CN114989009B - 一种抗结dl-苹果酸的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗结DL‑苹果酸的制备方法，包括：将纯净的苹果酸溶液依次进行浓缩、冷却结晶和离心，得到潮品苹果酸；浓缩的终点为60‑80%浓度，冷却结晶是在搅拌速率为100‑200rpm的搅拌下进行，冷却结晶的降温速度为1‑2℃/h、降温时间为0.45‑1.5h、终点温度为30‑45℃；将所得的潮品苹果酸干燥后，和食品级复合抗结剂共同粉碎、混合均匀，食品级复合抗结剂为微晶纤维素、硅酸钙、滑石粉、聚甘油脂肪酸酯、乳酸钙、磷酸三钙、可溶性大豆多糖或二氧化硅中的任意两种或多种的混合物；即得到抗结DL‑苹果酸。本发明技术有效解决了常规DL‑苹果酸易吸湿、结块的问题，提高了其生产的自动化程度，有助于改善DL‑苹果酸在运输、长期储存、使用过程中的防热、防潮性能。
Description
技术领域
本发明属于苹果酸生产加工领域，具体地，涉及一种抗结DL-苹果酸的制备方法。
背景技术
苹果酸是一种非常重要的有机酸，广泛应用于化工、食品及医药工业等领域。苹果酸有三种存在形式，分别为L-苹果酸、D-苹果酸以及外消旋混合物DL-苹果酸。其中DL-苹果酸具有酸度大、味道柔和、滞留时间长等特点，可作为食品添加剂、保鲜剂、调味剂用于食品制造业、日用化品行业。
DL-苹果酸吸湿性强，暴露在湿空气中极易于吸湿潮解。在生产方面，这一特点为生产包装带来了极大的困难，加大了破碎、包装岗位的工作量。首先，产品通过离心机下料，在输送进入流化床的过程中，产生大量粘连、结块，需要人工定时清除，且登高清除存在人员安全隐患。其次，通过流化床被筛出的结块物料较多，需要人工搬至破碎机进行破碎。最后，产品自动下料时会粘管道，无法实现自动称重，大大增加了包装工作量。在运输、储存方面，DL-苹果酸在遇到气温降低时会凝结成块、高温天气会遇热吸潮融化产生结块现象。这些情况都会导致DL-苹果酸无法正常使用，对企业造成不小的经济损失。
针对DL-苹果酸吸湿结块问题，目前各企业多是通过尽可能控制产品的水分含量和包装、储存环境的湿度来避免结块。但是该技术途径无法改变产品的吸湿性，因此抗结效果不佳。
因此，发明一种抗结DL-苹果酸的制备方法具有重要的实践意义。
发明内容
针对背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种抗结DL-苹果酸的制备方法，以有效解决常规DL-苹果酸易吸湿、结块的问题，提高生产的自动化程度，同时改善DL-苹果酸在运输、长期储存、使用过程中的防热、防潮性能。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种抗结DL-苹果酸的制备方法，包括：将纯净的苹果酸溶液依次进行浓缩、冷却结晶和离心，得到潮品苹果酸；将所得的潮品苹果酸干燥后，和少量食品级复合抗结剂共同粉碎、混合均匀，即得到抗结DL-苹果酸。
本发明的方法中，苹果酸结晶的速率会随着溶液过饱和度的增大而加快，但苹果酸溶液浓度过高则会导致黏度过大，反而会限制溶质的传递，故本发明优选的方法中，所述的纯净的苹果酸溶液的浓缩的终点为60-80%浓度，更优选65-75%浓度。
本发明优选的方法中，所述的冷却结晶是在搅拌下进行，搅拌可以使固液充分混合，但搅拌速率需要控制在合适的范围内才能够获得最佳结晶效果。搅拌速率过慢时溶液得不到充分混合，剧烈搅拌会使晶粒断裂形成较多细小晶核。本发明更优选的方法中，所述的冷却结晶是在搅拌下进行，且搅拌速率控制在100-200rpm，更优选150rpm。
本发明所述的方法中，所述的冷却结晶的降温速度和降温时间会影响结晶的收率和粒度；终点温度的变化影响结晶温度及溶液的过饱和，终点温度越低产品收率越高，形成二次成核越多，粒度越小。经过实验筛选，本发明优选的方法中，所述的冷却结晶的降温速度为1-2℃/h、降温时间为0.45-1.5h、终点温度为30-45℃，更优选冷却结晶的降温速度为1-1.5℃/h、降温时间为0.45-1h、终点温度为35-40℃。
本发明优选的方法中，所述的食品级复合抗结剂为微晶纤维素、硅酸钙、滑石粉、聚甘油脂肪酸酯、乳酸钙、磷酸三钙、可溶性大豆多糖、二氧化硅等中的任意两种或多种的混合物；更优选微晶纤维素、硅酸钙、磷酸三钙或滑石粉中的任意两种或两种以上的混合物。所述的复合抗结剂在苹果酸中的添加量需符合现行的食品或饮料添加剂的相应规范或标准。
本发明优选的方法中，所述的纯净的苹果酸溶液通过以下方法获得：
（1）将顺/反丁烯二酸酐置于高温高压的反应釜中进行水合反应；
（2）将（1）所得反应物料经冷却离心去除反丁烯二酸；
（3）将（2）去除反丁烯二酸的苹果酸溶液经多次洗脱除去部分杂质。
本发明优选的方法中，将得到的抗结DL-苹果酸再进一步分级过筛、包装和检验。
本发明进一步优选的方案中，所述的包装使用的包材中，采用低密度聚乙烯袋（PE）做内包材热封、牛皮凝膜袋（牛皮纸/PE）做外袋密封。
本发明的有益效果主要体现在以下几方面：
（1）本发明提供的工艺方法改善了产品的吸湿性，在生产环节避免了产品粘连、结块，提高了其生产、包装的自动化程度，有助于减少劳动力，快速提高工作效率，节省经济成本。
（2）本发明所得的抗结DL-苹果酸有效解决了常规DL-苹果酸易吸湿、结块的问题，提高了运输、储存过程中的防热、防潮性能，也为后期产品使用增加了便捷性。
附图说明
图1为本发明实施例1-3的抗结DL-苹果酸的生产工艺流程图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，不能理解为对本发明专利范围的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。
实施例1
一种抗结DL-苹果酸的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：
（1）将顺/反丁烯二酸酐置于高温高压的反应釜中进行水合反应；
（2）产生反应物料经冷却离心去除反丁烯二酸；
（3）苹果酸溶液经多次洗脱除去部分杂质；
（4）纯净的苹果酸溶液依次进行浓缩、冷却结晶、离心得到潮品苹果酸（浓缩工段的终点为65%浓度，冷却结晶的搅拌速率为150rpm、降温速度为1℃/h、降温时间为1h、终点温度为40℃）；
（5）将经热风干燥后的苹果酸和少量食品级复合抗结剂置于混料机中粉碎、混合均匀（少量食品级复合抗结剂为微晶纤维素、硅酸钙）；
（6）再经过分级过筛、包装检验得到成品抗结DL-苹果酸（包材采用低密度聚乙烯袋（PE）做内包材热封、牛皮凝膜袋（牛皮纸/PE）做外袋密封）。
实施例2
一种抗结DL-苹果酸的制备方法，包括以下步骤：
（1）将顺/反丁烯二酸酐置于高温高压的反应釜中进行水合反应；
（2）产生反应物料经冷却离心去除反丁烯二酸；
（3）苹果酸溶液经多次洗脱除去部分杂质；
（4）纯净的苹果酸溶液依次进行浓缩、冷却结晶、离心得到潮品苹果酸（浓缩工段的终点为75%浓度，冷却结晶的搅拌速率为150rpm、降温速度为1℃/h、降温时间为0.45h、终点温度为35℃）；
（5）将经热风干燥后的苹果酸和少量食品级复合抗结剂置于混料机中粉碎、混合均匀（少量食品级复合抗结剂为微晶纤维素、磷酸三钙）；
（6）再经过分级过筛、包装检验得到成品抗结DL-苹果酸（包材采用低密度聚乙烯袋（PE）做内包材热封、牛皮凝膜袋（牛皮纸/PE）做外袋密封）。
实施例3
一种抗结DL-苹果酸的制备方法，包括以下步骤：
（1）将顺/反丁烯二酸酐置于高温高压的反应釜中进行水合反应；
（2）产生反应物料经冷却离心去除反丁烯二酸；
（3）苹果酸溶液经多次洗脱除去部分杂质；
（4）纯净的苹果酸溶液依次进行浓缩、冷却结晶、离心得到潮品苹果酸（浓缩工段的终点为70%浓度，冷却结晶的搅拌速率为150rpm、降温速度为1.5℃/h、降温时间为1h、终点温度为40℃）；
（5）将经热风干燥后的苹果酸和少量食品级复合抗结剂置于混料机中粉碎、混合均匀（少量食品级复合抗结剂为微晶纤维素、硅酸钙、滑石粉、磷酸三钙）；
（6）再经过分级过筛、包装检验得到成品抗结DL-苹果酸（包材采用低密度聚乙烯袋（PE）做内包材热封、牛皮凝膜袋（牛皮纸/PE）做外袋密封）。
实验例1
对上述实施例1-3加入食品级复合抗结剂的DL-苹果酸产品进行特定条件下的吸湿率观察试验，同时设置空白对照组。其中空白对照组的DL-苹果酸产品中食品级复合抗结剂添加量为0，空白对照组样品处理工艺还包括：浓缩的终点为85%浓度，搅拌速率为90rpm，降温速度为0.5℃/h、降温时间为2h、终点温度为50℃。实验结果如表1。
表1 各实施例在35℃、RH75-80%条件下的吸湿率变化
。
由表1可见，按照本发明实施例1-3所述的方法制备的DL-苹果酸，其吸湿率在保存6h至64天的期间始终明显低于空白对照组。说明本发明方法制备的DL-苹果酸在加入复合拮抗剂以及控制浓缩和冷却结晶工段各工艺参数的综合作用下，获得了理想的抗结效果。
实验例2
针对工艺中浓缩工段、冷却结晶工段的参数研究，主要以收率和成品目数（20-60为产品较佳目数，产品在该目数下不易吸湿凝结）作为评定指标，具体试验结果如表2。
表2 重点参数对DL-苹果酸收率和目数占比的影响
。
结论：试验发现浓缩终点的浓度越高收率也越高，60-80%浓度作为浓缩终点时的目数分布也较理想；搅拌可以使固液充分混合，但搅拌速率过慢时溶液得不到充分混合，剧烈搅拌会使晶粒断裂形成较多细小晶核，故300rpm时20-60目占比减少；降温速度和降温时间会影响结晶的收率和粒度；终点温度的变化影响结晶温度及溶液的过饱和，终点温度越低产品收率越高，形成二次成核越多，粒度越小。综合分析收率和目数占比，浓缩工段的终点为60-80%浓度、冷却结晶的搅拌速率为100-200rpm、降温速度为1-2℃/h、降温时间为0.45-1.5h、终点温度为30-45℃。
实验例3
考虑到食品级抗结剂种类繁多、应用方向各异等特点，本申请还主要针对饮料类食品抗结剂对DL-苹果酸吸湿率变化进行研究，按照一定比例将各抗结剂与DL-苹果酸混合均匀后，放置在温度为35℃，湿度为65-70%的培养箱中，每过一定时间取出称重计算吸湿率，与空白样进行对比，以吸湿率和结块情况为指标，从而快速、有效地选出对DL-苹果酸抗结效果较佳的抗结剂，所用DL-苹果酸均为我司同一生产批次，试验结果见表3。
表3 不同抗结剂在35℃、RH65-70%对DL-苹果酸吸湿率的影响
。
实验发现：对降低饮料类DL-苹果酸吸湿率效果较佳的食品抗结剂为二氧化硅＞微晶纤维素＞聚甘油脂肪酸酯＞硅酸钙，复配食品抗结剂对DL-苹果酸吸湿率的影响明显优于单一食品抗结剂。
Claims (4)
1.一种抗结DL-苹果酸的制备方法，包括：将纯净的苹果酸溶液依次进行浓缩、冷却结晶和离心，得到潮品苹果酸；所述的浓缩的终点为70%浓度，所述的冷却结晶是在搅拌速率为150rpm的搅拌下进行，所述的冷却结晶的降温速度为1.5℃/h、降温时间为1h、终点温度为40℃；将所得的潮品苹果酸干燥后，和食品级复合抗结剂共同粉碎、混合均匀，所述的食品级复合抗结剂为微晶纤维素、硅酸钙、滑石粉、和磷酸三钙，即得到抗结DL-苹果酸。
2.权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的纯净的苹果酸溶液通过以下方法获得：
（1）将顺/反丁烯二酸酐置于高温高压的反应釜中进行水合反应；
（2）将（1）所得反应物料经冷却离心去除反丁烯二酸；
（3）将（2）去除反丁烯二酸的苹果酸溶液经多次洗脱除去部分杂质。
3.权利要求1所述的制备方法，其特征在于：将得到的抗结DL-苹果酸再进一步分级过筛、包装和检验。
4.权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述的包装使用的包材中，采用低密度聚乙烯袋做内包材热封、牛皮凝膜袋做外袋密封。
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