一种控制链式甘氨酸亚铁络合物结晶粒度和均匀度的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于第三代微量元素饲料添加剂一链式苷氨酸亚铁络合物制备技术领域，具体涉及一种控制链式甘氨酸亚铁络合物结晶粒度和均匀度的方法。
【背景技术】
[0002]水溶性链式苷氨酸亚铁络合物，是近几年来国内外发展较快的第三代微量元素铁饲料添加剂。它以硫酸亚铁、甘氨酸为主要原料，控制摩尔比约1:1，在60°C -80°C，搅拌混合水热合成0.5-lh，冷却到一定温度直接结晶析出产品。它的生产工艺简单、收率高、成本较低。
[0003]但是，水溶性链式苷氨酸亚铁络合物冷却到一定温度，直接结晶析出产品，在工业规模的操作时，结晶粒度比较小，粒度分布范围宽，给干燥后产品的粒度分级、筛分带来了困难，形成了较多的细粉产品。采用真空循环结晶设备，可有效地改善水溶性链式苷氨酸亚铁络合物的结晶粒度与均匀度，但它不仅增大了设备投资和运行成本，而且增大了工艺的复杂性。
[0004]如果不采用真空循环结晶设备，对小批量的水溶性链式苷氨酸亚铁络合物产品，水热合成后，不搅拌而直接缓慢冷却结晶，所得的晶粒度大。但对工业规模化生产，不搅拌而直接缓慢冷却结晶，不仅因降温时间长使得生产效率低，而且因大量结晶物沉积罐底，初始结晶粒度大，并随降温时间的延长而晶粒度变小，粒度均匀性差。
[0005]因此，在不采用真空循环结晶设备前提下，寻求一种能有效地改善链式甘氨酸亚铁络合物结晶粒度和均匀度的低成本简易方法，势在必行。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供了一种在不采用真空循环结晶设备前提下，能有效地改善工业规模化生产链式甘氨酸亚铁络合物时结晶粒度和均匀度的低成本简易方法。
[0007]本发明的的目的是通过以下方式实现的:
[0008]—种控制链式甘氨酸亚铁络合物结晶粒度和均匀度的方法，链式甘氨酸亚铁络合物水热合成的投料固液比为1.0-3，水热合成完成之后，控制加晶种的温度为30-50°C，然后加入了占原料甘氨酸重量2-5%小于100 μπι的某个粒径范围(根据产品要求选取所需粒径范围的晶种)细粒产品作晶种；加入晶种后，控制降温速率为0.5°C /min-5°C /min，同时控制搅拌速率200rpm — 700rpm，使甘氨酸亚铁络合物降温至25°C结晶析出。
[0009]上述方法控制投料固液比优选为1.5-2.5。
[0010]上述方法控制加晶种的温度优选为30 °C -45 °C。
[0011]上述方法优选加入了占原料甘氨酸重量3%的小于100 μπι的某个粒径范围的细粒产品作晶种。
[0012]上述方法控制降温速率优选为1°C /min-3°C /min。
[0013]上述方法控制搅拌速率优选为300rpm—700rpmo
[0014]上述方法中，加料固液比影响析晶温度或过饱和度，从而影响加入晶种的温度(见附图1)。在某一固液比条件下，加入晶种的温度不适宜，即使加入晶种，晶种溶解，与没加晶种一样，结晶粒度和均匀度也不好；过低温度加入晶种，已析出大量晶体，结晶粒度和均匀度也不好，所以本发明控制了加料固液比和加晶种温度，优选控制了加料固液比为1.5-2.5和控制加入晶种的温度为30°C — 50°C。
[0015]上述方法中，降温速率也是一个十分重要的参数。随着降温速率的增大，链式甘氨酸亚铁络合物的结晶粒度和均匀度逐渐变差，但低于某个值时，对结晶粒度和均匀度影响不大(见附图2)。所以本发明恒定降温速率为0.5°C /min-5°C /min。
[0016]上述方法中，在控制加料固液比、加晶种温度和降温速率后，加入晶种冷却结晶，链式甘氨酸亚铁络合物的结晶粒度和均匀度随搅拌速率的增加而变差，但超过某搅拌速率，结晶粒度和均匀度随搅拌速率的增加而变好(见附图3)。说明表面结晶反应速率快，不是主要的控制因素，结晶物的沉积堆积、搅拌对晶体的损伤以及料液的扩散迀移是主要的影响因素。低搅拌速度损伤结晶物，而结晶物的沉积又影响扩散传质，结晶粒度和均匀度随搅拌速率增加而变差；而高搅拌速度虽然损伤结晶物，但损伤趋于恒定，同时高搅拌速度加快了扩散传质，反而使结晶粒度和均匀度随高搅拌速度的增大而变好。控制搅拌速率为200rpm — 700rpm，以获得最优化的链式甘氨酸亚铁络合物的结晶粒度和均匀度。
[0017]本发明的方法是发明人在研究甘氨酸亚铁络合物的结晶动力学、结晶粒度和均匀度与固液比、添加晶种时的温度、降温速率、搅拌速率等关系的基础上，探索出来的一种控制甘氨酸亚铁络合物结晶粒度和均匀度的低成本简易方法。
[0018]本发明的优点是:(1)无须改变甘氨酸亚铁络合物的现有合成工艺，通过优化控制固液比、加晶种温度、降温速率以及搅拌速率等，有效地优化和改善了甘氨酸亚铁络合物的结晶粒度和均匀度；(2)获得了相对比较均匀且颗粒较大的晶粒，使得干燥后产品的粒度分级、筛分更容易，降低了细粒产品量；(3)工艺简单、生产效率高、成本低，无须专门的真空结晶设备和结晶工艺。(4)特别适合于无独立循环结晶设备的工业规模化生产。
【附图说明】
:
[0019]图1为加晶种温度与投料固液比的关系曲线；
[0020]图2为降温速度与粒度的关系曲线；
[0021]图3为搅拌速率与粒度的关系曲线。
【具体实施方式】
[0022]以下结合实施例旨在进一步说明本发明，而非限制本发明。
[0023]实施例1:
[0024]以硫酸亚铁、甘氨酸为主要原料，控制配料摩尔比约1:1，加料固掖比为1.5，在60°C -80°C，搅拌混合水热合成0.5-lh。冷却到34°C后，加入3%的细粒产品作晶种，控制搅拌速率为300rpm，恒定降温速率为2.5°C /min,降温到25°C，使甘氨酸亚铁络合物结晶析出。以无水乙醇为分散剂，用激光粒度分析仪测得其平均粒度为203 μ m，一致性为1.09。
[0025]实施例2:
[0026]以硫酸亚铁、甘氨酸为主要原料，控制配料摩尔比约1:1，加料固液比为2.5，在60°C -80°C，搅拌混合水热合成0.5-lh。冷却到38°C，加入3%的细粒产品作晶种，控制搅拌速率为300rpm，恒定降温速率为2.5°C /min,降温到25°C，使甘氨酸亚铁络合物结晶析出。以无水乙醇为分散剂，用激光粒度分析仪测得其平均粒度为268 μ m，一致性为1.19。
[0027]实施例3:
[0028]以硫酸亚铁、甘氨酸为主要原料，控制配料摩尔比约1:1，加料固液比为2.5，在60°C -80°C，搅拌混合水热合成0.5-lh。冷却到38°C，加入3%的细粒产品作晶种，控制搅拌速率为300rpm，恒定降温速率为1.5°C /min,降温到25°C，使甘氨酸亚铁络合物结晶析出。以无水乙醇为分散剂，用激光粒度分析仪测得其平均粒度为305 μ m，一致性为1.26。
[0029]实施例4:
[0030]以硫酸亚铁、甘氨酸为主要原料，控制配料摩尔比约1:1，加料固液比为2.0,在60°C -80°C，搅拌混合水热合成0.5-lh。冷却到38°C，加入3%的细粒产品作晶种，控制搅拌速率为500rpm，恒定降温速率为1.5°C /min,降温到25°C，使甘氨酸亚铁络合物结晶析出。以无水乙醇为分散剂，用激光粒度分析仪测得其平均粒度为449 μ m，一致性为1.59。
【主权项】
1.一种控制链式甘氨酸亚铁络合物结晶粒度和均匀度的方法，其特征在于，链式甘氨酸亚铁络合物水热合成的投料固液比为1.0-3，水热合成完成之后，控制加晶种的温度为30-50°C，然后加入了占原料甘氨酸重量2-5%小于100 μm的某个粒径范围的细粒产品作晶种；加入晶种后，控制降温速率为0.50C /min-5°C /min,同时控制搅拌速率200rpm—700rpm，使甘氨酸亚铁络合物降温至25°C结晶析出。2.根据权利要求1所述的控制链式甘氨酸亚铁络合物结晶粒度和均匀度的方法，其特征在于，控制投料固液比优选为1.5-2.5。3.根据权利要求1所述的控制链式甘氨酸亚铁络合物结晶粒度和均匀度的方法，其特征在于，控制加晶种的温度优选为30°C -45°C。4.根据权利要求1所述的控制链式甘氨酸亚铁络合物结晶粒度和均匀度的方法，其特征在于，优选加入了占原料甘氨酸重量3%的小于100 μπι的某个粒径范围的细粒产品作晶种。5.根据权利要求1所述的控制链式甘氨酸亚铁络合物结晶粒度和均匀度的方法，其特征在于，控制降温速率优选为1°C /min-3°C /min。6.根据权利要求1所述的控制链式甘氨酸亚铁络合物结晶粒度和均匀度的方法，其特征在于，控制搅拌速率优选为300rpm—700rpm。
【专利摘要】本发明提供了一种控制链式甘氨酸亚铁络合物结晶粒度和均匀度的方法。本发明的主要过程为：链式苷氨酸亚铁络合物水热合成时投料固液比为1.5-2.5，水热合成后，控制析晶温度为30℃-50℃，加入占原料甘氨酸重量2-5％小于100μm的细粒产品作晶种，控制了适宜的降温速率0.5℃/min-5℃/min和搅拌速率200rpm—700rpm，使甘氨酸亚铁络合物降温至25℃结晶析出。本发明的优点或积极效果是：利用了甘氨酸亚铁络合物现有的简单合成工艺，无须专门的真空循环结晶设备和结晶工艺，有效地改善甘氨酸亚铁络合物的结晶粒度和均匀度，降低了细粉产品量，生产效率高，成本低，结晶工艺简单。
【IPC分类】C07C229/76, C07C227/18
【公开号】CN105237426
【申请号】CN201510770356
【发明人】余润兰, 黄逸强, 杨佳, 余肇璟, 曾伟民, 刘学端
【申请人】中南大学
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年11月12日