专利名称：一种枸橼酸钙的生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于生物化工领域的有机酸盐制取，具体涉及一种枸橼酸钙的生产工艺。
背景技术：
钙是人体内第五大元素，它对人体内的许多生理过程都起着十分重要的作用，人类的牙齿和骨骼中99%是钙，缺钙不仅对骨骼有害，而且也会导致增加得高血压、乳癌和肾结石的危险，对人体的健康会有极广的负面影响，所以补钙对身体健康是非常重要的。枸橼酸钙相对于碳酸钙等无机钙来说，由于枸橼酸钙在吸收过程中不会生成CO2产生胃胀等情况，且含钙量高，因此受到较大欢迎。但是，目前由于原料碳酸钙的质量较差，导致国内外生产的枸橼酸钙各项性能指标不甚理想，远远不能符合GMP标准的药用级别。申请人进行了大量的调研和实验，发现目前国内各厂家生产的食品级碳酸钙都不甚理想，抽滤后的滤板颜色重、质量差，因此急需寻找一种合理的工艺在生产成本可接受的前提下来生产高品质的钙盐。申请号为200710044067. 5的专利公开了一种利用盐酸和碳酸氢铵对碳酸钙纯化后制取柠檬酸钙的方法，但是由于盐酸易挥发，腐蚀设备，将其应用于工业化生产时很难满足国家对食品行业和药用行业的GMP要求，而且碳酸氢铵与氯化钙反应之后的沉淀为碳酸钙和碳酸氢钙的混合物，各自所占比例不稳定，不便于反应终点的控制，因此工业化生产难度较大。本发明旨在提供一种生产高品质超细枸橼酸钙的工艺方法，以满足国内外对此类高端产品的需要。
发明内容
本发明提供了一种高品质超细枸橼酸钙的生产工艺，旨在生产性能优良、药用价值高、符合国外标准的新型有机酸盐，同时提高企业的多元化水平。本发明的具体生产步骤为(1)将碳酸钙调浆并用硝酸溶解至溶液澄清，然后进行过滤；(2)将碳酸盐用纯化水完全溶解，然后进行过滤；(3)将步骤(1)和(2)的滤液混合，室温进行复分解反应，反应完毕进行固液分离， 获得纯化的碳酸钙；(4)将纯化的碳酸钙调浆并连续加入枸橼酸水溶液中进行中和反应；(5)反应完毕趁热进行固液分离，分离出的母液返回纯化碳酸钙调浆工序循环利用；(6)将分离出的湿钙盐烘干；(7)将烘干后的钙盐进行气流或机械粉碎，进而包装获得成品枸橼酸钙；其中，步骤(4)中的枸橼酸水溶液中枸橼酸含量为20 30g/100ml，温度为75 85°C，纯化碳酸钙调浆后质量分数为45-55%，流加时间为25 40min，反应时间为15 25min，反应终点pH值控制在3. 8 4. 5。
由于直接购买的碳酸钙中碳酸钙含量为98%左右，而且含有镁、铁、重金属等杂质，导致后期制得的枸橼酸钙质量较差，因此本发明首先对购买的食品级碳酸钙用酸重新溶解进行纯化。由于盐酸容易挥发，生产过程中产生大量异味，对于食品行业和制药行业而言，很难达到GMP要求；而且，由于使用盐酸会引入大量的氯离子，造成设备腐蚀，所以本发明中采用硝酸溶解碳酸钙。另外，本发明采用硝酸溶解碳酸钙，可以将后期生成的硝酸盐制成肥料或化工原料进行回收利用，降低生产成本，提高企业的经济效益。起初对购买的碳酸钙进行调浆时，由于质量分数过高会造成碳酸钙包埋，使得碳酸钙与硝酸反应不彻底，收率低；质量分数过低，会造成反应后溶液的体积过大，造成后序过滤的负荷增大，因此，通过发明人多次试验，将调浆后质量分数设为20-40%。调浆完毕，采用硝酸对其溶解，硝酸采用市售浓度即可，质量分数一般为40-70%。 如果酸性不够容易造成碳酸钙包埋，反应不彻底，后期收率低；如果酸性过强会导致过量的硝酸残留在溶液之中，使其与后期加入的碳酸盐进行反应，造成碳酸盐的损耗，增加生产成本，所以，硝酸溶解后溶液的PH值控制在5-6。待硝酸将碳酸钙浆液溶清后，采用板式密闭过滤器或板框压滤机进行过滤即可。本发明采用的碳酸盐为碳酸铵或碳酸钾，采用纯化水溶解后利用板式密闭过滤器或板框压滤机进行过滤。碳酸盐与硝酸钙产生的沉淀仅仅为碳酸钙，成分单一，性质稳定， 利于反应终点的控制。将上述的两部分滤液混合，室温进行复分解反应，反应pH值控制在6_8，pH值过低会造成已生成碳酸钙的溶损，PH值过高会造成后序与柠檬酸中和时柠檬酸的损耗。反应完毕采用板框压滤机进行固液分离，获得纯化的碳酸钙，分离出的滤液采用目前最节能的机械再压缩降膜蒸发器(MVR)进行浓缩，蒸发出的纯化水返回车间，再次用于溶解碳酸盐，实现循环利用。浓缩后的硝酸盐可以结晶体或液态形式作为肥料或化工原料进行销售，大幅度降低钙盐生产成本。将纯化的碳酸钙调浆并连续加入枸橼酸水溶液中进行中和反应。枸橼酸水溶液现用现配即可。水溶液中枸橼酸含量过高，溶解时间长，蒸汽消耗量大；枸橼酸含量过低，水耗增加，同时产量降低，成本上升，控制枸橼酸含量为20 30g/100ml时，不需要蒸汽即可短时间溶解。水溶液温度过高，即反应温度过高，蒸汽耗量大；过低则生成的柠檬酸钙中有六水合物存在，会影响成品质量，因此，水溶液温度为75 85°C。碳酸钙调浆后质量分数过高，流动性变差，影响正常生产；质量分数过低，会增加水耗及后序处理的成本，因此纯化碳酸钙调浆后质量分数为45-55% ；流加时间过长会影响柠檬酸钙的沉淀性能，同时增加生产成本；流加时间过短，碳酸钙包埋严重，反应不彻底，因此流加时间为25 40min。反应时间过长，增加生产成本，过短反应不彻底，因此反应时间为15 25min ；终点pH值过高，碳酸钙包埋严重，成品PH值和碳酸盐不合格；pH值过低，生成的枸橼酸钙溶损大，降低收率， 增加成本，因此反应终点PH值控制在3. 8 4. 5。通过对整个过程的综合控制，实现枸橼酸钙的晶型好，粒度佳，利于后期工序的进行。本发明中的枸橼酸采用符合GMP要求的一水或无水枸橼酸产品，以保证该方法生产的枸橼酸钙的质量。反应完毕采用平板下卸料离心机趁热进行固液分离，分离出的母液返回纯化碳酸钙调浆工序循环利用，分离出的湿钙盐采用沸腾流化床进行烘干，气流粉碎或机械粉碎，目数控制在1000-3000目，使得枸橼酸钙无论是作为食品添加剂还是药用，都能达到极好的溶解性，入口即溶，吸收率极好。综上所述，本发明具有以下优点1、本发明所获得的枸橼酸钙为纯白色超细粉末，无臭无味，具有钙含量高，杂质含量极少，重金属含量极低，吸收速度快，口感好等特点，各项指标达到并优于国外标准要求， 可广泛应用于医药、食品、饮料、乳制品、保健品等领域。2、本发明所述生产工艺整体收率较高，可达98%以上。3、本发明所述生产工艺以节能环保为根本，整个生产工艺无废水外排，循环利用效果好。4、本发明所述生产工艺虽增加了碳酸钙的纯化步骤，但整个生产成本增幅较小， 而获得的却是符合国外标准的高品质枸橼酸钙，附加值大大提升。5、本发明所述生产工艺中对产生的硝酸盐类进行充分利用，提高了企业的经济效益和多元化水平。
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施例方式实施例1一种枸橼酸钙的生产工艺，包括碳酸钙的纯化，具体的生产步骤为(1)将食品级碳酸钙调浆至质量分数为20%，并用质量分数为40%的硝酸溶解至溶液澄清，PH值为6，采用板式密闭过滤器进行过滤；(2)将碳酸铵用纯化水完全溶解，然后利用板式密闭过滤器进行过滤；(3)将步骤⑴和⑵的滤液混合，室温进行复分解反应，反应终点PH值为6，反应完毕采用板框压滤机进行固液分离，获得纯化的碳酸钙；分离出的滤液采用机械再压缩降膜蒸发器(MVR)进行浓缩，蒸发出的纯化水返回车间，再次用于溶解碳酸铵，浓缩后的铵盐以结晶体或液态形式作为肥料或化工原料进行销售；(4)将纯化的碳酸钙调浆并连续加入枸橼酸水溶液中进行中和反应，水溶液中枸橼酸含量为30g/100ml，温度为80°C，纯化碳酸钙调浆后质量分数为45%，流加时间为 25min，反应时间为20min,反应终点pH值为3. 8 ；(5)反应完毕采用平板下卸料离心机趁热进行固液分离，分离出的母液返回纯化碳酸钙调浆工序循环利用；(6)将分离出的湿钙盐采用沸腾流化床烘干；(7)将烘干后的钙盐进行气流粉碎至1000目，进而包装获得成品枸橼酸钙。实施例2一种枸橼酸钙的生产工艺，包括碳酸钙的纯化，具体的生产步骤为(1)将食品级碳酸钙调浆至质量分数为40%，并用质量分数为45%的硝酸溶解至溶液澄清，PH值为5，采用板框压滤机进行过滤；(2)将碳酸钾用纯化水完全溶解，然后利用板框压滤机进行过滤；
(3)将步骤(1)和(2)的滤液混合，室温进行复分解反应，反应终点PH值为8，反应完毕采用板框压滤机进行固液分离，获得纯化的碳酸钙；分离出的滤液采用机械再压缩降膜蒸发器(MVR)进行浓缩，蒸发出的纯化水返回车间，再次用于溶解碳酸钾，浓缩后的钾盐以结晶体或液态形式作为肥料或化工原料进行销售；(4)将纯化的碳酸钙调浆并连续加入枸橼酸水溶液中进行中和反应，水溶液中枸橼酸含量为20g/100ml，液温度为75°C，纯化碳酸钙调浆后质量分数为50%，流加时间为 40min,反应时间为25min,反应终点pH值为4. 5 ；(5)反应完毕采用平板下卸料离心机趁热进行固液分离，分离出的母液返回纯化碳酸钙调浆工序循环利用；(6)将分离出的湿钙盐采用沸腾流化床烘干；(7)将烘干后的钙盐进行机械粉碎至3000目，进而包装获得成品枸橼酸钙。实施例3一种枸橼酸钙的生产工艺，包括碳酸钙的纯化，具体的生产步骤为(1)将食品级碳酸钙调浆至质量分数为30%，并用质量分数为55%的硝酸溶解至溶液澄清，PH值为5. 5，采用板式密闭过滤器进行过滤；(2)将碳酸钾用纯化水完全溶解，然后利用板式密闭过滤器进行过滤；(3)将步骤⑴和⑵的滤液混合，室温进行复分解反应，反应终点PH值为7，反应完毕采用板框压滤机进行固液分离，获得纯化的碳酸钙；分离出的滤液采用机械再压缩降膜蒸发器(MVR)进行浓缩，蒸发出的纯化水返回车间，再次用于溶解碳酸钾，浓缩后的钾盐以结晶体或液态形式作为肥料或化工原料进行销售；(4)将纯化的碳酸钙调浆并连续加入枸橼酸水溶液中进行中和反应，水溶液中枸橼酸含量为25g/100ml，温度为85°C，纯化碳酸钙调浆后质量分数为55%，流加时间为 32min,反应时间为15min,反应终点pH值为4. 2 ；(5)反应完毕采用平板下卸料离心机趁热进行固液分离，分离出的母液返回纯化碳酸钙调浆工序循环利用；(6)将分离出的湿钙盐采用沸腾流化床烘干；(7)将烘干后的钙盐进行气流粉碎至2000目，进而包装获得成品枸橼酸钙。实施例4一种枸橼酸钙的生产工艺，包括碳酸钙的纯化，具体的生产步骤为(1)将食品级碳酸钙调浆至质量分数为35%，并用质量分数为65%的硝酸溶解至溶液澄清，PH值为5. 2，采用板框压滤机进行过滤；(2)将碳酸铵用纯化水完全溶解，然后利用板框压滤机进行过滤；(3)将步骤⑴和⑵的滤液混合，室温进行复分解反应，反应终点PH值为6. 5， 反应完毕采用板框压滤机进行固液分离，获得纯化的碳酸钙；分离出的滤液采用机械再压缩降膜蒸发器(MVR)进行浓缩，蒸发出的纯化水返回车间，再次用于溶解碳酸铵，浓缩后的铵盐以结晶体或液态形式作为肥料或化工原料进行销售；(4)将纯化的碳酸钙调浆并连续加入枸橼酸水溶液中进行中和反应，水溶液中枸橼酸含量为22g/100ml，温度为77°C，纯化碳酸钙调浆后质量分数为47%，流加时间为 28min,反应时间为17min,反应终点pH值为4. 0 ；
(5)反应完毕采用平板下卸料离心机趁热进行固液分离，分离出的母液返回纯化碳酸钙调浆工序循环利用；(6)将分离出的湿钙盐采用沸腾流化床烘干；(7)将烘干后的钙盐进行气流粉碎至1500目，进而包装获得成品枸橼酸钙。实施例5一种枸橼酸钙的生产工艺，包括碳酸钙的纯化，具体的生产步骤为(1)将食品级碳酸钙调浆至质量分数为25%，并用质量分数为70%的硝酸溶解至溶液澄清，PH值为5. 7，采用板式密闭过滤器进行过滤；(2)将碳酸铵用纯化水完全溶解，然后利用板式密闭过滤器进行过滤；(3)将步骤⑴和⑵的滤液混合，室温进行复分解反应，反应终点PH值为7. 5， 反应完毕采用板框压滤机进行固液分离，获得纯化的碳酸钙；分离出的滤液采用机械再压缩降膜蒸发器(MVR)进行浓缩，蒸发出的纯化水返回车间，再次用于溶解碳酸铵，浓缩后的铵盐以结晶体或液态形式作为肥料或化工原料进行销售；(4)将纯化的碳酸钙调浆并连续加入枸橼酸水溶液中进行中和反应，水溶液中枸橼酸含量为27g/100ml，温度为82°C，纯化碳酸钙调浆后质量分数为52%，流加时间为 36min,反应时间为22min,反应终点pH值为4. 3 ；(5)反应完毕采用平板下卸料离心机趁热进行固液分离，分离出的母液返回纯化碳酸钙调浆工序循环利用；(6)将分离出的湿钙盐采用沸腾流化床烘干；(7)将烘干后的钙盐进行机械粉碎至2500目，进而包装获得成品枸橼酸钙。将本发明实施例1所得成品枸橼酸钙与国内外其它产品指标对比如下
权利要求
1.一种枸橼酸钙的生产工艺，包括碳酸钙的纯化，其特征在于具体的生产步骤为(1)将碳酸钙调浆并用硝酸溶解至溶液澄清，然后进行过滤；(2)将碳酸盐用纯化水完全溶解，然后进行过滤；(3)将步骤(1)和( 的滤液混合，室温进行复分解反应，反应完毕进行固液分离，获得纯化的碳酸钙；(4)将纯化的碳酸钙调浆并连续加入枸橼酸水溶液中进行中和反应；(5)反应完毕趁热进行固液分离，分离出的母液返回纯化碳酸钙调浆工序循环利用；(6)将分离出的湿钙盐烘干；(7)将烘干后的钙盐进行气流或机械粉碎，进而包装获得成品枸橼酸钙；其中，步骤(4)中的枸橼酸水溶液中枸橼酸含量为20 30g/100ml，温度为75 85°C; 纯化碳酸钙调浆后质量分数为45-55% ；流加时间为25 40min，反应时间为15 25min， 反应终点PH值控制在3. 8 4. 5。
2.根据权利要求1所述的一种枸橼酸钙的生产工艺，其特征在于步骤(1)中所述的碳酸钙为食品级碳酸钙，调浆后质量分数为20-40%，溶解后溶液pH值控制在5-6。
3.根据权利要求1所述的一种枸橼酸钙的生产工艺，其特征在于步骤O)中所述的碳酸盐为碳酸铵或碳酸钾。
4.根据权利要求1所述的一种枸橼酸钙的生产工艺，其特征在于步骤(3)中所述的复分解反应PH值控制在6-8。
5.根据权利要求1所述的一种枸橼酸钙的生产工艺，其特征在于步骤(3)中的滤液经过机械再压缩降膜蒸发器浓缩后制成肥料或化工原料。
6.根据权利要求1所述的一种枸橼酸钙的生产工艺，其特征在于步骤(7)中所述的气流粉碎目数控制在1000-3000目。
全文摘要
本发明属于生物化工领域的有机酸盐制取，具体涉及一种枸橼酸钙的生产工艺，其特点是首先对食品级碳酸钙进行纯化，再与枸橼酸制得的水溶液进行中和反应；反应完毕趁热进行固液分离；分离出的湿钙盐进行干燥；干燥后的钙盐进行气流或机械粉碎，进而包装获得高品质超细枸橼酸钙。本发明所制得的枸橼酸钙为纯白色超细粉末，无臭无味，具有钙含量高，杂质含量极少，重金属含量极低，吸收速度快，口感好等特点，各项指标达到并优于国外标准要求，可广泛应用于医药、食品、饮料、乳制品、保健品等领域。
文档编号C07C51/41GK102557920SQ20111043550
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月22日 优先权日2011年12月22日
发明者于海彬, 刘加兰, 周昊, 寇光智 申请人:日照金禾博源生化有限公司