维生素C的生产工艺

1、工艺原理：微生物氧化法

2、工艺过程

⏹菌种部分

➢菌种活化、分离、混合培养

➢移入三角瓶种液培养基，29-33 ℃振荡培养24h，

➢产酸量在6-9mg/mL，pH降至7以下，镜检正常无杂菌

⏹发酵部分

➢一级种子罐加料

➢控温29-30 ℃，压强0.05MPa，pH6.7-7.0

➢二级种子罐培养，

➢发酵终点：温度31-33℃，pH7.2，残糖量<0.8mg/mL

➢两步发酵收率78.5%

⏹提取部分

➢一次交换

盐酸酸化，调菌体蛋白等电点，沉降4h以上

上清液以2-3m3/h的流速压入阳离子交换柱

当流出液pH为3.5时，收集交换液，控制pH

交换完，纯水冲柱

➢加热过滤

合并流出液和洗液

调pH至蛋白等电点

加热至70℃，加0.3%活性炭

升温至90-95℃，保温10-15min，使蛋白凝结

停止搅拌，快速冷却，高速离心

➢二次交换

上清液打入二次交换柱

洗脱，至流出液pH=1.5时，收集交换液

控制pH1.5-1.7之间。

交换完毕，洗柱

➢减压浓缩

二次交换液进行一级浓缩

控制真空度、内温，至浓缩液的相对密度达1.2

出料

同样条件二次浓缩，至尽量干

加少量乙醇，冷却结晶

甩滤，冰乙醇洗涤

得2-酮基-L-古龙酸（℃）

收率80%

3、反应条件及影响因素

⏹山梨糖的影响

➢山梨糖初浓度过高，将抑制菌体生长，使发酵收率降低

➢从生产角度考虑，保证尽可能高的酸度，需山梨糖初浓度越高越好

➢较适宜为80mg/mL

➢采用滴加或待菌体生长正常后一次性补加的方法，来提高产物的浓度。

⏹溶解氧浓度的影响

➢溶解氧浓度影响好氧菌的活性

➢产酸前期应处于高溶氧浓度

➢产酸中期，溶氧浓度为3.5-6.0mg/mL

➢产酸后期，耗氧量减少。

⏹pH的影响

➢pH过低（<6.4）不利于发酵

➢控制pH6.7-7.9

4、注意事项及“三废”处理

⏹调好等电点是凝聚菌体蛋白的重要因素

⏹树脂再生直接影响2-酮基-L-古龙酸的提取，其标准为进出酸差在1%以下，无Cl-

⏹浓缩时，温度控制在45℃左右较好，以防止跑料和炭化

⏹三废处理。

➢母液回收、浓缩、结晶甩滤，提高收率

➢废盐酸回收后可再用于第一次交换

⏹浓缩时，温度控制在45℃左右较好，以防止跑料和炭化

➢母液回收

⏹酸化

➢将维C钠盐和一母干品、甲醇加入罐中，搅拌

➢硫酸调反应液pH为2.2-2.4

➢在40℃左右保温1.5h

➢冷却，离心分离，弃去硫酸钠

➢加少量活性炭，冷却压滤

➢真空减压浓缩，蒸出甲醇

➢浓缩液冷却结晶，离心分离

2、改进后的转化工艺

⏹旧工艺的缺点

➢带入大量钠离子，影响维生素C的质量

➢转化后母液中产生大量硫酸钠，严重影响母液套用及成品质量

➢劳动生产强度大

⏹碱转化的新工艺

➢有机胺代替碳酸氢钠

➢工艺原理

➢工艺过程

将2-酮基-L-古龙酸甲酯加入到甲醇中

搅拌、升温、回流、溶解

在惰性气体中滴加胺，回流、搅拌

浓缩、蒸馏水溶解油状物

有机溶媒提取、分离

有机层用硫酸钠干燥后，回收套用

水层经浓缩、结晶得维生素C晶体

➢优点

提高产品质量和收率

有机溶剂回收套用率高

反应条件、温度要求不高

大量使用液体投料，有利于自动化控制

➢缺点：反应在惰性气体（氮气、氩气）保护下进行

⏹酸转化新工艺

➢工艺过程

将古龙酸钠盐加到乙醇和丙酮的混合溶液中

室温下搅拌，通入氢气

60℃反应，析出氯化钠晶体

过滤，乙醇和丙酮的混合溶液洗涤

合并滤液，加入惰性溶剂

保温、搅拌、冷却、析晶

得维生素C

➢优点

析晶纯度高

反应温度低

工艺时间缩短

去除了维生素C精制过程中的水溶解

提高产品的质量和收率

溶剂经分馏后可重新使用

（3）两条转化路线的比较

⏹各占50%

⏹酸转化

➢优点

设备简单

操作方便

中间过程少，利于收率提高

➢缺点：设备易被腐蚀

⏹碱转化

➢优点：产品质量较好

➢缺点

设备多，操作过程长，

不利于提高总收率

转化过程中使用大量的甲醇，需注意劳动保护

（四）、维生素C的精制

（1）工艺原理

⏹L-抗坏血酸易遭破坏

➢温度

➢金属离子

➢空气接触

➢pH

⏹易氧化

⏹易分解

⏹变质的标志：色泽变黄

（2）工艺过程

⏹配料比：粗维生素C：蒸馏水：活性炭：晶种 = 1：1.1：0.58：0.00023

⏹步骤

➢粗维生素C真空干燥

➢加蒸馏水搅拌溶解

➢加活性炭，搅拌5-10min，压滤

➢滤液加入结晶罐，再加入50L左右的乙醇，搅拌

➢降温、加晶种，结晶

➢将晶体离心甩滤，冰乙醇洗涤

➢甩滤、干燥器中干燥，得精制VC

⏹整个过程耗时76-80h

⏹总收率42.7-47.1%（以山梨醇计）

（3）注意事项

⏹结晶时，最高温度不得高于45℃，最低不得低于-4℃，不能再高温下加晶种

⏹回旋干燥要严格控制循环水温和时间，夏天循环水温高，可用小冷凝器降温

⏹压滤时遇停电，应立即关空压阀保压

三、莱氏法和两步发酵法的工艺比较

（1）莱氏法工艺

⏹葡萄糖、高压催化氢化、黑醋菌氧化、丙酮保护、次氯酸钠氧化、盐酸转化、维

生素C