Mik a vanillin tulajdonságai, felhasználási módjai és gyártási folyamatai?

Vanillin Áttekintés
A vanillin az első aroma, amelyet az emberiség szintetizált, és amelyet a német Dr. M. Hallman és Dr. G. Thiemann 1874-ben sikeresen szintetizált. Általában metil-vanillinre és etil-vanillinre osztják.
(1) Metil-vanillin: fehér vagy sárgás kristályok, vanília aromával és gazdag tejes ízzel, a fűszeripar legnagyobb fajtája, a népszerű krémes vaníliaíz fő összetevője. Felhasználása nagyon széleskörű, például az élelmiszer-, kozmetikai, dohányiparban füstölő alapanyagként, korrekciós anyagként vagy rögzített aromaanyagként, amelyek közül az italok, édességek, sütemények, sütemények, sütemények, kenyér és sült élelmiszerek és egyéb élelmiszeripari termékek az adagolás többségével. Nincs releváns jelentés arról, hogy a vanillin káros lenne az emberi szervezetre.
(2) Etil-vanillin: fehér vagy enyhén sárga színű tűszerű kristályok vagy kristályos por, a vaníliabab aromájához hasonló, az aroma erősebb, mint a metil-vanilliné. Széles spektrumú fűszer, ma a világ egyik legfontosabb szintetikus fűszere, az élelmiszer-adalékanyagipar fontos és nélkülözhetetlen alapanyaga. Aromája 3-4-szerese a vanillinnek, és a vaníliabab erős aromája van, illata pedig sokáig megmarad. Széles körben használják az élelmiszerekben, csokoládékban, fagylaltokban, italokban és a mindennapi használatú kozmetikumokban az aroma szerepének fokozására és rögzítésére. Ezenkívül az etil-vanillin takarmányadalékként, fényesítőszerként a galvanizálóiparban és köztes termékként a gyógyszeriparban is használható.
Fontos aromák
Vanillin általánosan ismert, mint vanília por, vanillin, vanília por, vanília kivonat, vanillin, a Brassicaceae növény vaníliabab a kivonása egy fontos fűszer, az egyik legnagyobb termelés szintetikus fűszerek, a csokoládé, fagylalt, rágógumi, sütemények és dohány ízesítő fontos nyersanyagok. Természetes módon a vaníliarúdban, valamint a szegfűszegolajban, a tölgymohaolajban, a perui balzsamban, a tulipánbalzsamban és a benzoinbalzsamban fordul elő.
A vanillin erős és egyedi vaníliabab-aromával rendelkezik, stabil aroma, magasabb hőmérsékleten nem illékony. Könnyen befolyásolja a fény, a levegőn fokozatosan oxidálódik, és könnyen megváltoztatja a színét, ha lúgos vagy lúgos anyagokkal találkozik. Vizes oldatban vas-kloriddal reakcióba lépve kék-ibolya színű oldatot kap. Számos napi kémiai aromaformulában használható, de főként az ehető aromákban használják. Különösen széles körben használják az édességekben, csokoládékban, italokban, jégkrémekben, alkoholban, és nagyon hasznos a cigaretta aromákban is.Az IFRA nem rendelkezik korlátozó előírásokkal. Azonban óvatosan kell eljárni, ha fehér ízesített termékekben használják, mivel hajlamos az elszíneződésre.
Vanillin is egy fontos ehető fűszer, mint egy alapítvány fűszer, használt szinte minden illat, számos élelmiszeripar, mint egy élelmiszer-aroma széles körben használják a kenyér, krém, fagylalt, fagylalt, pálinka bor, stb., A sütemények, sütemények, az összeg az adalékanyagok a 0,01 ~ 0,04%, édesség 0,02 ~ 0,08%. Az egyik leggyakrabban használt fűszer a pékárukban, felhasználható csokoládéban, süteményekben, tortákban, pudingokban és fagylaltokban. Használat előtt meleg vízben oldjuk fel a jobb eredmény érdekében. A maximális felhasználási szint 220mg/kg a pékáruknál és 970mg/kg a csokoládénál.
Széles körben használják a kozmetikai aromákban fixáló, harmonizáló és módosító anyagként. Az italok és élelmiszerek fontos ízfokozója is. A gyógyszeripari L-dopa és metildopa előállításához is használják. Használható nikkel, króm fémek bevonatának fényesítőjeként is.
Az ízekben és illatanyagokban használt vanillin minőségi referenciastandardja

Fizikai és kémiai tulajdonságok
A vanillin erős és egyedülálló vaníliarúd-aromával rendelkezik, amely természetes módon előfordul a vaníliarúdban, valamint a szegfűszegolajban, a tölgymohaolajban, a perui balzsamban, a tulu balzsamban és a benzoinban. A szulfit tűlevelű fapép vörös folyadék vagy lignin szulfonát lúgos körülmények között, nagynyomású oxidációs hidrolízissel a csapadék fehér vagy világossárga kristályos por vagy tűszerű kristályok.
A petróleuméterből kicsapottak tetragonális kristályrendszerű kristályokat is előállíthatnak, aromás gáz, enyhén édes, levegőn fokozatosan oxidálódik, könnyű bomlás, lúgos elszíneződés, relatív molekulatömege 152,15, relatív sűrűsége 1,056. Olvadáspontja a kristálytípus szerint változik, tetragonális kristályrendszer 81-83 ℃, tűkristályok 77-79 ℃, forráspontja 285 ℃ (a szén-dioxid gázban), 170 ℃ (2,00 × 10e3Pa), forráspontja 2,00 × 10e3Pa. 10e3Pa), 162 ℃ (1,33×10e3Pa), 146 ℃ (0,533×10e3Pa), szublimáció bomlás nélkül, lobbanáspont 162 ℃, hideg vízben enyhén oldódik, forró vízben oldódik, etanolban, éterben, acetonban, benzolban, kloroformban, széndiszulfidban, jégecetben, piridinben és illóolajban oldódik. Vizes oldatban vas-kloriddal reakcióba lépve kék-lila oldatot kap. Patkány szájon át történő LD(50) 1580mg/kg, patkány perkután LD(50) 1500mg/kg.
Az ipari előállítási módszer szerint az eugenol kálium-hidroxid jelenlétében izoeugenolt hoz létre, majd ecetsav-anhidriddel reagálva izoeugenol-acetátot hoz létre, amelyet aztán oxidációval és hidrolízissel állítanak elő. Fontos alapanyag a csokoládé, a fagylalt, a rágógumi, a péksütemények és a dohányízesítéshez. Harmonizáló és parfümfixáló anyagként is használható kozmetikai illatszerekhez. A gyógyszeripar nyersanyaga is.
Az elmúlt években a vanillin árucikkben új divat jelent meg. Szegfűszegolaj vagy szegfűszeg bazsalikomolaj kivont eugenol nyersanyagként, izomerizáció és oxidáció a vanillin kapott, mert lehet tekinteni, mint egy természetes egyenértékű, így ez ismert, mint a természetes szintű vanillin és adja meg a fűszer piac, az ár körülbelül 5-szer annyi, mint a szintetikus termékek. Funkciók és felhasználások
(1) Ehető aromaanyag: A vanillin egy ehető ízesítőszer, a vaníliabab aromájával és erős tejes ízével az élelmiszer-adalékanyagipar nélkülözhetetlen és fontos nyersanyaga, és széles körben használják a különböző ízesítő élelmiszerekben, amelyeknek növelniük kell a tejes ízt, például sütemények, hideg italok, csokoládé, cukorkák, sütemények, instant tészták, kenyerek és dohányáruk, ízesített italok, fogkrémek, szappanok, parfümök és kozmetikumok, jégkrémek, italok, valamint mindennapi használatú kozmetikumok az íz fokozására és az aroma rögzítésére. Használható kozmetikumokban az illat fokozására és rögzítésére. Szappanokban, fogkrémekben, parfümökben, gumiban, műanyagokban és gyógyszerekben is használható. Megfelel az FCCIV szabványnak.
(2) A hazai vanillint elsősorban élelmiszer-adalékanyagokban használják. Az elmúlt években az alkalmazás az orvostudomány területén egyre szélesebb körűvé vált, és a vanillin alkalmazásának legpotenciálisabb területévé vált. Jelenleg a vanillin hazai fogyasztása: az élelmiszeripar 55%, a gyógyszeripari köztes termékek 30%, a takarmány-aromák 10%, a kozmetikumok és így tovább 5%.
A vanillin alkalmazási területei külföldön nagyon szélesek, nagy számban használják őket a gyógyszeripari köztes termékek gyártásában, valamint a növénynövekedést elősegítő, gombaölő, kenőolaj-habosító, galvanizáló fényesítőszer, vezető szer a nyomtatott huzalozású táblák gyártásához és így tovább.
A vanillin előállítási folyamata
(1) Koncentrált vanillin A koncentrált vanillin erős és tartós szegfűszeg és vanília aromával rendelkezik, és az aroma intenzitása 16-25-szöröse a vanillinnek. A koncentrált vanillint már az 1920-as években sikeresen kifejlesztették. A kezdeti szintetikus útvonal az, hogy nyersanyagként szafrolt használnak, az alkoholos oldatot kálium-hidroxiddal forró nyomású reakcióban a gyűrű megnyitásához, majd nátrium-etil-szulfátot, hogy a gyűrűt a hidroxil etilálják, és végül az etanolos oldatban kénsavas hidrolízissel erősen illatos vanillint kapnak. Azonban a termék aromájának tisztaságának hiánya miatt ezt a módszert a gyakorlatban ritkán alkalmazzák.
Az 1950-es években kifejlesztettek egy szintetikus utat a vanillin eugenolból történő előállítására (U.S. Patent 2663741), amely lehetővé tette a vanillin ipari előállítását, majd az 1960-as években a Szovjetunió aromakémikusai sikeresen kifejlesztettek egy szintetikus utat, amely az olcsóbb és könnyebben hozzáférhető katecholt használta alapanyagként. Először is, katechol monoalkilezés alil-kloriddal, hozam 75%; majd átrendeződési reakció, hozam 35% 38%; majd monoetilezés nátrium-etil-szulfáttal, hozam 82%; és végül izomerizáció kálium-hidroxiddal kapunk vastag Fu Fu Fu vanillin, hozam 84%, a nyers termék olvadáspontja átkristályosítás után 85,5 ~ 86 ℃.

A koncentrált vanillin használható élelmiszer-aromakoncentrátumokban, például édességekben, italokban, jégkrémekben stb. FEMA No. 2922, kozmetikai és napi ízesítő készítményekben, például szappanokban is használható. Nemcsak ízesítőként, hanem szinergizátorként és antioxidánsként is használható. Az egykori Szovjetunióban az aromakutatók másként vélekedtek az erősen illatosított vanillin aromatikus tulajdonságairól. Csokoládéhoz és más élelmiszer-aromákhoz adták hozzá, és azt tapasztalták, hogy a terméknek nincs vanillin aromája, ezért úgy gondolták, hogy nem használható vanillinpótlóként élelmiszer-aromákban. Azonban, amikor használt szappan illatosító teszt, találtak a szappan minták erős szegfűszeg és vanília aroma, hanem a vanillin és izoeugenol különbözik az erős forte vanillin lúg, fény, oxidáció nagyon stabil, szappan minták a tárolás a szín nem változik. Úgy vélik, hogy a vanillin alkalmas arra, hogy használják a napi kémiai aroma készítmények, különösen alkalmas fantázia-típusú aromák.
(2) Ipari termelés vanillin módszer az ipari termelés vanillin van egy több mint 100 éves története, az emberek tanulmányozták számos szintetikus módon és termelési módszerek, de alkalmazott nagyszabású ipari termelés a következő három módszer.
A. Lignin útvonal. Vegyük nyersanyagként a papírgyártó ipar szulfitpép hulladékfolyadékában lévő lignin-szulfonátot, hidrolizáljuk azt lúgos magas hőmérsékleten és nagy nyomáson, majd dehidratáljuk, majd oxidáljuk. Kanadában és az Egyesült Államokban főként ezt a módszert alkalmazzák vanillin előállítására.

B. Guaiacol-formaldehid útvonal. A vanillin szintézisének legfontosabb nyersanyaga a guajakol, és a guajakolt, formaldehidet és p-nitrozodimetilianilint nyersanyagként tartalmazó szintetikus útvonalat nitrozil-módszerként is ismerik. Ezt a módszert főként olyan országokban alkalmazzák, mint a volt Szovjetunió és Kína.

C.Guaiacol-glioxalát útvonal . Nyersanyagként guajakolt és glikolsavat használnak, a vanillint pedig kondenzációval, oxidációval és dekarboxilálással állítják elő.

A módszert főként a francia Rhone-Poulenc cég kutatta és fejlesztette ki sikeresen, és nagy mennyiségben gyártják. A felhasznált glikoxálsav a dimetilmaleát ozonolizálásával állítható elő (3224795 német szabadalom). Ezt a szintetikus utat jelenleg a legmegfelelőbb módszernek tartják a kényelmes nyersanyagforrás, a kevesebb reakciólépés, az alacsonyabb költség és a három hulladék kisebb szennyezése miatt.
Tartalomelemzés
módszer: Ultraibolya abszorpciós spektrofotometriával elemezve (lásd GT-29). A standard oldat elkészítése Mérjünk be pontosan kb. 100 mg vanillin gyógyszeripari referenciastandardot, tegyük egy 250 ml-es mérőlombikba, és keverjük össze metanollal. Vegyünk 2,0 ml-t ebből az oldatból, és tegyük egy 100 ml-es mérőlombikba, majd keverjük össze metanollal. A mintaoldat elkészítése Mérje le pontosan a mintát, kb. 100 mg-ot, az elkészítési módszer megegyezik a fenti standard oldat elkészítésével. Művelet vegye a fenti oldatok kerültek egy 1 cm-es kvarc cellába, a maximális abszorpciós hullámhossz körülbelül 308nm az abszorbancia meghatározásához. Számítsuk ki a minta vanillin (C8H8O3) tartalmát (X) a mintában (mg) a következő képlet szerint: X=12,5c(Au/As), amelyben c - a vanillin koncentrációja a standard oldatban, μg/ml; Au - a mintaoldat abszorbanciája; As -Au - a mintaoldat abszorbanciája; As - a standard oldat abszorbanciája. módszer: Meghatározás gázkromatográfiával (GT-10-4), nem poláris oszlopos módszerrel.
Toxicitás és felhasználási határértékek
LD(50)orálisan patkányokban,tengerimalacokban:1580,1400mg/kg(Jenner)Felhasználási határérték FEMA(mg/kg):üdítőitalok63;hideg italok95;cukrászati termékek200;pékáruk220;pudingokChemicalbook120;gumicukor270;csokoládék970;lamináló rétegek150; margarin 0.20; szirup 330～20000. a FAO/WHO szerint: a készételekben használt bébiételkonzervek és gabonafélék megengedett legmagasabb szintje 70mg/kg (1992).
Élelmiszer-adalékanyagok Legnagyobb megengedett felhasználási szint Legnagyobb megengedett szermaradványszint Szabvány

Az ipar fejlesztési helyzete
A Lignite Consulting által közzétett "Kína vanillin piacfejlesztési kutatási és beruházási értékjelentés (2019-es kiadás)" szerint a vanillin éves fogyasztása a globális piacon 16.000-20.000 tonna, és a vanillin éves fogyasztása Kínában 2000-2.500 tonna. A fő hazai vállalatok a Jiaxing Zhonghua Chemical, Liaoning Shixing Pharmaceutical and Chemical, Ningbo Wanglong, stb. A kereslet és a kínálat alapvetően kiegyensúlyozott.
A hazai vállalkozások számára két fő probléma merül fel. Először is, a hazai vállalkozások viszonylag egyetlen termékkel rendelkeznek, nem elégséges az upstream és downstream ipari lánc integrációja, és bizonyos technológiai hiányosságok vannak. Másodszor, az olyan vállalkozások, mint a Jiaxing Zhonghua, nem a parkban helyezkednek el, és a guaiacol szennyvízkibocsátása nagy, így van némi bizonytalanság az üzleti kilátásokban.

 

Ezenkívül a Kunshan Yaxiang Natural Flavors fő termékei az eugenol-vanillin és a ferulasav-vanillin, azaz a megújuló anyagokból, például eugenolból és ferulasavból stb. előállított vanillin, és a vállalat az ilyen termékek egyik legnagyobb gyártójává vált a világon. A Társaság 2019-ben összesen mintegy 200 tonna fent említett terméket fog értékesíteni, ami a hasonló termékek globális piaci részesedésének mintegy 30%-jét teszi ki, a fő vevők a Chihuateng, az egyesült államokbeli ABT és mások.
A Brother Technology 1,26 milliárd RMB-t tervez befektetni egy 20 000 tonnás feniléndiol- és 31 100 tonnás feniléndiol-származékok gyártására irányuló, két szakaszban megvalósuló projektbe az Isan Ipari Parkban. Az első fázisban a projekt 10.000 tonna hidrokinont (beleértve 6.000 tonna katechint és 4.000 tonna hidrokinont), 3.430 tonna guajakolt, 2.625 tonna etilguajakolt, 3.000 tonna vanillint, 2.500 tonna etilvanillint, 500 tonna resveratrolétert, 500 tonna p-fenilén-di-anisolt és 2.000 tonna p-hidroxi-anisolt stb. fog előállítani. A projektet két szakaszban hajtják végre.