CN114315559A - 无水柠檬酸的制备方法及应用 - Google Patents
无水柠檬酸的制备方法及应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114315559A CN114315559A CN202111508777.5A CN202111508777A CN114315559A CN 114315559 A CN114315559 A CN 114315559A CN 202111508777 A CN202111508777 A CN 202111508777A CN 114315559 A CN114315559 A CN 114315559A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- citric acid
- anhydrous citric
- cooling
- ultrasound
- drying
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
Abstract
本发明提供了无水柠檬酸的制备方法及应用，涉及有机酸技术领域。该方法包括步骤：在超声作用下将柠檬酸的不饱和溶液降温至饱和状态；保持超声作用不变，以0.05‑0.2℃/min的速率进行降温析晶；固液分离，对固相进行干燥。该方法能制得更细粒度和更均匀的晶粒，提高无水柠檬酸的品质，克服了现有结晶方法难以控制产品粒度及其分布的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及有机酸技术领域，具体涉及无水柠檬酸的制备方法及应用。
背景技术
柠檬酸是有机酸的一种，常用作添加剂应用于食品、制药、化工等领域。柠檬酸通常以无水合物或一水合物的形式存在，在冷水中结晶主要生成一水合物，在热水(临界温度36.6℃)中结晶得到无水合物。与一水柠檬酸相比，无水柠檬酸因不含结晶水，更适合在固体饮料等食品中作为添加剂使用。
现有无水柠檬酸的结晶方法主要有添加晶种和蒸发结晶。其中，前者受晶种尺寸及其分散均匀性的制约，不容易获得细粒度和粒径均匀的晶粒，后者容易诱发晶体聚集性生长造成晶粒分布过宽。
固态添加剂等部分领域对产品粒度及其分布有着较高要求，若颗粒过粗或分布不均匀，将直接影响其口感或效用。为获得细粒度的无水柠檬酸，现有的做法是对结晶后的产物对进行二次机械破碎加工，增加了生产成本。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本发明提供了一种无水柠檬酸的制备方法，该方法能制得更细粒度和更均匀的晶粒，提高无水柠檬酸的品质。
本发明还提供了上述制备方法制得的无水柠檬酸的应用。
本发明的第一方面提供了一种无水柠檬酸的制备方法，包括以下步骤：
在超声作用下将柠檬酸的不饱和溶液降温至饱和状态；
保持超声作用不变，以0.05-0.2℃/min的速率进行降温析晶；
固液分离，对固相进行干燥。
本发明无水柠檬酸的制备方法，至少具有以下有益效果：
超声波的空化作用能够形成局部扰动，在溶液中形成局部温度场和浓度场，刺激晶核形成，同时，溶液能够吸收超声波提供的热量，降低降温过程中的冷却速率，提高温度均匀性，避免因溶液降温过快或局部温度不均匀而造成晶粒生长过快，导致粒度分布过宽。
经实验发现，与饱和溶液相比，对不饱和溶液进行超声和可控降温析晶，能得到明显细化的晶粒，其原因可能是超声波对晶核的形成具有诱导刺激作用，很可能在溶液处于饱和状态或接近饱和状态时，已经诱导形成了微晶核，这些微晶核进一步生长，对后续晶粒的生长起到成核作用，提高了晶体均匀性。在溶液达到饱和状态后，通过可控降温，使溶液保持相对稳定的结晶状态，从而使晶体均匀析出，得到更细粒度和更均匀的晶粒。
本发明无水柠檬酸的制备方法，可实现D10为42μm以下，D50为96μm以下，D90为190μm以下，粉体更加细致均匀，提高了产品品质。
根据本发明的一些实施方式，所述柠檬酸的不饱和溶液的浓度为80％以上。为提高溶解度，可以进行加热处理。随着溶液浓度的提高，溶液温度增加，利于在前期降温过程中形成更细致的晶核，从而降低晶粒的平均粒度，其缺点是会在一定程度上增加粒度分布宽度。
根据本发明的一些实施方式，所述超声的频率为20-30kHz，低频段可以保证更好的空化效果，降低溶液扰动，提高晶粒均匀性。
根据本发明的一些实施方式，所述超声的功率为200-400W，超声功率决定了提供的能量大小，温度越高，能量越大，对保证溶液的整体温度均匀性有利，但功率过高可能影响微晶核的形成。控制超声功率在一定范围，可以在诱导晶核生长的同时，更好地保证晶粒均匀性。
需要说明的是，本发明对超声功率、频率的选择没有特别限定，本领域技术人员可以根据上述原则结合产品的实际质量要求进行调节。
根据本发明的一些实施方式，所述柠檬酸的不饱和溶液降温至饱和状态的时间为5-10min；进一步，其中的降温为匀速降温。
根据本发明的一些实施方式，在所述降温析晶的过程中，降温速率呈梯度降低。降温速率随溶液温度的降低而减小，能更好地保证晶体生长的均匀性。
作为一种实施方式，降温的程序为：温度每降低1-10℃，所述降温速率降低1-50％，进一步为1-20％。
根据本发明的一些实施方式，所述降温析晶在负压条件下进行，利于得到更细微的晶粒。进一步，所述负压为绝对真空度低于30kPa，更进一步为低于20kPa。
根据本发明的一些实施方式，所述干燥为普通真空干燥或真空喷雾干燥。
本发明的第二方面提供了上述制备方法所制得的无水柠檬酸用作添加剂的应用。
所述添加剂包括但不限于酸味剂、抗氧剂、pH调节剂、络合剂、缓凝剂或药用添加剂(例如酸解剂、抗凝血剂、矫味剂)。
酸味剂，常用于食品或药品。
抗氧剂，常用于食品或药品。
pH调节剂，常用于化妆品或药品。
络合剂，常用于重金属污染治理。
缓凝剂，常用于混凝土制备。
本发明的第三方面提供了上述制备方法所制得的无水柠檬酸在制造食品、药品、化妆品、混凝土、柠檬酸衍生物或在重金属污染治理中的应用。
其中的柠檬酸衍生物包括但不限于柠檬酸盐(例如钠盐、钾盐、钙盐、铵盐)、柠檬酸酯(例如柠檬酸硬脂酸酯)等以柠檬酸为原料反应得到的产品。
根据本发明的一些实施方式，所述食品包括但不限于固体饮料、糖果、膨化食品、食用油等。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
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，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
提供无水柠檬酸的制备方法，包括以下步骤：
(1)将柠檬酸加入去离子水中，加热至90℃，制成柠檬酸质量分数为80％的澄清溶液。
(2)在超声作用下将步骤(1)的澄清溶液匀速降温至84℃，达到接近饱和的状态，其中，超声的功率为200W，频率为20kHz，降温的时间为6min。
(3)保持超声作用不变，在负压条件下对步骤(2)所得溶液进行梯度降温；降温过程中，压强为15kPa；起始降温速率为0.1℃/min，温度每降低10℃，降温速率下降0.01℃/min，降温至44℃。
(4)将步骤(3)所得产物离心分离，干燥，得到无水柠檬酸。
实施例2
提供无水柠檬酸的制备方法，包括以下步骤：
(1)将柠檬酸加入去离子水中，加热至90℃，制成柠檬酸质量分数为80％的澄清溶液。
(2)在超声作用下将步骤(1)的澄清溶液匀速降温至84℃，达到接近饱和的状态，其中，超声的功率为300W，频率为30kHz，降温的时间为6min。
(3)保持超声作用不变，在负压条件下对步骤(2)所得溶液进行梯度降温；降温过程中，压强为10kPa；起始降温速率为0.15℃/min，温度每降低5℃，降温速率下降0.006℃/min，降温至44℃。
(4)将步骤(3)所得产物离心分离，干燥，得到无水柠檬酸。
实施例3
提供无水柠檬酸的制备方法，包括以下步骤：
(1)将柠檬酸加入去离子水中，加热至90℃，制成柠檬酸质量分数为80％的澄清溶液。
(2)在超声作用下将步骤(1)的澄清溶液匀速降温至84℃，达到接近饱和的状态，其中，超声的功率为400W，频率为20kHz，降温的时间为6min。
(3)保持超声作用不变，在负压条件下对步骤(2)所得溶液进行梯度降温；降温过程中，压强为15kPa；起始降温速率为0.1℃/min，温度每降低10℃，降温速率下降0.01℃/min，降温至44℃。
(4)将步骤(3)所得产物离心分离，干燥，得到无水柠檬酸。
实施例4
提供无水柠檬酸的制备方法，包括以下步骤：
(1)将柠檬酸加入去离子水中，加热至90℃，制成柠檬酸质量分数为80％的澄清溶液。
(2)在超声作用下将步骤(1)的澄清溶液匀速降温至84℃，达到接近饱和的状态，其中，超声的功率为200W，频率为20kHz，降温的时间为6min。
(3)保持超声作用不变，在负压条件下对步骤(2)所得溶液进行匀速降温，降温过程中，压强为15kPa，降温速率为0.1℃/min，降温至44℃。
(4)将步骤(3)所得产物离心分离，干燥，得到无水柠檬酸。
实施例5
与实施例4相比，区别在于，步骤(3)的降温过程在常压下进行，其他不变。
对比例
无水柠檬酸的制备方法，包括以下步骤：
(1)在超声作用下将柠檬酸质量分数为80％的饱和溶液进行梯度降温，其中，超声的功率为400W，频率为20kHz；降温过程中，压强为15kPa；起始降温速率为0.1℃/min，温度每降低10℃，降温速率下降0.01℃/min，降温至44℃。
(2)将步骤(1)所得产物离心分离，干燥，得到无水柠檬酸。
实施例6
提供上述方法制得的无水柠檬酸用作添加剂的应用，其中，添加剂可选为酸味剂、抗氧剂、pH调节剂、络合剂、缓凝剂或药用酸解剂、抗凝血剂、矫味剂等。以该无水柠檬酸作为添加剂，可用于制备固体饮料、糖果、膨化食品、食用油等食品，或用于制备药品、化妆品、混凝土或柠檬酸衍生物，或用于重金属污染治理。
测试例
用于测试所制得的无水柠檬酸的粒度分布，测试仪器为马尔文粒度仪。
测试结果如表1所示。
表1
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本发明权利要求所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种无水柠檬酸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在超声作用下将柠檬酸的不饱和溶液降温至饱和状态；
保持超声作用不变，以0.05-0.2℃/min的速率进行降温析晶；
固液分离，对固相进行干燥。
2.根据权利要求1所述的无水柠檬酸的制备方法，其特征在于，所述柠檬酸的不饱和溶液的浓度为80％以上。
3.根据权利要求1所述的无水柠檬酸的制备方法，其特征在于，所述超声的频率为20-30kHz。
4.根据权利要求1所述的无水柠檬酸的制备方法，其特征在于，所述超声的功率为200-400W。
5.根据权利要求1所述的无水柠檬酸的制备方法，其特征在于，所述柠檬酸的不饱和溶液降温至饱和状态的时间为5-10min；进一步，其中的降温为匀速降温。
6.根据权利要求1所述的无水柠檬酸的制备方法，其特征在于，在所述降温析晶的过程中，降温速率呈梯度降低。
7.根据权利要求1所述的无水柠檬酸的制备方法，其特征在于，所述降温析晶在负压条件下进行。
8.根据权利要求1所述的无水柠檬酸的制备方法，其特征在于，所述干燥为普通真空干燥或真空喷雾干燥。
9.如权利要求1-8任一项所述的制备方法所制得的无水柠檬酸用作添加剂的应用。
10.如权利要求1-8任一项所述的制备方法所制得的无水柠檬酸在制造食品、药品、化妆品、混凝土、柠檬酸衍生物或在重金属污染治理中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111508777.5A CN114315559A (zh) | 2021-12-10 | 2021-12-10 | 无水柠檬酸的制备方法及应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111508777.5A CN114315559A (zh) | 2021-12-10 | 2021-12-10 | 无水柠檬酸的制备方法及应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114315559A true CN114315559A (zh) | 2022-04-12 |
Family
ID=81051352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111508777.5A Withdrawn CN114315559A (zh) | 2021-12-10 | 2021-12-10 | 无水柠檬酸的制备方法及应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114315559A (zh) |
-
2021
- 2021-12-10 CN CN202111508777.5A patent/CN114315559A/zh not_active Withdrawn
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2728678A (en) | Process for drying solutions containing crystallizable material, and product produced thereby | |
| US4710231A (en) | Solid fructose | |
| CA2523806A1 (en) | Improved crystalline form of sucralose, and method for producing it | |
| US20210371292A1 (en) | Large-Particle Spherical Salt and Preparation Method Thereof | |
| CN104743581B (zh) | 一种高纯氯化钾的制备工艺 | |
| JP2022514207A (ja) | Ｄ－プシコース結晶及びその製造方法 | |
| CN106748849A (zh) | 一种甘氨酸间歇结晶过程粒度调控方法 | |
| CN114315559A (zh) | 无水柠檬酸的制备方法及应用 | |
| JPS62247802A (ja) | 晶析方法 | |
| Kurotani et al. | Polymorph control of sulfamerazine by ultrasonic irradiation | |
| RU2112771C1 (ru) | Способ кристаллизации аспартама | |
| CN107602405A (zh) | 一种谷氨酸钠晶体颗粒增大的方法 | |
| CN102838478A (zh) | 一水柠檬酸晶体及其生产方法 | |
| EP3659969A1 (en) | Calcium carbonate, calcium carbonate preparation for food addition use, and food | |
| CN110606854A (zh) | 一种i晶型硫酸氢氯吡格雷的可控制备方法 | |
| CN109912446B (zh) | 一种具有短棒状形貌的n,2,3-三甲基-2-异丙基丁酰胺晶体及其结晶工艺 | |
| EP3986861B1 (en) | Process for the preparation of d,l-methionine | |
| JPH09110891A (ja) | 流動性の高いマルチトール粉末及びその製造方法 | |
| CN115572222B (zh) | 一种柠檬酸钙球形晶体的制备方法及其应用 | |
| US9775364B2 (en) | Method for manufacturing a powder of serum extracted from Greek style yogurt | |
| CN118406021A (zh) | 一种安赛蜜高效结晶的方法 | |
| CN114009734A (zh) | 基于溶剂喷雾震荡的反溶剂降温结晶生产imp+gmp的方法 | |
| CN115368418B (zh) | 一种d-阿洛酮糖晶体及其制备方法和应用 | |
| CN115925569B (zh) | 一种无水l-苯丙氨酸晶型的制备方法 | |
| JP2001072656A (ja) | メチオニン結晶粉体物性の制御方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20220412 |