Vitamin-C-Raffination und -Reinigung: Patentierte neue Ausrüstung für Kristallisation, Filtration, Waschen und Trocknen – ein einziger Prozess

Vitamin C, auch bekannt als Ascorbinsäure, ist eine Substanz, die der menschliche Körper nicht selbst herstellen kann, die aber lebensnotwendig ist und eng mit der menschlichen Gesundheit zusammenhängt. Mein Land ist ein bedeutender Vitamin-C-Produzent. Von den weltweit benötigten 80.000 Tonnen Vitamin C pro Jahr deckt mein Land mehr als 50 % ab. Die Herstellung von Vitamin C ist sehr energieintensiv. Angesichts des starken Preisverfalls auf dem internationalen Markt muss der Energieverbrauch in der Vitamin-C-Produktion (insbesondere der Energieverbrauch bei der Reinigung und Raffination, der 10 % des gesamten Energieverbrauchs ausmacht) gesenkt werden. Dies ist für das Überleben der Produktionsunternehmen von entscheidender Bedeutung.

Analyse des konventionellen Vitamin-C-Herstellungs- und Raffinationsprozesses

Die gängigen Methoden zur Vitamin-C-Herstellung sind die Schwefelsäure-Säurebehandlung und der Ionenaustausch. Die Schwefelsäure-Säurebehandlung ist weitgehend in Vergessenheit geraten, und der Ionenaustausch hat sich zum Hauptverfahren entwickelt. Beim Ionenaustausch wird Vitamin-C-Natrium in Wasser gelöst und die Lösung durch ein Kationenaustauscherharz geleitet, um die Natriumionen zu entfernen. Die so erhaltene Vitamin-C-Lösung wird unter reduziertem Druck konzentriert, abgekühlt und kristallisiert. Durch Zentrifugation wird Rohvitamin C gewonnen, das anschließend raffiniert und erneut kristallisiert wird, um das fertige Vitamin C zu erhalten. Der Einsatz von Ionenaustauscherharzen verbraucht große Mengen an Leitungswasser und erzeugt große Mengen an sauren und alkalischen Abfällen, was die Umwelt stark belastet und den Anforderungen an eine saubere Produktion widerspricht. Gleichzeitig ist die Konzentration der mit diesem Trennverfahren gewonnenen Vitamin-C-Lösung gering (15-20%), es bedarf vieler Verdampfungs- und Konzentrationsprozesse zur Herstellung von Roh-Vitamin C, was den gesamten Prozesszyklus verlängert, das Produkt ist anfällig für Qualitätsverluste, das Roh-Vitamin C weist eine geringe Qualität, niedrige Ausbeute, hohen Energieverbrauch, hohe Investitionskosten für die Ausrüstung und hohe Kosten auf.

Kristallisation, Filtration, Waschen, Trocknen – Vier-in-Eins-Verfahren zur Raffination und Reinigung von Vitamin C – Prozessdesign

Das Vier-in-Eins-Verfahren aus Kristallisation, Filtration, Waschen und Trocknen zur Raffination und Reinigung von Vitamin C ist eine neue Methode zur Herstellung von hochreinem Vitamin C. Dabei wird Vitamin-C-Natrium als Rohmaterial verwendet und eine vollautomatische multifunktionale Filter-, Wasch- und Trocknungsmaschine eingesetzt, um die Mängel der bestehenden Technologie zu überwinden.

Die einzelnen Prozessschritte sind:

(1) Ansäuerungsreaktion: Eine wässrige Lösung von Natriumvitamin C wird im Gewichtsverhältnis 1:0,341 bis 0,894 zu Wasser hergestellt. Unter Rühren wird dieser Lösung Salzsäure oder HCl-Gas zugegeben (Gewichtsverhältnis VcNa:HCl:1:0,175–0,215), um eine vollständige Reaktion zu gewährleisten. Anschließend werden 2–10 g Aktivkohle pro Liter Säurelösung zugegeben und die Lösung zur Entfärbung auf 65–70 °C erhitzt. Nach dem Erhitzen wird die Lösung warmgehalten und filtriert. Die gereinigte Säurelösung wird so erhalten.

(2) Kristallisations- und Trennschritt: Die Säurelösung nach der Ansäuerungsreaktion unter Rühren abkühlen lassen, die Säurelösung auf -5~5°C abkühlen lassen und 1~3 Stunden stehen lassen, um Vitamin C aus der Säurelösung auszufällen, und filtrieren, um rohes Vitamin C zu erhalten. Die Säurelösung nach der Ausfällung des Vitamin C wird filtriert.

(3) Entsalzungs- und Filtrationsschritt: Die nach der Kristallisation und Abtrennung des rohen Vitamin C erhaltene Säurelösung wird unter vermindertem Druck konzentriert, bis der Vitamin-C-Gehalt 50-60 % beträgt. Anschließend wird das Vitamin C bei einer Temperatur von 65-70 °C in einen nahezu gesättigten Zustand gebracht und bei 65-70 °C isoliert und filtriert, um Natriumchlorid zu entfernen und ein Filtrat zu erhalten.

(4) Kristallisations- und Filtrationsschritt des Rohprodukts: Das in Schritt 3 beschriebene Filtrat mit Eiswasser und Eismethanol waschen, anschließend auf -5-5 °C abkühlen und 2-10 Stunden stehen lassen, kristallisieren und filtrieren, um das gewonnene Rohprodukt Vitamin C zu erhalten; Vakuumsaugfiltration, das erhaltene Rohprodukt Vitamin C und das gewonnene Produkt Vitamin C.

(5) Raffinationsschritte für hochreines Vitamin C: Rohes Vitamin C und gewonnenes Vitamin C werden in wasserfreiem Salzwasser gelöst, entfärbt und filtriert. Anschließend wird abgekühlt, kristallisiert, abgetrennt und getrocknet, um das fertige Vitamin C zu erhalten.

Der Gehalt an hochreinem Vitamin C beträgt 99,8 %, die optische Drehung +21°, der Extinktionswert 0,038 und die übrigen Indikatoren entsprechen dem zweiten Standard der Chinesischen Pharmakopöe, Ausgabe 2000.

Das Verfahren der Kristallisation, Filtration, Wäsche und Trocknung zur Raffination und Reinigung von Vitamin C nutzt die temperaturabhängige Löslichkeit von Natriumchlorid und Vitamin C. Dabei wird Natriumvitamin C direkt mit Salzsäure angesäuert, um eine wässrige Lösung von Vitamin C und Natriumchlorid zu erzeugen. Durch Heißfiltration, Kühlung und Konzentration werden Vitamin C und Natriumchlorid schrittweise getrennt. So entstehen Rohvitamin C und das Nebenprodukt Natriumchlorid. Das Rohvitamin C wird anschließend raffiniert und umkristallisiert, um das fertige Vitamin C zu erhalten. Alle Parameter des fertigen Vitamin C entsprechen nach der Prüfung dem zweiten Standard der Chinesischen Pharmakopöe (Ausgabe 2000).

Das neue Produktionsverfahren kann den Wasser-, Säure- und Laugenverbrauch erheblich reduzieren, den Energieverbrauch senken, die Umweltverschmutzung beseitigen, den Produktionszyklus verkürzen, die Produktionskosten senken, die Produktausbeute und die Produktqualität verbessern und ist eine wirtschaftliche und effektive Methode zur Vitamin-C-Herstellung.