моноацетонірованію піддаються ті форми L-сорбози, які мають гідроксильну групу, розташовану поруч з полуацетальним гідроксилом при Са-атомі по тій же стороні циклу. Слід підкреслити, що механізм ацетонірованія визначається також і каталізаторами ацетонірованія. В якості каталізаторів можуть бути використані: сірчана кислота, олеум, хлорид цинку, сульфоновиє кислоти, іонообмінні смоли (сульфокатіоніти в Н + -форме).
Реакцію ацетоніровання спрощено можна представити наступною схемою [7]:
Відповідно до цієї схеми реакція ацетонірованія L-сорбози є оборотною, і напрямок її залежить від різних умов. Встановлено вплив наступних факторів [5, 7].
Температура. При зменшенні температури рівновага між ДАС та іншими ацетонове похідними зміщується в бік утворення ДАС. Тому реакція ацетонірованія повинна проводитися при мінімально допустимій температурі (12-14 ° С) з наступним охолодженням до 10 - 20 ° С для зміщення рівноваги в бік утворення ДАС.
Присутність води. ДАС в присутності води і кислоти легко гідролізується. Вода може утворитися також при реакціях «ущільнення» ацетону. Тому вміст води в реагентах має бути мінімальним (в L-сорбозу не більше 0,1%, ацетоні - 0,1-0,2%. Для зв'язування води застосовують 20% -ний олеум, використовуваний як каталізатора. Виходячи з цих міркувань , принадною представляється ідея видалення води або її хімічного зв'язування.
рН середовища. У присутності кислоти, а також в лужному середовищі протікає побічна реакція освіти окису мезітіла з ацетону:
Тому важливо стежити за рН маси після нейтралізації, не допускаючи високою лужності.
Зміст олеуму. Має важливе значення, так як надлишок його прискорює процес конденсації ацетону, а зменшення його кількості прискорює гідроліз ДАС незв'язаної частиною води.
Порядок змішання реагентів при нейтралізації ДАС: пряма або зворотна нейтралізація. Показано, що при зворотній нейтралізації ацетонового розчину ДАС вихід її збільшується [5].
Температура нейтралізації та інтенсивність перемішування реакційної маси. При зниженні температури нейтралізації від + 5 ° С до 0 ° С вихід ДАС підвищується; при збільшенні інтенсивності перемішування в ацетонаторах вихід ДАС теж зростає, причому значно. Всі перераховані фактори враховуються в технологічному процесі отримання ДАС.
Технологічний процес одержання ДАС включає 5 основних і 5 додаткових операцій. Основні: ацетонірованіе, нейтралізація, отгонка ацетону і відділення ДАС від сольового розчину, отгонка окису мезітіла, очищення ДАС. Додаткові: екстракція моноацетонсорбози (MAC) з сольового розчину, отгонка ацетону з упариванием та отриманням сиропу MAC, доацетонірованіе MAC, отгонка ацетону від сольового розчину, регенерація ацетону.
Процес можна вести періодичним і безперервним способом. Найбільш передової промислової технологією є безперервний спосіб отримання ДАС [16, 17].
Процес ацетонірованія L-сорбози проводиться в реакторах-ацетонаторах. Використовується каскадна схема з 4-х ацетонаторов.
У ацетонатор за допомогою дозуючих насосів через теплообмінник безупинно подають ацетон з температурою не вище - 2 ° С і олеум. Швидкість подачі ацетону регулюють залежно від кількості дозируемой з бункера сорбози. Швидкість подачі олеуму і сорбози регулюється в межах 60-90 л/год і 80-181,2 кг/год, відповідно. Ацетонатори забезпечені швидкісними мішалками. Підтримується кислотність в межах 82-105г/л і температура не вище 16? С. З 1-го ацетонатора у міру його наповнення маса самопливом надходить під другим ацетонатор, де підтримується температура не вище 24 ° С і далі в третій, що працює аналогічно другому, але температура в ньому не вище 18 ° С. Далі маса надходить в четвертий реактор, що працює при температурі 18 ° С, де ацетонірованіе завершується. Потім маса через холодильник надходить у реактори-охолоджувачі, де її охолодають до - 17 ° С і передають на стадію нейтралізації.
Нейтралізація кислого ацетонового розчину моно- і діацетон- L -сорбози може, також як і ацетонірованіе, проводитися як періодичним способом, так і безперервним.
Безперервний спосіб більш продуктивний і дозволяє отримати ДАС більш високої якості. По безперервному способу нейтралізацію ведуть в системі з 4-х нейтралізаторів, куди за допомогою насоса одночасно подають розбавлений (8% -ний) розчин лугу зі швидкістю 550-680 л/ч і кислий ацетоновий розчин зі швидкістю 1100-1500 л/год, підтримуючи температуру в межах 2-10? C і лужність 0,5-2 г/л.
Нейтралізований водно-ацетонових розчин MAC і ДАС направляють в відгінний апарат при температурі 80- 110 ° С ведуть отгонку вологого 10-20% -н...
