비타민 C 정제 및 순화 특허 신규 장비: 결정화, 여과, 세척 및 건조 4in1

비타민 C는 아스코르브산이라고도 하며, 인체에서 합성되지 않지만 인체 건강에 필수적인 물질입니다. 우리나라는 비타민 C의 주요 생산국으로, 전 세계 연간 비타민 C 수요량 8만 톤 중 50% 이상을 공급하고 있습니다. 비타민 C 생산은 에너지 소비가 높은 공정입니다. 국제 시장에서 비타민 C 가격이 급락함에 따라, 비타민 C 생산 과정에서의 에너지 소비량(특히 정제 및 정제 공정에서 발생하는 에너지 소비량은 전체 생산 에너지 소비량의 10% 이상을 차지함)을 30% 이상 줄이는 것이 생산 기업의 생존에 매우 중요해졌습니다.

기존 비타민 C 생산 및 정제 공정 분석

현재 비타민 C 생산에 일반적으로 사용되는 방법은 황산 산성화법과 이온 교환법인데, 그중 황산 산성화법은 거의 사용되지 않고 이온 교환법이 현재 주요 생산 공정으로 자리 잡았습니다. 이온 교환법은 보통 비타민 C 나트륨을 물에 용해시킨 후, 양이온 교환 수지를 통과시켜 나트륨 이온을 제거하여 비타민 C 용액을 만듭니다. 이 용액을 감압 농축하고 냉각 및 결정화한 후 원심분리하여 조 비타민 C를 얻고, 다시 정제 및 결정화하여 완제품 비타민 C(양이온 교환 수지)를 얻습니다. 그러나 이온 교환 수지를 사용하는 과정에서 많은 양의 수돗물이 소비되고 다량의 폐산과 폐알칼리가 배출되어 환경 오염이 심각하고 청정 생산 요건을 충족하지 못합니다. 동시에, 이 분리 방법으로 얻은 비타민 C 용액의 농도가 낮고(15-20%), 조비타민 C를 생산하기 위해 많은 증발 및 농축 과정이 필요하여 전체 공정 주기가 길어지고, 제품이 쉽게 변질되며, 조비타민 C의 품질이 낮고, 수율이 낮고, 에너지 소비가 많으며, 장비 투자 비용이 많이 들고, 비용이 많이 든다는 단점이 있습니다.

결정화, 여과, 세척, 건조의 4단계 정제 및 순화 과정을 거친 비타민 C 제조 공정 설계

결정화, 여과, 세척 및 건조의 4단계 공정을 통합한 본 방법은 비타민 C 나트륨을 원료로 사용하고 완전 자동 다기능 여과, 세척 및 건조기를 활용하여 기존 기술의 단점을 극복함으로써 고순도 비타민 C를 제조하는 새로운 방법이다.

구체적인 절차는 다음과 같습니다.

(1) 산성화 반응 단계: 비타민 C나트륨과 물의 중량비가 1:0.341~0.894인 비타민 C나트륨 수용액을 제조하고, 이 비타민 C나트륨 수용액에 염산 또는 HCl 가스를 교반하면서 첨가한다. 이때 VcNa:HCl의 순수 중량비는 1:0.175~0.215이므로 충분히 반응하여 산성 용액을 얻을 수 있다. 얻어진 산성 용액에 활성탄을 첨가한다. 첨가 비율은 산성 용액 1L당 활성탄 2~10g이다. 그런 다음 65~70°C로 가열하여 탈색시키고, 보온 여과하여 정제된 산성 용액을 얻는다.

(2) 결정화 및 분리 단계: 산성화 반응 후 교반하면서 산성 용액을 냉각시키고, 산성 용액을 -5~5°C로 냉각시키고, 1~3시간 동안 유지하여 산성 용액으로부터 비타민 C를 침전시키고, 여과하여 조 비타민 C와 비타민 C가 침전된 산성 용액을 얻는다.

(3) 탈염 및 여과 단계: 조 비타민 C의 결정화 및 분리 후 산 용액을 취하여 비타민 C 함량이 50-60%가 될 때까지 감압 하에서 농축하고, 65-70°C의 온도에서 비타민 C를 거의 포화 상태로 만들고, 65-70°C에서 온도를 조절하여 단열 및 여과하여 염화나트륨을 제거하여 여과액을 얻는다.

(4) 조제품 결정화 및 여과 단계: 3단계에서 설명한 여과액을 얼음물과 얼음 메탄올로 세척한 다음 -5-5°C로 냉각하고 2-10시간 동안 유지한 후 결정화 및 여과하여 회수된 조제품 비타민 C를 얻습니다. 진공 흡입 여과를 통해 얻은 조제품 비타민 C와 회수된 제품 비타민 C를 얻습니다.

(5) 고순도 비타민 C 정제 단계: 조 비타민 C와 회수된 비타민 C를 무수 염수에 첨가하여 용해시키고 탈색 및 여과한 후 냉각, 결정화, 분리 및 건조하여 완제품 비타민 C를 얻습니다.

고순도 비타민 C 함량은 99.8%, 광회전도는 +21°, 소광값은 0.038이며, 기타 지표는 중국 약전 2000년판 제2판의 기준을 충족합니다.

결정화, 여과, 세척 및 건조의 4단계 정제 공정을 통해 비타민 C를 정제합니다. 이 공정은 염화나트륨과 비타민 C의 온도에 따른 용해도 차이를 이용합니다. 먼저 염산을 사용하여 비타민 C나트륨을 직접 산성화시켜 비타민 C와 염화나트륨의 수용액을 생성하고, 열여과, 냉각, 농축법을 통해 비타민 C와 염화나트륨을 단계적으로 분리하여 조 비타민 C와 부산물인 염화나트륨을 얻습니다. 그런 다음 조 비타민 C를 정제 및 재결정화하여 완제품 비타민 C를 얻습니다. 완제품 비타민 C의 모든 지표는 검사 결과 중국 약전 2000년판 제2판의 기준을 충족합니다.

새로운 생산 공정은 물, 산, 알칼리 사용량을 크게 줄이고, 에너지 소비를 감소시키며, 환경 오염 문제를 해결하고, 생산 주기를 단축하고, 생산 비용을 절감하고, 제품 수율과 품질을 향상시켜 경제적이고 효과적인 비타민 C 제조 방법입니다.