基于乳化剂替代有机溶剂的辛烯基琥珀酸-阿拉伯胶酯的制备及工厂设计

发布时间：2020-04-12 07:40

【摘要】：针对来源于Acacia seyal树种阿拉伯胶乳化性能不稳定的现象,本论文以该树种的原始阿拉伯胶块为原料,以辛烯基琥珀酸酐为改良剂,采用乳化剂替代有机溶剂对改良剂进行预处理,将阿拉伯胶的提取、纯化、酯化一步完成,最终合成辛烯基琥珀酸-阿拉伯胶酯,并对其结构进行研究,同时与市场上的同类产品进行性质的比较,最后进行了年产200 t辛烯基琥珀酸-阿拉伯胶酯的工厂设计。(1)通过单因素和响应面实验对辛烯基琥珀酸-阿拉伯胶酯的合成工艺进行研究,结果表明:辛烯基琥珀酸酐的添加量为3%(以原始阿拉伯胶块的干重计),原始阿拉伯胶的质量分数40%,反应pH值8.5,反应时间1.56 h,反应温度为23°C,得到产物中辛烯基琥珀酸的接入量为1.97%。(2)对合成的辛烯基琥珀酸-阿拉伯胶酯进行结构表征。红外光谱分析发现辛烯基琥珀酸酐以酯键成功接入到阿拉伯胶分子中,核磁共振氢谱对其结构进一步解析发现,辛烯基琥珀酸酐连接在半乳糖上;绝对分子量表征系统表明酯化改性会造成阿拉伯胶分子量的增加;X-射线衍射表明酯化改性不会改变阿拉伯胶的晶型结构;通过环境扫描电镜和原子力显微镜对改性后的阿拉伯胶进行微观结构分析,可以看出改性后的阿拉伯胶分子表面光滑、分散性较好。(3)对酯化改性前后阿拉伯胶的性质进行研究,结果表明:酯化改性后阿拉伯胶的热稳定性及溶解度均稍有所降低,其流变学行为无显著变化,但表观粘度和乳状液的稳定性得到显著提高。将自制的辛烯基琥珀酸-阿拉伯胶酯与市场上的同类产品性质进行比较,热稳定性并没有显著性差异,自制产品的溶解度虽然低于市场上的同类产品,但也达到了92%,两种产品乳化性能均较好,且无显著性差异。(4)对年产200 t的辛烯基琥珀酸-阿拉伯胶酯进行工厂设计,确定了生产方案,每年需要原始阿拉伯胶241.71 t,辛烯基琥珀酸酐6.53 t,对经济效益进行分析,得到年销售总额为900万元,净利润为184.78万元,年利润率为20.53%。
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ225.24;F426.82

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本文编号：2624458