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葡萄糖酸钠工业级
产品简介
合成方法 工业上一般以含有葡萄糖的物质(例如谷物)为原料,采用发酵法先由葡萄糖制得葡萄糖酸,然后再由氢氧化钠进行中和,即可得葡萄糖酸钠,也可采用电解法和氧化合成。我国
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产品介绍

摘要:

简要介绍了葡萄糖酸钠的性质,应用领域,生产方法,原料,生产规模和国内分布。重点介绍了催化氧化和生物发酵的生产技术,以及葡萄糖酸钠工业的未来发展趋势。进行了预测并提出了开发建议。

关键词:葡萄糖酸钠;应用;生产方法;生物发酵方法;技术水平

合成方法

工业上一般以含有葡萄糖的物质(例如谷物)为原料,采用发酵法先由葡萄糖制得葡萄糖酸,然后再由氢氧化钠进行中和,即可得葡萄糖酸钠,也可采用电解法和氧化合成。我国大都采用化学氧化法-次溴氧化法生产合成。

根据所用发酵酶种类的不同,发酵法可分为两钟,一种是用Aspergillus Niger的酶,另一种酸,后一法则借助于葡萄糖脱氢形成内酯,然后使酯分解。葡萄糖酸钠也可直接由葡萄糖发酵而得。此时,发酵基持的组成可为:葡萄糖250~350g/L,七水硫酸镁0.2~0.3g/L,磷酸氢二铵或尿素0.4~0.5g/L。 此基质须进行灭菌处理。发酵过程中,温度控制为30-32度,pH用30%~50%氢氧化钠的办法控制为5.5-6.5,发酵过程持续40~100h。然后,通过过滤和洗涤除去微生物,活性炭脱色,再过滤,浓缩结果或喷雾干燥而得成品。

安全防护

葡萄糖酸钠无毒。存在于水中的葡萄糖酸钠及其与重金属离子形成的螯合物,可通过普通生化处理迅速、完全地降解。降解过程中释放出的重金属离子可经沉淀去除,或吸附于废水处理过程中形成的淤泥上而去除。

葡萄糖酸钠的性质

葡萄糖酸钠是一种白色或淡黄色结晶粉末,易溶于水,微溶于乙醇,不溶于乙醚和含盐。化学名:五羟基己酸钠,分子式:C 6 H II NaO 7,相对分子质量:218.14。 10%水溶液的pH为6.2-7.8,在水中的溶解度为59g / 100ml。表面张力9.0×10~N / m。微溶于乙醇,不溶于乙醚,熔点约206℃。

葡萄糖酸,钠盐的应用研究

葡萄糖酸钠是广泛使用的多羟基有机酸盐。由于其无毒,原料来源广泛,热稳定性好,不易潮解,因此广泛应用于化工,食品,制药,轻工等行业。使用该国的发展和应用现状如下:

在医药和食品领域的应用

在食品工业中,它可以用作营养补充剂,固化剂,缓冲剂等,而现在,使用葡萄糖酸钠重新开发了一种高度调味的新调味料。这种新的调味料不仅可以赋予食物酸味,还可以用作调节pH的稳定剂,改善食物的味道,防止蛋白质变性,掩盖不良的苦味和涩味,并用盐代替低钠,无钠的食物。健康。葡萄糖酸钠对大豆蛋白气味,鱼腥味和掩盖微量金属(如镁,铁和锌,尤其是镁)具有显着的苦味作用。适合饮料和健康食品。香肠生产中的大豆蛋白和其他原料包括猪肉,猪肉脂肪,水,钠奶酪,盐,多磷酸盐,亚硝酸钠,谷氨酸钠,香料等,并添加约5葡萄糖酸钠。减少大豆蛋白气味的影响。葡萄糖酸钠还掩盖了大豆蛋白食品(如豆奶和汉堡包)的大豆蛋白气味特征。在鱼加工鱼酱中加入0.5%葡萄糖酸钠可以显着减少鱼的气味,这比使用乳化和覆盖方法减少鱼腥味和改善鱼类进口口味更好。它还可以用作盐的替代物,用于改善食品加工的特性,调节发酵,并赋予食品保存和脱水等各种功能。葡萄糖酸钠仅占分子量的10.5(盐中的钠盐占分子量的39.3%),葡萄糖酸钠和盐的含量相同,前者钠仅为后者的1/4,因此可以用钠代替。葡萄糖。无盐或减盐食品的无盐加工。葡萄糖酸钠在美国被用作药物来调节人体的酸碱平衡,保证神经的正常使用,并有效预防低钠综合征的发生。

化学工业的应用

葡萄糖酸钠由于其优异的螯合性能而广泛用于各种工业领域,例如水处理,电镀,金属和非金属表面清洁和水泥生产。葡萄糖酸钠也是葡糖酸内酯和葡萄糖酸盐的制剂。基本原料,如锌,铜和亚铁盐。

用作水质稳定剂:

由于葡萄糖酸钠具有优异的腐蚀和阻垢效果,因此被广泛用作水质稳定剂,例如,作为石化企业循环冷却水系统,低压锅炉,内燃机冷却水系统等。

因为它具有以下特定优点:

(1)具有明显的配位效果:适用于钼,硅,磷,钨,亚硝酸盐等配方。由于配位效应,腐蚀抑制效果大大提高。

(2)缓蚀率随温度的升高而增大:缓蚀剂随温度的升高而降低,甚至完全失效。然而,葡萄糖酸钠则相反。腐蚀抑制率随着一定温度在一定范围内增加。例如,在碳钢和其他材料的测试中,温度从77°CF上升到120°CF,缓冲率平均增加5%。以上。因此,葡萄糖酸钠的独特性非常适合用作高温系统或温度依赖系统的腐蚀抑制剂,从低温到高温。

(3)抗垢能力强:对钙,镁,铁盐具有很强的络合能力,抗垢能力很强,特别是Fe3 +,即使在整个PH范围内也具有优异的螯合作用。

(4)消除污染:使用葡萄糖酸钠作为循环冷却水腐蚀和阻垢剂来实现污染,这是目前使用的其他腐蚀和阻垢剂的优点。

用作钢表面清洁剂:

如果钢表面需要镀铬,镀铬,镀锡或镀镍,以适应特殊应用,如制作马口铁,镀锌板,镀铬(电)等,板坯表面必须严格清洁,使涂层和钢。表面牢固地粘合,此时向清洁剂中加入葡萄糖酸钠将获得非常理想的效果。这已得到国际上制造马口铁的大公司的证实。

玻璃瓶专用清洁剂:

已经证明,使用葡萄糖酸钠作为主体制备的清洁饮料瓶等特殊清洁剂具有高清洁效率和安全性,并且可以显着提高喷嘴堵塞现象和三次废物排放的综合效果。在饮料,食品,酿造等行业中,数以亿计的玻璃瓶,如汽水瓶,啤酒瓶,牛奶瓶,罐装瓶,酱油瓶,酒瓶等,是一个潜力巨大的市场。在电镀工业中,它可以在更高的温度下操作,并且可以直接镀金光亮镀层。它不需要抛光和镀铬,并且除锈性能良好。

在混凝土领域的应用

葡萄糖酸钠是一种有效的低成本混合物,也是最广泛使用的用于抑制坍落度损失的混凝土缓凝剂。它具有二次增塑作用,可减少减水剂的用量。当剂量在0.08%和0.2%之间时,它具有良好的延迟效果。葡萄糖酸钠在混凝土中的应用应从三个方面进行反思:延长混凝土凝结时间,减少混凝土坍落度损失,提高混凝土强度。近年来,国内的混凝土外加剂行业也处于高速发展阶段。羟基羧酸盐复合高效减水剂与羟基羧酸钠葡萄糖酸盐和萘系高效减水剂的研究和应用已成为混凝土外加剂行业的热点。为了减少建筑投资和提高经济效率,有必要考虑混凝土必须具有高耐久性,并且必须使用高性能减水剂,例如超增塑剂和聚羧酸盐。葡萄糖酸钠的分子链接枝在萘减水剂的分子主链上,使萘系高效减水剂具有高减水性和高保护性,克服了劣势坍落度损失太快;改性萘减水剂具有更广阔的发展空间。

生产方式

目前,国内葡萄糖酸钠的生产方法主要有生物发酵法,均相化学氧化法,电解氧化法和非均相催化氧化法。目前,国内大规模工业化生产主要采用生物发酵法和非均相催化氧化法。由于使用金属催化剂,非均相催化氧化法具有一定的毒性,其产品不能作为食品生产的食品添加剂。该生物发酵方法历史悠久,工艺稳定,成本低,安全无污染,已在国内生产。葡萄糖酸钠的主流。此外,生物酶法已逐渐应用于工业中。

生物发酵法

除固定的细胞发酵过程外,该方法还包括霉菌发酵和细菌发酵。目前,工业生产常用于黑曲霉发酵生产葡萄糖酸钠。发酵方法以淀粉和淀粉(蔗糖)为原料,采用双酶法生产糖;黑曲霉(Aspergillus niger)是一种生产菌株,由菌株逐步扩增;深度好氧发酵,发酵和代谢酶将葡萄糖氧化成葡萄糖酸,在发酵过程中,加入液态氢氧化钠控制pH值,最后制备葡萄糖酸钠发酵液。在发酵细菌与发酵液分离后,将发酵液脱色,浓缩,结晶,重结晶,离心,干燥和包装。获得完成的葡萄糖酸钠。该方法发酵初始糖浓度高,循环周期短,控制温度高(浓度30%以上,循环20-30h,温度40℃,在所有发酵有机酸中很少见),易于控制发酵过程,易于产品提取生产稳定,温和,易于大批量生产。同时具有成本低,质量控制容易,无废水,废气产生等优点,是国内工业生产葡萄糖酸钠工业级的主要生产方法。

非均相催化氧化

该方法是在反应器中进行的气 - 液 - 固三相反应。它以结晶葡萄糖为原料,制备一定浓度的葡萄糖溶液。多金属/碳催化剂,钯/碳合金Pd(Pt)/

酶法

酶法生产过程使用酶制剂(葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶)直接将葡萄糖氧化成葡萄糖酸,并通过在反应过程中加入氢氧化钠溶液保持一定的pH范围,最终产生葡萄糖。钠溶液。酶法生产工艺的特点是:工艺简单,纯度高,设备低,产率高,节能,成本低。缺点:酶制剂很贵。然而,酶促过程的突出优势引起了科学家和科学家的极大兴趣以及许多葡萄糖酸钠企业的关注。许多学者预测,利用葡萄糖氧化酶作为催化剂,通过空气氧化制备葡萄糖酸钠是未来的发展方向。

生产规模和分布

作为一个新兴产业,葡萄糖酸钠工业发展迅速。据报道,2003 - 2009年国内葡萄糖酸钠产业产量保持33.14%的复合增长率,中国已成为世界重要的生产国和出口国。目前我国有40多家葡萄糖酸钠生产企业,其中大部分分布在主要产区。主产区分布在山东,浙江,辽宁,河南,湖北,广东,江苏,江西,安徽等地。年产总产能超过60万吨,不包括广东和浙江等华南地区的葡萄糖酸钠水产品。如果计算,它将超过700,000吨。仅山东就有7个以上,都是通过发酵生产的。总生产能力超过40万吨,浙江有7个以上。少数是通过发酵生产的,总生产能力超过10万吨。其他省份的制造商和小规模较少,大多采用非均相催化氧化法生产水基产品。

技术水平

非均相催化氧化技术水平

非均相催化氧化工艺的关键技术是催化剂,钯/碳作为催化剂和多金属/碳催化剂的性能。 是用多金属/碳催化剂代替钯/碳催化剂生产葡萄糖酸盐的放大试验。多金属/碳催化剂具有高催化活性,强特异性和许多使用周期。现在,具有领先技术和管理水平的制造商将氧化时间减少了一半,氧化转化率提高了4%至99%。约为%的水平,由于氧化的高度特异性,氧化反应中的副反应非常小,因此产物收率(以GNA生产为例)几乎是100%,催化剂的数量应用可以达到400多次。产品质量指标达到国际水平。

生物发酵技术水平

中国生产葡萄糖酸钠的微生物发酵工艺发展到现在,发酵水平和提取工艺已达到世界先进水平,产品质量超过FCCVI等国际标准,得益于我们广大的长期不懈努力一个领域的科技工作者人数。应用领域的应用研究。特别是工业葡萄糖酸钠在混凝土领域的技术研究和应用为葡萄糖酸钠工业的发展提供了广阔的空间。

结论:

作为一个新兴产业,葡萄糖酸钠在混凝土市场中具有大量用途。特别是近年来发酵的应用为该行业的发展注入了活力。该发酵方法具有糖高,温度高,循环周期短,生产线短,制造成本低的优点。低,在所有有机酸工业中都很少见。葡萄糖酸钠的口感和独特功能可以完全取代苹果酸钠,柠檬酸钠和乳酸钠等有机酸盐产品的较高价格,可用于调节pH值,改善口感和口感,并可代替盐。制作低盐食品有很多应用空间。葡萄糖酸钠市场和应用领域进一步扩大,原有企业将扩大生产能力,不断推出新企业。国内葡萄糖酸钠工业生产能力快速增长,应用领域潜力巨大,中国葡萄糖酸盐产业的发展,加强科技创新,不断提高产品质量,提高国际竞争力,发展战略性新兴产业,引进生物产业,开发新技术,新技术,新设备该应用为葡萄糖酸钠工业的发展开辟了新的空间。只有不断的技术创新,企业才能充满活力和竞争力。加强企业,高校和科研院所的技术创新与合作,不断提高我国葡萄糖酸钠行业的整体技术水平和产品质量,提高国际竞争力。加强合作,良性竞争,共同应对国际市场。


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