一种可控制粒度的枸橼酸钠的精制工艺

张仕伟　唐波

摘 要：枸橼酸钠在医药工业中广泛用作抗血凝剂、螯合剂和抗氧增效剂、化痰药和利尿药;在洗涤剂工业中，可替代三聚磷酸钠作为无毒洗涤剂的助剂;还用于酿造、注射液、摄影药品和电镀等领域。本文主要是对生产柠檬酸钠的工艺进行研究，寻求生产过程中最佳的工艺参数来优化生产工艺以达到改善成品质量的目的，经过多年的实验和研究，运用到生产实际当中，工艺参数稳定，产品质量达到医用级标准，实现了高质、稳产，降低了生产成本，取得了明显的经济效益。

关键词：枸橼酸钠;溶解;脱色;浓缩;结晶;分离纯化;干燥

1 基本原理

传统的枸橼酸钠的精制技术主要是将食用枸橼酸钠经过溶解、脱色、浓缩、分离纯化、干燥得到纯枸橼酸钠，这种自然起晶法的工艺虽然生产效率高，但也因为起晶迅速，晶核数量难以控制，晶核生产速度与晶核成长速度不匹配，故重晶体大小无法控制，导致生产过程中易出现大小不一的颗粒晶体，且影响成品收率与质量。同时，若晶核成长速度大于晶核生成速度，产生晶体颗粒较大，浓缩液较稀，则母液中含有大量溶质，易造成收率低，约30%～40%。若晶核成长速度小于晶核生成速度，此时产生大量晶核，形成的晶体颗粒细，对后工序干燥带来极大困难，可能导致产品无法彻底烘干，从而导致部分成品指标无法达标。本工艺是一种精制条件温和、操作简单且收率高、精制效果好且可进行颗粒控制的符合GMP要求的枸橼酸钠快速投入晶种起晶生产枸橼酸钠精制工艺，达到医药级的枸橼酸钠质量要求。

2 工艺要求及参数

一种可控制粒度的枸橼酸钠精制工艺，其特征在于，包括以下步骤：

①溶解：将食品级无水枸橼酸钠粗品溶于水中;

②脱色：向步骤1所得溶液中加入脱色剂，恒温下搅拌，过滤，得到精滤液;

③浓缩、结晶：将步骤2所得精滤液，搅拌下减压浓缩，浓缩至比重为1.25～1.36g/mL的粘稠液时投入晶种，浓缩后冷却，搅拌下重结晶得到枸橼酸钠湿颗粒;

④分离纯化：将步骤3中所得枸橼酸钠湿颗粒离心处理，取沉淀物经振动流化床干燥得到纯枸橼酸钠颗粒;

其中，步骤③所述浓缩后冷却是以5～12℃/h的冷却速率，冷却到55～60℃;所述重结晶的时间为3～10h。

⑤根据①可控制粒度的枸橼酸钠精制工艺，其特征在于，步骤1溶解是将食品级无水枸橼酸钠粗品溶于水中后加热混合溶液至80℃～100℃;优选90℃，步骤2所述脱色是在恒温下搅拌0.5～2h;步骤2中恒温的温度为90℃～100℃;优选90℃，所述脱色剂的用量为溶剂总质量的0.1%～0.6%;优选所述脱色剂为活性炭，步骤3减压浓缩时的搅拌速度控制在30～60r/min;冷却结晶的搅拌速度控制在10～30r/min;减压浓缩时的搅拌速度优选控制在33r/min;冷却结晶的搅拌速度优选控制在13r/min，步骤3投入晶种后继续浓缩的时间为0.1h～2h;优选0.5h，步骤S3中晶种的投入量为300～600g/m3料液;优选晶种的投入量为500g/m3料液，步骤4振动流化床干燥的温度为53～57℃，优选为55℃;步骤4振动流化床干燥的的时间为6～10h。

⑥根据要求可控制粒度的枸橼酸钠精制工艺的实现装置，其特征在于，步骤2投入晶种是采用设置在浓缩罐呼吸器位置的晶种投入装置实现，所述晶种投入器包括空气过滤器和晶种暂存器，所述晶种暂存器两端开口，两端开口分别设置有控制阀控制开口的开和关，一端开口连通空气过滤器，另一端开口连通浓缩罐上原呼吸器连通浓缩罐的口，在晶种暂存器和晶种投入口之间设置有控制阀;设置好晶种投入装置后，操作时取下晶种暂存器，放于洁净区内，将已称量的晶种加入晶种暂存器内，关上晶种暂存器两端开口的阀门进行密封，再将晶种暂存器取出洁净区，将其一端装入浓缩罐的晶种投入口中;在浓缩罐负压状态下打开控制阀，晶种快速进入浓缩罐内。

⑦根据可控制粒度的枸橼酸钠精制工艺的实现装置，其特征在于，所述空气过滤器和晶种暂存器为可拆卸的连接。

3 结果和讨论

在枸橼酸钠的精制过程中，科学设计纯化步骤，先脱色再浓缩、结晶和分离纯化，不用使用强碱强酸，纯化工艺条件温和，简单易行，成本较低，而且环境友好，通过精确研究和控制晶种的投入时间、冷却（降温）速率和重结晶时间，实现了枸橼酸钠粒度的严格控制，采用本工艺制备的枸橼酸钠粒径为0.38～0.83mm（20目～40目，辅料药使用的最佳粒径范围），纯度为99.9%～99.99%，收率不低于75%。精制条件温和、操作简单且收率高、精制效果好且可进行颗粒控制，成品性能稳定纯度高，在脱色处理中，采用合理比例的活性炭作为脱色剂，进一步降低脱色处理成本，并保证纯化效果。

本工艺在减压浓缩、结晶工序中，科学设计步骤，分别从设备搅拌速率、添加晶种时间、添加晶种设备改造、添加晶种后的浓缩时间、重结晶时间与降温速率等方面进行合理控制，以实现对枸橼酸钠的粒度的有效控制。

本工艺进一步采用了振动流化床干燥技术，通过针对性改进关键参数，将简单高效的振动流化床干燥技术应用到枸橼酸钠的精制制备中，虽然振动流化床干燥技术是成熟技术，但在本工艺之前，在枸橼酸钠的精制方面，没有得到工业应用，因为应用振动流化床干燥技术的过程中，需要克服液體物料在干燥中产生的热敏性、变性以及保证一定产率等技术难题，本工艺通过大量科学研究总结得到针对性的温度条件和干燥时间条件，使得振动流化床干燥技术成为制备枸橼酸钠理想粒径产品的有效（下转第65页）（上接第62页）手段，省去了二次干燥，并保证枸橼酸钠纯品的最终产率，工艺参数稳定，产品质量达到医用实现了高质、稳产，降低了生产成本，取得了明显的经济效益。

本工艺进一步巧妙设计晶种投入装置，科学规范晶种投入操作方法，通过晶种暂存器进行投料，有效避免了外界空气的污染，实现了采用快速投入晶种起晶法制备粒度控制精良的枸橼酸钠精制生产。晶种暂存器的设计与现有浓缩罐的呼吸器结构科学巧妙地结合，不影响现有大型专用设备的使用，但获得意想不到的进步效果，产品符合GMP要求。

本工艺在生产过程中以食品级枸橼酸钠粗品为原料，提供的精制方法以水为溶剂进行精制，产成品纯度高，安全环保。而且本工艺以水为溶剂操作，分离纯化过程省去了淋洗操作，采用改进的振动流化床干燥技术进行干燥，不需要二次干燥，大大降低了生产成本，简化生产操作，总之，本工艺以脱色效果好，制备的枸橼酸钠为无色结晶或白色结晶性粉末;无臭，其水溶液澄清无色，粒径可控，制备方法收率稳定，重结晶收率高，工艺适合于规模化生产，在生产实际过程中，工艺参数稳定，实现了高质、稳产，降低了生产成本，产品质量达到医用级标准，取得了明显的经济效益。

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