维生素C的生产工艺资料

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1、第七章第七章第七章第七章第七章第七章第七章第七章 维生素维生素维生素维生素维生素维生素维生素维生素C C C C C C C C的生产工艺的生产工艺的生产工艺的生产工艺的生产工艺的生产工艺的生产工艺的生产工艺 第一节第一节第一节第一节 概述概述概述概述 一、化学结构式一、化学结构式 二、理化性质二、理化性质 水溶性水溶性 酸性酸性 还原性还原性 水解性水解性 O O HO OH H OH OH 第二节第二节第二节第二节 合成路线合成路线合成路线合成路线 一、莱氏法一、莱氏法 D-D-山梨醇为原料，经醋酸菌一步发酵得山梨醇为原料，经醋酸菌一步发酵得L-L-山梨山梨 糖，丙酮酮醇缩合、次氯酸钠氧化

2、剂盐酸转化糖，丙酮酮醇缩合、次氯酸钠氧化剂盐酸转化 等等5 5步步 第二节第二节第二节第二节 合成路线合成路线合成路线合成路线 优点优点 工艺成熟、产品质量好工艺成熟、产品质量好 生产周期短，总收率高（生产周期短，总收率高（66%66%） 缺点缺点 工序多，耗用原料多工序多，耗用原料多 有易燃易爆有机溶剂有易燃易爆有机溶剂 对劳动保护和安全生产要求高对劳动保护和安全生产要求高 第二节第二节第二节第二节 合成路线合成路线合成路线合成路线 二、两步发酵法二、两步发酵法 简化缩短的莱氏法简化缩短的莱氏法 优点优点 缩短工序缩短工序 降低了原料成本降低了原料成本 节约了大量有机溶剂，减少了节约了大量有

3、机溶剂，减少了“ “三废三废” ” 多数是液体物料，有利于机械化和自动化生产多数是液体物料，有利于机械化和自动化生产 缺点缺点 总收率较低（总收率较低（45-48%45-48%） 发酵单位体积产率低（发酵单位体积产率低（60mg/100mL60mg/100mL） 设备体积大，能耗大设备体积大，能耗大 第二节第二节第二节第二节 合成路线合成路线合成路线合成路线 三、全化学合成方法三、全化学合成方法 三步法：将葡萄糖或葡萄糖醛酸内酯丙酮化、三步法：将葡萄糖或葡萄糖醛酸内酯丙酮化、 催化、氧化、水解还原成维生素催化、氧化、水解还原成维生素 葡萄糖为原料的缺点：丙酮用量大、须用昂贵的铂葡萄糖为原料的缺

4、点：丙酮用量大、须用昂贵的铂 金属催化剂、收率低（金属催化剂、收率低（25-28%25-28%） 四、其他方法四、其他方法 GLCGLC技术技术 DNADNA重组菌种重组菌种 第三节第三节第三节第三节 生产工艺原理和过程生产工艺原理和过程生产工艺原理和过程生产工艺原理和过程 一、莱氏法生产维生素一、莱氏法生产维生素C C的工艺原理和过程的工艺原理和过程 D-D-山梨醇的制备山梨醇的制备 L-L-山梨糖的制备山梨糖的制备 2,3,4,6-2,3,4,6-双酮基双酮基-L-L-山梨糖（双丙酮糖）的制备山梨糖（双丙酮糖）的制备 2,3,4,6-2,3,4,6-双酮基双酮基-L-L-古龙酸（双丙酮古龙

5、酸）的制古龙酸（双丙酮古龙酸）的制 备备 粗品维生素粗品维生素C C的制备的制备 粗品维生素粗品维生素C C的精制的精制 1 1 1 1 1 1 1 1、 D-D-D-D-D-D-D-D-山梨醇的制备山梨醇的制备山梨醇的制备山梨醇的制备 （1 1）工艺原理）工艺原理 控制压力、氢做还原剂、镍作催化剂控制压力、氢做还原剂、镍作催化剂 1 1 1 1 1 1 1 1、 D-D-D-D-D-D-D-D-山梨醇的制备山梨醇的制备山梨醇的制备山梨醇的制备 （2 2）工艺过程）工艺过程 在在70-7570-75下加水溶解葡萄糖，下加水溶解葡萄糖，50% 50%溶液溶液 氢气纯度氢气纯度99.3%99.3%

6、、压强、压强38%），否则催化效果降低，收），否则催化效果降低，收 率降低率降低 析出温度的影响析出温度的影响 5 5 5 5 5 5 5 5、粗品维生素、粗品维生素、粗品维生素、粗品维生素C C C C C C C C的制备的制备的制备的制备 80.580.58181828282.782.782.382.374.874.8收率收率% 5 5 4 4 3 3 2.52.5 2 2 1 1 析出温差析出温差 59595858575756.556.556565555析出温度析出温度 析出期为转化反应的剧烈期析出期为转化反应的剧烈期 析出期温差太小，为析出期温差太小，为1 1，说明反应不剧烈，放，说

7、明反应不剧烈，放 热小，不完全热小，不完全 温差太大，为温差太大，为5 5，则反应放热太多，反应太剧，则反应放热太多，反应太剧 烈，热量不能很快传递出去，加速副反应发生，烈，热量不能很快传递出去，加速副反应发生， 严重时会引起烧料严重时会引起烧料 最佳温差最佳温差2.5 2.5 ，析出温度不能高于，析出温度不能高于59 59 如遇突然停电，应选关蒸汽，后关搅拌如遇突然停电，应选关蒸汽，后关搅拌 来电后，先开搅拌，后开蒸汽，缓慢升温来电后，先开搅拌，后开蒸汽，缓慢升温 6 6 6 6 6 6 6 6、粗品维生素、粗品维生素、粗品维生素、粗品维生素C C C C C C C C的精制的精制的精制的

8、精制 配料比配料比 粗维生素粗维生素C(C(折纯折纯) )：蒸馏水：活性炭：乙醇：蒸馏水：活性炭：乙醇 = 1= 1： 1.1:0.06:0.61.1:0.06:0.6 步骤步骤 粗品（粗品（85%85%）真空干燥（）真空干燥（50-5550-55，20-30min20-30min） 除去挥发性杂质（盐酸、丙酮）除去挥发性杂质（盐酸、丙酮） 投入热水（投入热水（68-70 68-70 ）中溶解）中溶解 加入活性炭搅拌加入活性炭搅拌5-10min5-10min 保温压滤保温压滤 结晶罐中降温至结晶罐中降温至45-50 45-50 6 6 6 6 6 6 6 6、粗品维生素、粗品维生素、粗品维生素

9、、粗品维生素C C C C C C C C的精制的精制的精制的精制 加入晶种，缓慢冷却至加入晶种，缓慢冷却至-2 -2 ，结晶，结晶 晶体离心甩滤，冰乙醇洗涤晶体离心甩滤，冰乙醇洗涤 甩滤，低温干燥（甩滤，低温干燥（43-45 43-45 ，1.5h1.5h） 得精制维生素得精制维生素C C（m.p.190-192 m.p.190-192 ）收率）收率91% 91% 总收率总收率60%60%（对（对D-D-山梨醇计）山梨醇计） 二、两步发酵法生产维生素二、两步发酵法生产维生素二、两步发酵法生产维生素二、两步发酵法生产维生素C C C C C C C C的工艺原理及过程的工艺原理及过程的工艺原理

10、及过程的工艺原理及过程 D-D-山梨醇的制备山梨醇的制备 2-2-酮基酮基-L-L-古龙酸的制备（两步发酵）古龙酸的制备（两步发酵） L-L-山梨糖的制备（第一步发酵）山梨糖的制备（第一步发酵） 2-2-酮基酮基-L-L-古龙酸的制备（第二步发酵）古龙酸的制备（第二步发酵） 粗维生素的制备粗维生素的制备 维生素维生素C C的精制的精制 2- 2- 2- 2- 2-2- 2- 2-酮基酮基酮基酮基-L-L-L-L-L-L-L-L-古龙酸的制备古龙酸的制备古龙酸的制备古龙酸的制备 （1 1）工艺原理）工艺原理 微生物氧化法微生物氧化法 （2 2）工艺过程）工艺过程 菌种部分菌种部分 菌种活化、分离

11、、混合培养菌种活化、分离、混合培养 移入三角瓶种液培养基，移入三角瓶种液培养基，29-33 29-33 振荡培养振荡培养24h24h， 产酸量在产酸量在6-9mg/mL6-9mg/mL，pHpH降至降至7 7以下，镜检正常无杂菌以下，镜检正常无杂菌 发酵部分发酵部分 一级种子罐加料一级种子罐加料 2- 2- 2- 2- 2-2- 2- 2-酮基酮基酮基酮基-L-L-L-L-L-L-L-L-古龙酸的制备古龙酸的制备古龙酸的制备古龙酸的制备 控温控温29-30 29-30 ，压强，压强0.05MPa0.05MPa，pH6.7-7.0pH6.7-7.0 二级种子罐培养，二级种子罐培养， 发酵终点：温

12、度发酵终点：温度31-3331-33，pH7.2pH7.2，残糖量，残糖量0.8mg/mL0.8mg/mL 两步发酵收率两步发酵收率78.5%78.5% 提取部分提取部分 一次交换一次交换 盐酸酸化，调菌体蛋白等电点，沉降盐酸酸化，调菌体蛋白等电点，沉降4h4h以上以上 上清液以上清液以2-3m2-3m 3 3 /h/h的流速压入阳离子交换柱的流速压入阳离子交换柱 当流出液当流出液pHpH为为3.53.5时，收集交换液，控制时，收集交换液，控制pHpH 交换完，纯水冲柱交换完，纯水冲柱 2- 2- 2- 2- 2-2- 2- 2-酮基酮基酮基酮基-L-L-L-L-L-L-L-L-古龙酸的制备古

13、龙酸的制备古龙酸的制备古龙酸的制备 加热过滤加热过滤 合并流出液和洗液合并流出液和洗液 调调pHpH至蛋白等电点至蛋白等电点 加热至加热至7070，加，加0.3%0.3%活性炭活性炭 升温至升温至90-9590-95，保温，保温10-15min10-15min，使蛋白凝结，使蛋白凝结 停止搅拌，快速冷却，高速离心停止搅拌，快速冷却，高速离心 二次交换二次交换 上清液打入二次交换柱上清液打入二次交换柱 洗脱，至流出液洗脱，至流出液pH=1.5pH=1.5时，收集交换液时，收集交换液 控制控制pH1.5-1.7pH1.5-1.7之间。之间。 交换完毕，洗柱交换完毕，洗柱 2- 2- 2- 2- 2

14、-2- 2- 2-酮基酮基酮基酮基-L-L-L-L-L-L-L-L-古龙酸的制备古龙酸的制备古龙酸的制备古龙酸的制备 减压浓缩减压浓缩 二次交换液进行一级浓缩二次交换液进行一级浓缩 控制真空度、内温，至浓缩液的相对密度达控制真空度、内温，至浓缩液的相对密度达1.21.2 出料出料 同样条件二次浓缩，至尽量干同样条件二次浓缩，至尽量干 加少量乙醇，冷却结晶加少量乙醇，冷却结晶 甩滤，冰乙醇洗涤甩滤，冰乙醇洗涤 得得2- 2-酮基酮基-L-L-古龙酸（古龙酸（m.p.158-162m.p.158-162） 收率收率80%80% 2- 2- 2- 2- 2-2- 2- 2-酮基酮基酮基酮基-L-L-L-L-L-L-L-L-古龙酸的制备古龙酸的制备古龙酸的制备古龙酸的制备 （3 3）反应条件及影响因素）反应条件及影响因素 山梨糖的影响山梨糖的影响 山梨糖初浓度过高，将抑制菌体生长，使发酵收率降低山梨糖初浓度过高，将抑制菌体生长，使发酵收率降低 从生产角度考虑，保证尽可能高的酸度，需山梨糖初浓从生产角度考虑，保证尽可能高的酸度，需山梨糖初浓 度越高越好度越高越好 较适宜为较适宜为80mg/mL80mg/mL 可以采用滴加或待菌体生长正常后一次性补加的方法，可以采用滴加或待菌体生长正常后一次性补加的方法， 来提高产物