Synthetisches Vitamin E: Umkristallisation, Filtration, Waschen und Trocknen in einem Schritt

Vitamin-E-Succinat ist ein natürliches Vitamin-E-Derivat. Es entsteht durch Veresterung von Bernsteinsäure mit der 6-Hydroxylgruppe von α-Tocopherol. Dabei bleibt die biologische Aktivität von α-Tocopherol erhalten. Studien haben gezeigt, dass Vitamin-E-Succinat-Ester eine gute Antitumorwirkung besitzt und verschiedene Tumore wie Magenkrebs, Leukämie, Prostatakrebs, Bauchspeicheldrüsenkrebs, Brustkrebs und Darmkrebs vorbeugen und behandeln kann. Als feste Form von Vitamin E findet es breite Anwendung in der Medizin, in Gesundheitsprodukten, Lebensmitteln und Kosmetika. In Industrieländern wie Europa und den USA ist die Verwendung von Vitamin-E-Succinat in Nahrungsergänzungsmitteln weit verbreitet, und das in fast allen Nahrungsergänzungsmitteln in Tabletten- und Kapselform verwendete Vitamin E ist Vitamin-E-Succinat.

Die Filterwasch- und Trocknungsmaschine wird auch als „Drei-in-Eins-Gerät“ bezeichnet. Sie führt Filtration, Waschen, Trocknen und weitere Prozesse in einem geschlossenen Behälter durch. Sie wurde in den 1960er-Jahren entwickelt und im Ausland eingesetzt. Aufgrund der hohen Kosten importierter Geräte fand sie in der heimischen Pharma-, Lebensmittel- und Chemieindustrie nur selten Anwendung.

Entsprechend der Marktnachfrage und den Kundenanforderungen hat unser Unternehmen umfangreiche Konstruktions- und Entwicklungsarbeiten durchgeführt und schließlich erfolgreich ein multifunktionales Drei-in-Eins-Gerät mit konischem Filter, Wasch- und Trocknungsfunktion entwickelt. Dafür wurden erfolgreich Patente angemeldet (Patentnummern: 202022908020.2, 202022906527.4), wodurch ein ausländisches Monopol gebrochen wurde. Die technische Leistungsfähigkeit des Geräts wurde deutlich verbessert und der Preis des Drei-in-Eins-Geräts erheblich gesenkt.

Aufgrund der Verwendung organischer Lösungsmittel bei der Herstellung von Vitamin-E-Succinat bestehen gewisse Sicherheits- und Gesundheitsrisiken. Die herkömmlichen Prozessanlagen arbeiten diskontinuierlich, und die Arbeitsbelastung der Beschäftigten ist relativ hoch. Es besteht daher dringender Bedarf, die Produktionsbedingungen zu verbessern und die Sicherheitsrisiken zu reduzieren. Wuxi ZhangHua hat ein neues 3-in-1-Verfahren zur Filtration, Wäsche und Trocknung von Vitamin-E-Succinat entwickelt. Dieses Verfahren ersetzt erfolgreich die herkömmlichen Verfahren mit Zentrifugation und Siedetrockner, erzielt gute wirtschaftliche und ökologische Vorteile und entspricht nun besser den GMP-Anforderungen.

Analyse des alten Produktionsprozesses von Vitamin-E-Derivaten

D-α-Tocopherol und Bernsteinsäure werden verestert, umkristallisiert, filtriert, pulverisiert und getrocknet, um Vitamin-E-Succinat herzustellen. Im ursprünglichen Verfahren wird zentrifugiert und gewaschen, der Filterkuchen anschließend mit einem Schwinggranulator pulverisiert und dann in einem Siedetrockner getrocknet. Dieses Verfahren weist folgende Nachteile auf:

(1) Hohes Sicherheitsrisiko

Die Verwendung einer Zentrifuge zum Filtern birgt aufgrund der Brennbarkeit und Explosivität der verarbeiteten Materialien ein hohes Brand- und Explosionsrisiko. Aufgrund der hohen Drehzahl kann es bei unsachgemäßer oder vorschriftsmäßiger Bedienung zum Kontakt mit dem Material in der rotierenden Trommel kommen, was zu schweren Verletzungen wie abgetrennten Fingern und Armen führen kann.

Darüber hinaus können auch Trommelbrüche, Trommelverschiebungen und das Herausfliegen von Kanaldeckeln aus verschiedenen Gründen zu schweren Verletzungen führen.

(2) Große Umweltverschmutzung

Da das feuchte Produkt 40 Masseprozent Lösungsmittel enthält, verflüchtigt es sich nach dem Kochen und Trocknen in die Atmosphäre und kann nicht effektiv zurückgewonnen werden, was zu einer erheblichen Umweltverschmutzung führt.

(3) Es kann für die Produktion nicht luftdicht sein und entspricht nicht den GMP-Richtlinien.

Zwischen den Schritten Filtration, Zerkleinerung und Trocknung ist ein Materialtransfer erforderlich. Der Automatisierungsgrad ist gering, wodurch pro Schicht ein höherer Personalaufwand entsteht. Beim Materialtransfer bestehen Risiken für arbeitsbedingte Erkrankungen wie durch Lösungsmittel und Staub, Schwierigkeiten bei der Fremdkörperkontrolle und anderen Qualitätskontrollmaßnahmen, was die Einhaltung der GMP-Richtlinien erschwert.

(4) Großer Platzbedarf

Das alte Prozesslayout erfordert eine Zentrifuge, einen Schwinggranulator und einen Siedetrockner, und die Produktionsanlagen beanspruchen eine große Fläche.

Neues technologisches Verfahren zur Herstellung von Vitamin-E-Derivaten – neue Drei-in-Eins-Filtration, Waschen und Trocknen

Nach der Veresterung von d-α-Tocopherol und Bernsteinsäure, der Umkristallisation, dem Einbringen in die Drei-in-Eins-Anlage, der vollständigen Filtration, dem Waschen und Trocknen in derselben Anlage und der anschließenden Trocknung erhält man das fertige Produkt.

(1) Filtrationsprozess

Die Kristallisationslösung wird in das Drei-in-Eins-Gerät gegeben und dieses zur Filtration mit Stickstoff unter Druck gesetzt. Um die Filtration zu beschleunigen, kann der Filtratbehälter zusätzlich evakuiert werden.

Falls Luftleckagen (und Risse) im Filterkuchen festgestellt werden, kann der Rührflügel abgesenkt und umgekehrt werden, um die Oberfläche des Filterkuchens zu glätten.

(2) Waschprozess

Nach der Filtration wird ein Lösungsmittel zum Waschen hinzugefügt, wodurch die restliche Mutterlauge auf der Kristallisationsfläche des Filterkuchens abgewaschen werden kann, um Verunreinigungen zu entfernen und die Produktqualität zu verbessern.

(3) Trocknungsprozess

Nach der Filtration schalten Sie die Drei-in-Eins-Rühranlage und das Vakuumsystem ein und trocknen Sie das im Filterkuchen enthaltene Lösungsmittel. Um den Trocknungsprozess zu beschleunigen, können Sie den Filterkuchen im Drei-in-Eins-Mantel mit heißem Wasser erwärmen.

Das System zur Lösungsmittelrückgewinnung während des Trocknungsprozesses leitet den nach der Trocknung austretenden Lösungsmitteldampf in die Kondensationsrückgewinnungsvorrichtung. Das kondensierte Lösungsmittel kann anschließend mechanisch wiederverwendet werden, wodurch Lösungsmittelverluste reduziert werden. Nach Abschluss der Trocknung und erfolgreicher Probenahme sowie Prüfung kann das Produkt entnommen werden.

Filtration, Waschen und Trocknen in einem Verfahren zur Herstellung von Vitamin-E-Derivaten – Technische Vorteile

Die multifunktionale Filterwasch- und Trocknungsmaschine ermöglicht den kontinuierlichen, geschlossenen Betrieb des gesamten Prozesses – Filtern, Waschen und Trocknen – im selben Behälter, wobei das Material automatisch entladen wird. Im Vergleich zum herkömmlichen Verfahren bietet sie folgende Vorteile:

(1) Der Produktionsprozess ist vollständig geschlossen.

Der Produktionsprozess ist von Beginn der Kristallisation bis zum Ende der Trocknung vollständig abgeschlossen. Diese Anlagengruppe stellt ein vollständig geschlossenes Betriebssystem dar. Der Produktionsprozess entspricht somit besser den GMP-Anforderungen, da Faktoren der Staubverflüchtigung eliminiert, Fremdkörperverunreinigungen kontrolliert und das Risiko einer mikrobiellen Kontamination reduziert werden.

(2) Sicher und geschützt

Der Einsatz eines Filterwaschtrockners anstelle einer Zentrifuge zur Filterung eliminiert das Sicherheitsrisiko der Zentrifuge. Die Filterwasch- und -trocknungsanlage kann während des Filtrationsprozesses mit Stickstoff befüllt werden, wodurch das Sicherheitsrisiko minimiert wird. Dank des vollständig geschlossenen Betriebs dieses Produktionssystems wird eine Belastung der Arbeitsluft mit Lösungsmitteln vollständig vermieden und gleichzeitig das Risiko von Vergiftungsunfällen durch Kontakt mit toxischen Substanzen reduziert.

Dieser Vorteil ist heute umso wichtiger, da die Bedeutung von Sicherheit und Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz immer mehr zunimmt.

(3) umweltfreundlicher

Da es sich bei dem gesamten Produktionssystem um einen vollständig geschlossenen Systembetrieb handelt, können Materialien und Lösungsmittel nahezu zu 100 % zurückgewonnen werden, wodurch Abfälle durch Materialverluste, Rückstände und Lösungsmittelverflüchtigung vermieden werden, was große wirtschaftliche Vorteile mit sich bringt, insbesondere bei der Aufbereitung und Verwendung von Materialien. Dies gilt insbesondere bei höheren Lösungsmittelwerten.

(4) Einfache Bedienung und hoher Automatisierungsgrad

Jeder Prozessschritt wird durchgeführt, und die Sicherheitsvorkehrungen sind vollständig. Die Bediener können die Arbeiten nach einer kurzen Schulung selbstständig ausführen, wodurch der Arbeitsaufwand erheblich reduziert wird.

(5) Verbesserung der Produktqualität

Da diese Anlage den Filterkuchen während des Waschvorgangs erneut umrühren und in der Schwebe halten kann, lassen sich die Verunreinigungen im Filterkuchen gründlich entfernen, was der Verbesserung der Produktqualität förderlich ist.

(6) Alle Vorgänge können mit demselben System durchgeführt werden.

Filtration, Waschen und Trocknen können im selben System erfolgen, und die Werkstattfläche wird optimal genutzt. In Zeiten, in denen jeder Quadratmeter Land teuer ist, kann die Reduzierung der Bodenfläche erhebliche Investitionskosten einsparen.

(7) Sauberere Produktion

Die Filterwasch- und Trocknungsmaschine kann in geschlossener Bauweise betrieben werden und ist mit einem Staubabscheider ausgestattet, der den nach dem Trocknen entstehenden Staub vollständig auffängt. Dadurch werden die hohen Reinheitsanforderungen des Produktionsbetriebs erfüllt.

(8) Online-Reinigung realisieren

Die Filterwasch- und Trocknungsmaschine ist mit einer Sprühkugel ausgestattet, die eine einfache Online-Reinigung ermöglicht. Im Vergleich zu herkömmlichen Geräten reduziert sie die Verflüchtigung von Lösungsmitteln und die Sicherheitsrisiken während der Reinigung.

In der Produktionslinie für Vitamin-E-Succinat mit einer Jahreskapazität von 200 Tonnen hat der Einsatz der 3-in-1-Anlage von Wuxi ZhangHua den Lösungsmittelverlust deutlich reduziert, Sicherheitsrisiken minimiert, die Automatisierung verbessert und den Personalaufwand verringert. Dies führt zu einem jährlichen wirtschaftlichen Vorteil von über 2 Millionen. Dank des luftdichten Betriebs der Anlage wird die Produktqualität verbessert und der Platzbedarf reduziert. Der Einsatz der Filter-, Wasch- und Trocknungsanlage bietet somit sowohl wirtschaftliche als auch ökologische Vorteile und die Produktion entspricht nun besser den GMP-Anforderungen.

Bei der Herstellung von Vitamin-E-Derivaten werden organische Lösungsmittel eingesetzt. Die herkömmlichen Verfahren arbeiten diskontinuierlich und sind mit einem relativ hohen Arbeitsaufwand verbunden. Es besteht daher dringender Bedarf, die Produktionsbedingungen zu verbessern und Sicherheitsrisiken zu reduzieren. Wuxi ZhangHua hat ein neues 3-in-1-Verfahren entwickelt, das Vitamin-E-Succinat filtert, wäscht und trocknet. Dieses Verfahren ersetzt erfolgreich die herkömmlichen Zentrifugations- und Siedetrocknerverfahren und erzielt dadurch gute wirtschaftliche und ökologische Vorteile. Die Produktion entspricht nun besser den GMP-Anforderungen.