CN111440081B - 一种制备粒度超均一的无水甜菜碱晶体的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制备粒度超均一的无水甜菜碱晶体的方法，采用过沸爆发成核‑降温循环法。将无水甜菜碱粉末加入结晶器，再向结晶器中加入溶剂，升温使粉末完全溶解，溶液的温度达到结晶体系的沸点；迅速降温，结晶体系中有晶核析出时，再次向结晶器中投入少量无水甜菜碱粉末，促使结晶体系爆发式析出晶核；继续将溶液温度降至室温；降至终点温度后暂不过滤，再次向结晶器中加入无水甜菜碱粉末，升温使甜菜碱粉末溶解，溶液的温度达到结晶体系的沸点温度，然后降至室温；反复重复这样的升降温操作，直至处于20～60目的晶体质量不低于晶体总质量的99％为止；降至终点温度后，过滤和洗涤晶体，再进行干燥，获得粒度超均一的无水甜菜碱晶体产品。

Description

一种制备粒度超均一的无水甜菜碱晶体的方法

技术领域

本申请涉及一种无水甜菜碱的结晶方法，特别涉及高松堆密度和粒度超均一的食品级立方状无水甜菜碱晶体的制备方法。

背景技术

甜菜碱是一种具有季铵内盐或铵鎓结构的化合物，为甘氨酸的衍生物，其中以天然甜菜碱的分子结构最简单。该物质的化学名称为三甲胺乙内酯，即三个甲基分别取代了甘氨酸氮原子上的三个氢原子，分子式为C₅H₁₁NO₂，分子量117.15，结构式如下所示

甜菜碱是一种天然成分，普遍存在于动植物体内，是动物体内代谢的中间产物，在代谢过程中起着十分重要的作用。所以，甜菜碱可以用于食品添加剂，有益于人体的健康。甜菜碱还具有清洁的作用，且不伤害肌肤，非常安全，是一种优良的两性离子表面活性剂，因而常被用于清洁类护肤品。

甜菜碱分子也是一种两性离子，极易溶于水，温度为20℃，甜菜碱在水中的溶解度为160g/100g水。由于该原因，甜菜碱固体具有极强的吸湿能力，非常容易潮解。甜菜碱颗粒暴露于湿度较高的空气中能够很快吸收空气中的水蒸气变成液体，因此甜菜碱的储存和运输过程需要具有严格的防潮措施。

由于甜菜碱分子与水分子具有超强的结合力，因此从水中制备得到的晶体为一水合物。在实际生产和生活中，无水甜菜碱的营养价值要高于一水甜菜碱的营养价值。水分的存在使得甜菜碱晶体产品的营养价值降低，因此在应用于食品时期望晶体中不含有水分。虽然通过将一水合物晶体加热脱水也能制备得到无水甜菜碱，但通过该方法制备出的无水甜菜碱产品泛白，颗粒不再透明，失去了晶体的特征，从而化学性质变得不稳定，常温即能够分解并释放出三甲胺。该物质具有强烈的令人不愉快的胺味，而用于食品添加剂时不希望所用的原料存在任何异味，所以只能通过结晶的办法制备得到无水甜菜碱晶体，该晶体产品不会释放异味。

在制备可以食用的无水甜菜碱晶体的过程中，所选的溶剂种类是有限的。在制备无水甜菜碱晶体时，理论上只要能够保证所选用的溶剂体系中不含有水，或者只含有少量的水，就能得到无水晶体。所以，制备无水甜菜碱晶体可以有很多种溶剂可以选择。但是很多溶剂对人体都是有毒有害的，洗涤和干燥过程也不能完全将其脱除，晶体产品中或多或少都会有所残留。为了能够使结晶产品能够放心地应用于食品添加剂，最理想的溶剂即是乙醇。

在结晶过程中，产率是一个重要的考虑因素，因为产率决定了生产效率和成本。在选用乙醇作为溶剂制备无水甜菜碱时，由于甜菜碱在乙醇中的溶解度比在水和甲醇中的溶解度都小，通过一次降温结晶获得的晶体产品较少，产量较低。所以，如何提高甜菜碱在乙醇中的结晶过程的效率也是一个需要解决的问题。

在制备甜菜碱晶体颗粒时，晶体的形状是关注的焦点，也是影响晶体产品质量的重要因素。晶体的形状通常由晶习决定，如附图1所示，无水甜菜碱晶体通常为片状晶体，厚度较薄，不利于晶体颗粒的流动。这也导致了无水甜菜碱晶体片极易破碎，颗粒的松堆密度较小，一般为0.5～0.6g/mL，最高的不超过0.7g/mL。而作为食品添加剂的原料，我们往往期望晶体颗粒的具有较好的流动性和松堆密度。所以，改善无水甜菜碱晶体颗粒的形貌，使得晶体颗粒具有良好的流动性是目前需要解决的问题，而该问题的根本就在于改变无水甜菜碱晶体的晶习。

在制备甜菜碱晶体颗粒时，晶体产品的均匀性也是需要考虑的因素。对于同一批结晶产品，每颗晶体的形状基本是固定的，但其尺寸并不固定，晶体颗粒总有大有小。同一批无水甜菜碱晶体颗粒中，尺寸大的粒径可能达到几毫米，而小的晶体颗粒的粒径不足一毫米，所以同一批甜菜碱晶体颗粒的粒径是呈一定分布的。我们总是期望在晶体尺寸满足需求的情况下所有的晶体颗粒都具有相同的尺寸，但这是做不到的，所能做到的就是使某一粒径范围的晶体粒子更多一点。只要该粒径范围足够窄而处于该粒径范围的晶体颗粒数量足够多，这些晶体颗粒的粒度分布就越集中，也即是粒度更加均一。

从以上甜菜碱晶体的性质和需求等实际问题可以看到，无水甜菜碱晶体的营养价值高于甜菜碱水合物的营养价值，稳定性高于采用甜菜碱水合物脱水制备的无水甜菜碱，且不带有异味，所以制备无水甜菜碱晶体的方案要优于制备甜菜碱水合物晶体的方案。但目前在乙醇中制备无水甜菜碱的方法还有改变晶习、控制粒度和提高产率等技术问题需要解决，如何才能提升无水甜菜碱晶体的松堆密度并使粒度分布集中以及提高生产的效率是目前面临的难题。

发明内容

针对以上实际情况和问题，提出了本申请中的结晶方法。该方法采用无害溶剂乙醇作为基本的溶剂，制备的无水甜菜碱晶体颗粒不但松堆密度高，而且粒度分布十分集中。本申请不但提供了从无水甜菜碱粉末到无水甜菜碱晶体颗粒的完整结晶方法，而且提出了一种新的结晶方法-过沸爆发成核-降温循环法，弥补了单次降温结晶过程的不足，提高了生产效率。本申请中的降温循环法应用于采用乙醇作为溶剂的无水甜菜碱的制备过程，能够稳定获得松堆密度较高和粒度超均一的无水甜菜碱晶体颗粒。

降温循环法

该结晶方法采用过沸爆发成核法完成第一次降温结晶过程，控制结晶过程的晶核形成过程，使溶液中爆发式析出晶核，获得尺寸基本一致的晶核，该过程对应附图2中的A→B→C→D→E过程。附图2中，A点代表第一次降温结晶过程中加入溶剂瞬间的溶液状态，此时溶液中还没有溶解甜菜碱，溶液中的甜菜碱浓度为0。B点代表第一次降温结晶过程中溶液温度最高时的溶液状态，此时的溶液中的甜菜碱浓度达到最大。C点代表第一次降温结晶过程中析出晶核时的临界状态，此时的溶液中的甜菜碱浓度与处于B点状态的溶液浓度相等。D点代表第一次降温结晶过程中溶液温度降至室温时的溶液状态，此时的溶液中的甜菜碱浓度高于该温度下的平衡浓度。E点代表处于室温且达到平衡时的溶液状态，此时溶液中的甜菜碱浓度为平衡浓度。

在第一次降温结晶过程结束后，常规的办法是马上过滤、洗涤和干燥，然后进行下一批原料的结晶过程。但是本申请中的办法是暂不过滤，继续向溶液中加入一部分无水甜菜碱粉末，然后就开始了下一次结晶过程。第二次降温结晶过程中，首先向结晶器中加入无水甜菜碱粉末。由于溶液是第一次降温结晶结束时的溶液，此时的溶液状态位于E点。在迅速升温的过程中，投入结晶器中的无水甜菜碱粉末将会优先溶解，而第一次降温结晶过程中形成的晶体将不会溶解。当升温至最高温度后，溶液中的无水甜菜碱粉末全部溶解，溶液达到该温度下的平衡状态，此时的溶液状态位于F点。在降温的过程中，溶液中将不会再析出晶核，析出的所有溶质都将会转移到第一次结晶过程中形成的晶体上，晶体的尺寸也会增加。在降温过程结束后，溶液的温度降低至室温，溶液将重新回到D点的溶液状态。溶液最终会达到E点的平衡状态，此时溶液中的甜菜碱浓度等于平衡浓度。

后续几次结晶过程中，每次升降温过程都对应着附图2中的一个“E→F→D→E”循环，结晶过程的溶液状态的变化过程都与第二次降温结晶过程的相同。每经历一次降温结晶过程，晶体的尺寸都会增加。在达到所需的尺寸时过滤出晶体，再经过洗涤和干燥过程，从而完成无水甜菜碱晶体产品的制备过程。与常规的降温结晶方法相比，采用本申请的降温结晶方法无需加入晶种，过滤和洗涤的次数减少，结晶过程的生产效率得到提高。在多次的降温结晶过程中，晶体间的粒度差异将会越来越小，最终将会获得粒度十分均一的晶体产品。

本发明应用过沸爆发成核-降温循环法的操作步骤包括如下三步：

1)将无水甜菜碱粉末加入结晶器，再向结晶器中加入溶剂，升温使粉末完全溶解，溶液的温度达到结晶体系的沸点；

2)迅速降温，结晶体系中有晶核析出时，再次向结晶器中投入少量无水甜菜碱粉末，促使结晶体系爆发成核析出晶核；继续将溶液温度降至室温；

3)降至室温后暂不过滤，再次向结晶器中加入无水甜菜碱粉末，升温使甜菜碱粉末溶解，溶液的温度达到结晶体系的沸点温度，然后降至室温；反复重复这样的升降温操作，直至处于20～60目(粒径0.25～0.84mm)的晶体质量不低于晶体总质量的99％为止；降温至终点温度后，过滤和洗涤晶体，再进行干燥，即可获得合格的无水甜菜碱晶体产品。

以上三步的具体操作条件

步骤1)中，所使用的溶剂为纯的乙醇或乙醇与水的混合溶剂；乙醇与水的混合溶剂中，水的质量分数不能达到10wt％。

步骤1)中，无水甜菜碱粉末的与乙醇或乙醇水溶液的质量之比范围为0.2～0.5:1。

步骤1)中，采用乙醇或乙醇水溶液作为溶剂时，溶解温度范围为80～82℃，升温速率范围为5～7℃/min。

步骤2)中，爆发成核过程前的迅速降温速率范围为0.3～0.5℃/min，再次投入的无水甜菜碱粉末在溶液中的用量不大于0.01g/g溶剂，爆发成核过程的溶液温度范围为70～82℃。

步骤2)中，爆发成核过程后的降温速率范围为0.05～0.5℃/min，降温的终点温度范围为20～25℃。

步骤3)中，所加无水甜菜碱粉末与步骤1)中所加溶剂的质量之比范围为0～0.15:1，升温速率范围为5～7℃/min，溶解温度范围为80～82℃，降温速率范围为0.05～0.5℃/min，降温终点的温度范围为20～25℃。

步骤3)中，洗涤过程首先采用无水乙醇洗涤，然后使用丙酮洗涤，整个洗涤过程需迅速完成，避免空气中的水蒸气吸附于晶体表面。

步骤3)中，洗涤后的晶体先于室温下采用抽真空的方式干燥，然后再采用在温度范围为50～105℃的鼓风干燥方式干燥。

采用本申请的方法，得到的晶体颗粒分别如附图3和附图4所示。从图中可以看到，所得晶体颗粒类似于长方体，长方体的底面为四条边相近的菱形，该菱形内部的锐角为83.5°±0.5°，钝角为96.5°±0.5°，长方体的长垂直于菱形底面，且长与菱形周长的四分之一的比值均不小于0.2，处于1.01～2.00之间；所得晶体颗粒的松堆密度范围为0.781～0.800g/mL，粒度分布处于20～60目的晶体颗粒的质量占比范围为99.0～100.0wt％；X射线粉末衍射的测试条件为Cu Kα/40kV/100mA，衍射的2θ角范围为2～40°，衍射速率为8°/min，晶体颗粒不经研磨，相对强度大于20％的特征衍射峰的2θ角为19.6°±0.5°，XRD的图谱如附图5所示。采用本申请中的结晶方法所得无水甜菜碱晶体颗粒与市售无水甜菜碱晶体颗粒的对比列于表1中

表1市售无水甜菜碱晶体颗粒与本申请中的无水甜菜碱晶体颗粒的对比表

从表1中的松堆密度和粒度分布可以看出，采用本申请中的结晶方法所制备的无水甜菜碱晶体颗粒优于市售无水甜菜碱晶体颗粒，能够稳定获得高松堆密度和超均一的无水甜菜碱晶体产品。

综上所述，本申请的结晶方法是通过运用过沸爆发成核法获得尺寸基本一致的无水甜菜碱晶核，再运用循环降温法控制晶体的尺寸，从而制备出高松堆密度和所需粒度分布的无水甜菜碱晶体颗粒的。通过该结晶方法所得到的无水甜菜碱晶体颗粒呈长方体状，彻底改变了无水甜菜碱晶体的片状晶习，使得晶体颗粒的松堆密度得到显著提高；该结晶方法还可以根据需求调节粒径及其分布，能够确保结晶所得的晶体产品的粒度处于所需要的粒度范围，粒度分布更加集中。由于省去了部分降温结晶过程的过滤和洗涤步骤，该结晶方法的单次降温过程的时间得到缩短，生产效率进一步提高，从而更有利于工业化生产。

附图说明

附图1市售无水甜菜碱晶体的SEM图

附图2降温结晶过程溶液的溶解量变化图

附图3采用本申请的结晶方法获得的无水甜菜碱晶体颗粒的SEM图

附图4采用本申请的结晶方法获得的无水甜菜碱晶体颗粒图

附图5采用本申请的结晶方法获得的无水甜菜碱晶体颗粒的XRD图谱

其中：A-加入溶剂后瞬间的溶液状态；B-第一次溶解过程溶液温度上升至最高时的溶液状态；C-析晶临界点的溶液状态；D-降温结束时的溶液状态；E-室温下平衡后的溶液状态；F-升温过程中溶液温度上升至最高时平衡后的溶液状态。

具体实施方式

以下通过实施案例进一步说明本发明，但不作为对本发明的限制。

实施案例1

向结晶器中加入31.2g无水甜菜碱粉末和120g无水乙醇，无水甜菜碱粉末与溶剂的质量之比为0.26:1。设定搅拌转速为400r/min，以7℃/min的升温速率升温使甜菜碱粉末溶解，溶液的温度达到结晶体系的沸点。

迅速降温，降温速率为0.5℃/min，在溶液温度降低至80.2℃时溶液中有晶核析出，此时向溶液中投入1.1g无水甜菜碱粉末，即投加量为0.009g/g溶剂，溶液中立即爆发式析出晶核，以0.05℃/min的降温速率继续降温至室温。

当溶液温度降低至25℃后，暂不过滤，再次向结晶器中投入10g无水甜菜碱粉末，即投加量为0.08g/g溶剂，以7℃/min的升温速率升温使所加的甜菜碱粉末溶解，溶液的温度达到结晶体系的沸点附近，然后以0.05℃/min的降温速率将溶液温度降至室温。

当溶液温度降低至25℃后，暂不过滤，再次向结晶器中投入4.6g无水甜菜碱粉末，即投加量为0.04g/g溶剂，以7℃/min的升温速率升温使所加的甜菜碱粉末溶解，溶液的温度达到结晶体系的沸点附近，然后以0.05℃/min的降温速率将溶液温度降至室温。

当溶液温度降低至25℃，且处于20～60目的晶体质量不低于晶体总质量的99％后，先过滤，再迅速用无水乙醇洗涤晶体，再立即用丙酮洗涤晶体。迅速将洗涤后的晶体室温下于真空度约0.1MPa的真空烘箱中干燥5h，再将真空烘箱的温度升至105℃继续干燥5h。所得无水甜菜碱晶体的长与菱形周长的四分之一的比值范围为1.02～2.00，该晶体产品的松堆密度为0.78g/mL，20～60目的晶体颗粒的质量占比为99.5wt％。

实施案例2

向结晶器中加入31.1g无水甜菜碱粉末和120g无水乙醇，无水甜菜碱粉末与溶剂的质量之比为0.26:1。设定搅拌转速为400r/min，以6℃/min的升温速率升温使甜菜碱粉末溶解，溶液的温度达到结晶体系的沸点。

迅速降温，降温速率为0.5℃/min，在溶液温度降低至80.1℃时溶液中有晶核析出，此时向溶液中投入0.5g无水甜菜碱粉末，即投加量为0.004g/g溶剂，溶液中立即爆发式析出晶核，以0.5℃/min的降温速率继续降温至室温。

当溶液温度降低至23℃后，暂不过滤，再次向结晶器中投入15g无水甜菜碱粉末，即投加量为0.12g/g溶剂，以6℃/min的升温速率升温使所加的甜菜碱粉末溶解，溶液的温度达到结晶体系的沸点附近，然后以0.05℃/min的降温速率降至室温。

当溶液温度降低至23℃后，暂不过滤，再次向结晶器中投入12g无水甜菜碱粉末，即投加量为0.1g/g溶剂，以6℃/min的升温速率升温使所加的甜菜碱粉末溶解，溶液的温度达到结晶体系的沸点附近，然后以0.05℃/min的降温速率降至室温。

当溶液温度降低至25℃，且处于20～60目的晶体质量不低于晶体总质量的99％后，先过滤，再迅速用无水乙醇洗涤晶体，再立即用丙酮洗涤晶体。迅速将洗涤后的晶体室温下于真空度约0.1MPa的真空烘箱中干燥5h，再将真空烘箱的温度升至105℃继续干燥5h。所得无水甜菜碱晶体的长与菱形周长的四分之一的比值范围为1.05～1.83，该晶体产品的松堆密度为0.78g/mL，20～60目的晶体颗粒的质量占比为99.3wt％。

实施案例3

向结晶器中加入31.5g无水甜菜碱粉末和120g无水乙醇，无水甜菜碱粉末与溶剂的质量之比为0.26:1。设定搅拌转速为400r/min，以5℃/min的升温速率升温使甜菜碱粉末溶解，溶液的温度达到结晶体系的沸点。

迅速降温，降温速率为0.5℃/min，在溶液温度降低至80.4℃时溶液中有晶核析出，此时向溶液中投入0.1g无水甜菜碱粉末，即投加量为0.0008g/g溶剂，溶液中立即爆发式析出晶核，以0.2℃/min的降温速率继续降温至室温。

当溶液温度降低至20℃后，暂不过滤，再次向结晶器中投入14g无水甜菜碱粉末，即投加量为0.12g/g溶剂，以5℃/min的升温速率升温使所加的甜菜碱粉末溶解，溶液的温度达到结晶体系的沸点附近，然后以0.2℃/min的降温速率降至室温。

当溶液温度降低至20℃后，暂不过滤，再次向结晶器中投入10g无水甜菜碱粉末，即投加量为0.1g/g溶剂，以5℃/min的升温速率升温使所加的甜菜碱粉末溶解，溶液的温度达到结晶体系的沸点附近，然后以0.2℃/min的降温速率降至室温。

当溶液温度降低至25℃，且处于20～60目的晶体质量不低于晶体总质量的99％后，先过滤，再迅速用无水乙醇洗涤晶体，再立即用丙酮洗涤晶体。迅速将洗涤后的晶体室温下于真空度约0.1MPa的真空烘箱中干燥5h，再将真空烘箱的温度升至105℃继续干燥5h。所得无水甜菜碱晶体的长与菱形周长的四分之一的比值范围为1.07～2.00，该晶体产品的松堆密度为0.79g/mL，20～60目的晶体颗粒的质量占比为99.6wt％。

实施案例4

向结晶器中加入79.5g无水甜菜碱粉末、5g水和240g无水乙醇，溶剂体系的含水质量分数为2wt％，无水甜菜碱粉末与溶剂的质量之比为0.32:1。设定搅拌转速为350r/min，以6℃/min的升温速率升温使粉末溶解，达到结晶体系的沸点温度。

迅速降温，降温速率为0.5℃/min，当溶液降温到80.3℃时开始析出晶核，此时向溶液中投入1g无水甜菜碱粉末，即投加量为0.004g/g溶剂，溶液中马上爆发式析出晶核，继续以0.5℃/min的降温速率降温至室温。

当溶液温度降低至25℃后，暂不过滤，再次向结晶器中投入25g无水甜菜碱粉末，即投加量为0.1g/g溶剂，以6℃/min的升温速率升温使所加的甜菜碱粉末溶解，溶液的温度达到结晶体系的沸点附近，然后以0.5℃/min的降温速率降至室温。

当溶液温度降低至25℃后，暂不过滤，再次向结晶器中投入20g无水甜菜碱粉末，即投加量为0.08g/g溶剂，以6℃/min的升温速率升温使所加的甜菜碱粉末溶解，溶液的温度达到结晶体系的沸点附近，然后以0.5℃/min的降温速率降至室温。

当溶液温度降低至25℃，且处于20～60目的晶体质量不低于晶体总质量的99％后，先过滤，再迅速用无水乙醇洗涤晶体，再立即用丙酮洗涤晶体。迅速将洗涤后的晶体室温下于真空度约0.1MPa的真空烘箱中干燥5h，再将真空烘箱的温度升至105℃继续干燥5h。所得无水甜菜碱晶体的长与菱形周长的四分之一的比值范围为1.03～1.86，该晶体产品的松堆密度为0.78g/mL，20～60目的晶体颗粒的质量占比为99.4wt％。

实施案例5

向结晶器中加入61g无水甜菜碱粉末和240g无水乙醇，无水甜菜碱粉末与溶剂的质量之比为0.25:1。设定搅拌转速为350r/min，以6℃/min的升温速率升温使粉末溶解，达到结晶体系的沸点温度。

迅速降温，降温速率为0.5℃/min，当溶液降温到80.4℃时开始析出晶核，此时向溶液中投入0.1g无水甜菜碱粉末，即投加量为0.0004g/g溶剂，溶液中马上爆发式析出晶核，继续以0.05℃/min的降温速率降温至室温。

当溶液温度降低至25℃后，暂不过滤，再次向结晶器中投入20g无水甜菜碱粉末，即投加量为0.08g/g溶剂，以6℃/min的升温速率升温使所加的甜菜碱粉末溶解，溶液的温度达到结晶体系的沸点附近，然后以0.05℃/min的降温速率降至室温。

当溶液温度降低至25℃后，暂不过滤，再次向结晶器中投入19g无水甜菜碱粉末，即投加量为0.08g/g溶剂，以6℃/min的升温速率升温使所加的甜菜碱粉末溶解，溶液的温度达到结晶体系的沸点附近，然后以0.05℃/min的降温速率降至室温。

当溶液温度降低至25℃后，暂不过滤，再次向结晶器中投入18g无水甜菜碱粉末，即投加量为0.08g/g溶剂，以6℃/min的升温速率升温使所加的甜菜碱粉末溶解，溶液的温度达到结晶体系的沸点附近，然后以0.05℃/min的降温速率降至室温。

当溶液温度降低至25℃后，暂不过滤，再次向结晶器中投入17g无水甜菜碱粉末，即投加量为0.07g/g溶剂，以6℃/min的升温速率升温使所加的甜菜碱粉末溶解，溶液的温度达到结晶体系的沸点附近，然后以0.05℃/min的降温速率降至室温。

当溶液温度降低至25℃后，暂不过滤，再次向结晶器中投入16g无水甜菜碱粉末，即投加量为0.07g/g溶剂，以6℃/min的升温速率升温使所加的甜菜碱粉末溶解，溶液的温度达到结晶体系的沸点附近，然后以0.05℃/min的降温速率降至室温。

当溶液温度降低至25℃后，暂不过滤，再次向结晶器中投入15g无水甜菜碱粉末，即投加量为0.06g/g溶剂，以6℃/min的升温速率升温使所加的甜菜碱粉末溶解，溶液的温度达到结晶体系的沸点附近，然后以0.05℃/min的降温速率降至室温。

当溶液温度降低至25℃，且处于20～60目的晶体质量不低于晶体总质量的99％后，先过滤，再迅速用无水乙醇洗涤晶体，再立即用丙酮洗涤晶体。迅速将洗涤后的晶体室温下于真空度约0.1MPa的真空烘箱中干燥5h，再将真空烘箱的温度升至105℃继续干燥5h。所得无水甜菜碱晶体的长与菱形周长的四分之一的比值范围为1.06～1.74，该晶体产品的松堆密度为0.78g/mL，20～60目的晶体颗粒的质量占比为99.3wt％。

本发明提出和公开的技术方案，本领域技术人员可通过借鉴本文内容，适当改变条件路线等环节实现，尽管本发明的方法和制备技术已通过较佳实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和技术路线进行改动或重新组合，来实现最终的制备技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。

Claims (4)

1.一种制备粒度超均一的无水甜菜碱晶体的结晶方法，其特征在于采用过沸爆发成核-降温循环法，包括如下步骤：

1)将无水甜菜碱粉末加入结晶器，再向结晶器中加入乙醇或乙醇与水的混合溶剂，以5～7℃/min的速率升温至80～82℃使粉末完全溶解，溶液的温度达到结晶体系的沸点；

2)开始以0.3～0.5℃/min的速率降温，结晶体系中有晶核析出时，再次向结晶器中投入无水甜菜碱粉末，投加量不大于0.01g/g溶剂，促使结晶体系在70～82℃爆发成核析出晶核；继续以0.05～0.5℃/min的速率将溶液温度降至20～25℃；

3)降至20～25℃后暂不过滤，再次向结晶器中加入无水甜菜碱粉末，以5～7℃/min的速率升温至80～82℃使甜菜碱粉末溶解，溶液的温度达到结晶体系的沸点温度，然后以0.05～0.5℃/min的速率降至20～25℃；反复重复这样的升降温操作，直至处于20～60目的晶体质量不低于晶体总质量的99％为止；降温至终点温度后，过滤和洗涤晶体，再进行干燥，即可获得合格的无水甜菜碱晶体产品。

2.如权利要求1所述的方法，其特征是步骤1)中，乙醇与水的混合溶剂中，水的质量分数不能达到10wt％。

3.如权利要求1所述的方法，其特征是步骤1)中，无水甜菜碱粉末与乙醇或乙醇水溶液的质量之比范围为0.2～0.5:1。

4.如权利要求1所述的方法，其特征是步骤3)中，所加无水甜菜碱粉末与步骤1)中所加溶剂的质量之比范围为0～0.15:1。

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