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棕榈酸维生素C酯的合成与工业化设计

李梅  
【摘要】:棕榈酸维生素C酯作为抗氧化剂和营养强化剂广泛应用于油脂和食品工业,也用于化妆品中起美白嫩肤祛斑作用以及抗菌抑菌作用,已获联合国粮农组织和世界卫生组织(FAO/WHO)标准、美国食品与药品监督管理局(FDA)、我国国家标准等认可,是我国唯一获准可添加到婴幼儿食品中的抗氧化剂。论文采用棕榈酸和三氯化磷合成棕榈酰氯,进而以棕榈酰氯和维生素C合成了棕榈酸维生素C酯。经过对棕榈酰氯与棕榈酸维生素C酯两步合成路线的工艺优化,确定了最佳工艺条件:在棕榈酸和三氯化磷的配比为1:1.33~1.34(物质的量之比)、反应温度70℃、反应时间3~4h条件下,合成棕榈酰氯的产率可达97.0%;在棕榈酰氯与维生素C的配比为1:1.30(物质的量之比)、反应温度0℃,催化剂配比为1(相对于棕榈酰氯)、反应时间18h条件下,合成棕榈酸维生素C酯的产率可达92.4%。两步总收率可达89.2%。本文也研究了利用固体酸催化直接酯化法合成棕榈酸维生素C酯,在强酸性阳离子交换树脂、氨基磺酸、对甲苯磺酸、负载型固体酸催化剂中,以强酸性阳离子交换树脂效果最好。强酸性阳离子交换树脂合成棕榈酸维生素C酯最佳反应条件为:在棕榈酸和维生素C的配料比(物质的量之比)为1:1.2、催化剂强酸性阳离子交换树脂用量为7g/100g维生素C、反应温度80℃、反应时间16h,收率48.2%。催化剂在重复使用6次后,反应收率仍达到36.3%。采用酰氯法合成棕榈酸维生素C酯的工艺路线,进行了年产500吨棕榈酸维生素C酯的工业设计,设计了工艺流程,列出设备清单,进行了产污环节分析和污染治理设计,计算了生产物料平衡。根据物料衡算和成本核算,生产成本约11.3万元/吨,以市场价20万元/吨、年产500吨计,年销售10000万元,税后利润2445万元。


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