本发明专利技术为以蔗糖或白糖为原料，经过化学处理及分离，高收率联产结晶果糖及结晶甘露醇产品的工艺，两种产品的收率合计达７０％（按蔗糖投料量计）。本发明专利技术在实施过程中采用了水解、吸附分离、差向异构化、离交、浓缩、结晶、离心分离、干燥等化学反应或化学操作过程，得到医药结晶果糖及甘露醇主产品以及一小部分山梨醇水溶液副产品。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有机化合物的制备领域。
技术介绍
结晶果糖在工业上的生产方法按原料来源方式有如下几种(1)以蔗糖为原料，先水解，得到果糖及葡萄糖混合物(称为转化糖，其中果糖含量为46～50％)，经吸附分离，得到高纯果糖(果糖含量90％以上)和葡萄糖，将高纯果糖经过结晶分离，可得结晶果糖。(2)以葡萄糖为原料，用葡萄糖异构酶进行异构化反应，得到果糖与葡萄糖的混合物(其中果糖含量为42％左右)，用吸附分离处理后得高纯果糖(果糖含量90％以上)和葡萄糖，经结晶、分离后可得到结晶果糖。以上两种生产方法实质上很相似，都是工业上生产结晶果糖的主要方法。但是，上述两法的结晶果糖产率很低，一般为葡萄糖(或蔗糖)投料量的20～26％，生产结晶果糖后的大量葡萄糖组份及果糖母液无法得到有效的利用。另外，法(2)中的葡萄糖异构酶价格昂贵，若将分离果糖后所得到的葡萄糖组份重新进行酶异构转化成42％左右的果糖，来重复进行果糖葡萄糖的分离，这样的处理工艺理论上行得通，但是实际生产中不可能采用，因为结晶果糖的生产成本无法降低。总之，上述两法的根本缺点是无法经济地利用葡萄糖组份及果糖母液。此外，结晶果糖还有如下制法(3)将甘露糖原料在甘露糖异构酶的作用下进行酶转化生成果糖，转化率可达80％以上，再经结晶可得到结晶果糖。但是，甘露糖的来源很成问题，而且甘露糖异构酶还不能工业化大量供应，因此，该法根本无法实现工业化生产；(4)将菊糖进行水解可100％地转化生成果糖。但是，菊糖的来源主要从植物体菊芋果实中提取，工业化生产原料来源极其困难。总之，生产结晶果糖，必须先制得高纯果糖(果糖含量90％)，才有可能结晶。含量低于90％时，果糖很难结晶析出。制备高纯果糖工业上普遍是采用模拟移动床吸附分离的方法和装置，可经济地实现。以上所述的结晶果糖制法，有的根本无法实现工业化生产，有的大量葡萄糖组份无法利用。因此造成结晶果糖量少价高，无法大量满足市场所需。甘露醇的生产法有如下几种途径(1)海带提取法干海带中含甘露醇5～10％，可经过浓缩后，用物理结晶的方法提取，此法所产甘露醇的质量差，难过滤，热源高，不适于医药用，而且此法耗费大量的蒸汽、能量和人力，生产成本高。(2)电解还原法葡萄糖(或转化糖)在电解条件下可还原生成甘露醇和山梨醇的混合物，再经结晶提取而得甘露醇，此法反应时间长，效率低，耗电大，甘露醇产率低(只达15％)，早已被淘汰。(3)以果糖为原料果糖加氢后，得甘露醇和山梨醇各占一半的混醇，以结晶处理可制得甘露醇，理论产率为50％。但果糖的价格较高，用纯果糖或高纯果糖为原料生产甘露醇不适合工业生产实际。(4)以甘露糖为原料甘露糖经加氢可全部转化生成甘露醇。但纯甘露糖的来源成问题，不适合工业生产实际。(5)以蔗糖为原料的合成法将蔗糖水解，得果糖和葡萄糖各占一半的转化糖，离交处理后，进行加氢反应，所得混醇中甘露醇含量为25％左右，余为山梨醇。经离交、浓缩、结晶、离心分离、干燥可制得甘露醇产品，产率约为19～20％。此法实际上只利用了蔗糖水解后的果糖组份，所得甘露醇的产率较低，大部份产品为价值低的山梨醇，且山梨醇中所含甘露醇为8％左右，质量较差。此法工业上已有生产。(6)以葡萄糖为原料将葡萄糖进行差向异构化转化成甘露糖(转化率一般为30％)，将转化后糖液加氢可得到30％左右含量的甘露醇山梨醇混合物，经结晶可得到甘露醇产品。此法已有工业生产装置，但甘露醇的收率不高，只达到24～26％。如果将差向异构化后的糖液再用葡萄糖异构酶进行酶异构，将有30％左右的葡萄糖转化生成果糖，这样，经差向异构及酶异构后，糖液中含甘露糖为30～33％，含果糖28～30％，余为葡萄糖，经加氢后所得混醇的甘露醇含量可达到42％左右，结晶提取的甘露醇产率为35％左右，其余为山梨醇。这种以葡萄糖为原料的改进了的生产法是主要的甘露醇生产方法，国外普遍采用。以上所述的各种甘露醇生产法，有的根本不可能工业化，例如以果糖或甘露糖为原料的方法；有的耗电量、耗蒸汽量较高，生产成本高，已被淘汰，例如电解还原法及海带提取法；有的虽然工业化生产并运转，但甘露醇产率较低，如蔗糖水解工艺加氢法产率只达19～20％，葡萄糖差向异构及酶异构再加氢工艺的产率只达35％，其余为大量的价值低、质量差的山梨醇液体产品，经济效益有待提高。综合结晶果糖及甘露醇的工业生产法，均存在高价值产品(如结晶果糖及甘露醇)的产率低、低价值产品(如葡萄糖或山梨醇)的产率过高的不利情况，造成生产成本偏高、原料消耗高，经济效益不够理想的不利局面。葡萄糖差向异构及酶异构制甘露醇的产率尽管达到35％，但酶异构所用固定化酶的成本很高，也使甘露醇的生产成本居高不下。提高高价值产品的产率，尽量减少低价值产品的产率，从而大幅度提高经济效益，一直是当今结晶果糖及甘露醇生产工艺研究、开发和改革的主要内容。
技术实现思路
本专利技术就是为解决此问题而提出的改进方法，利用本专利技术的方法，可使蔗糖原料生产价值较高的结晶果糖及甘露醇产品的产率合计达到70％，将大幅度提高蔗糖原料生产结晶果糖和甘露醇产品的经济效益。本专利技术的方法分为如下八步骤。(1)将蔗糖原料A完全水解、离交精制后，得到转化糖B；(2)将转化糖B用模拟移动床进行果糖葡萄糖分离，得到富含果糖组份C和富含葡萄糖组份D；(3)将(2)中的富含果糖组份C进行离交、浓缩、结晶、离心、干燥后，得到结晶果糖产品E和果糖母液F；(4)将(2)中的富含葡萄糖组份D进行差向异构化反应，再经过离交精制，得到异构后糖液G；(5)将异构后糖液G用模拟移动床进行分离，得到富含甘露糖组份H和富含葡萄糖组份I；(6)将富含葡萄糖组份I回到(4)，与D合并，重复进行差向异构化反应；(7)将富含甘露糖组份H与(3)中果糖母液F合并后，进行加氢反应，得到混醇J；(8)将加氢混醇J过滤、离交、浓缩、结晶、离心、干燥后得到甘露醇产品K。附图说明图1是本专利技术工艺流程图。结合附图可以更好地理解本专利技术的处理过程。本专利技术的第一步是将蔗糖A完全水解，这是已知的技术，可采用盐酸或硫酸作为水解催化剂，水解的适宜条件是糖液浓度为40～60％，pH值2左右，在90～105℃温度下搅拌反应0.5～2小时。蔗糖完全水解后，得到果糖葡萄糖的混合液，用阳、阴离交树脂精制，除去糖液中的离子，得到转化糖B，其中含果糖46～49.5％，葡萄糖48～49.8％，其它杂质0.5～2％。须使蔗糖完全水解，否则本专利技术后面的应用效果将受到影响。本专利技术的第二步是利用模拟移动床分离果糖葡萄糖，这也是已经实现工业化生产的操作。本专利技术选用钙型阳离子交换树脂作为分离吸附剂，以水作为洗脱剂，分离温度为40～85℃，连续进行进料、进水、出料操作，所得的富含果糖组份C中的果糖含量为90～96％，浓度为20～35％；所得的富含葡萄糖组份D中的果糖含量为4～9％，浓度为16～30％。经过本专利技术模拟移动床分离后，转化糖中的果糖与葡萄糖组份得到有效分离，该步骤也是本专利技术的关键，果葡糖分离如果不彻底，将会严重影响本专利技术后面的效果，甚至无法得到结晶果糖产品。第三步是将富含果糖组份C经过阳、阴离子交换树脂离交除去离子后，真空浓缩到浓度为75％以上，加入果糖晶种，缓慢冷却，得到果糖晶体，再经过离心分离、干燥后得到结晶果本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种以蔗糖为原料的高收率联产结晶果糖与甘露醇的工艺，其特征在于包括如下八个步骤： （１）将蔗糖原料（Ａ）完全水解、离交精制后，得到转化糖（Ｂ）； （２）将转化糖（Ｂ）用模拟移动床进行果糖葡萄糖分离，得到富含果糖组份（Ｃ）和富含葡萄糖组份（Ｄ）； （３）将（２）中的富含果糖组份（Ｃ）进行离交、浓缩、结晶、离心、干燥后，得到结晶果糖产品（Ｅ）和果糖母液（Ｆ）； （４）将（２）中的富含葡萄糖出料组份（Ｄ）进行差向异构化反应，再经过离交精制，得到异构后糖液（Ｇ）； （５）将异构后糖液（Ｇ）用模拟移动床进行分离，得到富含甘露糖组份（Ｈ）和富含葡萄糖组份（Ｉ）； （６）将富含葡萄糖组份（Ｉ）回到（４），与（Ｄ）合并，重复进行差向异构化反应； （７）将富含甘露糖组份（Ｈ）与（３）中果糖母液（Ｆ）合并后，进行加氢反应，得到混醇（Ｊ）； （８）将加氢混醇（Ｊ）过滤、离交、浓缩、结晶、离心、干燥后得到甘露醇产品（Ｋ）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王建平，章朝晖，贺均林，冯巧嫦，刘极健，韦振雷，何丽萍，
申请(专利权)人：南宁市化工研究设计院，
类型：发明
国别省市：45[中国|广西]
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