一種可控制粒度的枸櫞酸鈉的精制工藝

張仕偉　唐波

摘 要：枸櫞酸鈉在醫藥工業中廣泛用作抗血凝劑、螯合劑和抗氧增效劑、化痰藥和利尿藥;在洗滌劑工業中，可替代三聚磷酸鈉作為無毒洗滌劑的助劑;還用于釀造、注射液、攝影藥品和電鍍等領域。本文主要是對生產檸檬酸鈉的工藝進行研究，尋求生產過程中最佳的工藝參數來優化生產工藝以達到改善成品質量的目的，經過多年的實驗和研究，運用到生產實際當中，工藝參數穩定，產品質量達到醫用級標準，實現了高質、穩產，降低了生產成本，取得了明顯的經濟效益。

關鍵詞：枸櫞酸鈉;溶解;脫色;濃縮;結晶;分離純化;干燥

1 基本原理

傳統的枸櫞酸鈉的精制技術主要是將食用枸櫞酸鈉經過溶解、脫色、濃縮、分離純化、干燥得到純枸櫞酸鈉，這種自然起晶法的工藝雖然生產效率高，但也因為起晶迅速，晶核數量難以控制，晶核生產速度與晶核成長速度不匹配，故重晶體大小無法控制，導致生產過程中易出現大小不一的顆粒晶體，且影響成品收率與質量。同時，若晶核成長速度大于晶核生成速度，產生晶體顆粒較大，濃縮液較稀，則母液中含有大量溶質，易造成收率低，約30%～40%。若晶核成長速度小于晶核生成速度，此時產生大量晶核，形成的晶體顆粒細，對后工序干燥帶來極大困難，可能導致產品無法徹底烘干，從而導致部分成品指標無法達標。本工藝是一種精制條件溫和、操作簡單且收率高、精制效果好且可進行顆?？刂频姆螱MP要求的枸櫞酸鈉快速投入晶種起晶生產枸櫞酸鈉精制工藝，達到醫藥級的枸櫞酸鈉質量要求。

2 工藝要求及參數

一種可控制粒度的枸櫞酸鈉精制工藝，其特征在于，包括以下步驟：

①溶解：將食品級無水枸櫞酸鈉粗品溶于水中;

②脫色：向步驟1所得溶液中加入脫色劑，恒溫下攪拌，過濾，得到精濾液;

③濃縮、結晶：將步驟2所得精濾液，攪拌下減壓濃縮，濃縮至比重為1.25～1.36g/mL的粘稠液時投入晶種，濃縮后冷卻，攪拌下重結晶得到枸櫞酸鈉濕顆粒;

④分離純化：將步驟3中所得枸櫞酸鈉濕顆粒離心處理，取沉淀物經振動流化床干燥得到純枸櫞酸鈉顆粒;

其中，步驟③所述濃縮后冷卻是以5～12℃/h的冷卻速率，冷卻到55～60℃;所述重結晶的時間為3～10h。

⑤根據①可控制粒度的枸櫞酸鈉精制工藝，其特征在于，步驟1溶解是將食品級無水枸櫞酸鈉粗品溶于水中后加熱混合溶液至80℃～100℃;優選90℃，步驟2所述脫色是在恒溫下攪拌0.5～2h;步驟2中恒溫的溫度為90℃～100℃;優選90℃，所述脫色劑的用量為溶劑總質量的0.1%～0.6%;優選所述脫色劑為活性炭，步驟3減壓濃縮時的攪拌速度控制在30～60r/min;冷卻結晶的攪拌速度控制在10～30r/min;減壓濃縮時的攪拌速度優選控制在33r/min;冷卻結晶的攪拌速度優選控制在13r/min，步驟3投入晶種后繼續濃縮的時間為0.1h～2h;優選0.5h，步驟S3中晶種的投入量為300～600g/m3料液;優選晶種的投入量為500g/m3料液，步驟4振動流化床干燥的溫度為53～57℃，優選為55℃;步驟4振動流化床干燥的的時間為6～10h。

⑥根據要求可控制粒度的枸櫞酸鈉精制工藝的實現裝置，其特征在于，步驟2投入晶種是采用設置在濃縮罐呼吸器位置的晶種投入裝置實現，所述晶種投入器包括空氣過濾器和晶種暫存器，所述晶種暫存器兩端開口，兩端開口分別設置有控制閥控制開口的開和關，一端開口連通空氣過濾器，另一端開口連通濃縮罐上原呼吸器連通濃縮罐的口，在晶種暫存器和晶種投入口之間設置有控制閥;設置好晶種投入裝置后，操作時取下晶種暫存器，放于潔凈區內，將已稱量的晶種加入晶種暫存器內，關上晶種暫存器兩端開口的閥門進行密封，再將晶種暫存器取出潔凈區，將其一端裝入濃縮罐的晶種投入口中;在濃縮罐負壓狀態下打開控制閥，晶種快速進入濃縮罐內。

⑦根據可控制粒度的枸櫞酸鈉精制工藝的實現裝置，其特征在于，所述空氣過濾器和晶種暫存器為可拆卸的連接。

3 結果和討論

在枸櫞酸鈉的精制過程中，科學設計純化步驟，先脫色再濃縮、結晶和分離純化，不用使用強堿強酸，純化工藝條件溫和，簡單易行，成本較低，而且環境友好，通過精確研究和控制晶種的投入時間、冷卻（降溫）速率和重結晶時間，實現了枸櫞酸鈉粒度的嚴格控制，采用本工藝制備的枸櫞酸鈉粒徑為0.38～0.83mm（20目～40目，輔料藥使用的最佳粒徑范圍），純度為99.9%～99.99%，收率不低于75%。精制條件溫和、操作簡單且收率高、精制效果好且可進行顆?？刂?，成品性能穩定純度高，在脫色處理中，采用合理比例的活性炭作為脫色劑，進一步降低脫色處理成本，并保證純化效果。

本工藝在減壓濃縮、結晶工序中，科學設計步驟，分別從設備攪拌速率、添加晶種時間、添加晶種設備改造、添加晶種后的濃縮時間、重結晶時間與降溫速率等方面進行合理控制，以實現對枸櫞酸鈉的粒度的有效控制。

本工藝進一步采用了振動流化床干燥技術，通過針對性改進關鍵參數，將簡單高效的振動流化床干燥技術應用到枸櫞酸鈉的精制制備中，雖然振動流化床干燥技術是成熟技術，但在本工藝之前，在枸櫞酸鈉的精制方面，沒有得到工業應用，因為應用振動流化床干燥技術的過程中，需要克服液體物料在干燥中產生的熱敏性、變性以及保證一定產率等技術難題，本工藝通過大量科學研究總結得到針對性的溫度條件和干燥時間條件，使得振動流化床干燥技術成為制備枸櫞酸鈉理想粒徑產品的有效（下轉第65頁）（上接第62頁）手段，省去了二次干燥，并保證枸櫞酸鈉純品的最終產率，工藝參數穩定，產品質量達到醫用實現了高質、穩產，降低了生產成本，取得了明顯的經濟效益。

本工藝進一步巧妙設計晶種投入裝置，科學規范晶種投入操作方法，通過晶種暫存器進行投料，有效避免了外界空氣的污染，實現了采用快速投入晶種起晶法制備粒度控制精良的枸櫞酸鈉精制生產。晶種暫存器的設計與現有濃縮罐的呼吸器結構科學巧妙地結合，不影響現有大型專用設備的使用，但獲得意想不到的進步效果，產品符合GMP要求。

本工藝在生產過程中以食品級枸櫞酸鈉粗品為原料，提供的精制方法以水為溶劑進行精制，產成品純度高，安全環保。而且本工藝以水為溶劑操作，分離純化過程省去了淋洗操作，采用改進的振動流化床干燥技術進行干燥，不需要二次干燥，大大降低了生產成本，簡化生產操作，總之，本工藝以脫色效果好，制備的枸櫞酸鈉為無色結晶或白色結晶性粉末;無臭，其水溶液澄清無色，粒徑可控，制備方法收率穩定，重結晶收率高，工藝適合于規?；a，在生產實際過程中，工藝參數穩定，實現了高質、穩產，降低了生產成本，產品質量達到醫用級標準，取得了明顯的經濟效益。

參考文獻：

[1]國家藥典委員會.中國藥典2015年（四部）[M].北京：中國醫藥科技出版社，2015.

[2]梁恒宇，林海龍，武國慶，等.檸檬酸及其衍生物在洗滌劑工業中的應用[J].當代化工，2015（12）：2828-2831.

[3]任小卉.檸檬酸鈉生產淺談[J].醫藥化工，2006（5）：33-35.

[4] R.C羅，P.J舍斯基，P.J韋勒，鄭俊民譯主譯.藥用輔料手冊[M].北京：化學工業出版社，2005：643-645.