CN116178109A - 赤藓糖醇结晶的方法 - Google Patents
赤藓糖醇结晶的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116178109A CN116178109A CN202111422101.4A CN202111422101A CN116178109A CN 116178109 A CN116178109 A CN 116178109A CN 202111422101 A CN202111422101 A CN 202111422101A CN 116178109 A CN116178109 A CN 116178109A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- erythritol
- crystallization
- purified
- solution
- introducing
- 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.)
- Pending
Links
- 239000004386 Erythritol Substances 0.000 title claims abstract description 229
- UNXHWFMMPAWVPI-UHFFFAOYSA-N Erythritol Natural products OCC(O)C(O)CO UNXHWFMMPAWVPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 229
- UNXHWFMMPAWVPI-ZXZARUISSA-N erythritol Chemical compound OC[C@H](O)[C@H](O)CO UNXHWFMMPAWVPI-ZXZARUISSA-N 0.000 title claims abstract description 229
- 229940009714 erythritol Drugs 0.000 title claims abstract description 229
- 235000019414 erythritol Nutrition 0.000 title claims abstract description 229
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 68
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 137
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims abstract description 133
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 80
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 58
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 46
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 36
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 31
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 22
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 20
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 9
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 72
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 16
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 14
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 14
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 description 8
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 7
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 7
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 206010012601 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 2
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 2
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 239000012086 standard solution Substances 0.000 description 2
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000017667 Chronic Disease Diseases 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 description 1
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 description 1
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 208000008589 Obesity Diseases 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000551 dentifrice Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 235000005911 diet Nutrition 0.000 description 1
- 230000037213 diet Effects 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 235000003599 food sweetener Nutrition 0.000 description 1
- 235000020510 functional beverage Nutrition 0.000 description 1
- 235000013376 functional food Nutrition 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 1
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013615 non-nutritive sweetener Nutrition 0.000 description 1
- 235000020824 obesity Nutrition 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 150000005846 sugar alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 239000003765 sweetening agent Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
- C07C29/74—Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation
- C07C29/76—Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation by physical treatment
- C07C29/78—Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation by physical treatment by condensation or crystallisation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明涉及赤藓糖醇的结晶纯化领域，具体涉及一种赤藓糖醇结晶的方法。该方法包括：(1)将赤藓糖醇浓缩液与赤藓糖醇晶种混合，得到混合料；(2)在非活性气体的间歇存在下，使所述混合料进行预结晶和降温结晶，得到浆液；(3)将所述浆液进行固液分离，得到赤藓糖醇晶体和母液。该方法能够在不使用有机试剂，保证生产过程安全，避免有机试剂残留的同时，还能在较短的结晶时间内获得较高的赤藓糖醇的结晶收率，并使得获得的赤藓糖醇晶体纯度更高，颗粒更加均匀，工艺简单，易工业化，成本低，对环境友好。
Description
技术领域
本发明涉及赤藓糖醇的结晶纯化领域，具体涉及一种赤藓糖醇结晶的方法。
背景技术
随着肥胖、糖尿病、“三高”等慢性病在全球范围内的蔓延，饮食中糖分的“健康摄取”成为新的健康课题，其中，低热量甜味剂的开发和应用是最为有效的途径之一。
赤藓糖醇是一种天然糖质和功能糖甜味剂，广泛应用于开发低热量保健食品、糖尿病及葡萄糖不适症等人群的功能食品或饮料、儿童专用洁齿用品等，市场前景十分看好。国产赤藓糖醇生产规模已居世界前列，产能已约为5.8万吨/年，赤藓糖醇工业生产主要采用发酵法，发酵液经净化处理后先蒸发浓缩，再冷却结晶制得赤藓糖醇晶体。
赤藓糖醇糖水溶性强，结晶需要较高的过饱和度。当前普遍使用的赤藓糖醇结晶技术，一般有两种原理。第一种是添加有机溶剂，以降低结晶液中的自由水，促进赤藓糖醇晶体析出。这种技术存在有机溶剂消耗量大，增加结晶成本、加大生产过程安全风险等级、有机试剂残留危害等问题。另一种是分两步结晶，首先通过浓缩结晶，当浓缩的结晶母液浓度偏高后，再降温结晶，如CN104086365B公开了一种对赤藓糖醇生产母液再利用制备混合糖醇产品的方法，该方法回收利用了赤藓糖醇结晶母液的剩余的赤藓糖醇，提高了赤藓糖醇的利用率和总体收率，但是该方法结晶方式为传统的先蒸发浓缩，再冷却结晶方式，一次的结晶收率较低，这种工艺一定程度具有一定的优势，但终究无法规避蒸发面积小，传热效率低的问题。并且现有的赤藓糖醇结晶的方法中，还往往受到结晶母液的初始过饱和度的限制。
因此，目前亟需开发一种生产过程安全、赤藓糖醇的结晶收率较高，并且获得的赤藓糖醇晶体颗粒的更加均匀、产业化前景较好的赤藓糖醇结晶的方法。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种赤藓糖醇结晶的方法，该方法能够在不使用有机试剂，保证生产过程安全，避免有机试剂残留的同时，还能获得较高的赤藓糖醇的结晶收率，并使得获得的赤藓糖醇晶体纯度更高，颗粒更加均匀，工艺简单，易工业化，成本低，对环境友好。
为了实现上述目的，本发明提供一种赤藓糖醇结晶的方法，该方法包括：
(1)将赤藓糖醇浓缩液与赤藓糖醇晶种混合，得到混合料；
(2)在非活性气体的间歇存在下，使所述混合料进行预结晶和降温结晶，得到浆液；
(3)将所述浆液进行固液分离，得到赤藓糖醇晶体和母液。
通过上述技术方案，本发明可以取得如下的有益效果：
1、本发明的方法，能在较短的结晶时间内，获得较高的赤藓糖醇的结晶收率，并且避免了晶体结块，获得的赤藓糖醇晶体纯度更高，颗粒更加均匀。
2、本发明的方法，能够不使用有机试剂，生产过程安全、对环境友好，能避免有机试剂残留，还不受限于结晶母液的初始过饱和度。此外，本发明的方法工艺简单，易工业化，成本低，具有较好的工业化前景。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供了一种赤藓糖醇结晶的方法，该方法包括：
(1)将赤藓糖醇浓缩液与赤藓糖醇晶种混合，得到混合料；
(2)在非活性气体的间歇存在下，使所述混合料进行预结晶和降温结晶，得到浆液；
(3)将所述浆液进行固液分离，得到赤藓糖醇晶体和母液。
根据本发明，优选的，获得赤藓糖醇浓缩液的方法包括：将待纯化的赤藓糖醇溶液进行纯化，得到纯化的赤藓糖醇溶液，将纯化的赤藓糖醇溶液进行浓缩，得到赤藓糖醇浓缩液；
其中，所述纯化的赤藓糖醇溶液的纯度不低于95重量％。
其中，所述待纯化的赤藓糖醇溶液可以为天然提取、酶法合成或化学合成的赤藓糖醇溶液中的任意一种或两、三种的混合液。例如，所述待纯化的赤藓糖醇溶液可以由果糖通过赤藓糖醇-3-差向异构酶催化转化而来。
其中，所述纯化的方法可以为膜过滤纯化法。
根据本发明，为了能够在较短的结晶时间内获得更高的赤藓糖醇的结晶收率，并使得获得的赤藓糖醇晶体纯度更高，颗粒更加均匀，优选的，所述赤藓糖醇浓缩液的浓度为500-700g/L(例如，可以为500g/L，510g/L、520g/L、530g/L、540g/L、550g/L、560g/L、570g/L、580g/L、590g/L、600g/L、610g/L、620g/L、630g/L、640g/L、650g/L、660g/L、670g/L、680g/L、690g/L、700g/L)。更优选的，所述赤藓糖醇浓缩液的浓度为550g/L-650g/L，更优选为600g/L。
能够理解的是，述及的“纯度”和“浓度”为不同的概念。由于在实际生产中，得到的含有赤藓糖醇的溶液中，除了含有赤藓糖醇，还往往含有其他的糖或者醇。纯度指的是，含有赤藓糖醇的溶液中，赤藓糖醇的重量与溶液中干物质(溶液中所有的糖和醇)的总重量之比；而浓度指的是，含有赤藓糖醇的溶液中，所有糖和醇的重量之和与溶液总重量之比。
根据本发明，所述浓缩的方法不受特别的限制，可以为本领域的常规选择。优选的，所述浓缩的方法为减压浓缩。能够理解的是，在减压浓缩中，浓缩压力一般为越低越好，但兼顾成本和操作简便性，所述浓缩的压力以在较低的温度下，能够实现纯化的赤藓糖醇溶液较快的浓缩为原则。
其中，为了产业化放大过程中易于操作，并降低工艺技术放大门槛，浓缩所用的设备可以为单效、双效、三效、四效浓缩设备。
根据本发明，为了避免赤藓糖醇在浓缩过程中局部温度过高引起焦糖化反应，导致浓缩液颜色褐变，使得最终得到赤藓糖醇晶体呈现黄色，优选的，浓缩过程中的温度应控制为不高于80℃(例如，可以为40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃)。
根据本发明，为了能够在较短的结晶时间内获得更高的赤藓糖醇的结晶收率，优选的，相对于1L的赤藓糖醇浓缩液，所述赤藓糖醇晶种的用量为1-50g(例如，可以为1g，5g，10g，20g，30g，40g，50g)，更优选为10-30g，更优选为20g。
根据本发明，为了能在较短的结晶时间内获得更高的赤藓糖醇的结晶收率，并使得获得的赤藓糖醇晶体纯度更高，颗粒更加均匀，优选的，所述非活性气体的温度为20-40℃(例如，可以为20℃，25℃，30℃，35℃，40℃)，含水量为0.5-1.5重量％(0.5重量％，0.8重量％，1重量％，1.2重量％，1.5重量％)；更优选的，所述非活性气体的温度为25-35℃，含水量为0.8-1重量％；更优选的，所述非活性气体的温度可以为30℃，含水量为0.9重量％。
其中，为了所述非活性气体与混合料进行充分的接触，从而使得能在较短的结晶时间内获得更高的赤藓糖醇的结晶收率，并使得获得的赤藓糖醇晶体纯度更高，颗粒更加均匀，优选的，从混合料的底部通入非活性气体。能够理解的是，为了使得通入的非活性气体能够尽量分散、均匀的和混合料接触，混合料底部可以设置有气体分布器。
其中，所述非活性气体即为不会与混合料发生反应的气体。例如，所述非活性气体可以为空气、氮气和二氧化碳中的至少一种。
其中，能够理解的是，由于在向混合料中通入非活性气体前，已经将赤藓糖醇浓缩液与赤藓糖醇晶种混合。因此，无论是否向混合料中通入非活性气体，所述混合料中都会有晶体产生。
本发明的发明人在研究中发现，当向所述混合料中通入如上所述的非活性气体时，可以进一步避免晶体结块，并且同时还可以带走混合料中的部分水分，进一步增加混合料的过饱和度，进一步促进结晶。
根据本发明，为了能在较短的结晶时间内获得更高的赤藓糖醇的结晶收率，并使得获得的赤藓糖醇晶体纯度更高，颗粒更加均匀，优选的，通入非活性气体的方法包括：每隔5-30min(例如，可以为5min，10min，15min，20min，25min，30min)通入一次非活性气体，并保持通入5-30s(例如，可以为5s，10s，15s，20s，25s，30s)，重复通入和不通入的操作直至预结晶和降温结晶结束。更优选的，通入非活性气体的方法包括：每隔10-20min通入一次非活性气体，并保持通入10-20s，重复通入和不通入的操作直至预结晶和降温结晶结束。更优选的，每隔15min通入一次非活性气体，并保持通入15s，重复通入和不通入的操作直至预结晶和降温结晶结束。
本发明的发明人在研究中发现，在如上所述的交替通入和不通入非活性气体的过程中，通入气体将推动混合料中的液体和晶体颗粒翻滚，避免结块，并导致混合料温度上升，带走混合料中的部分水分，在停止通入气体后，温度会逐渐回落，能够使得混合料的过饱和度在一个较为合适的范围内稳定增加，因此，晶体的析出量会稳定上升，从而能够在一次次的交替进行中，实现了赤藓糖醇的稳步积累。其中，能够理解的是，若在一定的时间内，晶体的析出量过大，则容易使得晶体粒径太小，且颗粒不够均匀；若在一定的时间内，晶体的析出量过小，则赤藓糖醇的结晶收率过低，不能实现获得较高的赤藓糖醇的结晶收率的目的。
根据本发明，为了能在较短的结晶时间内获得更高的赤藓糖醇的结晶收率，并使得获得的赤藓糖醇晶体纯度更高，颗粒更加均匀，优选的，相对于1L的赤藓糖醇浓缩液，非活性气体的通入速度为0.5-2L/min。
根据本发明，为了使得所述非活性气体能够和混合料进行更充分的接触，从而使得在较短的结晶时间内获得更高的赤藓糖醇的结晶收率，并使得获得的赤藓糖醇晶体纯度更高，颗粒更加均匀，优选的，从混合料的底部通入非活性气体。其中，为了使得通入的非活性气体能够尽量分散，并能够尽量均匀地和混合料接触，混合料底部可以设置有气体分布器。
根据本发明，为了能够获得更高的赤藓糖醇的结晶收率，并使得获得的赤藓糖醇晶体纯度更高，颗粒更加均匀，优选的，所述预结晶和降温结晶的总时间为8-12h(例如，可以为8h，9h，10h，11h，12h)。
根据本发明，为了能够获得更高的赤藓糖醇的结晶收率，并使得获得的赤藓糖醇晶体纯度更高，颗粒更加均匀，所述预结晶的条件包括：温度为20-60℃(例如，可以为20℃，30℃，40℃，50℃，60℃)，时间为2-4h(例如，可以为2h，3h，4h)，搅拌速率为60-180rpm(例如，可以为60rpm，80rpm，100rpm，120rpm，150rpm，180rpm)。能够理解的是，所述预结晶的温度为混合料的温度，搅拌速率为混合料中的搅拌速率。更优选的，所述预结晶的温度为30-50℃。
根据本发明，优选的，所述降温结晶的条件包括：降温速率为15-20℃/h，降温至5-15℃并维持在温度为5-15℃，搅拌速率为60-180rpm。能够理解的是，预结晶和降温结晶中的温度存在明显差异，因此需要对所述混合料进行降温。采用如上所述的降温速率，能够在逐步增加过饱和度的同时，避免温度变化过于剧烈，影响赤藓糖醇晶体的纯度和颗粒均匀性。能够理解的是，降温结晶的时间包括降温的时间和维持的时间。其中，降温结晶的时间使得预结晶和降温结晶的总时间为8-12h即可，一般降温结晶持续5-8h(例如，可以为5h，6h，7h，8h及以上任意两个数值形成的数值范围内的数值)即可。
根据本发明，所述固液分离的方法不受特别的限制，可以为本领域的常规选择，例如，所述的固液分离方式可以选自过滤分离和离心分离中的至少一种。
根据本发明，为了能够使得获得的赤藓糖醇晶体纯度更高，在固液分离后，该方法还包括：对得到的赤藓糖醇晶体进行干燥。其中，所述干燥的方法可以为本领域的常规选择，例如，可以为选自流化床干燥和真空干燥中的至少一种。
根据本发明，为了进一步提高赤藓糖醇晶体的收率，优选的，该方法还包括：取部分所述母液，返回至与纯化的赤藓糖醇溶液混合，并一起进行浓缩；
其中，所述部分母液的量使得，将其返回至与纯化的赤藓糖醇溶液混合后，所得物料的纯度不低于95重量％。
根据本发明，为了进一步提高赤藓糖醇晶体的收率，优选的，将剩余部分母液返回至与待纯化的赤藓糖醇溶液混合，并一起进行纯化。
根据本发明一种特别优选的实施方式，按照如下的方法进行赤藓糖醇结晶：
(1)将待纯化的赤藓糖醇溶液，通过膜过滤方法进行纯化，得到纯度不低于95重量％的纯化的赤藓糖醇溶液。
取如上的纯化的赤藓糖醇溶液，在不高于80℃的条件下，进行减压浓缩，浓缩至浓度为590-610g/L，得到赤藓糖醇浓缩液。
取赤藓糖醇晶种，与上述的赤藓糖醇浓缩液进行混合(相对于1L的赤藓糖醇浓缩液，所述赤藓糖醇晶种的用量为18-22g)，并进行搅拌，使得赤藓糖醇晶种分散得较为均匀，得到混合料。
(2)将所述混合料置于结晶罐中，并从结晶罐的底部，每隔14-16min通入一次空气，并保持通入14-16s后，重复通入和不通入的操作至预结晶和降温结晶结束。其中，所述空气的温度为30-33℃，含水量为0.85-0.95重量％；相对于1L的赤藓糖醇浓缩液，非活性气体的通入速度为1-1.4L/min。
其中，所述预结晶的条件包括：温度为38-42℃，时间为3-3.5h，搅拌速率为80-120rpm。预结晶结束后，进入降温结晶，降温结晶的条件包括：在15-16℃/h的降温速率下，降温至5-8℃，进行结晶，得到浆液。其中，降温结晶持续5-7h，搅拌速率为80-120rpm。
(3)将所述浆液通过离心分离，得到固相和液相，所述液相即为母液；将所述固相在真空干燥箱中进行真空干燥，得到赤藓糖醇晶体。
将部分所述母液返回至与纯化的赤藓糖醇溶液混合，并一起进行浓缩；其中，所述部分母液的量使得，将其返回至与纯化的赤藓糖醇溶液混合后，所得物料的纯度不低于95重量％。剩余部分母液返回至与待纯化的赤藓糖醇溶液混合，并一起进行纯化。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中：
三效浓缩设备，购自浙江科美制药机械有限公司；
真空干燥箱，型号为DZF-6050，购自上海博证实业有限公司；
离心过滤机，型号为SSC300，购自永乐机械设备制造有限公司；
实施例1
用于说明本发明提供的赤藓糖醇结晶的方法
(1)将待纯化的赤藓糖醇溶液，通过膜过滤方法进行纯化，得到纯度为96重量％的纯化的赤藓糖醇溶液。
取如上的纯化的赤藓糖醇溶液，在75℃下，在三效浓缩设备中进行减压浓缩，浓缩至浓度为600g/L，得到赤藓糖醇浓缩液。
取上述100L的赤藓糖醇浓缩液，和2kg赤藓糖醇晶种进行混合(即，相对于1L的赤藓糖醇浓缩液，所述赤藓糖醇晶种的用量为20g)，并进行搅拌，使得赤藓糖醇晶种分散得较为均匀，得到混合料。
(2)将所述混合料置于底部设置有气体分布器的结晶罐中，并从结晶罐的底部，每隔15min通入一次空气，并保持通入15s，重复通入和不通入的操作至预结晶和降温结晶结束。其中，所述空气的温度为30℃，含水量为0.9重量％；相对于1L的赤藓糖醇浓缩液，非活性气体的通入速度为1.2L/min。
其中，预结晶的条件包括：温度为40℃，时间为3h，搅拌速率为100rpm。预结晶结束后，进入降温结晶。降温结晶的条件包括：在15℃/h的降温速率下，降温至5℃，然后维持在5℃进行结晶，得到浆液。其中，降温结晶持续5h，搅拌速率为100rpm。
(3)将所述浆液通过离心分离，得到固相和液相，所述液相即为母液；将所述固相在真空干燥箱中进行真空干燥，得到赤藓糖醇晶体。
将部分所述母液返回至与纯化的赤藓糖醇溶液混合，并一起进行浓缩；其中，所述部分母液的量使得，将其返回至与纯化的赤藓糖醇溶液混合后，所得物料的纯度不低于95重量％。剩余部分母液返回至与待纯化的赤藓糖醇溶液混合，并一起进行纯化。
实施例2
用于说明本发明提供的赤藓糖醇结晶的方法
(1)将待纯化的赤藓糖醇溶液，通过膜过滤方法进行纯化，得到纯度为96重量％的纯化的赤藓糖醇溶液。
取如上的纯化的赤藓糖醇溶液，在70℃下，在三效浓缩设备中进行减压浓缩，浓缩至浓度为650g/L得到赤藓糖醇浓缩液。
取上述920L的赤藓糖醇浓缩液，和9.2kg赤藓糖醇晶种，与进行混合(即，相对于1L的赤藓糖醇浓缩液，所述赤藓糖醇晶种的用量为10g)，并进行搅拌，使得赤藓糖醇晶种分散得较为均匀，得到混合料。
(2)将所述混合料置于底部设置有气体分布器的结晶罐中，并从结晶罐的底部，每隔10min通入一次空气，并保持通入10s，重复通入和不通入的操作至预结晶和降温结晶结束。其中，所述空气的温度为35℃，含水量为1重量％；相对于1L的赤藓糖醇浓缩液，非活性气体的通入速度为2L/min。
其中，预结晶的条件包括：温度为50℃，时间为2h，搅拌速率为50rpm。预结晶结束后，进入降温结晶。降温结晶的条件包括：在18℃/h的降温速率下，降温至12℃，然后维持在12℃，进行结晶，得到浆液。其中，降温结晶的时间持续8h，搅拌速率为50rpm。
(3)将所述浆液通过离心分离，得到固相和液相，所述液相即为母液；将所述固相在真空干燥箱中进行真空干燥，得到赤藓糖醇晶体。
将部分所述母液返回至与纯化的赤藓糖醇溶液混合，并一起进行浓缩；其中，所述部分母液的量使得，将其返回至与纯化的赤藓糖醇溶液混合后，所得物料的纯度不低于95重量％。剩余部分母液返回至与待纯化的赤藓糖醇溶液混合，并一起进行纯化。
实施例3
用于说明本发明提供的赤藓糖醇结晶的方法
(1)将待纯化的赤藓糖醇溶液，通过膜过滤方法进行纯化，得到纯度为97重量％的纯化的赤藓糖醇溶液。
取如上的纯化的赤藓糖醇溶液，在65℃下，在三效浓缩设备中进行减压浓缩，浓缩至浓度为550g/L，得到赤藓糖醇浓缩液。
取上述1091L的赤藓糖醇浓缩液，和32.7kg赤藓糖醇晶种进行混合(即，相对于1L的赤藓糖醇浓缩液，所述赤藓糖醇晶种的用量为30g)，并进行搅拌，使得赤藓糖醇晶种分散得较为均匀，得到混合料。
(2)将所述混合料置于底部设置有气体分布器的结晶罐中，并从结晶罐的底部，每隔20min通入一次空气，并保持通入20s后，重复通入和不通入的操作至预结晶和降温结晶结束。其中，所述空气的温度为25℃，含水量为0.8重量％；相对于1L的赤藓糖醇浓缩液，非活性气体的通入速度为0.5L/min。
其中，预结晶的条件包括：温度为30℃，时间为4h，搅拌速率为300rpm。预结晶结束后，进入降温结晶，所述降温结晶的条件包括：在20℃/h的降温速率下，降温至15℃，并维持在15℃，进行结晶，得到浆液。其中，降温结晶持续8h，搅拌速率为300rpm。
(3)将所述浆液通过离心分离，得到固相和液相，所述液相即为母液；将所述固相在真空干燥箱中进行真空干燥，得到赤藓糖醇晶体。
将部分所述母液返回至与纯化的赤藓糖醇溶液混合，并一起进行浓缩；其中，所述部分母液的量使得，将其返回至与纯化的赤藓糖醇溶液混合后，所得物料的纯度不低于95重量％。剩余部分母液返回至与待纯化的赤藓糖醇溶液混合，并一起进行纯化。
实施例4
用于说明本发明提供的赤藓糖醇结晶的方法
(1)将待纯化的赤藓糖醇溶液，通过膜过滤方法进行纯化，得到纯度为95重量％的纯化的赤藓糖醇溶液。
取如上的纯化的赤藓糖醇溶液，在80℃下，在三效浓缩设备中进行减压浓缩，浓缩至浓度为500g/L，得到赤藓糖醇浓缩液。
取上述1200L的赤藓糖醇浓缩液，和60kg赤藓糖醇晶种进行混合(即，相对于1L的赤藓糖醇浓缩液，所述赤藓糖醇晶种的用量为50g)，并进行搅拌，使得赤藓糖醇晶种分散得较为均匀，得到混合料。
(2)将所述混合料置于底部设置有气体分布器的结晶罐中，并从结晶罐的底部，每隔30min通入一次空气，并保持通入30s后，重复通入和不通入的操作至预结晶和降温结晶结束。其中，所述空气的温度为40℃，含水量为0.5重量％；相对于1L的赤藓糖醇浓缩液，非活性气体的通入速度为1.5L/min。
其中，预结晶的条件包括：温度为60℃，时间为4h，搅拌速率为200rpm。预结晶结束后，进入降温结晶。降温结晶的条件包括：在15℃/h的降温速率下，降温至10℃，并维持在10℃，进行结晶，得到浆液。其中，降温结晶的时间为8h。
(3)将所述浆液通过离心分离，得到固相和液相，所述液相即为母液；将所述固相在真空干燥箱中进行真空干燥，得到赤藓糖醇晶体。
将部分所述母液返回至与纯化的赤藓糖醇溶液混合，并一起进行浓缩；其中，所述部分母液的量使得，将其返回至与纯化的赤藓糖醇溶液混合后，所得物料的纯度不低于95重量％。剩余部分母液返回至与待纯化的赤藓糖醇溶液混合，并一起进行纯化。
实施例5
用于说明本发明提供的赤藓糖醇结晶的方法
(1)将待纯化的赤藓糖醇溶液，通过膜过滤方法进行纯化，得到纯度为95重量％的纯化的赤藓糖醇溶液。
取6000L如上的纯化的赤藓糖醇溶液，在75℃下，在三效浓缩设备中进行减压浓缩，浓缩至浓度为700g/L，得到赤藓糖醇浓缩液。
取上述857L的赤藓糖醇浓缩液，和0.857kg赤藓糖醇晶种，进行混合(即，相对于1L的赤藓糖醇浓缩液，所述赤藓糖醇晶种的用量为1g)，并进行搅拌，使得赤藓糖醇晶种分散得较为均匀，得到混合料。
(2)将所述混合料置于底部设置有气体分布器的结晶罐中，并从结晶罐的底部，每隔5min通入一次空气，并保持通入5s，重复通入和不通入的操作至预结晶和降温结晶结束。其中，所述空气的温度为20℃，含水量为1.5重量％；相对于1L的赤藓糖醇浓缩液，非活性气体的通入速度为0.8L/min。
其中，预结晶的条件包括：温度为20℃，时间为3h，搅拌速率为200rpm。预结晶结束后，进入降温结晶，降温结晶的条件包括：在15℃/h的降温速率下，降温至10℃，并维持在10℃，进行结晶，得到浆液。其中，降温结晶持续7h。
(3)将所述浆液通过离心分离，得到固相和液相，所述液相即为母液；将所述固相在真空干燥箱中进行真空干燥，得到赤藓糖醇晶体。
将部分所述母液返回至与纯化的赤藓糖醇溶液混合，并一起进行浓缩；其中，所述部分母液的量使得，将其返回至与纯化的赤藓糖醇溶液混合后，所得物料的纯度不低于95重量％。剩余部分母液返回至与待纯化的赤藓糖醇溶液混合，并一起进行纯化。
实施例6
用于说明本发明提供的赤藓糖醇结晶的方法
(1)将待纯化的赤藓糖醇溶液，通过膜过滤方法进行纯化，得到纯度为95重量％的纯化的赤藓糖醇溶液。
取如上的纯化的赤藓糖醇溶液，在50℃下，在三效浓缩设备中进行减压浓缩，浓缩至浓度为700g/L，得到赤藓糖醇浓缩液。
取2kg赤藓糖醇晶种，与上述1000L的赤藓糖醇浓缩液进行混合(即，相对于1L的赤藓糖醇浓缩液，所述赤藓糖醇晶种的用量为2g)，并进行搅拌，使得赤藓糖醇晶种分散得较为均匀，得到混合料。
(2)将所述混合料置于底部设置有气体分布器的结晶罐中，并从结晶罐的底部，每隔25min通入一次空气进行预结晶，并保持通入25s，重复通入和不通入的操作至预结晶和降温结晶结束。其中，所述空气的温度为40℃，含水量为1.5重量％；相对于1L的赤藓糖醇浓缩液，非活性气体的通入速度为1L/min。
其中，预结晶的条件包括：温度为20℃，时间为3h，搅拌速率为200rpm。预结晶结束后，进入降温结晶。降温结晶的条件包括：在15℃/h的降温速率下，降温至5℃，进行结晶，得到浆液。其中，降温结晶持续7h。
(3)将所述浆液通过离心分离，得到固相和液相，所述液相即为母液；将所述固相在真空干燥箱中进行真空干燥，得到赤藓糖醇晶体。
将部分所述母液返回至与纯化的赤藓糖醇溶液混合，并一起进行浓缩；其中，所述部分母液的量使得，将其返回至与纯化的赤藓糖醇溶液混合后，所得物料的纯度不低于95重量％。剩余部分母液返回至与待纯化的赤藓糖醇溶液混合，并一起进行纯化。
对比例1
取实施例1中获得的纯化的赤藓糖醇溶液100L，采用CN104086365B中的方法进行浓缩结晶和降温结晶。
对比例2
取实施例1中获得的纯化的赤藓糖醇溶液100L，采用CN201210364267.X中的方法添加有机溶剂进行结晶。
对比例3
按照实施例1的方法进行赤藓糖醇结晶，不同的是，不向所述混合料中通入空气。
测试例
对实施例1-6和对比例1-3中获得的赤藓糖醇晶体，进行纯度、收率和颗粒均匀度的检测，结果见表1。
其中，纯度的检测方法为：配制10.0mg/mL的赤藓糖醇标准液(赤藓糖醇标准品，购自上海阿拉丁试剂公司)，依次稀释成浓度为10.0mg/mL、8.0mg/mL、6.0mg/mL、4.0mg/mL、2.0mg/mL、1.0mg/mL、0.5mg/mL及0.25mg/mL的溶液。使用高效液相色谱系统测定赤藓糖醇标准溶液峰面积，以峰面积(3组平行样取平均值)为纵坐标，溶液浓度为横坐标绘制标准曲线，并根据标准曲线对实施例1-7和对比例1-4中的赤藓糖醇样品进行定量分析。色谱条件如下：采用Agilent 1260系列高效液相色谱系统，包括G1311C四元泵，G1316 A柱温箱，G1329B自动进样系统和G1236A示差检测器，色谱柱为waters sugar-PakI(10μm，6.5mm×300mm)；柱温为80℃，RID检测温度为55℃，流动相为水，流速为0.4mL/min。所有样品进样前均使用0.45μm的微滤膜过滤。
其中，收率的计算方法为：结晶收率的计算方法为，结晶收率＝(赤藓糖醇晶体质量)/(赤藓糖醇浓缩液体积*浓度)*100％。
其中，颗粒均匀度的检测方法为：使用40目和60目筛确定粒径在40-60目范围内的赤藓糖醇颗粒的重量占赤藓糖醇晶体总质量的比例，所述比例越高，说明均匀度越好。
表1
| 编号 | 产品纯度(％) | 产品收率(％) | 40-60目晶体占比(％) |
| 实施例1 | 99.80 | 61.04 | 66.00 |
| 实施例2 | 99.73 | 59.75 | 64.71 |
| 实施例3 | 99.70 | 57.75 | 63.58 |
| 实施例4 | 99.67 | 55.00 | 62.14 |
| 实施例5 | 99.64 | 53.14 | 58.39 |
| 实施例6 | 99.52 | 53.00 | 59.15 |
| 对比例1 | 99.16 | 40.72 | 37.08 |
| 对比例2 | 99.46 | 48.77 | 18.05 |
| 对比例3 | 99.00 | 40.11 | 7.62 |
通过表1的结果可以看出，采用本发明技术方案的实施例1-6，制备的赤藓糖醇的纯度、浓度和均匀度较好，其中实施例1-3的制备的赤藓糖醇的纯度、浓度和均匀度更好。对比例1-3制备的赤藓糖醇的纯度、浓度和均匀度较差。
此外，采用本发明的技术方案，能够不使用有机试剂，生产过程较为安全，对环境友好，还能避免有机试剂的残留。并且，工艺简单，成本低易于工业化，有较好的产业化前景。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种赤藓糖醇结晶的方法，其特征在于，该方法包括：
(1)将赤藓糖醇浓缩液与赤藓糖醇晶种混合，得到混合料；
(2)在非活性气体的间歇存在下，使所述混合料进行预结晶和降温结晶，得到浆液；
(3)将所述浆液进行固液分离，得到赤藓糖醇晶体和母液。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，获得赤藓糖醇浓缩液的方法包括：将待纯化的赤藓糖醇溶液进行纯化，得到纯化的赤藓糖醇溶液，将纯化的赤藓糖醇溶液进行浓缩，得到赤藓糖醇浓缩液；
其中，所述纯化的赤藓糖醇溶液的纯度不低于95重量％。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述赤藓糖醇浓缩液的浓度为500-700g/L，优选为550-650g/L。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，相对于1L的赤藓糖醇浓缩液，所述赤藓糖醇晶种的用量为1-50g，优选为10-30g。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，所述非活性气体的温度为20-40℃，含水量为0.5-1.5重量％；
优选的，所述非活性气体的温度为25-35℃，含水量为0.8-1重量％；
和/或，通入非活性气体的方法包括：每隔5-30min通入一次非活性气体，并保持通入5-30s，重复通入和不通入的操作直至预结晶和降温结晶结束；
优选的，通入非活性气体的方法包括：每隔10-20min通入一次非活性气体，并保持通入10-20s，重复通入和不通入的操作直至预结晶和降温结晶结束；
优选的，相对于1L的赤藓糖醇浓缩液，非活性气体的通入速度为0.5-2L/min。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，所述预结晶和降温结晶的总时间为8-12h。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述预结晶的条件包括：温度为20-60℃，时间为2-4h，搅拌速率为60-180rpm；
优选的，所述预结晶的温度为30-50℃。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述降温结晶的条件包括：降温速率为15-20℃/h，降温至5-15℃并维持在温度为5-15℃，搅拌速率为60-180rpm。
9.根据权利要求2所述的方法，其中，该方法还包括：取部分所述母液，返回至与纯化的赤藓糖醇溶液混合，并一起进行浓缩；
其中，所述部分母液的量使得，将其返回至与纯化的赤藓糖醇溶液混合后，所得物料的纯度不低于95重量％。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，将剩余部分母液返回至与待纯化的赤藓糖醇溶液混合，并一起进行纯化。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111422101.4A CN116178109A (zh) | 2021-11-26 | 2021-11-26 | 赤藓糖醇结晶的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111422101.4A CN116178109A (zh) | 2021-11-26 | 2021-11-26 | 赤藓糖醇结晶的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116178109A true CN116178109A (zh) | 2023-05-30 |
Family
ID=86446696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111422101.4A Pending CN116178109A (zh) | 2021-11-26 | 2021-11-26 | 赤藓糖醇结晶的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116178109A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB190023244A (en) * | 1900-12-19 | 1901-02-01 | Ludwig Kaufmann | Improved Process for Effecting Rapid Crystallization. |
| EP0525659A2 (en) * | 1991-07-26 | 1993-02-03 | Mitsubishi Chemical Corporation | Process for preparing erythritol crystals |
| US6030820A (en) * | 1997-10-07 | 2000-02-29 | Mitsubishi Chemical Corporation | Process for producing high-purity erythritol crystal |
| CN102992957A (zh) * | 2012-12-13 | 2013-03-27 | 武汉科技大学 | 一种赤藓糖醇的溶析结晶方法 |
| CN105010928A (zh) * | 2014-04-16 | 2015-11-04 | 中粮集团有限公司 | 一种结晶蜂蜜及其制备方法 |
-
2021
- 2021-11-26 CN CN202111422101.4A patent/CN116178109A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB190023244A (en) * | 1900-12-19 | 1901-02-01 | Ludwig Kaufmann | Improved Process for Effecting Rapid Crystallization. |
| EP0525659A2 (en) * | 1991-07-26 | 1993-02-03 | Mitsubishi Chemical Corporation | Process for preparing erythritol crystals |
| US6030820A (en) * | 1997-10-07 | 2000-02-29 | Mitsubishi Chemical Corporation | Process for producing high-purity erythritol crystal |
| CN102992957A (zh) * | 2012-12-13 | 2013-03-27 | 武汉科技大学 | 一种赤藓糖醇的溶析结晶方法 |
| CN105010928A (zh) * | 2014-04-16 | 2015-11-04 | 中粮集团有限公司 | 一种结晶蜂蜜及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101508740B (zh) | 聚葡萄糖生产方法 | |
| CN100469760C (zh) | 制备甜菜碱的工艺方法 | |
| CN109265498B (zh) | 一种集成的聚唾液酸分离提纯制备n-乙酰神经氨酸的方法 | |
| CN102249896B (zh) | 一种含柠檬酸的溶液的处理方法 | |
| CN102557970B (zh) | 一种无水甜菜碱的制备方法 | |
| CN113248551B (zh) | 一种利用木糖母液色谱提取液制备精制木糖的系统及方法 | |
| CN109320400B (zh) | 一种从罗汉果甜苷生产废液中提取天然甘露醇的方法 | |
| CN101775413A (zh) | 一种同时生产木糖醇和卫矛醇的工艺 | |
| CN111675742B (zh) | 一种脱重金属的新橙皮苷的制备方法 | |
| CN108997154A (zh) | 具有低氯化钠含量和低吸湿性的甜菜碱制剂制备方法 | |
| CN116462168B (zh) | 一种植物源磷酸二氢钾的生产工艺 | |
| CN102146052B (zh) | 一种制备色氨酸的方法 | |
| CN109369431A (zh) | 一种γ-氨基丁酸的结晶方法 | |
| CN116178109A (zh) | 赤藓糖醇结晶的方法 | |
| CN105968226B (zh) | 一种高纯度氢化聚葡萄糖的制备方法 | |
| CN111777653B (zh) | 一种纯天然高含量新橙皮苷的制备方法 | |
| CN115231990A (zh) | 一种高纯度双季戊四醇的制备方法 | |
| CN105400850A (zh) | 一种淀粉糖的生产方法 | |
| CN101781341A (zh) | 一种生产异麦芽酮糖醇晶体的工艺方法 | |
| CN107586310B (zh) | 一种黄霉素的提取工艺 | |
| CN112479813A (zh) | 一种木糖醇的生产工艺 | |
| CN106589006A (zh) | 一种乳果糖制备中硼酸的回收及再利用方法 | |
| CN116178460A (zh) | D-阿洛酮糖结晶的方法 | |
| CN112028784A (zh) | 一种游离l-赖氨酸固体的制备方法 | |
| CN112079884B (zh) | 一种天然新橙皮苷的制备方法 |
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 |