专利名称：一种维生素c的精制方法
技术领域：
本发明涉及一种维生素C精制方法，特别涉及一种四级过滤、分段控温结晶和气 密式三合一(过滤、洗涤、干燥)处理的维生素C生产技术，属于化工、医药技术领域。
背景技术：
维生素C (抗坏血酸)Vitaminc (Ascorbic Acid) ;Vitaminumc ;L_2、3、5、6_ 四轻基-2-己烯酸I -内酯。
CHEOH
I
VC是维持人身健康的一种不可缺少的物质。它是活细胞氧化还原反应的催化剂，参与体内多种代谢，具有促进体内多种急速合成的生理作用。机体内缺乏维生素C易发生坏血病，严重时可造成死亡。VC可防治坏血病，促进机体代谢，增强抗感染能力，阻止产生致癌物质，可用于各种疾病的急救，可使组织产生胶原质可促进伤口愈合，可帮助酶将胆固醇转化成胆固酸排掉，以减轻血管壁的脆性，可预防冠心病，大剂量静脉注射用于克山病的治疗；VC可以用作食品添加剂，如食品的抗氧化剂、啤酒的抗老剂、面粉的改性剂、罐头食品的亚硝酸盐抑制剂及糕点、糖果、饮料、乳制品的营养添加剂；vc还广泛用于化妆品行业及饲料添加剂等。目前，粗维生素C(以下简称粗VC)主要采用以下方法进行精制，首先将粗VC溶于质量比1:1.05的纯化水中，在65°C左右进行溶解，然后利用医药级粉末活性炭脱色，脱色液经过三级过滤，泵入结晶罐，经7步降温至_2°C完成结晶，经过离心、干燥、筛分得到成品维生素C颗粒。该工艺维生素C纯度在99. 0% 99. 5%，产品收率在95. 5% 97. 0%，烘烤消光值< O. 025。该工艺需要7小时结晶，成晶速度慢，耗时长，收率偏低，离心机分离工序操作复杂，能耗大，物料传送暴露于空气中，影响成品维生素C质量。
发明内容
本发明针对现有维生素C精制工艺中存在的操作复杂、能耗高、纯度提高难、易于氧化等技术问题，提供了一种维生素C的精制方法。本发明是通过以下措施实现的
一种维生素C的精制方法，其特征是包括以下步骤
(1)将维生素C粗品溶于水中，用活性炭进行脱色处理；
(2)将脱色后的维生素C溶液依次经过板式过滤器、缠绕过滤器、第一微孔过滤器和第二微孔过滤器进行过滤，降低杂质含量；
3(3)将过滤后的维生素C溶液通入结晶罐中，进行分段降温结晶；
(4)结晶后的维生素C溶液经气密式过滤、洗涤、干燥处理，干燥处理后的维生素C颗粒进行筛分，得到维生素C精品。本发明上述方法中，通过脱色、除杂过滤、结晶、结晶后处理等步骤的配合，达到了降低能耗，缩短时间、提高效率、提高维生素C质量等效果。其中，本发明结晶后处理步骤中过滤、洗涤、干燥这三步都在气密式三合一机组中完成，该机组是从国外购得，其生产厂商为 Larox Croporation，商品英文名称为The Pannevis gas tight RT-GT filter 。过滤、洗涤、干燥这三步在三合一机组中进行，不与外界接触，因此称为气密式过滤、洗涤、干燥。在三合一机组内，可以自动、流水线式完成过滤、洗涤、干燥步骤，不采用离心机分离工序，降低了能耗，全部过程在设备内封闭完成，且设备中通入氮气保护，保证了操作时环境中的氧气含量低，降低了维生素C的氧化，更好的保护了维生素C质量，避免了其氧化。结晶完成后，在气密式三合一机组(简称三合一机组)中进行封闭式过滤、洗涤、干燥处理的具体步骤是结晶完成后，对维生素C溶液进行气密式过滤、洗涤、干燥处理，处理过程在氮气氛围保护下进行；过滤采用孔径为2(Γ40μ m的滤布，滤布过滤结晶后的维生素C溶液的速度为2. (Γ6. Ocm/s，滤布上的维生素C晶粒采用(Γ _5°C的乙醇或甲醇溶液进行洗涤，洗涤后的维生素C晶粒利用8(T90°C的氮气进行干燥，干燥后的维生素C晶粒冷却至0 -5。。。上述方法中，脱色的具体步骤为将维生素C粗品溶于f 3质量倍的水中，加热至6(T85°C，然后加入维生素粗品质量2 5%的活性炭，在60-120rpm的搅拌速度下脱色10 40mino上述方法中，板式过滤器的过滤层为O. I O. 5m的活性白土，即可以起到过滤的作用，又可以起到进一步脱色的作用，降低成品维生素C的吸光值。活性白土可以是市场上销售的一般性活性白土，进一步优选的，可以采用下述的方法预先对购买的活性白土进行处理，以提高其脱色或过滤效果，处理方法为取活性白土，加入乙醇溶液超声处理2-3min,然后加入堇青石蜂窝陶瓷，再超声处理3_5min，处理完成后减压抽滤，将滤饼水洗、干燥，得预处理的活性白土 ；所用乙醇溶液的体积浓度为10-25%，乙醇溶液的用量为活性白土质量的10-12倍，堇青石蜂窝陶瓷的用量为活性白土质量的5-10%，超声频率为5-1OKHz ο 上述方法中，缠绕过滤器内设有I 3个过滤精度为I 3 μ m的纺织纤维沙芯。上述方法中，第一微孔过滤器内设有10 15个过滤精度为O. 3 O. 5 μ m的聚丙乙烯滤膜。上述方法中，第二微孔过滤器内设有10 15个过滤精度为O. I O. 3 μ m的聚丙乙烯滤膜。在进行板式过滤、缠绕过滤、两步微孔过滤四级过滤操作时，维生素C溶液经过过滤器的速率、压力、温度等工艺条件的选择及其最优条件属于现有技术，本领域人员可以根据需要在现有技术中进行选择，优选能缩短过滤时间的反应条件。上述方法中，经封闭式过滤、洗涤、干燥处理后的维生素C晶粒进行筛分。筛分时，所得粒径大于40目的维生素C晶粒作为维生素C粗品回用于步骤(1)，所得粒径大于80目的维生素C晶粒作为晶种使用，所得粒径4(Γ80目的维生素C晶粒即为维生素C精品。在上述方法的基础上，本发明还可以对降温结晶的步骤进行进一步的改进，采用6段降温结晶过程代替现今通用的7段降温结晶过程，进一步缩短了结晶时间，提高了结晶效率，成晶均匀，收率高，6段降温结晶的过程为将维生素溶液通入结晶罐中进行降温结晶，结晶过程保持6个不同的温度段，其中第I小时将温度由80°C匀速降温至45°C，第2小时将温度由45°C匀速降温至30 °C，第3小时将温度由30°C匀速降温至18 °C，第4小时将温度由18°C匀速降温至8 °C，第5小时将温度由8°C匀速降至0°C，第6小时将温度由0°C匀速降至-5 °C，6小时后出料。上述6段降温结晶过程中，温度降至4(T50°C时加入维生素C粗品质量分数
O.Γ0. 5%的粒度为12(Γ160目的晶种，温度降至3(T40°C时加入维生素C粗品质量分数
O.05、. 1%的粒度为100 120目的晶种，温度降至2(T30°C时加入维生素C溶液5 10体积％的冷冻乙醇或甲醇。在结晶过程中分两次加入晶种，进一步提高了结晶效率和收率。本发明最优选的精制方法流程为活性炭脱色一四级过滤(板式过滤器、缠绕过滤器、第一微孔过滤器和第二微孔过滤器)一6段控温结晶一气密式三合一机组分离、洗涤、干燥处理——筛分。在整个精制过程中，着重优化了脱色后的过滤手段、结晶手段及晶种的分离手段，通过它们的优选和配合，使所得的维生素C纯度高，收率高、生产效率高、能耗低。本发明操作方便，能耗小，采用活性炭、活性白土联合脱色，脱色效果好，降低了成品维生素C吸光值；采用板式过滤器、缠绕过滤器、两步微孔过滤器四级过滤，使杂质含量降低，提高了成品纯度；经6段降温结晶和封闭式过滤、洗涤、干燥处理提高了产品收率、纯度，缩短了精制时间，所得精品维生素C质量稳定，成品纯度可达99. 9%，产品收率可达99. 5%，烘烤消光值< O. 02，毛点< 8个/3g。
图I为本发明维生素C精制方法流程图。
具体实施例方式根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体工艺条件、物料配比及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所描述的本发明。实施例I
称量O. 8吨粗VC于3. 5m3溶脱罐中，加入3倍质量的纯化水，在搅拌速度60rpm的条件下，迅速升温至85°C，使粗VC充分溶解，加入2%(W/W)的医用粉末活性炭，脱色40min。脱色处理后的维生素C溶液通过O. 3m活性白土滤饼的板式过滤器过滤、I个过滤精度2 μ m的纺织纤维沙芯过滤、10个过滤精度O. 3 μ m的聚丙乙烯滤膜过滤和15个过滤精度O. I μ m聚丙乙烯滤膜过滤。四级过滤后所得滤液进行分段控温结晶，首先利用热纯化水对结晶机进行预热，排净积水，充氮气将结晶罐内空气置换干净，边入料边开始降温，第I小时8(T45°C，第2小时45 30 °C，第3小时30 18 °C，第4小时18 8 °C，第5小时8 (TC，第6小时(Γ-5。。。温度降至4(T50°C左右时加入O. l%(ff/ffevc)晶种粒度为120 160目的I号晶种，温度降至3(T40°C左右时加入O. l%(ff/ffevc)晶种粒度为10(Γ120目的2号晶种，温度降至2(T30°C时开始加入200L冷冻乙醇(甲醇)，继续降温至(T-5°C时出料。
结晶完成后的维生素C浆液通过三合一机组(过滤、洗涤、干燥)处理。三合一机组内通入氮气进行保护，浆液泵入三合一机组，均匀落在速度2. Ocm/s,孔径30 μ m滤布上进行过滤，利用(Γ _5°C的浓度20体积％的乙醇(甲醇)溶液对滤布截留的成分进行洗涤，洗涤后的维生素C晶粒利用90°C的热氮气进行干燥处理，干燥完成后进入冷却区，冷却区氮气出口温度控制在(Γ -5°C。
冷却后的维生素C颗粒由三合一出料口落在震荡筛网上，经振动分筛，上层筛网出口 40目以上的粗料作为废料回收，中间筛网出口 4(Γ80之间的成品进入包装工序，下层80目以下进行粉碎作为晶种使用。本发明产品收率为98. 5%，不溶性杂质小于O. 1%，毛点< 8个/3g，烘烤消光值(O. 02，VC含量99. 5%，产品质量高，精制时间段，产品符合2010版中国药典质量标准。实施例2
称量I. 5吨粗VC于3. 5m3溶脱罐中，加入同等质量的纯化水，在搅拌速度75rpm的条件下，迅速升温至80°C，使粗VC充分溶解，加入3%(W/W)的医用粉末活性炭，脱色20min。脱色处理后的维生素C溶液通过O. 5m活性白土滤饼的板式过滤器过滤、2个过滤精度3 μ m的纺织纤维沙芯过滤、12个过滤精度O. 3 μ m的聚丙乙烯滤膜过滤和12个过滤精度O. 2 μ m聚丙乙烯滤膜过滤。四级过滤后所得滤液进行分段控温结晶，首先利用热纯化水对结晶机进行预热，排净积水，充氮气将结晶罐内空气置换干净，边入料边开始降温，第I小时8(T45°C，第2小时45 30 °C，第3小时30 18 °C，第4小时18 8 °C，第5小时8 (TC，第6小时(Γ-5 °C。温度降至4(T50°C左右时加入O. 15%(ff/ Wfflvc)晶种粒度为120 160目的I号晶种，温度降至3(T40°C左右时加入0.05%(W/ Wfflvc)晶种粒度为10(Γ120目的2号晶种，温度降至2(T30°C时开始加入300L冷冻乙醇(甲醇)，继续降温至-2 -5°C时出料。结晶完成后的维生素C浆液通过三合一(过滤、洗涤、干燥)处理。三合一机组内通入氮气进行保护，浆液泵入三合一机组，均匀落在速度2. 8cm/s,孔径25 μ m滤布上进行过滤，利用(Γ _5°C的乙醇(甲醇)溶液对滤布截留的成分进行洗涤，洗涤后的维生素C晶粒利用85°C的热氮气进行干燥处理，干燥完成后进入冷却区，冷却区氮气出口温度控制在(Γ-5。。。冷却后的维生素C颗粒由三合一出料口落在震荡筛网上，经振动分筛，上层筛网出口 40目以上的粗料作为废料回收，中间筛网出口 4(Γ80之间的成品进入包装工序，下层80目以下物料进行粉碎作为晶种使用。本发明产品收率为99. 5%，不溶性杂质小于O. 06%，毛点彡6个/3g，烘烤消光值(O. 02，VC含量99. 6%，产品质量高，精制时间段，产品符合2010版中国药典质量标准。实施例3
称量I. 2吨粗VC于3. 5m3溶脱罐中，加入2倍质量的纯化水，在搅拌速度120rpm的条件下，迅速升温至60°C，使粗VC充分溶解，加入5%(W/W)的医用粉末活性炭，脱色lOmin。脱色处理后的维生素C溶液通过O. Im活性白土滤饼的板式过滤器过滤、3个过滤精度I μ m的纺织纤维沙芯过滤、15个过滤精度O. 5 μ m的聚丙乙烯滤膜过滤和10个过滤精度O. 3 μ m聚丙乙烯滤膜过滤。四级过滤后所得滤液进行分段控温结晶，首先利用热纯化水对结晶机进行预热，排净积水，充氮气将结晶罐内空气置换干净，边入料边开始降温，第I小时8(T45°C，第2小时45 30 °C，第3小时30 18 °C，第4小时18 8 °C，第5小时8 (TC，第6小时(Γ
6-5 °C。温度降至4(T50°C左右时加入O. 5%(W/ Wfflvc)晶种粒度为160 200目的I号晶种，温度降至3(T40°C左右时加入O. 07%(ff/ Wfflvc)晶种粒度为12(Γ160目的2号晶种，温度降至2(T30°C时开始加入100L冷冻乙醇(甲醇)，继续降温至-2 -5°C时出料。结晶完成后的维生素C浆液通过三合一(过滤、洗涤、干燥)处理。三合一机组内通入氮气进行保护，浆液泵入三合一机组，均匀落在速度6cm/s，孔径40 μ m滤布上进行过滤，利用(Γ _5°C的乙醇(甲醇)溶液对滤布截留的成分进行洗涤，洗涤后的维生素C晶粒利用80°C的热氮气进行干燥处理，干燥完成后进入冷却区，冷却区氮气出口温度控制在(Γ-5。。。冷却后的维生素C颗粒由三合一出料口落在震荡筛网上，经振动分筛，上层筛网出口 40目以上的粗料作为废料回收，中间筛网出口 4(Γ80之间的成品进入包装工序，下层80目以物料下进行粉碎作为晶种使用。本发明产品收率为98. 3%，不溶性杂质小于O. 08%，毛点彡5个/3g，烘烤消光值(O. 02，VC含量99. 6%，产品质量高，精制时间段，产品符合2010版中国药典质量标准。实施例4
在市场购买活性白土，然后将活性白土进行以下预处理向活性白土中加入其10质量倍的10vol%的乙醇溶液，在室温下超声处理2min，超声频率为5KHz，然后再加入活性白土 5%质量倍的堇青石蜂窝陶瓷，再超声处理5min，超声频率5KHz，处理完后在真空度-O. OSMPa下利用快速滤纸进行抽滤，将滤饼水洗、干燥，得预处理的活性白土。按照实施例2的方法对维生素C粗品进行精制，不同的是板式过滤器中采用按照上述方法进行预处理得到的活性白土。精制完成后，检测产品收率为99. 4%，不溶性杂质小于O. 01%，毛点彡3个/3g，烘烤消光值彡O. 01，VC含量99. 9%。对比例I
采用专利200410023951. 7 (维生素C精制工艺)中实施例I的方法对维生素C进行精制，所得产品收率为97. 6%，不溶性杂质小于O. 1%，毛点< 12个/3g，烘烤消光值< O. 025，VC 含量 99. 1%。经过实施例与对比例对比可以看出，本发明精制方法所得产品的脱色效果更好，收率和纯度更高。
权利要求
1.一种维生素C的精制方法，其特征是包括以下步骤 (1)将维生素C粗品溶于水纯化中，用活性炭进行脱色处理； (2)将脱色后的维生素C溶液依次经过板式过滤器、缠绕过滤器、第一微孔过滤器和第二微孔过滤器进行过滤，降低杂质含量； (3)将过滤后的维生素C溶液通入结晶罐中，进行分段降温结晶； (4)结晶后的维生素C溶液经气密式过滤、洗涤、干燥处理，然后筛分，得维生素C精品。
2.根据权利要求I所述的精制方法，其特征是气密式过滤、洗涤、干燥处理采用气密式三合一机组完成。
3.根据权利要求I或2所述的精制方法，其特征是结晶完成后，对维生素C溶液进行气密式过滤、洗涤、干燥处理，处理过程在氮气氛围保护下进行；过滤采用孔径为2(Γ40μπι的滤布，滤布过滤结晶后的维生素C溶液的速度为2. (Γ6. Ocm/s,滤布上的维生素C晶粒采用(Γ _5°C的乙醇或甲醇溶液进行洗涤，洗涤后的维生素C晶粒利用8(T90°C的氮气进行干燥，干燥后的维生素C晶粒冷却至(Γ -5°C。
4.根据权利要求I所述的精制方法，其特征是，脱色的步骤为将维生素C粗品溶于Γ3质量倍的水中，加热至6(T85°C，然后加入维生素粗品质量2 5%的活性炭，在60-120rpm的搅拌速度下脱色10 40min。
5.根据权利要求I所述的精制方法，其特征是板式过滤器的过滤层为厚度O.I O.5m的活性白土 ；缠绕过滤器内设有I 3个过滤精度为I 3 μ m的纺织纤维沙芯。
6.根据权利要求5所述的精制方法，其特征是活性白土采用以下方法进行预处理取活性白土，加入乙醇溶液超声处理2-3min，然后加入堇青石蜂窝陶瓷，再超声处理3_5min，处理完成后减压抽滤，将滤饼水洗、干燥，得预处理的活性白土 ；所用乙醇溶液的体积浓度为10-25%，乙醇溶液的用量为活性白土质量的10-12倍，堇青石蜂窝陶瓷的用量为活性白土质量的5-10%，超声频率为5-lOKHz。
7.根据权利要求I所述的精制方法，其特征是第一微孔过滤器内设有10 15个过滤精度为O. 3 O. 5 μ m的聚丙乙烯滤膜；第二微孔过滤器内设有10 15个过滤精度为O.I O. 3 μ m的聚丙乙烯滤膜。
8.根据权利要求I所述的精制方法，其特征是分段降温结晶的过程为将维生素溶液通入结晶罐中进行降温结晶，结晶过程保持6个不同的温度段，其中第I小时将温度由80°C匀速降温至45°C，第2小时将温度由45°C匀速降温至30 °C，第3小时将温度由30°C匀速降温至18 °C，第4小时将温度由18°C匀速降温至8 °C，第5小时将温度由8°C匀速降至0°C，第6小时将温度由0°C匀速降至-5 °C，6小时后出料。
9.根据权利要求8所述的精制方法，其特征是结晶过程中，温度降至4(T50°C时加入维生素C粗品质量分数O. Γ0. 5%的粒度为12(Γ160目的晶种，温度降至3(T40°C时加入维生素C粗品质量分数O. 05、. 1%的粒度为10(Γ120目的晶种，温度降至2(T30°C时加入维生素C溶液5 10体积％的冷冻乙醇或甲醇。
10.根据权利要求I所述的精制方法，其特征是筛分时，所得粒径大于40目的维生素C晶粒作为维生素C粗品回用于步骤(1)，所得粒径大于80目的维生素C晶粒作为晶种使用，所得4(Γ80目的维生素C晶粒即为维生素C精品。
全文摘要
本发明公开了一种维生素C的精制方法，包括将维生素C粗品溶于水中，用活性炭进行脱色处理；将脱色后的维生素C溶液依次经过板式过滤器、缠绕过滤器、第一微孔过滤器和第二微孔过滤器进行过滤，降低杂质含量；将过滤后的维生素C溶液通入结晶罐中，进行分段降温结晶；结晶后的维生素C溶液经气密式过滤、洗涤、干燥处理，干燥处理后的维生素C颗粒进行筛分，得到维生素C精品。本发明操作方便，能耗小，脱色效果好，降低了成品维生素C吸光值，提高了成品纯度，缩短了精制时间，所得精品维生素C质量稳定，成品纯度可达99.9%，产品收率可达99.5%，烘烤消光值≤0.02，毛点≤8个/3g。
文档编号C07D307/62GK102924409SQ20121050799
公开日2013年2月13日 申请日期2012年12月3日 优先权日2012年12月3日
发明者王乔隆, 付吉明, 张全景 申请人:山东天力药业有限公司