沈陽興正和化工是一家專業(yè)生產(chǎn)葡萄糖酸鈉、葡萄糖酸內(nèi)酯、葡萄糖酸鹽的廠家，歡迎新老客戶來電咨詢，聯(lián)系電話：13889850231；葡萄糖酸鈉的制備及發(fā)展趨勢(shì)，葡萄糖酸鈉又稱五羥基己
沈陽興正和化工是一家專業(yè)生產(chǎn)葡萄糖酸鈉、葡萄糖酸內(nèi)酯、葡萄糖酸鹽的廠家，歡迎新老客戶來電咨詢，聯(lián)系電話：13889850231
葡萄糖酸鈉的制備及發(fā)展趨勢(shì)
葡萄糖酸鈉又稱五羥基己酸鈉是一種白色或淡黃色結(jié)晶粉末，易溶于水，微溶于醇，不溶于醚0其分子式為C6~11O7Na，相對(duì)分子質(zhì)量為218.14。葡萄糖酸鈉是葡萄糖的深加工產(chǎn)品，也是制備葡萄糖酸內(nèi)酯\葡萄糖酸鹽(鋅\銅\亞鐵鹽)等的基礎(chǔ)原料，
在食品工業(yè)可用作營(yíng)養(yǎng)增補(bǔ)劑\固化劑\緩沖劑等，該產(chǎn)品熱穩(wěn)定性好，無潮解性，由于其優(yōu)良的螯合性能而被廣泛用于水質(zhì)處理\電鍍\金屬與非金屬的表面清洗及水泥生產(chǎn)等多種工業(yè)部門，在化工\食品\醫(yī)藥\輕工等行業(yè)有著廣泛的用途。
目前，全世界葡萄糖酸鈉年生產(chǎn)量約為3萬t，美國(guó)年生產(chǎn)量約為5000t，日本年生產(chǎn)量約為1.2萬t與國(guó)外相比，中國(guó)的葡萄糖酸鈉在產(chǎn)品質(zhì)量\生產(chǎn)規(guī)模和成本上都有一段距離，目前，中國(guó)已有4家使用催化氧化法技術(shù)生產(chǎn)葡萄糖酸鈉的廠家，生產(chǎn)能力為400t/a左右。產(chǎn)品主要用作水質(zhì)穩(wěn)定劑和洗瓶劑，在膠片行業(yè)也有應(yīng)用，但總的來說，中國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)開拓的力度還不夠，日本在過去的十幾年中，葡萄糖酸鈉每年出口量在3000t以上，主要出口到美國(guó)\東南亞\歐洲等，中國(guó)在此市場(chǎng)上有待進(jìn)一步加大開發(fā)力度。會(huì)使食品級(jí)和工業(yè)級(jí)葡萄糖酸鹽的產(chǎn)量增加，且葡萄糖酸鈉所占的比例也會(huì)有所增加由此可見目前中國(guó)葡萄糖酸鈉的生產(chǎn)工藝落后成本高與國(guó)外相比有一段距離，積極采用新工藝生產(chǎn)葡萄糖酸鈉具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
2葡萄糖酸鈉制備方法的比較
目前葡萄糖酸鈉的生產(chǎn)方法主要有生物發(fā)酵法、均相化學(xué)氧化法、電解氧化法、多相催化氧化法4種2.l 生物發(fā)酵法
該方法包括真菌發(fā)酵和細(xì)菌發(fā)酵，另外還有固定細(xì)胞發(fā)酵工藝其中較普遍采用的是黑曲霉菌發(fā)酵制葡萄糖酸鈉工藝。該方法是在240～300gL的葡萄糖溶液中加入一定量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)滅菌，冷卻至適宜溫度接種體積分?jǐn)?shù)為10的黑曲霉種子液，開動(dòng)攪拌通氣流調(diào)整發(fā)酵液p~值維持在6.0～6.5溫度保持在32～34發(fā)酵過程中，滴加消泡劑以消除發(fā)酵過程中所產(chǎn)生的泡沫。整個(gè)發(fā)酵過程約需20h，當(dāng)殘?zhí)墙抵?gL時(shí)，可以認(rèn)為發(fā)酵結(jié)束菌體與發(fā)酵液分離后，發(fā)酵液經(jīng)真空濃縮結(jié)晶可得葡萄糖酸鈉晶體或經(jīng)噴霧干燥后制得葡萄糖酸鈉粉狀產(chǎn)品。該方法具有發(fā)酵速度快，發(fā)酵過程易于控制，產(chǎn)品易提取等特點(diǎn)。但同時(shí)也有一定缺陷，如產(chǎn)品色澤不易控制，無菌化要求程度高等。20世紀(jì)50年代起很多人研究了在酶和其他催化劑存在下用空氣或過氧化氫來氧化葡萄糖制葡萄糖酸鈉的工藝。其中包括固定化細(xì)胞和固定化酶的研究。許多學(xué)者預(yù)計(jì)采用葡萄糖氧化酶作催化劑用空氣氧化的方法制取葡萄糖酸鈉是今后的發(fā)展方向。生物發(fā)酵法仍是非常有力的競(jìng)爭(zhēng)方法，但耗氧量大致使傳氧速率的提高是一個(gè)難以解決的問題。如果使用過氧化氫不但價(jià)格太貴，而且對(duì)葡萄糖氧化酶有毒性，因此要在經(jīng)濟(jì)上勝過常規(guī)發(fā)酵法還有較大距離。2.2均相化學(xué)氧化法
將結(jié)晶葡萄糖加水溶解后，加入催化劑控制一定的溫度，滴加次氯酸鈉溶液，同時(shí)滴加離子膜液堿來控制反應(yīng)體系的ph值使平衡向生成葡萄糖酸鈉的方向移動(dòng)，通過測(cè)定殘?zhí)橇縼泶_定反應(yīng)終點(diǎn)，然后過濾將反應(yīng)液濃縮，利用氯化鈉溶解度比葡萄糖酸鈉溶解度低的特性，濃縮后先析出氯化鈉后析出葡萄糖酸鈉來進(jìn)行提純可得葡萄糖酸鈉含量在5質(zhì)量分?jǐn)?shù)以上的產(chǎn)品。采用次氯酸鈉氧化法生產(chǎn)葡萄糖酸鈉具有轉(zhuǎn)化率高，工藝過程，簡(jiǎn)單成本低的優(yōu)點(diǎn)。但是其中間步驟多副產(chǎn)物多產(chǎn)物難分離，因此在應(yīng)用上受到了限制。中國(guó)研究人員在國(guó)外改進(jìn)的次氯酸鈉氧化法的基礎(chǔ)上，又對(duì)工藝進(jìn)行了改進(jìn)提高了物料濃度并在室溫進(jìn)行反應(yīng)具備了工業(yè)化生產(chǎn)的條件并于建成了100ta中試裝置收率在左右，但是副產(chǎn)物氯化鈉混在產(chǎn)品中不易分離，為此必須將氧化后的反應(yīng)液用酸酸化使生成的葡萄糖酸鈉，轉(zhuǎn)化為內(nèi)酯蒸出水后再用有機(jī)溶劑萃取，使氯化鈉與內(nèi)酯分離。然后再用堿中和，使內(nèi)酯轉(zhuǎn)化為葡萄糖酸鈉此法流程繁瑣成本較高。
2.3電解氧化法
該方法是在電解槽中加入一定濃度的葡萄糖溶液，再加入適宜的電解質(zhì)在一定溫度一定電流密度下恒電流電解，其工業(yè)參數(shù)的確定因加入電解質(zhì)的不同而異例如以溴化鈉為電解質(zhì)時(shí)葡萄糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)為23.5溫度控制在40電流密度為1Adm2電解質(zhì)濃度為2質(zhì)量分?jǐn)?shù)電解過程中碳酸鈉可一次性加入電解結(jié)束后，將電解液濃縮結(jié)晶可得葡萄糖酸鈉晶體。電解氧化法雖然克服了生物發(fā)酵法和均相化學(xué)氧化法的某些缺點(diǎn)，但在工業(yè)生產(chǎn)中能耗大不易控制，因此工業(yè)化生產(chǎn)中很少采用。
2.4多相催化氧化法
配制一定量的葡萄糖溶液，加入四口燒瓶中，稱取適量催化劑，加入到此燒瓶中恒溫向溶液中。通入空氣并不斷滴加一定濃度的NaO~溶液，來維持一定的ph值。反應(yīng)后的溶液，經(jīng)冷卻抽濾回收催化劑再將濾液減壓蒸餾濃縮結(jié)晶風(fēng)干后得到葡萄糖酸鈉晶體。該法工藝簡(jiǎn)單反應(yīng)。平穩(wěn)易于控制反應(yīng)條件溫和。是較先進(jìn)的一種工藝。多相催化氧化法生產(chǎn)葡萄糖酸鈉常用的催化劑主要是以活性炭為載體的鈀基催化劑，鈀炭催化劑是鈀系催化劑中一種優(yōu)良的催化劑，其選擇性好，抗中毒能力強(qiáng)，且易回收，是精細(xì)有機(jī)化工選擇加氧的首選催化劑。這種催化劑盡管在催化氧化葡萄糖時(shí)顯示出了較好的催化性能，但也存在著氧化時(shí)間長(zhǎng)副反應(yīng)較多等缺點(diǎn)。而且催化劑在循環(huán)使用一定次數(shù)后催化效率下降，甚至基本無催化活性，使葡萄糖轉(zhuǎn)化率降低反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)。此時(shí)的催化劑必須報(bào)廢更新，這就相應(yīng)提高了單位產(chǎn)品催化劑的耗量，也使葡萄糖酸鈉產(chǎn)品生產(chǎn)成本較高。由此可見催化劑性能的好壞，是此法的關(guān)鍵。催化氧化法還是目前中國(guó)葡萄糖酸鈉生產(chǎn)的主要方法，其產(chǎn)量占到80以上，制備方法的比較葡萄糖氧化制備葡萄糖酸鈉的4種方法，目前在中國(guó)均有廣泛研究。在工業(yè)化生產(chǎn)上，生物發(fā)酵法和多相催化氧化法應(yīng)用較多，其中多相催化氧化法具有工藝過程、簡(jiǎn)單反應(yīng)、條件溫和各種氣-液-固三相混合的反應(yīng)器，在常壓均可采用反應(yīng)溫度一般控制在60以下。反應(yīng)時(shí)間短，轉(zhuǎn)化率高，三廢少且易處理的特點(diǎn)此法關(guān)鍵是催化劑的性能及循環(huán)使用的次數(shù)，只要選擇合適的催化劑體系，通過催化劑多次套用，克服貴重金屬價(jià)格昂貴、和催化劑失活的缺點(diǎn)，多相催化氧化法將具有較大的優(yōu)越性和應(yīng)用潛力。3發(fā)展趨勢(shì)
多相催化氧化法生產(chǎn)葡萄糖酸鈉工藝簡(jiǎn)單、氧化時(shí)間短、大大縮短了工藝時(shí)間、降低了能耗是值得研究開發(fā)而又有前途的一項(xiàng)技術(shù)。其優(yōu)越性是不容置疑的，但是此法存在的問題也不少，首先是在催化劑的制備方面還存在著洗滌困難與過濾困難的問題。在氧化工藝中催化劑對(duì)雜質(zhì)的耐受性也較差，使用一定次數(shù)以后活性與選擇性有所下降。這些問題均有待于研究解決，另外從失效的鈀炭催化劑中回收鈀，具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益已經(jīng)越來越受到人們的關(guān)注和重視。
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