年产10000吨维生素C生产线工艺设计(2-KGA工段)文献综述
2020-04-07 16:12:12
文 献 综 述
维生素C(Vitamin C ,Ascorbic Acid)又叫L-抗坏血酸,是一种水溶性维生素。维生素C外观为无色晶体,具有较强的还原性,加热或在溶液中易氧化分解,在碱性条件下更易被氧化,为己糖衍生物。维生素C是一种必需营养素,最广为人知的是缺乏维生素C会造成坏血病【1】。在生物体内,维生素C是一种抗氧化剂,因为它能够保护身体免于氧化剂的威胁【2】,维生素C同时也是一种辅酶【3】。当它作为食品添加剂,维生素C成为一种抗氧化剂和防腐剂的酸度调节剂。在人体中,它有助于维持机体的免疫系统健康,参与胶原,肉碱和神经递质的合成,是人体新陈代谢所必需的辅助化学物。广泛应用于医疗药品食品饲料等领域,具有广阔的前景【4】。对于维生素C生产工艺的研究,从而改进维生素C生产工艺、提高产品产量和质量。
一、维生素C的工业获取与提炼
维生素C最早是从动植物中提炼出来的。后来发展出化学制造法,以及发酵及化学共享的制造法。发酵法是用微生物或酶将有机化合物分解成其它化合物的方法。现在的维生素C工业制造法有两种,一种是Reichstein发明的一段发酵制造法,一种是尹光琳发明较新的两段发酵法【5】。Reichstein制造法是瑞士化学家Reichstein发明的制造法,现在还是被西方大药厂如罗氏公司(Hoffmann-La Roche),BASF及日本的武田制药厂等采用。中国药厂全部采用两段发酵法,欧洲的新厂也开始使用两段发酵法【6】。
1.1莱氏法
莱氏法是一种化学合成与一步发酵相结合的生产方法,生产工艺路线成熟,生产原料便宜易得,产品质量好,收率高。其主要工艺流程见图1【7】。
该方法也有不足之处,如生产工序多、过程长,难以连续化操作,劳动强度大;使用大量有毒、易燃化学药品,造成环境污染等。
1.2 二步发酵法
上世纪70年代初,我国的尹光琳等发明了二步发酵法的新工艺,它是目前唯一成功应用于VC工业生产的微生物转化法,其工艺流程如图2所示。
二步发酵法生产VC为我国首创,其实质是通过第二步大小菌混合发酵代替莱氏法中化学合成阶段。这样就避免了丙酮、酸、碱或苯等有机溶剂的使用,简化了生产工艺,降低了生产成本,原料单耗,且三废和污染较少,已为国内大部分厂家采用【8】。二步发酵法从发明推广以来,国内外科学家不断进行多方面优化改造的研究:如大小菌的关系、优良菌株的选育、发酵工艺的优化,以进一步改进及完善。