專利名稱：一種由葡萄糖酸鈉發酵液生產葡萄糖酸鈉的方法
技術領域：
本發明涉及一種葡萄糖酸鈉的制備方法，尤其是涉及一種由葡萄糖酸鈉發酵液生產葡萄糖酸鈉的方法。
背景技術：
葡萄糖酸鈉是一種常見的、具有廣泛用途的有機酸鈉鹽。工業級的葡萄糖酸鈉常用于建筑、化工等行業，在建筑行業中，常作為水泥添加劑起減水及緩凝的作 用，在化工行業中，作為生產其他的葡萄糖酸鹽、葡萄糖酸及葡萄糖酸內酯的基礎原料，在電鍍、清洗劑、膠卷制造、水質處理等方面也有良好的應用；食品級的葡萄糖酸鈉常用于食品、醫藥行業中，在食品行業中，作為食品添加劑，起到調節味道、調節酸度、脫水、固化等作用，在醫藥行業中，能夠調節酸堿平衡，維持細胞外滲透壓。目前葡萄糖酸鈉的生產方法主要有生物發酵法、均相化學氧化法、電解氧化法、多相催化氧化法。生物發酵法生產葡萄糖酸鈉的工藝一般如下，葡萄糖酸鈉發酵液與菌體分離后，發酵液經真空濃縮、結晶可得葡萄糖酸鈉晶體，或經過噴霧干燥后得到葡萄糖酸鈉粉狀晶體。生物發酵法具有發酵速度快、發酵過程易于控制、產品易提取等特點，但同時也有一定缺陷，如由于結晶體系黏度高，結晶溫度較高，產品收率受限，產品色澤不易控制等。發酵液經過一次蒸發結晶后的結晶母液中還含有一定量的葡萄糖酸鈉，這種葡萄糖酸鈉的結晶母液由于含有一定量的色素及葡萄糖導致直接蒸發結晶困難，而且結晶母液產品的出售價格低，利用率差。中國專利CN102086149A介紹了一種葡萄糖酸鈉結晶母液的提取方法，采用結晶母液脫色、濃縮、加入乙醇溶液進行結晶提取，這種方法是通過脫色、溶析結晶的方法直接回收母液中的葡萄糖酸鈉，母液產品的質量和回收率受到一定的限制。本發明是將對結晶母液通過大孔樹脂脫色、離子交換樹脂脫糖處理后歸并至葡萄糖酸鈉發酵濾清液中，然后進行蒸發結晶。
發明內容
本發明的目的就是為了解決上述現有技術存在的問題而提供一種操作簡便、工藝過程易于控制、產品純度高、污染少的由葡萄糖酸鈉發酵液生產葡萄糖酸鈉的方法。本發明的目的可以通過以下技術方案來實現一種由葡萄糖酸鈉發酵液生產葡萄糖酸鈉的方法，包括以下步驟(I)葡萄糖酸鈉發酵液過濾得到葡萄糖酸鈉發酵濾清液，對葡萄糖酸鈉發酵濾清液進行蒸發結晶及過濾得到葡萄糖酸鈉晶體產品及初級結晶母液；(2)采用大孔吸附樹脂對初級結晶母液進行脫色，得到中間結晶母液；(3)采用離子交換樹脂對中間結晶母液進行除糖，得到凈化結晶母液；(4)將凈化結晶母液歸并到步驟(I)所述的葡萄糖酸鈉發酵濾清液中進行蒸發結晶并過濾，得到葡萄糖酸鈉晶體產品。所述的蒸發結晶為真空蒸發結晶，真空蒸發結晶的真空度為0. 07MPa 0. 09MPa,真空蒸發結晶的溫度控制在48°C 70°C。所述的采用大孔吸附樹脂對初級結晶母液進行脫色包括以下步驟(a)將大孔吸附樹脂預處理后裝入層析柱中，得到大孔吸附樹脂層析柱；(b)將初級結晶母液稀釋到葡萄糖酸鈉含量為35wt% 45wt% ；(c)將步驟(b)處理后液體通過大孔吸附樹脂層析柱進行吸附脫色處理，得到中間結晶母液；(d)對吸附飽和的大孔吸附樹脂進行再生處理。大孔吸附樹脂的預處理方法為淋洗、篩選，并用乙醇溶液浸泡2h，裝在層析柱里，以每小時3 4倍床層體積流速，5 8倍樹脂體積乙醇流過樹脂層，直到流出液加水稀釋后不變渾為止；經乙醇處理后，以每小時6 8倍床層體積的流速將去離子水通過樹脂
層，置換出乙醇。所述的大孔吸附樹脂選自聚丙烯酸酯型大孔吸附樹脂，平均粒徑為0.3mm I. 0mm，含水量為50wt% 75wt%，優選市售的HZ806樹脂。所述的采用大孔吸附樹脂對初級結晶母液進行脫色的操作條件為初級結晶母液通過大孔吸附樹脂層析柱的流速為12BV/h 15BV/h ;大孔吸附樹脂層析柱的高徑比為8 I 13 : I ;操作溫度為室溫。所述的大孔吸附樹脂的再生處理為用0. lmol/L的氫氧化鈉溶液洗，再用60%的
乙醇溶液洗，最后用去離子水洗。所述的采用離子交換樹脂對中間結晶母液進行除糖包括以下步驟(I)將離子交換樹脂預處理后裝入層析柱中，得到離子交換樹脂層析柱；(II)將中間結晶母液稀釋至葡萄糖酸鈉含量為10wt% 20wt% ；(III)將步驟(II)處理后的液體通過離子交換樹脂層析柱，將中間結晶母液中的葡萄糖酸鈉吸附到離子交換樹脂上，進行吸附處理；(IV)對吸附有葡萄糖酸鈉的離子交換樹脂進行解吸處理，得到凈化結晶母液；(V)對離子交換樹脂進行再生處理。所述的離子交換樹脂選自陰離子交換樹脂，平均粒徑為0. 3mm I. Omm,含水量為50wt % 75wt %,優選強堿型陰離子交換樹脂。陰離子交換樹脂的預處理方法為去離子水浸泡2小時，傾出水，用去離子水洗至澄清,去水后加4倍量2mol/L氫氧化鈉溶液攪拌4小時，除去堿液，用去離子水洗至中性，再加4倍量的2mol/L鹽酸溶液攪拌4小時，除去酸液，去離子水洗至中性，反復三次，最后用氫氧化鈉溶液將樹脂轉成堿性(2mol/L氫氧化鈉溶液浸泡)，去離子水洗至中性。所述的采用離子交換樹脂對中間結晶母液進行除糖的操作條件為吸附處理的操作條件吸附溫度為20°C 25°C :中間結晶母液通過離子交換樹脂層析柱的流速為5BV/h 6BV/h，吸附飽和后，對離子交換樹脂進行解吸處理；解吸處理的操作條件解吸液為0. 5mol/L 0. 8mol/L的氫氧化鈉溶液,解吸液通、過離子交換樹脂層析柱的流速為2BV/h 3BV/h，解吸溫度為30°C 40°C。所述的離子交換樹脂進行再生處理為用去離子水洗至中性，用2 3倍柱體積、濃度為2mol/L的氫氧化鈉溶液洗,再用去離子水洗至中性待用。步驟(4)中凈化結晶母液與葡萄糖酸鈉發酵濾清液以所含葡萄糖酸鈉的重量比I : 2 2 : I的比例混合后一起進行蒸發結晶并過濾，得到葡萄糖酸鈉晶體產品。與現有技術相比，本發明實現了從母液中回收葡萄糖酸鈉的目的，提高了生產總收率；經脫色、除糖后的結晶母液色素含量少，溶液黏度降低，歸并至葡萄糖酸鈉發酵濾清液中后，不影響后續的結晶、過濾和干燥等操作，結晶得到的葡萄糖酸鈉晶體色澤好，純度高；同時，用于脫色、除糖的樹脂可以再生利用，環保節能；葡萄糖酸鈉生產的新工藝方法操作簡便、工藝過程易于控制、產品純度高、污染少。
圖I為本發明的工藝流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。
比較例I取初級結晶母液500g，葡萄糖酸鈉含量為40Wt%，放入帶有真空密封攪拌裝置的結晶器中蒸發結晶，結晶真空度為0. 08MPa，控制結晶溫度為64°C，蒸發結晶并過濾后得到葡萄糖酸鈉晶體產品151. 4g，葡萄糖酸鈉含量為97. 32wt%，結晶收率為75. 7%，葡萄糖酸鈉晶體產品外觀呈現棕黃色，有板結現象，色澤較差。實施例I采用分光光度法檢測葡萄糖酸鈉的含量；選用分光光度法，在670nm的吸收波長下檢測溶液中色素含量；采用碘量B法測定溶液及葡萄糖酸鈉結晶產品中還原物的含量。取初級結晶母液500g，葡萄糖酸鈉的含量為40wt%，采用市售的HZ806樹脂對初級結晶母液進行脫色，選用HZ806樹脂層析柱直徑為1cm，HZ806樹脂層析柱的高徑比為8 1，初級結晶母液通過HZ806樹脂層析柱的流速為12BV/h ;操作溫度為室溫。采用市售的HZ806樹脂對初級結晶母液進行脫色包括以下步驟(a)將大孔吸附樹脂預處理后裝入層析柱中，得到大孔吸附樹脂層析柱；(b)將初級結晶母液稀釋到葡萄糖酸鈉含量為質量分數35% ; (c)將步驟(b)處理后液體通過大孔吸附樹脂層析柱進行吸附脫色處理，得到中間結晶母液；(d)對吸附飽和的大孔吸附樹脂進行再生處理。市售的HZ806樹脂的平均粒徑為0. 3mm,含水量為50wt%。預處理方法為淋洗、篩選，并用乙醇溶液浸泡2h，裝在層析柱里，以每小時3倍床層體積流速，5倍樹脂體積乙醇過樹脂層，直到流出液加水稀釋后不變渾為止；經乙醇處理后，以每小時6倍床層體積的流速將去離子水通過樹脂層，置換出乙醇。大孔吸附樹脂HZ806的再生處理為用0. lmol/L的氫氧化鈉溶液洗，再用60%的乙
醇溶液洗，最后用去離子水洗。采用市售的HZ806樹脂對初級結晶母液進行脫色后得到中間結晶母液質量為490g，葡萄糖酸鈉含量為40Wt%，色素脫除率為20%。將490g，葡萄糖酸鈉含量為40wt%的中間結晶母液采用離子交換樹脂進行除糖。采用離子交換樹脂對中間結晶母液進行除糖包括以下步驟(I)將離子交換樹脂預處理后裝入層析柱中，得到離子交換樹脂層析柱；(II)將中間結晶母液稀釋至葡萄糖酸鈉含量為10wt% ；(111)將步驟(II)處理后的液體通過離子交換樹脂層析柱，將中間結晶母液中的葡萄糖酸鈉吸附到離子交換樹脂上，進行吸附處理；(IV)對吸附有葡萄糖酸鈉的離子交換樹脂進行解吸處理，得到凈化結晶母液；(V)對離子交換樹脂進行再生處理。離子交換樹脂選自市售的強堿型陰離子交換樹脂D201，平均粒徑為0. 3mm,含水量為50wt%。陰離子交換樹脂D201的預處理方法為去離子水浸泡2小時，傾出水，用去離子水洗至澄清，去水后加4倍量2mol/L氫氧化鈉溶液攪拌4小時，除去堿液，用去離子水洗至中性，再加4倍量的2mol/L鹽酸溶液攪拌4小時，除去酸液，去離子水洗至中性，反復三次，最后用氫氧化鈉溶液將樹脂轉成堿性(2mol/L氫氧化鈉溶液浸泡)，去離子水洗至中性。采用離子交換樹脂對中間結晶母液進行除糖的操作條件為、
吸附處理的操作條件吸附溫度為20°C ;中間結晶母液通過離子交換樹脂層析柱的流速為5BV/h，吸附飽和后，對離子交換樹脂進行解吸處理；解吸處理的操作條件解吸液為0. 5mol/l的氫氧化鈉溶液,解吸液通過離子交換樹脂層析柱的流速為2BV/h，解吸溫度為30°C。離子交換樹脂進行再生處理為用去離子水洗至中性，用2倍柱體積、濃度為2mol/L的氫氧化鈉溶液洗，再用去離子水洗至中性待用。經過脫糖凈化處理后，凈化結晶母液的濃度被稀釋，為了便于物料衡算，將其折合成濃度為35wt%的葡萄糖酸鈉溶液時，凈化結晶母液的質量為500g，折合后的凈化結晶母液中還原糖含量小于0. 5wt%。將上述凈化結晶母液與lOOOg，葡萄糖酸鈉濃度為40wt%的葡萄糖酸鈉發酵濾清液混合后，取500g，葡萄糖酸鈉含量為38wt%的混合液，放入帶有真空密封攪拌裝置的結晶器中蒸發結晶，結晶真空度為0. 08MPa，控制結晶溫度為64°C，得到葡萄糖酸鈉晶體產品167. 2g，其中葡萄糖酸鈉含量為98. 54wt%，結晶總收率為87. 68%，產品外觀潔白，色度較好，粒度均勻。實施例2一種由葡萄糖酸鈉發酵液生產葡萄糖酸鈉的方法，其工藝流程如圖I所示，包括以下步驟(I)葡萄糖酸鈉發酵液過濾得到葡萄糖酸鈉發酵濾清液，對葡萄糖酸鈉發酵濾清液進行蒸發結晶及過濾得到葡萄糖酸鈉晶體產品及初級結晶母液；(2)采用大孔吸附樹脂對初級結晶母液進行脫色，得到中間結晶母液；(3)采用離子交換樹脂對中間結晶母液進行除糖，得到凈化結晶母液；(4)將凈化結晶母液歸并到步驟(I)葡萄糖酸鈉發酵濾清液中進行蒸發結晶并過濾，得到葡萄糖酸鈉晶體產品。步驟(I)得到的葡萄糖酸鈉晶體產品中葡萄糖酸鈉含量為99. 38wt%,還原物含量小于0. 30wt%,氯化物含量小于0. 05wt%,符合工業級的要求。初級結晶母液中葡萄糖酸鈉的含量為40wt%。蒸發結晶為真空蒸發結晶，真空蒸發結晶的真空度為0. 08MPa，真空蒸發結晶的溫度控制在64 °C。采用大孔吸附樹脂對初級結晶母液進行脫色包括以下步驟(a)將大孔吸附樹脂預處理后裝入層析柱中，得到大孔吸附樹脂層析柱；
(b)將初級結晶母液稀釋到葡萄糖酸鈉含量為35wt% ；(c)將步驟(b)處理后液體通過大孔吸附樹脂層析柱進行吸附脫色處理，得到中間結晶母液；(d)對吸附飽和的大孔吸附樹脂進行再生處理。大孔吸附樹脂的預處理方法為淋洗、篩選，并用乙醇溶液浸泡2h，裝在層析柱里，以每小時3倍床層體積流速，5倍樹脂體積乙醇過樹脂層，直到流出液加水稀釋后不變渾為止；經乙醇處理后，以每小時6倍床層體積的流速將去離子水通過樹脂層，置換出乙醇。大孔吸附樹脂選自聚丙烯酸酯型大孔吸附樹脂，選擇市售的HZ806樹脂，該樹脂 的平均粒徑為0. 3mm，含水量為50wt%。采用大孔吸附樹脂對初級結晶母液進行脫色的操作條件為初級結晶母液通過大孔吸附樹脂層析柱的流速為12BV/h ;大孔吸附樹脂層析柱的高徑比為8 I ;操作溫度為室溫。大孔吸附樹脂的再生處理為用0. lmol/L的氫氧化鈉溶液洗，再用60%的乙醇溶液洗，最后用去離子水洗。采用離子交換樹脂對中間結晶母液進行除糖包括以下步驟(I)將離子交換樹脂預處理后裝入層析柱中，得到離子交換樹脂層析柱；(II)將中間結晶母液稀釋至葡萄糖酸鈉含量為10wt% ；(III)將步驟(II)處理后的液體通過離子交換樹脂層析柱，將中間結晶母液中的葡萄糖酸鈉吸附到離子交換樹脂上，進行吸附處理；(IV)對吸附有葡萄糖酸鈉的離子交換樹脂進行解吸處理，得到凈化結晶母液；(V)對離子交換樹脂進行再生處理。離子交換樹脂選自陰離子交換樹脂，本實施例樹脂選自市售的D201樹脂，平均粒徑為0. 3mm，含水量為50wt%。陰離子交換樹脂D201的預處理方法為去離子水浸泡2小時，傾出水，用去離子水洗至澄清，去水后加4倍量2mol/L氫氧化鈉溶液攪拌4小時，除去堿液，用去離子水洗至中性，再加4倍量的2mol/L鹽酸溶液攪拌4小時，除去酸液，去離子水洗至中性，反復三次，最后用氫氧化鈉溶液將樹脂轉成堿性(2mol/L氫氧化鈉溶液浸泡)，去離子水洗至中性。采用離子交換樹脂對中間結晶母液進行除糖的操作條件為吸附處理的操作條件吸附溫度為20°C ;中間結晶母液通過離子交換樹脂層析柱的流速為5BV/h，吸附飽和時對離子交換樹脂進行解吸處理；解吸處理的操作條件解吸液為0. 5mol/l的氫氧化鈉溶液,解吸液通過離子交換樹脂層析柱的流速為2BV/h，解吸溫度為35°C。離子交換樹脂進行再生處理為用去離子水洗至中性，用2倍柱體積、濃度為2mol/I的氫氧化鈉溶液洗，再用去離子水洗至中性待用。將凈化結晶母液與葡萄糖酸鈉發酵濾清液以所含葡萄糖酸鈉的重量比I : 2的比例混合后，取448. 0g，380ml，放入帶有真空密封攪拌裝置的結晶器中蒸發結晶，結晶真空度為0. 08MPa，控制結晶溫度為64°C，結晶出的葡萄糖酸鈉產品含量為97. 62wt%，結晶收率為85. 43 %，產品外觀潔白，色度較好，粒度均勻。
實施例3一種由葡萄糖酸鈉發酵液生產葡萄糖酸鈉的方法，其工藝流程如圖I所示，包括以下步驟(I)葡萄糖酸鈉發酵液過濾得到葡萄糖酸鈉發酵濾清液，對葡萄糖酸鈉發酵濾清液進行蒸發結晶及過濾得到葡萄糖酸鈉晶體產品及初級結晶母液；(2)采用大孔吸附樹脂對初級結晶母液進行脫色，得到中間結晶母液；(3)采用離子交換樹脂對中間結晶母液進行除糖，得到凈化結晶母液；
(4)將凈化結晶母液歸并到步驟(I)葡萄糖酸鈉發酵濾清液中進行蒸發結晶并過濾，得到葡萄糖酸鈉晶體產品。步驟(I)得到的葡萄糖酸鈉晶體產品中葡萄糖酸鈉含量為99. 38wt%,還原物含量小于0. 30wt%,氯化物含量小于0. 05wt%,符合工業級的要求。初級結晶母液中葡萄糖酸鈉的含量為42wt%。蒸發結晶為真空蒸發結晶，真空蒸發結晶的真空度為0. 09MPa，真空蒸發結晶的溫度控制在48 °C。采用大孔吸附樹脂對初級結晶母液進行脫色包括以下步驟(a)將大孔吸附樹脂預處理后裝入層析柱中，得到大孔吸附樹脂層析柱；(b)將初級結晶母液稀釋到葡萄糖酸鈉含量為40wt% ；(c)將步驟(b)處理后液體通過大孔吸附樹脂層析柱進行吸附脫色處理，得到中間結晶母液；(d)對吸附飽和的大孔吸附樹脂進行再生處理。大孔吸附樹脂的預處理方法為淋洗、篩選，并用乙醇溶液浸泡2h，裝在層析柱里，以每小時4倍床層體積流速，6倍樹脂體積乙醇過樹脂層，直到流出液加水稀釋后不變渾為止；經乙醇處理后，以每小時7倍床層體積的流速將去離子水通過樹脂層，置換出乙醇。大孔吸附樹脂選自聚丙烯酸酯型大孔吸附樹脂，選自市售的HZ807樹脂，平均粒徑為0. 6mm,含水量為60wt %。采用大孔吸附樹脂對初級結晶母液進行脫色的操作條件為初級結晶母液通過大孔吸附樹脂層析柱的流速為13BV/h ;大孔吸附樹脂層析柱的高徑比為10 I ;操作溫度為室溫。大孔吸附樹脂的再生處理為用0. lmol/L的氫氧化鈉溶液洗，再用60%的乙醇溶液洗，最后用去離子水洗。采用離子交換樹脂對中間結晶母液進行除糖包括以下步驟(I)將離子交換樹脂預處理后裝入層析柱中，得到離子交換樹脂層析柱；(II)將中間結晶母液稀釋至葡萄糖酸鈉含量為15wt% ；(III)將步驟(II)處理后的液體通過離子交換樹脂層析柱，將中間結晶母液中的葡萄糖酸鈉吸附到離子交換樹脂上，進行吸附處理；(IV)對吸附有葡萄糖酸鈉的離子交換樹脂進行解吸處理，得到凈化結晶母液；(V)對離子交換樹脂進行再生處理。離子交換樹脂選自陰離子交換樹脂，選自市售的D315樹脂，平均粒徑為0. 6mm，含水量為65wt %。陰離子交換樹脂D315樹脂的預處理方法為去離子水浸泡2小時，傾出水，用去離子水洗至澄清，去水后加4倍量2mol/L氫氧化鈉溶液攪拌4小時，除去堿液，用去離子水洗至中性，再加4倍量的2mol/L鹽酸溶液攪拌4小時，除去酸液，去離子水洗至中性，反復三次，最后用氫氧化鈉溶液將樹脂轉成堿性(2mol/L氫氧化鈉溶液浸泡)，去離子水洗至中性。采用離子交換樹脂對中間結晶母液進行除糖的操作條件為吸附處理的操作條件吸附溫度為22°C ;中間結晶母液通過離子交換樹脂層析柱的流速為5. 5BV/h，吸附飽和后，對離子交換樹脂進行解吸處理；
解吸處理的操作條件解吸液為0. 6mol/L的氫氧化鈉溶液,解吸液通過離子交換樹脂層析柱的流速為3BV/h，解吸溫度為40°C。離子交換樹脂進行再生處理為用去離子水洗至中性，用3倍柱體積、濃度為2mol/L的氫氧化鈉溶液洗，再用去離子水洗至中性待用。將凈化結晶母液與葡萄糖酸鈉發酵濾清液以所含葡萄糖酸鈉的重量比I : I的比例混合后，取448. 0g，380ml，放入帶有真空密封攪拌裝置的結晶器中蒸發結晶，結晶真空度為0. 09MPa，控制結晶溫度為48°C，結晶出的葡萄糖酸鈉產品含量為97. 5wt%，結晶收率為88. 12 %，產品外觀潔白，色度較好，粒度均勻。實施例4一種由葡萄糖酸鈉發酵液生產葡萄糖酸鈉的方法，其工藝流程如圖I所示，包括以下步驟(I)葡萄糖酸鈉發酵液過濾得到葡萄糖酸鈉發酵濾清液，對葡萄糖酸鈉發酵濾清液進行蒸發結晶及過濾得到葡萄糖酸鈉晶體產品及初級結晶母液；(2)采用大孔吸附樹脂對初級結晶母液進行脫色，得到中間結晶母液；(3)采用離子交換樹脂對中間結晶母液進行除糖，得到凈化結晶母液；(4)將凈化結晶母液歸并到步驟(I)葡萄糖酸鈉發酵濾清液中進行蒸發結晶并過濾，得到葡萄糖酸鈉晶體產品。步驟(I)得到的葡萄糖酸鈉晶體產品中葡萄糖酸鈉含量為99. 38wt%,還原物含量小于0. 30wt%,氯化物含量小于0. 05wt%,符合工業級的要求。初級結晶母液中葡萄糖酸鈉的含量為45wt%。蒸發結晶為真空蒸發結晶，真空蒸發結晶的真空度為0. 07MPa，真空蒸發結晶的溫度控制在70°C。采用大孔吸附樹脂對初級結晶母液進行脫色包括以下步驟(a)將大孔吸附樹脂預處理后裝入層析柱中，得到大孔吸附樹脂層析柱；(b)將初級結晶母液稀釋到葡萄糖酸鈉含量為45wt% ；(c)將步驟(b)處理后液體通過大孔吸附樹脂層析柱進行吸附脫色處理，得到中間結晶母液；(d)對吸附飽和的大孔吸附樹脂進行再生處理。大孔吸附樹脂的預處理方法為淋洗、篩選，并用乙醇溶液浸泡2h，裝在層析柱里，以每小時4倍床層體積流速，8倍樹脂體積乙醇過樹脂層，直到流出液加水稀釋后不變渾為止；經乙醇處理后，以每小時8倍床層體積的流速將去離子水通過樹脂層，置換出乙醇。大孔吸附樹脂選自聚丙烯酸酯型大孔吸附樹脂，本實施例大孔吸附樹脂選自市售的HZ830樹脂，平均粒徑為I. 0mm，含水量為75wt%。采用大孔吸附樹脂對初級結晶母液進行脫色的操作條件為初級結晶母液通過大孔吸附樹脂層析柱的流速為15BV/h ;大孔吸附樹脂層析柱的高徑比為13 I ;操作溫度為室溫。大孔吸附樹脂的再生處理為用0. lmol/L的氫氧化鈉溶液洗，再用60%的乙醇溶液洗，最后用去離子水洗。采用離子交換樹脂對中間結晶母液進行除糖包括以下步驟(I)將離子交換樹脂預處理后裝入層析柱中，得到離子交換樹脂層析柱；(II)將中間結晶母液稀釋至葡萄糖酸鈉含量為20wt% ；(III)將步驟(II)處理后的液體通過離子交換樹脂層析柱，將中間結晶母液中的葡萄糖酸鈉吸附到離子交換樹脂上，進行吸附處理；(IV)對吸附有葡萄糖酸鈉的離子交換樹脂進行解吸處理，得到凈化結晶母液；(V)對離子交換樹脂進行再生處理。離子交換樹脂選自市售的D315，平均粒徑為I. 0mm，含水量為75wt%。陰離子交換樹脂的預處理方法為去離子水浸泡2小時，傾出水，用去離子水洗至澄清,去水后加4倍量2mol/L氫氧化鈉溶液攪拌4小時，除去堿液，用去離子水洗至中性，再加4倍量的2mol/L鹽酸溶液攪拌4小時，除去酸液，去離子水洗至中性，反復三次，最后用氫氧化鈉溶液將樹脂轉成堿性(2mol/L氫氧化鈉溶液浸泡)，去離子水洗至中性。采用離子交換樹脂對中間結晶母液進行除糖的操作條件為吸附處理的操作條件；吸附溫度為25°C ;中間結晶母液通過離子交換樹脂層析柱的流速為6BV/h，吸附飽和后，對離子交換樹脂進行解吸處理；解吸處理的操作條件解吸液為0. 8mol/L的氫氧化鈉溶液,解吸液通過離子交換樹脂層析柱的流速為3BV/h，解吸溫度為40°C。離子交換樹脂進行再生處理為用去離子水洗至中性，用3倍柱體積、濃度為2mol/L的氫氧化鈉溶液洗，再用去離子水洗至中性待用。將凈化結晶母液與葡萄糖酸鈉發酵濾清液以所含葡萄糖酸鈉的重量比2 I的比例混合后，取448. 0g，380ml，放入結晶器中真空蒸發結晶，采用高真空密封攪拌裝置進行攪拌，結晶真空度為0. 07MPa，控制結晶溫度為70°C，結晶出的葡萄糖酸鈉產品含量為 98. 43wt %，結晶收率為84. 32 %，產品外觀潔白，色度較好，粒度均勻。
權利要求
1.一種由葡萄糖酸鈉發酵液生產葡萄糖酸鈉的方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)葡萄糖酸鈉發酵液過濾得到葡萄糖酸鈉發酵濾清液，對葡萄糖酸鈉發酵濾清液進行蒸發結晶及過濾得到葡萄糖酸鈉晶體產品及初級結晶母液； (2)采用大孔吸附樹脂對初級結晶母液進行脫色，得到中間結晶母液； (3)采用離子交換樹脂對中間結晶母液進行除糖，得到凈化結晶母液； (4)將凈化結晶母液歸并到步驟(I)所述的葡萄糖酸鈉發酵濾清液中進行蒸發結晶并過濾，得到葡萄糖酸鈉晶體產品。
2.根據權利要求I所述的一種由葡萄糖酸鈉發酵液生產葡萄糖酸鈉的方法，其特征在于，所述的蒸發結晶為真空蒸發結晶，真空蒸發結晶的真空度為O. 07MPa O. 09MPa，真空蒸發結晶的溫度控制在48°C 70°C。
3.根據權利要求I所述的一種由葡萄糖酸鈉發酵液生產葡萄糖酸鈉的方法，其特征在于，所述的采用大孔吸附樹脂對初級結晶母液進行脫色包括以下步驟 (a)將大孔吸附樹脂預處理后裝入層析柱中，得到大孔吸附樹脂層析柱； (b)將初級結晶母液稀釋到葡萄糖酸鈉含量為； (c)將步驟(b)處理后液體通過大孔吸附樹脂層析柱進行吸附脫色處理，得到中間結晶母液； (d)對吸附飽和的大孔吸附樹脂進行再生處理。
4.根據權利要求3所述的一種由葡萄糖酸鈉發酵液生產葡萄糖酸鈉的方法，其特征在于，所述的大孔吸附樹脂選自聚丙烯酸酯型大孔吸附樹脂，平均粒徑為O. 3mm I. Omm,含水量為50wt% 75wt%，優選市售的HZ806樹脂。
5.根據權利要求3所述的一種由葡萄糖酸鈉發酵液生產葡萄糖酸鈉的方法，其特征在于，所述的采用大孔吸附樹脂對初級結晶母液進行脫色的操作條件為初級結晶母液通過大孔吸附樹脂層析柱的流速為12BV/h 15BV/h;大孔吸附樹脂層析柱的高徑比為8 I 13 I ;操作溫度為室溫。
6.根據權利要求I所述的一種由葡萄糖酸鈉發酵液生產葡萄糖酸鈉的方法，其特征在于，所述的采用離子交換樹脂對中間結晶母液進行除糖包括以下步驟 (I)將離子交換樹脂預處理后裝入層析柱中，得到離子交換樹脂層析柱； (II)將中間結晶母液稀釋至葡萄糖酸鈉含量為10wt% 20wt%； (III)將步驟(II)處理后的液體通過離子交換樹脂層析柱，將中間結晶母液中的葡萄糖酸鈉吸附到離子交換樹脂上，進行吸附處理； (IV)對吸附有葡萄糖酸鈉的離子交換樹脂進行解吸處理，得到凈化結晶母液； (V)對離子交換樹脂進行再生處理。
7.根據權利要求6所述的一種由葡萄糖酸鈉發酵液生產葡萄糖酸鈉的方法，其特征在于，所述的離子交換樹脂選自陰離子交換樹脂，平均粒徑為O. 3mm I. Omm,含水量為50wt % 75wt %,優選強堿型陰離子交換樹脂。
8.根據權利要求6所述的一種由葡萄糖酸鈉發酵液生產葡萄糖酸鈉的方法，其特征在于，所述的采用離子交換樹脂對中間結晶母液進行除糖的操作條件為 吸附處理的操作條件吸附溫度為20°C 25°C ;中間結晶母液通過離子交換樹脂層析柱的流速為5BV/h 6BV/h，吸附飽和后，對離子交換樹脂進行解吸處理；解吸處理的操作條件解吸液為O. 5mol/L O. 8mol/L的氫氧化鈉溶液，解吸液通過離子交換樹脂層析柱的流速為2BV/h 3BV/h，解吸溫度為30°C 40°C。
9.根據權利要求I所述的一種由葡萄糖酸鈉發酵液生產葡萄糖酸鈉的方法，其特征在于，步驟(4)中凈化結晶母液與葡萄糖酸鈉發酵濾清液以所含葡萄糖酸鈉的重量比I : 2 2 : I的比例混合后一起進行蒸發結晶并過濾，得到葡萄糖酸鈉晶體產品。
全文摘要
本發明涉及一種由葡萄糖酸鈉發酵液生產葡萄糖酸鈉的方法，包括以下步驟葡萄糖酸鈉發酵液過濾得到葡萄糖酸鈉發酵濾清液，對葡萄糖酸鈉發酵濾清液進行蒸發結晶及過濾得到葡萄糖酸鈉晶體產品及初級結晶母液；采用大孔吸附樹脂對初級結晶母液進行脫色，得到中間結晶母液；采用離子交換樹脂對中間結晶母液進行除糖，得到凈化結晶母液；將凈化結晶母液歸并到葡萄糖酸鈉發酵濾清液中進行蒸發結晶并過濾，得到葡萄糖酸鈉晶體產品。與現有技術相比，本發明提高了生產總收率；得到的葡萄糖酸鈉晶體產品色澤好，純度高；同時，用于脫色、除糖的樹脂可以再生利用，環保節能；葡萄糖酸鈉生產的新工藝方法操作簡便、工藝過程易于控制、產品純度高、污染少。
文檔編號C07C51/47GK102701951SQ20121016171
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月22日 優先權日2012年5月22日
發明者吳艷陽, 朱家文, 武斌, 紀利俊, 褚明偉, 陳葵 申請人:華東理工大學