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论蔗糖水解工艺在甘露醇生产上的应用

栏目:工矿企业发布:2007-06-09浏览:2961下载142次收藏
摘  要:主要阐述了酸化水解的原理和特点,就此工艺在甘露醇和山梨醇的生产中运用进行分析。 关键词:加压;水解;果糖;葡萄糖   作者简介:周海琨(1976-),广西上林人,,工程师,主要从事山梨醇、甘露醇生产的工艺管理和技术改造工作。   1  前言     山梨醇和甘露醇是两种同分异构饱和六元醇,用途广泛。工业上由蔗糖制备甘露醇、山梨醇方法如下:将50%蔗糖水溶液加酸水解生成果糖和葡萄糖混合液(以下称转化糖液),经过中和脱色、离交精制后调节ph值,在有催化剂条件下加氢反应葡萄糖生成山梨醇,果糖生成甘露醇和山梨醇。在实际生产中,为了得到较多的高附加值甘露醇成品,就必须控制果糖的水解含量。本文主要通过对蔗糖酸化水解主副反应的研究,提出在实际的生产中,通过加压升温使蔗糖酸化水解迅速完成,减少副反应达到降耗提产的目的。 2  原理分析     我们知道,蔗糖的分子式为c12h22o11,是一种双糖,是葡萄糖和果糖的脱水缩合物,蔗糖在酸作用下,水解生成葡萄糖和果糖(蔗糖水解生成的葡萄糖和果糖合称为转化糖),即上述分子式在中间处断裂成两段。反应式为: 酸催化蔗糖水解反应机理为:[1] (1)为快平衡,(2)为控制步骤得反应速率方程式: rh+  =  k3[ah+][h2o]     (3) 因为k1/k2 = [ah+]/[a][h+]  , [ah+] = k1/k2[a][h+]所以: rh+  = kh+[a][h+][h2o]   (4)    kh+ = k3k1/k2     蔗糖水解反应生成的还原糖(葡萄糖和果糖)达到一定浓度时,开始发生复合反应和分解反应。复合反应是指转化糖受酸和热的作用能通过糖苷键相聚合,失去水分子,生成二糖、三糖、甚至其他较高的低聚糖等。     葡萄糖分解反应是因单糖在酸的作用下自身脱水生成糠醛所致,反应表达式如下:     果糖受酸和热的作用,发生上述反映生成5,—羟甲基糠醛的反应较葡萄糖容易,与葡萄糖直接分子脱水不同的是果糖要经过1,2—烯二醇中间体,其反应表达式如下:     以上是蔗糖在高温下水解时发生的主要副反应,蔗糖的水解反应所伴随的分解反应产物是很多的,其副产物见表1。 表1  水解中的副产物[2] 脱水产物 分裂产物 缩合产物 异构化产物 5,-羟甲基-2-糠醛# 5,-甲基-2-糠醛 α-当归内脂 二羟基丙酮# β-当归内脂 甘油醛# 2-(2-羟基乙酰)呋喃 2-(2-羟基乙酰)呋喃甲酸 异构麦芽糖 4-羟基-2,3,6-己三酮 4-羟基-2-(羟甲基)-5-甲基-3(2h)呋喃酮 乙酸 甲酸 乙酰丙酸#   高分子有色化合物 2-糠醛# 丙酮醛# 乳酸# 丙酮醇# 乙醇酸# 2,3-丁二酮 腐黑物或高分子有色物质 d-葡萄糖#   3  实验部分 3.1  材料与仪器 原料:广西一级白砂糖         反渗透纯化水 设备:立式不锈钢316l反应釜 分析仪器:上海精密科学仪器有限公司阿贝折射仪way(2w
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