Способ контроля процесса кристаллизации аскорбиновой кислоты

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ" . ПЬСТВУ ТОРСКОМУ СВ ма.цев.А. и древещества.201-208.свидетельс01 Б 27/02 тво СССР 1972, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) 1, Ляликов Ю,С. Физико-химические методы анализа. М., Химия,1974, с. 28-95 (прототип),2. Бабиков О.И. Ультразвук иего применение в промышелнности.М Изд. физ.-мат. литературы,1958с. 8-143. Хамский Е.В. Кристаллизацияв химической промышленности М.,Химия , 1979, с. 73-83.4. Нывлт Я. Кристаллизация израстворов. М., Химияф, 1974,с. 1-97,5. Абрамзон А Поверхностно-активные Хив ами я ф, 197 5, с.6., Ав торскоеР 484451, кл. 6(54) (57) СПОССБ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССАКРИСТАЛЛИЗАЦИИ АСКОРБИНОВОЙ КИСЛОТЫиз ее водного насыщенного растворагпри охлаждении от 60 до 40 С путемизмерения концентрации кристалловв растворе, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощенияпроцесса измерение концентрациикристаллов в растворе проводят путем пропускания через постоянноперемешиваемый раствор ультразвуковых колебаний частоты 2-3 МГц споследующим определением концентрации присталлов по величине коэффициента поглощения ультразвуковых колебаний.Изобретение относится к производ" ству химико-фармацевтических препаратов, а именно .к усовершенствованно-. му способу контроля процесса кристаллизации аскорбиновой кислоты при ее получении и очистке. Аскорбиновая кислота используется не только как лекарственное средство но и находит широкое применение в химической промышленности.10Известен способ контроля процесса кристаллизации аскорбиновой кислоты из ее насыщенного водного раствора при охлаждении от 60 до 4 С путем спектрофотометрического измерения концентрации кристаллов в растворе.Способ основан на поглощении веществом световых колебаний определенной частоты. Для аскорбиновой кислоты максимум светопоглощения в нейтральном водном растворе 265 нм, 20 Концентрацию кристаллической аскорбиновой кислоты (Сх) определяют по разнице между исходной концентрацией раствора (Срсх) в начале кристаллизации и концентрацией маточника 25 (Со), которую определяют спектрофотометрическим методом. Маточник получают путем центрифугирования или фильтрации пробы, взятой в ходе процесса кристаллизации. 30 кр ИСХ МатПеред проведением измерений этим методом строят калибровочную эависи мость оптической плотности (Д) от концентрации водного раствора аскор-, биновой кислоты при длине волны 3 265 нм Я .Спектрофотометрический метод обладает следующими недостатками:концентрацию кристаллов определяют по остаточной концентрации растворенного вещества, для чего необходимы отбор пробы и ее фильтрация; 45этот метод является методом раэ рушающего контроля;невозможен непрерывный мгновенный контроль концентрации взвешенного вещества.Целью изобретения является упрощение процесса за счет обеспечения воэможности проведения непрерывного контроля процесса кристаллизации аскорбиновой кислоты непосредственно в рабочем объеме и мгновенного 55 определения момента окончания процесса.Цель достигается тем, что при осуществлении способа контроля про цесса кристаллизации аскорбиновой 60 кислоты из ее водного насыщенного раствора при охлаждении от 60 до 4 С путем измерения концентрации кристаллов в растворе это измерение, проводят путем пропускания через постоянно перемешиваемый раствор ультразвуковых колебаний частоты 2-3 МГц с последующим определением концентрации кристаллов по величи не коэффициента поглощения ультразвуковых колебаний.Применение ультразвуковых колебаний для определения концентрации частиц в дисперсных системах известно 2) .Однако эти методы не могут быть использованы для контроля процессов кристаллизации, поскольку, как правило, в процессе кристаллизации меняется не только концентрация кристаллов, но также и размер кристал. - лов(3)кристаллы коагулируют, при этом меняется как количество и размер коагулянтов, так и количество кристаллов, образующих коагуляты 4). А поскольку коэффициент поглощейия ультразвука зависит как от концентрации частиц, так и от их размера и степени коагуляции Ц , то однозначные измерения концентрации кристал - лов в процессе кристаллизации невозможны из-за влияния укаэанных выше мешающих факторов.Проведенное детальное микроскопическое исследование. процесса кристаллизации аскорбиновой кислоты позволило установить, что этот процесс обладает целим рядом особенностей, которые и дали воэможность использовать ультразвук высокой частоты для контроля концентрации кристалловКэтим особенностям относятся следующие:в интервале от 60 до 4 С,т,е.д в практически реализуемом интервале температур, размер кристаллов меняется настолько неэначительно,что это не оказывает влияния на величину а;в этом же диапазоне температур кристаллы аскорбиновой кислоты вообще не коагулируют.Установлено, что измерение концентрации с помощью ультразвуковых колебаний в широком диапазоне концентраций оптимально на частоте от 2 до 3 МГц.На частоте меньше 2 МГц зависимость К =1(С) выражена очень слабо, что препятствует проведению коли-. чественных измерений. На,частоте больше 3 МГц в области высоких концентраций кристаллического вещества (10-30 мас.%) измерения невозможны иэ-за значительных нелинейных искажений.Расчет концентрации, мас,В кристаллов аскорбиновой кислоты проводят пЬ формулеО С = - 100 К1001660 На чертеже изображена калибровОЧ- ная зависимость коэффициента поглощения ультразвука от концентрации крис" таллов аскорбиновой кислоты 4( = ф(С) при 4021, 30 вС. Измере.ия коэффициента поглощения ультразвука проводят с помощью известного устройства 6.П р и м е р. Исходный насыщенный раствор аскорбиновой кислоты при 60 ОС охлаждают в течение 1 ч до 4 фС.Контроль концентрации выпавших кристаллов аскорбиновой кислоты осуществляют через 30 мин от начала охлаждения кристаллизуемой системы. При постоянном перемешивании системы через нее пропускают ультразвуковые колебания частотой 2 ИГц, иэмер,.- ют коэффициент поглощения ультразву-. ка, йоторый в данном случае равен 0,30 см ,Концентрацию выпавших кристаллов рассчитывают по ФормулеМСф - вОКС (,0,507 ЛМ (ОО И нас.Ъо.для определения момента окончаийа процесса кристаллизации все последующие измерения проводят с интервалом 5 мин аналогично измеряя каждый раз коэффициент поглощения ультразвука и рассчитываяг 1 концентрацйв выпавших кристаллов аскорбиновой кислоты.Полученные данные пркведены Э тлблице. где ю- коэффициент поглощения ультразвука,М - коэффициент, зависящий отчастоты ультразвуковых колебаний.Для определения момента окончания 5 кристаллизации измеряют коэффициент поглощения ультразвука и, если два значенияизмеренные через 5 мин, не меняются, то процесс кристаллизации можно считать законченным.Построение калибровочной кривой.Готовят насыщенный водный раствор .аскорбиновой кислоты концентрации 12,6 мас.Ъ при ЗвС. Затем пропускают ультразвуковые колебания частоты 4 (5 2 МГц и измеряют коэффициент поглощения ультразвука ( МО) . Для данных ус- ловийЫО=О. Далее в насыщенный раствор указанной выше концентрации при непрерывном перемешиванни добавляют определенное количество кристаллической аскорбиновой кислоты (например, 20.мас.В) .и измеряют коэффициент поглощения ультразвука (А ) . На час-. тоте 4 2 ИГц при концентрации кристал-с 5 лов С 20 мас.Ъ коэффициент поглощения ультразвукаМ равен 0,45 см , По этим . данным строят калибровочную кривую (график) и определяют коэффициент К по формуле 30 0 Коэффициент поглощенияультразвука, см Время от началакристаллизации,мин 35 0,37 164 40 0,51 22,4 45 0,65 28,6 50 0,67 29,4 0,68 55 30 Р 60 0,68 30,0 55 от 0 до 30 мас.% зависимость М аЮ(слинейна, изменение температуры впределах от 40 до 3 С не влияет навеличину коэффициента поглощенияультразвука (см. чертеж)60 Таким образом, опрьделение чис"ленного значения концентрациикристаллов аскорбиновой кислотывозможно аналитическим расчетомпо формуле (1) и графически, ис 65 пользуя график.(,0,46- О)К: -с -2,36 ем,мас.фlо 1, С 0,2 Если при измерении коэффициента поглощения ультразвука через 5 мин значением не меняется, то процесс кристаллизации окончен (см. таблицу и чертеж, участок ВС) .Таким образом, процесс кристаллизации аскорбиновой кислоты в данном примере идет в течение 1 ч.В результате исследований установлено, что для аскорбиновой кислоты при концентрации кристаллов Концентрация выпавшихкристаллов, мас.Ъ1001 бб 0 Использование способа непрерывного контроля концентрации аскорбиновой кислоты в процессе ее кристаллизации на стадиях получения и очистки по сравнению с известными способами обеспечивает следующие преиму - 5 щества: сокращение времени технологического процесса от б до 1-2 ч; 0,2 01.ЙР с.% 5 Ю М 20 ость ос ас) для уЯ,ИГц Составитель В.Жесткоедактор З.Бородкина Техред М.Тепер Корректор А,фере Тираж 418:дарственного комитета СССРизобретений и открытийква, Ж, Раушская наб., д. Подписно 10598/8ВНИИПИ Госупо делам113035, Мос аказ илиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная Задиси Х - К В - Ю й-Ь 21 С ФОС 30 С ЯфД возможность определения концентрации кристаллов вещества непосред-ственно в .рабочем объеме.без отбораи дополнительной обработки проб,.чтопозволяет сократить время контролявозможность правильного и своевременного определения момента окончаниянроцееса кристаллизации.