[发明专利]双乙酸钠的制备方法

说明书

本发明涉及食品添加剂，具体地是关于作为食品螯合剂、防腐及保鲜剂的双乙酸钠的制备方法。

双乙酸钠，结构式为CH₃COONaCH₃COOH·xH₂O，其中x≤1/2，分子量(无水)142.09，是乙酸钠和乙酸的分子复合物，可作为一种多价螯合剂、防腐剂、霉和链形菌抑制剂用于食品领域。1982年被美国FDA承认并通过GRAS资格，同年美国联邦政府按人类直接食用的食品添加剂的产品类别为其颁发了注册号，又于1986年的重新审核中再次被批准作为食品添加剂和饲料添加剂，证明了其使用功效和安全性，即对人体和动物生态环境没有破坏或副作用。由于双乙酸钠在生物体内最终代谢产物是水、钠和二氧化碳，所以1993年美国联邦政府发布法规撤除了双乙酸钠在食品、药品及化妆品中的容许限量，表明双乙酸钠对人体健康不会产生任何危害。双乙酸钠也在中国被获准作为食品添加剂使用，使用标准为GB2760～96，中国食品添加剂分类代码为17.013。

双乙酸钠主要是用作食品添加剂和饲料添加剂，可以起螯合及防腐保鲜的功效，双乙酸钠实际上是乙酸钠和乙酸的分子复合物，其抗菌(包括抗真菌、霉菌、细菌)作用来源于乙酸，其作用机理是由于乙酸分子与类脂化合物的相溶性，当乙酸透过细胞壁，不离解的乙酸比离子化的乙酸更能有效地渗透霉菌组织的细胞壁，在乙酸钠的缓冲作用下，干扰细胞间酶的相互作用，抑制细胞内蛋白质变性，从而起到抗菌、防腐、防霉和抑制链形菌的作用。目前主要使用的传统的食品防腐剂苯甲酸钠和山梨酸钾均在一定程度上存在限制和缺陷，所以用双乙酸钠取代其作为食品添加剂，在美国、日本、德国等经济技术发达国家已被广泛应用，在中国也可以说是势在必行。

双乙酸钠是乙酸与碳酸钠在一定条件下的合成产物，这已是本领域公知的，但关于双乙酸钠的制备方法和工艺路线在国内还仅停留在文献和探索阶段，没有完全形成生产规模，通常可以接受的制备方法是使乙酸(醋酸)和乙酐的混合物与碳酸钠发生中和反应，产物再经浓缩、结晶、干燥，即得到所需的双乙酸钠晶体，反应过程可表示如下：或写成总反应式：

上述合成反应中，反应物一接触即发生剧烈反应生成双乙酸钠结晶体而容易出现结块现象，通常在制备过程中为避免结块而影响反应收率和产品质量，先将乙酸和乙酐的混合物溶解于乙醇中，反应结束后再进行浓缩、结晶和干燥，浓缩除去乙醇的操作对最终产品的收率会产生一定的影响，而在耗用了大量乙醇的同时，浓缩过程中能源的消耗及工时成本均较高。

本发明的目的在于提出一种制备双乙酸钠的改进方法，该方法不使用乙醇，反应产物也不需浓缩而可直接进行干燥，减少中间操作环节，提高产品收率，同时节约能源和工时。

本发明提出的制备双乙酸钠的方法，使用上述公知技术提到的原料，通过乙酸与碳酸钠的合成反应实现，反应物通过高压喷雾的方法在高速搅拌下被同时喷入耐高压反应釜中，搅拌速度为100～210转/分钟，物料喷入及反应过程的温度控制40～50℃。

本发明方法可以使用乙酸和乙酐的混合物与碳酸钠反应完成来实现，也可以使用乙酸钠与乙酸的反应直接完成，由于反应的发生非常剧烈，反应产物双乙酸钠在反应过程中不断地产生并很快形成水合结晶体，极易产生结块，不利于反应的继续发生，所以保持高速搅拌使物料均匀分布，并同时控制反应速度是实现本发明的关键，通常搅拌速度应为100～210转/分钟，而原料的喷入速度则应视结晶体的生成速度而控制，原则上是让被喷入反应釜中的反应物料能充分均匀接触发生反应。

由于反应过程产生大量二氧化碳气体，使反应釜内压力增大，所以，在具体生产中最好能间歇地将生成的二氧化碳气体排出，即反应物料可分多次喷入反应釜，于两次喷料的间隙，缓慢排出反应过程中产生的二氧化碳气，同时也为了让已喷入反应釜中的物料能充分接触而反应完全。

根据本发明提出的方法，当选用乙酸、乙酐和碳酸钠为反应原料时，可将乙酸和乙酐先行混合，混合物的重量比最好为乙酸∶乙酐=1∶2.5～4，然后与碳酸钠通过二个喷嘴同时喷入反应釜，碳酸钠与所述乙酸和乙酐混合物的重量比为1∶1.8～3.5。当然，碳酸钠固体应事先粉碎成细粉末，反应过程中的搅拌速度100～150转/分钟。

由于乙酸与碳酸钠的反应首先生成有乙酸钠，所以本发明方法也可直接选用乙酸钠做原料，与乙酸进一步反应而得到所需的双乙酸钠产品，二者的重量比为乙酸∶乙酸钠=1∶1.2～1.5，反应中搅拌速度最好控制在180～210转/分钟。