專利名稱：一步法生產(chǎn)蔗糖脂肪酸酯及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以蔗糖為原料生產(chǎn)脂肪酸酯的方法及其脂肪酸酯的新用途。
背景技術(shù)：
蔗糖脂肪酸酯(簡稱蔗糖酯)，英文縮寫SE，它是由蔗糖與羧酸反應(yīng)生成的一大類有機化合物，屬多元醇型非離子表面活性劑，它無毒、無臭、無刺激、具有易生物降解及良好的表面活性性能而被廣泛地應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工、化妝品、洗滌劑、紡織及農(nóng)牧漁業(yè)等行業(yè)，目前已被世界各國作為食品添加劑和醫(yī)藥輔助料。近年來針對我國南方制糖工業(yè)的發(fā)展，有的技術(shù)人員了解到，制糖行業(yè)中有許多蒸煮過程產(chǎn)生泡沫的工序，造成冒鍋浪費現(xiàn)象，而加入蔗糖脂肪酸酯后可以起到消泡作用，因此一些糖廠也使用了蔗糖脂肪酸酯作為消泡劑。
據(jù)文獻報道，傳統(tǒng)生產(chǎn)蔗糖酯主有酰氯酯化法、酯交換法、直接脫水法和微生物法，所謂酰氯酯化法又稱均相法，它是將蔗糖與脂肪酸低碳醇酯溶于N.N-二甲基甲酰胺共溶劑中，在催化劑下進行均相酯交換反應(yīng)。酯交換法一般用丙二醇法，它是將蔗糖溶于丙二醇溶劑中，在脂肪酸皂分散劑及催化劑存在下，蔗糖與脂肪酸低碳醇酯發(fā)生酯交換反應(yīng)。另外還有水溶劑法，它是將蔗糖、脂肪酸皂和水成為均一的蔗糖-肥皂溶液，然后提高溫度，同時加入催化劑和部分或全部脂肪酸酯。
中國專利(申請?zhí)?97198042《多元醇多酯的合成》介紹了適用作不易消化的脂肪替代物的多元醇多酯通過易去除的醇的脂肪酸酯和多元醇的改進的多相酯交換方法制備，其中多元醇的粒度降至低于100微米，當(dāng)多元醇的酯化度在約15％和不大于75％之間時，除去基本上所有未反應(yīng)的多元醇。在初始反應(yīng)步驟中，反應(yīng)條件調(diào)至保持足夠用作乳化劑的低級部分脂肪酸含量。初始的催化劑含量為約0.001至約0.5mol催化劑/mol多元醇。
另一份中國專利(申請?zhí)?99113469《均相無溶劑法生產(chǎn)蔗糖酯》是一種以蔗糖和脂肪酸酯作為反應(yīng)物，與脂肪酸皂體混合后再加入生物表面活性劑進行均相無溶劑法合成蔗糖酯的生產(chǎn)方法。其中生物表面活性劑是鼠李糖脂或改性的鼠李糖脂、槐糖脂或改性的槐糖脂以及不同配比鼠李糖脂或改性的鼠李糖脂與槐糖脂或改性的槐糖脂的混合物，反應(yīng)壓力為10-30mmHg，反應(yīng)溫度為110-145℃，反應(yīng)時間為1-4小時，反應(yīng)得率為55-60％。
中國專利申請?zhí)?87102371)《蔗糖脂肪酸酯的生產(chǎn)方法》的技術(shù)方案是采用甲酯化及在無水碳酸鉀進行合成反應(yīng)，其技術(shù)特征是經(jīng)中和、分離、蒸發(fā)和兩步提純得到蔗糖酯產(chǎn)品。
上述所見，目前生產(chǎn)蔗糖脂肪酸酯由于采用N.N-二甲基甲酰胺、丙二醇、多元醇等極性溶劑，得到的產(chǎn)品中由于分離不完全而含有部分這些極性溶劑，所以，糖廠在加入蔗糖脂肪酸酯時，極性溶劑就會影響到消泡效果，使得蔗糖脂肪酸酯一般只能在投放的工作流程中發(fā)揮效用，無法延續(xù)到下個流程；而且采用N.N-二甲基甲酰胺、丙二醇等極性溶劑做原料時，原料間反應(yīng)都借助于溶劑進行，溶劑對產(chǎn)品在運用中都存在一定的不良影響；產(chǎn)品也呈液態(tài)，給運輸和使用帶不便；生產(chǎn)工藝較復(fù)雜。生產(chǎn)過程借助于溶劑，作用單一、低效，應(yīng)用范圍狹小。
技術(shù)內(nèi)容為了克服已有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明人經(jīng)過探索和研究，對現(xiàn)有的蔗糖脂肪酸酯生產(chǎn)進行了改進，找到了不需要N.N-二甲基甲酰胺、丙二醇、多元醇等極性溶劑作為反應(yīng)原料、生產(chǎn)工藝簡單、成本低、對蔗糖生產(chǎn)中的消泡過程容易控制的蔗糖脂肪酸酯的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的一步法生產(chǎn)蔗糖脂肪酸酯的方法是將蔗糖、植物油、催化劑，按6∶3∶1的質(zhì)量比例投入反應(yīng)釜中，攪拌，溫度控制在50-200℃之間，直接進行固液反應(yīng)5-24小時，即可出料，包裝，得到蔗糖脂肪酸酯固體產(chǎn)品。
以上所述的蔗糖可以是甘蔗糖、或者是甜菜糖；以上所述的植物油為大豆油、椰子油、棕櫚油、菜籽油、花生油中的其中一種，或者這些植物油的混合物；以上所述的催化劑是氫氧化鈉、硫酸氫鈉、甲醇鈉、碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉當(dāng)中的其中一種，或者它們的混合物。
本發(fā)明蔗糖脂肪酸酯的新用途是在制糖工業(yè)、造紙工業(yè)和污水處理上的應(yīng)用。
在制糖工業(yè)上的應(yīng)用與目前糖廠所使用蔗糖脂肪酸酯作為煮糖過程消泡添加劑加入的方法相同，用量按現(xiàn)有加入量。
在造紙工業(yè)上的應(yīng)用是在洗漿后或抄紙前在紙漿中加入0.5-1％的蔗糖脂肪酸酯，可以避免紙漿中出現(xiàn)泡沫，影響抄紙，保證紙張的質(zhì)量。
在污水處理上的應(yīng)用是在含有大量泡沫的工業(yè)或生活污水中根據(jù)污水中泡沫的量加入定量的蔗糖脂肪酸酯，即可消除泡沫，具體用量是先取少量污水，在實驗室中用燒杯試驗確定后，再按放大量加到污水池中。采用蔗糖脂肪酸酯作為消泡劑的好處是無毒，無二次污染，用量少，效果好，成本低。
與傳統(tǒng)生產(chǎn)蔗糖脂肪酸酯的方法比較，本發(fā)明的突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步是1、選用可食用的植物油為原料，不需要N.N-二甲基甲酰胺、丙二醇等有毒的極性溶劑作為反應(yīng)原料、保證了食品工業(yè)的衛(wèi)生安全；2、生產(chǎn)工藝簡單、成本低。
3、得到的產(chǎn)品為固體，改變產(chǎn)品存在狀態(tài)，方便運輸和使用。
4、作為消泡劑使用，可以加快消泡速度，延長抑泡時間，提高效率，大大降低使用成本，可減少原材料的浪費。
5、對蔗糖生產(chǎn)中的消泡過程容易控制的蔗糖脂肪酸酯的生產(chǎn)方法。
6、可以應(yīng)用在制糖工業(yè)、造紙工業(yè)和污水處理上，無毒，無二次污染，用量少，效果好，成本低，達到降低成本，治理環(huán)境的目的。
具體實施例方式
實施例1，在反應(yīng)釜中，加入60kg植物油(大豆油、椰子油、棕櫚油、菜籽油、花生油＝2∶3∶3∶4∶5)，30kg蔗糖(白沙糖、赤沙糖＝4∶3)，10kg催化劑，(在氫氧化鈉、硫酸氫鈉、甲醇鈉、碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉中任選一種)，保持恒溫80℃左右，不斷攪拌，12小時后出料，包裝，得到蔗糖脂肪酸酯固體產(chǎn)品。
實施例2，將70kg植物油(大豆油、椰子油、棕櫚油、菜籽油、花生油＝3∶2∶3∶5∶3)，35kg蔗糖(白沙糖、赤沙糖＝1∶1)，9kg催化劑(在氫氧化鈉、硫酸氫鈉、甲醇鈉、碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉中任選一種，或者以上幾種物質(zhì)每種1.5公斤的混合物)，投入反應(yīng)釜中，保持恒溫130℃左右，不斷攪拌，8小時后出料，包裝，得到蔗糖脂肪酸酯固體產(chǎn)品。
實施例3，在反應(yīng)釜中，加入100kg植物油(大豆油、椰子油、棕櫚油、菜籽油、花生油＝2∶3∶5∶4∶4)，30kg蔗糖(白沙糖、甜菜糖＝2∶1)，16kg催化劑，(在氫氧化鈉、硫酸氫鈉、甲醇鈉、碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉中任選一種)，保持恒溫180℃左右，不斷攪拌，5小時后出料，包裝，得到蔗糖脂肪酸酯固體產(chǎn)品。
應(yīng)用實例1本發(fā)明的一步法生產(chǎn)蔗糖脂肪酸酯，運用在制糖行業(yè)效果明顯，自93/94年榨季以來，已有50多家區(qū)內(nèi)外糖廠使用證明，該產(chǎn)品用量少，僅為一般產(chǎn)品1/4，成本降低近4/5，使用方便，消泡迅速，抑泡時間比同類產(chǎn)品長1倍左右，可跨流程發(fā)揮效用。該產(chǎn)品還能降低糖膏的粘度，降低糖蜜與晶體間界面張力，增加糖膏流動度，縮短煮糖時間。單項糖廠每榨噸甘蔗凈增收入萬元。
應(yīng)用實例2廣西某紙業(yè)公司以馬尾松為原料生產(chǎn)漂白硫酸鹽木漿，年產(chǎn)量10萬噸，污水排放量每天約為25000立方米，在處理過程中經(jīng)常因泡沫多而影響系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)和外排廢水的感官，原選用硅油型消泡劑消泡，但用量大，消泡也不夠穩(wěn)定，使企業(yè)難以承受，自2000年7月起試用本發(fā)明的蔗糖脂肪酸酯，到目前已運行13個月，消泡效果比用硅油型消泡劑要好，而經(jīng)濟指標(biāo)平均下降70％左右，污水排放合格率為95％以上，(原來使用硅油型消泡劑時只有85％)，目前全國已有幾十家造紙廠開始與本申請人協(xié)商試用本發(fā)明的蔗糖脂肪酸酯，因而，將該發(fā)明產(chǎn)品應(yīng)用于造紙行業(yè)和廢水凈化治污中，必將使我國的造紙污水處理水平有所提高。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)脂肪酸酯的方法，其特征在于將蔗糖、植物油、催化劑，按6∶3∶1的質(zhì)量比例投入反應(yīng)釜中，攪拌，溫度控制在50-200℃之間，直接進行固液反應(yīng)5-24小時，得到蔗糖脂肪酸酯固體產(chǎn)品。以上所述的蔗糖可以是甘蔗糖、或者是甜菜糖；以上所述的植物油為大豆油、椰子油、棕櫚油、菜籽油、花生油中的其中一種，或者這些植物油的混合物；以上所述的催化劑是氫氧化鈉、硫酸氫鈉、甲醇鈉、碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉當(dāng)中的其中一種，或者它們的混合物。
2.一種如權(quán)利要求1所述的脂肪酸酯的方法得到的脂肪酸酯的用途是在制糖工業(yè)、造紙工業(yè)和污水處理上的應(yīng)用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脂肪酸酯的應(yīng)用，其特征在于制糖工業(yè)上的應(yīng)用與目前糖廠所使用蔗糖脂肪酸酯作為煮糖過程消泡添加劑加入，用量按現(xiàn)有加入量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脂肪酸酯的應(yīng)用，其特征在于在造紙工業(yè)上的應(yīng)用是在洗漿后或抄紙前在紙漿中加入0.5-1％的蔗糖脂肪酸酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脂肪酸酯的應(yīng)用，其特征在于在污水處理上的應(yīng)用是在含有大量泡沫的工業(yè)或生活污水中根據(jù)污水中泡沫的量加入定量的蔗糖脂肪酸酯，具體用量是先取少量污水，在實驗室中用燒杯試驗確定后，再按放大量加到污水池中。
全文摘要
本發(fā)明是一種以蔗糖為原料一步法生產(chǎn)蔗糖脂肪酸酯的方法,它是將蔗糖、植物油、催化劑投入反應(yīng)釜中,攪拌,直接進行固液反應(yīng),即可出料,包裝,得到蔗糖脂肪酸酯固體產(chǎn)品,其生產(chǎn)過程不需要N,N－二甲基甲酰胺、丙二醇、多元醇等極性溶劑作為反應(yīng)原料、生產(chǎn)工藝簡單、成本低、對蔗糖生產(chǎn)中的消泡過程容易控制,除了能應(yīng)用于制糖工業(yè)上的煮糖過程作為消泡添加劑加入外,也可作為造紙行業(yè)和廢水凈化治污的消泡劑。
文檔編號C11C3/00GK1389450SQ0213876
公開日2003年1月8日 申請日期2002年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月4日
發(fā)明者廖琳芳 申請人:南寧市火炬新產(chǎn)品開發(fā)有限責(zé)任公司