一种萜烯树脂的蒸馏除杂方法
【专利摘要】本发明公开了一种萜烯树脂的蒸馏除杂方法，本发明主要是在现有的技术方案的基础上进行进一步改进，通过阶梯式投料和加热的方法，将导热油加热改为蒸汽加热，在蒸馏过程中抽真空，将半成品萜烯树脂溶液中的单体、低聚物和溶剂蒸出，该除杂方法能够减少设备投入，提高产品的产率，降低事故损失，提高温度控制精度和产品的软化点控制精度，解决了现有的萜烯树脂在蒸馏去除单体和溶剂的过程中，温度控制不精确、产品没有充分回收、产品质量难以控制等问题。
【专利说明】一种萜烯树脂的蒸馏除杂方法
【技术领域】
[0001]本发明属于食品添加剂加工领域，具体涉及一种萜烯树脂的蒸馏除杂方法。
【背景技术】
[0002]工业上以甲苯或者二甲苯为溶剂、以松节油或塔尔油中的α-菔烯、β_菔烯等为聚合单体，低温状态下在反应釜里进行阳离子聚合反应得到萜烯树脂甲苯溶液，经过高温蒸馏除去溶剂甲苯、未聚合的反应单体及低分子量的聚合物，经冷却得到固体的萜烯树脂产品，可用作食品添加剂，主要用于胶姆糖中胶基物质及其配料。
[0003]现有的设备及技术是松节油与溶剂甲苯经聚合反应后得到的萜烯树脂溶液，经过蒸馏时需要大量的热能来去除溶剂甲苯、残留物(未聚合的反应单体及低聚物)，根据之前的工艺技术，蒸馏釜内加热到230°C，去除萜烯树脂中的溶剂及残留物，萜烯树脂溶液在蒸馏前的温度是常温，加热到230°C需要5个小时，加热介质为导热油，通过锅炉加热输送至蒸馏釜内的盘管中加热萜烯树脂。
[0004]此技术参数存在如下缺点:
目前市场上食品添加剂萜烯树脂型号主要为软化点105 °C产品，软化点范围为102-108°C。经研究表明，该范围的萜烯树脂分子量介于816-1088之间。采用蒸馏温度为230°C的老式工艺生产时，由于蒸馏温度太高，分子量900以下的低聚物全部同溶剂、单体一起被分离出来，最后得到的产品比例约为70%，产品得率低。分离出来的分子量900以下的低聚物最后做为化工原料处理给下游工厂，未充分利用其价值。
[0005]蒸馏过程加热介质为导热油，通过高温导热油在蒸馏锅内盘管中循环进行加热，循环压力高，温度高，泄漏到锅内的风险较高，有较大的食品安全隐患，若发生盘管破损导致导热油泄露，导热油会与萜烯树脂溶液互溶，难以分离，整个蒸馏锅中的产品都会受到污染，直接作废，造成损失严重。
[0006]加热过程难以控制温度，由于导热油的升温降温都需要一个过程，而要生产不同软化点标准的产品需要精确控制蒸馏的温度参数，现有的技术只能靠最后的样品检验来确定是否符合标准，再次返工率较高，对生产效率和生产耗能成本方面造成很大影响。
[0007]蒸馏加热的温度高，热量耗损大，锅炉消耗燃料油、电能多，成本高，燃料油消耗大所带来的废物处理成本也较高。
[0008]申请号为“CN200910027403.4”的中国专利中，公开了名称为“一种萜烯树脂中残留单体和溶剂的去除方法”的发明专利，该公布的一种萜烯树脂中残留单体和溶剂的去除方法，以工业品萜烯树脂为原料，经树脂熔解、水蒸气吹除、氮气深度吹除和真空脱气处理后得到残余单体和溶剂总量小于25X10'符合食品级要求的萜烯树脂；该杂质去除方法工艺步骤较为简单，无法控制生产某一软化点标准的产品；使用电热碗加热易导致物料受热不匀，一次性加料，物料升温过快容易发生冲料现象；蒸馏温度较高，产品得率较低；该方法虽然有用到真空装置排出气体，但在蒸馏过程中并没有加以利用，蒸馏效率较低。
【发明内容】
[0009]针对上述存在的技术问题，本发明公开了一种萜烯树脂的蒸馏除杂方法，以解决现有的萜烯树脂在蒸馏去除单体和溶剂的过程中，温度控制不精确、产品没有充分回收、产品质量难以控制等问题，设计了一种萜烯树脂的蒸馏除杂方法，该除杂方法能够减少设备投入，提高产品的产率，降低事故损失，提高温度控制精度和产品的软化点控制精度。
[0010]一种萜烯树脂的蒸馏除杂方法，其主要步骤包括:
步骤一:向蒸馏锅内投入2立方米待蒸馏的萜烯树脂溶液，缓慢开启盘管蒸汽控制阀，通过蒸汽盘管加热升温至130 V ；
步骤二:继续向锅内投入第3个立方米萜烯树脂溶液，加大蒸汽盘管通气速度，升温至140。。；
步骤三:向锅内投入第4个立方米萜烯树脂溶液，加大蒸汽盘管通气速度，继续升温至160°C，并在萜烯树脂溶液中通入活汽蒸汽，调节流量至0.05立方米/秒，使锅内萜烯树脂溶液翻滚加热；
步骤四:向锅内投入第5个立方米萜烯树脂溶液，投完后加大活汽蒸汽流量至0.06立方米/秒，加大蒸汽盘管通气速度，升温至170°C ；
步骤五:保持活汽蒸汽流量不变，然后抽真空降低蒸馏锅内气压，保持蒸馏锅中真空度(-0.08MP a，调节蒸汽盘管通气速度，使锅内温度缓慢升至185°C，持续时间20-30分钟；步骤六:加大活汽蒸汽流量至0.075立方米/秒，调节盘管蒸汽控制阀，使锅内温度维持在185°C不变，持续一个小时；
步骤七:蒸馏完成后，停止通入活汽蒸汽，关闭真空设备，往蒸馏锅内加氮气，使蒸馏锅内压力达到常压；
步骤八:取样检测软化点，开启放料阀，进行下步压料操作。
[0011]作为一种优选方式，步骤五中，通蒸汽的持续时间优选为20分钟。
[0012]作为一种优选方式，步骤五中，通蒸汽的持续时间优选为25分钟。
[0013]作为一种优选方式，步骤五中，通蒸汽的持续时间优选为30分钟。
[0014]作为一种优选方式，步骤八中，取样检测软化点，如蒸馏软化点< 103°C，继续抽真空、冲蒸至蒸馏软化点位于103— 107°C之间，进行压料；如蒸馏软化点位于107 — 113°C之间，继续抽真空、冲蒸至蒸馏软化点位于113 — 117°C之间，进行压料；如蒸馏软化点位于117— 123 °C之间，继续抽真空、冲蒸至蒸馏软化点位于123— 127 °C之间，进行压料。
[0015]作为一种优选方式，记录温度的方式为双金属温度计和钼热电阻数显温度计测量，上述操作过程控制的温度值以钼热电阻数显温度计测的温度值为准，双金属温度计为辅助参考。
[0016]本发明优点在于:
(1)降低了蒸馏温度，采用真空装置辅助蒸馏，使得符合产品标准的萜烯树脂能够保留在蒸馏锅中，提高了产品的得率；(2)采用该方法节省了能源输出，减少了后续废物的处理成本；(3)通过一边加料一边加热的方式，保证了受热的均匀性和蒸馏锅内物料的稳定性，防止冲料的发生；(4)提高温度的可控性，从而提高了产品标准的可控性，适合生产产品的精细度发展；(5)减少设备投入成本，充分利用现有设备。
【具体实施方式】
[0017]以下内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
[0018]实施例一:
进行蒸馏操作之间先对蒸馏釜进行开水洗涤，检查现有设备是否正常运行，包括进料泵及泵的进出阀门、蒸馏锅锅体系统、进料阀门、放料阀门、蒸汽系统、真空系统、仪表(温度表、真空压力表、数显仪表、时钟)，确认高位原料槽有足够的萜烯树脂溶液，然后进行以下步骤；
步骤一:打开进料泵进出阀门，打开高位计量槽的进料阀，向蒸馏锅内投入2立方米萜烯树脂溶液，开启蒸汽总阀，缓慢开启盘管蒸汽控制阀，通过蒸汽盘管加热升温至130 V ；步骤二:继续向锅内投入第3个立方米萜烯树脂溶液，通过盘管蒸汽控制阀加大蒸汽盘管通气速度，升温至140°C ；
步骤三:向锅内投入第4个立方米萜烯树脂溶液，加大蒸汽盘管通气速度，继续升温至160°C，并开启活汽蒸汽控制阀，在萜烯树脂溶液中通入活汽蒸汽，调节流量至0.05立方米/秒，使锅内萜烯树脂溶液翻滚加热；
步骤四:向锅内投入第5个立方米萜烯树脂溶液，投完后再加大活汽蒸汽流量至0.06立方米/秒，加大蒸汽盘管通气速度，升温至170°C ；
步骤五:保持活汽蒸汽流量不变，然后开启水喷射式真空机抽真空降低蒸馏锅内气压，保持蒸馏锅中真空度彡-0.08MP a，调节蒸汽盘管控制阀，使锅内温度缓慢升至185°C，持续时间20分钟；
步骤六:加大活汽蒸汽流量至0.075立方米/秒，调节盘管蒸汽控制阀，使锅内温度维持在185°C不变，持续一个小时；
步骤七:蒸馏完成后，关闭活汽蒸汽阀，关闭真空阀，关闭水喷射式真空机，通过氮气阀往蒸馏锅内加氮气，使蒸馏锅内压力达到常压；
步骤八:打开釜底放料阀，取样检测软化点，如蒸馏软化点< 103°C，继续抽真空、冲蒸至蒸馏软化点位于103— 107°C之间，开启放料阀，进行压料；蒸馏软化点在103— 107°C之间，开启放料阀，进行压料；
实施例二:
进行蒸馏操作之间先对蒸馏釜进行开水洗涤，检查现有设备是否正常运行，包括进料泵及泵的进出阀门、蒸馏锅锅体系统、进料阀门、放料阀门、蒸汽系统、真空系统、仪表(温度表、真空压力表、数显仪表、时钟)，确认高位原料槽有足够的萜烯树脂溶液，然后进行以下步骤；
步骤一:打开进料泵进出阀门，打开高位计量槽的进料阀，向蒸馏锅内投入2立方米萜烯树脂溶液，开启蒸汽总阀，缓慢开启盘管蒸汽控制阀，通过蒸汽盘管加热升温至130 V ；步骤二:继续向锅内投入第3个立方米萜烯树脂溶液，通过盘管蒸汽控制阀加大蒸汽盘管通气速度，升温至140°C ；
步骤三:向锅内投入第4个立方米萜烯树脂溶液，加大蒸汽盘管通气速度，继续升温至160°C，并开启活汽蒸汽控制阀，在萜烯树脂溶液中通入活汽蒸汽，调节流量至0.05立方米/秒，使锅内萜烯树脂溶液翻滚加热；
步骤四:向锅内投入第5个立方米萜烯树脂溶液，投完后再加大活汽蒸汽流量至0.06立方米/秒，加大蒸汽盘管通气速度，升温至170°C ；
步骤五:保持活汽蒸汽流量不变，然后开启水喷射式真空机抽真空降低蒸馏锅内气压，保持蒸馏锅中真空度< -0.08MP a，调节蒸汽盘管控制阀，使锅内温度缓慢升至185°C，持续时间25分钟；
步骤六:加大活汽蒸汽流量至0.075立方米/秒，调节盘管蒸汽控制阀，使锅内温度维持在185°C不变，持续一个小时；
步骤七:蒸馏完成后，关闭活汽蒸汽阀，关闭真空阀，关闭水喷射式真空机，通过氮气阀往蒸馏锅内加氮气，使蒸馏锅内压力达到常压；
步骤八:打开釜底放料阀，取样检测软化点，如蒸馏软化点位于107 — 113°C之间，继续抽真空、冲蒸至蒸馏软化点位于113 — 117°C之间，开启放料阀，进行压料；如蒸馏软化点在113 — 117°C之间，开启放料阀，进行压料；
实施例三:
进行蒸馏操作之间先对蒸馏釜进行开水洗涤，检查现有设备是否正常运行，包括进料泵及泵的进出阀门、蒸馏锅锅体系统、进料阀门、放料阀门、蒸汽系统、真空系统、仪表(温度表、真空压力表、数显仪表、时钟)，确认高位原料槽有足够的萜烯树脂溶液，然后进行以下步骤；
步骤一:打开进料泵进出阀门，打开高位计量槽的进料阀，向蒸馏锅内投入2立方米萜烯树脂溶液，开启蒸汽总阀，缓慢开启盘管蒸汽控制阀，通过蒸汽盘管加热升温至130 V ；步骤二:继续向锅内投入第3个立方米萜烯树脂溶液，通过盘管蒸汽控制阀加大蒸汽盘管通气速度，升温至140°C ；
步骤三:向锅内投入第4个立方米萜烯树脂溶液，加大蒸汽盘管通气速度，继续升温至160°C，并开启活汽蒸汽控制阀，在萜烯树脂溶液中通入活汽蒸汽，调节流量至0.05立方米/秒，使锅内萜烯树脂溶液翻滚加热；
步骤四:向锅内投入第5个立方米萜烯树脂溶液，投完后再加大活汽蒸汽流量至0.06立方米/秒，加大蒸汽盘管通气速度，升温至170°C ；
步骤五:保持活汽蒸汽流量不变，然后开启水喷射式真空机抽真空降低蒸馏锅内气压，保持蒸馏锅中真空度彡-0.08MP a，调节蒸汽盘管控制阀，使锅内温度缓慢升至185°C，持续时间30分钟；
步骤六:加大活汽蒸汽流量至0.075立方米/秒，调节盘管蒸汽控制阀，使锅内温度维持在185°C不变，持续一个小时；
步骤七:蒸馏完成后，关闭活汽蒸汽阀，关闭真空阀，关闭水喷射式真空机，通过氮气阀往蒸馏锅内加氮气，使蒸馏锅内压力达到常压；
步骤八:打开釜底放料阀，取样检测软化点，如蒸馏软化点位于117 — 123°C之间，继续抽真空、冲蒸至蒸馏软化点位于123— 127°C之间，开启放料阀，进行压料；如蒸馏软化点在123— 127 °C之间，开启放料阀，进行压料；
通过以上描述可知，本发明相较于现有技术的优点在于: 本萜烯树脂的蒸馏除杂方法通过降低蒸馏的温度，同时使用真空设备来降低蒸馏锅内的气压，保证了低分子的吹除效率，并使得分子量处于650-900之间的萜烯树脂也得以保留在蒸馏锅中，成为合格的萜烯树脂成品，使产品得率达到80%以上，与现有技术相比，总体提高6个百分点，提高原材料的利用效率，产生极大的生产效益，同时该蒸馏温度和真空度下，甲苯和单体、更低分子量的低聚物均能够从锅内蒸出，使产品甲苯残留和单体残留分别控制在60ppm和250ppm以内，达到食品级标准要求；同时该工艺节省了燃料能源消耗和燃烧产生的废物处理费，每吨成品食品添加剂萜烯树脂产品的燃料油消耗由原来的195.6公斤降至174.6公斤，燃烧产生的废物处理费用由95元降至86元。
[0019]采用阶梯式的加料和加热方式，同时使用活汽蒸汽对物料进行吹除，使得蒸馏过程比较平缓，防止冲料的发生，也可以防止加热过快导致的受热不均，从而导致的一些高分子職烯树脂的流失。
[0020]通过用蒸汽加热替换导热油加热，提高了温度的可控性，使用蒸汽只需调节蒸汽的进气量就可以控制加热温度，比较方便快捷，可以保持物料温度处于可控的范围之内，对于最终产品的软化点控制也比较到位，导热油对于加热温度的控制则不够敏感；通过蒸汽加热还能够提高生产的安全性，因为加热盘管长期处于升温降温的过程中，蒸馏锅使用时间过长，加热盘管容易发生老化，一旦发生加热介质泄露，由于导热油与萜烯树脂是互溶的，对整个蒸馏锅的物料都会产生污染，而且难以清除，造成损失严重，而蒸汽与萜烯树脂是不溶的，本身也不带任何毒性，通过加热很快便能清除，对产品不造成影响，所以该方法能减小导热介质的泄露造成的损失，更加适用于食品级萜烯树脂的蒸馏。
[0021]原本用来活汽冲除杂质的蒸汽，同时用来加热物料，只需增加相应管道，即可实现了一物两用，省去了导热油加热冷却设备的资金投入，节省生产设备投入成本，也扩大了厂房操作空间。
[0022]基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
【权利要求】
1.一种萜烯树脂的蒸馏除杂方法，其特征在于，其主要步骤包括: 步骤一:向蒸馏锅内投入2立方米待蒸馏的萜烯树脂溶液，缓慢开启盘管蒸汽控制阀，通过蒸汽盘管加热升温至130 V ； 步骤二:继续向锅内投入第3个立方米萜烯树脂溶液，加大蒸汽盘管通气速度，升温至140。。； 步骤三:向锅内投入第4个立方米萜烯树脂溶液，加大蒸汽盘管通气速度，继续升温至160°C，并在萜烯树脂溶液中通入活汽蒸汽，调节流量至0.05立方米/秒，使锅内萜烯树脂溶液翻滚加热； 步骤四:向锅内投入第5个立方米萜烯树脂溶液，投完后加大活汽蒸汽流量至0.06立方米/秒，加大蒸汽盘管通气速度，升温至170°C ； 步骤五:保持活汽蒸汽流量不变，然后抽真空降低蒸馏锅内气压，保持蒸馏锅中真空度(-0.08MP a，调节蒸汽盘管通气速度，使锅内温度缓慢升至185°C，持续时间20-30分钟； 步骤六:加大活汽蒸汽流量至0.075立方米/秒，调节盘管蒸汽控制阀，使锅内温度维持在185°C不变，持续一个小时； 步骤七:蒸馏完成后，停止通入活汽蒸汽，关闭真空设备，往蒸馏锅内加氮气，使蒸馏锅内压力达到常压； 步骤八:取样检测软化点，开启放料阀，进行下步压料操作。
2.根据权利要求1中所述的一种萜烯树脂的蒸馏除杂方法，其特征在于，步骤五中，通蒸汽的持续时间优选为20分钟。
3.根据权利要求1中所述的一种萜烯树脂的蒸馏除杂方法，其特征在于，步骤五中，通蒸汽的持续时间优选为25分钟。
4.根据权利要求1中所述的一种萜烯树脂的蒸馏除杂方法，其特征在于，步骤五中，通蒸汽的持续时间优选为30分钟。
5.根据权利要求1中所述的一种萜烯树脂的蒸馏除杂方法，其特征在于，步骤八中，取样检测软化点，如蒸馏软化点< 103°C，继续抽真空、冲蒸至蒸馏软化点位于103—107 °C之间，进行压料；如蒸馏软化点位于107 — 113°C之间，继续抽真空、冲蒸至蒸馏软化点位于113 — 117°C之间，进行压料；如蒸馏软化点位于117 — 123°C之间，继续抽真空、冲蒸至蒸馏软化点位于123— 127°C之间，进行压料。
6.根据权利要求1中所述的一种萜烯树脂的蒸馏除杂方法，其特征在于，记录温度的方式为双金属温度计和钼热电阻数显温度计测量，上述操作过程控制的温度值以钼热电阻数显温度计测的温度值为准，双金属温度计为辅助参考。
【文档编号】C08F6/10GK104311709SQ201410530135
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月10日 优先权日:2014年10月10日
【发明者】张乃银, 肖珍仔, 杜光全, 张沃瑞 申请人:罗定市星光化工有限公司