專利名稱：棉短絨制備藥品級微晶纖維素的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于纖維素制備領(lǐng)域，特別涉及一種低污染溶 制漿生產(chǎn)藥品級微晶纖維 素的方法。
背景技術(shù)：
微晶纖維素(MCC)為天然產(chǎn)品，它的生產(chǎn)及應(yīng)用具有得天獨厚的優(yōu)勢。因其多方 面的功能作用，被國內(nèi)外廣泛地應(yīng)用于各行業(yè)。如在醫(yī)藥中被用作壓片的賦型劑和藥片崩 解劑；食品工業(yè)中被用作乳化劑和泡沫穩(wěn)定劑等，還可作重要的功能性食品基——膳食纖 維素，是一種理想的保健食品添加劑；在涂料工業(yè)上利用它的融變性和增稠性可作為水基 涂料的增稠劑和乳化劑；在化妝品上它集填料、增稠和乳化作用于一身，對油性物質(zhì)有很好 的乳化能力；在濕法人造革生產(chǎn)中作為增粘和填料使用，使人造革表面平滑厚度均勻。由于 它的優(yōu)良性能，國內(nèi)外需求日益增長，新用途也正不斷地被開發(fā)出來。作為天然植物纖維原料制品，微晶纖維素在醫(yī)藥工業(yè)中具有先天的優(yōu)勢和獨特的 性質(zhì)，成為多功能的助劑，以代替合成產(chǎn)品而應(yīng)用，從而開辟了天然微晶纖維素醫(yī)藥應(yīng)用的 途徑。醫(yī)藥行業(yè)中MCC主要有兩種用途一是利用它在水中強力攪拌下易于形成凝膠的特 性，而用于制備膏狀或懸浮狀類藥物；二是利用其成型作用，用于醫(yī)藥壓片的賦型劑。微晶 纖維素在醫(yī)藥工業(yè)中還可做為藥品的緩解劑、粘合劑、崩解劑和填充劑等。例如在制備利福 藥片中可用MCC與淀粉(6. 25 1質(zhì)量比)和各種原料混合均勻后直接壓片，產(chǎn)品在Imin 內(nèi)崩散成霧狀，有效期內(nèi)含量不變，提高藥物的穩(wěn)定性；在制備咳必清藥片中由于加入了 MCC，解決了咳必清濕法造粒壓片易吸潮而出現(xiàn)的嚴(yán)重粘沖現(xiàn)象，并且崩解迅速。作為功能 食用纖維，微晶纖維素可以增加胃腸蠕動，幫助消化，促進排泄固體廢物，減少消化過程對 脂肪的吸收，從而降低血液中膽固醇、甘油三脂的水平，預(yù)防高血壓、心腦血管疾病的發(fā)生， 還可以調(diào)節(jié)血糖，有助預(yù)防糖尿病，這些保健作用是合成藥物所達不到的。目前制備微晶纖維素的工藝主要有以下三種酸水解棉短絨、酸處理木漿、酸處理 甘蔗渣。國外的MCC產(chǎn)品是以特殊等級的高α _纖維素含量的純化木材纖維素為主要原料， 在105士 1°C下，用2. 5mol/L鹽酸處理15min，然后水洗、干燥，所得酸解產(chǎn)物的5%懸浮液置 于WARING捏合機中混合30min，即得膠體微晶纖維素，再經(jīng)干燥即成高等級的粉末MCC。國 內(nèi)傳統(tǒng)采用的方法是以棉、木漿為原料生產(chǎn)微晶纖維素，其工藝流程為脫脂一催化水解一 過濾洗滌一低溫干燥一機械造粉。水解用稀鹽酸做催化劑，若采用含有少量硫酸的鹽酸做 催化劑，產(chǎn)品的得率和白度都有所提高。水解后的物料用清水洗滌或用堿中和洗滌的方法 把產(chǎn)品洗至中性，低溫干燥后進行造粉，把產(chǎn)品粉碎至要求的范圍，這樣可以制得質(zhì)量較高 的微晶纖維素，這種方法生產(chǎn)出的微晶纖維素主要用于制藥工業(yè)。甘蔗渣與其他原料的最 大區(qū)別在于其灰分高、白度低，灰分通常在1.2% 1.8%之間，白度為70% 80%。因此要 用它來制備微晶纖維素必須進行增白和降低灰分處理，可通過加入增白劑來提高白度。要 降低灰分，必須進行二步處理，首先通過漂洗的方法除去機械雜質(zhì)，然后加入除灰劑，把灰 分降低至要求的范圍。以上三種工藝的污染比較嚴(yán)重，成本較高，生產(chǎn)過程中殘余的酸回收較困難。而且甘蔗渣的灰分高、白度低，用它來制備微晶纖維素必須進行增白和降低灰分處 理，這又會增加成本。因此，尋找一種低成本、低污染的制備微晶纖維素的方法，是開發(fā)利用 新型功能纖維素的重要途徑。目前棉短絨制備微晶纖維素的方法主要是棉短絨在高溫高壓的堿性條件下進 行蒸煮脫脂，然后用次氯酸鈉進行漂白，漂白后再經(jīng)過稀酸處理，堿處理，從而得到微晶纖 維素。在此方法的制備過程中，殘液中的化學(xué)藥品不易回收利用，污染較大，而且所制得的 微晶纖維素一般用于化妝品、人造革等工業(yè)，或者對所得的微晶纖維素進行改性，進而制得 食品級和藥品級微晶纖維素。在現(xiàn)有的生產(chǎn)方法中，前面的脫脂過程也有的采用的過氧化 氫-氧堿蒸煮，此方法雖然可以制得高等級的微晶纖維素，但是此過程產(chǎn)生的殘液不容易 回收，污染較大。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的投資高，污染大的缺點，本發(fā)明提供了一種棉短絨制備 藥品級微晶纖維素的新方法。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種棉短絨制備藥品級微晶纖維素的方法，棉短絨經(jīng)過 蒸煮脫脂、漂白純化、水解、過濾洗滌、烘干、粉碎后得到藥品級微晶纖維素。其中，蒸煮脫 脂是采用棉短絨乙醇法制漿，按照棉短絨絕干質(zhì)量與質(zhì)量分?jǐn)?shù)55%的乙醇的體積之比為 1 4 10的比例制備棉短絨乙醇漿，然后在190 195°C溫度下蒸煮保溫30 90min。漂白純化是采用EAPP工藝，其中E段為堿處理段，使用NaOH處理；A段為酸處理 段，用硫酸處理；P段為H2O2漂白段，使用H202、Na0H、MgS04、C6H5Na307、EDTA對棉短絨乙醇漿 料進行處理。棉短絨乙醇法制漿時為了達到更好的效果，還加入占棉短絨絕干質(zhì)量的0% 3%但不等于0的乙酸。蒸煮后所得的廢液加熱蒸發(fā)回收其中的乙醇，乙醇回收率可以達到95%以上。制取的藥品級微晶纖維素的灰分含量為0. 0375%，水分含量為4. 5% wt,結(jié)晶度 為 63. 96 %，粒度為 22. 72 μ m。有益效果1.本發(fā)明的一個突出的特點就是采用的乙醇法制漿，而不是通常所采用的堿法制 漿，采用乙醇法溶劑制漿具有低污染，易漂白，投資小，制漿成本低，污染小，乙醇易回收，且 回收沒有硅干擾等優(yōu)點。蒸煮所得的廢液可通過加熱蒸發(fā)的途徑回收其中的乙醇，乙醇的 回收率達到95%以上，可重復(fù)使用。2.本發(fā)明中所采用的乙醇漿純化工藝操作簡單，污染小。另一個特點就是漂白處 理時采用了雙氧水漂白。3.本發(fā)明制取的微晶纖維素的灰分含量為0. 0375%，水分含量為4. 5% wt，結(jié)晶 度為63. 96%，粒度為22. 72 μ m，這些指標(biāo)均達到了藥品級微晶纖維素的標(biāo)準(zhǔn)。所制得的藥 品級微晶纖維素在醫(yī)藥中可以用作崩解劑、賦形劑、壓片劑、緩解劑等。


圖1為蒸煮加乙酸量對漿料得率和KMnO4值的影響。
圖2為蒸煮加乙酸量對漂后漿KMnO4值、白度和a_纖維素含量的影響。圖3蒸煮液比對漿料得率和KMnO4值的影響。圖4蒸煮液比對漂后漿KMnO4值、白度和a_纖維素含量的影響。 圖5保溫時間對漿料得率和KMnO4值的影響。圖6保溫時間對漂后漿KMnO4值、白度和a_纖維素含量的影響。圖7本發(fā)明制備的藥用微晶纖維素的X-衍射圖譜。圖8藥用微晶纖維素(商品)的X-衍射圖譜。圖9本發(fā)明制備的藥用纖維素粒度分布圖。圖10藥用微晶纖維素(商品)粒度分布圖。圖11本發(fā)明制備的藥用微晶纖維素掃描電鏡圖。圖12藥用微晶纖維素(商品)掃描電鏡圖。圖13為本發(fā)明的生產(chǎn)流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)說明一種棉短絨制備藥品級微晶纖維素的方法，具體步驟為第一步，蒸煮脫脂使用棉短絨乙醇法制漿，按照液比1 4 10的比例也就是棉 短絨絕干質(zhì)量g/質(zhì)量分?jǐn)?shù)55%的乙醇體積mL制備棉短絨乙醇漿，加入占棉短絨絕干質(zhì)量 0 3%的乙酸，在195°C溫度下保溫30 90min ；第二步，漂白純化將所得棉短絨乙醇漿料采用EAPP工藝進行純化，以雙氧水為 主要漂白劑E段為堿處理段，NaOH用量為棉短絨乙醇漿絕干質(zhì)量的2 3%，在70°C溫度 下處理30min ；A段為酸處理段，用硫酸調(diào)節(jié)pH到2，在90°C溫度下處理120min ；P段為H2O2 漂白段，H2O2用量為棉短絨乙醇漿絕干質(zhì)量的8 10%，NaOH用量為棉短絨乙醇漿絕干質(zhì) 量的2 3% ,MgSO4用量為棉短絨乙醇漿絕干質(zhì)量的2. 5 3% ,C6H5Na3O7用量為棉短絨乙 醇漿絕干質(zhì)量的0. 5 1%，EDTA用量為棉短絨乙醇漿絕干質(zhì)量的0. 4 0. 5%，漂白溫度 70°C，漂白時間120min。然后再按照常規(guī)的微晶纖維素生產(chǎn)采用的水解、過濾洗滌、干燥、造粉處理即得到 藥品級微晶纖維素。第三步，水解棉短絨水解制取微晶纖維素的過程中，把漂白純化后的漿料按照液 比1 7 (漿料絕干質(zhì)量g/質(zhì)量分?jǐn)?shù)35%的鹽酸體積mL)加入到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30% 35% 的鹽酸中，攪拌均勻，在60°C溫度下水解40min，冷卻后用2倍體積的水稀釋，靜置24h后即 全部沉淀出微晶纖維素粉體。第四步，過濾洗滌、干燥、造粉將酸處理后的微晶纖維素粉體用5% wt的稀NaOH 溶液處理40min，溫度保持在80°C 90°C，使堿處理液呈中性為止。然后用水洗滌2次 3 次，離心去水，再用95% wt的乙醇洗至抽濾液無色，80°C下烘干、粉碎即得產(chǎn)品。實施例11在制漿過程中采用15L ZQS型電熱旋轉(zhuǎn)蒸煮鍋，內(nèi)襯4個2L耐高壓小罐，油浴加 熱。將40g絕干原料棉短絨和蒸煮液按液比1 4，1 6，1 8，1 10裝入小罐，并加入 一定量的乙酸(對絕干原料棉短絨加乙酸量0%、1.0%、2.0%、3.0%)進行催化，待油浴預(yù)熱到160°C時，將小罐放入油浴中蒸煮。油浴在30min 40min升至195°C，并在此溫度 下分別保溫30min、60min和90min。蒸煮結(jié)束后，將小罐取出在水浴中快速冷卻至室溫，取 出漿料洗滌，蒸煮后的廢液用來回收乙醇。純化漂白工藝采用EAPP漂。堿處理段NaOH用 量為棉短絨乙醇漿絕干質(zhì)量的3%，70°C，30min ；酸處理段硫酸調(diào)節(jié)pH為2，90°C，120min ； H202漂白段H202用量為棉短絨乙醇漿絕干質(zhì)量的10%，NaOH用量為棉短絨乙醇漿絕干質(zhì)量 的3%，MgS04用量為棉短絨乙醇漿絕干質(zhì)量的3%，C6H5Na307用量為棉短絨乙醇漿絕干質(zhì)量 的1%，EDTA用量為棉短絨乙醇漿絕干質(zhì)量的0. 5%，漂白溫度70°C，漂白時間120min。比 較漿料得率、高錳酸鉀值、白度和a-纖維素含量。通過分析圖1 圖6可以得出，最佳制漿工藝為加乙酸量1.0%，液比1 8，保 溫時間60min。該制漿條件下棉短絨乙醇漿高錳酸鉀值為8. 7，得率81. 93%，經(jīng)EAPP漂白 后漿料的高錳酸鉀值為3. 3，a -纖維素含量為92. 48%,白度為86. 56% ISO。2水解制取微晶纖維素的方法為漂白后的漿料洗滌干凈后，按液比1 7，1 10 和1 15g/mL (絕干漿料質(zhì)量與35% wt的鹽酸體積之比)加入到30% 35% wt的鹽酸 中，水解溫度分別保持在40°C、50°C、6(rC，時間分別為40min、50min和60min。冷卻后用2 倍體積的水稀釋，靜置24h后即全部沉淀出MCC粉體。將酸處理后的粉狀沉淀用5% wt稀 NaOH堿液處理40min，溫度保持在80°C 90°C，使堿處理液呈中性為止。然后用水洗滌2 次 3次，離心去水，再用95% wt乙醇洗至抽濾液無色，80°C下烘干、粉碎即得產(chǎn)品。對產(chǎn) 品按中國藥典2005版中對微晶纖維素的鑒定方法進行鑒定。其中結(jié)晶度采用XRD-7000型 X-射線衍射儀測定；粒徑采用BT-9300H型激光粒度分布儀測定。并與購買的藥用微晶纖 維素做對比，檢測所得樣品是否達到了藥品級微晶纖維素的標(biāo)準(zhǔn)。表1產(chǎn)品的理化指標(biāo) 由表1可以看出，所制得的微晶纖維素樣品的指標(biāo)均符合中國藥典2005版中微晶 纖維素的指標(biāo)。表2兩種微晶纖維素參數(shù)的比較 由圖7分析可得本發(fā)明制備的藥用微晶纖維素的結(jié)晶度為63. 96%，由圖8分析可 得藥用微晶纖維素(商品)的結(jié)晶度為53. 23%，因此本發(fā)明制備的藥用微晶纖維素達到了 藥品級微晶纖維素的標(biāo)準(zhǔn)。由圖9分析可得本發(fā)明制備的藥用微晶纖維素的粒徑為22. 72 μ m，由圖10分析可 得藥用微晶纖維素(商品)的粒度為26. 11 μ m,由表2分析可得本發(fā)明制備的藥用微晶纖 維素的中位徑、體積平均徑和面積平均徑均小于藥用微晶纖維素(商品)，而遮光率、比表 面積和折射率等物理參數(shù)相差不大。結(jié)合表2可知本發(fā)明制備的藥用微晶纖維素的粒徑比 較均勻，具有良好的多分散性，本發(fā)明制備的藥用微晶纖維素的粒度已經(jīng)達到藥用微晶纖 維素的要求。由圖11、圖12的掃描電鏡圖可以看出，本發(fā)明制備的藥用微晶纖維素的表面 形貌學(xué)特征與藥用微晶纖維素(商品)的幾乎沒有差別。因此，按此方法制得的微晶纖維素完全可以達到藥用微晶纖維素的標(biāo)準(zhǔn)，而且此 方法污染小，投資省，是一種可行的制備高質(zhì)量微晶纖維素的新方法。
權(quán)利要求
一種棉短絨制備藥品級微晶纖維素的方法，棉短絨經(jīng)過蒸煮脫脂、漂白純化、水解、過濾洗滌、烘干、粉碎后得到藥品級微晶纖維素，其特征在于蒸煮脫脂是采用棉短絨乙醇法制漿，按照棉短絨絕干質(zhì)量與質(zhì)量分?jǐn)?shù)55％的乙醇的體積之比為1∶4～10的比例制備棉短絨乙醇漿，然后在190～195℃溫度下蒸煮保溫30～90min。
2.如權(quán)利要求1所述的棉短絨制備藥品級微晶纖維素的方法，其特征在于，漂白純化 是采用EAPP工藝，其中E段為堿處理段，使用NaOH處理；A段為酸處理段，用硫酸處理；P段 為H202漂白段，使用H202、NaOH、MgS04、C6H5Na307、EDTA對棉短絨乙醇漿料進行處理。
3.如權(quán)利要求1所述的棉短絨制備藥品級微晶纖維素的方法，其特征在于，棉短絨乙 醇法制漿時還加入占棉短絨絕干質(zhì)量的0% 3%但不等于0的乙酸。
4.如權(quán)利要求1所述的棉短絨制備藥品級微晶纖維素的方法，其特征在于，蒸煮后所 得的廢液加熱蒸發(fā)回收其中的乙醇，乙醇回收率可以達到95%以上。
5.如權(quán)利要求1所述的棉短絨制備藥品級微晶纖維素的方法，其特征在于，制取的藥 品級微晶纖維素的灰分含量為0. 0375%，水分含量為4. 5% wt,結(jié)晶度為63. 96%，粒度為 22. 72iim。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種棉短絨制備藥品級微晶纖維素的方法，棉短絨經(jīng)過蒸煮脫脂、漂白純化、水解、過濾洗滌、烘干、粉碎后得到藥品級微晶纖維素。蒸煮脫脂是采用棉短絨乙醇法制漿，按照棉短絨絕干質(zhì)量與質(zhì)量分?jǐn)?shù)55％的乙醇的體積之比為1∶4～10的比例制備棉短絨乙醇漿，然后在190～195℃溫度下蒸煮保溫30～90min。漂白純化是采用EAPP工藝，其中E段為堿處理段，使用NaOH處理；A段為酸處理段，用硫酸處理；P段為H2O2漂白段。本發(fā)明制取的微晶纖維素的灰分含量為0.0375％，水分含量為4.5％，結(jié)晶度為63.96％，粒度為22.72μm，這些指標(biāo)均達到了藥品級微晶纖維素的國家標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號D21C5/00GK101864684SQ201010198549
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月11日
發(fā)明者丁來保, 劉姍姍, 房桂干, 施英喬, 李萍, 沈葵忠, 鄧擁軍, 韓善明 申請人:中國林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所