一种脱除甜菜碱溶液中盐的方法

摘要

一种脱除甜菜碱溶液中盐的方法，先将以氯乙酸、碳酸钠、三甲胺为原料合成的甜菜碱溶液浓缩脱除70wt％的盐，然后用水稀释至甜菜碱质量浓度为10－15％，溶液于60－70℃下进行第一级半透膜纳滤循环，当甜菜碱溶液的电导率达7000－8000μs/cm时，再次稀释甜菜碱溶液至甜菜碱的质量百分比浓度为10－15％，溶液于50－60℃下进行第二级半透膜纳滤循环，当甜菜碱溶液的电导率达700－800μs/cm时，结束处理，经过二级纳滤膜脱盐，达到了普通浓缩工艺无法将盐完全脱除的结果，然后进行浓缩结晶，生产出含盐小于0.5％的甜菜碱晶体，使甜菜碱纯品的生产得到保证，并且节约电耗和减少原料浪费现象。

说明书

技术领域

本发明涉及一种脱除甜菜碱溶液中盐的方法。

技术背景

甜菜碱是目前使用广泛的一种添加剂，应用在饲料、食品、化妆品、医药等方面，是采用氯乙酸钠、三甲胺为原料合成，然后进行浓缩脱盐。由于甜菜碱的水溶液用普通浓缩工艺无法将盐完全脱除，工业上主要采用合成甜菜碱盐酸盐作为商品。目前在纯品脱盐方面，主要有醇提法和电渗析法两种，见附图1。如中国专利200410103519.9公开了“水溶液中甘氨酸甜菜碱和盐类化合物的分离方法”，利用甘氨酸甜菜碱容易通过半透膜渗析的性质和电渗析器的特殊用法，最终从甘氨酸甜菜碱和盐类化合物形成的水溶液中分离出固态盐类化合物并获得高纯度的甘氨酸甜菜碱。电渗析法需要大量的电耗，而且在电渗析脱盐过程中工艺控制相当苛刻；在单纯的醇提法脱盐过程中，溶剂的反复蒸馏回收加大了溶剂的损耗，另外溶剂法脱盐不可能做到纯品含量在99％以上。

发明内容

本发明正是为了克服上述不足，提供一种改进的脱除甜菜碱溶液中盐的方法，创新点在于采用半透性纳滤膜进行二级纳滤，将合成的甜菜碱水溶液浓缩脱除70％盐后进行稀释，然后进行二级循环纳滤，使部分盐水溶液透过纳滤膜，而甜菜碱溶液能够被半透膜截流，最后经过蒸馏结晶，得到含盐量小于0.5％的甜菜碱晶体。具体是这样来实施：一种脱除甜菜碱溶液中盐的方法，先将以氯乙酸、碳酸钠、三甲胺为原料合成的甜菜碱溶液浓缩脱除70wt％的盐，其特征在于然后用水稀释至甜菜碱质量浓度为10-15％，溶液于60-70℃下进行第一级半透膜纳滤循环，当甜菜碱溶液的电导率达7000-8000μs/cm时，再次稀释甜菜碱溶液至甜菜碱的质量百分比浓度为10-15％，溶液于50-60℃下进行第二级半透膜纳滤循环，当甜菜碱溶液的电导率达700-800μs/cm时，结束处理。本工艺脱盐过程中，通常甜菜碱浓缩液第一次释释后，含盐量一般在2％左右，一级纳滤循环可脱除系统中总盐量的80％，二级纳滤脱盐后，溶液中总含盐量小于0.1％。

本发明采用的半透性纳滤膜为GEDK4040型。经二级纳滤膜脱除盐后的甜菜碱溶液，进入真空浓缩釜浓缩，脱去体系内部大量的水分，在甜菜碱百分比浓度达到70-75％时，向浓缩釜内加入质量浓度为99％以上的丁二醇，加入量为纯甜菜碱重量的1-1.2倍，冷却降温析出甜菜碱晶体，最后进行离心分离，分离的甜菜碱晶体用乙醇清洗，再离心分离，离心的母液回收套用。

分离出来的晶体真空烘干后粉碎，制得商品甜菜碱晶体。

本发明采用纳滤后的甜菜碱溶液在浓缩结束加入丁二醇进行结晶，结晶温度控制在20-37℃。

离心后的甜菜碱晶体用食用酒精进行清洗，以保证产品的纯度，清洗液进行循环利用。

经过二级纳滤膜脱盐，达到了普通浓缩工艺无法将盐完全脱除的结果，然后进行浓缩结晶，生产出含盐小于0.5％的甜菜碱晶体，使甜菜碱纯品的生产得到保证，并且节约电耗和原料浪费现象。

本发明具有以下优势

1，设备利用率提高，占用面积少；

2，在脱盐过程中物料损耗少，收率高；

3，工艺用水节约，水资源通过反渗透进行循环利用；

4，在透过膜进入盐水中的甜菜碱能够进行回收利用；

5，在浓缩后加入溶剂进行结晶，溶剂消耗低；

6，工艺三废污染大大减少。

附图说明

图1为背景工艺流程图。

图2为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

换热器采用不锈钢列管换热器，管式半透膜(GEDK4040型)，不锈钢物料槽，先将以氯乙酸、碳酸钠、三甲胺为原料合成的甜菜碱溶液浓缩脱除70wt％的盐，然后将甜菜碱浓缩液稀释到15％(质量百分比浓度)，用多级泵在流量计控制下进行循环，溶液通过换热器后进入半透膜，温度控制在70℃，然后回流到物料槽内，透过半透膜的盐水溶液进入盐水收集槽内进行回收。在不锈钢物料槽内的甜菜碱溶液的电导率到7000μs/cm时，将物料槽内的甜菜碱溶液用泵打到二级半透膜循环槽内进行循环处理，温度控制在50℃左右，进行循环处理，当电导率达到要求的700μs/cm时，处理结束，物料进入浓缩釜内进行浓缩，当甜菜碱质量百分比浓度达75％时，向浓缩釜内加入纯甜菜碱重量1倍的丁二醇(质量百分比浓度99％以上)，然后降温至37℃，甜菜碱晶体析出，分离的甜菜碱晶体用乙醇清洗，再离心分离，离心的母液回收套用，烘干甜菜碱晶体，制得含盐量为0.48％的商品甜菜碱晶体。

实施例2

换热器采用不锈钢列管换热器，板框式半透膜(GEDK4040型)，不锈钢物料槽，先将以氯乙酸、碳酸钠、三甲胺为原料合成的甜菜碱溶液浓缩脱除70wt％的盐，然后将甜菜碱浓缩液稀释到12％(质量百分比浓度)，用多级泵在流量计控制下进行循环，溶液通过换热器后进入半透膜，温度控制在60℃，然后回流到物料槽内，透过半透膜的盐水溶液进入盐水收集槽内进行回收。在不锈钢物料槽内的甜菜碱溶液的电导率到8000μs/cm后，将物料槽内的甜菜碱溶液用泵打到二级半透膜循环槽内进行循环处理，温度控制在60℃左右，进行循环处理，当电导率达到要求的750μs/cm时，处理结束，物料进入浓缩釜内进行浓缩，当甜菜碱质量百分比浓度达70％时，向浓缩釜内加入纯甜菜碱重量1.1倍的丁二醇(质量百分比浓度99％以上)，然后降温至20℃，甜菜碱晶体析出，分离的甜菜碱晶体用食用酒精清洗，再离心分离，离心的母液回收套用，烘干甜菜碱晶体，制得含盐量为0.45％的商品甜菜碱晶体。

实施例3

换热器采用不锈钢列管换热器，螺旋卷式半透膜(GEDK4040型)，不锈钢物料槽，将甜菜碱浓缩液进行稀释到需要的浓度10％，用多级泵在流量计控制下进行循环，溶液通过换热器后进入半透膜，温度控制在65℃，然后回流到物料槽内，透过半透膜的盐水溶液进入盐水收集槽内进行回收。在不锈钢物料槽内的甜菜碱溶液的电导率到7500μs/cm左右后，将物料槽内的甜菜碱溶液用泵打到二级半透膜循环槽内进行循环处理，温度控制在55℃左右，进行循环处理，当电导率达到要求的800μs/cm左右时，处理结束，物料进入浓缩釜内进行浓缩，当甜菜碱质量百分比浓度达72％时，向浓缩釜内加入纯甜菜碱重量1.2倍的丁二醇(质量百分比浓度99％以上)，然后降温至30℃，甜菜碱晶体析出，分离的甜菜碱晶体用食用酒精清洗，再离心分离，离心的母液回收套用，烘干甜菜碱晶体，制得含盐量为0.4％的商品甜菜碱晶体。