赤藓糖醇共结晶研究进展

赤藓糖醇是一种天然糖醇,具有良好的功能特性.由于赤藓糖醇单独使用时甜味感觉不明显,一般将其和高倍甜味剂复配后使用.从赤藓糖醇的性能、应用、甜味剂的种类、特性、选择以及共结晶工艺几个方面综述了近年来关于赤藓糖醇和其他高倍甜味剂共结晶提高其甜味感受的研究进展情况,最后对赤藓糖醇与高倍甜味剂结晶的研究进行了展望.     

基于COSMO-RS模型L-丙氨酸-L-谷胺酰胺结晶溶剂的筛选及其溶液热力学性质研究

利用真实溶剂似导体屏蔽模型(conductor-like screening model for real solvents,COSMO-RS)预测发现异丙醇可以作为L-丙氨酰-L-谷氨酰胺的结晶工艺中的优化溶剂,并通过实验加以验证;研究了L-丙氨酰-L-谷氨酰胺在水-异丙醇二元体系中从293.15 K至318.15 K的溶解度和相关溶液热力学性质;使用修正Apelblat方程,λh 方程, van't Hoff方程以及(NIBS) Redlich-Kister方程对溶解度数据进行拟合;通过水/异丙醇体系结合冷却-溶析耦合结晶工艺获得形态改善的L-丙氨酰-L-谷氨酰胺晶体。     

葡萄糖酸钙结晶的热力学特性

采用EDTA配位滴定法测定了葡萄糖酸钙在水中293.15-333.15 K的溶解度数据并绘制溶解度曲线,同时采用溶解度模型——λh方程和Apelblat方程对溶解度数据进行了关联.结果表明随着温度升高葡萄糖酸钙在水中的溶解度增大,两方程对于溶解度的关联性相比,Apelblat方程对溶解度的关联效果更好.采用电导率法测定...     

A-K糖的结晶热力学研究

采用激光动态法测定了A-K糖在水、甲醇、乙醇三种纯溶剂和乙醇-水二元溶剂中的溶解度数据,并应用Apelblat模型对实验数据进行拟合,效果令人满意。同时测定了A-K糖在水中的超溶解度数据,确定了A-K糖水溶液的结晶介稳区。这为A-K糖的冷却结晶工艺的建立及优化提供了理论基础。     

二苯甲酮结晶热力学性质及其模型研究

采用静态法测定了常压下在278.15~313.15 K温度范围内二苯甲酮在不同配比的甲醇-乙腈混合溶剂中的溶解度数据。实验结果表明,当溶剂组成固定时,二苯甲酮的溶解度随温度的升高而增大;同时,二苯甲酮在甲醇-乙腈混合溶剂中存在潜溶现象。此外,分别使用改进的Apelblat方程和λh方程拟合二苯甲酮的溶解度实验数据,结果表明2种模型均能取得较好拟合效果。最后,基于NRTL模型和实验获得的溶解度数据,计算并分析了二苯甲酮的混合和溶解过程的热力学性质。二苯甲酮溶解度的测定与关联能够为其结晶工艺的开发提供重要的理论依据。     

果糖结晶过程优化

通过实验筛选得到适合果糖结晶的混合溶剂,利用中通量结晶仪器Crystalline测定了果糖在水-乙醇（水的摩尔分数为0.39）混合溶剂中的溶解度和介稳区,采用Apelblat方程拟合了溶解度数据。基于热力学数据设计了晶种引晶的果糖冷却结晶工艺,过程优化得到的产品收率可达78.2%以上,纯度可达99%以上,晶体形貌规则,表面光滑,粒度分布窄。当晶体粒径大于100 μm时,利用粒度无关生长的粒数衡算方程建立了果糖连续结晶过程的动力学模型,模型表明晶体生长级数大于成核级数。     

赤藓糖醇微观固液相变及热传导的分子动力学研究

采用分子动力学方法对微尺度下赤藓糖醇的固液相变及热传导现象进行了模拟研究。首先选用GROMOS力场计算了赤藓糖醇固液两相的密度并将预测结果与实测值进行对比,验证了该力场的适用性。采用界面/NPT法模拟了赤藓糖醇的微观熔化过程,通过体系的体积突变得到预测熔点约为400 K,和实测值（392±1） K较为吻合。与直接加热纯固态赤藓糖醇的方法相比,该方法由于引入固液界面降低了成核自由能位垒,使得微观熔化过程的模拟更准确。此外,基于非平衡分子动力学方法研究了赤藓糖醇分子间的微观热传导现象。模拟得到液态赤藓糖醇的热导率为0.33～0.35 Wm^-1K^-1,与宏观实测值（0.33±0.02） Wm^-1K^-1保持一致。因为处于液态时赤藓糖醇的分子分布具有无序性,所以其热导率预测值几乎不随模拟系统的尺寸而变化。     

赤藓糖醇微观固液相变及热传导的分子动力学研究

采用分子动力学方法对微尺度下赤藓糖醇的固液相变及热传导现象进行了模拟研究。首先选用GROMOS力场计算了赤藓糖醇固液两相的密度并将预测结果与实测值进行对比,验证了该力场的适用性。采用界面/NPT法模拟了赤藓糖醇的微观熔化过程,通过体系的体积突变得到预测熔点约为400 K,和实测值(392±1)K较为吻合。与直接加热纯固态赤藓糖醇的方法相比,该方法由于引入固液界面降低了成核自由能位垒,使得微观熔化过程的模拟更准确。此外,基于非平衡分子动力学方法研究了赤藓糖醇分子间的微观热传导现象。模拟得到液态赤藓糖醇的热导率为0.33~0.35 Wm~(-1)K~(-1),与宏观实测值(0.33±0.02)Wm~(-1)K~(-1)保持一致。因为处于液态时赤藓糖醇的分子分布具有无序性,所以其热导率预测值几乎不随模拟系统的尺寸而变化。     

碳酸锂在水中的溶解度和超溶解度的测定及热力学分析

固体溶质在溶剂中的溶解度和超溶解度数值决定了结晶介稳区的宽度,而溶质结晶分离过程又是在介稳区中进行操作,因此固体溶质的溶解度和超溶解度在工业结晶中是很重要的基础数据。本文以碳酸锂为溶质,在标准压力条件和283.15~318.15K温度条件下,用重量分析法测定其在水中的溶解度;用激光动态法测定其在一定温度条件下在水中的超溶解度,从而得到碳酸锂在水溶液中的介稳区;结果显示,碳酸锂在水中的溶解度和超溶解度均随温度的升高而减小,介稳区宽度随温度的升高而变窄;其溶解度数据用Van't Hoff方程和修正的Apelblat方程进行了热力学关联计算,结果表明,两种热力学模型对碳酸锂在水中溶解度的关联效果都很好,其中Van't Hoff方程和修正的Apelblat方程的计算值与实验值的平均相对偏差分别为0.54%和0.20%。通过溶解热力学计算,得到碳酸锂在水中的溶解焓ΔH_d、熔解熵ΔS_d和溶液标准吉布斯自由能变ΔG_d,结果表明该溶解过程为放热熵减小的非自发过程,并且溶解熵变对溶解过程的影响较大。     

高氯酸铵的球形化结晶工艺和性能表征

为获得球形化高氯酸铵(AP),利用重力法测试了AP在水中的溶解度,采用Vant′t Hoff方程和Apelblat方程对溶解度数据进行拟合,建立溶解度模型;采用冷却结晶法制备了球形化AP晶体,分析了结晶液初始质量分数、搅拌速率、降温速率及养晶时间对产品形貌及粒度分布的影响;分别对非球形AP原料和球形化AP样品进行了吸湿性能、松散堆积密度、流散性、热稳定性的表征。结果表明,AP在水中的溶解度随着温度的升高而增加,Apelblat方程和Vant′t Hoff方程的R²接近于1,且MAPD均小于3%;最佳冷却结晶工艺为:搅拌速率为230r/min,结晶液初始质量分数为35%,降温速率为0.5℃/min,养晶时间为3h;球形化AP样品的吸湿性能、松散堆积密度、流散性、热稳定性相比于非球形AP原料有明显改善。     

谷胱甘肽在水-乙醇混合溶剂中的溶解度测定及关联

采用称质量法测定了283.15～313.05 K下谷胱甘肽在不同配比的水-乙醇混合溶剂中的溶解度。实验结果表明,谷胱甘肽的溶解度随乙醇摩尔分数的增加而下降,随温度的升高而逐渐增大。分别用Apelblat简化方程和λh方程对溶解度数据进行关联,结果表明两种模型方程的回归效果均令人满意。利用van’t Hoff方程估算得到谷胱甘肽在水-乙醇中的溶解焓和溶解熵。两者均随乙醇摩尔分数的增加而增大。谷胱甘肽溶解度的测定及关联为其工业结晶过程设计和工艺优化提供理论依据,对工业生产具有重要的指导作用。     

嘉吉公司向中国食品和饮料制造商推出Zerose^TM赤藓糖醇

2008年9月22日,嘉吉公司在上海向中国食品制造商推出了Zerose~(TM)赤藓糖醇,并介绍了其在新产品开发和市场开拓上的无限潜力。Zerose~(TM)赤藓糖醇是一种天然、零热量的可替代蔗糖的填充型甜味剂。它是一种糖醇,无气味,白色结晶粉末,有着同蔗糖相似的清澈的甜味。其他糖醇的耐受量都比较低,而Zerose~(TM)赤藓糖醇的耐受量则很高。因此,常规食用含有赤藓糖醇的食品,不太可能引起产气或轻度腹泻等副作用。     

HPVC结晶行为及结晶动力学的研究

对聚合度为4000的高聚合度聚氯乙烯(HPVC)的非等温结晶行为进行了研究。用DSC测试了HPVC的非等温结晶过程,采用Ozawa法和莫志深法对所得数据进行了分析。结果发现,HPVC结晶度随降温速率和退火时间的增加而增大。在实验范围内,物料的非等温结晶动力学符合莫志深方程,并给出了动力学参数F(T)和a值。     

精对苯二甲酸(PTA)结晶动力学

建立了精对苯二甲酸连续多级降压蒸发结晶过程的数学模型,通过工业实验获得了各级结晶器不同操作条件下的产品粒度分布数据,并构造了模型计算值和工业实验值相拟合的优化目标函数,采用单纯形法优化回归得到了精对苯二甲酸结晶动力学参数。研究结果表明,优化回归得到的精对苯二甲酸结晶动力学方程能够较好地模拟PTA连续多级降压蒸发结晶过程。     

PTT非等温结晶动力学研究

采用差示扫描量热仪对PTT进行非等温结晶研究。利用不同动力学模型对其结晶过程进行处理, 并将PTT与PET及PBT的非等温结晶过程进行对比。结果表明:Jeziorny方程和Ozawa方程都可以很好的 描述PTT,PET,PBT的非等温结晶过程;采用结合Avrami方程和Ozawa方程的处理方法,得到了3种聚酯的 结晶速率的大小关系:PBT>PTT>PET。通过计算Ziabicki结晶能力参数,得到3种聚酯的结晶能力的顺序 为:PBT>PTT>PET。     

反应结晶制备硼氢化钾

针对Schlesinger法生产碱金属硼氢化物工艺存在的结晶母液循环成本较高和副产物累积导致产品质量降低等问题,设计开发了反应结晶制备硼氢化钾这一过程,用于处理生产过程中的结晶母液,以提高硼氢化物收率,同时生产出具备一定经济效益的硼氢化钾。采用了容量分析中的碘量法、光学显微镜分析技术和马尔文粒度分析仪、X射线粉末衍射仪等设备,考察了反应结晶过程各项因素对最终产品性质的影响。结果表明：控制反应物质的量之比为1.05~1.10,反应温度为50℃,降温速度10℃·h^-1,养晶温度0℃,可以得到符合行业标准的硼氢化钾产品。     

赤藓糖醇防龋病机制与应用研究进展

随着人们对健康与营养的关注度的提升,赤藓糖醇的研究也日益深入。综述了赤藓糖醇的特性和其预防龋病的机制以及赤藓糖醇在糖果类、巧克力类、奶制品、新型钙片中的应用。     

磷酸二氢钾结晶热力学数据的测定及应用研究

采用平衡法和激光法测定了磷酸二氢钾在水中的溶解度和超溶解度,获得了介稳区宽度数据。结合磷酸二氢钾工业装置的蒸发结晶工艺,讨论了结晶热力学实验数据在磷酸二氢钾生产中的应用,对工业结晶操作条件进行了优化。针对产量为1 000 kg/h的磷酸二氢钾工业结晶过程,得到了最佳的料液循环量、加热蒸汽用量和蒸发器的真空度分别为：50.4 m³/h、1 932 kg/h和0.067 MPa。按照所确定的工艺条件进行结晶操作,可以克服粉状结晶、获得粒度均匀的高品质结晶产品。     

精对苯二甲酸连续多级蒸发结晶的模拟

利用研究得到的精对苯二甲酸结晶动力学,建立了精对苯二甲酸连续多级降压蒸发结晶过程的数学模型,并采用工业数据进行验证。结果表明研究得到的模型能够较好地用于模拟精对苯二甲酸连续多级降压蒸发结晶过程,并进一步研究了主要工艺变量对精对苯二甲酸结晶过程的影响。     

氟硅酸钾在稀硫酸溶液中溶解度的测定与关联

湖北某化工公司将磷酸生产过程中的废水及磷石膏固结排出的渗水进行收集并循环利用,冬天废水中的无机盐类结晶堵塞泵体和输送管道,影响废水循环利用系统的正常运行。经分析结晶物主要成分是氟硅酸钾等难溶盐。采用平衡法测量了0~40 ℃内,氟硅酸钾在pH为1.5~3.5时稀硫酸溶液中的平衡溶解度,并采用Apelblat经验方程对氟硅酸钾平衡溶解度与温度做了关联,为废水中氟硅酸钾等难溶盐的结晶动力学研究提供了基础物性数据。研究结果表明：1）随着pH的降低或温度的升高,氟硅酸钾的溶解度增加;2）Apelblat经验溶解度方程能较好地关联氟硅酸钾平衡溶解度与温度。