甘露醇制备的研究进展.pdf

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第36卷第2期
化工技术与开发
Vol 36 No. 2
2007年2月
Technology Development of Chemical Industry
Feb.2007
甘露醇制备的研究进展
韦少平,张丽娟,莫炳辉,许朝芳,柯敏,李致宝
(广西化工研究院,广西南宁530001)
摘要:介绍了甘露醇的性质和用途,几种制备甘醇的原理、工艺条件及研究进展。
关键词:甘露醇;六元醇;甜味剂;表面活性剂
中图分类号:TQ233.166
文献标识码:A
文章编号:1671-9905(2007)02-0030-03
甘露醇( Mannitol或 Mannite)又称D甘露糖以及海带中甘露醇的含量均呈减少趋势,这也直接
醇,是山梨醇的同分异构体,均为六元醇,为白色或导致从海带中提取甘露醇的生产成本上升和规模效
无色结晶性粉末,无臭,具有清凉甜味,甜度相当于益下降,有部分原从海带提取甘露醇的生产企业也
蔗糖的70%,天然产品存在于植物的叶、茎、根等上马化学合成法生产甘露醇的装置。
中,海带中含量较大。甘露醇是一种重要的精细化
国家海洋局杭州水处理中心与青岛明月海藻工
工产品[-2],可用作医药、医药添加剂、营养型甜味业有限公司合作,采用膜集成技术对海带提取甘露
剂、增塑剂、表面活性剂等,随着研究开发的不断深醇的生产工艺进行创新7?,其主要的创新工艺为
入,甘露醇新的应用领域不断得到开发],市场需采用絮凝气浮和动力形成膜恒压过滤专利技术对
求不断上升,应用和发展前景十分广阔4?。甘露海带进行浸泡处理,以除去悬浮物蛋白、糖胶等胶体
婷的生产方法较多,已实现工业化生产的主要是海和大分子有机物,再采用电渗析技术脱除原料液中
带提取法和髙温高压催化加氢还原法,目前电解法95%以上的无机盐,然后采用超滤膜技术进一步净
是研究得比较多的制备甘露醇的方法。本文介绍这化海带浸泡水,净化后的浸泡水再采用反透膜技术
几种主要的制备方法及其混合物的分离提纯。
进行脱水预浓缩,将甘露醇的浓度从1.2%~1.3%
1海带提取法[
浓缩到4.3%左右。与老工艺相比,每生产1t甘露
醇可节省蒸汽65%,节水60%,提高产品的成品率
海带提取法是甘露醇传统的生产方法,是制碘1%,减少蒸发器维修费用50%,生产成本每t降低
工艺的联产物。从海带中提取甘露醇的传统工艺是1600元左右,经济效益比较显著。目前该创新技术
离心水洗重结晶法,其基本的工艺流程如下
已建成规模化的工业生产线,对提高海带提取法制
↓海带
备甘露醇产品的市场竟争力有重要意义。
自来水一し浸池一[预处理门→提碘
↓提胶
2高温高压催化加氢法
中和」→蒸发」一し冷却结品口一し离心水洗口→2.1以蔗糖为原料的高温高压催化加氢法-り
离子交換」一蒸发」ー冷却结品」一落心脱水门
以蔗糖为原料生产甘露醇,是先将蔗糖水解得
果糖和葡萄糖,然后再催化加氢得甘露醇和山梨醇
冷却結品』ー离心服水なー供千包」ー成品的混合物,然后结品分离得甘露醇的混合物。其反
海带浸泡水的甘露醇含量约为1.0%~1.3%,应原理如下:
而甘露醇结晶浓度在20%以上,每生产1t甘露醇
水解
约消耗60t蒸汽用于蒸发浓缩,因此采用该工艺生
H2のO
G巧n-加复
雷尼:→CH1aO
产甘露醇能耗大,生产成本较高。同时由于气候变
(蔗糖)
(果糖、葡萄糖)(甘露醇、山梨醇
化及环境污染等原因,含甘露醇的海带的海域面积
工艺流程示意图为
收稿日期:2006-09-06
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第2期
韦少平等:甘露醇制备的研究进展
31
蔗糖一水解ー「离子交换1→「加氢离子交换
获得30%左右的甘露糖。经柱异构和反复循环分
真空浓缩
次结晶离心分离溶解过滤
离处理后,葡萄糖中约有50%转化为甘露糖,氢化江
母液
后又可得0%的は降障.广西商宁化学制药厂苏
工业级山梨醇
二次结晶
离心干燥一工业级甘露醇
r艺技术,可以根据糖和萄糖价格的变化情长
决定甘露醇的生产工艺,为提高化学合成法生产甘江
母液套用
露醇的市场竞争力创造了有利条件。
溶解过滤一「三次结晶一「离心干燥门一医药级甘露醇
3电解加氢法1l
毋液套用
中
工艺过程为:
采用高温高压催化加氢制甘露醇的工艺是目前「国
の食用旅糖与水以质量比为1:1比例投人溶「业上制备甘露醇的主要方法,工艺比较成熟,但合
解锅加热境拌溶解,用HC调pH(=2.-30,在85成过程中涉及到高温、高压,设备要求较高,使用到/食
品
一90℃恒温水解2.5~3h,冷却。②水解液经阴/
易燃易爆的氢气,有一定的危险性,氢气的来源也受「牌
阳离子交换树脂提纯后进入氢化釜催化氢化。反应到一定的限制。氢气一般来自氯碱厂的电解食盐
条件:以雷尼镍为催化剂,氢化压力70~100MPa,
水,若附近没有氯破广,则需要配套甲醇裂解氢装电
温度100~105℃,pH=9~10,时间1h。③加氢后
置,总体投资比校大,因此人们一直在寻找更加温和子
物料置沉降釜内静置沉降,催化剂返回加氢釜重复交全的加氢方法,采用电解催化加氢是目前研究的吊
使用,上清液经过滤离子交换除杂,然后浓缩到质量热点(2-8
秤
电解催化加氢生产甘露醇的基本原理是在一个
エ业山果醇。の将粗甘露醇重结品得工业级用阳离子膜隔开的电解槽里,将电解水产生的红气/使
分数为65%~70%,结晶分离得粗甘露醇,母液为
醇,再重结晶一次得医药级甘露醇。
与电解液中的果糖或甘露糖反应得到甘露醇。由于
以蔗糖为原料,原料纯度高,原料来源不受地区
电解反应在常温、常压下进行,生成的氢气不经过净
限制,各地均可生产,原料的前处理及精制容易,设化、压缩等工序,整个反应工艺过程更加简单。
备不复杂,原料的利用率高,产品的质量比较好。采
工艺流程图为(以蔗糖为例):
用该方法,产物中山梨醇占大部分,甘露醇含量旗糖一水解」ー离子交換判一电解ー离子交換→
子汽车衡各种
20%ー25%。,原料若经异均化处理甘時的含可、『真空浓一に次結品ー心分赵一密解过滤
达25%~30%左右。
母液
2.2以葡萄糖为原料的异构化催化加氢法I0?
工业级山梨醇
采用以藤糖为原料的高温高压催化加氢法虽然三次結品一心千一工业级甘路醇
工艺比较简单,原料易得,但随着近年来石油价格的
母液套用
上浵涨,部分产糖国如巴西将相当部分的甘蔗用于生
产车用燃油(乙醇汽油),导致旅糖价格上涨,我国藤解过述ー三次结晶ー「离心干燥门ー医药级甘露醇网电
糖价格由02/03榨季的2300~2500元?t1,上涨至
母液套用
址:王
05/06榨季的4200~4500元?t-1,采用蔗糖为原料
工艺过程为:将处理好的萧糖水解液加入电解?
生产甘露醇的生产成本大幅上升,因此采用蔗糖为槽中,以镍板或雷尼镍板作阴极,石墨或使铁二氧化戸
原料的甘露醇生产厂家改为采用葡萄糖为原料