第一节 国内异Vc钠产品 技术工艺 研发动态
异抗坏血酸钠合成生产工艺的改进:
为了降低消耗,提高收率,缩短工艺流程,在硫酸法工艺的基础上,对原有工艺进行了改进,试验成功了一种酯转化一步法工艺,具体如下:
1、原料
2Kg:如皋味精厂提供,含量约40%,黄色液体
氢氧化钠:工业二级,含量≥95%
甲醇:工业级,含量≥99%
硫酸:99%浓硫酸(工业级)
2、工艺流程
酯转化一步法工艺流程图
3、所用设备
本工艺所需设备有:真空泵、冰机、搪瓷反应釜、离心机。
4、实验结果
共分三个阶段进行了实验,实验统计如下:
由此可见:
此工艺按2Kg计算,所得粗品(折纯)收率平均达86%(m/m),而原工艺平均收率为75%(酯化)×95%(转化)(m/m)。
此工艺工艺流程短,甲醇消耗约1.5t/t(成品),较原工艺2.5-.35t/t大大降低。
此工艺粗品色泽、含量上明显低于原工艺,但对精制进行适当调整后,产品质量符合FCC标准。
第二节 国外异Vc钠产品 技术工艺 研发动态
2KGA经过酯化、转化得到异VC钠,再经酸解即可得到异VC酸,这是目前工业合成异VC酸的途径,被国际上所有的异VC酸(异VC钠)生产企业包括辉瑞(Pfizer)公司、PMP公司、罗盖特(Roquette)公司、郑州拓洋公司和德兴百勤公司所采用。采用该途径合成异VC钠的方法大致可分成两种:以2KGA的钙盐(2KGCa)为起始原料的合成方法和以2KGA为起始原料的合成方法。
1、以2KGA的钙盐(2KGCa)为起始原料的合成方法
1)Hathway报道了一种变相的以2KGCa为起始原料的2KGM合成方法,即提取出2KGCa后,用硫酸溶解过滤,然后将所得的滤液减压浓缩至糖浆状,再加甲醇和少量硫酸回流反应4~5h。该方法报道的酯化收率为理论产率的85%~90%,2KGM的熔点为173~177℃。
2)异VC钠的精制过程比较简单,一般是加水溶解、脱色后过滤、冷却、离心(过滤)、干燥即可得到异VC钠成品。近藤修报道,在HNO3存在的条件下酯化,所得2KGM中检测不出Ca2+的存在。
2、以2KGA为起始原料的异VC钠合成方法
Hathaway以理论计算量的硫酸处理2KGA发酵液中的Ca2+后,低温下减压浓缩滤液至糖浆状,然后加入2KGA重量的约1.5倍体积的甲醇和少量浓硫酸,回流反应4.5h,以理论产率83%左右的收率得到了2KGM,其熔点为173~175℃。Jaffe和Plev异Vc钠采用硫酸酸化的方法除去发酵液中85%~97%的Ca2+及固形物后,采用脱色、离子交换的方法对发酵液进行处理。低温下减压浓缩离交液至糖浆状(含水19%~30%),加入2KGA重量的约3倍体积的甲醇和少量浓硫酸,在惰性气体如N2的保护下回流反应4.5~5.0h,以理论产率的95%左右的收率得到了2KGM,其熔点为174.5~176.5℃。如果发酵液中的2KGA以铵盐的形式存在时,可采用过滤(或离心)的手段除去发酵液中的固形物,然后通过离子交换对发酵液进行净化。
近年来,国外也在不断探讨改进异VC钠的生产方法。Spigno等设计了一个膜反应器,当2KGA溶液进入这个系统时,溶液中的水分被分离,而2KGA扩散至异辛烷或其他有机溶剂中,然后继续扩散至甲醇中进行酯化反应。在这个系统中,酯化反应液一直处于循环状态,反应生成的2KGM被不断的分离。从其实验结果来看,该工艺实现工业化似乎尚有很长的路要走。
第三节 近年国内外异Vc钠 技术工艺
我国科研工作者通过菌种选育,发酵和提制的攻关 研究 ,先后现出A.g-21、A.g-21-45等数株分别用于葡萄糖和玉米粉为原料发酵生产异Vc钠的优良菌种,产酸率可达12%以上,其遗传特性稳定,提取总回收率40%以上。
其工艺流程:淀粉→调浆→发酵→浓缩→结晶→酯化→过滤→碱转化→过滤→干燥→成品。
第四节 未来异Vc钠国内外 技术工艺 研发趋势 分析
从对异Vc钠生产技术 研究 现状的了解来看,直接发酵法和酶法要在近期取得突破是不太现实的,间接发酵法可能是今后较长时期内工业生产异Vc钠的方法。
异Vc钠间接发酵技术的优化主要从以下几方面着手:采取分离2KGM的合成工艺,优化酯化反应条件,从根本上解决该工艺产生的高浓度废水问题,同时大幅提高异VC钠的粗品质量;在异VC钠粗品质量提高的基础上,将目前的二次精制改为一次精制,以提高精制收率:采用各种节能新技术,实现生产设备的大型化、生产工艺连续化,以降低能源消耗;降低精制过程中的溶解温度,改善精制过滤设备,克服产品在一些定性指标上的缺陷。
第五节 异Vc钠产品同类替代 技术工艺 发展
目前,异Vc钠的主流生产方法为间接发酵法,直接发酵法和酶法近期取得突破非常困难。
1、直接发酵法
直接发酵法生产异Vc钠的技术关键在于高产菌株的选育,但目前生产菌株的产酸水平不高,对葡萄糖的转化率不超过45%,在经济指标难以符合工业化生产的要求;Fe,+对异Vc的生物合成具有较强的抑制作用,且发酵周期偏长,因而该技术对设备的要求比较苛刻,难以实现工业化生产;该技术对原料的纯度要求较高,不利于生产成本的降低。
2、酶法
在一定的温度和酸度下,内酯酶(如葡萄糖酸内酯酶、内酯脱氢酶等)可以将溶液中的2KGA转化为异Vc钠。尽管酶法生产技术的反应步骤十分简单,但由于产率太低,没有工业应用价值。
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