本发明涉及一种制备磷酸三钙（下称TCP）的新方法。由于商品磷酸三钙在干燥时有附聚的倾向，而且在加入粉状制品（如干饮料制品）时由于食品酸（如柠檬酸）的存在而溶解迟缓且不完全，在复制饮料时产生混浊和沉淀，所以不能令人满意。 磷酸钙（一、二、三钙和羟基磷灰石）在日常生活中具有广泛的用途。相当不易溶于水的TCP和羟基磷灰石在动物界中是骨骼和牙齿的主要矿物成分。磷酸钙在水中的溶解度随着磷酸的中和程度的增加而降低（例如，磷酸-钙在水中的溶解度最大，而羟基磷灰石在水中的溶解度最小）。所有的磷酸钙盐都溶于强酸（如盐酸）;但是对于相对弱的食品酸（如柠檬酸），磷酸钙盐的溶解速度和溶解程度则主要取决于它们的中和程度。碱性很强的磷酸盐-羟基磷灰石钙在柠檬酸中溶解得极慢，所以要使饮料保持无沉淀或不混浊是不可能的。
现在所用的TCP的商业生产方法是人们所熟知的，包括在70-80℃地温度下在石灰浆中缓慢地加入磷酸，直到其pH接近中性为止，然后将所得到的湿滤饼进行过滤和干燥，滤饼的总固体组成相应于CaO∶P2O5比为3的摩尔比。干产品可用许多方法研磨以降低其平均颗粒尺寸，便于使用。
商品TCP在酸性食品溶液中的不完全稳定性可以认为是由于溶解度很小的结晶性碱式羟基磷酸三钙（亦称羟基磷灰石钙）（下称羟基磷灰石）的存在。
晶体的形成一般认为有两个阶段：晶核形成阶段（初始晶体的形成）和三维生长阶段。晶体形成阶段被认为是需要有一定程度的过饱和现象去克服“活化”能以形成晶核（能够生成晶体的最小量离子的聚集）。晶核形成后，只要该晶体组成溶液是过饱和的，晶体的生长便开始进行。晶体的生长是一个非常复杂的过程，是由许多因素决定的。但在给定的一组条件下，结晶速率因溶液中晶核数目的增加而大大地加快，同时也因温度的上升而增加了晶体增殖率。
美国专利No.3，387，925（Vanstrom等）公开了用控制反应温度和最终pH来生产有较小颗粒尺寸的TCP的方法，其中偏重于小颗粒的TCP的沉淀，并且不需要干燥和研磨。
美国专利No.4，324，772（Conn等）公开了一种大量生产磷酸三钙/羟基磷灰石的方法，该方法包括向二级反应器的第一级连续加入氧化钙水浆和磷酸水溶液。在使反应物的粘度接近于最小粘度的pH下使石灰浆和磷酸水溶液在剧烈搅拌下进行反应。反应在反应器的第二级于搅拌下继续进行。
本发明涉及快速溶解的TCP的生产方法，同时避免形成羟基磷灰石。羟基磷灰石亦称碱式TCP，（Ca10（PO4）6（OH）2）是最稳定、最不溶的TCP形式。为制取快速溶解的TCP，就需要有较不稳定的形式。改变加入反应组分的次序并控制工艺参数就可形成较不稳定形式的TCP。将钙碱迅速加入磷酸（而不是将酸加入钙碱），同时控制反应的pH和温度，特别是必须保持较高的pH和必须将温度保持在特定的最大值以下，再加上必须及时干燥所得到的淤浆，就可将羟基磷灰石的形成保持在绝对最低程度（如果不能完全避免的话）。
据信，现今使用的TCP的商业生产方法可促进一定量的产品转变成为极不易溶解的羟基磷灰石。将磷酸缓慢加入石灰浆是生产羟基磷灰石过饱和水体系的理想条件。其所使用的相对的较高温度（70-80℃）加速了反应，在此高温下的较长的反应时间（2-3小时）是结晶的最佳条件。
本发明叙述的方法是关于快速溶解的TCP的生产。此方法基于减缓或消除形成羟基磷灰石的自然倾向。按此方法生产的TCP能快速湿润并快速溶于酸性溶液，消除了现今商品TCP所产生的混浊和沉积现象。所得到的TCP产品可用于各种食品中，如干饮料和甜食制品等。
羟基磷灰石是一形成得很好的热力学上稳定的和不易溶解的正磷酸钙盐的形态。阻止或减少这种结晶形态可以导致TCP的稳定性的降低，因而成为较易溶解的形态。DCP（磷酸二钙）和TCP的较不稳定的形态是用本发明的制备方法、干燥条件和扰乱晶体结构的添加物来保持的。最终产品中的DCP的量与其中的羟基磷灰石的量有关。羟基磷灰石的形成需要3个分子的TCP加一个氢氧化钙分子（Ca（OH）2）。因为羟基磷灰石的形成需要一个Ca（OH）2，形成TCP的就少了一个分子，结果得到一个DCP分子。本发明提供的淤浆中羟基磷灰石的含量不多于2%，而现今的TCP含有约10-15%的羟基磷灰石。
本发明方法要求有相反的加入成分的次序。常用的将磷酸加入钙碱的方法，其结果是形成了羟基磷灰石，至少是由于最初有过量钙存在。但在本发明中是用钙来轰击磷酸。当加入钙源淤浆时将混合物连续进行搅拌，迫使反应由磷酸一钙向磷酸二钙的方向进行，然后再向磷酸三钙方向进行;再者，所给的反应参数或反应条件阻止沉淀的磷酸钙继续形成羟基磷灰石。因此，当磷酸三钙形成的时，反应便停止。所用的钙源可以是碳酸钙（CaCO3）、氧化钙（CaO）或氢氧化钙（Ca（OH）2），后者是优先选择的钙源形式。
为了阻止羟基磷灰石的形成，必须控制最终淤浆的温度和pH;pH必须保持提高，因为pH范围接近中性（～7）时将有利于发生TCP向羟基磷灰石的转变。优先选择的pH范围为8-12，其中最好的是11-12。
此外，所用的温度必须较低，在过程中有组分的初始温度、反应温度和所得到的淤浆的温度。二元组分的初始温度应要保持十分低，从约40°F至约80°F，最好是在约40°F至约50°F。当把钙分散体加到磷酸水溶液中时反应便开始了，由于是放热反应，所以混合物的温度开始上升。反应发生时，混合物的温度可以控制也可以不控制。
一旦所需的反应进行完毕，如未控制温度，则需将所得淤浆进行冷却，将其冷却至环境温度即可而需需要保持在环境温度以下。任何时候都需将温度保持在160°F或以下，以便阻止/或最大程度减低任何的再结晶现象。反应时所经历的相对高的温度是短暂的，没有发现对淤浆有什么影响。
反应过的淤浆形成后，就须进行干燥，大多数的常规干燥方法都可使用，以冻干法和喷雾干燥法为优先选择的方法。
淤浆应迅速（相对说来）进行干燥，但在常温下保持24小淤浆将不会受影响。
加入某些添加剂有助于阻止DCP/TCP的结晶和转变成比较稳定的羟基磷灰石。除磷酸外，可能的添加剂是磷酸镁和各种食品酸。可通过将钙，如Ca（OH）2与Mg（OH）2混合，并加入等与量的磷酸中，使磷酸镁与磷酸钙共沉淀出来。Mg和Ca的比为1∶3左右至1∶10左右。在可能的食品酸中，柠檬酸和马来酸是加入无定形TCP中优选的食品酸。加入的食品酸的浓度应为磷酸摩尔浓度的10%左右至30%左右。
在干食品（如粉状料制品）中使用所得到的TCP是一种好的钙源。每夸脱饮料含1.08-1.40克左右的钙的饮料制品可提供等体积牛奶中的含钙量，相当于每8盎司玻璃杯的饮料中有270-310毫克左右的钙。
现举实例仅以说明本发明，并无意对本发明有任何形式的限制。
实例1
将3摩尔Ca（OH）2（222克）悬浮于800毫升水中，在连续搅拌下将得到的淤浆加入2摩尔磷酸（231克85%的磷酸）于1000毫升水中的溶液。稀磷酸的初始温度为40°F左右。经混合后用冰冷却反应混合物并将温度保持在60°F左右。所得淤浆的最终pH为11.5。用装有轮式旋转雾化器的Niro喷雾塔干燥所得的淤浆，入口温度150-200℃，出口温度60-80℃，淤浆喂料速度120毫升/分钟。
实例2
重复实例1的操作，但不控制温度。在混合Ca（OH）2和磷酸时悬浮液温度升至160°F。在制备过程的第一个小时内将半量的TCP悬浮液进行干燥。另一半悬浮液在环境温度下混合3小时，然后再喷雾干燥。
实例1和实例2的两部份的结果均相同。在搅拌含柠檬酸的水溶液后TCP便溶解，得到了清澈的饮料，观察不到混浊或沉积现象。如果有任何实质量的羟基磷灰石存在（例如大于1%），在实例2中的3小时混合时间里淤浆的结晶结构将会改变，其结晶是使饮料含有可见的沉淀。因为所制得的饮料是清澈的，所以本发明的方法只有很少（如果有的话）的羟基磷灰石产生。