連續純化制備高純度萊鮑迪甙a結晶裝置及其控制方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及萊鮑迪甙A (RA)的純化制備技術，具體涉及一種連續純化制備高純度 萊鮑迪甙A結晶裝置及其控制方法。
【背景技術】
[0002] 甜菊糖（甙）是從甜葉菊中提取的新型天然甜味劑，具有高甜度低熱能、味質好、 安全無毒的特點，是繼蔗糖、糖精外極具開發價值的天然甜味劑，被譽為"世界第三糖源"。 在甜菊糖中，STV(甜菊糖甙）和RA(萊鮑迪甙A)是兩種最主要的甜味成分，而且甜度較高， 其中STV甜度為蔗糖的150-300倍，RA甜度達蔗糖的350-450倍。甜菊糖有望替代蔗糖應 用于食品、飲料等行業，可是甜菊糖甙的后苦味一直影響其推廣應用。日本和韓國采用轉移 酶和水解酶化的方法來改善甜菊糖的后苦味，但同時也帶來了甜度倍數下降、成本增高等 副作用。特別是，高RA含量不僅甜度高，且口感最接近蔗糖，后苦味最小。因此，如何精制 成高RA含量的甜菊糖產品是當前的新技術開發焦點。目前韓國、日本、美國、中國等的一些 企業均可將萊鮑迪甙A提純到85 %以上，但普遍存在轉化率低，產品質量穩定性差，排放與 能耗尚，生廣成本尚等眾多弊端。
[0003] 目前，采用多次結晶來精制成高RA含量是適合工業化生產甜菊糖的最主要方法。 而其他如高速逆流色譜法、高效液相色譜法、毛細管電泳法等方法一般僅適用于實驗室分 離、成分測定等。在現有技術中，有較多關于這方面的具體描述。與本發明技術較為相關 的有，中國專利CN103059078A提供了一種從甜菊糖中提取99%含量的萊鮑迪甙A的方法， 其采用甲醇和水為提取劑，與甜菊糖原料按一定比例混合，攪拌溶解后靜置結晶，從而得到 高RA含量的甜菊糖。中國專利CN101100477A提供了一種制備高純度萊鮑迪甙A的方法， 其采用甲醇和異丙醇的混合溶液對甜菊糖原料進行重結晶，并結合膜分離技術，獲得高純 度的萊鮑迪甙A。中國專利CN101830947A則提供了一種采用兩次結晶制備高純度RA的方 法，其利用甲醇溶液進行一次結晶，一次結晶的產物與乙醇水溶液混合進行二次結晶，固液 分離后，晶體再用軟水洗滌一次，最終得到高純度的RA晶體。
[0004] 然而，以上技術存在的共性與瓶頸問題是，其單次結晶周期長，得率均較低，品質 穩定性差等。尤其，均是關于工藝性開發，無設備及裝置的
【發明內容】
。其各個單元之間沒有 集成，單元操作過程離散，設備等待時間較長，無法實現批量化連續生產，而且能耗、生產 成本和廢物排放量等均相對較高。更沒有關于結晶母液如何處理，原料利用率怎么提高等 發明專利。
[0005] 因此，本發明的目的在于提供一種可連續純化萊鮑迪甙A的規模化工業生產方 法，其通過自主設計的結晶工藝和設備，可以將各個結晶純化過程進行耦合控制，在結晶時 間和產率之間尋求最佳的平衡點，來減小結晶周期。結晶過程與裝備高度集成，在節能減排 同時，更加充分地提高原料利用率，提高產品收率和生產效率。該發明技術緊扣當前國際上 的"資源深度開發與利用"、"綠色化工"和"節能減排"等重要發展方向。
【發明內容】
[0006] 本發明要解決的技術問題是，克服現有技術中的不足，提供一種連續純化制備高 純度萊鮑迪甙A結晶裝置及其控制方法。
[0007] 為解決上述技術問題，本發明的解決方案是：
[0008] 提供一種連續純化制備高純度萊鮑迪甙A結晶裝置，包括一次結晶區、二次結晶 區和后處理區，所述一次結晶區是由第一儲罐、第二攪拌罐、一級靜置罐、離心過濾裝置、蒸 發罐和干燥裝置通過管路依次連接組成；所述二次結晶區包括二級攪拌罐、二級靜置罐和 離心過濾裝置；所述二級攪拌罐通過管路與二級靜置罐相連，二級靜置罐通過管路與離心 過濾裝置相連；所述后處理區包括第二儲罐、第三儲罐、第一攪拌罐、離心過濾裝置；所述 第一攪拌罐通過管路與第二儲罐相連，第二儲罐通過管路與離心過濾裝置相連，離心過濾 裝置通過管路分別與第一攪拌罐、第三儲罐相連；
[0009] 其中：二次結晶區的進料口通過管路分別連接至甲醇儲罐、一次結晶區的出料口， 二次結晶區的離心過濾裝置通過管路分別與第一攪拌罐、第二攪拌罐、第一儲罐、第三儲罐 相連；所述一次結晶區的一級靜置罐數量為M個，3 < M < 8,各個一級靜置罐通過管路相互 并聯，且在各個一級靜置罐的出口處分別設置恒流輸送泵；
[0010] 所述二次結晶區的二級攪拌罐數量為M個，與一次結晶區中的一級靜置罐數量 --對應；所述二次結晶區中的二級靜置罐的數量為M組，每組N個，4 10 ;二次結晶 區中的每個二級攪拌罐對應一組二級靜置罐，每組二級靜置罐通過管道組與各自對應二級 攪拌罐相連；各組二級靜置罐之間通過管道相互并聯，并通過電磁閥的開關實現串并聯模 式的切換控制；各組二級靜置罐的出料口統一連接到離心過濾裝置。
[0011] 本發明中，所述各個管路上均設有電磁閥，并通過PLC實現各個電磁閥的切換控 制。
[0012] 本發明中，所述第二攪拌罐、二級攪拌罐上均帶有夾套，且頂端配置電機。
[0013] 本發明中還一種基于所述的連續純化制備高純度萊鮑迪甙A結晶裝置的控制方 法，所述一次結晶區、二次結晶區和后處理區的分離提純過程是相互耦合的，其具體步驟如 下：
[0014] 所述甜菊糖原料與甲醇溶液按固液比1:5?1:10混合，送入第二攪拌罐中，攪拌 溶解，并在第二攪拌罐的夾套中自下而上通35°C?60°C熱水，攪拌5min?20min后，按順 序依次送入一級靜置罐中，一級靜置罐與第二攪拌罐通過電磁閥和管路實現串并聯連接， 在一級靜置罐中靜置結晶〇. 5h?lh，固液分離，得到一次結晶體；把一次結晶體與甲醇水 溶液按固液比1:5?1:10混合，并按順序依次送入二級攪拌罐中，攪拌罐的夾套中自下而 上通40°C?70°C的熱水，攪拌lOmin?30min后，把每個二級攪拌罐中的結晶液依次送入 對應一組的二級靜置罐，將二級靜置罐分別靜置結晶5h?10h，固液分離，得到高純度萊鮑 迪甙A晶體；一、二次結晶母液經蒸發、干燥操作，回收甲醇，送入甲醇儲罐循環利用，干燥 后的晶體送入第二儲罐中，與后處理區結晶過濾所得的晶體按質量比3:2混合，并與甲醇 溶液按固液比1:6?1:10送入后處理區第一攪拌罐中，攪拌時間為5min?30min，攪拌溫 度為15°C?30°C，離心過濾后，晶體產物為純度大于90%的甜菊糖甙，送入到第二儲罐中； 把結晶母液干燥蒸發，所得晶體產物送入到一次結晶區進行下一周期的分離提純；
[0015] 所述一次結晶區、二次結晶區和后處理區通過管道和電磁閥相互連接，形成一個 生產循環，后處理區的產物為一次結晶的原料，一次結晶的產物中結晶母液為后處理區的 原料，一次結晶體是二次結晶區的原料，二次結晶區的產物中結晶母液為后處理區的原料， 二次結晶體為最終產物，即為高純度萊鮑迪戒A。
[0016] 本發明中，所述甜菊糖原料可由RA含量為20%左右的甜菊糖直接制備，也可購買 獲得，甲醇溶液其甲醇純度>99. 9%。
[0017] 與現有技術相比，本發明的優點是：
[0018] (1)提取劑主要為甲醇，整個分離過程中可以循環利用，排放量很少；原料中RA可 充分提取，理論上甲醇利用率和RA提取率可達百分之百；
[0019] (2)結晶過程可控，通過控制每個區的結晶時間，使結晶周期和得率之間達到最佳 的平衡點，減小結晶周期，從而達到最佳的分離效果；
[0020] (3)生產系統穩定可靠，產品純度高，結晶周期短，裝備簡單，易于實現工業化生 產；
[0021] (4)結晶過程和裝備高度集成，能耗低且自動化程度高，可實現自動化連續生產。
【附圖說明】
[0022] 圖1為本發明中連續化制備高純度萊鮑迪甙A的工藝流程圖；
[0023] 圖2為連續化制備高純度萊鮑迪甙A的工藝流程及裝置結構示意圖；
[0024] 圖3為甜菊糖原料液的高效液相色譜測試結果圖；
[0025] 圖4為一次結晶后的甜菊糖的高效液相色譜色是結果圖；
[0026] 圖5為二次結晶后的甜菊糖的高效液相色譜色是結果圖；
[0027] 圖6為后處理后結晶母液的高效液相色譜色是結果圖；
[0028] 圖7為后處理結晶晶體的高效液相色譜色是結果圖。
[0029] 附圖標記：AB1-AB6為一次結晶區靜置罐；⑶1-⑶6為二次結晶區攪拌罐， EK1-EK9、FL1-FL9、GM1-GM9、HN1-HN9、101-109、JP1-JP9 均為二次結晶區靜置罐；S1-S8、 A1-A6、B1-B6、C1-C6、D1-D6、E1-E9、F1-F9、G1-G9、H1-H9、11-19、J1-J9、K1-K9、L1-L9、 M1-M9、N1-N9、01-09、P1-P9均為電磁閥，T1、T2、T3分別為第一儲罐、第二儲罐、第三儲罐。
【具體實施方式】
[0030] 以下的實施例可以使本專業技術領域的技術人員更全面的了解本發明，但不以任 何方式限制本發明：
[0031] 如圖1?2所示，本發明實施例提供一種連續化制備高純度萊鮑迪甙A的控制工 藝流程的具體實施例，其具體步驟如下：
[0032] 所述甜菊糖原料（RA含量約為50% )與甲醇溶液按固液比1:5-1:10混合，送入 攪拌罐2中，攪拌溶解，夾套中自下而上通35°C到60°C熱水，攪拌5min-20min后，按