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葡萄糖酸钠的制备及发展趋势
时间: 2018-09-04 14:25 浏览次数:
沈阳兴正和化工是一家专业生产葡萄糖酸钠、葡萄糖酸内酯、葡萄糖酸盐的厂家,欢迎新老客户来电咨询,联系电话:13889850231;葡萄糖酸钠的制备及发展趋势,葡萄糖酸钠又称五羟基己

沈阳兴正和化工是一家专业生产葡萄糖酸钠葡萄糖酸内酯、葡萄糖酸盐的厂家,欢迎新老客户来电咨询,联系电话:13889850231
葡萄糖酸钠的制备及发展趋势
葡萄糖酸钠又称五羟基己酸钠是一种白色或淡黄色结晶粉末,易溶于水,微溶于醇,不溶于醚0其分子式为C6~11O7Na,相对分子质量为218.14。葡萄糖酸钠是葡萄糖的深加工产品,也是制备葡萄糖酸内酯\葡萄糖酸盐(锌\铜\亚铁盐)等的基础原料,
在食品工业可用作营养增补剂\固化剂\缓冲剂等,该产品热稳定性好,无潮解性,由于其优良的螯合性能而被广泛用于水质处理\电镀\金属与非金属的表面清洗及水泥生产等多种工业部门,在化工\食品\医药\轻工等行业有着广泛的用途。

1. 国内外葡萄糖酸钠生产现状

目前,全世界葡萄糖酸钠年生产量约为3万t,美国年生产量约为5000t,日本年生产量约为1.2万t与国外相比,中国的葡萄糖酸钠在产品质量\生产规模和成本上都有一段距离,目前,中国已有4家使用催化氧化法技术生产葡萄糖酸钠的厂家,生产能力为400t/a左右。产品主要用作水质稳定剂和洗瓶剂,在胶片行业也有应用,但总的来说,中国国内市场开拓的力度还不够,日本在过去的十几年中,葡萄糖酸钠每年出口量在3000t以上,主要出口到美国\东南亚\欧洲等,中国在此市场上有待进一步加大开发力度。会使食品级和工业级葡萄糖酸盐的产量增加,且葡萄糖酸钠所占的比例也会有所增加由此可见目前中国葡萄糖酸钠的生产工艺落后成本高与国外相比有一段距离,积极采用新工艺生产葡萄糖酸钠具有重要的现实意义和显著的经济效益。


葡萄糖酸钠厂家

2葡萄糖酸钠制备方法的比较

目前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、多相催化氧化法4种

2.l 生物发酵法

    该方法包括真菌发酵和细菌发酵,另外还有固定细胞发酵工艺其中较普遍采用的是黑曲霉菌发酵制葡萄糖酸钠工艺。该方法是在240~300gL的葡萄糖溶液中加入一定量的营养物质灭菌,冷却至适宜温度接种体积分数为10的黑曲霉种子液,开动搅拌通气流调整发酵液p~值维持在6.0~6.5温度保持在32~34发酵过程中,滴加消泡剂以消除发酵过程中所产生的泡沫。整个发酵过程约需20h,当残糖降至1gL时,可以认为发酵结束菌体与发酵液分离后,发酵液经真空浓缩结晶可得葡萄糖酸钠晶体或经喷雾干燥后制得葡萄糖酸钠粉状产品。该方法具有发酵速度快,发酵过程易于控制,产品易提取等特点。但同时也有一定缺陷,如产品色泽不易控制,无菌化要求程度高等。20世纪50年代起很多人研究了在酶和其他催化剂存在下用空气或过氧化氢来氧化葡萄糖制葡萄糖酸钠的工艺。其中包括固定化细胞和固定化酶的研究。许多学者预计采用葡萄糖氧化酶作催化剂用空气氧化的方法制取葡萄糖酸钠是今后的发展方向。生物发酵法仍是非常有力的竞争方法,但耗氧量大致使传氧速率的提高是一个难以解决的问题。如果使用过氧化氢不但价格太贵,而且对葡萄糖氧化酶有毒性,因此要在经济上胜过常规发酵法还有较大距离。

2.2均相化学氧化法

将结晶葡萄糖加水溶解后,加入催化剂控制一定的温度,滴加次氯酸钠溶液,同时滴加离子膜液碱来控制反应体系的ph值使平衡向生成葡萄糖酸钠的方向移动,通过测定残糖量来确定反应终点,然后过滤将反应液浓缩,利用氯化钠溶解度比葡萄糖酸钠溶解度低的特性,浓缩后先析出氯化钠后析出葡萄糖酸钠来进行提纯可得葡萄糖酸钠含量在5质量分数以上的产品。
采用次氯酸钠氧化法生产葡萄糖酸钠具有转化率高,工艺过程,简单成本低的优点。但是其中间步骤多副产物多产物难分离,因此在应用上受到了限制。中国研究人员在国外改进的次氯酸钠氧化法的基础上,又对工艺进行了改进提高了物料浓度并在室温进行反应具备了工业化生产的条件并于建成了100ta中试装置收率在左右,但是副产物氯化钠混在产品中不易分离,为此必须将氧化后的反应液用酸酸化使生成的葡萄糖酸钠,转化为内酯蒸出水后再用有机溶剂萃取,使氯化钠与内酯分离。然后再用碱中和,使内酯转化为葡萄糖酸钠此法流程繁琐成本较高。

2.3电解氧化法

该方法是在电解槽中加入一定浓度的葡萄糖溶液,再加入适宜的电解质在一定温度一定电流密度下恒电流电解,其工业参数的确定因加入电解质的不同而异例如以溴化钠为电解质时葡萄糖质量分数为23.5温度控制在40电流密度为1Adm2电解质浓度为2质量分数电解过程中碳酸钠可一次性加入电解结束后,将电解液浓缩结晶可得葡萄糖酸钠晶体。电解氧化法虽然克服了生物发酵法和均相化学氧化法的某些缺点,但在工业生产中能耗大不易控制,因此工业化生产中很少采用。

葡萄糖酸钠

2.4多相催化氧化法

配制一定量的葡萄糖溶液,加入四口烧瓶中,称取适量催化剂,加入到此烧瓶中恒温向溶液中。通入空气并不断滴加一定浓度的NaO~溶液,来维持一定的ph值。反应后的溶液,经冷却抽滤回收催化剂再将滤液减压蒸馏浓缩结晶风干后得到葡萄糖酸钠晶体。该法工艺简单反应。平稳易于控制反应条件温和。是较先进的一种工艺。多相催化氧化法生产葡萄糖酸钠常用的催化剂主要是以活性炭为载体的钯基催化剂,钯炭催化剂是钯系催化剂中一种优良的催化剂,其选择性好,抗中毒能力强,且易回收,是精细有机化工选择加氧的首选催化剂。这种催化剂尽管在催化氧化葡萄糖时显示出了较好的催化性能,但也存在着氧化时间长副反应较多等缺点。而且催化剂在循环使用一定次数后催化效率下降,甚至基本无催化活性,使葡萄糖转化率降低反应时间延长。此时的催化剂必须报废更新,这就相应提高了单位产品催化剂的耗量,也使葡萄糖酸钠产品生产成本较高。由此可见催化剂性能的好坏,是此法的关键。催化氧化法还是目前中国葡萄糖酸钠生产的主要方法,其产量占到80以上,制备方法的比较葡萄糖氧化制备葡萄糖酸钠的4种方法,目前在中国均有广泛研究。在工业化生产上,生物发酵法和多相催化氧化法应用较多,其中多相催化氧化法具有工艺过程、简单反应、条件温和各种气-液-固三相混合的反应器,在常压均可采用反应温度一般控制在60以下。反应时间短,转化率高,三废少且易处理的特点此法关键是催化剂的性能及循环使用的次数,只要选择合适的催化剂体系,通过催化剂多次套用,克服贵重金属价格昂贵、和催化剂失活的缺点,多相催化氧化法将具有较大的优越性和应用潜力。

3发展趋势

多相催化氧化法生产葡萄糖酸钠工艺简单、氧化时间短、大大缩短了工艺时间、降低了能耗是值得研究开发而又有前途的一项技术。其优越性是不容置疑的,但是此法存在的问题也不少,首先是在催化剂的制备方面还存在着洗涤困难与过滤困难的问题。在氧化工艺中催化剂对杂质的耐受性也较差,使用一定次数以后活性与选择性有所下降。这些问题均有待于研究解决,另外从失效的钯炭催化剂中回收钯,具有重大的经济效益和社会效益已经越来越受到人们的关注和重视。
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