葡萄糖酸钠的生产方法
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葡萄糖酸钠车间收率异常情况分析报告一、车间生产工艺技术理论葡萄糖酸钠车间以淀粉乳为原料,经过淀粉酶液化、糖化酶糖化,得到葡萄糖,再经过黑曲霉发酵或加酶氧化葡萄糖变成葡萄糖酸,加入氢氧化钠中和得到葡萄糖酸钠,再经过蒸发、结晶、干燥,得到葡萄糖酸钠成品。
整个生产工艺涉及的化学反应有:(C6H10O5)n(淀粉)+ nH2O===nC6H12O6(葡萄糖)162.14n 18n 180.16nO2 + NaOH===C6H11O7Na(葡萄糖酸钠)+ H2OC6H12O6(葡萄糖)+ 12180.16 218.14218.14÷162.14×100% =134.54%根据化学反应的能量守恒定律,1个单位的淀粉经过转化可产生1.3454个单位的葡萄糖酸钠,也就是说,理论上假如1 T纯净的淀粉(淀粉含量100%)经过完全生产转化,在生产过程中没有损失,最终可生产1.3454 T含量100%的葡萄糖酸钠,生产收率可达到134.54%。
而实际生产中,由于各种因素的限制,是难以达到理论数值的。
二、实际生产收率影响因素1、淀粉的纯度目前,市场上淀粉普遍不纯,里面含有少量的蛋白质,蛋白质的存在会导致收率的降低,淀粉指标要求里面蛋白质含量在0.4 %以下,原淀粉车间生产的淀粉蛋白质含量一般在0.3 %左右,这将直接降低收率0.4 %左右。
2、淀粉的水解程度淀粉在液化和糖化过程中如果淀粉水解不完全,则会残存麦芽糖,再加上其他因素影响,还会产生其他的杂糖(异麦芽糖和异麦芽酮糖),杂糖的存在直接影响淀粉的水解转化率,导致收率降低,按照研发部门的测定,母液中麦芽糖和其他杂糖合计在10 %左右,据此推算,糖化清液中杂糖总量应该在0.26 %左右,收率也会降低0.35 %左右;如果生产中管理不当,液化不完全,淀粉转化率更低,都会导致收率降低。
3、糖渣过滤中葡萄糖损失车间中糖渣过滤用板框过滤机,板框过滤出料水分在50 %左右,糖液浓度在37 %左右,那么每出1 T糖渣将损失0.185 T左右葡萄糖,目前,每班能出4 T-5 T糖渣,将损失葡萄糖0.85 T左右,占每班葡萄糖总量0.3 %左右,收率也将降低0.4 %左右。
调查 研究食品添加剂葡萄糖酸钠的制备方法及其应用研究进展 杜裕芳 左艳娜 胡秋连 郝苗 江西省食品检验检测研究院葡萄糖酸钠的分子式为C6H11O7Na,分子量为218.14。
葡萄糖酸钠广泛用于工业中。
葡萄糖酸钠可用作建筑,纺织印花和金属表面处理及水处理,钢表面清洁剂,玻璃瓶清洁剂,电镀行业氧化铝着色等领域的高效螯合剂。
混凝土工业用作高效缓凝剂,高效减水剂等。
葡萄糖酸钠因其来源广泛,无毒,无潮解,稳定性和良好的螯合性能而备受关注。
一些新的制备葡萄糖酸钠技术不断被开发,其应用也越来越广泛。
在食品工业中,葡萄糖酸钠作为食品添加剂,可以赋予食品酸味,增强食品的味道,防止蛋白质变性,改善不良的苦味和涩味,并取代盐来获得低钠,无钠的食品。
目前,家庭工人对葡萄糖酸钠的研究主要集中在生产和制备工艺的成熟以及生产成本的降低上。
本文介绍了食品工业中葡萄糖酸钠的主要生产工艺,如制备方法,工艺优化等热点问题,以及在食品工业中的应用,为葡萄糖酸钠的制备和应用提供了理论参考。
食品添加剂葡萄糖酸钠的制备原理食品级葡萄糖酸钠的制备主要采用的是生物发酵法,生物发酵法所用的菌种主要包括真菌和细菌,另外还有新型的固定化细胞发酵。
现目前葡萄糖酸钠生产的方法采用的是酶氧化法生产,其中用到的主要的酶是葡萄糖氧化酶(GOD)。
葡萄糖氧化酶主要负责通过葡糖酸和过氧化氢催化葡萄糖的产生。
黑曲霉(Aspergillus niger)是GOD的主要生产菌株。
在实际生产中,GOD将与过氧化氢酶(CAT)形成复杂的酶系统。
CAT主要的功能是使得体系中的H2O2得以分解。
葡萄糖在GOD的作用会氧化为葡萄糖酸,并伴随过氧化氢的释放。
过氧化氢具有很强的氧化性,可以降低葡萄糖氧化酶的活性。
过氧化氢酶的加入可以快速分解过氧化氢,将过氧化氢分解成水和氧,葡萄糖氧化酶可以继续催化反应。
并且可以补充反应所需的氧气,使氧化反应持续进行。
在实际生产中,加入一定量的氢氧化钠溶液以维持反应体系的pH值,使反应继续进行。
第24卷第2期河北工业科技Vol.24,No.2 2007年3月Hebei Journal of Industrial Science and Technology Mar.2007 文章编号:100821534(2007)022*******葡萄糖酸钠的制备及发展趋势王 冲,刘红梅,杨文玲,裴双秀,杜亚威(河北科技大学化学与制药工程学院,河北石家庄 050018)摘 要:概述了葡萄糖酸钠的基本特性和用途,综述了以葡萄糖为基本原料制备葡萄糖酸钠的4种合成方法———生物发酵法、均相化学氧化法、电解氧化法、多相催化氧化法。
通过比较认为多相催化氧化法更适用于工业化生产。
介绍了多相催化氧化法所使用的钯炭催化剂。
关键词:葡萄糖酸钠;葡萄糖;制备中图分类号:TQ921 文献标识码:APreparation and develop ment of sodium gluconateWAN G Chong,L IU Hong2mei,YAN G Wen2ling,PEI Shuang2xiu,DU Ya2wei(College of Chemical and Pharmaceutical Engineering,Hebei University of Science and T echnology,Shijiazhuang Hebei050018,China)Abstract:The basic characteristics and applications of sodium gluconate are introduced.By Using glucose as the raw material, four synthesis methods including biochemical fermentation,eletrooxidation,homogeneous chemical oxidation and heterogeneous catalytic oxidation are reviewed.Through comparison,the heterogeneous catalytic oxidation method is regarded as the optimal process for preparation of sodium gluconate.Palladium2carbon catalyst is also introduced.K ey w ords:sodium gluconate;glucose;preparation 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。
一种葡萄糖酸钠母液的新型分离提取方法在葡萄糖酸钠母液的新型分离提取方法中,可以采用以下步骤来实现高效分离提取:
1.前处理:将葡萄糖酸钠母液进行预处理,去除其中的杂质和不需要的组分。
这可以通过过滤、沉淀、离心等方法实现。
2.溶剂萃取:采用溶剂萃取的方法将葡萄糖酸钠从母液中分离提取出来。
选择合适的有机溶剂,使葡萄糖酸钠在有机相中有较高的溶解度,并与母液中的其他组分相分离。
3.酸碱调节:调节溶剂中的酸碱度,使葡萄糖酸钠在溶剂中以更稳定的形式存在,提高其提取效率。
4.萃取分离:通过适当的萃取时间和条件,使葡萄糖酸钠与有机相充分接触,实现有效分离。
5.相分离:将葡萄糖酸钠所在的有机相和母液中的无关组分相分离,可以采用离心、分液漏斗等方法。
6.回收溶剂:对有机相进行脱溶剂,回收溶剂以减少资源浪费。
7.纯化和浓缩:对分离提取得到的葡萄糖酸钠进行纯化和浓缩,得到高纯度的葡萄糖酸钠产物。
这种新型分离提取方法能够高效、节能地从葡萄糖酸钠母液中提取目标物质,减少资源消耗和环境污染,具有较好的工程应用前景。
需要强调的是,具体的分离提取方法会根据实际情况和要求进行优化和调整,以达到最佳效果。
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葡萄糖酸钠的生产方法
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。
它是一种用途极广的多羟基有机酸盐,由于其无毒,原料来源广泛的特性,在化工、食品、医药、轻工等行业有广泛的用途。
此外还可用于电镀、胶卷制造等许多工业领域,应
用前景十分广阔。
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、电解氧化法以及多相催化氧化法等
(1)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- 300 g/L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PH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20 h,当残糖降至1g/L 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、结晶后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,但同时也有一定的缺陷,如产品色泽不易控制、无菌化要求程度高等。
(2)均相化学氧化法。
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95%(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,产物难于分离,因此在应用上受到了限制。
(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,葡萄糖浓度为23.5%(质量分数)温度控制在40℃,电流密度为1 A.dm-2,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。
电解结束后电解液经浓缩、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。
(4)多相催化氧化法。
配制一定量的葡萄糖溶液加入于四口烧瓶中,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 Na0H溶液来维持一定的pH 值。
反应后的溶液经冷却、抽滤(催化剂回收),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,其葡萄糖转化率在95%左右。
缺点是所用催化剂在循环使用一定次数后,催化效率下降,使葡萄糖转化率降低,反应时间延长甚至基本无催化活性,催化剂必须报废更新,相应提高了单位产品催化剂耗量,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使用此法的关键。
催化氧化法还是目前国内葡萄糖酸钠生产的主要方法,其产量占到80%以上。
葡萄糖氧化制各葡萄糖酸钠的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,此法的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,通过催化剂多次使用,克服贵金属价格昂贵和催化剂失活的缺
点,它将具有较大的优越性和应用潜力。