本發(fā)明涉及一種脫氫乙酸鈉的制造方法，特點(diǎn)是利用脫氫乙酸和固體堿等固態(tài)反應(yīng)物混合研磨等進(jìn)行固體反應(yīng)脫氫乙酸鈉的方法。

背景技術(shù)：

脫氫乙酸鈉是一種低毒、高效的食品防腐保鮮劑，對(duì)霉菌、酵母菌、細(xì)菌具有很好的抑制作用，廣泛應(yīng)用于食品、飼料的加工業(yè)，可延長(zhǎng)存放期，避免霉變損失。其作用機(jī)理是有效滲透到細(xì)胞體內(nèi)，抑制微生物的呼吸作用，從而達(dá)到防腐防霉保鮮保濕等作用。

目前脫氫乙酸鈉的生產(chǎn)工藝是國(guó)內(nèi)外普遍使用的工藝，工藝如下：

脫氫乙酸+氫氧化鈉(碳酸鈉或碳酸氫鈉)→中和反應(yīng)→濃縮→冷卻→結(jié)晶→過(guò)濾→干燥→包裝→成品。

以上生產(chǎn)脫氫乙酸鈉的方法在工藝上比較繁瑣，合成反應(yīng)是以水為介質(zhì)，要經(jīng)過(guò)濃縮、冷卻、過(guò)濾、干燥等工藝制得，其缺點(diǎn)是：(1)生產(chǎn)中產(chǎn)生廢水、廢渣；(2)如果用有機(jī)溶劑作為介質(zhì)，還會(huì)產(chǎn)生廢氣，甚至?xí)邪踩a(chǎn)問(wèn)題；(3)能源消耗大，生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，設(shè)備投資大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種利用研磨進(jìn)行固-固反應(yīng)脫氫乙酸鈉的制造方法，是一種“綠色”化工合成技術(shù)，該方法可以克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺點(diǎn)。

本發(fā)明的這種固相研磨脫氫乙酸鈉的方法是：將脫氫乙酸和氫氧化鈉和/碳酸鈉和或碳酸氫鈉等反應(yīng)物均在固體狀態(tài)下研磨混合進(jìn)行反應(yīng)，稱為固相反應(yīng)(也叫固→固反應(yīng))。

本發(fā)明利用固相反應(yīng)脫氫乙酸鈉的工藝流程如下：

脫氫乙酸+氫氧化鈉(碳酸鈉或碳酸氫鈉)→固相反應(yīng)→脫氫乙酸鈉→包裝。

固相反應(yīng)化學(xué)方程式如下：

c8h8o4+naoh→c8h8nao4+h2o

2c8h8o4+na2co3→2c8h8nao4+co2↑+h2o

c8h8o4+nahco3→c8h8nao4+co2↑+h2o

要使固-固反應(yīng)得到進(jìn)行，必須具備兩個(gè)主要因素：一是外部力量的作用下，加大反應(yīng)物分子之間的接觸機(jī)會(huì)；二是反應(yīng)物粒子的粒度足夠下，比表面足夠大，只有這樣固態(tài)反應(yīng)物之間在外力和晶體本身的晶格引力、化學(xué)鍵、氫鍵及范德華力的作用下，固相反應(yīng)才能進(jìn)行。

實(shí)現(xiàn)固相反應(yīng)的設(shè)備球磨機(jī)等超微粉碎設(shè)備，這類可以進(jìn)行干法研磨的設(shè)備具有粉碎、擠壓、攪拌的功能，在粉碎的同時(shí)使固態(tài)反應(yīng)物粉碎且使反應(yīng)物分子密切接觸，達(dá)到固相反應(yīng)的目的。如果生產(chǎn)量較大，應(yīng)對(duì)這類設(shè)備進(jìn)行必要的改裝，增加溫度控制系統(tǒng)和壓力控制系統(tǒng)，這樣可以有效防止由于機(jī)械能及反應(yīng)放熱引起的體系溫度過(guò)高，同時(shí)把反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w及時(shí)排出，防止壓力過(guò)大產(chǎn)生危險(xiǎn)。

固相反應(yīng)脫氫乙酸鈉所用的主要原料是脫氫乙酸和固體堿。固體堿是氫氧化鈉、碳酸鈉和碳酸氫鈉。在和脫氫乙酸反應(yīng)時(shí)，氫氧化鈉、碳酸鈉和碳酸氫鈉可以單獨(dú)使用，也可以混合使用，混合使用時(shí)氫氧化鈉、碳酸鈉和碳酸氫鈉的摩爾比(mol/mol/mol)為0.05-0.4∶0.3-0.95∶0.02-0.15，最好的比例是0.08-0.4∶0.4-0.8∶0.05-0.10。

所述固相反應(yīng)合成脫氫乙酸鈉的配方可以選擇下組配方中的任一種：脫氫乙酸∶氫氧化鈉(w/w)＝4.2∶1、脫氫乙酸∶碳酸鈉(w/w)＝3.2∶1，脫氫乙酸∶氫氧化鈉∶碳酸鈉∶碳酸氫鈉(mol/mol/mol/mol)＝1∶0.2-0.5∶0.1-0.4∶0.05-0.1。

在反應(yīng)達(dá)到一定階段后，為了防止反應(yīng)的過(guò)快進(jìn)行，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候可以加入固相反應(yīng)延緩劑。當(dāng)然不是所有的配方都需要加入延緩劑，延緩劑的主要作用是使得反應(yīng)速度降低，以免因放熱快使得體系的溫度升高，導(dǎo)致副反應(yīng)使得產(chǎn)品質(zhì)量下降。固相反應(yīng)在一定階段會(huì)加快放出大量的熱。可用于反應(yīng)延緩劑的物質(zhì)有：氧化鈣等。

在固相反應(yīng)達(dá)到后期時(shí)，易出現(xiàn)粘結(jié)現(xiàn)象，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候可以加入抗結(jié)劑，當(dāng)然不是所有的配方都需要加入抗結(jié)劑，抗結(jié)劑的主要作用是防止物料的粘結(jié)，它們是微晶纖維素等。

溫度是影響固相反應(yīng)速度和產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素，因?yàn)樵诠滔喾磻?yīng)中有機(jī)械能轉(zhuǎn)變成熱能，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能，所以固相反應(yīng)體系的溫度會(huì)升高，在反應(yīng)過(guò)程中應(yīng)控制溫度來(lái)保證產(chǎn)品的質(zhì)量和控制反應(yīng)的速度，低溫有利于產(chǎn)品質(zhì)量的提高，主要表現(xiàn)在產(chǎn)品的色澤好，反應(yīng)過(guò)程平穩(wěn)，但是反應(yīng)速度慢。要再提高固相反應(yīng)速度，就要提高反應(yīng)體系的溫度，升溫是容易的，因?yàn)檠心ゼ氨旧矸磻?yīng)都會(huì)放熱，不需要加熱，但是溫度不能過(guò)度，否則固相反應(yīng)速度難以控制，導(dǎo)致副反應(yīng)的發(fā)生，一般情況下溫度的控制方法是反應(yīng)器夾套中進(jìn)行水循環(huán)冷卻或冷媒循環(huán)冷卻，或者往反應(yīng)體系中不斷充入液氮進(jìn)行冷卻。反應(yīng)體系的溫度控制在-5℃-95℃之間是可用的溫度范圍，在溫度在15℃-80℃之間是合理溫度范圍，在25℃-60℃之間是最佳范圍。

壓力是影響固相反應(yīng)的又一個(gè)因素，固相反應(yīng)合成脫氫乙酸鈉的原料之一是碳酸鈉，反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生二氧化碳，會(huì)使得反應(yīng)體系的壓力升高，這樣既不安全又不利于固相反應(yīng)的速度，因此要控制壓力。真空條件下有利于二氧化碳的釋放，可以加快反應(yīng)進(jìn)行，一般反應(yīng)體系的壓力為0.001-0.15mpa是可行的，最好在0.1mpa以下。

本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是：(1)生產(chǎn)工藝精煉；(2)占用廠房少、設(shè)備投資少；(3)節(jié)約能源；(4)不產(chǎn)生廢氣、廢水、廢渣。

具體實(shí)施方式

固態(tài)脫氫乙酸加入到球磨機(jī)等超微粉碎設(shè)備中，開(kāi)動(dòng)機(jī)器進(jìn)行研磨，然后把氫氧化鈉、碳酸鈉和碳酸氫鈉等反應(yīng)物或者是它們的混合物加入到反應(yīng)器中去，控制反應(yīng)的溫度和反應(yīng)壓力，固相反應(yīng)在研磨狀態(tài)下進(jìn)行，在反應(yīng)進(jìn)行到后期，視配方情況決定是否加入延緩劑和抗結(jié)劑，再繼續(xù)反應(yīng)一定的時(shí)間，直到反應(yīng)結(jié)束，檢查產(chǎn)品合格后烘干，包裝得成品。

實(shí)施例一：取10千克脫氫乙酸和1.5千克氫氧化鈉放入球磨反應(yīng)器中，轉(zhuǎn)速調(diào)到150轉(zhuǎn)/分，利用水冷卻使溫度控制在25-60℃，70分鐘后再加入2.0千克碳酸鈉，繼續(xù)研磨100分鐘，在此期間如果溫度升高則可停止研磨，加入10克氧化鈣，同時(shí)加入2.5千克碳酸鈉，研磨120分鐘結(jié)束。進(jìn)行溶解實(shí)驗(yàn)和純度檢驗(yàn)合格，在90℃烘干，包裝成品。

實(shí)施例二：取5千克脫氫乙酸，加入0.78千克氫氧化鈉和1.18千克碳酸鈉，放入球磨反應(yīng)器中，轉(zhuǎn)速調(diào)到150轉(zhuǎn)/分，利用水冷使溫度保持在80℃以下，研磨50分鐘，再加入0.69千克碳酸鈉，繼續(xù)研磨70分鐘，加入6克氧化鈣，同時(shí)加入0.44千克氫氧化鈉，微晶纖維素10克，研磨120分鐘至結(jié)束。進(jìn)行溶解實(shí)驗(yàn)和純度檢驗(yàn)合格，在90℃烘干，包裝成品。

實(shí)施例三：脫氫乙酸20千克放入球磨機(jī)中，加入碳酸鈉1.48千克，保持反應(yīng)體系內(nèi)的壓力小于0.08mpa，溫度為20-50℃研磨120分鐘后，再加入5.6千克碳酸鈉，繼續(xù)研磨700分鐘，加入1.3千克氫氧化鈉和100克微晶纖維素，再研磨120分鐘至反應(yīng)結(jié)束。進(jìn)行溶解實(shí)驗(yàn)和純度檢驗(yàn)合格，在90℃烘干，包裝成品。

實(shí)施例四：取10千克脫氫乙酸、2.85千克碳酸鈉和1.55千克碳酸氫鈉同時(shí)放入球磨機(jī)中，調(diào)節(jié)冷卻器使溫度保持在-5℃-10℃之間，振動(dòng)研磨是要保持反應(yīng)體系內(nèi)的壓力在0.01mpa-0.1mpa之間，150分鐘后，加入氧化鈣30克，繼續(xù)研磨190分鐘，出料，產(chǎn)品檢驗(yàn)合格。在90℃烘干，包裝成品。