一种山梨酸钾水溶液合成方法

技术领域

本发明属于化工领域，具体涉及一种山梨酸钾水溶液的生产方法。

背景技术

山梨酸钾，英文名称：potassiumsorbate，别名：2,4-己二烯酸钾2,4-hexadienoicacid，分子式及分子量：C

山梨酸钾是食品防腐保鲜剂，它能有效地抑制霉菌、酵母菌和好氧性细菌的活性，还能防止肉毒杆菌、葡萄球菌、沙门氏菌等有害微生物的生长和繁殖，但对厌氧性芽孢菌与嗜酸乳杆菌等有益微生物几乎无效。其抑制发育的作用比杀菌作用更强，从而达到有效地延长食品的保存时间，并保持原有食品的风味，其防腐效果是同类产品苯甲酸钠的5～10倍。广泛应用于食品、医药、橡胶、造纸、动物饲料、化妆品、油漆、烟草、饮料等行业。

山梨酸钾是一种不饱和的脂肪酸盐，它可以被人体的代谢系统吸收而迅速分解为二氧化碳和水，在体内不残留，其毒性仅为食盐的1/2，苯甲酸钠的1/40。

山梨酸钾现有技术合成工艺：

山梨酸钾通常由山梨酸与氢氧化钾/碳酸钾反应，反应结束后，加入活性炭，搅拌，吸附除去溶液中的杂质，再通过高速离心喷雾的方式干燥，得到山梨酸钾成品：(1)碳酸钾：此方法所用原料碳酸钾为食品级，相对而言成本较高，反应过程中不断生成二氧化碳，易喷料；(2)氢氧化钾：(a)此工艺所得到的山梨酸钾成品质量均合格，但反应过程中温度过高，制得的成品山梨酸钾为颗粒或粉末状，易吸潮；(b)河野充宏等人发明的山梨酸或其盐的制备方法中引入氮气进行反应，该方法虽能使山梨酸钾水溶液的色值最高达到98％左右，但操作繁琐，体系为正压，易引起爆炸等潜在危险，不利于安全生产。

采用方法(1)的国内文献和专利如下：

[1]王国军.一种山梨酸钾制备工艺[P].CN1634844A,2005-07-06.

[2]季光耀.一种山梨酸钾的制备方法[P].CN104086407A,2014-10-08.

采用方法(2)的国内文献和专利如下：

[1]许卫东.一种膜化学反应器制造山梨酸钾的方法[P].CN102381959A,2012-03-21.

[2]吴桂岚.山梨酸钾的制备[J].应用化工,1990(6):18-18.

[3]许卫东.一种以粗山梨酸为原料合成山梨酸钾的生产工艺[P].CN106380391A,2017-02-08.

[4]冼志锋.山梨酸钾的合成及应用分析[J].企业科技与发展,2014(18):21-22.

[5]河野充宏.山梨酸或其盐的制备方法[P].CN1274713A,2000-11-29.

这些文献和专利均是利用酸碱中和进行反应，再经过一系列后处理得到颗粒或粉末状的山梨酸钾成品，都存在同样的几个问题就是：一是反应温度过高，安全系数低；二是将酸碱两种原料一次性投入到反应中，易造成反应过于剧烈，不利于反应安全；三是山梨酸钾成品为颗粒或粉末状，易吸潮，并且易被氧化分解变色。

目前，国内针对山梨酸钾作为防腐剂使用均采用固体添加，而面对市场对于运输便利和保质期更长的需求，生产山梨酸钾水溶液更为急迫。

发明内容

本发明目的在于通过负压中和以及添加抗氧剂来制备20％～50％的山梨酸钾水溶液，提高山梨酸钾的透光度，延长山梨酸钾的保质期，并且解决运输过程中易吸潮的问题。

本发明技术方案：

一种山梨酸钾水溶液合成方法，包括如下步骤：

(1)反应釜中加入水、抗氧剂和山梨酸铺底，开启搅拌、升温至40℃～55℃；

(2)然后开始滴加氢氧化钾，控制在0.5h～1h内滴加结束，过程中反应釜保持压力：-0.08MPa～-0.04MPa，pH值8.5～9.0；氢氧化钾溶液的投料量根据pH值(8.5＞pH值＜9.0)进行调节；

(4)接着保温20min～50min后再调节pH值在9.0～11.0之间，最终制得20％～50％的山梨酸钾水溶液。

进一步，步骤(1)中所述加入抗氧剂为丁基羟基茴香醚(BHA)、二丁基羟基甲苯(BHT)和没食子酸丙酯(PG)等其中的一种或两种。

进一步，步骤(1)和(2)中所述n(山梨酸)/n(氢氧化钾)/n(水)的摩尔比为＝1:1:0.1～30。

进一步，步骤(1)中所述m(抗氧剂):m(水+山梨酸+氢氧化钾)质量比＝0.1％～0.8％；

进一步，步骤(1)中，反应中利用恒速搅拌机进行搅拌，搅拌速率：100-500r/min。

进一步，步骤(1)中，氢氧化钾水溶液的质量分数30％～50％。

进一步，步骤(3)中，用30％～50％氢氧化钾水溶液调节反应中和液的pH值。

根据本发明所述的一种山梨酸钾水溶液合成方法，最终制得的山梨酸钾水溶液的透光度为96.4％～98.5％。

本发明提供的一种山梨酸钾水溶液的合成方法，包括如下步骤：

(1)反应釜中加入水、抗氧剂和山梨酸铺底，开启搅拌、升温至40℃～55℃；

(2)然后开始滴加氢氧化钾(30％～50％)，控制在0.5h～1h内滴加结束，过程中反应釜保持压力：-0.08MPa～-0.04MPa，pH值＜9.0；

(3)接着保温20min～50min后再调节pH值在9.0～11.0之间，最终制得20％～50％的山梨酸钾水溶液，透光度在96.4％～98.3％左右。

在本发明反应中和液的pH值：9.0～11.0，提高山梨酸钾水溶液的透光度；负压：-0.08MPa～-0.04MPa和抗氧剂的添加，降低山梨酸钾水溶液氧化变色的可能性，延长使用寿命。

本发明有益技术效果：

采用本发明(1)山梨酸钾水溶液的透光度能达到95％以上，96.4％～98.3％；(2)利用负压环境以及添加抗氧剂进行反应，降低山梨酸钾水溶液接触空气导致变色的可能性，延长其作为防腐剂的使用寿命。

具体实施方式

下面给出本发明所提供的一种山梨酸钾水溶液的合成方法的具体实施方式。

实施例1：一种山梨酸钾水溶液的合成方法：

反应釜中加入0.2％BHA、水和山梨酸铺底，开启搅拌、升温至45℃；然后开始滴加30％的氢氧化钾(n(山梨酸)：n(氢氧化钾)：n(水)＝1:1:25)，控制在0.5h～1h内滴加结束，过程中反应釜保持压力：-0.07MPa，pH值＜9.0，接着保温30min后再调节pH值在9.0～11.0之间，最终制得20％的山梨酸钾水溶液，透光度为96.4％，放置6个月后，发现其透光度为92.3％。

实施例2：一种山梨酸钾水溶液的合成方法：

反应釜中加入0.2％BHT、水和山梨酸铺底，开启搅拌、升温至45℃；然后开始滴加45％的氢氧化钾(n(山梨酸)：n(氢氧化钾)：n(水)＝1:1:28)，控制在0.5h～1h内滴加结束，过程中反应釜保持压力：-0.07MPa，pH值＜9.0，接着保温30min后再调节pH值在9.0～11.0之间，最终制得20％的山梨酸钾水溶液，透光度为97.6％，放置6个月后，发现其透光度为93.4％。

实施例3：一种山梨酸钾水溶液的合成方法：

反应釜中加入0.2％PG、水和山梨酸铺底，开启搅拌、升温至45℃；然后开始滴加45％的氢氧化钾(n(山梨酸)：n(氢氧化钾)：n(水)＝1:1:28)，控制在0.5h～1h内滴加结束，过程中反应釜保持压力：-0.07MPa，pH值＜9.0，接着保温30min后再调节pH值在9.0～11.0之间，最终制得20％的山梨酸钾水溶液，透光度为96.7％，放置6个月后，发现其透光度为92.7％。

实施例4：一种山梨酸钾水溶液的合成方法：

反应釜中加入0.4％BHT、水和山梨酸铺底，开启搅拌、升温至45℃；然后开始滴加45％的氢氧化钾(n(山梨酸)：n(氢氧化钾)：n(水)＝1:1:28)，控制在0.5h～1h内滴加结束，过程中反应釜保持压力：-0.07MPa，pH值＜9.0，接着保温30min后再调节pH值在9.0～11.0之间，最终制得20％的山梨酸钾水溶液，透光度为97.5％，放置6个月后，发现其透光度为93.9％。

实施例5：一种山梨酸钾水溶液的合成方法：

反应釜中加入0.4％BHT、水和山梨酸铺底，开启搅拌、升温至45℃；然后开始滴加45％的氢氧化钾(n(山梨酸)：n(氢氧化钾)：n(水)＝1:1:28)，控制在0.5h～1h内滴加结束，过程中反应釜保持压力：-0.05MPa，pH值＜9.0，接着保温30min后再调节pH值在9.0～11.0之间，最终制得20％的山梨酸钾水溶液透光度为97.3％，放置6个月后，发现其透光度为93.2％。

实施例6：一种山梨酸钾水溶液的合成方法：

反应釜中加入0.4％BHT、水和山梨酸铺底，开启搅拌、升温至45℃；然后开始滴加45％的氢氧化钾(n(山梨酸)：n(氢氧化钾)：n(水)＝1:1:4)，控制在0.5h～1h内滴加结束，过程中反应釜保持压力：-0.06MPa，pH值＜9.0，接着保温30min后再调节pH值在9.0～11.0之间，最终制得40％的山梨酸钾水溶液，透光度为97.4％，放置6个月后，发现其透光度为93.1％。

实施例7：一种山梨酸钾水溶液的合成方法：

反应釜中加入0.6％BHT、水和山梨酸铺底，开启搅拌、升温至45℃；然后开始滴加45％的氢氧化钾(n(山梨酸)：n(氢氧化钾)：n(水)＝1:1:4)，控制在0.5h～1h内滴加结束，过程中反应釜保持压力：-0.06MPa，pH值＜9.0，接着保温30min后再调节pH值在9.0～11.0之间，最终制得40％的山梨酸钾水溶液，透光度为98.1％，放置6个月后，发现其透光度为94.1％。

实施例8：一种山梨酸钾水溶液的合成方法：

反应釜中加入0.6％BHT、水和山梨酸铺底，开启搅拌、升温至50℃；然后开始滴加45％的氢氧化钾(n(山梨酸)：n(氢氧化钾)：n(水)＝1:1:4)，控制在0.5h～1h内滴加结束，过程中反应釜保持压力：-0.06MPa，pH值＜9.0，接着保温30min后再调节pH值在9.0～11.0之间，最终制得40％的山梨酸钾水溶液，透光度为97.9％，放置6个月后，发现其透光度为93.7％。

实施例9：一种山梨酸钾水溶液的合成方法：

反应釜中加入0.4％BHT、水和山梨酸铺底，开启搅拌、升温至45℃；然后开始滴加45％的氢氧化钾(n(山梨酸)：n(氢氧化钾)：n(水)＝1:1:4)，控制在0.5h～1h内滴加结束，过程中反应釜保持压力：-0.08MPa，pH值＜9.0，接着保温30min后再调节pH值在9.0～11.0之间，最终制得40％的山梨酸钾水溶液，透光度为98.0％，放置6个月后，发现其透光度为94.0％。

实施例10：一种山梨酸钾水溶液的合成方法：

反应釜中加入BHT和BHA(抗氧剂总量为0.4％，BHT：BHA＝1:1～3)、水和山梨酸铺底，开启搅拌、升温至45℃；然后开始滴加45％的氢氧化钾(n(山梨酸)：n(氢氧化钾)：n(水)＝1:1:4)，控制在0.5h～1h内滴加结束，过程中反应釜保持压力：-0.08MPa，pH值＜9.0，接着保温30min后再调节pH值在9.0～11.0之间，最终制得40％的山梨酸钾水溶液，透光度为98.5％，放置6个月后，发现其透光度为94.4％。

本发明所提供的合成方法针对反应温度过高、酸碱同时加入反应剧烈以及山梨酸钾成品为颗粒或粉末状，易吸潮，并且易被氧化分解变色这些问题，研制出一种山梨酸铺底，反应温度适中以及利用负压环境和添加抗氧剂来进行反应，从而降低山梨酸钾水溶液接触空气导致变色的可能性，提高最终产品的透光度。