维生素c的生产工艺
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步骤
加部分双丙酮古龙酸，搅拌加盐酸，再加余下的古 龙酸
蒸汽加温，升至37℃左右关蒸汽， 自然升温至52-54 ℃，保温5-7h。 50-52 ℃保温20h，然后通水降温1h 加适量乙醇，冷却至-2 ℃
维生素C的生产工艺
云枫化学收集
第一节 概述
一、化学结构式
H
HO
OH
O
O
二、理化性质
水溶性 酸性 还原性 水解性
OH OH
第二节 合成路线
一、莱氏法
D-山梨醇为原料，经醋酸菌一步发酵得L-山梨 糖，丙酮酮醇缩合、次氯酸钠氧化剂盐酸转化 等5步
第二节 合成路线
优点
工艺成熟、产品质量好 生产周期短，总收率高（66%）
酮化反应温度 低于20 ℃ 高于20 ℃将有利于单酮糖的生产，收率降低
3、2,3,4,6-双酮基-L-山梨糖的制备
（4）注意事项
双酮糖在酸性中不稳定，碱性中较温定。因此 中和时，必须保持碱性和低温条件
加料的先后顺序，先加入丙酮古龙酸与盐酸， 易于结块，造成搅拌困难
4、2,3,4,6-双酮基-L-古龙酸（双丙酮古龙酸）的制备
1、 D-山梨醇的制备
（3）反应条件及影响因素
pH值
葡萄糖水pH8.0-8.5 偏高或偏低会使甘露醇（副产物）含量增加
设备材质
山梨醇能溶解多种金属 避免使用铁、铝或铜制设备，而用不锈钢
副产物影响
甘露醇影响产物比旋度 残糖含量影响产物比旋度——氢化反应的终点指标
1、 D-山梨醇的制备
2、L-山梨糖的制备
一级种子罐发酵率40%以上，二级种子罐发酵率50%以 上
发酵培养的山梨醇的投料浓度为25% 当发酵率在95%以上时，温度略高（31-33℃）；pH7.2
左右，即为发酵终点 控制真空度在0.05MPa以上，温度60 ℃以下，减压浓缩
结晶即得L-山梨糖
（3）反应条件及影响因素
8.5 下层硫酸钠用丙酮洗涤，回收单丙酮糖
3、2,3,4,6-双酮基-L-山梨糖的制备
上层清液常压蒸馏至100 ℃，减压蒸馏至90 ℃为终点 苯提取蒸馏后剩余溶液，减压蒸馏得双丙酮糖 收率88%
（3）反应条件及影响因素
缩酮化反应有多种副产物 温度高、水分多、时间过长、硫酸过多则副反应增 多，双酮糖收率降低
山梨醇的纯度影响收率 山梨醇浓度影响氧化速率 金属离子会抑制细菌的脱氢活性 生物催化剂能促进细菌生长，提高发酵率
2、L-山梨糖的制备
空气流量影响深层发酵。一般为0.7-1VVM 细菌接种量影响氧化速率
（4）注意事项
尽量减少染菌途径 其途径有
种子或发酵罐带菌 接种时罐压低于大气压 培养基消毒不彻底 操作中染菌 阀门泄露
缺点
工序多，耗用原料多 有易燃易爆有机溶剂 对劳动保护和安全生产要求高
第二节 合成路线
二、两步发酵法
简化缩短的莱氏法 优点
缩短工序 降低了原料成本 节约了大量有机溶剂，减少了“三废” 多数是液体物料，有利于机械化和自动化生产
缺点
总收率较低（45-48%） 发酵单位体积产率低（60mg/100mL） 设备体积大，能耗大
（4）注意事项及三废处理
车间进行还原反应时氢气自制，故配有氢气柜。 应杜绝火源，以免氢气发生爆炸
废镍催化剂可压制成块，冶炼回收 再生废液中的镍经沉淀后可回收 废酸、废碱经中和后放入下水道
2、L-山梨糖的制备
（1）工艺原理
选择性地使C2位的羟基氧化成羰基 生物氧化 黑醋菌
2、L-山梨糖的制备
（1）工艺原理
4、2,3,4,6-双酮基-L-古龙酸（双丙酮古龙酸）的制备
（2）工艺过程
次氯酸钠的制造——新鲜配制
14.5%-15.5%的氢氧化钠溶液通入液氯， 以有效氯浓度9.5-9.7%，余碱浓度2.8-3.2%为终点
双丙酮酸的氧化
配料比
双丙酮糖：次氯酸钠：硫酸镍 = 1：10：0.04
3、2,3,4,6-双酮基-L-山梨糖的制备
（1）工艺原理
保护2，3，4，6位羟基
3、2,3,4,6-双酮基-L-山梨糖的制备
（2）工艺过程
配料比
L-山梨糖：丙酮：发烟硫酸：氢氧化钠 = 1:9:0.4:0.6
步骤
5 ℃下压入丙酮、发烟硫酸，加入山梨糖 15-20 ℃下溶糖6h 降温至-8 ℃，保持6-7h得酮化液。 <25 ℃，加入18%-22%的氢氧化钠溶液，中和至pH8.0-
投料，40℃保温搅拌30min 静止片刻，抽滤 滤液冷至0-5℃，用盐酸中和（pH7、3、1.5） 过滤、水洗、过滤。得结晶，收率86%。
5、粗品维生素C的制备
（1）工艺原理
5、粗品维生素C的制备
（2）工艺过程
配料比
双丙酮古龙酸（折纯）：精制盐酸（38%）：乙醇 = 1.0：0.27：0.31
Fra Baidu bibliotek
第二节 合成路线
三、全化学合成方法
三步法：将葡萄糖或葡萄糖醛酸内酯丙酮化、 催化、氧化、水解还原成维生素
葡萄糖为原料的缺点：丙酮用量大、须用昂贵的铂 金属催化剂、收率低（25-28%）
四、其他方法
GLC技术
DNA重组菌种
第三节 生产工艺原理和过程
一、莱氏法生产维生素C的工艺原理和过程
D-山梨醇的制备 L-山梨糖的制备 2,3,4,6-双酮基-L-山梨糖（双丙酮糖）的制备 2,3,4,6-双酮基-L-古龙酸（双丙酮古龙酸）的制
（2）工艺过程
菌种部分
斜面培养基中菌种活化传代24h后，产糖量达到 100mg/mL。
在30 ℃培养48h，镜检菌体正常、无杂菌 放0-5 ℃冰箱保存备用。
发酵部分
投料。D-山梨醇浓度为16%-20% 培养基控制pH5.4-5.6，120 ℃灭菌0.5h 在发酵罐中培养（温度30-32 ℃ ；压力0.03-0.05MPa）
备 粗品维生素C的制备 粗品维生素C的精制
1、 D-山梨醇的制备
（1）工艺原理
控制压力、氢做还原剂、镍作催化剂
1、 D-山梨醇的制备
（2）工艺过程
在70-75℃下加水溶解葡萄糖，50%溶液 氢气纯度≥99.3%、压强<0.04MPa时，将糖液冲入釜内 加入活性镍催化剂 加碱液调pH8.2-8.4，通蒸汽，并搅拌 温度升至120-135℃时关闭蒸汽 控制温度在150-155 ℃，压强3.8-4.0MPa 反应至不吸收氢气为反应终点 0.2-0.3MPa压强下压料至沉淀缸、过滤、树脂交换处理 收率95%
加部分双丙酮古龙酸，搅拌加盐酸，再加余下的古 龙酸
蒸汽加温，升至37℃左右关蒸汽， 自然升温至52-54 ℃，保温5-7h。 50-52 ℃保温20h，然后通水降温1h 加适量乙醇，冷却至-2 ℃
维生素C的生产工艺
云枫化学收集
第一节 概述
一、化学结构式
H
HO
OH
O
O
二、理化性质
水溶性 酸性 还原性 水解性
OH OH
第二节 合成路线
一、莱氏法
D-山梨醇为原料，经醋酸菌一步发酵得L-山梨 糖，丙酮酮醇缩合、次氯酸钠氧化剂盐酸转化 等5步
第二节 合成路线
优点
工艺成熟、产品质量好 生产周期短，总收率高（66%）
酮化反应温度 低于20 ℃ 高于20 ℃将有利于单酮糖的生产，收率降低
3、2,3,4,6-双酮基-L-山梨糖的制备
（4）注意事项
双酮糖在酸性中不稳定，碱性中较温定。因此 中和时，必须保持碱性和低温条件
加料的先后顺序，先加入丙酮古龙酸与盐酸， 易于结块，造成搅拌困难
4、2,3,4,6-双酮基-L-古龙酸（双丙酮古龙酸）的制备
1、 D-山梨醇的制备
（3）反应条件及影响因素
pH值
葡萄糖水pH8.0-8.5 偏高或偏低会使甘露醇（副产物）含量增加
设备材质
山梨醇能溶解多种金属 避免使用铁、铝或铜制设备，而用不锈钢
副产物影响
甘露醇影响产物比旋度 残糖含量影响产物比旋度——氢化反应的终点指标
1、 D-山梨醇的制备
2、L-山梨糖的制备
一级种子罐发酵率40%以上，二级种子罐发酵率50%以 上
发酵培养的山梨醇的投料浓度为25% 当发酵率在95%以上时，温度略高（31-33℃）；pH7.2
左右，即为发酵终点 控制真空度在0.05MPa以上，温度60 ℃以下，减压浓缩
结晶即得L-山梨糖
（3）反应条件及影响因素
8.5 下层硫酸钠用丙酮洗涤，回收单丙酮糖
3、2,3,4,6-双酮基-L-山梨糖的制备
上层清液常压蒸馏至100 ℃，减压蒸馏至90 ℃为终点 苯提取蒸馏后剩余溶液，减压蒸馏得双丙酮糖 收率88%
（3）反应条件及影响因素
缩酮化反应有多种副产物 温度高、水分多、时间过长、硫酸过多则副反应增 多，双酮糖收率降低
山梨醇的纯度影响收率 山梨醇浓度影响氧化速率 金属离子会抑制细菌的脱氢活性 生物催化剂能促进细菌生长，提高发酵率
2、L-山梨糖的制备
空气流量影响深层发酵。一般为0.7-1VVM 细菌接种量影响氧化速率
（4）注意事项
尽量减少染菌途径 其途径有
种子或发酵罐带菌 接种时罐压低于大气压 培养基消毒不彻底 操作中染菌 阀门泄露
缺点
工序多，耗用原料多 有易燃易爆有机溶剂 对劳动保护和安全生产要求高
第二节 合成路线
二、两步发酵法
简化缩短的莱氏法 优点
缩短工序 降低了原料成本 节约了大量有机溶剂，减少了“三废” 多数是液体物料，有利于机械化和自动化生产
缺点
总收率较低（45-48%） 发酵单位体积产率低（60mg/100mL） 设备体积大，能耗大
（4）注意事项及三废处理
车间进行还原反应时氢气自制，故配有氢气柜。 应杜绝火源，以免氢气发生爆炸
废镍催化剂可压制成块，冶炼回收 再生废液中的镍经沉淀后可回收 废酸、废碱经中和后放入下水道
2、L-山梨糖的制备
（1）工艺原理
选择性地使C2位的羟基氧化成羰基 生物氧化 黑醋菌
2、L-山梨糖的制备
（1）工艺原理
4、2,3,4,6-双酮基-L-古龙酸（双丙酮古龙酸）的制备
（2）工艺过程
次氯酸钠的制造——新鲜配制
14.5%-15.5%的氢氧化钠溶液通入液氯， 以有效氯浓度9.5-9.7%，余碱浓度2.8-3.2%为终点
双丙酮酸的氧化
配料比
双丙酮糖：次氯酸钠：硫酸镍 = 1：10：0.04
3、2,3,4,6-双酮基-L-山梨糖的制备
（1）工艺原理
保护2，3，4，6位羟基
3、2,3,4,6-双酮基-L-山梨糖的制备
（2）工艺过程
配料比
L-山梨糖：丙酮：发烟硫酸：氢氧化钠 = 1:9:0.4:0.6
步骤
5 ℃下压入丙酮、发烟硫酸，加入山梨糖 15-20 ℃下溶糖6h 降温至-8 ℃，保持6-7h得酮化液。 <25 ℃，加入18%-22%的氢氧化钠溶液，中和至pH8.0-
投料，40℃保温搅拌30min 静止片刻，抽滤 滤液冷至0-5℃，用盐酸中和（pH7、3、1.5） 过滤、水洗、过滤。得结晶，收率86%。
5、粗品维生素C的制备
（1）工艺原理
5、粗品维生素C的制备
（2）工艺过程
配料比
双丙酮古龙酸（折纯）：精制盐酸（38%）：乙醇 = 1.0：0.27：0.31
Fra Baidu bibliotek
第二节 合成路线
三、全化学合成方法
三步法：将葡萄糖或葡萄糖醛酸内酯丙酮化、 催化、氧化、水解还原成维生素
葡萄糖为原料的缺点：丙酮用量大、须用昂贵的铂 金属催化剂、收率低（25-28%）
四、其他方法
GLC技术
DNA重组菌种
第三节 生产工艺原理和过程
一、莱氏法生产维生素C的工艺原理和过程
D-山梨醇的制备 L-山梨糖的制备 2,3,4,6-双酮基-L-山梨糖（双丙酮糖）的制备 2,3,4,6-双酮基-L-古龙酸（双丙酮古龙酸）的制
（2）工艺过程
菌种部分
斜面培养基中菌种活化传代24h后，产糖量达到 100mg/mL。
在30 ℃培养48h，镜检菌体正常、无杂菌 放0-5 ℃冰箱保存备用。
发酵部分
投料。D-山梨醇浓度为16%-20% 培养基控制pH5.4-5.6，120 ℃灭菌0.5h 在发酵罐中培养（温度30-32 ℃ ；压力0.03-0.05MPa）
备 粗品维生素C的制备 粗品维生素C的精制
1、 D-山梨醇的制备
（1）工艺原理
控制压力、氢做还原剂、镍作催化剂
1、 D-山梨醇的制备
（2）工艺过程
在70-75℃下加水溶解葡萄糖，50%溶液 氢气纯度≥99.3%、压强<0.04MPa时，将糖液冲入釜内 加入活性镍催化剂 加碱液调pH8.2-8.4，通蒸汽，并搅拌 温度升至120-135℃时关闭蒸汽 控制温度在150-155 ℃，压强3.8-4.0MPa 反应至不吸收氢气为反应终点 0.2-0.3MPa压强下压料至沉淀缸、过滤、树脂交换处理 收率95%