阅读说明：本技术 一种新型可控制粒度的蔗糖精制方法 (Novel sucrose refining method capable of controlling granularity ) 是由 唐波 彭立辉 于 2019-09-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种新型可控制粒度的蔗糖精制方法,包括将食用级蔗糖溶解脱色得精滤液,精滤液浓缩结晶得到蔗糖结晶,蔗糖结晶纯化干燥后得到药用级蔗糖晶粒。本发明创造性地采用晶种起晶和超声波刺激辅助起晶相结合的结晶方法,通过精确控制晶种添加时间、晶种的添加量、超声波频率、超声波刺激起晶时间及搅拌速率等参数,有效控制药用蔗糖晶体粒径,同时提高蔗糖结晶收率,实现药用蔗糖晶体粒径小,流动性好、溶解性好的特点,从而满足直压固体制剂中对药用蔗糖辅料的性能要求。(The invention discloses a novel sucrose refining method capable of controlling granularity, which comprises the steps of dissolving and decoloring edible sucrose to obtain refined filtrate, concentrating and crystallizing the refined filtrate to obtain sucrose crystals, purifying and drying the sucrose crystals to obtain medicinal sucrose crystal grains. The crystallization method combining seed crystal crystallization and ultrasonic wave stimulation assisted crystallization is creatively adopted, the grain size of the medicinal sucrose crystal is effectively controlled by accurately controlling the parameters of seed crystal adding time, seed crystal adding amount, ultrasonic frequency, ultrasonic wave stimulation crystallization time, stirring speed and the like, the sucrose crystallization yield is improved, and the characteristics of small grain size, good fluidity and good solubility of the medicinal sucrose crystal are realized, so that the performance requirements of a direct-compression solid preparation on the medicinal sucrose auxiliary material are met.)

一种新型可控制粒度的蔗糖精制方法

技术领域

本发明涉及蔗糖精制技术领域，更具体地，涉及一种新型可控制粒度的蔗糖精制方法。

背景技术

蔗糖在国内外作为药用辅料使用已有上百年的历史，作为食品使用的历史更久远。其在药剂中作赋形剂、矫味剂、包衣剂、制粒剂、混悬剂、甜味剂、填充剂、治疗剂、增粘剂等。85%糖浆或芳香性糖浆用作内服液体制剂的矫味剂，50%～67%的糖浆作湿法制粒的粘合剂，蔗糖粉末可作为干粘合剂，可压蔗糖可作为干法压片的粘合剂，还可作咀嚼片和锭剂的填充剂和甜味剂。因此，药用蔗糖广泛应用于固体制剂生产中，作为重要的填充剂和矫味剂被大量使用，当片剂处方中含糖分较多时，虽然能够增加片剂的硬度但崩解度变差。

药用级别的蔗糖属于辅料药，蔗糖由于其天然的晶体结构，即使进行充分的粉碎处理，也不能同时具有较低的堆密度、良好的流动性、混匀性及优良的可压性能。一方面，普通的蔗糖为自然起晶方式，晶体颗粒，粒度大，虽然流动性好，但直接压片会在片剂中以原颗粒存在，影响片剂的外观和溶解崩解等性能；另一方面，将蔗糖粉碎成糖粉后，溶解性能虽然得到改善，但产品晶型被破坏，易结块，糖粉的流动性很差，混匀差，在片剂生产中无法顺畅下料，也就无法压制均匀的片剂。因此即便现有的药用蔗糖应用广泛，却只能在蔗糖片剂中应用于常规的非直压固体制剂生产工艺，无法被应用于直压固体制剂工艺过程中，且无法是片剂拥有良好的溶解及崩解性能。故目前亟需能够制备一种具有低的堆密度、良好的流动性、混匀性及优良的可压性能的药用蔗糖辅料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术制备的蔗糖糖粉晶型被破坏，易结块，糖粉的流动性很差，混匀差的不足，提供一种纯化工艺条件温和，简单易行，成本较低，而且环境友好的新型可控制粒度的蔗糖精制方法。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种新型可控制粒度的蔗糖精制方法，步骤包括：

S1.溶解脱色：将食用级蔗糖溶解在去离子水中，加入脱色剂，恒温下搅拌，过滤掉固体杂质，得到精滤液。

S2.浓缩结晶：将S1得到的精滤液搅拌，浓缩至糖锤度为87~92°Bx时，添加一定量的蔗糖晶种搅拌分散，同时开启超声波刺激起晶，得到结晶液。

S3.分离纯化：将S2所得的结晶液分离为粗晶晶粒和母液，将粗晶晶粒加入纯化水，搅拌，离心分离得到洗晶晶粒和洗晶液。

S4.干燥筛分：将S3所得的洗晶晶粒干燥，筛分，得到药用级蔗糖晶粒。

进一步地，S1所述食用级蔗糖溶解在去离子水中恒温搅拌的温度为75~85℃，食用级蔗糖与去离子水的质量比为2~3：1。

进一步地，S1所述脱色剂的添加量为食用级蔗糖质量的0.05~0.1%，脱色剂对食用级中含有的色素进行吸附去除。优选地，S1所述脱色剂为注射级药用级活性炭，可以同时对食用级中含有的微小颗粒杂质进行吸附去除。进一步优选地，所述注射级药用级活性炭的粒径为200目，接触面积更大，脱色效果好。

进一步地，S2所述精滤液浓缩采用减压浓缩，浓缩温度为70~80℃，浓缩压力为-0.09~-0.07Mpa。

溶液结晶是物质从液态转变为结晶态的过程，这其中包含了晶核生成和晶体生长两个阶段。在工业结晶器中追求高的晶体生长速率是为了提高设备的生产能力，但起晶迅速，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，采用提供过饱和度的重结晶方式提高结晶的生长速率无法满足蔗糖糖粉用作固体制剂的要求。本发明通过科学分析及大量实验，通过采用超声波和晶种添加的刺激起晶，通过控制添加晶种时间，晶种质量，超声波频率，超声波刺激起晶时间，实现对蔗糖晶体粒径控制。

进一步地，通过实验证明，本发明所述方法在蔗糖浓缩液的糖锤度为87~92°Bx时，为晶种添加的较好时机，拥有较佳的晶体生长速度，不会导致制备的晶粒粒径过大或过小，也可以提高蔗糖晶体收率，减少蔗糖结晶时间。与此同时，S2所述蔗糖晶种的添加量为食用级蔗糖质量的0.1~0.3%，晶种的数量影响晶核的生成以及晶粒品质和收率。优选地，在蔗糖浓缩液的糖锤度为90°Bx时，晶种添加添加量为食用级蔗糖质量的0.2%，能够使晶核的生成与速度最佳。

进一步地，S2所述超声波刺激起晶的频率为1500~1700Hz，超声波刺激起晶的时间为10~30min。在晶体生长过程中，辅以超声波，附加的声波产生空化泡。空化气泡膨胀长大，很快崩溃，气泡崩溃时，产生快速运动的液体流，这液体流产生极大的冲击力。当晶体尺寸大于气泡数倍时，这种液体流射向液-固界面，在晶体表面形成凹蚀，甚至将晶体击碎，破碎后的晶体有部分溶解，而大部分又作为新的晶种而生长为晶体。本发明通过控制超声频率及时间对晶体的粒径的控制，同时保证晶体晶型的完整性。优选地，S2所述超声波刺激起晶的频率为1620Hz，时间为20min，超声波刺激起晶可以使蔗糖晶体成核时间短，有效缩短结晶时间，提高生产效率。同时生产的蔗糖晶体粒度更小，更加均匀。

进一步地，S2所述搅拌速度为22~35r/min，优选地，S2所述搅拌速度为28r/min。

进一步地，所述离心最高速度为1000~1200r/min，对晶体表面的浓缩液进行洗涤，防止晶粒结块，保证糖粉较好的流动性。

进一步地，S4所述洗晶晶粒的干燥温度为63~67℃，干燥时间为60~150min。本发明所述方法制备的得到的蔗糖晶粒粒径20~80目，纯度达99.9~99.99%，流动性好，水分1.0%以下，产品收率达60~67%。

与现有技术相比，有益效果是：

本发明创新式地采用食用级蔗糖为原料生产制备药用级精制蔗糖，科学地设计纯化步骤，采用溶解脱色、减压浓缩、晶种起晶及超声刺激起晶，分离干燥，在不使用其他有机溶剂的条件下，能过快速结晶获得符合《中国药典》的蔗糖辅料，本发明的纯化工艺条件温和、简单易行、成本较低，而且环境友好。

在精制蔗糖的过程中，本发明在通过精确控制晶种的添加时间、晶种的添加量、超声波频率、超声波刺激起晶时间及搅拌速率等参数，实现对蔗糖晶体粒径有效控制，同时提高蔗糖结晶收率，使制备的药用蔗糖晶体具有粒径小，流动性好，溶解性好的特点，从而满足直压固体制剂对药用蔗糖辅料的性能要求。

本发明采用的晶种起晶和超声波刺激辅助结晶的方式，制备得到的蔗糖晶体粒径为20~80目（固体制剂使用的最佳粒径范围），纯度达99%，收率不低于60%。本发明精制条件温和，能够大大提高产品生产效率，降低生产成本，节能减耗，改善产品的粒径和流动性，扩大产品的使用范围。

附图说明

图1为本发明制备流程图；

图2为本发明所述新型可控制粒度的蔗糖精制的生产装置图。

其中，1溶解罐，2搅拌器，3蒸汽夹套，4过滤网，5钛棒过滤器，6精滤液罐，7浓缩罐，8纯化水入口，9真空发生器，10超声波发生器，11晶种投放器，12离心机，13流化振动机。

具体实施方式

下面结合实施例进一步解释和阐明，但具体实施例并不对本发明有任何形式的限定。若未特别指明，实施例中所用的方法和设备为本领常规方法和设备，所用原料均为常规市售原料。

所需生产设备由以下公司提供：

设备名称	型号	数量	生产厂
				溶解罐	5m<sup>3</sup>	1	淄博斌合化工设备有限公司
钛棒过滤器	9芯30英寸	1	海宁恒泰过滤设备厂
				精滤液罐	22m<sup>3</sup>	1	宁乡县文韬工贸有限公司
浓缩、结晶罐	3m<sup>3</sup>	1	淄博斌合化工设备有限公司
				洁净离心机	PSB800-100L	1	张家港市诚嘉机械有限公司
流化振动床干燥机	ZGL-4.5×0.6	1	常州新业制粒干燥设备公司
				振动筛	S4910-B	1	新乡东振机械制造有限公司

实施例1

本实施例提供一种新型可控制粒度的蔗糖精制的生产装置。

一种新型可控制粒度的蔗糖精制的生产系统，包括溶解罐1、钛棒过滤器5、精滤液罐6、浓缩罐7、离心机12和流化振动机13。所述溶解罐1的出料口连接钛棒过滤器5的进料口，钛棒过滤器5的出料口与精滤液罐6的进料口连接，精滤液罐6的出料口与浓缩罐7的进料口连接，浓缩罐7出料口与离心机12连接，离心机12与流化振动机13的入口连接。

所述溶解罐1上部设有进料口，内部设有搅拌器2，溶解罐1周围安装有蒸汽夹套3，用于食用级蔗糖的加热溶解。溶解罐1出料口设有一层过滤网4，用于蔗糖溶解液的初步过滤。

所述精滤液罐6内设有搅拌器7，精滤液罐6的出料口设有过滤网4。所述浓缩罐7上部设有纯化水入口8、晶种投放器11和真空发生器9，内部设有搅拌器2和超声波发生器10，外部周围设有蒸汽夹套3。

所述钛棒过滤器5的不大于0.5微米，所述的流化振动机13的筛板为鱼鳞孔状，孔径为20~80目，避免了产品细度小发生孔漏问题。

实施例2

本实施例提供一种新型可控制粒度的蔗糖精制方法，制备步骤为：

S1.溶解脱色：将10kg食用级蔗糖溶解在4kg去离子水中，加入8g活性炭脱色，在80℃恒温下搅拌直至蔗糖溶解，过滤，得到蔗糖精滤液。

S2.浓缩结晶：将S1得到的蔗糖精滤液以28r/min搅拌，减压至-0.09~-0.07Mpa，在70~80℃浓缩至糖锤度为90°Bx时，添加20g晶种，同时开启超声波，调节频率为1620Hz刺激起晶25min，得到结晶液。

S3.分离纯化：将S2所得的结晶液以1000~1200r/min离心分离为粗晶晶粒和母液，将粗晶晶粒加入纯化水，搅拌，离心分离得到洗晶晶粒和洗晶液。

S4.干燥筛分：将S3所得的洗晶晶粒在63~67℃干燥，得到药用级蔗糖晶粒。

实施例3

本实施例提供一种新型可控制粒度的蔗糖精制方法，制备步骤为：

S1.溶解脱色：将10kg食用级蔗糖溶解在5kg去离子水中，加入10g活性炭脱色，在85℃恒温下搅拌直至蔗糖溶解，过滤，得到蔗糖精滤液。

S2.浓缩结晶：将S1得到的蔗糖精滤液以35r/min搅拌，减压至-0.09~-0.07Mpa，在70~80℃浓缩至糖锤度为87°Bx时，添加30g晶种，同时开启超声波，调节频率为1700Hz刺激起晶20min，得到结晶液。

S3.分离纯化：将S2所得的结晶液以1000~1200r/min离心分离为粗晶晶粒和母液，将粗晶晶粒加入纯化水，搅拌，离心分离得到洗晶晶粒和洗晶液。

S4.干燥筛分：将S3所得的洗晶晶粒在63~67℃干燥，得到药用级蔗糖晶粒。实施例4

本实施例提供一种新型可控制粒度的蔗糖精制方法，制备步骤为：

S1.溶解脱色：将10kg食用级蔗糖溶解在3.3kg去离子水中，加入5g活性炭脱色，在75℃恒温下搅拌直至蔗糖溶解，过滤，得到蔗糖精滤液。

S2.浓缩结晶：将S1得到的蔗糖精滤液以22r/min搅拌，减压至-0.09~-0.07Mpa，在70~80℃浓缩至糖锤度为92°Bx时，添加10g晶种，同时开启超声波，调节频率为1500Hz刺激起晶20min，得到结晶液。

S3.分离纯化：将S2所得的结晶液以1000~1200r/min离心分离为粗晶晶粒和母液，将粗晶晶粒加入纯化水，搅拌，离心分离得到洗晶晶粒和洗晶液。

S4.干燥筛分：将S3所得的洗晶晶粒在63~67℃干燥，得到药用级蔗糖晶粒。实施例5

本实施例提供一种新型可控制粒度的蔗糖精制方法，制备步骤为：

S1.溶解脱色：将10kg食用级蔗糖溶解在4kg去离子水中，加入8g活性炭脱色，在80℃恒温下搅拌直至蔗糖溶解，过滤，得到蔗糖精滤液。

S2.浓缩结晶：将S1得到的蔗糖精滤液以28r/min搅拌，减压至-0.09~-0.07Mpa，在70~80℃浓缩至糖锤度为87°Bx时，添加10g晶种，同时开启超声波，调节频率为1700Hz刺激起晶20min，得到结晶液。

S3.分离纯化：将S2所得的结晶液以1000~1200r/min离心分离为粗晶晶粒和母液，将粗晶晶粒加入纯化水，搅拌，离心分离得到洗晶晶粒和洗晶液。

S4.干燥筛分：将S3所得的洗晶晶粒在63~67℃干燥，得到药用级蔗糖晶粒。

实施例6

本实施例提供一种新型可控制粒度的蔗糖精制方法，制备步骤为：

S1.溶解脱色：将10kg食用级蔗糖溶解在4kg去离子水中，加入8g活性炭脱色，在80℃恒温下搅拌直至蔗糖溶解，过滤，得到蔗糖精滤液。

S2.浓缩结晶：将S1得到的蔗糖精滤液以28r/min搅拌，减压至-0.09~-0.07Mpa，在70~80℃浓缩至糖锤度为92°Bx时，添加30g晶种，同时开启超声波，调节频率为1500Hz刺激起晶30min，得到结晶液。

S3.分离纯化：将S2所得的结晶液以1000~1200r/min离心分离为粗晶晶粒和母液，将粗晶晶粒加入纯化水，搅拌，离心分离得到洗晶晶粒和洗晶液。

S4.干燥筛分：将S3所得的洗晶晶粒在63~67℃干燥，得到药用级蔗糖晶粒。

对比例1

本对比例采用蔗糖过饱和降温重结晶的方法，即在90℃溶解过量蔗糖，加入活性炭脱色后，过滤得到蔗糖饱和溶液，以35r/min搅拌，减压至-0.09~-0.07Mpa，然后以10℃/h的降温速率降至常温，过滤，干燥，得到蔗糖晶体。

对比例2

本对比例与实施例2的工艺步骤相同，其区别在于，本对比例浓缩蔗糖精滤液至糖锤度为80°Bx。

对比例3

本对比例与实施例2的工艺步骤相同，其区别在于，本对比例未采用超声波刺激起晶。

对比例4

本对比例与实施例2的工艺步骤相同，其区别在于，本对比例未加入晶种起晶。

对比例5

本实施例根据专利号CN201510608123.8一种药用蔗糖的生产工艺所述方法制备药用蔗糖。

实验例

根据《中国药典》中对蔗糖药用辅料的质量标准，对实施例和对比例所制备的蔗糖的粒度分布、产品收率、成品纯度和杂质种类进行检测对比，检测方法参照《中国药典》，其结果如表1所示：

表1

将实施例2制备的药用级蔗糖晶体根据《中国药典》2015年版第四部对蔗糖的性能进行检验，其结果如表2所示：

表2

为进一步验证本发明所述方法的生产工艺的可行性，对新型可控制粒度的蔗糖精制方法进行中试放大实验，生产过程如下：

S1.溶解脱色：将500kg食用级蔗糖溶解在200kg去离子水中，加入400g活性炭脱色，在80℃恒温下搅拌直至蔗糖溶解，过滤，得到蔗糖精滤液。

S2.浓缩结晶：将S1得到的蔗糖精滤液以28r/min搅拌，减压至-0.09~-0.07Mpa，在70~80℃浓缩至糖锤度为90°Bx时，添加1kg晶种，同时开启超声波，调节频率为1620Hz刺激起晶25min，得到结晶液。

S3.分离纯化：将S2所得的结晶液离心分离为粗晶晶粒和母液，将粗晶晶粒加入纯化水，搅拌，离心分离得到洗晶晶粒和洗晶液；

S4.干燥筛分：将S3所得的洗晶晶粒在63~67℃干燥，得到药用级蔗糖晶粒。

根据以上方法进行3次中试实验，并对中试实验得到的药用级蔗糖晶体根据《中国药典》进行粒度分布、产品收率、成品纯度和杂质种类检测，其结果如表3所示：

以上结果表明，本发明通过晶种起晶和超声波刺激起晶相结合，有效控制晶体粒径，同时提高蔗糖结晶收率，实现蔗糖晶体粒径小，流动性好、溶解性好的特点。根据本发明所述的方法制备蔗糖晶体粒径为20~80目（固体制剂使用的最佳粒径范围），纯度达99%，收率不低于60%，流动性良好，符合《中国药典》中蔗糖辅料的标准，是作为直压固体制剂生产法的理想辅料。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。