甘露醇的制备工艺

（一）布置任务

利用各种信息资源查找归纳当前国内外甘露醇的制备工艺生产方法、反应原理及工业生产情况。

（二）任务总结

目前制取甘露醇的主要方法可分为提取法、化学合成法和生物法制备法。

提取法主要为海带废水提取，分为重结晶法、膜集成技术、纳滤技术。

化学合成：蔗糖催化氢化法、生物法制备。

生物法制备法可以分为以甘露糖为原料法及以葡萄糖为原料法。

1．海带废水提取。

在我国由海带提碘和褐藻酸钠的海藻加工企业中，不少单位将提碘后的海带浸泡水作为工业废水直接排放掉。这样做不仅严重地污染了生态环境，而且使该废水中所含的宝贵的药用辅料——甘露醇白白地流失掉了，造成了水和甘露醇资源的浪费。因此，对海带处理废水中的甘露醇进行提取有着很大的实际操作意义。这里主要介绍重结晶法和膜集成工艺。

（1）重结晶法。

图8－3　重结晶法提取甘露醇工艺流程简图

重结晶法沿用已久，但存在一定的缺点，如：

①料液要经过两次蒸发浓缩和结晶过程，因此能耗高。

②由于料液中除含甘露醇之外，还含有3%的无机盐，主要是NaCl或Na2SO4和一定的硬度离子。这些无机盐离子的存在会对不锈钢材质的蒸发器产生严重腐蚀，引起蒸发器结垢。这些均会缩短蒸发器的使用寿命，增大设备的维修和更换费用，还会给生产带来不安全因素。

③自动化程度低，人工劳动强度大，生产环境差。

（2）膜集成工艺。

图8－4　膜法提取甘露醇工艺流程简图

整套膜集成技术提取甘露醇工艺系统由料液预处理、超滤净化、电渗析脱盐、反渗透浓缩和后处理五部分组成。

①料液预处理系统：提碘后的海带浸泡水先后经过絮凝和自动恒压式过滤机进行固液分离。

②超滤净化系统：超滤作为预处理手段，进一步净化料液。采用自动空气反吹和料液自动反洗PLC以及每24小时定期进行化学清洗的程序。空气吹出的浓缩液返回到预处理系统重新进行絮凝过滤处理。化学清洗剂采用了研究开发出的PM型专用清洗剂，为除去丰富的胶体、蛋白质、多糖类有机物及无机盐。

③电渗析脱盐系统：该系统由一次脱盐和二次脱盐系统组成。过滤后的海带浸泡水通常含无机盐，这些无机盐在反渗透装置浓缩甘露醇的时候也会同时被浓缩。无机盐含量高，渗透压就大，必然会要求较高的操作压力。因此，将料液通过离子交换膜电渗析装置进行一次脱盐，而对反渗透浓缩液要进行二次脱盐，以便减轻后面步骤中离子交换的负荷。

④反渗透浓缩系统：将经脱盐和预处理过的料液泵入反渗透系统进行预浓缩，采用部分循环浓缩式流程。设计成两套平行的系统，一套运行，另一套进行化学清洗，即用清洗剂每天清洗一次。

膜集成工艺的优点如下：

①整个膜集成工艺流程中的超滤、电渗析和反渗透系统采用微机监控。操作运行和管理非常简便。

②各部分均能在较低压力下运行；反渗透操作压力是很稳定的；而且该工艺利用工业余热对料液进行了预热处理，减小了温度变化对膜通量的不利影响。

③整个工艺系统稳妥可靠，节能效果明显，经济效益显著。

④工人的劳动强度和生产环境也得到了改善。