速溶性富马酸钙的制备方法技术

本发明专利技术涉及制备速溶性富马酸钙的一种方法，首先制备一种富马酸和水的浆状液，然后在高剪切条件下将一种含钙的碱与该富马酸浆状液进行反应，反应温度不超过约１６０°Ｆ，当该富马酸至少一半被中和以后降温中止反应，并且使其中钙对富马酸根的摩尔比率是在约１∶２至１∶１范围，然后将该混合物干燥。Ｇ０２Ｆ１／１３，Ｃ０９Ｋ１９／２０（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及富马酸钙及其生产方法和用途。更具体讲，本专利技术涉及一种迅速溶于水中的经干燥的富马酸钙。在用于生产金属盐或有机盐酸的方法中，有一类是熔融法，即将金属氧化物、氢氧化物或碳酸盐与适当的酸进行反应，反应温度要高于该有机酸以及将要生成的该金属盐的熔点。这些熔融法具有各种缺点从而限制了它们的用途。这些方法需使用昂贵的高温设备和复杂的搬运装卸程序。为使该反应进行完全，必须在高温反应很长时间。得到的是颜色很差的熔融产物，冷却后成为大块状。还需要一道粉碎工序将块状物加工成适于商售的该盐的细粉末产品。但这样的产品由于经过了粉碎工序而不能迅速溶解于水基体系中。Lally等人的美国专利3，476，786披露了生产金属盐的一种方法，该方法的实施比前述熔融法更为简易。他们的方法能得到一种干的细粉末产品，是将一种金属氧化物、氢氧化物或碳酸盐与一种固态无水脂肪酸在无水环境中在低于该金属盐熔点温度在一种催化剂(例如无水碳酸铵)存在下通过研磨进行反应。该成盐反应进行很慢，甚至在反应很长时间后，在该金属盐产品中仍含有相当多量未反应的脂肪酸。由此方法所制得的富马酸钙并不具备本专利技术的溶解性质。Fingas在美国专利3，534，095中给出在干燥条件下将氢氧化钙和富马酸混合制备富马酸钙的方法。向该反应物中加入1-10摩尔的水。所制得的盐是非吸湿性的，钙富马酸根摩尔比为1.0∶1.0。另外，Fingas所披露的方法中未提到需将该反应的温度保持在约160°F以下。Cinco的美国专利4，060，535披露了一种有机酸金属盐的制备。此方法使用极少量水并且反应温度是在该有机酸的熔点温度附近。本专利技术涉及富马酸钙的产生和使用方法。后文中所制成的富马酸钙具高百分率晶体结构并能迅速溶解于水基体系中。通过保持一定的反应物加料顺序，控制各加工参数并应用比较多量的水而制成速溶性富马酸钙。已经发现，由于富马酸钙几乎不溶于水，所以首先制成水和富马酸的浆状液。在高剪切条件下向此浆状液中加入选自氢氧化钙(Ca(OH)2)、碳酸钙(CaCO3)、氧化钙(CaO)的一种含钙的碱或其组合物。控制好各项加工参数和条件，例如水的存在量、加料速率和各反应物的浓度、反应温度以及对中和终点的监控，从而制得具改进的溶解特性的富马酸钙。通过控制反应条件而制成基本是晶体结构的富马酸钙。根据用途要求，当达到富马酸被中和一半到完全中和之间某一点，降温中止反应。然后将该基本是晶体结构的产物干燥。由本专利技术所制备的富马酸钙基本是晶体结构。进一步还发现，本专利技术的富马酸钙除改进了溶解性质之外，还能生产清澈的钙强化饮料，尤其是有茶存在的饮料。本专利技术的富马酸钙的钙强化作用和改进的溶解特性也适用于其它食品体系和产品。本专利技术中所提出的方法是关于生产速溶性富马酸钙。通过控制反应条件使富马酸钙形成基本上是晶体的结构而达到上述目的。此外，现已发现由此披露的方法所制造的富马酸钙，因其中和度之不同而能在食品产品和体系中起到不同的作用。已经发现，必须控制影响富马酸钙结晶生长的反应以及反应条件。在本专利技术中是制备一种富马酸和水的浆状液。该浆状液中的富马酸含量一般为约15-50%(重量)，最好约20-40%(重量)。该浆状液的其余部分一般是水，含量范围约85-50%，最好80-60%。该浆状液中水的含量对于反应条件有显著影响，从而也影响到最终产品质量。本专利技术所用的水含量较高，这样可以防止当反应体系中水含量较少时(例如前述所引用的Fingas方法)常见的形成水泥状结构。另外，水与半固体块状富马酸钙相比，具有较高热容量和较高导热率。于是可将反应生成的热量散逸到一种更好的受热物质中，而水的较高导热率(与反应物/水泥相比)能保证在混合过程中整个反应容器中的温度均匀。这样也可以消除在极粘稠的无搅拌体系中常见的局部过热物料团。最后，水含量高能保证从稀混合物中结晶，便于晶体生长传播并使所得富马酸钙产品更完美，并且避免生成硬化的团块，因为这些块在进一步粉碎时产生太多＜400筛目的细粉末。然后向该富马酸浆状液中加入含钙的碱，加入量应根据所需的最终产品以部分或全部中和该富马酸浆状液为度。当所加入的含钙碱是干态物料时，该种碱的浓度一般在约15-80%范围，最好是约30-80%。该种含钙碱可以选自Ca(OH)2、CaCO3以及CaO，或者是它们的组合物。除去加料速率之外，温度、反应物浓度以及水的存在都对所产生的最终产品有重大影响。例如，反应温度必须保持在低于160°F，最好低于140°F，以便生产出合要求的最终产品。当中和程度(即部分或全部中和)达到要求之后，降温中止反应。中和度决定于所制富马酸钙的用途和所要求的特性。例如，一种特性可以是控制一种最终产品，例如茶饮料的酸度。在这种情况下，可以监控反应中的pH值以确定是否已完全中和，对于部分中和的情况，可以确定出所需反应物的初始重量。典型情况下，当富马酸的中和度达到约50-99%，最好在约70-80%时，降温终止反应。本专利技术的速溶性富马酸钙的钙(Ca++)对富马酸根(Fu--)摩尔比率是约1∶2至约1∶1，富马酸钙水的摩尔比率为约1∶11至约1∶35。描述本方法的反应一般可表示如下起始物质CaFu＊一半中和 2H2Fu+Ca++2CaHFu 1∶2完全中和 H2Fu+Ca++CaFu 1∶1＊Fu＝富马酸根半中和的CaHFu的pH范围是约3.0-4.2。完全中和的CaFu的pH范围为约4.6-8。当该反应降温中止后，将富马酸钙干燥。可以采用任何已知的干燥方式进行干燥。这些干燥方式可以是但不限于喷雾干燥、滚筒干燥以及采用或不用真空的烘箱干燥。对干燥条件的要求是一方面能除掉水分，同时能保留基本是晶体的结构。当降温中止反应后，富马酸钙的浓度一般是占该混合物的约20%-50%(重量)范围，最好是30%至约45%。当所测试的富马酸钙准备以干物料叙述使用时，例如用于干饮料混合料中，则反应条件应当控制到使富马酸钙的大部分晶体颗粒粒度大于400筛目(37微米)。最好该富马酸钙中大约80-90%是大于约400筛目并且小于约60筛目(250微米)的颗粒。如果该富马酸钙的粒度小于约400筛目，则在加到水中时容易结快或漂浮起来。如果该富马酸钙不是晶体结构，则它们不能迅速溶解而易于结快。在干制食品中应用所得的该种富马酸钙就是一种良好的钙源。根据预计，可以使用有效量的富马酸钙，按照所制食品或体系的每次饮食量来提供USRDA(美国推荐的营养素日摄量标准)规定的约10-50%的钙。在一种不加甜剂的干饮料混合料中，这样的含量范围相当于约10-70%(重量)。在不加甜剂的明胶混合料中，为达到USRDA规定的约10-25%，相当于约6-17%(重量)。以下各实例仅供阐明之用，并非任何形式的限定。实例1按如下步骤制备部分中和的固体富马酸钙盐。将940g(12.7摩尔)氢氧化钙(Mississippi Lime出品，地址7 Alby Street，Alton，IL62002)在4000g水(222.2摩尔)中制成悬浮液。将1920g(16.55摩尔)富马酸(Monsanto Chemical Corp，出品，地址800 North Lindbergh，St，Louis，MO 63167)与4000g(222.2摩尔)水在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备速溶性富马酸钙方法，包括：ａ）制备富马酸和水的一种浆状液；ｂ）在高剪切条件下向该富马酸和水的浆状液中加入一种含钙的碱，并控制其反应条件，使反应温度不超过约１６０°Ｆ；ｃ）在达到该富马酸约有一半至完全中和时，降温中止该反应 ，使得钙对富马酸根的摩尔比率为约１∶２至约１∶１范围；ｄ）将该混合物干燥，制成具高百分率晶体结构的富马酸钙颗粒，其颗粒大小为绝大部分是在４００筛目以上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：富阿德沙基沙利布，菲利普理查德莫里阿尔，兰德尔彼得麦凯，苏珊玛丽维达尔，
申请(专利权)人：通用食品公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]