专利名称：一种羟苯酯钠喷雾干燥液的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种羟苯酯钠喷雾干燥液的制备方法，属于精细化工生产技术领域。
背景技术：
合成类食品防腐剂按其分子结构及理化特性差异可以分为无机类、有机酸和羟苯酯三种类型。其中，羟苯乙酯具有抑菌范围广、抑菌功能强、毒副作用小三个特点，因而从上世纪六十年代起，该防腐剂不仅被制成抗真菌类药物，而且成为化妆品和和食品工业常用的防腐剂原料。根据微生物学原理，一定数量的活性水份的存在是微生物生长的必要条件，而许多食品或化妆品之所以容易腐败变质，富含活性水份是主要原因之一。因而一种防腐剂如果要在食品或化妆品领域得到广泛的应用，就必须具有较好的水溶性，即在洁净水中呈现出易溶性或可溶性特征。然而，包括羟苯甲酯、羟苯乙酯、羟苯丙酯、羟苯异丙酯、羟苯丁酯和羟苯异丁酯在内的六种酯类物质均显示油溶性特征，只能微溶于水。羟苯酯的这一性质极大限制了该类防腐剂在食品和化妆品领域的应用范围。然而，从分子结构式分析，羟苯酯系由一个酚基和一个烷基酯分子团构成。由于酚基具有较高的分子活性，因而羟苯酯在常温条件下就能够与氢氧化钠发生中和反应，生成易溶于水的羟苯酯钠。因此，将不同的羟苯酯转化成相应的钠盐，是将羟苯酯类防腐剂广泛应用于食品和化妆品领域重要的技术途径。大量实验表明，将羟苯酯加工成羟苯酯钠存在着四个技术障碍第一，氢氧化钠溶液既能够作为反应物与羟苯酯发生中和反应，也可以作为碱性催化剂促使羟苯酯发生水解反应。特别是在操作程序不当的情况下，例如将水直接加入羟苯酯与氢氧化钠固体混合物中时，氢氧化钠溶解时所产生的大量热量足以使羟苯酯发生剧烈的水解反应。可见，在羟苯酯钠溶液配制环节，反应温度、反应物和生成物的浓度都是需控制的因素，如果掌握得不好，难以达到希望达到的化学平衡状态。第二，采用喷雾干燥工艺有助于使羟苯酯钠溶液实现瞬间脱水，形成羟苯酯钠精细粉末，降低羟苯酯发生水解反应的几率。但如果氢氧化钠和羟苯酯的配比是按照1 1 的摩尔数进行，国内现有的各种型号的离心式喷雾干燥塔，从蒸发量为51/h的实验塔到蒸发量为2001/h工业塔几乎都出现了物料粘壁现象，羟苯酯钠的粉末成型遇到障碍。第三，加大氢氧化钠的摩尔比虽然能够减轻或避免羟苯酯钠喷雾干燥时出现物料粘壁现象，但同时有可能提高羟苯酯发生水解反应的几率，还会在羟苯酯钠粉末中留下过多的氢氧化钠残留，降低产品的纯度，故本发明采用适当过量的氢氧化钠参与合成反应。第四，仅仅加大氢氧化钠的摩尔比并不能完全解决喷雾干燥过程中的物料粘壁问题，因为物料粘壁现象是否产生还同物料的浓度有关。近年来，羟苯酯钠的干燥成型工艺在国内受到了一定的关注。中国专利 CNi01575292A针对羟苯酯钠水溶液在配制过程中可能伴随水解反应现象，发明了在反应物中添加乙醇达到抑制发生水解反应的方法。本发明与之相比，采用了不同的方法抑制水解反应的发生，具体是对羟苯酯、氢氧化钠和稀释配料用水进行降温处理，以抑制物料在喷雾干燥前发生可逆反应，与之明显不同。根据国内精细化工生产企业的装备条件以及羟苯酯钠溶液在喷雾干燥时面临的技术障碍，本发明主要采用氢氧化钠配比适当过量和调节喷雾干燥液的浓度的方法克服喷雾干燥过程中的物料粘壁障碍，用降低物料温度和优化配料程序的方法抑制羟苯酯的水解反应。大量实验表明，本发明方法可以成为精细化工企业生产羟苯酯钠时简单实用的工艺方法之一。
发明内容
一种羟苯酯钠喷雾干燥液的制备方法，其特征是在氢氧化钠和羟苯酯中和反应生成羟苯酯钠溶液时，先用冷藏降温处理的方法对物料进行预处理，再将羟苯酯加入到适当过量的氢氧化钠溶液中，使二者发生中和反应，生成羟苯酯钠溶液，加适量水调节溶液浓度后，送入离心式喷雾干燥塔进行喷雾干燥，最后得到目的产物羟苯酯钠精细粉。本发明方法避免了羟苯酯钠溶液在喷雾干燥时易出现的物料粘壁难以成型的现象。本发明的目的第一，克服羟苯酯钠在喷雾干燥时易于出现的物料粘壁和精细粉末产品难以成型的现象；第二，抑制羟苯酯钠溶液配制时易于产生的酯类物质的水解反应； 第三，用低温条件下的碱过量配制法代替常温条件下的加醇配制法有利于降低生产成本。本发明的技术方案首先将温度达到5 15°C的羟苯酯溶解于摩尔数超过正常值 0. 05 0. 10且温度也达到5 15°C、浓度为35 40%的氢氧化钠液碱中，制成羟苯酯钠配液，然后加入质量为相应羟苯酯1. 5 2. 5倍、温度同样达到5 15°C的清水进行稀释， 最后用螺杆泵将此低于常温的物料输入进风温度在165 195°C、出风温度在65 95°C的喷雾干燥塔干燥成型。本发明的有益效果第一，国内常用的离心式喷雾干燥塔按照单位时间内水蒸发量来区分，共有51^、251^、5(^、10(^、15(^和200L六种型号；羟苯甲酯钠、羟苯乙酯钠、羟苯丙酯钠、羟苯异丙酯钠、羟苯丁酯钠和羟苯异丁酯钠六种食品防腐剂在国内外食品加工业和精细化工业均有着广阔的应用前景。大量的喷雾干燥实验表明，采用过量添加氢氧化钠的方法配制的六种羟苯酯钠溶液在喷雾干燥时均克服了物料粘壁的技术障碍，羟苯酯钠精细粉稳定成型。第二，对羟基苯甲酸在羟苯酯钠精细粉末中的残留量被控制在相应的羟苯酯的质量指标范围内。第三，氢氧化钠在羟苯乙酯钠精细粉末中的最大残留量小于2. 08%，当羟苯乙酯钠用作食品添加剂时，氢氧化钠在食品中的残留量小于42ppm，不会产生食品安全问题。第四，本方案采用了过量碱物料配制法，与其他方法中采用的加醇配制法相比较， 可以降低20%的生产成本。
附图碱过量法喷雾干燥工艺示意图，主要是对本发明的工艺步骤的图示说明。
具体实施方式
实例一生产羟苯甲酯钠将经过冷藏处理的200公斤羟苯甲酯置于一个带有保温功能的容器内，接着将经过降温处理的145公斤浓度为40%的氢氧化钠液碱加入其中，缓慢搅动至羟苯甲酯全部溶解，然后将经过降温处理的400公斤洁净水加入其中进行稀释，静置15分钟，最后用螺杆泵将此低于常温的物料输入进风温度在165 195°C、出风温度在65 95°C的喷雾干燥塔， 羟苯甲酯钠精细粉在塔内即刻成型。实例二生产羟苯乙酯钠将经过冷藏处理的200公斤羟苯乙酯置于一个带有保温功能的容器内，接着将经过降温处理的132公斤浓度为40%的氢氧化钠液碱加入其中，缓慢搅动至羟苯乙酯全部溶解，然后将经过降温处理的400公斤洁净水加入其中进行稀释，静置15分钟，最后用螺杆泵将此低于常温的物料输入进风温度在165 195°C、出风温度在65 95°C的喷雾干燥塔， 羟苯乙酯钠精细粉在塔内即刻成型。实例三生产羟苯丙酯钠将经过冷藏处理的200公斤羟苯丙酯置于一个带有保温功能的容器内，接着将经过降温处理的122公斤浓度为40%的氢氧化钠液碱加入其中，缓慢搅动至羟苯丙酯全部溶解，然后将经过降温处理的400公斤洁净水加入其中进行稀释，静置15分钟，最后用螺杆泵将此低于常温的物料输入进风温度在165 195°C、出风温度在65 95°C的喷雾干燥塔， 羟苯丙酯钠精细粉在塔内即刻成型。实例四生产羟苯异丙酯钠将经过冷藏处理的200公斤羟苯异丙酯置于一个带有保温功能的容器内，接着将经过降温处理的122公斤浓度为40%的氢氧化钠液碱加入其中，缓慢搅动至羟苯异丙酯全部溶解，然后将经过降温处理的400公斤洁净水加入其中进行稀释，静置15分钟，最后用螺杆泵将此低于常温的物料输入进风温度在165 195°C、出风温度在65 95°C的喷雾干燥塔，羟苯异丙酯钠精细粉在塔内即刻成型。实例五生产羟苯丁酯钠将经过冷藏处理的200公斤羟苯丁酯置于一个带有保温功能的容器内，接着将经过降温处理的113公斤浓度为40%的氢氧化钠液碱加入其中，缓慢搅动至羟苯丁酯全部溶解，然后将经过降温处理的400公斤洁净水加入其中进行稀释，静置15分钟，最后用螺杆泵将此低于常温的物料输入进风温度在165 195°C、出风温度在65 95°C的喷雾干燥塔， 羟苯丁酯钠精细粉在塔内即刻成型。实例六生产羟苯异丁酯钠将经过冷藏处理的200公斤羟苯异丁酯置于一个带有保温功能的容器内，接着将经过降温处理的113公斤浓度为40%的氢氧化钠液碱加入其中，缓慢搅动至羟苯异丁酯全部溶解，然后将经过降温处理的400公斤洁净水加入其中进行稀释，静置15分钟，最后用螺杆泵将此低于常温的物料输入进风温度在165 195°C、出风温度在65 95°C的喷雾干燥塔，羟苯异丁酯钠精细粉在塔内即刻成型。
权利要求
1.一种羟苯酯钠喷雾干燥液的制备方法，其特征是在氢氧化钠和羟苯酯中和反应生成羟苯酯钠溶液时，先用冷藏降温处理的方法对物料进行预处理，再将羟苯酯加入到适当过量的氢氧化钠溶液中，使二者发生中和反应，生成羟苯酯钠溶液，加适量低温水调节溶液浓度后，送入离心式喷雾干燥塔进行喷雾干燥，最后得到目的产物羟苯酯钠精细粉。
2.如权利要求1所述的方法，其特征是氢氧化钠溶液的浓度为35% 40%。
3.如权利要求1所述的方法，其特征是适当过量的氢氧化钠溶液是指氢氧化钠与羟苯酯的摩尔比为1 1.05 1 1. 10。
4.如权利要求1所述的方法，其特征是用冷藏降温处理的方法对物料进行预处理是指将羟苯酯、氢氧化钠溶液和稀释配料用水进行冷藏降温预处理，使温度达到5 15°C。
5.如权利要求1所述的方法，其特征是先将羟苯酯溶解于35% 40%的氢氧化钠溶液中，然后加入低温水进行稀释，稀释用水的添加量为相应羟苯酯质量的1. 5 2. 5倍。
6.如权利要求1所述的方法，其特征是控制喷雾干燥工艺为进风温度在165 195°C、 出风温度在65 95 °C。
全文摘要
本发明涉及一种羟苯酯钠喷雾干燥液的制备方法，属于精细化工领域。具体是在制备羟苯酯钠的过程中，先对羟苯酯、氢氧化钠和稀释配料用水进行降温处理，以抑制物料在喷雾干燥前发生可逆反应；再用1.05～1.10mol氢氧化钠液碱与1mol羟苯酯配制羟苯酯钠溶液，并用清水调节溶液浓度，以克服物料粘壁现象。本发明既解决了加工液在喷雾干燥时易于发生的物料粘壁问题，又大大降低了加工液出现可逆反应的几率，使得羟苯酯钠的喷雾干燥工艺简单、实用。采用本发明方法制备的产品纯度高于97.75％以上，大规模工业的生产成本则会明显降低。
文档编号C07C69/88GK102381980SQ20111021120
公开日2012年3月21日 申请日期2011年7月27日 优先权日2011年7月27日
发明者吴保承, 杨春霞, 王金龙 申请人:江苏省江大绿康生物工程技术研究有限公司