一种催化酯化-分离耦合制备食品级松香木糖酯的方法技术

本发明专利技术公开了一种催化酯化‑分离耦合制备食品级松香木糖酯的方法，操作步骤为(1)将木糖或木糖醇类、松香或氢化松香与绿色溶剂混合，溶解；(2)通入CO2进行酯化反应；(3)气相经不断地采出，冷凝分离；(4)酯化反应2.0～16.0h后，从酯化反应器内取出所得反应产物；(5)反应产物经常压蒸馏和减压蒸馏除去绿色溶剂即可得到食品级松香木糖酯。本发明专利技术以松香或氢化松香与木糖或木糖醇为原料制备食品级松香木糖酯，因木糖或木糖醇自身为一种天然、健康的甜味剂，作为食品添加剂使用时可不需另外加入甜味剂。本发明专利技术方法生产的产品安全可靠，绿色溶剂循环使用，是一种绿色催化松香或氢化松香制备食品级木糖酯的方法和清洁生产过程。

A Catalytic Esterification-Separation Coupling Method for Preparing Food-Grade Rosin Xylose Ester

【技术实现步骤摘要】
一种催化酯化-分离耦合制备食品级松香木糖酯的方法
本专利技术涉及松香深加工
，特别涉及一种催化酯化-分离耦合制备食品级松香木糖酯的方法。
技术介绍
松香酯是松香深加工中最重要的品种，占松香深加工产品的60％以上。由于松香树脂酸具有三环菲骨架结构，使羧基空间位阻大，导致酯化反应活化能高，而且松香反应体系的黏度又大，造成反应物间的相际传递困难，因此需要在ZnO等酸性金属氧化物催化剂和高温条件下，松香树脂酸才能进行酯化反应。然而在高温条件下，松香树脂酸容易发生脱羧副反应，导致松香酯产品的酯化反应得率和产品质量降低。为了提高松香酯的反应速度和产品质量，在松香酯的浅色化和无气味方面做了许多研发工作。木糖醇是从白桦树、橡树、玉米芯、甘蔗渣等植物原料中提取出来的一种天然、健康的甜味剂。木糖醇是人体糖类代谢的中间体，在体内缺少胰岛素影响糖代谢情况下，无须胰岛素促进，木糖醇也能透过细胞膜，被组织吸收利用，促进肝糖元合成，供细胞以营养和能量，且不会引起血糖值升高，消除糖尿病人服用后的三多症状(多食、多饮、多尿)，是最适合糖尿病患者食用的营养性的食糖代替品。和其他糖醇相比，木糖醇有较高的能量和甜度，且具有改善糖尿病患者病情、防龋齿、消除血酮症、改善肝功能等某些特殊的生理功能。木糖醇是联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会(JECFA)于上世纪七十年代批准为A类食品添加剂，并对ADI值不作规定的公认安全食品。国际食品法典委员会(CAC)于1999年6月通过为“在食品中可以按正常生产需要使用的食品添加剂”食用糖醇之一，木糖醇已作为高档食糖代用品用于口香糖、饮料、巧克力和酒类等食品中。目前普遍采用松香甘油酯和季戊四醇酯作为胶基糖果(口香糖)的基础物和软饮料的混浊剂，对其纯度和与安全相关的质量规格有严格要求。现今技术中，采用催化剂对松香深加工后制备成松香酯的技术中，催化剂大多使用金属催化剂对松香进行酯化，从而得到松香酯，但是使用金属催化剂进行催化会使得金属离子对松香酯造成污染，如果使用被金属离子污染后的松香酯用作食品制作，人体使用后会有不好的影响。而且，现今技术中对松香酯的制备因为使用了金属催化剂，有时候甚至使用贵金属催化剂进行催化反应生产，造成生产成本较高等问题，使得在生产松香酯的过程中利润不高。同时以松香甘油酯和季戊四醇酯没有甜度，作为食品添加剂使用时还需另外加入甜味剂。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术为解决上述技术问题，专利技术一种催化酯化-分离耦合制备食品级松香木糖酯的方法，旨在提供一种成本较低、食品级松香酯质量佳的制备方法。为实现本专利技术目的，本专利技术技术方案如下：一种催化酯化-分离耦合制备食品级松香木糖酯的方法，包含以下操作步骤：(1)将木糖或木糖醇类、松香或氢化松香与绿色溶剂混合，溶解；(2)将步骤(1)中溶解后的物质放入酯化反应器中，通入0.00MPa～4.0MPa的CO2进行酯化反应，酯化反应温度为120℃～325℃；(3)步骤(2)中酯化反应过程中的气相含有生成的水和步骤(2)通入的CO2，气相经不断地采出进入冷凝冷却器冷凝分离除去反应生成的水分，实现酯化反应-分离耦合制备食品级松香木糖酯过程；(4)对步骤(3)中采出的气相经冷凝除去水分后，所剩余CO2以及新补充的CO2，通过压缩机加压回到酯化反应器内；在酯化反应器内反应2.0～16.0h后，从酯化反应器内取出所得反应产物；(5)将步骤(4)所得反应产物经常压蒸馏和减压蒸馏除去绿色溶剂即可得到食品级松香木糖酯，绿色溶剂循环使用。优选的是，步骤(1)中按照摩尔比木糖或木糖醇：松香＝1:1～5:1混合，加入原料质量为0～50％的绿色溶剂混合。优选的是，步骤(1)中所述的绿色溶剂为松节油、碳酸二甲酯、乙醇或6#溶剂油中的一种或两种以上的混合溶剂。优选的是，步骤(3)中从酯化反应器流出的气相流量为0.10m3/h～1000m3/h、压力为0.1MPa～4.0MPa、温度为120℃～325℃。优选的是，步骤(4)中冷凝温度为0℃～50℃，压力为0.0MPa～0.5MPa，反应生成或放出的水分流量为0.1m3/h～10m3/h，CO2气体流量为0m3/h～1000m3/h，CO2气体经压缩机加压至0.01MPa～4.0MPa。优选的是，步骤(5)常压蒸馏的压力为0.0MPa～0.1MPa，蒸馏至剩余溶剂量为20％，然后转入减压蒸馏除去所剩余的溶剂；减压蒸馏的压力为100Pa～2000Pa。本专利技术方法是把木糖或木糖醇和松香或氢化松香以及绿色溶液加入熔解釜熔解后压入酯化反应器，通入CO2，使温度与压力到达CO2超/亚临界状态，利用超/亚临界CO2溶解于木糖或木糖醇、松香或氢化松香和酯化反应生成的水中，形成质子酸，然后以所形成的质子酸作为催化剂对木糖或木糖醇与松香或氢化松香催化酯化反应生成松香木糖酯和水。在酯化反应的高温条件下，绿色溶剂饱和蒸汽与生成的水蒸汽混合气相物料在一起被循环CO2夹带不断地从酯化反应器内流出。酯化反应器中流出的混合气相物料进入冷凝冷却器冷凝分离除去反应生成的水分与绿色溶剂混合物，所分离后剩余的不冷凝气体CO2以及新补充的CO2通过压缩机加压回到酯化反应器内，在酯化反应器内反应后所得产物从酯化反应器内取出，经常压蒸馏和减压蒸馏除去绿色溶剂即可得到食品级松香木糖酯，绿色溶剂循环使用。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1、以松香或氢化松香与木糖或木糖醇为原料制备食品级松香木糖酯，与传统的松香甘油酯和松香季戊四醇酯作为食品添加剂相比，因木糖或木糖醇自身为一种天然、健康的甜味剂，作为食品添加剂使用时可不需另外加入甜味剂；2、以超/亚临界CO2溶解于木糖或木糖醇、松香或氢化松香和绿色溶剂，或无绿色溶剂及木糖酯化反应生成的水溶液中，所形成的质子酸替代传统的ZnO等金属催化剂制备食品级松香木糖酯，避免金属离子对松香木糖酯的污染，特别是制备食品级松香木糖酯产品，本专利技术方法生产的产品更安全可靠，绿色溶剂循环使用，是一种绿色催化松香或氢化松香制备食品级木糖酯的方法和清洁生产过程。3、木糖或木糖醇与松香或氢化松香酯化反应生成的水被CO2不断地夹带出酯化反应器，同时CO2还与反应生成的水作用形成碳酸，从而消除了产物累积而引起的反馈抑制作用，打破了醇与酸酯化反应化学平衡，使反应不断地朝着生成松香木糖酯的方向进行，有效地提高了酯化反应速度和化学平衡转化率，实现松香或氢化松香树脂酸与木糖或木糖醇的酯化-分离的耦合。附图说明图1是催化酯化-分离耦合制备食品级松香木糖酯的方法流程图，其中1是溶解釜，2是酯化反应器，3是膨胀机，4是冷凝冷却器，5是压缩机。具体实施方式下面结合具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。实施例1一种催化酯化-分离耦合制备食品级松香木糖酯的方法，操作步骤如下：(1)将食品级木糖与松香成摩尔比1:1混合，加入熔解釜中，再加入木糖与松香质量50％的乙醇，加热，85℃溶解，形成混合物料；(2)通入CO2将步骤(1)中所得混合物料压进酯化反应器中，随后升温至125℃，并不断通入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种催化酯化‑分离耦合制备食品级松香木糖酯的方法，其特征在于，包含以下操作步骤：(1)将木糖或木糖醇类、松香或氢化松香与绿色溶剂混合，溶解；(2)将步骤(1)中溶解后的物质放入酯化反应器中，通入0.00MPa～4.0MPa的CO2进行酯化反应，酯化反应温度为120℃～325℃；(3)步骤(2)中酯化反应过程中的气相含有生成的水和步骤(2)通入的CO2，气相经不断地采出，冷凝分离；(4)对步骤(3)中采出的气相经冷凝除去水分后，所剩余CO2以及新补充的CO2，加压回到酯化反应器内；在酯化反应器内反应2.0～16.0h后，从酯化反应器内取出所得反应产物；(5)将步骤(4)所得反应产物经常压蒸馏和减压蒸馏除去绿色溶剂即可得到食品级松香木糖酯。

【技术特征摘要】
1.一种催化酯化-分离耦合制备食品级松香木糖酯的方法，其特征在于，包含以下操作步骤：(1)将木糖或木糖醇类、松香或氢化松香与绿色溶剂混合，溶解；(2)将步骤(1)中溶解后的物质放入酯化反应器中，通入0.00MPa～4.0MPa的CO2进行酯化反应，酯化反应温度为120℃～325℃；(3)步骤(2)中酯化反应过程中的气相含有生成的水和步骤(2)通入的CO2，气相经不断地采出，冷凝分离；(4)对步骤(3)中采出的气相经冷凝除去水分后，所剩余CO2以及新补充的CO2，加压回到酯化反应器内；在酯化反应器内反应2.0～16.0h后，从酯化反应器内取出所得反应产物；(5)将步骤(4)所得反应产物经常压蒸馏和减压蒸馏除去绿色溶剂即可得到食品级松香木糖酯。2.根据权利要求1所述的催化酯化-分离耦合制备食品级松香木糖酯的方法，其特征在于：步骤(1)中按照摩尔比木糖或木糖醇：松香＝1:1～5:1混合，加入原料质量为0～50％的绿色溶剂混合。3.根据权利要求1所述的催化酯化-分离耦合制备食品...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小鹏，王琳琳，邱虹，范孝雄，梁杰珍，韦小杰，姚胜坤，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西,45