一种利用改进的醇水碱解体系制备三氯蔗糖粗品的方法与流程

本发明涉及精细化工，特别涉及一种利用改进的醇水碱解体系制备三氯蔗糖粗品的方法。

背景技术：

1、三氯蔗糖，俗称蔗糖素，是一种以蔗糖为原料的新一代甜味剂，其甜度是蔗糖的600倍。因其具有口感纯正、不参与代谢、甜度高、无热量、稳定性好和安全性高等特点，被认为是21世纪最具应用价值的“零卡”糖，被广泛应用于食品、饮料、日化和医药等多个领域。

2、现有技术中，三氯蔗糖的生产工艺流程为将蔗糖依次进行酯化、氯化、醇解、结晶和烘包，其中，酯化工段，以二丁基氧化锡和原乙酸三甲酯两种工艺为主；氯化工段主要采用光气和氯化亚砜两种氯化试剂；醇解工段主要为甲醇钠/甲醇工艺和氢氧化钠碱解工艺。

3、以醇解工段为例，目前的甲醇钠/甲醇生产工艺是以三氯蔗糖-6-乙酸酯为原料进行的酯交换反应，生产上该工段要求三氯蔗糖-6-乙酸酯必须经过提纯方可进行，否则后续的三氯蔗糖提纯会变得较为困难，影响三氯蔗糖的收率。为了解决上述问题，现有的三氯蔗糖-6-乙酸酯醇解制备三氯蔗糖的方法，例如中国专利cn104004032a、cn112805291a、cn1814609a、cn101012250a)均先对合成的三氯蔗糖-6-乙酯进行提纯后再进行醇解。然而，上述制备方法中三氯蔗糖的收率均在86.8％以下，三氯蔗糖收率低。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种利用改进的醇水碱解体系制备三氯蔗糖粗品的方法，本发明提供的方法三氯蔗糖收率高。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种利用改进的醇水碱解体系制备三氯蔗糖粗品的方法，包括以下步骤：

4、(1)将三氯蔗糖-6-乙酸酯粗品水溶液进行乙酸乙酯萃取，分别得到第一乙酯相和第一水相；将所述第一乙酯相进行浓缩，得到糖浆；将所述糖浆溶解于甲醇水混合溶剂中，得到三氯蔗糖-6-乙酸酯甲醇水溶液；所述三氯蔗糖-6-乙酸酯粗品水溶液中包括三氯蔗糖-6-乙酸酯、三氯蔗糖双酯和四氯蔗糖-6-乙酸酯；

5、(2)将所述三氯蔗糖-6-乙酸酯甲醇水溶液与碱金属氢氧化物混合，进行碱解反应，将得到的反应液进行中和，得到三氯蔗糖碱解液；将所述三氯蔗糖碱解液进行浓缩，得到三氯蔗糖粗品浓缩物，将所述三氯蔗糖粗品浓缩物溶解于水中，得到第二水相；

6、(3)将所述第二水相进行乙酸乙酯萃取，分别得到第二乙酯相和第三水相；

7、(4)将所述第二乙酯相进行水洗，分别得到第四水相和第三乙酯相；所述第四水相回用于步骤(2)中用于溶解所述三氯蔗糖粗品浓缩物；

8、(5)将所述第三乙酯相进行浓缩，得到第三乙酯相浓缩物；将所述第三乙酯相浓缩物溶解于乙酸乙酯中，得到三氯蔗糖粗品乙酸乙酯液；将所述三氯蔗糖粗品乙酸乙酯液进行结晶，分别得到三氯蔗糖粗品和第四乙酯相；

9、(6)将所述第四乙酯相进行水洗，分别得到第五水相和第五乙酯相；所述第五水相回用于步骤(2)中用于溶解所述三氯蔗糖粗品浓缩物。

10、优选地，步骤(1)中，所述糖浆中乙酸乙酯的残留量＜0.1wt％。

11、优选地，步骤(1)中，所述第一水相中三氯蔗糖-6-乙酸酯的含量＜0.5g/l。

12、优选地，步骤(1)中，所述甲醇水混合溶剂中甲醇的浓度为10～60wt％。

13、优选地，步骤(2)中，所述碱解反应的ph值为11.5～12.5，温度为0～20℃，时间0.5～2h。

14、优选地，步骤(2)中，所述三氯蔗糖粗品浓缩物中甲醇的含量＜0.1wt％。

15、优选地，步骤(3)中，所述乙酸乙酯萃取的次数为5～7次；所述第二水相与乙酸乙酯萃取单次用乙酸乙酯的体积比为1：1～2；

16、将第1～2次乙酸乙酯萃取得到的乙酯相合并作为第二乙酯相；

17、将第3～7次乙酸乙酯萃取得到的乙酯相用于下一批次三氯蔗糖粗品制备过程中所述第二水相的乙酸乙酯萃取。

18、优选地，步骤(4)中，所述水洗的次数为4～6次；所述第二乙酯相与水洗的单次用水的体积比为1：0.1～0.15；

19、将第1～2次水洗得到的水相合并作为第四水相；

20、将第3～6次水洗得到的水相用于下一批次三氯蔗糖粗品制备过程中所述第二乙酯相的水洗。

21、优选地，步骤(4)中，所述第三水相中的三氯蔗糖的含量＜0.5g/l。

22、优选地，步骤(5)中，所述第三乙酯相浓缩液的水含量＜0.5wt％。

23、优选地，步骤(5)中，所述三氯蔗糖粗品乙酸乙酯液的糖度为50～70wt％。

24、优选地，步骤(5)中，所述结晶的温度为30～50℃，时间6～12h。

25、优选地，步骤(6)中，所述水洗的次数为3～4次；所述第四乙酯相与水洗的单次用水的体积比为1：0.3～0.5；

26、将第1～2次水洗得到的水相合并作为第五水相；

27、将第3～4次水洗得到的水相用于下一批次三氯蔗糖粗品制备过程中所述第四乙酯相的水洗。

28、优选地，步骤(6)中，所述第五乙酯相中三氯蔗糖含量<0.1g/l。。

29、本发明提供了一种利用改进的醇水碱解体系制备三氯蔗糖粗品的方法。本发明以碱金属氢氧化物作为碱解试剂，碱解在甲醇水体系中进行，三氯蔗糖-6-乙酸酯、三氯蔗糖双酯和四氯蔗糖-6-乙酸酯均会碱解生成对应的三氯蔗糖和四氯蔗糖，四氯蔗糖继续脱氯形成三氯蔗糖，使得第一水溶液中的三氯蔗糖-6-乙酸酯以及杂质(三氯蔗糖双酯和四氯蔗糖-6-乙酸酯)均转换为三氯蔗糖，从而显著提高了原料转化率以及三氯蔗糖的收率，相对于以高纯度三氯蔗糖-6-乙酸酯为原料进行碱解制备三氯蔗糖的方法，本发明提供的方法中原料转化率和三氯蔗糖的收率显著提高。本发明在甲醇水体系中进行碱解，可提高碱解效率，可减少脂溶性杂质在降温碱解过程中析出，导致搅拌不均、传质效果降低的现象发生，提供产物收率。本发明提供的方法，使用多次浓缩以及乙酸乙酯/水双溶剂体系相互间的多次萃取-反萃取进行分离，使脂溶性杂质和水溶性杂质在体系中达到平衡，还能够避免浓缩过程中糖类焦化的现象发生，进而使得三氯蔗糖在乙酸乙酯中充分结晶，提高三氯蔗糖收率。无机盐(如氯化钠、氯化钾、氯化铵)易溶于水，不溶于乙酸乙酯，在碱解并调节ph值至中性后所得三氯蔗糖碱解液中存在较多的无机盐，若使用乙酸乙酯，在加热或常温下可将三氯蔗糖从体系中萃取出来，但乙酸乙酯的用量较大，且萃取后剩余的高盐废水还需要通过蒸发、结晶处理以收集无机盐。而本发明提供的方法利用无机盐(如氯化钠、氯化钾、氯化铵)不溶于乙酸乙酯的特性，直接将三氯蔗糖碱解液浓缩除去水和甲醇溶剂，然后加入乙酸乙酯溶解，三氯蔗糖、水溶性杂质以及脂溶性杂质会溶于乙酸乙酯中，而无机盐不溶于乙酸乙酯，从而有效的将无机盐与三氯蔗糖分离；而且，本发明将所述第四水相回用于步骤(2)中用于溶解所述三氯蔗糖粗品浓缩物，无需套用至碱解前，减少了碱解溶液体积，降低了碱解压力，同时降低了高cod废水量，进而降低后续高盐废水和高cod废水的处理成本，缓解后续环保压力，具有很高的工业应用价值。