本發(fā)明涉及食品色素合成，尤其涉及一種微通道連續(xù)流合成檸檬黃的方法。

背景技術(shù)：

1、檸檬黃是一種水溶性的合成色素，又稱酒石黃、酸性淡黃、肼黃，化學(xué)名稱為1-(4-磺酸苯基)-4-(4-磺酸苯基偶氮)-5-吡唑啉酮-3-羧酸三鈉鹽，可安全地用于食品、飲料、藥品、化妝品、飼料、煙草、玩具、食品包裝材料等的著色，是著色劑中最穩(wěn)定的一種。

2、目前，檸檬黃的生產(chǎn)工藝是對氨基苯磺酸進(jìn)行重氮化反應(yīng)得到兩份重氮鹽，然后其中一份重氮鹽加入dmas(乙?；《岫柞?，通過調(diào)節(jié)溶液ph值進(jìn)行縮合反應(yīng)，得到的縮合液與另一份重氮鹽進(jìn)行偶合反應(yīng)，然后經(jīng)過水解、鹽析、過濾、干燥得到產(chǎn)品。

3、但是，檸檬黃生產(chǎn)工藝中涉及到對氨基苯磺酸鈉的重氮化反應(yīng)，重氮鹽性質(zhì)不穩(wěn)定，在高溫或摩擦、撞擊等作用下有可能發(fā)生分解甚至爆炸，因此傳統(tǒng)的間歇式重氮化工藝通常是減緩重氮化的反應(yīng)速度，這樣就大大增加了反應(yīng)時(shí)間，而且仍具有一定的危險(xiǎn)性。另外，在生產(chǎn)時(shí)需要制備兩份重氮鹽分別使用，兩次重氮化反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)更高，并且兩次反應(yīng)投料的原料量和產(chǎn)出物料濃度很難保持一致，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

4、重氮鹽與乙酰丁二酸二甲酯的縮合反應(yīng)同樣存在一些問題，縮合反應(yīng)過程中需要調(diào)節(jié)縮合液ph值，間歇式工藝由于停留時(shí)間過長和物料混合不充分等原因，使縮合液中的重氮鹽容易發(fā)生自偶合反應(yīng)，導(dǎo)致縮合液純度變低，影響下一步的偶合反應(yīng)，使最終的產(chǎn)品收率變低。

5、基于此，急需提供一種高純度、高收率且安全性高的合成檸檬黃的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種微通道連續(xù)流合成檸檬黃的方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中檸檬黃純度和收率低，生產(chǎn)過程中風(fēng)險(xiǎn)高以及反應(yīng)時(shí)間長的技術(shù)問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供了一種微通道連續(xù)流合成檸檬黃的方法，包括以下步驟：

4、(1)將對氨基苯磺酸鈉和亞硝酸鈉溶于水得到混合溶液，然后將混合溶液和鹽酸溶液通入微混合器1中進(jìn)行重氮化反應(yīng)，經(jīng)過管式反應(yīng)器1后，得到重氮化反應(yīng)液a；

5、(2)將重氮化反應(yīng)液a和乙?；《岫柞ネㄈ胛⒒旌掀?中混合，然后與純堿溶液連續(xù)通入n個(gè)串聯(lián)的微反應(yīng)器中，將混合溶液ph值逐級調(diào)節(jié)至堿性，進(jìn)行縮合反應(yīng)，得到縮合反應(yīng)液，其中，n≥3；

6、(3)將對氨基苯磺酸鈉和亞硝酸鈉溶于水得到混合溶液，然后將混合溶液和鹽酸溶液通入微混合器3中進(jìn)行重氮化反應(yīng)，經(jīng)過管式反應(yīng)器2后，得到重氮化反應(yīng)液b，然后將縮合反應(yīng)液和重氮化反應(yīng)液b通入微混合器4中進(jìn)行偶合反應(yīng)，經(jīng)過管式反應(yīng)器3后，得到偶合液；

7、(4)將偶合液和固體純堿混合后加熱水解，得到檸檬黃。

8、進(jìn)一步的，所述微混合器1、微混合器2、微混合器3和微混合器4獨(dú)立的為t型微通道混合器或y型微通道混合器；

9、所述管式反應(yīng)器1、管式反應(yīng)器2和管式反應(yīng)器3的內(nèi)徑獨(dú)立的為1～3mm，長度獨(dú)立的為1～3m。

10、進(jìn)一步的，所述微反應(yīng)器1、微反應(yīng)器2、微反應(yīng)器3、微反應(yīng)器4和微反應(yīng)器n分別為板式微反應(yīng)器，其中，微反應(yīng)器中氮化反應(yīng)液a和純堿溶液的流速比為15～20：1；

11、所述經(jīng)過每個(gè)微反應(yīng)器的停留時(shí)間獨(dú)立的為5～20s，所述縮合反應(yīng)的溫度為10～30℃。

12、進(jìn)一步的，所述微混合器1、管式反應(yīng)器1、微混合器2、微反應(yīng)器1、微反應(yīng)器2、微反應(yīng)器3、微反應(yīng)器4和微反應(yīng)器n依次密閉串聯(lián)；

13、所述微混合器3、管式反應(yīng)器2、微混合器4和管式反應(yīng)器3依次密閉串聯(lián)；

14、所述微反應(yīng)器n、微混合器4和管式反應(yīng)器3依次密閉串聯(lián)。

15、進(jìn)一步的，所述步驟(1)和步驟(3)中，所述混合溶液的進(jìn)料速度獨(dú)立的為20～30ml/min，鹽酸溶液的進(jìn)料速度獨(dú)立的為7～12ml/min；

16、所述混合溶液中對氨基苯磺酸鈉的濃度獨(dú)立的為3～12wt％，混合溶液中亞硝酸鈉的濃度獨(dú)立的為1～4wt％；

17、所述鹽酸溶液稀釋前的濃度獨(dú)立的為37％，稀釋后的濃度獨(dú)立的為3～8％；所述鹽酸溶液與對氨基苯磺酸鈉的摩爾比為2～3：1。

18、進(jìn)一步的，所述乙?；《岫柞サ募兌葹?7.5～99.5wt％，進(jìn)料速度為0.5～1.5ml/min；

19、所述乙酰基丁二酸二甲酯和對氨基苯磺酸鈉的摩爾比為0.95～1.05：1。

20、進(jìn)一步的，所述步驟(2)和步驟(4)中，純堿溶液的濃度獨(dú)立的為5～20wt％，進(jìn)料速度獨(dú)立的為1.8～2.5ml/min；

21、所述縮合反應(yīng)液和重氮鹽溶液b中對氨基苯磺酸鈉的進(jìn)料摩爾比為0.5～2：0.5～2。

22、進(jìn)一步的，所述步驟(1)和步驟(3)中，重氮化反應(yīng)的時(shí)間獨(dú)立的為5～30s，重氮化反應(yīng)的溫度獨(dú)立的為5～45℃。

23、進(jìn)一步的，所述偶合液和固體純堿的質(zhì)量比為4～6：1。

24、進(jìn)一步的，所述加熱水解的溫度為60～80℃，加熱水解的時(shí)間為1～2h，加熱水解的ph為8～9。

25、本發(fā)明的有益效果：

26、(1)本發(fā)明利用微反應(yīng)器連續(xù)流反應(yīng)技術(shù)，微反應(yīng)器內(nèi)停留的化學(xué)原料數(shù)量很少，反應(yīng)物體積很小，即使失控，也大大降低了危害程度；

27、(2)本發(fā)明的方法采用的微反應(yīng)器換熱效率極高，在重氮化反應(yīng)過程中，即使反應(yīng)突然釋放大量反應(yīng)熱，也可以被迅速導(dǎo)出，從而保證反應(yīng)溫度的穩(wěn)定，減少發(fā)生安全和質(zhì)量事故的可能性，實(shí)現(xiàn)安全高效生產(chǎn)；

28、(3)本發(fā)明的方法可以按物料配比精確快速混合，制備的兩份重氮鹽溶液性質(zhì)基本一致，避免了副產(chǎn)物的形成；

29、(4)本發(fā)明的方法將重氮化反應(yīng)、縮合反應(yīng)、偶合反應(yīng)串聯(lián)，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，極大地縮短了反應(yīng)時(shí)間，節(jié)約人力，提升了反應(yīng)效率，提高產(chǎn)能；

30、(5)本發(fā)明的方法在縮合反應(yīng)步驟中，用微反應(yīng)器串聯(lián)逐級提升縮合液ph值的方法，能有效避免縮合液發(fā)生自偶合反應(yīng)，提高了縮合液純度，進(jìn)而提高了產(chǎn)品的收率。

技術(shù)特征：

1.一種微通道連續(xù)流合成檸檬黃的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微通道連續(xù)流合成檸檬黃的方法，其特征在于，所述微混合器1、微混合器2、微混合器3和微混合器4獨(dú)立的為t型微通道混合器或y型微通道混合器；

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微通道連續(xù)流合成檸檬黃的方法，其特征在于，所述微反應(yīng)器1、微反應(yīng)器2、微反應(yīng)器3、微反應(yīng)器4和微反應(yīng)器n分別為板式微反應(yīng)器，其中，微反應(yīng)器中氮化反應(yīng)液a和純堿溶液的流速比為15～20：1；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微通道連續(xù)流合成檸檬黃的方法，其特征在于，所述微混合器1、管式反應(yīng)器1、微混合器2、微反應(yīng)器1、微反應(yīng)器2、微反應(yīng)器3、微反應(yīng)器4和微反應(yīng)器n依次密閉串聯(lián)；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微通道連續(xù)流合成檸檬黃的方法，其特征在于，所述步驟(1)和步驟(3)中，所述混合溶液的進(jìn)料速度獨(dú)立的為20～30ml/min，鹽酸溶液的進(jìn)料速度獨(dú)立的為7～12ml/min；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微通道連續(xù)流合成檸檬黃的方法，其特征在于，所述乙?；《岫柞サ募兌葹?7.5～99.5wt％，進(jìn)料速度為0.5～1.5ml/min；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微通道連續(xù)流合成檸檬黃的方法，其特征在于，所述步驟(2)和步驟(4)中，純堿溶液的濃度獨(dú)立的為5～20wt％，進(jìn)料速度獨(dú)立的為1.8～2.5ml/min；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微通道連續(xù)流合成檸檬黃的方法，其特征在于，所述步驟(1)和步驟(3)中，重氮化反應(yīng)的時(shí)間獨(dú)立的為5～30s，重氮化反應(yīng)的溫度獨(dú)立的為5～45℃。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的微通道連續(xù)流合成檸檬黃的方法，其特征在于，所述偶合液和固體純堿的質(zhì)量比為4～6：1。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的微通道連續(xù)流合成檸檬黃的方法，其特征在于，所述加熱水解的溫度為60～80℃，加熱水解的時(shí)間為1～2h，加熱水解的ph為8～9。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種微通道連續(xù)流合成檸檬黃的方法，屬于食品色素合成技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明以對氨基苯磺酸鈉、亞硝酸鈉、鹽酸溶液、乙?；《岫柞ズ图儔A溶液為原料合成檸檬黃的方法按照不同的反應(yīng)類型分別在多個(gè)微反應(yīng)器和微混合器中進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了重氮化、縮合、偶合的全連續(xù)反應(yīng)，與釜式間歇工藝相比，反應(yīng)時(shí)間短，副產(chǎn)物少，產(chǎn)品純度和整體收率高，并且極大地提高了生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：紀(jì)璐,李書龍,劉東,明衛(wèi)星,安亭旺,郭占闊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：沈陽化工研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9