第一節(jié) 丙三醇的簡(jiǎn)介
丙三醇,國家標(biāo)準(zhǔn)稱為甘油,無色、無臭、味甜,外觀呈澄明黏稠液態(tài),是一種有機(jī)物。俗稱甘油。丙三醇,能從空氣中吸收潮氣,也能吸收硫化氫、氰化氫和二氧化硫。難溶于苯、氯仿、四氯化碳、二硫化碳、石油醚和油類。 丙三醇是甘油三酯分子的骨架成分。相對(duì)密度1.26362。熔點(diǎn)17.8℃。沸點(diǎn)290.0℃(分解)。折光率1.4746。閃點(diǎn)(開杯)176℃。急性毒性:LD50:31500 mg/kg。(產(chǎn)業(yè) 規(guī)劃 )
第二節(jié) 丙三醇的種類及生產(chǎn)方法
甘油的工業(yè)生產(chǎn)方法可分為兩大類:以天然油脂為原料的方法,所得甘油稱天然甘油;以丙烯為原料的合成法,所得甘油稱合成甘油。
天然甘油
1984年以前,甘油全部從動(dòng)植物脂制皂的副產(chǎn)物中回收。至今為止,天然油脂仍為生產(chǎn)甘油的主要原料,其中約42%的天然甘油得自制皂副產(chǎn),58%得自脂肪酸生產(chǎn)。制皂工業(yè)中油脂的皂化反應(yīng)。皂化反應(yīng)產(chǎn)物分成兩層:上層主要是含脂肪酸鈉鹽(肥皂)及少量甘油,下層是廢堿液,為含有鹽類,氫氧化鈉的甘油稀溶液,一般含甘油9-16%,無機(jī)鹽8-20%。油脂反應(yīng)。油脂水解得到的甘油水(也稱甜水),其甘油含量比制皂廢液高,約為14-20%,無機(jī)鹽0-0.2%。近年來已普遍采用連續(xù)高壓水解法,反應(yīng)不使用催化劑,所得甜水中一般不含無機(jī)酸,凈化方法比廢堿液簡(jiǎn)單。無論是制皂廢液,還是油脂水解得到的甘油水所含的甘油量都不高,而且都含有各種雜質(zhì),天然甘油的生產(chǎn)過程包括凈化、濃縮得到粗甘油,以及粗甘油蒸餾、脫色、脫臭的精制過程。
合成甘油
從丙烯合成甘油的多種途徑可歸納為兩大類,即氯化和氧化。現(xiàn)在工業(yè)上仍在使用丙烯氯化法及丙烯不定期乙酸氧化法。
丙烯氯化法
這是合成甘油中最重要的生產(chǎn)方法,共包括四個(gè)步驟,即丙烯高溫氯化、氯丙烯次氯酸化、二氯丙醇皂化以及環(huán)氧氯丙烷的水解。環(huán)氧氯丙烷水解制甘油是在150℃、1.37MPa二氧化碳?jí)毫ο?,?0%氫氧化鈉和1%碳酸鈉的水溶液中進(jìn)行,生成甘油含量為5-20%的含氯化鈉的甘油水溶液,經(jīng)濃縮、脫鹽、蒸餾,得純度為98%以上的甘油。
丙烯過乙酸氧化法
丙烯與過乙酸作用合成環(huán)氧丙烷,環(huán)氧丙烷異構(gòu)化為烯丙基醇。后者再與過乙酸反應(yīng)生成環(huán)氧丙醇(即縮水甘油),最后水解為甘油。過乙酸的生產(chǎn)不需要催化劑,乙醛與氧氣氣相氧化,在常壓、150-160℃、接觸時(shí)間24s的條件下,乙醛轉(zhuǎn)化率11%,過乙酸選擇性83%。上述后兩步反應(yīng)在特殊結(jié)構(gòu)的反應(yīng)精餾塔中連續(xù)進(jìn)行。原料烯丙醇和含有過乙酸的乙酸乙酯溶液送入塔后,塔釜控制在60-70℃、13-20kPa。塔頂蒸出乙酸乙酯溶劑和水,塔釜得至甘油水溶液。此法選擇性和收率均較高,采用過乙酸為氧化劑,可不用催化劑,反應(yīng)速度較快,簡(jiǎn)化了流程。生產(chǎn)1t甘油消耗烯丙醇1.001t,過乙酸1.184t,副產(chǎn)乙酸0.947t。目前,天然甘油和合成甘油的產(chǎn)量幾乎各占50%,而丙烯氯化法約占合成甘油產(chǎn)量的80%。我國天然甘油占總產(chǎn)量90%以上。
工業(yè)級(jí)甘油
工業(yè)級(jí)甘油量用1/2量的蒸餾水稀釋,攪拌充分后,加入活性炭,并加熱至60~70℃進(jìn)行脫色處理,然后,真空過濾,保證濾液澄清透明??刂频渭铀俣?,將濾液加到事先處理好的732型強(qiáng)酸陽樹脂和717型強(qiáng)堿陰陽樹脂混合的柱內(nèi),以吸附除去甘油中的電解質(zhì)和醛類、色素、酯類等非電解質(zhì)雜質(zhì)。
除去雜質(zhì)后的甘油溶液進(jìn)行減壓蒸餾,控制真空度93326Pa以上,釜溫在106~108℃,蒸出大部分水之后,再將釜溫升到120℃快速脫水,不出水時(shí)停止加熱,所得釜內(nèi)物料即為成品。
第三節(jié) 丙三醇的應(yīng)用范圍
氣相色譜固定液(最高使用溫度75℃,溶劑為甲醇),分離 分析 低沸點(diǎn)含氧化合物、胺類化合物、氮或氧雜環(huán)化合物,能完全分離3-甲基吡啶(沸點(diǎn)144.14℃)和4-甲基吡啶(沸點(diǎn)145.36℃),適用于水溶液的 分析 、溶劑、氣量計(jì)及水壓機(jī)緩震液、軟化劑、抗生素發(fā)酵用營養(yǎng)劑、干燥劑、潤滑劑、制藥工業(yè)、化妝品配制、有機(jī)合成、塑化劑。可與水以任何比例溶解,低濃度丙三醇溶液可做潤滑油對(duì)皮膚進(jìn)行滋潤(開塞露)。
工業(yè)用途
1、用作制造硝化甘油、醇酸樹脂和環(huán)氧樹脂。
丙三醇鍵線式
丙三醇鍵線式
2、在醫(yī)學(xué)方面,用以制取各種制劑、溶劑、吸濕劑、防凍劑和甜味劑,配劑外用軟膏或栓劑等。
3、在涂料工業(yè)中用以制取各種醇酸樹脂、聚酯樹脂、縮水甘油醚和環(huán)氧樹脂等。
4、紡織和印染工業(yè)中用以制取潤滑劑、吸濕劑、織物防皺縮處理劑、擴(kuò)散劑和滲透劑。
5、在食品工業(yè)中用作甜味劑、煙草劑的吸濕劑和溶劑。
6、在造紙、化妝品、制革、照相、印刷、金屬加工、電工材料和橡膠等工業(yè)中都有著廣泛的用途。
7、并用作汽車和飛機(jī)燃料以及油田的防凍劑。
8、甘油可以作為塑化劑用于新型陶瓷工業(yè)。
日用
食用級(jí)甘油其中最優(yōu)質(zhì)一種-生物精化甘油,除含有丙三醇,還有酯類、葡萄糖等還原糖,屬于多元醇類甘油;除具有保濕、保潤功能外,還具有高活性、抗氧化、促醇化等特殊功效 。
每克甘油完全氧化可產(chǎn)生4千卡熱量,經(jīng)人體吸收后不會(huì)改變血糖和胰島素水平。甘油是食品加工業(yè)中通常使用的甜味劑和保濕劑,大多出現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)食品和代乳品中。
在果汁、果醋等飲料中的應(yīng)用
不同品質(zhì)的水果,都含有不同程度的單寧,而單寧又是水果中的苦、澀味來源。
作用:迅速分解果汁、果醋飲料中的苦、澀異味,增進(jìn)果汁本身的厚味和香味,外觀鮮亮,酸甜適口。
添加量:0.8%~1%
果酒 行業(yè) 的應(yīng)用
用水果或其它干鮮果品釀制或泡制的酒,只是制作方法不同,都稱為果酒(干紅、干白),果酒都存在單寧,單寧就是苦、澀味的來源。
作用:分解果酒中的單寧,提升酒品的品質(zhì)、口感,去除苦、澀味。
添加量:1%
肉干、香腸、臘肉 行業(yè) 的運(yùn)用
腌臘制品、肉干、香腸的用法:
在加工制作時(shí),將植物精化甘油用50度以上純糧酒稀釋后,均勻噴灑在肉上或切好的肉中,充分搓揉或攪拌。
作用:鎖水、保濕,達(dá)到增重效果,延長(zhǎng)保質(zhì)期。
添加量:1.2%~1.5%
果脯 行業(yè) 的運(yùn)用
果脯在加工制作時(shí),因存放問題使產(chǎn)品容易失水,干硬,水果中同樣也含有單寧。
作用:鎖水、保濕,抑制單寧異性增生,達(dá)到護(hù)色、保鮮、增重效果,延長(zhǎng)保質(zhì)期。
添加量:0.8%~1%
野外
在野外,甘油不僅可以作為供能物質(zhì),滿足人體需要。還可以作為引火劑,方法為:在可燃物下堆上5~10克的高錳酸鉀固體,再將甘油倒在高錳酸鉀上,約半分鐘就有火苗冒出。因?yàn)楦视驼吵恚钥梢允孪瓤捎脽o水乙醇等易燃有機(jī)溶劑稀釋,但溶劑不宜過多。
醫(yī)藥
穩(wěn)定血糖和胰島素
《歐洲應(yīng)用生理學(xué)》雜志登載過一項(xiàng) 研究 。 研究 者們將6名身體健康的年輕男性分為三組,分別給予葡萄糖、甘油和安慰劑,然后讓他們?cè)诮∩砥魃献鐾瑯拥倪\(yùn)動(dòng)。在運(yùn)動(dòng)前45分鐘服用葡萄糖的人(每磅體重0.5g葡萄糖),在開始運(yùn)動(dòng)時(shí)其體內(nèi)的血糖水平上升了50%,血液中胰島素水平上升了3倍。在運(yùn)動(dòng)前45分鐘服用甘油的人(每磅體重0.5g甘油),在開始運(yùn)動(dòng)時(shí)血液中甘油水平增加了340倍,但血糖和胰島素水平?jīng)]有任何變化。
因此,如果你用甘油代替高熱量的碳水化合物,就可以避免因進(jìn)食大量的餅干或蛋糕所帶來的不良后果了??梢哉f,大劑量的服用甘油幾乎不會(huì)對(duì)血糖及胰島素水平有影響。大量的證據(jù)提示,如果你的目標(biāo)是減少碳水化合物的攝入量,甘油可能是一種理想的糖原。
能量酸
有些科學(xué)家還強(qiáng)調(diào)指出,如果你想在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上有更佳的表現(xiàn),甘油也是一種不錯(cuò)的補(bǔ)劑。原因在于,當(dāng)你身體中水分充足時(shí),體能會(huì)更強(qiáng)大而且持久。特別是在高溫環(huán)境中,甘油強(qiáng)大的保水性恰恰有助于身體儲(chǔ)存更多的水分。
發(fā)表在《國際運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)》雜志的一項(xiàng) 研究 顯示,甘油可能含有一種產(chǎn)生能量的酸性物質(zhì)。 研究 者將甘油和一種名為阿斯帕坦的營養(yǎng)性甜味劑作比較,方法是讓被試者分別服用甘油和阿斯帕坦,劑量為每公斤體重1.2g甘油(20%水溶液形式)或26ml阿斯帕坦。結(jié)果表明,在亞極限運(yùn)動(dòng)負(fù)荷下,甘油不但可以降低運(yùn)動(dòng)者的心率,還可以將運(yùn)動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)20%。
對(duì)于進(jìn)行高強(qiáng)度體能訓(xùn)練的人,甘油可能給他們帶來更出色的表現(xiàn)。對(duì)于健美運(yùn)動(dòng)員來說,甘油可能幫助他們把體表及皮下的水分轉(zhuǎn)移到血液和肌肉中。
植物
據(jù)新的 研究 表明有的植物的表面有一層甘油,可以使植物在鹽堿地生存。
第四節(jié) 丙三醇的注意事項(xiàng)
密閉操作,注意通風(fēng)。操作人員必須經(jīng)過專門培訓(xùn),嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防毒面具(半面罩),戴化學(xué)安全防護(hù)眼鏡,穿防毒物滲透工作服,戴橡膠手套。遠(yuǎn)離火種、熱源,工作場(chǎng)所嚴(yán)禁吸煙。使用防爆型的通風(fēng)系統(tǒng)和設(shè)備。防止蒸氣泄漏到工作場(chǎng)所空氣中。避免與氧化劑、酸類接觸。搬運(yùn)時(shí)要輕裝輕卸,防止包裝及容器損壞。配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材及泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。倒空的容器可能殘留有害物。
儲(chǔ)存注意事項(xiàng)
儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)的庫房。遠(yuǎn)離火種、熱源。應(yīng)與氧化劑、酸類分開存放,切忌混儲(chǔ)。配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材。儲(chǔ)區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備和合適的收容材料。
安全風(fēng)險(xiǎn)
編輯
甘油如果與強(qiáng)氧化劑混合(比如三氯化鉻、氯酸鉀、高錳酸鉀)可能爆炸。在稀溶液中該反應(yīng)速度較低,有幾種氧化產(chǎn)物生成。有光照或與堿式硝酸鉍、氧化鋅接觸時(shí),甘油變黑。
如果有鐵污染物摻雜其中,會(huì)導(dǎo)致含有苯酚、水楊酸、丹尼酸的混合物顏色變黑。甘油形成一種硼酸復(fù)合物(甘油硼酸),它的酸性要強(qiáng)于硼酸。
小鼠口服毒性LD50=31,500mg/kg。靜脈給藥LD50=7,560mg/kg。
燃爆危險(xiǎn): 本品可燃,具刺激性。
危險(xiǎn)特性: 遇明火、高熱可燃。
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