一种无水柠檬酸晶体的生产方法技术

本发明专利技术提供的无水柠檬酸晶体的生产方法，该方法包括在高于36.6℃的温度下，将柠檬酸溶液浓缩至过饱和度为1.02-1.15，加入无水柠檬酸晶种。采用本发明专利技术的无水柠檬酸晶体的生产方法，通过在柠檬酸溶液的过饱和度为1.02-1.15的范围内加入无水柠檬酸晶种，并控制结晶过程中柠檬酸溶液和无水柠檬酸晶体的混合物中无水柠檬酸晶体的含量在20-50重量％之间，从而避免在结晶的前期晶体爆发成核以及结晶过程中晶核量过少而产生的晶体颗粒不均匀，稳定有效地控制晶体颗粒数目，使无水柠檬酸晶体的生产过程可控，并且操作简便。根据本发明专利技术的方法生产的无水柠檬酸晶体粒径分布较为均匀，产品外观较好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
无水柠檬酸是一种十分重要的有机酸，它在食品、医药、日用化工、纺织等行业中有着广泛的用途。我国是无水柠檬酸生产大国，现在每年的无水柠檬酸产量已超过80万吨。近年来，随着国际、国内市场的变化，无水柠檬酸的需求量在不断地增加，同时客户对产品的质量及外观都有了更为严格的要求。目前无水柠檬酸多采用结晶的方法生产，主要有间歇式结晶、多效连续蒸发结晶等结晶工艺。间歇式结晶工艺的缺点相对于连续结晶，由于罐体体积有限故换热面积小，器壁内蒸发量小，生产能力低，不适用于大规模生产。多效连续蒸发结晶工艺的缺点由于连续进出料，进料的浓度、速度及出料量若控制不好，整个系统内蒸发量与进出料间较难达到平衡，对晶体的粒度控制不够理想，即使在有分级作用的结晶器中，要想获得理想的晶体粒度难度也较大。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提供操作简便且能够使无水柠檬酸晶体粒径较为均勻的无水柠檬酸晶体的生产方法。本专利技术的专利技术人通过深入地研究发现，(1)使柠檬酸溶液在高于36. 6°C下浓缩至过饱和度为1.02-1. 15时，加入无水柠檬酸晶种诱发柠檬酸溶液的二次成核，从而控制晶核的生成速率，可以避免柠檬酸溶液自然起晶时爆发成核导致的无水柠檬酸晶体粒径不均勻；( 结晶过程中，始终维持柠檬酸溶液的过饱和度为1.02-1. 15，即稳定无水柠檬酸结晶过程的推动力，可以使无水柠檬酸晶体的生长速率维持一定且无水柠檬酸的成核速率维持在较低水平，从而得到的无水柠檬酸晶体的粒径均勻。本专利技术提供的无水柠檬酸晶体的生产方法，该方法包括在高于36. 6°C的温度下， 将柠檬酸溶液浓缩至过饱和度为1.02-1. 15，加入无水柠檬酸晶种。采用本专利技术的无水柠檬酸晶体的生产方法，能够以简便的操作，得到具有均勻的粒径的无水柠檬酸晶体。例如，如图1所示的实施例3得到的无水柠檬酸晶体粒径均勻，该晶体的粒径分布中830-1700微米的晶体占85-90%。而如图2所示的对比例1得到的无水柠檬酸晶体的粒径分布不均，该晶体的粒径分布中830-1700微米的晶体只占45-65%并且粒径分布宽。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中图1是实施例3得到的无水柠檬酸晶体的整体外观图。图2是对比例1得到的无水柠檬酸晶体的整体外观图。具体实施例方式应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供，该方法包括在高于36. 6°C的温度下，将柠檬酸溶液浓缩至过饱和度为1.02-1. 15，加入无水柠檬酸晶种。本专利技术中过饱和度的物理意义与本领域公知的过饱和度的物理意义一致，是指某一温度下溶剂中实际溶解的溶质的重量与该温度下溶剂达到饱和时理论能够溶解的溶质的重量的比值。在上述过饱和度范围内加入无水柠檬酸晶种，进而通过降温结晶或维持上述过饱和度的蒸发结晶等方式进行无水柠檬酸的结晶，能够使最终得到的无水柠檬酸晶体的粒径均勻。所述柠檬酸溶液可以是各种含有柠檬酸的溶液(通常溶剂为水)经过除去各种杂质而得到的较为纯净的柠檬酸溶液，所述柠檬酸溶液中柠檬酸的含量可以在较大范围内选取，从工业生产和经济性观点出发，优选所述柠檬酸溶液中柠檬酸的含量为30-65重量％， 例如所述柠檬酸溶液可以为薯干粉、木薯粉、玉米粉、马铃薯粉、淀粉和葡萄糖母液等原料，经黑曲霉等微生物发酵的发酵液经压滤、中和、酸解、脱色处理后的料液，该料液一般质量要求易碳倍数小于2. 5，S042—、CF含量小于lppm。根据本专利技术的方法，所述浓缩可以采用各种公知的用于使柠檬酸溶液浓缩的方法，例如，所述浓缩采用加热挥发溶剂的方法。但是从缩短生产周期和节约能源的角度考虑，优选所述浓缩在真空度为至-80kPa、柠檬酸溶液温度为65-85°C的条件下进行。根据本专利技术的方法，所述无水柠檬酸晶种的加入量可以在较大范围内选取，例如， 相对于浓缩后的柠檬酸溶液中的每千克柠檬酸，所述无水柠檬酸晶种的加入量为0. 5-10 克。在优选的情况下，相对于浓缩后的柠檬酸溶液中的每千克柠檬酸，所述无水柠檬酸晶种的加入量为1-5克。以上述范围加入无水柠檬酸晶种，能够使最终得到的无水柠檬酸晶体的粒径更均勻。根据本专利技术的方法，所述无水柠檬酸晶种的粒径可以在较大范围内选取，例如，所述无水柠檬酸晶种的粒径为60-180微米。在优选的情况下，所述无水柠檬酸晶种的粒径为 150-180微米。添加上述粒径的无水柠檬酸晶种可以使最终得到的无水柠檬酸晶体的粒径大且更均勻。所述无水柠檬酸晶种可以是市售的产品，也可以是无水柠檬酸生产中废弃的无水柠檬酸晶体粉料经过筛分得到的。当本专利技术的方法用于工业连续生产时，该方法还可以包括将加入无水柠檬酸晶种之后的混合物在蒸发结晶的条件下进行蒸发结晶。所述蒸发结晶可以采用使柠檬酸溶液结晶无水柠檬酸的各种蒸发结晶条件，例如，所述蒸发结晶的条件包括真空度为-85 至-95kPa、温度为55-65°C。所述蒸发结晶能够提高无水柠檬酸晶体的产量、缩短生产周期；并且通过不断地蒸发溶剂，保持柠檬酸溶液的过饱和度为一定范围，维持柠檬酸溶液结晶过程的推动力，最终得到的无水柠檬酸晶体的粒径均勻。根据本专利技术的方法，优选在蒸发结晶过程中维持固体含量占柠檬酸溶液和固体的混合物总重量的20-50重量％且柠檬酸溶液的过饱和度维持在1. 02-1. 15范围内，所述固体即无水柠檬酸晶体。上述方法可以通过将晶体排出并不断补加柠檬酸溶液的方式来实现，所述晶体排出指将含有无水柠檬酸晶体的柠檬酸溶液排出。晶体排出的流量只要保证柠檬酸溶液和无水柠檬酸晶体的混合物中无水柠檬酸晶体含量不低于混合物总重量的20 重量％即可。例如，所述晶体排出的流量与补加的柠檬酸溶液的体积流量比为1 1.1-2， 优选为1 1.2-1. 5。补加的柠檬酸溶液可以为溶液中柠檬酸的含量为50-65重量％的柠檬酸溶液，其中为了提高无水柠檬酸晶体的收率，少部分补加的柠檬酸溶液可以使用晶体排出的、经过固液分离的液体，该液体不超过补加的柠檬酸溶液的10重量％，超过10重量％ 时，会使柠檬酸溶液中杂质增多，导致无水柠檬酸晶体纯度降低。所述将晶体排出的方式可以为间歇式或溢流式，在优选的情况下，所述将晶体排出的方式为溢流法，所述溢流法指无水柠檬酸晶体的重量(实际中为结晶器中积存的无水柠檬酸晶体的体积)达到设定值(结晶器中物料排放口的位置)时，含无水柠檬酸晶体的溶液自发地排出。根据本专利技术的方法，该方法还可以包括在加入无水柠檬酸晶种之后，进行所述蒸发结晶之前，维持1-1. 5小时。上述步骤为养晶步骤，能够使最终得到的无水柠檬酸晶体的粒径更加均勻，且晶体颗粒更大，可以在较短时间内达到1400-1700微米。根据本专利技术的方法，该方法还可以包括在固体含量占柠檬酸溶液和固体的混合物总重量的20-30重量％，过饱和度维持在1.02-1. 15范围内时，在排出的晶体的总重量(例如采用溢流法时包括随晶体一起排出的柠檬酸溶液的重量)等于浓缩后的柠檬酸溶液的重量的5-10倍时，补加无水柠檬酸晶种。此步骤可以使最终得到的无水柠檬酸晶体的粒径均勻，其原因是在固体含量较低的混合物溶液中随着无水柠檬酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈修，周勇，周维英，满云，许贵珍，
申请(专利权)人：中粮生物化学安徽股份有限公司，
类型：发明
国别省市：