CN108611378B - 一种葡萄糖酸钙的连续降温快速结晶方法 - Google Patents

一种葡萄糖酸钙的连续降温快速结晶方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种葡萄糖酸钙的连续降温快速结晶方法，其步骤为：在反应罐中加入7500‑12000kg葡萄糖和2100‑3400kg重质碳酸钙，以水定容体积至47000‑48000L；加入葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶，通入空气，反应10~12小时；反应后的溶液升温至80~100℃，保温30~40min，过滤后加活性炭脱色，控制活性炭含量在17~30%；脱色后的料液过滤后经冷却盘管冷却，以30~50℃加入运动结晶罐中；在低速搅拌下加入晶种，开启冷却循环水，使料液匀速或梯度降温至15~35℃，取上清液，待钙含量控制在3~10%，结晶结束。本发明提出的运动结晶方法，结晶过程持续换热，温度变化保持均一恒定，晶体均匀度好，持续降温过程可以更好的控制母液过饱和度，使料液处于第一介稳区，有效控制二次成核，具有结晶时间更短，收率更高等优点。

Description

一种葡萄糖酸钙的连续降温快速结晶方法
技术领域
本发明涉及葡萄糖酸钙的制备领域，具体涉及一种葡萄糖酸钙的连续降温快速结晶方法。
背景技术
葡萄糖酸钙(Calcium gluconate)是葡萄糖酸的钙盐，分子式为Ca(C6H11O7)2·H2O，为白色结晶性或颗粒性粉末，熔点201℃，无臭无味，略溶于冷水（3g/100ml，20℃），易溶于热水（20g/100ml）。它是一种重要的有机钙，临床上用作钙的补充，也是生产其他葡萄糖酸盐和葡萄糖酸内脂的原料，是我国重要的化工出口产品。
目前，国内公司生产葡萄糖酸钙结晶工段都基本上采用的是静置结晶，在专利CN106399404A中，公开了一种葡萄糖酸钙的生产方法，葡萄糖和葡萄糖氧化酶，过氧化氢酶混合后，加入碳酸钙在一定条件下进行反应，反应结束后过滤，浓缩、静置结晶、干燥得到成品。在此工艺中，静置结晶的方法主要有以下几个缺点：①结晶完成后，静置结晶需要抽掉结晶槽里的母液再由人工铲出，劳动强度大，出料效率低。②传统的静置结晶法，因结晶过程需要散热，结晶器通常比表面积较大致使设备容积受限，结晶设备占地面积大，因此受环境因素干扰大，工艺稳定性差，产品质量均一性差。③传统静置结晶法得到的产品，因晶包水现象严重，容易造成产品含水量偏高，成品面临不合格的风险。
在专利CN201710407823.X中，公开了一种葡萄糖酸钙的动态结晶法，在此发明中的动态结晶法有以下几个缺点：①本专利所述的动态结晶，只有成核过程和出料过程是动态，养精过程仍处于静态。故不能解决结晶热只能依靠辐射散热而非对流换热的问题，所以不能解决静态结晶法结晶条件不均匀问题，也不能从根本上解决包浆问题。②由于结晶过程不能有效换热，结晶速度慢，需要静置16-20h，生产周期长。③为了避免降温后过饱和度偏大，该工艺只适用于较低浓度的结晶过程，一次收率偏低。
针对以上现有的葡萄酸钙生产结晶工艺中的结晶时间长、工艺稳定性差、劳动强度大、产品质量均一性差的一系列缺陷，我们提出了一种新的葡萄糖酸钙的运动结晶方法。
发明内容
基于现有技术中存在的静置结晶和已知动态结晶方法的缺陷，本发明提出了一种葡萄糖酸钙的连续降温快速结晶方法。
本发明的技术方案如下。
一种葡萄糖酸钙的连续降温快速结晶方法，包括如下步骤：
在反应罐中加入7500-12000kg葡萄糖和2100-3400kg重质碳酸钙，以水定容体积至47000-48000L；
1)加入适量葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶，通入空气，在一定罐压和温度下反应10~12小时；
2)反应后的溶液升温至80~100℃，保温30~40min，过滤后加活性炭脱色，以一定工艺手段控制活性炭含量在17~30%；
3)脱色后的料液过滤后经冷却盘管冷却，以30~50℃加入运动结晶罐中；
4)在低速搅拌下加入晶种，开启冷却循环水，使料液匀速或梯度降温至15~35℃。取上清液，待钙含量控制在3~10%，结晶结束；
5)将运动结晶罐内的混悬液放至离心机进行分离，得到湿品，造粒后放到流化床干燥得到成品。
其中,葡萄糖为药用级或食品级，碳酸钙为工业级或食品级；过氧化氢酶和葡萄糖氧化酶为工业级或食品级。
步骤2）中，葡萄糖氧化酶占葡萄糖质量的比重为0.25~0.35wt%，过氧化氢酶占葡萄糖质量的比重为0.20~0.30wt%。
步骤2）中，通入空气流量为2500~3500m³/h，罐压为0.14~0.20Mpa，温度为30~38℃。
步骤3）和4）中，采用过滤精度为0.2~200μ的液体过滤器进行过滤。
步骤5）中，搅拌速率为10~35r/min。
步骤6）中，干燥温度为125~165℃。
与现有技术相比，其有益效果是：
1、本发明提出的运动结晶方法，可以在十个小时以内完成结晶过程，极大程度地缩短了传统工艺或其他动态结晶方法所需要消耗的十几个小时甚至更长的时间。
2、本发明提出的运动结晶方法，结晶完成后直接由底部阀门放料，物料混悬液流动性较好，克服了静置结晶需要人工挖料劳动强度大的困难。
3、本发明提出的运动结晶方法，结晶过程持续换热，温度变化保持均一恒定，晶体均匀度好，持续降温过程可以更好的控制母液过饱和度，使料液处于第一介稳区，有效控制二次成核，具有结晶时间更短，收率更高等优点。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面将结合实施例，对本发明进一步的详细说明。需要强调的是，下面描述的实施例仅仅作为本发明的释义，并不用于限定本发明。
初始糖的含量检测方法为滴定法，具体步骤如下：
1、试剂的配置
费林氏A液：取硫酸铜240克，加适量水溶解，稀释至4000 ml
费林氏B液：①取酒石酸钾钠750克，加氢氧化钠500克，加适量水溶解，稀释至4000ml ；② 30%的碘化钾溶液：取碘化钾600克，加适量水溶解，稀释至2000 ml。用前将①、②液混和，即成费林氏B液。
2、空白对照：精确吸取纯化水0.5ml，加入费林氏A液 8ml ，费林氏B液12ml于150ml 三角瓶中，加热沸腾3分钟，取下冷却至室温。加 2 mol/L硫酸溶液15 ml，摇匀，用0.5 mol/L硫代硫酸钠滴定液滴定至淡黄色，加入0.5 %淀粉指示剂数滴，继续滴至兰色消退。
3、测定：取发酵液用滤纸过滤于干燥试管中，用移液管精确吸取0.5ml 置于150ml三角瓶中，加入5ml 纯化水、5ml 6mol/L的盐酸液，置电热板加热煮沸，沸腾3分钟，然后取下冷却至室温，加5ml 6mol/L的氢氧化钠液中和。再准确加入费林氏A液 8ml ，费林氏B液12ml ，摇匀，置于电炉上加热至沸，沸腾3分钟，取下冷却至室温。加 2mol/L硫酸溶液15ml，立即以0.1mol/L硫代硫酸钠滴定液滴定，当溶液呈微黄色时，加入0.5%淀粉指示剂数滴，继续滴至兰色消退。
4、计算：（B一S）查表×稀释倍数
B：空白样耗用Na2S2O3滴定液ml数。
S：样品耗用Na2S2O3滴定液ml数。
实施例1：
1)在反应罐中加入11500kg葡萄糖和3200kg重质碳酸钙，以纯化水定容体积至48000L。
2)加入葡萄糖氧化酶37kg和过氧化氢酶27kg，通入空气，在0.16Mpa和34℃下反应12小时。
3)反应后的溶液升温至100℃，保温40min，过滤后加活性炭脱色，调整比重。
4)脱色后的料液过滤后经冷却盘管冷却，以50℃加入运动结晶罐中。
5)在低速搅拌下加入晶种，开启冷却循环水，使料液匀速降温至35℃。取上清液钙含量低于8%时结晶结束。
6)将运动结晶罐内的混悬液放至离心机进行分离，得到湿品，造粒后放到流化床干燥得到成品。
其中,葡萄糖为药用级或食品级，碳酸钙为工业级或食品级；过氧化氢酶和葡萄糖氧化酶为工业级或食品级。
步骤2）中通入空气流量为2800m³/h，罐压为0.16Mpa，温度34℃。
步骤3）和4）中所用过滤精度为3μ的液体过滤器。
步骤5）中的搅拌速率为12r/min。
步骤6）中的干燥温度为135℃。
实施例2：
1)在反应罐中加入8000kg葡萄糖和2300kg重质碳酸钙，以纯化水定容体积至47000L。
2)加入葡萄糖氧化酶25.6kg和过氧化氢酶18.4kg，通入空气，在0.18Mpa和33℃下反应10小时。
3)反应后的溶液升温至90℃，保温40min，过滤后加活性炭脱色，调整比重。
4)脱色后的料液过滤后经冷却盘管冷却，以35℃加入运动结晶罐中。
5)在低速搅拌下加入晶种，开启冷却循环水，使料液匀速降温至20℃。取上清液待钙含量低于4%时结晶结束。
6)将运动结晶罐内的混悬液放至离心机进行分离，得到湿品，造粒后放到流化床干燥得到成品。
其中,葡萄糖为药用级或食品级，碳酸钙为工业级或食品级；过氧化氢酶和葡萄糖氧化酶为工业级或食品级。
步骤2）中通入空气流量为3200m³/h，罐压为0.18Mpa，温度32℃。
步骤3）和4）中所用过滤装置为烧结管过滤。
步骤5）中的搅拌速率为25r/min。
步骤6）中的干燥温度为155℃。
结果表明，采用连续降温快速结晶法，结晶过程仅需10h左右，与传统工艺相比时间明显缩短；物料混悬液流动性好，降低了人工挖料的劳动强度；结晶过程持续换热，温度变化保持均一恒定，晶体均匀度好，收率更高。

Claims (4)

1.葡萄糖酸钙的连续降温快速结晶方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）在反应罐中加入7500-12000kg葡萄糖和2100-3400kg重质碳酸钙，以水定容体积至47000-48000L；
2）加入葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶，通入空气，在一定罐压和温度下反应10~12小时；葡萄糖氧化酶占葡萄糖质量的比重为0.25~0.35wt%，过氧化氢酶占葡萄糖质量的比重为0.20~0.30wt%；通入空气流量为2500~3500m³/h，罐压为0.14~0.20Mpa，温度为30~38℃；
3）反应后的溶液升温至80~100℃，保温30~40min，过滤后加活性炭脱色，控制活性炭含量在17~30%；
4）脱色后的料液过滤后经冷却盘管冷却，以30~50℃加入运动结晶罐中；
5）在10~35r/min低速搅拌下加入晶种，开启冷却循环水，使料液匀速或梯度降温至15~35℃，取上清液，待钙含量控制在3~10%，结晶结束；
6）将运动结晶罐内的混悬液放至离心机进行分离，得到湿品，造粒后放到流化床干燥得到成品。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，葡萄糖为药用级或食品级，碳酸钙为工业级或食品级；过氧化氢酶和葡萄糖氧化酶为工业级或食品级。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3）和4）中，采用过滤精度为0.2~200μm的液体过滤器进行过滤。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤6）中，干燥温度为125~165℃。
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