Table of Contents
Vanillin là một trong những hương vị được sử dụng rộng rãi nhất trong ngành công nghiệp thực phẩm, được đánh giá cao vì mùi thơm và ngọt ngào dễ chịu của nó. Nó thường được chiết xuất từ các nguồn tự nhiên, chẳng hạn như hạt vani, nhưng cũng có thể được sản xuất tổng hợp. Một phương pháp sản xuất vanillin là thông qua quá trình thủy phân kiềm của Lignin, một loại polymer hữu cơ phức tạp được tìm thấy trong thực vật. Trong quá trình này, natri hydroxit (NaOH) được sử dụng để phân hủy lignin thành các thành phần cấu thành của nó, một trong số đó là vanillin.
Phản ứng hóa học:
Việc sản xuất vanillin từ lignin bao gồm một loạt các phản ứng hóa học, trong đó phản ứng đầu tiên là thủy phân với NaOH. Lignin là một loại polymer phức tạp được tạo thành từ một loạt các monome, bao gồm phenol và rượu, được liên kết với nhau bởi các liên kết hóa học. NaOH là một cơ bản mạnh mẽ có thể phá vỡ các liên kết này, dẫn đến sự phân hủy lignin thành các thành phần của nó. Phương trình chung của quá trình thủy phân như sau:
Lignin + NaOH → kiềm lignin + Na2Co3 + H2O
Trong phương trình này, NaOH phản ứng với lignin để tạo thành lignin kiềm, natri cacbonat (NA2CO3) và nước (H2O). Lignin kiềm là hỗn hợp các thành phần phenolic và không phenolic, bao gồm cả vanillin.
Sau khi lignin bị thủy phân, vanillin phải được tách ra khỏi các thành phần khác của hỗn hợp lignin kiềm. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng một quá trình gọi là axit hóa, bao gồm thêm một axit, chẳng hạn như axit clohydric (HCl), vào hỗn hợp. Axit phản ứng với lignin kiềm để tạo thành kết tủa axit lignin, để lại vanillin trong dung dịch. Phương trình của phản ứng này là:
Kiềm lignin + hcl → axit lignin + NaCl
Trong phương trình này, HCl phản ứng với lignin kiềm để tạo thành axit lignin và natri clorua (NaCl). Axit lignin kết tủa từ dung dịch, để lại vanillin trong dung dịch.
Bước cuối cùng trong quá trình là cách ly vanillin khỏi dung dịch. Điều này thường được thực hiện bằng cách sử dụng quá trình gọi là chiết dung môi, trong đó các dung môi không phân cực, như ethyl acetate, được sử dụng để chiết xuất vanillin từ dung dịch nước. Dung môi sau đó được bay hơi để rời khỏi vanillin nguyên chất. Phương trình tổng thể cho sản xuất vanillin từ lignin sử dụng NaOH có thể được tóm tắt như sau:
Lignin + NaOH → kiềm lignin + Na2Co3 + H2O
Kiềm lignin + hcl → axit lignin + NaCl
Axit lignin + chiết xuất dung môi → vanillin tinh khiết
Các thủ tục liên quan đến việc sản xuất vanillin từ Lignin sử dụng NaOH như sau:
Chuẩn bị chất phản ứng: Linhin và NaOH được điều chế với số lượng thích hợp và thêm vào bể phản ứng. Hỗn hợp này được khuấy và làm nóng đến nhiệt độ cụ thể, thường là từ 150-200 ° C, để bắt đầu phản ứng thủy phân.
Thủy phân: Phản ứng thủy phân được phép tiến hành trong một khoảng thời gian nhất định, thường là từ 1-3 giờ, cho đến khi hầu hết lignin bị phân hủy thành các thành phần của nó.
Axit hóa: Sau khi hoàn thành phản ứng thủy phân, hỗn hợp được chuyển sang axit hóa và một loại axit, chẳng hạn như HCl, nói thêm. Hỗn hợp này được khuấy và trái, và kết tủa axit lignin được loại bỏ bằng cách lọc.
Chiết xuất dung môi: Dung dịch nước Vanillin được chuyển để chiết xuất và dung môi không phân cực, chẳng hạn như ethyl acetate, được thêm vào. Hỗn hợp này được khuấy và dung môi chứa vanillin được tách ra khỏi pha nước.
Định giá: Dung môi vanillin được chuyển đến thiết bị bay hơi, nơi nó được làm nóng để làm bay hơi dung môi và để lại vanillin nguyên chất.
Tinh chế cuối cùng: Vanillin tinh khiết thường trải qua quá trình tinh chế cuối cùng, chẳng hạn như kết tinh hoặc sắc ký, để loại bỏ tất cả các tạp chất và đảm bảo độ tinh khiết cao.
NAOH Lợi thế:
Một trong những lợi thế chính của việc sử dụng NaOH để sản xuất vanillin từ lignin là đây là một quá trình tương đối đơn giản và có thể được thực hiện trên quy mô lớn. NaOH là một thuốc thử có sẵn và chi phí thấp, và thiết bị cần thiết cho quá trình này tương đối đơn giản. Ngoài ra, quá trình này tạo ra một sản phẩm Vanillin tương đối cao, làm cho nó trở thành một lựa chọn cho sản xuất thương mại.
Công ty chứng khoán chung của Dong A tự hào là người tiên phong trong lĩnh vực sản xuất các sản phẩm hóa học cơ bản như NaOH, HCL, PAC, Javen, clo lỏng, clo (canxi hypochlorite) cho các ngành công nghiệp trong nước.
Giáo sư Nguyễn Lân Dũng là nhà khoa học hàng đầu Việt Nam trong lĩnh vực vi sinh vật học (wiki), với hơn nửa thế kỷ cống hiến cho giáo dục và nghiên cứu. Ông là con trai Nhà giáo Nhân dân Nguyễn Lân, thuộc gia đình nổi tiếng hiếu học. Giáo sư giữ nhiều vai trò quan trọng như Chủ tịch Hội các ngành Sinh học Việt Nam, Đại biểu Quốc hội và đã được phong tặng danh hiệu Nhà giáo Nhân dân năm 2010.
