專利名稱：一步法生產蔗糖脂肪酸酯及其用途的制作方法
技術領域：
本發明涉及以蔗糖為原料生產脂肪酸酯的方法及其脂肪酸酯的新用途。
背景技術：
蔗糖脂肪酸酯(簡稱蔗糖酯)，英文縮寫SE，它是由蔗糖與羧酸反應生成的一大類有機化合物，屬多元醇型非離子表面活性劑，它無毒、無臭、無刺激、具有易生物降解及良好的表面活性性能而被廣泛地應用于食品、醫藥、化工、化妝品、洗滌劑、紡織及農牧漁業等行業，目前已被世界各國作為食品添加劑和醫藥輔助料。近年來針對我國南方制糖工業的發展，有的技術人員了解到，制糖行業中有許多蒸煮過程產生泡沫的工序，造成冒鍋浪費現象，而加入蔗糖脂肪酸酯后可以起到消泡作用，因此一些糖廠也使用了蔗糖脂肪酸酯作為消泡劑。
據文獻報道，傳統生產蔗糖酯主有酰氯酯化法、酯交換法、直接脫水法和微生物法，所謂酰氯酯化法又稱均相法，它是將蔗糖與脂肪酸低碳醇酯溶于N.N-二甲基甲酰胺共溶劑中，在催化劑下進行均相酯交換反應。酯交換法一般用丙二醇法，它是將蔗糖溶于丙二醇溶劑中，在脂肪酸皂分散劑及催化劑存在下，蔗糖與脂肪酸低碳醇酯發生酯交換反應。另外還有水溶劑法，它是將蔗糖、脂肪酸皂和水成為均一的蔗糖-肥皂溶液，然后提高溫度，同時加入催化劑和部分或全部脂肪酸酯。
中國專利(申請號)97198042《多元醇多酯的合成》介紹了適用作不易消化的脂肪替代物的多元醇多酯通過易去除的醇的脂肪酸酯和多元醇的改進的多相酯交換方法制備，其中多元醇的粒度降至低于100微米，當多元醇的酯化度在約15％和不大于75％之間時，除去基本上所有未反應的多元醇。在初始反應步驟中，反應條件調至保持足夠用作乳化劑的低級部分脂肪酸含量。初始的催化劑含量為約0.001至約0.5mol催化劑/mol多元醇。
另一份中國專利(申請號)99113469《均相無溶劑法生產蔗糖酯》是一種以蔗糖和脂肪酸酯作為反應物，與脂肪酸皂體混合后再加入生物表面活性劑進行均相無溶劑法合成蔗糖酯的生產方法。其中生物表面活性劑是鼠李糖脂或改性的鼠李糖脂、槐糖脂或改性的槐糖脂以及不同配比鼠李糖脂或改性的鼠李糖脂與槐糖脂或改性的槐糖脂的混合物，反應壓力為10-30mmHg，反應溫度為110-145℃，反應時間為1-4小時，反應得率為55-60％。
中國專利申請號(87102371)《蔗糖脂肪酸酯的生產方法》的技術方案是采用甲酯化及在無水碳酸鉀進行合成反應，其技術特征是經中和、分離、蒸發和兩步提純得到蔗糖酯產品。
上述所見，目前生產蔗糖脂肪酸酯由于采用N.N-二甲基甲酰胺、丙二醇、多元醇等極性溶劑，得到的產品中由于分離不完全而含有部分這些極性溶劑，所以，糖廠在加入蔗糖脂肪酸酯時，極性溶劑就會影響到消泡效果，使得蔗糖脂肪酸酯一般只能在投放的工作流程中發揮效用，無法延續到下個流程；而且采用N.N-二甲基甲酰胺、丙二醇等極性溶劑做原料時，原料間反應都借助于溶劑進行，溶劑對產品在運用中都存在一定的不良影響；產品也呈液態，給運輸和使用帶不便；生產工藝較復雜。生產過程借助于溶劑，作用單一、低效，應用范圍狹小。
技術內容為了克服已有技術的不足之處，本發明人經過探索和研究，對現有的蔗糖脂肪酸酯生產進行了改進，找到了不需要N.N-二甲基甲酰胺、丙二醇、多元醇等極性溶劑作為反應原料、生產工藝簡單、成本低、對蔗糖生產中的消泡過程容易控制的蔗糖脂肪酸酯的生產方法。
本發明的一步法生產蔗糖脂肪酸酯的方法是將蔗糖、植物油、催化劑，按6∶3∶1的質量比例投入反應釜中，攪拌，溫度控制在50-200℃之間，直接進行固液反應5-24小時，即可出料，包裝，得到蔗糖脂肪酸酯固體產品。
以上所述的蔗糖可以是甘蔗糖、或者是甜菜糖；以上所述的植物油為大豆油、椰子油、棕櫚油、菜籽油、花生油中的其中一種，或者這些植物油的混合物；以上所述的催化劑是氫氧化鈉、硫酸氫鈉、甲醇鈉、碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉當中的其中一種，或者它們的混合物。
本發明蔗糖脂肪酸酯的新用途是在制糖工業、造紙工業和污水處理上的應用。
在制糖工業上的應用與目前糖廠所使用蔗糖脂肪酸酯作為煮糖過程消泡添加劑加入的方法相同，用量按現有加入量。
在造紙工業上的應用是在洗漿后或抄紙前在紙漿中加入0.5-1％的蔗糖脂肪酸酯，可以避免紙漿中出現泡沫，影響抄紙，保證紙張的質量。
在污水處理上的應用是在含有大量泡沫的工業或生活污水中根據污水中泡沫的量加入定量的蔗糖脂肪酸酯，即可消除泡沫，具體用量是先取少量污水，在實驗室中用燒杯試驗確定后，再按放大量加到污水池中。采用蔗糖脂肪酸酯作為消泡劑的好處是無毒，無二次污染，用量少，效果好，成本低。
與傳統生產蔗糖脂肪酸酯的方法比較，本發明的突出的實質性特點和顯著的進步是1、選用可食用的植物油為原料，不需要N.N-二甲基甲酰胺、丙二醇等有毒的極性溶劑作為反應原料、保證了食品工業的衛生安全；2、生產工藝簡單、成本低。
3、得到的產品為固體，改變產品存在狀態，方便運輸和使用。
4、作為消泡劑使用，可以加快消泡速度，延長抑泡時間，提高效率，大大降低使用成本，可減少原材料的浪費。
5、對蔗糖生產中的消泡過程容易控制的蔗糖脂肪酸酯的生產方法。
6、可以應用在制糖工業、造紙工業和污水處理上，無毒，無二次污染，用量少，效果好，成本低，達到降低成本，治理環境的目的。
具體實施例方式
實施例1，在反應釜中，加入60kg植物油(大豆油、椰子油、棕櫚油、菜籽油、花生油＝2∶3∶3∶4∶5)，30kg蔗糖(白沙糖、赤沙糖＝4∶3)，10kg催化劑，(在氫氧化鈉、硫酸氫鈉、甲醇鈉、碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉中任選一種)，保持恒溫80℃左右，不斷攪拌，12小時后出料，包裝，得到蔗糖脂肪酸酯固體產品。
實施例2，將70kg植物油(大豆油、椰子油、棕櫚油、菜籽油、花生油＝3∶2∶3∶5∶3)，35kg蔗糖(白沙糖、赤沙糖＝1∶1)，9kg催化劑(在氫氧化鈉、硫酸氫鈉、甲醇鈉、碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉中任選一種，或者以上幾種物質每種1.5公斤的混合物)，投入反應釜中，保持恒溫130℃左右，不斷攪拌，8小時后出料，包裝，得到蔗糖脂肪酸酯固體產品。
實施例3，在反應釜中，加入100kg植物油(大豆油、椰子油、棕櫚油、菜籽油、花生油＝2∶3∶5∶4∶4)，30kg蔗糖(白沙糖、甜菜糖＝2∶1)，16kg催化劑，(在氫氧化鈉、硫酸氫鈉、甲醇鈉、碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉中任選一種)，保持恒溫180℃左右，不斷攪拌，5小時后出料，包裝，得到蔗糖脂肪酸酯固體產品。
應用實例1本發明的一步法生產蔗糖脂肪酸酯，運用在制糖行業效果明顯，自93/94年榨季以來，已有50多家區內外糖廠使用證明，該產品用量少，僅為一般產品1/4，成本降低近4/5，使用方便，消泡迅速，抑泡時間比同類產品長1倍左右，可跨流程發揮效用。該產品還能降低糖膏的粘度，降低糖蜜與晶體間界面張力，增加糖膏流動度，縮短煮糖時間。單項糖廠每榨噸甘蔗凈增收入萬元。
應用實例2廣西某紙業公司以馬尾松為原料生產漂白硫酸鹽木漿，年產量10萬噸，污水排放量每天約為25000立方米，在處理過程中經常因泡沫多而影響系統的正常運轉和外排廢水的感官，原選用硅油型消泡劑消泡，但用量大，消泡也不夠穩定，使企業難以承受，自2000年7月起試用本發明的蔗糖脂肪酸酯，到目前已運行13個月，消泡效果比用硅油型消泡劑要好，而經濟指標平均下降70％左右，污水排放合格率為95％以上，(原來使用硅油型消泡劑時只有85％)，目前全國已有幾十家造紙廠開始與本申請人協商試用本發明的蔗糖脂肪酸酯，因而，將該發明產品應用于造紙行業和廢水凈化治污中，必將使我國的造紙污水處理水平有所提高。
權利要求
1.一種生產脂肪酸酯的方法，其特征在于將蔗糖、植物油、催化劑，按6∶3∶1的質量比例投入反應釜中，攪拌，溫度控制在50-200℃之間，直接進行固液反應5-24小時，得到蔗糖脂肪酸酯固體產品。以上所述的蔗糖可以是甘蔗糖、或者是甜菜糖；以上所述的植物油為大豆油、椰子油、棕櫚油、菜籽油、花生油中的其中一種，或者這些植物油的混合物；以上所述的催化劑是氫氧化鈉、硫酸氫鈉、甲醇鈉、碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉當中的其中一種，或者它們的混合物。
2.一種如權利要求1所述的脂肪酸酯的方法得到的脂肪酸酯的用途是在制糖工業、造紙工業和污水處理上的應用。
3.根據權利要求1所述的脂肪酸酯的應用，其特征在于制糖工業上的應用與目前糖廠所使用蔗糖脂肪酸酯作為煮糖過程消泡添加劑加入，用量按現有加入量。
4.根據權利要求1所述的脂肪酸酯的應用，其特征在于在造紙工業上的應用是在洗漿后或抄紙前在紙漿中加入0.5-1％的蔗糖脂肪酸酯。
5.根據權利要求1所述的脂肪酸酯的應用，其特征在于在污水處理上的應用是在含有大量泡沫的工業或生活污水中根據污水中泡沫的量加入定量的蔗糖脂肪酸酯，具體用量是先取少量污水，在實驗室中用燒杯試驗確定后，再按放大量加到污水池中。
全文摘要
本發明是一種以蔗糖為原料一步法生產蔗糖脂肪酸酯的方法,它是將蔗糖、植物油、催化劑投入反應釜中,攪拌,直接進行固液反應,即可出料,包裝,得到蔗糖脂肪酸酯固體產品,其生產過程不需要N,N－二甲基甲酰胺、丙二醇、多元醇等極性溶劑作為反應原料、生產工藝簡單、成本低、對蔗糖生產中的消泡過程容易控制,除了能應用于制糖工業上的煮糖過程作為消泡添加劑加入外,也可作為造紙行業和廢水凈化治污的消泡劑。
文檔編號C11C3/00GK1389450SQ0213876
公開日2003年1月8日 申請日期2002年7月4日 優先權日2002年7月4日
發明者廖琳芳 申請人:南寧市火炬新產品開發有限責任公司