从古龙酸结晶母液中回收2-酮基-l-古龙酸的方法
从古龙酸结晶母液中回收2-酮基-l-古龙酸的方法
【技术领域】
[0001]本发明是一种从古龙酸结晶母液中回收2-酮基-L-古龙酸的方法，具体涉及采用有机卷式膜的方法将2-酮基-L-古龙酸与母液中的杂质进行分离的工艺。
【背景技术】
[0002]2-酮基-L-古龙酸(简称2-KLG)是生产维生素C (又称L-抗坏血酸)的重要前体，目前主要有两种生产方法:一种是化学合成法，又称“莱氏法”，由L-山梨糖经酮化和氧化得到2-KLG ;另一种为发酵法，由L-山梨糖发酵得到2-KLG。目前国内维生素C生产厂的2-酮基-L-古龙酸均是发酵法生产的。
[0003]发酵法生产2-酮基-L-古龙酸现有的提取工艺基本上为:L-山梨糖、玉米浆、碳酸钙等发酵后得到2-酮基-L-古龙酸钠溶液，超滤除菌体，清液经阳离子交换树脂，去除钠离子，变成2-酮基-L-古龙酸溶液，再经真空浓缩，冷却结晶，离心分离得到2-酮基-L-古龙酸晶体。结晶母液经再次浓缩，又可析出少量2-KLG。由于母液中存在大量胶体、蛋白、色素、有机杂酸等杂质，虽其中还含有较高浓度的2-KLG(约20%?25% )，却不能结晶出合格的产品，被排放掉，造成污染和浪费。
[0004]为了得到结晶母液中的2-KLG，必须除去母液中的杂质，已报道的方法有离子交换树脂法、电渗析法、模拟移动床树脂法等，这几种方法虽均有一定的实用价值和特点，但仍然存在着操作繁琐、效率低下等不足。
【发明内容】
[0005]技术问题:为了解决生产实际中存在的问题，本发明的目的在于提供一种从古龙酸结晶母液中回收2-酮基-L-古龙酸的方法，该方法工艺操作简单，设备简单，分离效率高，自动化程度高，污染少。
[0006]技术方案:本发明的古龙酸结晶母液处理工艺具体如下:
[0007]a、古龙酸结晶母液预处理:将古龙酸结晶母液用过滤孔径为5微米的布袋过滤器过滤，去除其中可能存在的颗粒性杂质，得到超滤原料液，备用；
[0008]b、耐酸卷式超滤膜分离:将上述溶液即超滤原料液进入超滤膜装置进行过滤，通过调节装置中的调节阀控制操作压力，超滤原料液通过超滤膜时，被分隔成截留液与透过液两个部分，当截留液的体积至超滤原料液体积的1/10时，向截留液中加入纯水进行透析，加水量等于截留液的体积，继续过滤至原截留液体积时停止过滤，收集透过液；截留液中主要含大分子色素、蛋白、胶体杂质，送入废水处理工序进行生化处理；
[0009]C、耐酸卷式纳滤膜分离:经上述超滤过滤的透过液称为纳滤原料液，再进入耐酸卷式纳滤膜进行过滤，通过调节设备中的调节阀控制操作压力；纳滤原料液通过纳滤膜时，被分隔成截留液与透过液两个部分，当该截留液的体积至纳滤原料液体积的1/10时，向该截留液中加入纯水进行透析，加水量为2倍该截留液体积，继续过滤至该截留液体积时停止过滤，收集透过液；剩余的截留液中主要含小分子色素、残糖和部分高价金属离子杂质，送入废水处理工序进行生化处理；
[0010]d、经上述纳滤膜处理的透过液并入2-酮基-L-古龙酸主生产工艺过程中的阳离子交换步骤，去除剩余的阳离子以进一步提纯，纯化后2-酮基-L-古龙酸，随后进行真空浓缩和结晶。
[0011]有益效果:本发明提供的是一种从古龙酸结晶母液中回收2-酮基-L-古龙酸的新处理工艺一一卷式膜过滤工艺，从而提高收率，降低消耗，减少污染。
[0012]由于本发明采用了两级卷式膜过滤的方法，将2-酮基-L-古龙酸与不同分子量的糖、色素、胶体等杂质分离，古龙酸的回收率可达90?95%，得到的古龙酸溶液纯度较好，可以直接回到原生产流程中去，既降低了废水处理的难度，又节约了生产成本，同时该工艺可方便地实现全自动控制，操作简单可靠。
【具体实施方式】
[0013]以下结合实施例对本发明进行进一步的详述。
[0014]实施例1:
[0015]古龙酸结晶母液的主要成分为:2_酮基-L-古龙酸20%，蛋白质4%，残糖2.5%,色素，其它有机酸，PH = 1.1，棕黑色。
[0016]取以上母液100L，用5微米布袋过滤掉可能存在的大颗粒杂质后，进入耐酸卷式超滤膜进行过滤，当截留液体积为1L时，向截留液中分批加入总计1L纯水进行透析，当截留液体积再次为1L时停机。膜设备上配I只2540规格的耐酸卷式有机膜，过滤分子量为3000Da，操作压力为15 — 20bar，过滤通量为22.3L/m2.h ;将超滤膜透过液100L收集后进入耐酸纳滤膜进行过滤，当截留液体积为1L时，向截留液中分批加入总计20L纯水进行透析，当截留液体积再次为1L时停机。膜设备上配I只2540规格的耐酸卷式有机膜，过滤分子量为700Da，操作压力为15bar，过滤通量为14.4L/m2.h。收集纳滤膜透过液，澄清透明，棕黄色，2-酮基-L-古龙酸含量17.2%。此溶液进行阳离子交换，真空浓缩，结晶，得到
2-酮基-L-古龙酸晶体。
[0017]实施例2:
[0018]古龙酸结晶母液的主要成分为:2-酮基-L-古龙酸25%，蛋白质4.2%，残糖2.6%，色素，其它有机酸，PH = 0.6，深黑色。
[0019]取以上母液100L，用5微米布袋过滤掉可能存在的大颗粒杂质后，进入耐酸卷式超滤膜进行过滤，当截留液体积为1L时，向截留液中分批加入总计1L纯水进行透析，当截留液体积再次为1L时停机。膜设备上配I只2540规格的耐酸卷式有机膜，过滤分子量为3000Da，操作压力为15 — 20bar，过滤通量为18.7L/m2.h ;将超滤膜透过液100L收集后进入耐酸纳滤膜进行过滤，当截留液体积为1L时，向截留液中分批加入总计20L纯水进行透析，当截留液体积再次为1L时停机。膜设备上配I只2540规格的耐酸卷式有机膜，过滤分子量为700Da，操作压力为15bar，过滤通量为13.2L/m2.h。收集纳滤膜的透过液，澄清透明，棕黄色，2-酮基-L-古龙酸含量20.6 %。此溶液进行阳离子交换，真空浓缩，结晶，得到2-酮基-L-古龙酸晶体。
【主权项】
1.一种从古龙酸结晶母液中回收2-酮基-L-古龙酸的方法，其特征在于该方法包括如下步骤:a、古龙酸结晶母液预处理:将古龙酸结晶母液用过滤孔径为5微米的布袋过滤器过滤，去除其中可能存在的颗粒性杂质，得到超滤原料液，备用；b、耐酸卷式超滤膜分离:将上述溶液即超滤原料液进入超滤膜装置进行过滤，通过调节装置中的调节阀控制操作压力，超滤原料液通过超滤膜时，被分隔成截留液与透过液两个部分，当截留液的体积至超滤原料液体积的1/10时，向截留液中加入纯水进行透析，加水量等于截留液的体积，继续过滤至原截留液体积时停止过滤，收集透过液；截留液中主要含大分子色素、蛋白、胶体杂质，送入废水处理工序进行生化处理；c、耐酸卷式纳滤膜分离:经上述超滤过滤的透过液称为纳滤原料液，再进入耐酸卷式纳滤膜进行过滤，通过调节设备中的调节阀控制操作压力；纳滤原料液通过纳滤膜时，被分隔成截留液与透过液两个部分，当该截留液的体积至纳滤原料液体积的1/10时，向该截留液中加入纯水进行透析，加水量为2倍该截留液体积，继续过滤至该截留液体积时停止过滤，收集透过液；剩余的截留液中主要含小分子色素、残糖和部分高价金属离子杂质，送入废水处理工序进行生化处理；d、经上述纳滤膜处理的透过液并入2-酮基-L-古龙酸主生产工艺过程中的阳离子交换步骤，去除剩余的阳离子以进一步提纯，纯化后2-酮基-L-古龙酸，随后进行真空浓缩和结晶。
【专利摘要】本发明的一种从古龙酸结晶母液中回收2-酮基-L-古龙酸的方法是一种卷式膜过滤工艺，a、古龙酸结晶母液预处理，b、耐酸卷式超滤膜分离，c、耐酸卷式纳滤膜分离，d、经上述纳滤膜处理的透过液并入2-酮基-L-古龙酸主生产工艺过程中的阳离子交换步骤，去除剩余的阳离子以进一步提纯，纯化后2-酮基-L-古龙酸，随后进行真空浓缩和结晶；由于本发明采用了两级卷式膜过滤的方法，将2-酮基-L-古龙酸与不同分子量的糖、色素、胶体等杂质分离，古龙酸的回收率可达90～95％，得到的古龙酸溶液纯度较好，可以直接回到原生产流程中去，该工艺可方便地实现全自动控制，操作简单可靠。从而提高收率，降低消耗，减少污染。
【IPC分类】C07H7/027, C07H1/06
【公开号】CN104892693
【申请号】CN201510293920
【发明人】王晟, 吉祥军, 钟扣章
【申请人】南京鼎仕和膜科技有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月1日
【技术领域】
[0001]本发明是一种从古龙酸结晶母液中回收2-酮基-L-古龙酸的方法，具体涉及采用有机卷式膜的方法将2-酮基-L-古龙酸与母液中的杂质进行分离的工艺。
【背景技术】
[0002]2-酮基-L-古龙酸(简称2-KLG)是生产维生素C (又称L-抗坏血酸)的重要前体，目前主要有两种生产方法:一种是化学合成法，又称“莱氏法”，由L-山梨糖经酮化和氧化得到2-KLG ;另一种为发酵法，由L-山梨糖发酵得到2-KLG。目前国内维生素C生产厂的2-酮基-L-古龙酸均是发酵法生产的。
[0003]发酵法生产2-酮基-L-古龙酸现有的提取工艺基本上为:L-山梨糖、玉米浆、碳酸钙等发酵后得到2-酮基-L-古龙酸钠溶液，超滤除菌体，清液经阳离子交换树脂，去除钠离子，变成2-酮基-L-古龙酸溶液，再经真空浓缩，冷却结晶，离心分离得到2-酮基-L-古龙酸晶体。结晶母液经再次浓缩，又可析出少量2-KLG。由于母液中存在大量胶体、蛋白、色素、有机杂酸等杂质，虽其中还含有较高浓度的2-KLG(约20%?25% )，却不能结晶出合格的产品，被排放掉，造成污染和浪费。
[0004]为了得到结晶母液中的2-KLG，必须除去母液中的杂质，已报道的方法有离子交换树脂法、电渗析法、模拟移动床树脂法等，这几种方法虽均有一定的实用价值和特点，但仍然存在着操作繁琐、效率低下等不足。
【发明内容】
[0005]技术问题:为了解决生产实际中存在的问题，本发明的目的在于提供一种从古龙酸结晶母液中回收2-酮基-L-古龙酸的方法，该方法工艺操作简单，设备简单，分离效率高，自动化程度高，污染少。
[0006]技术方案:本发明的古龙酸结晶母液处理工艺具体如下:
[0007]a、古龙酸结晶母液预处理:将古龙酸结晶母液用过滤孔径为5微米的布袋过滤器过滤，去除其中可能存在的颗粒性杂质，得到超滤原料液，备用；
[0008]b、耐酸卷式超滤膜分离:将上述溶液即超滤原料液进入超滤膜装置进行过滤，通过调节装置中的调节阀控制操作压力，超滤原料液通过超滤膜时，被分隔成截留液与透过液两个部分，当截留液的体积至超滤原料液体积的1/10时，向截留液中加入纯水进行透析，加水量等于截留液的体积，继续过滤至原截留液体积时停止过滤，收集透过液；截留液中主要含大分子色素、蛋白、胶体杂质，送入废水处理工序进行生化处理；
[0009]C、耐酸卷式纳滤膜分离:经上述超滤过滤的透过液称为纳滤原料液，再进入耐酸卷式纳滤膜进行过滤，通过调节设备中的调节阀控制操作压力；纳滤原料液通过纳滤膜时，被分隔成截留液与透过液两个部分，当该截留液的体积至纳滤原料液体积的1/10时，向该截留液中加入纯水进行透析，加水量为2倍该截留液体积，继续过滤至该截留液体积时停止过滤，收集透过液；剩余的截留液中主要含小分子色素、残糖和部分高价金属离子杂质，送入废水处理工序进行生化处理；
[0010]d、经上述纳滤膜处理的透过液并入2-酮基-L-古龙酸主生产工艺过程中的阳离子交换步骤，去除剩余的阳离子以进一步提纯，纯化后2-酮基-L-古龙酸，随后进行真空浓缩和结晶。
[0011]有益效果:本发明提供的是一种从古龙酸结晶母液中回收2-酮基-L-古龙酸的新处理工艺一一卷式膜过滤工艺，从而提高收率，降低消耗，减少污染。
[0012]由于本发明采用了两级卷式膜过滤的方法，将2-酮基-L-古龙酸与不同分子量的糖、色素、胶体等杂质分离，古龙酸的回收率可达90?95%，得到的古龙酸溶液纯度较好，可以直接回到原生产流程中去，既降低了废水处理的难度，又节约了生产成本，同时该工艺可方便地实现全自动控制，操作简单可靠。
【具体实施方式】
[0013]以下结合实施例对本发明进行进一步的详述。
[0014]实施例1:
[0015]古龙酸结晶母液的主要成分为:2_酮基-L-古龙酸20%，蛋白质4%，残糖2.5%,色素，其它有机酸，PH = 1.1，棕黑色。
[0016]取以上母液100L，用5微米布袋过滤掉可能存在的大颗粒杂质后，进入耐酸卷式超滤膜进行过滤，当截留液体积为1L时，向截留液中分批加入总计1L纯水进行透析，当截留液体积再次为1L时停机。膜设备上配I只2540规格的耐酸卷式有机膜，过滤分子量为3000Da，操作压力为15 — 20bar，过滤通量为22.3L/m2.h ;将超滤膜透过液100L收集后进入耐酸纳滤膜进行过滤，当截留液体积为1L时，向截留液中分批加入总计20L纯水进行透析，当截留液体积再次为1L时停机。膜设备上配I只2540规格的耐酸卷式有机膜，过滤分子量为700Da，操作压力为15bar，过滤通量为14.4L/m2.h。收集纳滤膜透过液，澄清透明，棕黄色，2-酮基-L-古龙酸含量17.2%。此溶液进行阳离子交换，真空浓缩，结晶，得到
2-酮基-L-古龙酸晶体。
[0017]实施例2:
[0018]古龙酸结晶母液的主要成分为:2-酮基-L-古龙酸25%，蛋白质4.2%，残糖2.6%，色素，其它有机酸，PH = 0.6，深黑色。
[0019]取以上母液100L，用5微米布袋过滤掉可能存在的大颗粒杂质后，进入耐酸卷式超滤膜进行过滤，当截留液体积为1L时，向截留液中分批加入总计1L纯水进行透析，当截留液体积再次为1L时停机。膜设备上配I只2540规格的耐酸卷式有机膜，过滤分子量为3000Da，操作压力为15 — 20bar，过滤通量为18.7L/m2.h ;将超滤膜透过液100L收集后进入耐酸纳滤膜进行过滤，当截留液体积为1L时，向截留液中分批加入总计20L纯水进行透析，当截留液体积再次为1L时停机。膜设备上配I只2540规格的耐酸卷式有机膜，过滤分子量为700Da，操作压力为15bar，过滤通量为13.2L/m2.h。收集纳滤膜的透过液，澄清透明，棕黄色，2-酮基-L-古龙酸含量20.6 %。此溶液进行阳离子交换，真空浓缩，结晶，得到2-酮基-L-古龙酸晶体。
【主权项】
1.一种从古龙酸结晶母液中回收2-酮基-L-古龙酸的方法，其特征在于该方法包括如下步骤:a、古龙酸结晶母液预处理:将古龙酸结晶母液用过滤孔径为5微米的布袋过滤器过滤，去除其中可能存在的颗粒性杂质，得到超滤原料液，备用；b、耐酸卷式超滤膜分离:将上述溶液即超滤原料液进入超滤膜装置进行过滤，通过调节装置中的调节阀控制操作压力，超滤原料液通过超滤膜时，被分隔成截留液与透过液两个部分，当截留液的体积至超滤原料液体积的1/10时，向截留液中加入纯水进行透析，加水量等于截留液的体积，继续过滤至原截留液体积时停止过滤，收集透过液；截留液中主要含大分子色素、蛋白、胶体杂质，送入废水处理工序进行生化处理；c、耐酸卷式纳滤膜分离:经上述超滤过滤的透过液称为纳滤原料液，再进入耐酸卷式纳滤膜进行过滤，通过调节设备中的调节阀控制操作压力；纳滤原料液通过纳滤膜时，被分隔成截留液与透过液两个部分，当该截留液的体积至纳滤原料液体积的1/10时，向该截留液中加入纯水进行透析，加水量为2倍该截留液体积，继续过滤至该截留液体积时停止过滤，收集透过液；剩余的截留液中主要含小分子色素、残糖和部分高价金属离子杂质，送入废水处理工序进行生化处理；d、经上述纳滤膜处理的透过液并入2-酮基-L-古龙酸主生产工艺过程中的阳离子交换步骤，去除剩余的阳离子以进一步提纯，纯化后2-酮基-L-古龙酸，随后进行真空浓缩和结晶。
【专利摘要】本发明的一种从古龙酸结晶母液中回收2-酮基-L-古龙酸的方法是一种卷式膜过滤工艺，a、古龙酸结晶母液预处理，b、耐酸卷式超滤膜分离，c、耐酸卷式纳滤膜分离，d、经上述纳滤膜处理的透过液并入2-酮基-L-古龙酸主生产工艺过程中的阳离子交换步骤，去除剩余的阳离子以进一步提纯，纯化后2-酮基-L-古龙酸，随后进行真空浓缩和结晶；由于本发明采用了两级卷式膜过滤的方法，将2-酮基-L-古龙酸与不同分子量的糖、色素、胶体等杂质分离，古龙酸的回收率可达90～95％，得到的古龙酸溶液纯度较好，可以直接回到原生产流程中去，该工艺可方便地实现全自动控制，操作简单可靠。从而提高收率，降低消耗，减少污染。
【IPC分类】C07H7/027, C07H1/06
【公开号】CN104892693
【申请号】CN201510293920
【发明人】王晟, 吉祥军, 钟扣章
【申请人】南京鼎仕和膜科技有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月1日
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