目前国内外以植酸钙镁为原料,用水解的方法生产肌醇有许多不同的工艺路线和操作条件。就国内的肌醇生产而言,虽然生产路线大体相同,但部分工序的顺序和操作条件也略有不同。采用不同的工艺,都是为了最大限度地利用原材料,提高肌醇的得率和质量,降低生产成本。
肌醇生产工艺的操作要点如下:
(1)打浆。以水膏状的植酸钙镁为原料生产肌醇,可将原料直接送入水解锅。如以干燥的植酸钙镁为原料,送入水解工序之前需经打浆处理,即将原料放入打浆锅(桶)中,加水充分搅拌,打成糊状,以利于水解和便于吸入水解锅。打浆时,夏天可直接注入清水,冬天要加温水,以促使植酸钙镁较快地吸收水分。
(2)水解。植酸钙镁在一定的条件下加水即分解为肌醇和磷酸盐等。完成这一水解反应,可在常压和加压的条件下进行,但常压水解需加催化剂,水解周期也长,且肌醇得率低,所以目前国内外普遍采用加压的水解方法。也就是在加压的条件下,促使植酸钙镁迅速水解,这样不仅可以缩短水解周期,而且还可以提高肌醇的得率。
利用真空将打成浆状的植酸钙镁(菲丁)吸入水解锅,开动搅拌(60转/分左右),用直接蒸汽、夹层蒸汽或油浴(内装电热棒)升温升压。水解10小时左右,当pH值达到3左右时,即水解完毕可以出料。
(3)中和。在植酸钙镁水解后的生成物中,除肌醇以外,还有水不溶性的磷酸盐(主要是磷酸镁和磷酸钙镁)及水溶性的磷酸和磷酸酸式盐(磷酸氢钙、磷酸二氢钙)。为了提高肌醇溶液的纯度,对于其中的水不溶性磷酸盐可通过过滤除去,水溶性的物质可采用加入石灰乳的方法。
(4)过滤。中和后的溶液中,大部分杂质都已生成沉淀物,而肌醇仍然溶解在溶液中,通过压滤即可把沉淀物从肌醇的水溶液中分出。
过滤时,把中和锅内的悬浮液用空气压缩机压入滤机,待滤饼越来越厚时,阻力增大,过滤速度减慢,此时应增加压力。当滤饼注满时,用压缩空气吹干,以提高滤液的得率。
由于一次滤饼中残存一部分肌醇,必须重新加水冲洗,将过滤后的洗液并入滤液送至下道工序。二次滤渣中全磷的含量在30%以上,有效磷在20%左右,因此可作为肥料。
(5)脱色过滤。利用活性炭具有吸附色素及杂质的性质,除去中和滤液中的色素及杂质,得到较纯净的肌醇溶液。
将中和滤液分批吸入密闭的脱色锅,加入溶液量0.5%~1.5%的活性炭(也可分次脱色),加热煮沸,保温15~20分钟,然后再进行压滤,滤液送去浓缩。
(6)浓缩。肌醇溶液经过前几道工序处理后,虽然大部分杂质已经除去,但因含有大量水分,肌醇仍不能结晶析出,故需要浓缩用真空将滤液吸入真空蒸发器,升温抽真空进行浓缩,真空度一般控制在600~650毫米汞柱。当浓缩液的相对密度达1.28~1.30时,即为浓缩终点。有的生产单位为防止蒸发器加热管壁结垢,影响传热效果,采用先真空浓缩至相对密度为1.1,再送入搪瓷锅敞口浓缩至相对密度为1.28~1.30。但敞口浓缩会使溶液的颜色加深,后处理工序麻烦,若能用薄膜蒸发器浓缩,则可节省时间,提高肌醇的质量。
(7)冷却结晶及分离。将相对密度为1.28~1.30的浓缩液放入搪瓷冷却锅内,开动搅拌和夹层冷却水,待冷至32℃,开始析出结晶,冷至30℃时有大量结晶析出,此时即可放出进行离心分离。分离后期可用少量蒸馏水冲洗,以进一步除去杂质,提高肌醇粗制品的质量。分离以后,粗制肌醇送去精制,母液导入脱色锅套用,以回收其中的肌醇。
(8)精制。粗制肌醇中仍含有少量的色素、杂质等,为了进一步提高纯度,以达到药典要求的指标,需用活性炭、蒸馏水等进一步精制处理。
将粗制品和蒸馏水按1∶1.2的配比投入不锈钢精制锅中,加热使其全部溶解。加入约占粗制肌醇重量1.5%~2.0%的药用活性炭(加入量也可视粗制肌醇的颜色深浅而定),加热至微沸,保温15~20分钟后,即用砂芯棒抽滤至不锈钢冷却锅,开搅拌和冷却水,当冷至32℃左右时进行离心分离。此时温度不宜过低,否则熔点较低的杂质容易析出混入肌醇成品中。在分离后期,待母液甩干后,同样可用少量的蒸馏水冲洗,以进一步除去氯根、硫酸根和钙离子等杂质。然后取样分别用氯化钡检验硫酸根(如用盐酸浸泡糠饼粕可以不做),用草酸铵检验钙离子,用硝酸银检验氯离子。检验结果若有少量沉淀生成,证明肌醇中还有少量杂质未除去,需用蒸馏水再次冲洗,至无沉淀生成为止。如经检验有较多的沉淀生成,则需要二次精制处理,至全无白色沉淀生成,最后加入少量的药用酒精冲洗分离,即得湿精制肌醇。精制过程中分出的母液,可经浓缩结晶后送入精制工序,以尽可能地减少肌醇的损失。
(9)干燥。湿精制肌醇放在搪瓷盘中,摊开用布包盖好,置烘炉或烘箱中,在60℃~70℃下烘干,即得成品。