膜技术颠覆高纯度葡萄糖传统工艺实现节能降耗

近年来，随着淀粉糖行业的不断发展，淀粉糖的重要衍生物糖醇类产品作为淀粉糖行业的一支生力军也有了长足的发展，由于糖醇所具有的特殊性质，使其应用范围非常广泛，尤其是在食品、医药、化工方面的应用起着非常重要的作用。而在众多的糖醇中，山梨醇的产量是最大的，其在糖醇生产中占有极其重要的地位，其在世界糖醇消费中已超过30%，而在医药领域维生素C的生产中，都是以山梨醇为起始原料的，至今还没有可替代品。

目前，Vc生产所用的原料山梨醇都要求较高的纯度，而高纯度的山梨醇生产传统工艺必须用结晶葡萄糖生产，其原因是结晶葡萄糖纯度高，只有高纯度葡萄糖，才能生产出做为Vc生产用的Vc级山梨醇原料，但传统工艺复杂，成本较高。

现有的生产葡萄糖的生产工艺以淀粉为原料，通过调浆后在液化酶的作用下液化，然后再经糖化酶作用糖化，最后形成DX95%左右的葡糖糖浆，然后采用硅藻土过滤的方式进入板框或转鼓进行过滤，以去除残留的淀粉及悬浮物，接着采用固定床离子交换工艺，主要是利用大量的阴阳离子交换树脂脱除糖液中的盐分，最后用重结晶的工艺获得高纯葡萄糖。这种生产工艺存在如下的弊端；一、树脂再生需要消耗大量的酸碱和水，同时会产生大量的酸碱废水；二、目前葡萄糖主要终端产品是果葡糖浆、结晶葡萄糖以及医药级葡萄糖，为了达到医药级葡萄糖的高纯度要求，传统工艺只能采用重结晶的方式提高纯度，因此需要大量的结晶机和离心机，投资和占地大，并且需要大量的操作人员，工作效率低且工艺收率低；三、整体上传统生产工艺是批次式操作，自动化程度低，需要大量的人力，并且产品质量和收率都比较低。

所以高纯度葡萄糖生产工艺迫切需要一种新的技术来取代传统工艺，以提高生产收率、纯度及生产效率。

图1 葡萄糖以及衍生产品工艺流程简图

膜是两相之间的选择性屏障，它是一种高分子材料，通过压差的作用能将料液进行选择性分离的一种薄膜。通过它进行的分离过程称作膜分离。它与传统过滤器的不同在于，膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。膜的厚度一般为微米级，依据其孔径的不同，可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜。错流过滤膜工艺中各种膜的分离与截留性能以膜的孔径和截留分子量来加以区别，下图简单示意了四种不同的膜分离过程：（箭头反射表示该物质无法透过膜而被截留）：

图2 膜分离过滤图谱

传统生产工艺是采用结晶及重结晶方式提高葡萄糖纯度得到高品质葡萄糖，这种工艺存在工艺落后、成本高、污染大、操作不方便、产品质量不稳定、不能满足国外客户质量要求等弊端，因此近几年来行业内不断引进新技术新工艺进行创新改造，国初科技（厦门）有限公司致力于此工艺的研究开发，目前已经开发形成了全新的工艺：糖化液膜过滤---连续离交脱盐---纳滤技术纯化，使整个工艺实现24小时全连续运行，技术先进、成本低、污染小、全自动、产品质量稳定且可以达到目前行业最高工艺水平。

图3 葡萄糖精制膜工艺

此工艺路线是经过验证，并结同类糖分离纯化项目成熟的工业实际应用情况进行的设计，进料为离交脱灰液，一般纯度95%，糖度30-32%；经过国初科技纳滤技术分离后，得到的高纯度透析液，纯度99.5%，用于生产VC级山梨醇或得到医药级葡萄糖液；而膜的浓缩液，葡萄糖纯度相对低，纯度75-80%，用于生产日化醇。

采用国初科技新型膜过滤技术，制取纯度近乎100%的葡萄糖液，不用结晶直接催化加氢生产高纯度的山梨醇液，生产工艺简单，流程短，比传统工艺节省了多道工序。经过大规模工业化生产表明，比传统工艺产品质量好，生产成本低，产品收率高，几乎没有污染物排放，同时大大减少了用水量，真正做到了清洁生产。

国初科技（厦门）有限公司是一家以膜分离技术为核心，致力于新型分离技术推广的高科技企业，为生物制药、食品饮料、发酵行业、农产品深加工、植物提取、石油石化、环保水处理、空气除尘、化工等行业提供过滤及纯化综合解决方案，满足不同客户的高度差异化需求，是一家知名的新型分离技术综合服务商。