktig med en ekstra behandling av den varme oppløsning med et adsorpsjonsmiddel. Som adsorpsjonsmiddel kommer det derved på tale de vanlige porøse over-flateaktive stoffer som aktivkull, benkull, kiselgur, boxitt, bentonitt samt adsorpsjonsharpikser. Foretrukket er anvendelsen av en av stenkull fremstillet overflateaktivt kull. Behandlingen av den varme råsorbinsyreoppløsning med et adsorpsjonsmiddel som det fra stenkull fremstilte aktivkull kan foregå diskontinuerlig eller kontinuerlig. Ved diskontinuerlig arbeidsmåte er det fordel-

aktig å suspendere aktivkullene i finpulverisert form i den varme sorbinsyreoppløsning og f.eks, å holde i bevegelse ved omrøring eller rystning. For den kontinuerlige arbeidsmåte^-lønner det seg derimot med anvendelsen av en kornet aktivkull. Derved kan kullene være anordnet i en søyle eller et system av flere etter hverandre koblede søyler eller kolonner av egnet bygningstype, fast eller bevegelig, f.eks. som rutsjelagring hvori gjennom sorbinsyreopp-løsningen sendes ovenfra og nedad eller nedenfra og oppad respektiv i likestrøm eller motstrøm. For rensningen av sorbinsyren i teknisk målestokk er det foretrukket en kontinuerlig arbeidsmåte. Derved er det hensiktsmessig med en best mulig utelukkelse av oksygen ved overlagring. med en inert gass som nitrogen.

Ved avkjøling av den eventuelt adsorptivt rensede oppløs-ning krystalliserer den rene sorbinsyre ut. Størrelsen av sorbin-syrekrystallene er derved hovedsakelig avhengighet av avkjølingen og omrøringens hastighet. Ved langsom avkjøling og omrøring består f.eks. hoveddelen av krystallisat og sorbinsyrekrystaller som har en kornstørrelse over 500 ym. Ved hurtig avkjøling og omrøring fåes derimot hovedsakelig sorbinsyrekrystaller med kornstørrelse under 200 ym. Det er en spesiell fordel ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen at man kan foreta en meget tilsiktet krystallisasjon hvilket f.eks. er av stor betydning for fremstilling av støvfritt eller støvfattig sorbinsyre.

Da etter adsorptiv rensning og etter adskillelse av den krystalliserte sorbinsyre den vandige alkali- eller ammoniumsalt-oppløsning praktisk talt ubegrenset igjen kan anvendes som oppløs-ningsmiddel har fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen en høy økonomi.

En ytterligere fordel ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen består i at ved nøytralisasjon av den ifølge oppfinnelsen rensede sorbinsyre med natron- eller kalilut utvinnes et meget rent og stabilt alkalisorbat.

Eksempel 1.

190 g av en lyse gul farget sorbinsyre (innhold: 98,2%) oppløses i 1 liter 30 vekt-%-ig kaliumsorbatholdig vandig oppløs-ning ved 8o°C. Etter avkjøling til værelsestemperatur frafiltreres krystallisatet, vaskes med 200 ml vann og tørkes. Det fåes 178 g fargeløs sorbinsyre (innhold 99,8%) av smeltepunkt 13<i>l°C. Ved gjenanvendelse av den som filtrat dannede kaliumsorbatoppløsning

1

fåes 190 g av samme 98,2%-ige sorbinsyre 186 g fargeløs sorbinsyre (innhold 99,7%) av samme smeltepunkt.'

Eksempel 2. v

250 g av den i eksempel 1 nevnte sorbinsyre oppløses i

1 liter.30 vekt-% natriumacetatholdig vandig oppløsning ved 70-80°C. Etter avkjøling til værelsestemperatur frasug.es krystallisatet,

vaskes med 300 ml vann og tørkes. Det fåes 225 g fargeløs sorbinsyre (innhold 99, 7%) av smeltepunkt 134°C.

Eksempel 3.

260 g av den samme sorbinsyre som i eksempel 1 oppløses

i 1 liter 30 vekt-% ammoniumacetatholdig vandig oppløsning ved 70°C. Etter avkjøling til værelsestemperatur frafiltreres krystallisatet, vaskes med 250 ml vann og' tørkes. Det fåes 233 g fargeløs sorbinsyre (innhold 99s8%) av smeltepunkt 134°C.

Eksempel 4.

350 g av den i eksempel 1 nevnte sorbinsyre oppløses i

1 liter 30 vekt-% natriumpropionatholdig vandig oppløsning ved 80°C. Etter avkjøling til værelsestemperatur frafiltreres krystallisatet, vaskes med 300 ml vann og tørkes. Det fåes 305 g fargeløs sorbinsyre (innhold 99,6%) av smeltepunkt 133-13<i>*<0>C.

Eksempel 5-

200 g av den samme sorbinsyre som i eksempel 1 oppløses

1 liter 30 vekt-% natrium-p-hydroksybenzoatholdig vandig oppløs-ning ved 70-8o°C. Etter avkjøling til værelsestemperatur frafiltreres krystallisatet, vaskes med 200 ml vann og tørkes. Det fåes 164 g fargeløs sorbinsyre (innhold 99,9%) av smeltepunkt 134°C.

Eksempel 6.

150 g av samme sorbinsyre■som i eksempel 1 oppløses i 1

liter 30 vekt-% dikaliumhydrogenfosfatholdig vandig oppløsning ved 90°C. Etter avkjøling til værelsestemperatur frafiltreres krystalli- . såtet, vaskes med 250 ml vann og tørkes. Det fåes 68 g fargeløs sorbinsyre (innhold 9938%) av smeltepunkt 134°C. Ved gjenanvendelse av den som filtrat dannede fosfatoppløsning er sorbinsyreutbyttet kvant itativt.

Eksempel 7-200 g av en fra fremstillingen ved polymerisat forurenset sorbinsyre (innhold 9^,6%) oppløses i 1 liter 30 vekt-% natriumacetatholdig vandig oppløsning ved 80-90°C og omrøres i 1 time etter tilsetning av 50 g høyaktiv blekejord under nitrogen og filtreres varmt. Etter avkjøling til værelsestemperatur vaskes krystallisatet med 200 ml vann og tørkes. Det fåes 168 g hvitt sprbinsyre (inn-

hold 99,4%) av smeltepunkt 133-134°C.

Eksempel 8.

200 g av den samme sorbinsyre som i eksempel 7 oppløses

i 1 liter 30 vekt-% natriumacetathoIdig vandig oppløsning ved 80°C, omrøres 1 time under tilsetning av 20 g aktivkull (basis tre) under nitrogen og filtreres varmt. Etter avkjøling til værelsestemperatur vaskes krystallisatet med 100 ml vann og tørkes. Det fåes 169 g fargeløs sorbinsyre (innhold 99,8%). av smeltepunkt 134°C.

Eksempel 9-

200 g av den samme sorbinsyre som i eksempel 7 oppløses

i 1 liter 30 vekt-% natriumacetatholdig vandig oppløsning ved 80°C. Deretter tilsettes 10 g aktivkull (basis stenkull), omrøres 30 minutter og filtreres varmt. Etter avkjøling til værelsestemperatur vaskes krystallisatet med 150 ml vann og tørkes. Det fåes 168 g fargeløs sorbinsyre (innhold 99,9%) av smeltepunkt 134°C. Eksempel 10.

Et 10 m langt rør av 4 cm diameter som er utstyrt med en varmemantel fylles med aktivkull (basis stenkull, korning, 2-4 mm)

fri for gassbobler og impregnert med en 30 %ig vandig natriumacetat-oppløsning. Gjennom denne kolonne blir det ved 70-80°C under nitrogen nedenfra og oppad pumpet et oppløsning av 20 vektdeler av en brunfarget råsorbinsyre (innhold 82,4%) i 10 volumdeler vandig 30%-ig natriumacetatoppløsning, nemlig pr. time 1 liter. Den rensede oppløsning filtreres varmt. Etter avkjøling til værelsestemperatur blir som i eksempel 2 krystallisatet vasket med- vann og tørket. Det fåes i første' rekke pr. time 144-145 g fargeløs sorbinsyre (innhold 99,8%) av smeltepunkt 134°C. Etter gjenanvendelse av den som filtrat dannede med sorbinsyre mettet acetatoppløsning fåes pr. time 164 til 165 g sorbinsyre av samme renhet.

Eksempel 11.

Et 10 m langt .med en varmemantel utstyrt rør av 8 cm diameter fylles ovenfra kontinuerlig med den i eksempel 10 omtalte aktivkull idet den tilsvarende mengde forbrukt kull uttas ved kolonnens nedre ende. Gjennom dette glidende kullleie gjennom-

r

pumpes den i eksempel 10 omtalte råsorbinsyreoppløsning i motstrøm ved 70 til 80°C under nitrogen med en oppholdstid på 5 timer. Den rensede sorbinsyreoppløsning filtreres varmt. Denvrene sorbinsyre utvinnes som omtalt i eksempel 10. Etter oppnåelse av likevekt forbrukes for rensning av 15 kg sorbinsyre, 0,5 kg aktivkull.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte til rensing av sorbinsyre,' karakterisert ved at man omkrystalliserer den rå sorbinsyre fra en vandig minst 15 vekt-^-holdig,oppløsning av et alkali- eller ammoniumsalt av en bare av karbon-, hydrogen- og oksygenoppbygget karboksylsure med en karboksylgruppe i molekylet eller en fosforsyre og eventuelt fjerne forurensninger i tillegg ved hjelp av et adsorpsjonsmiddel.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at man som alkalisalt anvender natrium- eller kaliumsalt av en karboksylsyre hvis dissosiasjonskonstant ligger mellom pH r 3,8 og 5,0.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 og 2, karakterisert ved at man som adsorpsjonsmiddel anvender en aktivkull fremstilt av stenkull.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1 til 3, karakterisert ved at man gjennomfører den ekstra behandling med et adsorpsjonsmiddel ved en temperatur mellom 50 og 100°C.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at man anvender 20 til 35%-ig oppløsninger.. av..alkali- .eller ammoniumsaltet.