一种从多重母液里提取三氯蔗糖的方法与流程

文档序号:17132389发布日期:2019-03-16 01:29阅读:1023来源:国知局

本发明属于化合物的提取技术领域,涉及一种提取三氯蔗糖的方法,尤其涉及一种从多重母液里提取三氯蔗糖的方法。



背景技术:

三氯蔗糖(cas号:56038-13-2)是一种新型的甜味剂,具有甜度高(约为蔗糖的600倍),极易溶于水,热量低,人体几乎不吸收等优点,市场前景非常广阔。目前工业上合成三氯蔗糖的方法为:以蔗糖为原料,蔗糖经酯化反应制得蔗糖-6-乙酯,然后对蔗糖-6-乙酯进行氯化得到三氯蔗糖-6-乙酯,最后对三氯蔗糖-6-乙酯进行脱脂得到三氯蔗糖。

三氯蔗糖从水溶液中结晶,杂质主要集中在母液当中,首次结晶后的母液称为一重母液,一重母液经过萃取除杂质,再次结晶,二次重结晶后的母液称为二重母液,依次类推,三重母液以及三重母液以后的母液统称为多重母液,在生产过程中,多重母液单纯依靠萃取除杂的方法就不再结晶了,其颜色为深棕色,黏稠度较高。经过分析,得到其中一个样品的数据如表1所示:

表1一个多重母液样品的分析数据

在一次实验当中,投入该多重母液1001.39g,对其中的挥发性组分及不挥发性组分等物质测算得到表2:

表2多重母液中挥发性组分以及不挥发性组分含量测算数据

导致多重母液中三氯蔗糖难以结晶的根本原因,正是表2中最后一行“其他不挥发性杂质”,其质量分数超过多重母液的10%。

传统的提取方法是用乙酸乙酯或丁酯反复萃取,降低“其他不挥发性杂质”的质量分数,属于物理方法,如专利“201611132197.x一种三氯蔗糖水结晶母液的提纯处理方法”,该方法在实际操作中存在两个缺陷:

第一,乙酸乙酯或乙酸丁酯萃取后,三氯蔗糖与“其他不挥发性杂质”都会以较大的比例进入萃取剂中,得到的乙酸乙酯相或乙酸丁酯相颜色很深,单纯的依靠物理方法来降低“其他不挥发性杂质”含量的效率很低。根本的原因在于,这些杂质和三氯蔗糖一样,在乙酸乙酯和水中都有较大的溶解度。

第二,单纯的依靠传统的反复萃取结晶方法,会丢失其中的三氯蔗糖-6-乙酯,这部分三氯蔗糖-6-乙酯可以转化为三氯蔗糖。



技术实现要素:

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷,提供一种从多重母液里提取三氯蔗糖的方法。该方法利用氧化剂将多重母液中影响三氯蔗糖结晶的“其他不挥发性杂质”氧化为有机酸,加入液碱中和形成有机酸盐,从而在萃取时保证这部分物质留在水相当中。本发明多重母液中的三氯蔗糖-6-乙酯成分转化为了三氯蔗糖,避免了浪费,增加了提取三氯蔗糖的产量。

本发明通过如下技术方案实现的,本发明提供的一种从多重母液里提取三氯蔗糖的方法,包括下列步骤:

1)氧化:先将氧化剂加入多重母液中,加热搅拌反应,物料颜色由深棕色变为浅黄色且物料的ph值<3时氧化过程结束;当中,深棕色的多重母液必须先经过氧化变为浅黄色,ph值降至3以下。从而将影响三氯蔗糖结晶的不挥发性杂质变为有机酸类物质。这是一个化学转化过程。

2)中和:将上述物料降温后,滴加液碱,至ph值在8~9;ph过低则中和反应不完全,ph过高则物料碱性太强。氧化后的浅黄色的多重母液必须用液碱中和,至ph值至8~9,保证绝大多数的有机酸变成有机酸盐。这样的有机酸盐亲水性更好,在萃取过程中不容易进入乙酸乙酯相。这也是一个化学转化过程。

3)萃取:用乙酸乙酯将上述物料中的三氯蔗糖萃取出来,直到水相中的三氯蔗糖含量降低至1g/l以下为止;水相进入污水处理装置;合并所有的乙酸乙酯相,加入活性炭脱色后减压蒸馏脱除乙酸乙酯和水得到糖浆,用甲醇溶解糖浆;

4)醇解脱色:向上述物料中加入适量甲醇钠,调节ph值至8.5~9,反应2~3小时,至三氯蔗糖-6-乙酯含量小于0.5g/l为止;反应合格后,加入适量活性炭脱色;

5)过树脂脱甲醇:脱色完成的料液依次经过阳树脂、阴树脂,脱除钠离子、醋酸根离子杂质;然后减压蒸馏脱除甲醇,得到糖浆,然后加入纯化水;

6)反萃:用乙酸丁酯萃取上述料液,乙酸丁酯相合并弃用,检测水相中四氯蔗糖的含量,直至四氯蔗糖含量小于1%时结束萃取过程;

7)浓缩结晶:将上述料液减压蒸馏脱水浓缩。

作为优选,在步骤1)中,所述氧化剂选择金属过氧化物或者次氯酸盐。

作为优选,在步骤1)中,所述氧化剂选择双氧水、过氧化钠,过氧化钾,过氧化钙、次氯酸、次氯酸钠,次氯酸钙中的一种。

作为优选,在步骤1)中,所述氧化剂与多重母液的质量比例是1:10~3:10。比例过小则氧化不彻底,比例过大则容易破坏三氯蔗糖。

作为优选,在步骤1)中,氧化剂与多重母液的氧化温度是30℃~60℃。温度过低则氧化速度过慢,温度过高则容易破坏三氯蔗糖。

作为优选,在步骤2)中,将物料降温至30℃以下再调ph。滴加液碱的过程是放热的过程,应当有水浴降温,物料温度始终在30℃以下。

作为优选,在步骤2)中,所述液碱选择氢氧化钠水溶液。

作为优选,在步骤3)中,用甲醇溶解糖浆时,控制甲醇用量使得料液糖度在20%~30%。糖度太低则消耗更多的甲醇,糖度太高则物料较为黏稠,后期过树脂时困难。

作为优选,在步骤5)中,加入纯化水后控制料液糖度在20%~30%。糖度太低则消耗更多的纯化水,糖度太高则物料较为黏稠,后期反萃时损失更多三氯蔗糖。

作为优选,在步骤7)中,料液减压蒸馏脱水浓缩至控制料液糖度在65%~75%。糖度太低则结晶过程缓慢,糖度太高则结晶太快,母液量少而结晶品质偏低。

本发明为了克服反复萃取结晶带来的问题,创造性的提出了氧化、中和、萃取、醇解脱色、过树脂脱甲醇、反萃、浓缩结晶的从多重母液里提取三氯蔗糖的方法。其中氧化、中和、萃取这三个步骤就可将绝大部分的“其他不挥发性杂质”去除干净。从根本上解决了多重母液难结晶的问题。

在实验过程中,发现多重母液中的“其他不挥发性杂质”虽然与三氯蔗糖有类似的极性,在乙酸乙酯或乙酸丁酯中的溶解度都较大,但是可以被双氧水等氧化剂氧化为有机酸类物质,然后通过液碱中和形成有机酸盐,这些有机酸盐在乙酸乙酯或乙酸丁酯中的溶解度很低,而氧化的过程对三氯蔗糖的影响程度很低,因此通过氧化、中和以后,三氯蔗糖可以被乙酸乙酯或乙酸丁酯萃取出来,而原先的“其他不挥发性杂质”变为有机酸盐,留在水相当中,达到彻底分离的目的。

萃取后的乙酸乙酯或者乙酸丁酯含有较多的三氯蔗糖,很少的杂质,被浓缩以后,脱除水分、溶剂,加入甲醇溶解,加入甲醇钠反应将其中的三氯蔗糖-6-乙酯转化为三氯蔗糖,加入活性炭脱色以后,过阳树脂、阴树脂来脱除钠离子和其他微量的醋酸等阴离子,脱除甲醇,加入水溶解,此时再用乙酸丁酯反萃,降低四氯蔗糖的含量,然后浓缩脱水,将料液的糖度提高至65%至75%之间,自然搅拌结晶。

本发明的有益效果为:

1)本发明经过氧化中和处理的多重母液,所含的影响三氯蔗糖结晶的“其他不挥发性杂质”变成有机酸盐而不易被乙酸乙酯等萃取出来,极大的提高了萃取过程的效率和萃取后物料的品质。

2)本发明多重母液中的三氯蔗糖-6-乙酯成分转化为了三氯蔗糖,避免了浪费,增加了提取三氯蔗糖的产量。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

实施例1,实施例1:本发明提到的一种从多重母液里提取三氯蔗糖的方法,包括以下步骤:

1)氧化

向2000ml四口烧瓶中加入1001.39g多重母液,100.89g双氧水(即30%过氧化氢水溶液),料液呈现深棕色。开启搅拌,水浴加热,温度保持在45℃。反应3小时候,颜色变为浅黄色,ph值为2。

2)中和

将四口瓶内料液降至30℃以下,滴加20%的氢氧化钠水溶液221.02g,ph值为8。同时物料颜色略微加深。取样分析三氯蔗糖含量265.42g/l,三氯蔗糖-6-乙酯含量17.67g/l。

3)萃取

将四口瓶内中和结束的物料转移至2000ml玻璃分液漏斗中,加入500ml乙酸乙酯,摇晃2分钟后静置分层,下层为酒红色的水相,上层是透明的乙酸乙酯相。分出水相,乙酸乙酯相进入专门收集瓶中,完成一次萃取。重复上述操作,共计进行15此萃取,分析水相中三氯蔗糖含量2.14g/l,未检测出三氯蔗糖-6-乙酯。该水相颜色为红色,质量708.18g,密度1.149g/ml,锤度24.30%。将所有乙酸乙酯合并,加入20.03g活性炭,室温搅拌3小时,抽滤得到微黄色乙酸乙酯相。减压蒸馏脱除水和乙酸乙酯,得到浅黄色糖浆,加入800ml甲醇溶解糖浆,得到浅黄色溶液。

4)醇解脱色

开启搅拌,向上述浅黄色糖浆中加入15.36g甲醇钠,ph值为9,水浴温度30℃,反应2.5小时取样分析,加入15.03g活性炭脱色,料液变为微黄或无色。

5)过树脂脱甲醇

脱色完成的料液依次经过阳树脂、阴树脂,脱除钠离子、醋酸根离子等杂质。然后减压蒸馏脱除甲醇,得到糖浆,然后加入纯化水,控制料液糖度在20%到30%之间。

6)反萃

每次用乙酸丁酯80g萃取上述料液,共计三次,乙酸丁酯相合并弃用,检测水相中四氯蔗糖的含量为0.21%。

7)浓缩结晶

将上述料液减压蒸馏脱水,糖度71%,搅拌析晶,常温常压,抽滤烘干得到三氯蔗糖产品70.21g。

当然,上述说明也并不仅限于上述举例,本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现,在此不再赘述;以上实施例仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制,参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨,也应属于本发明的权利要求保护范围。

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