一种山梨酸钾制备工艺 【技术领域】
本发明涉及山梨酸产品的制备工艺，尤其涉及一种山梨酸钾的制备工艺。
背景技术
山梨酸及其盐产品具有防腐和抗菌活性，且在常用浓度下使用时，基本上对人体无毒。因此，这些化合物可用作食品添加剂。山梨酸钾是食品防腐保鲜剂，它能有效地抑制霉菌、酵母菌和好氧性细菌的活性，还能防止肉毒杆菌、葡萄球菌、沙门氏菌等有害微生物的生长和繁殖，但对厌氧性芽孢菌与嗜酸乳杆菌等有益微生物几乎无效。其抑制发育的作用比杀菌作用更强，从而达到有效地延长食品的保存时间，并保持原有食品的风味，其防腐效果是同类产品苯甲酸钠的5～10倍。广泛应用于食品、医药、橡胶、造纸、动物饲料、化妆品、油漆、烟草、饮料等行业。在大量制备山梨酸的已知方法中，一种商业上重要的方法是通过巴豆醛和乙烯酮的聚合生成中间体聚酯，然后分解聚酯生成山梨酸。这样制得的山梨酸含有各种各样的有色物质和其它杂质，通常需要经活性炭、蒸馏、重结晶或其它纯化方法来进行处理。提纯后的山梨酸用碳酸钾中和以生成山梨酸钾。山梨酸钾是一种不饱和脂肪酸盐，它可以被人体的代谢系统吸收而迅速分解为二氧化碳和水，在体内不残留，其毒性仅为食盐的1/2，是苯甲酸钠的1/40。
下面是一种典型的已有生产工艺：
(1)醋酸经高温裂解生成乙烯酮气体，与巴豆醛缩合反应得到聚酯；
(2)聚酯在盐酸存在的条件下解聚成粗品山梨酸和焦油；
(3)通过乙醇洗涤除去焦油，得到粗品山梨酸，主要含有山梨酸和少量地色素；
(4)在粗品山梨酸中加入乙醇溶解，加入活性炭进行第一次脱色，脱除色素，滤去活性炭和酒精，再进入气流干燥机干燥，得到成品山梨酸；
(5)成品山梨酸与碳酸钾反应，得到山梨酸钾溶液，加入少量活性炭进行第二次脱色，经过过滤分离掉活性炭后，成为无色、澄清、透明的山梨酸钾液体；
(6)山梨酸钾液体通过高速离心喷雾的方式干燥，得到山梨酸钾粉末；
(7)山梨酸钾粉末经过造粒机造粒，成为条柱状的山梨酸钾颗粒；
(8)再通过流化床干燥、筛分，得到产品山梨酸钾。
现有技术生产工艺复杂，流程长，操作难度大，生产稳定性差；物料消耗多，生产成本高，对环境造成的污染也大；生产环节多，产品经过多次化学反应加工处理，产品品质降低。
【发明内容】
本发明的目的在于克服已有技术的不足，而提供一种工艺简单，流程短，物料消耗少，生产成本低，产品品质高的山梨酸及山梨酸钾的生产方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种山梨酸及山梨酸钾的制备工艺，其特征是包括如下步骤：
(1)醋酸经高温裂解生成乙烯酮气体，与巴豆醛缩合反应得到聚酯；
(2)聚酯在盐酸存在的条件下解聚成粗品山梨酸和焦油；
(3)通过乙醇洗涤除去焦油，得到粗品山梨酸；
(4)粗品山梨酸与碳酸钾反应，得到山梨酸钾溶液，加活性炭脱除山梨酸钾溶液中的色素，经过过滤分离掉活性炭后，成为无色、澄清、透明的山梨酸钾液体；
(5)山梨酸钾液体通过高速离心喷雾的方式干燥，得到山梨酸钾粉末；
(6)山梨酸钾粉末经过造粒机造粒，成为条柱状的山梨酸钾颗粒；
(7)再通过流化床干燥、筛分，得到产品山梨酸钾。
本发明目的还可以采取以下措施来达到：
所述的山梨酸及山梨酸钾的制备工艺还包括如下步骤：
冰醋酸700～800重量份经高温裂解生成乙烯酮气体，向600～700重量份巴豆醛中，加入3～16重量份的催化剂，并在温度30℃～40℃下通入150～200乙烯酮重量份的气体进行反应。反应完成后，将过量的巴豆醛减压蒸馏除去，得到高粘性聚酯。向100重量份上面制备的聚酯中，加入350～400重量份的浓盐酸，并将所得混合物加热至80℃，然后在75℃下老化60分钟以使该聚酯分解。将反应混合物在1小时内冷却到25℃以沉淀结晶粗山梨酸。将该粗山梨酸减压过滤，然后用水淋洗，得到合20wt％水和3wt％焦油物质的粗山梨酸湿滤饼。在60℃～70℃下，加入65％乙醇50～100重量份，淋洗，通过乙醇洗涤除去焦油，得到粗品山梨酸。向粗山梨酸中加入含碳酸钾400～500重量份的水溶液以制备山梨酸钾水溶液。向该溶液中加入45～55重量份的活性炭，水温80℃，ph值为约8～13，反应完成后ph值优选调至约11，并把所得的混合物搅拌30分钟。然后过滤生成的混合物以除去活性炭，经过过滤分离掉活性炭后，成为无色、澄清、透明的山梨酸钾液体。山梨酸钾液体通过高速离心喷雾的方式干燥，得到山梨酸钾粉末。山梨酸钾粉末经过造粒机造粒，成为条柱状的山梨酸钾颗粒，再通过流化床干燥、筛分，得到产品山梨酸钾。
由于本发明采取了上述的技术措施，它与现有技术相比具有以下优点：
1、生产工艺简单，取消了粗品山梨酸的脱色和干燥工序，流程缩短，操作简单方便，生产稳定性较好。
2、节省了第一次脱色所消耗的酒精和活性炭及物料干燥过程的物料损耗，消除了该环节的环境污染。
3、生产中间环节减少，导入的辅料少，产品品质提高。
【附图说明】
图1是本发明实施例的生产工艺的方框图。
【具体实施方式】
以下结合附图对本发明作进一步详细描述。
下面详细描述本发明的实施方案。根据本发明，冰醋酸经高温裂解生成乙烯酮气体，通过分解聚酯生产山梨酸。聚酯通过巴豆醛与乙烯酮聚合反应获得。具体地，该聚酯通过在催化剂如乙酸锌、异丁烯酸锌或a-甲基吡啶存在下在温度例如约20C～100℃下将乙烯酮吹入巴豆醛中合成获得。通常，将反应混合物蒸馏以除去过剩的巴豆醛然后进行分解反应。该聚酯可通过用酸或碱水解或通过热解方式分解，但优选通过用无机酸特别是用盐酸水解的方式分解，以获得高收率。该聚酯在温度从约100℃～110℃下水解。当该聚酯用盐酸水解时，盐酸的浓度可为例如约15至约40wt％，优选约23至36Wt％。通过分解聚酯获得的反应混合物除了含山梨酸和所用的催化剂外，还含有反应中作为副产品生成的焦油物质和其它杂质。
粗品山梨酸不溶于水，所以在已有技术中必须加入乙醇等溶剂溶解，再加入活性炭进行第一次脱色，脱除色素，滤去活性炭和乙醇，再进入气流干燥机干燥，得到成品山梨酸。而本发明的工艺在水的存在下，用粗品山梨酸直接与碳酸钾反应，得到山梨酸钾溶液，加活性炭脱除山梨酸钾溶液中的色素，经过过滤分离掉活性炭后，成为无色、澄清、透明的山梨酸钾液体。山梨酸钾或山梨酸钾水溶液可根据任何已知或常用的技术来粒化。这些粒化技术包括，但不限于：挤出粒化法、流化层粒化干燥法、喷洒干燥法、转鼓粒化法、振动粒化法和压力粒化法。挤出粒化技术包括下列步骤：用温度调节剂来调节粉状山梨酸钾的湿度，然后挤出调节好温度的山梨酸钾；流化床粒化干燥技术包括下列步骤：用热空气来喷射水溶液以生成流化床，同时进行干燥和粒化步骤。在挤出粒化中所用的湿度调节剂包括，例如水、甲醇和其它醇，以及其它水溶性有机溶剂和这些溶剂的混合物。
最佳实施例：
冰醋酸765kg经高温裂解生成乙烯酮气体，向622kg巴豆醛中，加入3kg异丁烯酸锌作为催化剂，并在温度30℃～40℃下通入180kg乙烯酮气体进行反应。反应4小时。反应完成后，将过量的巴豆醛减压蒸馏除去，得到高粘性聚酯。向100kg上面制备的聚酯中，加入23wt％盐酸380kg，并将所得混合物加热至80℃，然后在75℃下老化60分钟以使该聚酯分解。将反应混合物在1小时内冷却到25℃以沉淀结晶粗山梨酸。将该粗山梨酸减压过滤，然后用水淋洗，得到合20wt％水和3wt％焦油物质的粗山梨酸湿滤饼。在60℃～70℃下，用65％乙醇70kg洗涤，通过乙醇洗涤除去焦油，得到粗品山梨酸。向粗山梨酸中加入含碳酸钾480kg的水溶液以制备山梨酸钾水溶液。向该溶液中加入50kg活性炭，水温80℃，ph值为约8～13，反应完成后ph值优选调至约11，并把所得的混合物搅拌30分钟。然后过滤生成的混合物以除去活性炭，经过过滤分离掉活性炭后，成为无色、澄清、透明的山梨酸钾液体。山梨酸钾液体通过高速离心喷雾的方式干燥，得到山梨酸钾粉末。山梨酸钾粉末经过造粒机造粒，成为条柱状的山梨酸钾颗粒，再通过流化床干燥、筛分，得到产品山梨酸钾。