[发明专利]一种工业化制备甘氨酸钙的装置及相应的甘氨酸钙生产方法

说明书

本发明涉及一种工业化制备甘氨酸钙的装置及相应的甘氨酸钙生产方法。以甘氨酸、氧化钙或氢氧化钙及其混合物为原料，通过两套进料‑混合设备将其输送至反向双螺杆挤出造粒机中与水混合均匀，接着造粒并输送至同向双螺杆挤出反应器内进行反应和除杂，所得产物进入旋转闪蒸干燥机干燥后筛分，合格的产品进行后续匀质包装处理，不合格的产品与新物料混合后再次输送至旋转闪蒸干燥机。本发明不仅实现了甘氨酸钙的工业化大规模量产，而且创造性的引进双螺杆挤出机用作混合、反应、输送、除杂多合一的生产设备，具有工艺简单、自动化程度高、单位时间产量高、产品质量好等优点，省去了传统合成方法中必不可少的除碱和除酸操作，在实际应用中取得了较好的经济效益。

技术领域

本发明涉及食品技术领域，具体涉及一种由反应型同向双螺杆挤出机组成的工业化制备甘氨酸钙的装置及其生产方法。

背景技术

钙对于维持人体正常生理活动十分重要。如果钙摄入不足，就会出现佝偻病、骨质软化、骨质疏松等症状，此时就需要服用补钙制剂。甘氨酸钙、天冬氨酸钙、苏糖酸钙是继第一代补钙剂——无机钙(碳酸钙、磷酸钙、氯化钙、磷酸氢钙、硫酸钙和骨粉、蛋壳、贝壳粉等)，第二代补钙剂——有机钙(醋酸钙、葡萄糖酸钙、柠檬酸钙、乳酸钙等)之后，已经推广应用且效果明显的新一代补钙剂品种。

甘氨酸钙又名氨基乙酸钙、甘氨酸钙络合物、甘氨酸螯合钙等，属于氨基酸螯合钙或短肽钙的范畴。甘氨酸钙的分子式为C₄H₈CaN₂O₄(H₂NCH₂COOCaOOCCH₂NH₂)，分子量188.20，沸点240.9℃(1atm)，熔点290℃(分解)，闪点99.5℃。甘氨酸钙通常为白色结晶性粉末，易吸潮，化学性质稳定，在生物环境中不易与水分子或其他物质(如维生素和其他矿物质)发生化学反应。甘氨酸钙水溶性好，其水溶液呈弱酸性，对胃肠道刺激性较小，不会引起呕吐、胃疼等不良反应。甘氨酸钙是分子量最小的氨基酸络合钙，以甘氨酸钙为补钙剂相当于提前完成了食物在胃里的消化，其可以直接被小肠刷状缘细胞吸收，克服了小肠处发生阴离子污染这一影响钙吸收的主要障碍，理论上甘氨酸钙近乎于全部被吸收。考虑到吸收和利用问题，传统补钙制剂通常需要搭配维生素D一起使用，而甘氨酸钙则不需要，因此更受市场欢迎。甘氨酸钙如此多的优点使其成为一种广受追捧的新型补钙剂，如何工业化大批量、稳定的生产甘氨酸钙是急需解决的难题。

事实上，甘氨酸钙的实验室合成早已取得成功。李籽萱等人以甘氨酸和氯化钙为原料，无水乙醇为溶剂，用超声化学法合成了甘氨酸螯合钙(李籽萱,张美善.甘氨酸螯合钙的超声化学法合成[J].中国食品添加剂,2017(1).)。武伦福等人以甘氨酸、氯化钙、碳酸钠为原料，通过水热反应、旋转蒸发、结晶等步骤获得了甘氨酸钙螯合物(武伦福,黄劲苗,林亦斌,et al.甘氨酸螯合钙的合成与性能研究[J].广东微量元素科学,2014(12):7-12.)。钟国清等人以甘氨酸和氧化钙为原料，通过研磨、微波辐射、溶解、浓缩等步骤制得了甘氨酸钙螯合物(钟国清.甘氨酸钙螯合物的微波固相合成与表征[J].合成化学,2004,12(6):591-594.)。张大飞等人以甘氨酸和氢氧化钙为原料，经高温(120-150)熔融反应得到了甘氨酸钙络合物(张大飞,照日格图,刘建华,et al.甘氨酸钙络合物的熔融法合成及表征[J].光谱实验室,2006,23(1):91-95.)。魏凌云等人以谷氨酸钠和氢氧化钙为原料，采用两步法制得了纯净的谷氨酸钙。类似的技术还包括CN105439880A、CN1436770A、CN1187991A等。