一种制备立方状无水甜菜碱晶体的方法与流程

本申请涉及一种甜菜碱的结晶方法，特别涉及一种制备立方状无水甜菜碱晶体的方法。

背景技术：

甜菜碱是一种具有季铵内盐或铵鎓结构的化合物，为甘氨酸的衍生物，其中以天然甜菜碱的分子结构最简单。该物质的化学名称为三甲胺乙内酯，即三个甲基分别取代了甘氨酸氮原子上的三个氢原子，分子式为c5h11no2，分子量117.15，结构式如下所示

甜菜碱是一种天然成分，普遍存在于动植物体内，是动物体内代谢的中间产物，在代谢过程中起着十分重要的作用。甜菜碱还具有清洁的作用，且不伤害肌肤，非常安全，是一种优良的两性离子表面活性剂，因而常被用于清洁类护肤品。由于该物质最早是在从甜菜中提取蔗糖的过程中发现的，故命名为甜菜碱。目前的应用于工业的甜菜碱大多是以三甲胺和氯乙酸为原料通过合成的方法获得的，其分子结构和应用效果与天然甜菜碱无明显差别，具有与天然甜菜碱一致的性质和功能，被广泛作为食品添加剂使用。

甜菜碱分子也是一种两性离子，极易溶于水，温度为20℃，甜菜碱在水中的溶解度为160g/100g水。甜菜碱也易溶于甲醇和乙醇等中等极性的溶剂，随着溶剂极性的减小，甜菜碱的溶解度也会减小。甜菜碱难溶于非极性溶剂。甜菜碱也具有极强的吸湿能力，容易潮解，甜菜碱颗粒暴露于湿度较高的空气中能够很快吸收空气中的水蒸气变成液体，因此甜菜碱的储存和运输过程需要具有严格的防潮措施。

甜菜碱分子呈中性，自身具有很好的热稳定性，其分解温度在290℃左右。但甜菜碱的化学性质并不稳定，在一定条件下常温即能够分解并释放出三甲胺。该物质具有强烈的令人不愉快的胺味，在碱性条件下该分解反应还会加快。

甜菜碱晶体具有多样的晶习，在制备甜菜碱晶体的过程中，晶体的形状是关注的焦点。甜菜碱为无色透明状晶体颗粒，具有糖类普遍具有甜味般的清香。从不同的纯溶剂中能够得到具有不同晶习的甜菜碱晶体，从不同组成的混合溶剂中也能获得具有不同晶习的晶体。这些从不同溶剂中获得的晶体在宏观上具有不同的形状，在微观上具有不同的分子排列方式，因而通过x射线衍射的方法加以表征和区分。

从溶剂组成不同的水溶液中获得的甜菜碱的水合物晶体会具有不同的晶习，主要体现在晶体的形状上。从纯水中获得的晶体的形状为长方体的两端加上四棱锥，为12面体，该晶体颗粒看起来非常饱满；从甲醇与水的混合溶剂中得到的是类似于长方体的晶体，该晶体颗粒也相对饱满；从乙醇与水的混合溶剂中得到的是六棱柱状晶体，但该晶体的底面为六边形，厚度较小，晶体较扁；从丙酮与水的混合溶液中得到的晶体近似于立方体，底面类似于菱形，但与正方形更相近，厚度与底边很相近，该晶体颗粒也很饱满。虽然各种晶体水合物的形状存在差异，甜菜碱的水合物晶体也具有一个共性，就是晶体晶莹剔透，晶体颗粒具有类似于露珠的优良的折光性质，这些晶体从外观上看上去就似乎包藏有一定的水分。

甜菜碱不仅具有多样的晶习，还具有多种溶剂化物。其中从水等强极性溶剂中获得的晶体为溶剂化物晶体，从水溶液中得到的晶体通常为一水合物；从中等极性的溶剂例如甲醇或乙醇中获得的晶体通常为无水晶体。从不同溶剂中获得的甜菜碱的水合物晶体还具有不同的热稳定性和化学稳定性，其中化学稳定性取决于热稳定性。甜菜碱水合物晶体自身的化学性质相对稳定，但热稳定性差。在湿度较小的环境中当温度升高后即能脱水，脱水之后的晶体形状不变，晶体变为白色且不再透明。由于失去了水分子，此时的晶体在微观上呈现为多孔状结构，化学稳定性也会变差。由于多孔状结构的比表面积大，空气中的氧气和水蒸气等容易发生化学反应的气体进入多孔状结构的内部并被吸附于内表面，使得甜菜碱颗粒潮解并释放出三甲胺气味。所以，脱水之前的甜菜碱晶体的化学性质是相对稳定的，但脱水之后的甜菜碱颗粒的化学稳定性就降低了，即化学稳定性由热稳定性决定。由于不同溶剂中获得的甜菜碱水合物晶体具有不同的脱水温度，所以这些水合物晶体也具有不同的稳定性。一般从纯水中获得的甜菜碱水合物晶体的脱水温度较低，温度达到50℃即能脱去水分子；而从丙酮与水的混合溶液中获得的甜菜碱水合物晶体的脱水温度较高，需要达到95℃以上才能脱去水分子。

在制备无水甜菜碱晶体的过程中，晶体的稳定性是产品质量的保证。与甜菜碱水合物晶体不同的是，无水甜菜碱晶体内部不含有结晶水，因而无需考虑晶体脱水带来的影响。同时也由于无水甜菜碱晶体内部不含有结晶水，在微观上甜菜碱分子之间排列得更加紧密，这也使得无水甜菜碱晶体与甜菜碱水合物晶体具有不同的热稳定性和化学稳定性。所以，无水甜菜碱晶体不会释放异味。

在制备无水甜菜碱晶体的过程中，晶体产品的堆密度是需要考虑的一个重要因素。无水甜菜碱晶体通常为片状晶体，底面为近似于正方形的菱形，但由于厚度较薄，所以无水甜菜碱晶体通常呈片状。这些片状化的晶体不利于晶体颗粒的流动，从而导致了晶体颗粒的松堆密度较小，一般为0.5～0.6g/ml。厚度较薄的片状晶体很容易破碎，破碎的晶体片混杂于晶体颗粒中，严重影响了晶体产品的质量。所以，改善无水甜菜碱晶体颗粒的形貌，使得晶体颗粒具有良好的流动性是目前需要解决的问题，而该问题的根本原因就在于无水甜菜碱晶体的片状晶习。

在制备无水甜菜碱晶体的过程中，晶体颗粒的均一性是需要考虑的另一个重要因素。由于甜菜碱晶体的颗粒较大，其尺寸一般为毫米级。每颗晶体的形状基本是固定的，但其尺寸并不固定，晶体颗粒总有大有小。同一批无水甜菜碱晶体颗粒中，尺寸大的粒径可能达到几毫米，而小的晶体颗粒的粒径不足一毫米，所以同一批甜菜碱晶体颗粒的粒径是呈一定分布的。我们总是期望在晶体尺寸满足粒度需求的情况下所有的晶体颗粒都具有相同的尺寸，但这是做不到的，所能做到的就是使某一粒径范围的晶体粒子更多一点，只要该粒径范围足够窄而处于该粒径范围的晶体颗粒数量足够多，这些晶体颗粒的粒度分布就越集中，也即是粒度更加均一。

在制备无水甜菜碱晶体颗粒的过程中，粒度方面除了期望粒度均一之外，我们往往还希望所获得晶体颗粒具有一定的尺寸范围。因为较大的晶体颗粒虽然具有较小的比表面积，但溶解速率也会降低；而较小的晶体颗粒虽具有较大溶解速率，但由于具有较大的比表面积，从而很容易吸潮。如此种种，可以看到晶体颗粒大与小各有利弊。实际生产中既要考虑利弊，同时也要基于需求来调控粒度。所以如何才能很好地根据需求来调控晶体的粒度也是需要解决的实际问题。

通过对市场的调研，发现目前市场上销售甜菜碱有两类。一类是由甜菜碱水合物晶体脱水而来，这类甜菜碱会释放出三甲胺的气味；另一类是通过结晶的方式直接制备获得的无水甜菜碱晶体，这类甜菜碱不会释放三甲胺的气味，相反，这类甜菜碱散发的是淡淡的糖类具有的甜味。后者的晶体如附图1所示，从图中可以看到该晶体为菱形片状晶体，其菱形类似于正方形，该晶体的高与菱形周长的四分之一的比值不足0.2。经测定，附图1中晶体颗粒的松堆密度为0.7g/ml，粒度分布在20～60目的晶体颗粒的质量占比为78.1wt％。

通过对文献的查阅了解到目前还没有论文或专利对无水甜菜碱晶体的堆密度进行研究和调控，更没有深入对晶体的形状进行研究。讨论过晶体颗粒的粒度分布的专利仅有ep2292571a2、us6821339b2、us20030131784a1三件，这三件专利对晶体颗粒的粒度调控方法有所描述。这些专利中是通过投入晶种的方式来控制晶体颗粒的粒度的，晶种的制备由一个单独的过程来完成。采用这些专利中的方法结晶所得晶体颗粒的粒径范围为0.25～1mm，专利中未对堆密度和晶体颗粒的晶习作任何论述。

从以上甜菜碱晶体的性质和需求等实际问题可以看到，无水甜菜碱晶体的稳定性高于甜菜碱水合物的稳定性，所以制备无水甜菜碱晶体的方案要优于制备甜菜碱水合物晶体的方案。但目前制备无水甜菜碱的方法还有技术问题需要解决，如何才能提升无水甜菜碱晶体的堆密度并使粒度分布集中是目前面临的难题。

技术实现要素：

针对以上实际情况和问题，提出了本申请中的结晶方法。该方法制备的无水甜菜碱晶体颗粒不但堆密度高，而且粒度分布较为集中。本申请不但提供了从无水甜菜碱粉末到无水甜菜碱晶体颗粒的完整结晶方法，而且通过大量实践总结出一种新的结晶方法-过沸爆发成核法。

本申请中的结晶方法首先采用过沸爆发成核法，通过控制结晶过程的成核过程，使溶液中具有粒度均一的晶核；然后再控制降温过程，使晶体颗粒良好地生长，从而完成无水甜菜碱晶体颗粒的制备过程。

过沸爆发成核法

过沸爆发成核法中，“过沸”表示溶液的温度要超过溶剂的沸点，目的是形成立方状的晶核；“爆发”代表短时间形成大量晶核，目的是形成粒度均一的晶核。该方法原理可以用附图2中的溶解度曲线来解释。附图2中，横轴代表溶液的温度，纵轴代表溶液中的甜菜碱浓度，图中溶解度曲线上的每一点代表该温度下的溶液达到平衡后的甜菜碱浓度。附图2中，a点的状态代表加入溶剂瞬间的溶液状态，此时的溶液温度为室温，由于还没有溶解甜菜碱，溶液中的甜菜碱浓度为0。随着溶液温度的上升，溶液中逐渐溶解甜菜碱，溶液的状态逐渐由a点向b点移动。b点代表升温溶解过程溶液温度达到最高的溶液状态，此时溶液中的甜菜碱浓度达到最大，且超过了该温度下的平衡浓度。在溶液温度降低的过程中，溶液浓度与平衡浓度的差值增加，溶液的过饱和度增加，但溶液中并不会马上析出晶核。溶液中的甜菜碱浓度不变，溶液的状态逐渐由b点向c点移动。c点代表溶液析晶的临界状态，是溶液析晶的临界点，此时的溶液中的甜菜碱浓度与平衡浓度的差值达到最大，溶液中开始析出晶核。

在溶液状态由b点向c点变化的过程中，常规的做法是向溶液中加入晶种。投入晶种的目的是让晶种粒子吸收过饱和的溶质，降低溶液的过饱和度，从而避免溶液中爆发式析出晶核而导致晶体粒度较小的问题，获得粒度较大的晶体产品。所投加的晶种是经过筛分的细小晶体粒子，粒径较小且粒度相对均一，这有助于获得粒度均一的晶体产品。但是晶种的制备需要一个单独的过程来完成，该过程仍然需要耗时耗力。

根据晶种发挥作用的原理，再根据甜菜碱结晶过程的特点，申请人从析晶的角度来控制溶液中的晶体数量和粒度，也即是让溶液中形成晶核的过程来取代晶种的制备过程。在溶液状态达到c点的状态之后继续降温，此时分为的两种情况，一种是溶液中立即爆发式析出晶核，另一种是仅析出少量晶核。对于前一种情况，溶液中爆发式析出晶核，溶液中的甜菜碱浓度也迅速降低，溶液的状态逐渐由c点向d点移动。d点代表溶液温度降至室温时的溶液状态，但此时溶液还未达到平衡，溶液中的甜菜碱浓度高于平衡浓度。在室温下恒温的过程中，溶液的温度不变，溶液中的甜菜碱浓度逐渐减少，溶液的状态逐渐由d点向e点移动。e点代表在室温下溶液达到平衡的溶液状态，此时溶液中的甜菜碱浓度等于平衡浓度。在c点状态向d点状态移动的过程中，在一小段时间内溶液中还会继续形成新的晶核，形成的晶核具有吸收溶质的能力，当晶核吸收溶质的速率与溶液析出溶质的速率相等时，形成晶核的过程结束。由于晶核形成的时间相差较短，晶体产品的粒度比较均一。对于后一种情况，由于溶液中的晶核数量较少，在后续的降温过程中溶液中还会爆发式析出晶核，也即是爆发式析出晶核过程延迟，形成晶核过程的时间延长。由于晶核的形成时间相差较大，晶体产品的粒度也变得不均一。

为了获得粒度相对均一的晶体颗粒，就需要缩短晶核形成期。所以，以上晶核形成过程中第一种较好，即需要让溶液中爆发式析出晶核。为了让晶体产品更均一，还需要缩短爆发式析出晶核过程的时间，此时就需要增加溶液处于c点状态时的过饱和度；为了使处于c点状态的溶液的过饱和度增大，可以增加处于c点状态溶液中的甜菜碱的溶解量与平衡浓度的差值。而要使得处于c点状态溶液的溶解量与平衡浓度的差值增加，可以将处于c点的溶液状态在图中向左移动或向上移动。过沸爆发成核法的核心就在于对处于c点状态溶液的控制，本申请的结晶方法对c点的控制办法就是加快了“b→c”过程的降温速率，使c点在图中向左移动，使得溶液浓度与平衡浓度的差值增加，溶液的过饱和度增加；或在溶液状态到达析晶临界点时，向溶液中投加无水甜菜碱粉末，溶液中的甜菜碱浓度陡然增加，c点在图中将会向上移动，溶液浓度与平衡浓度的差值增加，溶液的过饱和度也会增加。这样，析晶过程将会在瞬间完成，析出的晶核具有基本一致的尺寸，最终将获得粒度分布比较集中的晶体产品。

对于以上析晶过程，该过程的溶液温度处于溶剂的沸点之上。对于具有片状晶习的无水甜菜碱晶体而言，在较高的温度下将有利于形成立方状的晶核，最终将会获得立方状的晶体，从而避免了片状晶体的形成。与常规的降温结晶方法相比，采用本申请的降温结晶方法无需制备晶种，且获得的是立方状的无水甜菜碱晶体产品。由于这些立方状的晶体具有较好的流动性，晶体产品的松堆密度较采用常规结晶方法有较大提升，加之粒度分布也比较集中，该无水甜菜碱晶体产品的质量得到极大提升。

过沸爆发成核法需要以下两步完成：

1)将无水甜菜碱粉末加入结晶器，再向结晶器中加入溶剂，升温使粉末完全溶解，溶液的温度达到结晶体系的沸点；

2)迅速降温，结晶体系中有晶核析出时，再次向结晶器中投入少量无水甜菜碱粉末，促使结晶体系爆发成核析出晶核；继续将溶液温度降至室温；降温至终点温度后，过滤和洗涤晶体，再进行干燥，即可获得合格的无水甜菜碱晶体产品。

以上两步的具体操作条件

步骤1)中，所使用的溶剂为纯的甲醇或乙醇，甲醇与乙醇的混合溶剂，或甲醇或乙醇与水的混合溶剂；甲醇与水的混合溶剂中，水的质量分数不能达到15wt％；乙醇与水的混合溶剂中，水的质量分数不能达到10wt％。

步骤1)中，无水甜菜碱粉末与甲醇或甲醇水溶液的质量之比范围为0.7～1.2:1，无水甜菜碱粉末与乙醇或乙醇水溶液的质量之比范围为0.2～0.5:1。

步骤1)中，采用甲醇或甲醇-水溶液作为溶剂时，溶解温度范围为72～76℃；采用乙醇或乙醇-水溶液作为溶剂时，溶解温度范围为78～82℃；升温速率范围均为5～7℃/min。

步骤2)中，爆发成核过程前的迅速降温速率范围为0.3～0.5℃/min，再次投入的无水甜菜碱粉末在溶液中的用量不大于0.01g/g溶剂，爆发成核过程的溶液温度范围为70～82℃。

步骤2)中，爆发成核过程后的降温速率范围为0.05～0.5℃/min，降温的终点温度范围为20～25℃。

步骤2)中，洗涤过程可以首先采用无水乙醇或丙酮与甲醇的混合溶剂洗涤，该混合溶剂中丙酮的质量分数范围为50～60wt％，然后使用丙酮洗涤。

步骤2)中，洗涤后的晶体可以先于室温下采用抽真空方式干燥，然后再采用温度范围为50～105℃的鼓风干燥方式干燥。

采用本申请的方法，得到的晶体颗粒分别如附图3和附图4所示。从图中可以看到，所得晶体颗粒无色透明且呈立方状，底边菱形四条边几乎相等，菱形内部的锐角为83.5°±0.5°，钝角为96.5°±0.5°，立方体的高垂直于底面，晶体的高与菱形周长的四分之一的比值范围为0.21～1.00；所得晶体颗粒的松堆密度范围为0.701～0.780g/ml，粒度分布处于20～60目(粒径0.25～0.84mm)的晶体颗粒的质量占比范围为80.0～98.9wt％；x射线粉末衍射的测试条件为cukα/40kv/100ma，衍射的2θ角范围为2～60°，衍射速率为8°/min，晶体颗粒不经研磨，相对强度大于20％的特征衍射峰的2θ角分别为12°±0.5°，19.4°±0.5°，24.5°±0.5°，37°±0.5°和50°±0.5°，xrd的图谱如附图5所示。采用本申请中的结晶方法所得无水甜菜碱晶体颗粒与市售无水甜菜碱晶体颗粒的对比列于表1中

表1市售无水甜菜碱晶体颗粒与本申请中的无水甜菜碱晶体颗粒的对比表

从表1中的松堆密度和粒度分布可以看出，即使在保守的情况下，采用本申请中的结晶方法所制备的无水甜菜碱晶体颗粒也要优于市售无水甜菜碱晶体颗粒。

综上所述，本申请的结晶方法是通过在降温过程中控制爆发式成核过程和降温过程来控制晶体的生长过程的，这两个重要过程也组成了本申请中的结晶方法-过沸爆发成核法。通过本申请的结晶方法所得到的无水甜菜碱晶体颗粒呈立方状，彻底改变了无水甜菜碱晶体的片状晶习，使得晶体颗粒的松堆密度得到显著提高；该结晶方法还可以根据需求调节粒径及其分布，能够确保结晶所得的晶体颗粒的粒度处于所需要的粒度范围，粒度分布更加集中；该结晶方法无需晶种，从而省去了晶种制备过程，简化了结晶过程；最后，该结晶方法操作时间短，生产效率高，从而更有利于工业化生产。

附图说明

附图1市售无水甜菜碱晶体的sem图

附图2降温结晶过程溶液的溶解量变化图

附图3采用本申请的结晶方法获得的无水甜菜碱晶体颗粒的sem图

附图4采用本申请的结晶方法获得的无水甜菜碱晶体颗粒图

附图5采用本申请的结晶方法获得的无水甜菜碱晶体颗粒的xrd图谱

其中：a-加入溶剂后瞬间的溶液状态；b-溶液温度上升至最高时的溶液状态；c-析晶临界点的溶液状态；d-降温结束时的溶液状态；e-室温下平衡后的溶液状态。

具体实施方式

以下通过实施案例进一步说明本发明，但不作为对本发明的限制。

实施案例1

向结晶器中加入91.9g无水甜菜碱粉末和118g无水甲醇，无水甜菜碱粉末与溶剂之比为0.78:1。设定搅拌转速为400r/min，以7℃/min的升温速率升温使粉末溶解，溶液的温度上升至72.3℃，达到结晶体系的沸点。

迅速降温，降温速率为0.3℃/min，当溶液温度降至71.9℃时开始析出晶核，此时不投加无水甜菜碱粉末，即投加量为0g/g溶剂，溶液中爆发式析出晶核，然后以0.05℃/min的降温速率继续降温至室温。

当溶液温度降至20℃后，先过滤，然后用丙酮质量分数为60wt％的丙酮-甲醇溶液洗涤晶体，再用丙酮洗涤晶体，该洗涤过程需要迅速完成。然后迅速将洗涤后的晶体放在50℃的鼓风干燥箱中干燥24h。所得无水甜菜碱晶体的高与底边菱形周长的四分之一的比值范围为0.51～0.72，该晶体产品的松堆密度为0.71g/ml，粒度分布在20～60目的晶体颗粒的质量占比为86.7wt％。

实施案例2

向结晶器中加入91.9g无水甜菜碱粉末和118g甲醇，无水甜菜碱粉末与溶剂的质量之比为0.78:1。设定搅拌转速为400r/min，以6℃/min的升温速率升温使粉末溶解，溶液的温度上升至72.4℃，达到结晶体系的沸点。

迅速降温，降温速率为0.5℃/min，当溶液温度降低至72℃时开始析出晶核，此时向溶液中投入1g无水甜菜碱粉末，即投加量为0.008g/g溶剂，溶液中马上爆发式析出晶核，然后以0.05℃/min的降温速率继续降温至室温。

当溶液温度降至20℃后，先过滤，再迅速用丙酮质量分数为60wt％的丙酮-甲醇溶液洗涤晶体，再立即用丙酮洗涤晶体。迅速将洗涤后的晶体放置于50℃的鼓风干燥箱中干燥24h。所得晶体的高与底边菱形周长的四分之一的比值范围为0.62～0.81，该晶体产品的松堆密度为0.76g/ml，粒度分布在20～60目的晶体颗粒的质量占比为93.3wt％。

实施案例3

向结晶器中加入92.5g无水甜菜碱粉末和118g甲醇，无水甜菜碱粉末与溶剂的质量之比为0.78:1。设定搅拌转速为400r/min，以5℃/min的升温速率升温使粉末溶解，溶液的温度上升至73.2℃，达到结晶体系的沸点。

迅速降温，降温速率为0.5℃/min，当溶液温度降低至73℃时开始析出晶核，此时向溶液中投加0.5g无水甜菜碱粉末，即投加量为0.004g/g溶剂，溶液中马上爆发式析出晶核，然后以0.05℃/min的降温速率继续降温至室温。

当温度降低至20℃后，先过滤，再迅速用丙酮质量分数为60wt％的丙酮-甲醇溶液洗涤晶体，再立即用丙酮洗涤晶体。迅速将洗涤后的晶体放置于50℃的鼓风干燥箱中干燥24h。所得晶体的高与底边菱形周长的四分之一的比值范围为0.65～0.79，该晶体产品的松堆密度为0.72g/ml，粒度分布在20～60目的晶体颗粒的质量占比为97.8wt％。

实施案例4

向结晶器中加入111.2g无水甜菜碱粉末、10g水和90g甲醇，溶剂体系的含水质量分数为10wt％，无水甜菜碱粉末与溶剂质量之比为1.1:1。设定搅拌转速为400r/min，以7℃/min的升温速率升温至72℃使粉末溶解，接近结晶体系的沸点。

迅速降温，降温速率为0.3℃/min，当溶液温度降低到70.4℃时开始析出晶核，此时不再投入无水甜菜碱粉末，即投加量为0g/g溶剂，溶液中爆发式析出晶核，然后以0.5℃/min降温速率继续降温至室温。

当温度降至20℃后，先过滤，再迅速用丙酮质量分数为60wt％的丙酮-甲醇溶液洗涤晶体，再立即用丙酮洗涤晶体。迅速将洗涤后的晶体放置于50℃的鼓风干燥箱中干燥24h。所得晶体的高与底边菱形周长的四分之一的比值范围为0.83～1.00，该晶体产品的松堆密度为0.72g/ml，粒度分布在20～60目的晶体颗粒的质量占比为89.7wt％。

实施案例5

向结晶器中加入112.5g无水甜菜碱粉末、10g水和90g甲醇，溶剂体系的含水质量分数为10wt％，无水甜菜碱粉末与溶剂的质量之比为1.1:1。设定搅拌转速为400r/min，以7℃/min的升温速率升温使粉末溶解，达到结晶体系的沸点。

迅速降温，降温速率为0.5℃/min，当溶液温度降低到72.5℃时开始析出晶核，此时向溶液中投入0.5g无水甜菜碱粉末，即投加量为0.005g/g溶剂，溶液中马上爆发式析出晶核，然后以0.1℃/min的降温速率继续降温至室温。

当温度降至20℃后，先过滤，再迅速用丙酮质量分数为60wt％的丙酮-甲醇溶液洗涤晶体，再立即用丙酮洗涤晶体。迅速将洗涤后的晶体放置于50℃的鼓风干燥箱中干燥24h。所得晶体的高与底边菱形周长的四分之一的比值范围为0.84～1.00，该晶体产品的松堆密度为0.79g/ml，粒度分布在20～60目的晶体颗粒的质量占比为95.7wt％。

实施案例6

向结晶器中加入96.3g无水甜菜碱粉末、5g水和95g甲醇，溶剂体系的含水质量分数为5wt％，无水甜菜碱粉末与溶剂质量之比为0.96:1。设定搅拌转速为400r/min，以7℃/min的升温速率升温使粉末溶解，达到结晶体系的沸点。

迅速降温，降温速率为0.5℃/min，当溶液温度降低到72.3℃时开始析出晶核，此时向溶液中投入0.4g无水甜菜碱粉末，即投加量为0.004g/g溶剂，溶液中马上爆发式析出晶核，然后以0.3℃/min的降温速率继续降温至室温。

当温度降至20℃后，先过滤，再迅速用丙酮质量分数为60wt％的丙酮-甲醇溶液洗涤晶体，再立即用丙酮洗涤晶体。迅速将洗涤后的晶体放置于50℃的鼓风干燥箱中干燥24h。所得晶体的高与底边菱形周长的四分之一的比值范围为0.82～0.96，该晶体产品的松堆密度为0.73g/ml，粒度分布在20～60目的晶体颗粒的质量占比为91.4wt％。

实施案例7

向结晶器中加入27.2g无水甜菜碱粉末和120.1g无水乙醇，无水甜菜碱粉末与溶剂的质量之比为0.2:1。设定搅拌转速为400r/min，以7℃/min的升温速率升温至78℃使粉末溶解，接近结晶体系的沸点温度。

迅速降温，降温速率为0.5℃/min，当溶液温度降低到75℃时开始析出晶核，此时未向溶液中投入无水甜菜碱粉末，即投加量为0g/g溶剂，溶液中爆发式析出晶核，然后以0.05℃/min的降温速率继续降温至室温。

当溶液温度降至20℃后，先过滤，然后用无水乙醇洗涤，再用丙酮洗涤，该洗涤过程需要迅速完成。然后迅速将洗涤后的晶体放在50℃的鼓风干燥箱中干燥24h。所得无水甜菜碱晶体的高与底边菱形周长的四分之一的比值范围为0.91～1.00，该晶体产品的松堆密度为0.77g/ml，粒度分布在20～60目的晶体颗粒的质量占比为99.0wt％。

实施案例8

向结晶器中加入61g无水甜菜碱粉末和240g无水乙醇，无水甜菜碱粉末与溶剂的质量之比为0.25:1。设定搅拌转速为350r/min，以6℃/min的升温速率升温使粉末溶解，达到结晶体系的沸点温度。

迅速降温，降温速率为0.5℃/min，当溶液降温到79.8℃时开始析出晶核，此时向溶液中投入0.1g无水甜菜碱粉末，即投加量为0.0004g/g溶剂，溶液中马上爆发式析出晶核，然后以0.05℃/min的降温速率继续降温至室温。

当溶液温度降至20℃后，先过滤，然后用无水乙醇洗涤，再用丙酮洗涤，该洗涤过程需要迅速完成。然后迅速将洗涤后的晶体放在50℃的鼓风干燥箱中干燥24h。所得无水甜菜碱晶体的高与底边菱形周长的四分之一的比值范围为0.90～1.00，该晶体产品的松堆密度为0.76g/ml，粒度分布在20～60目的晶体颗粒的质量占比为99.1wt％。

实施案例9

向结晶器中加入31.2g无水甜菜碱粉末和120g无水乙醇，无水甜菜碱粉末与溶剂的质量之比为0.26:1。设定搅拌转速为400r/min，以5℃/min的升温速率升温使粉末溶解，达到结晶体系的沸点温度。

迅速降温，降温速率为0.5℃/min，当溶液温度降低至80.2℃时开始析出晶核，此时向溶液中投入1.1g无水甜菜碱粉末，即投加量为0.009g/g溶剂，溶液中马上爆发式析出晶核，然后以0.05℃/min的降温速率继续降温至室温。

当溶液温度降至20℃后，先过滤，然后用无水乙醇洗涤，再用丙酮洗涤，该洗涤过程需要迅速完成。然后迅速将洗涤后的晶体放在50℃的鼓风干燥箱中干燥24h。所得无水甜菜碱晶体的高与底边菱形周长的四分之一的比值范围为0.93～1.00，该晶体产品的松堆密度为0.78g/ml，粒度分布在20～60目的晶体颗粒的质量占比为99.3wt％。

实施案例10

向结晶器中加入79.5g无水甜菜碱粉末、5g水和240g无水乙醇，溶剂体系的含水质量分数为2wt％，无水甜菜碱粉末与溶剂的质量之比为0.32:1。设定搅拌转速为350r/min，以5℃/min的升温速率升温使粉末溶解，达到结晶体系的沸点温度。

迅速降温，降温速率为0.5℃/min，当溶液降温到80.2℃时开始析出晶核，此时向溶液中投入1.5g无水甜菜碱粉末，即投加量为0.006g/g溶剂，溶液中马上爆发式析出晶核，然后以0.1℃/min的降温速率继续降温至室温。

当溶液温度降至20℃后，先过滤，然后用无水乙醇洗涤，再用丙酮洗涤，该洗涤过程需要迅速完成。然后迅速将洗涤后的晶体放在50℃的鼓风干燥箱中干燥24h。所得无水甜菜碱晶体的高与底边菱形周长的四分之一的比值范围为0.91～0.99，该晶体产品的松堆密度为0.75g/ml，粒度分布在20～60目的晶体颗粒的质量占比为99.2wt％。

本发明提出和公开的技术方案，本领域技术人员可通过借鉴本文内容，适当改变条件路线等环节实现，尽管本发明的方法和制备技术已通过较佳实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和技术路线进行改动或重新组合，来实现最终的制备技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。