專利名稱：一種葡萄糖的分離純化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生化領(lǐng)域，具體地涉及一種葡萄糖的分離純化方法。
背景技術(shù)：
葡萄糖是一種重要的單糖和重要的基礎(chǔ)化學醫(yī)藥品，也是多種化合物的原料。葡萄糖的生產(chǎn)經(jīng)歷了酸法、酸酶法以及雙酶法等發(fā)展過程。葡萄糖是一種重要的單糖和重要的基礎(chǔ)化學醫(yī)藥品，也是多種化合物的原料。葡萄糖的生產(chǎn)經(jīng)歷了酸法、酸酶法以及雙酶法等發(fā)展過程。參見圖1，現(xiàn)有的生產(chǎn)葡萄糖的生產(chǎn)工藝如下以淀粉為原料，通過調(diào)漿后再液化酶的作用下液化，然后再經(jīng)糖化酶作用糖化，最后形成DX95%左右的葡糖糖漿，然后采用硅藻土過濾的方式進入板框或轉(zhuǎn)鼓進行過濾，以去除殘留的淀粉及懸浮物，接著采用固定床離子交換工藝，主要是利用大量的陰陽離子交換樹脂脫除糖液中的鹽分，最后用重結(jié)晶的工藝獲得醫(yī)藥級葡萄糖。這種生產(chǎn)工藝存在如下的弊端一、樹脂再生需要消耗大量的酸堿和水，同時會產(chǎn)生大量的酸堿廢水污染嚴重；二、目前葡萄糖主要終端產(chǎn)品是果葡糖漿、結(jié)晶葡萄糖以及醫(yī)藥級葡萄糖，為了達到醫(yī)藥級葡萄糖的高純度要求，傳統(tǒng)工藝只能采用重結(jié)晶的方式提高純度，因此需要大量的結(jié)晶機和離心機，投資和占地大，并且需要大量的操作人員，工作效率低且工藝收率低；三、整體上傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝是批次式操作，自動化程度低，需要大量的人力，并且產(chǎn)品質(zhì)量和收率都比較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種葡萄糖的制造方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下一種葡萄糖的分離純化方法，包括(1)經(jīng)過除雜的糖化液，進行移動床連續(xù)離子交換，去除鹽分，獲得凈化液，其中所述的連續(xù)移動床設(shè)有兩組交替設(shè)置的陰、陽離子交換柱；(2)離子交換后的葡萄糖液，采用可選擇性的讓葡萄糖透過，而多糖被截留分離的連續(xù)式設(shè)計的納濾膜過濾，透析液直接用于生產(chǎn)醫(yī)藥級葡萄糖，而濃縮液用于生產(chǎn)日化醇或者多糖產(chǎn)品。所述的連續(xù)式設(shè)計即整個過濾系統(tǒng)由多個膜過濾單元并聯(lián)，其中一個膜過濾單元處于清洗備用狀態(tài)；當工作中的某一個膜過濾單元需要洗清洗，則切換到備用的膜過濾單元工作，而需要清洗的膜過濾單元進入清洗狀態(tài)，清洗完成后處于備用狀態(tài)。這樣整個系統(tǒng)始終保持幾個膜過濾單元處于工作狀態(tài)，可以M小時不間斷的生產(chǎn)。在本發(fā)明的較佳實施例中，步驟( 物料從一級陽離子交換系統(tǒng)進入進行一級陽離子交換，然后進入一級陰離子交換系統(tǒng)的進行一級陰離子交換；經(jīng)過一級陽、陰離子交換后的物料再進入二級陽離子交換系統(tǒng)進行二級陽離子交換，然后再進入二級陰離子交換系統(tǒng)進行二級陰離子交換，使出料電導(dǎo)達到50uS/cm以下。在本發(fā)明的較佳實施例中，每級的陰離子或陽離子交換系統(tǒng)設(shè)有2-6根并聯(lián)的陰離子或陽離子交換柱。在本發(fā)明的較佳實施例中，所述的納濾膜進料純度小于95%，糖度為30%或以下。在本發(fā)明的較佳實施例中，所述的納濾膜進料純度為95%以上，糖度不限。在本發(fā)明的較佳實施例中，步驟(2)進料糖度高于30%時，需要的加水量為進料量的0. 2倍及以上；糖度低于30%時，需要的加水量在進料液的0. 1倍以下或不加水。在本發(fā)明的較佳實施例中，步驟O)的納濾溫度為20_45°C。在本發(fā)明的較佳實施例中，步驟O)的納濾壓力為15-3^ar。在本發(fā)明的較佳實施例中，步驟(2)所述的納濾采用的截留量為100-1000分子量的納濾膜。更佳地，可以采用截留量為200-300分子量的納濾膜。參見圖3，膜分離的基本工藝原理如下在過濾過程中料液通過泵的加壓，料液以一定流速沿著濾膜的表面流過，大于膜截留分子量的物質(zhì)分子不透過膜流回料罐，小于膜截留分子量的物質(zhì)或分子透過膜，形成透析液。故膜系統(tǒng)都有兩個出口，一是回流液(濃縮液)出口，另一是透析液出口。在單位時間(小時)單位膜面積(m2)透析液流出的量 (升)稱為膜通量(LMH)，即過濾速度。影響膜通量的因素有溫度、壓力、固含量(TDS)、料液濃度、黏度等。本發(fā)明首先采用微濾去除雜質(zhì)，之后再進行連續(xù)離子交換，再納濾。連續(xù)納濾膜提純工藝采用納濾膜選擇性的讓葡萄糖透過，而多糖則被截留分離，這樣透析液純度可達到 99. 5%以上，直接用于生產(chǎn)醫(yī)藥級葡萄糖，而濃縮液可用于生產(chǎn)日化醇或者多糖產(chǎn)品。這樣可以避免大量的結(jié)晶機和離心機投資占地，亦可以節(jié)省大量的人工。本發(fā)明優(yōu)點如下1、針對背景技術(shù)中的弊端一，本發(fā)明采用了連續(xù)式的離子交換，在本發(fā)明的移動床系統(tǒng)中，再生劑和水可以多級串聯(lián)套用，可以提高再生劑和水的利用率，節(jié)省再生劑和水
消耗量。2、針對背景技術(shù)中的弊端二，本發(fā)明采用了納濾膜過濾取代重結(jié)晶過程，省去了要大量的結(jié)晶機和離心機，投資和占地都大為減少，系統(tǒng)自動化程度高，所需操作人員少， 工作效率高且工藝收率高；3、針對背景技術(shù)中的弊端三，本發(fā)明的離子交換以及納濾都采用了連續(xù)式生產(chǎn)， 系統(tǒng)采用連續(xù)式設(shè)計除效率高外，還具有如下優(yōu)點(1)料液進入連續(xù)膜過濾系統(tǒng)，通過連續(xù)進、出料來保證料液的穩(wěn)定性，這樣后工序得到的透析液的量是相對穩(wěn)定的，可以直接進入后續(xù)的工序，有利于后工藝的開展；(2)料液在系統(tǒng)中的循環(huán)時間短。料液進入膜系統(tǒng)停留的時間不到十分鐘，減少了過程降解；(3)膜系統(tǒng)公共管路泵的進料量與系統(tǒng)的處理能力相符，整個系統(tǒng)只需匹配同等處理量的泵即可，降低泵功率，節(jié)約了動力消耗，減少了料液溫升；(4)可以根據(jù)進料流量和濃度的差異，靈活調(diào)節(jié)濃縮比，來得到持續(xù)穩(wěn)定的出料流量和出料濃度；( 連續(xù)式設(shè)計時，濃縮液無須回流至循環(huán)罐中，因此傳統(tǒng)意義的循環(huán)罐被取消，只需配備體積更小的周轉(zhuǎn)罐即可。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的葡萄糖生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)工藝流程圖；圖2為本發(fā)明的葡萄糖生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)工藝流程圖；圖3為本發(fā)明膜過濾的流程示意圖；圖4為本發(fā)明離子交換的示意圖；圖5為膜過料通量隨時間的變化趨勢圖。
具體實施例方式實施例1獲得糖化液(現(xiàn)有技術(shù))淀粉液化將淀粉和水混合，配制成生產(chǎn)葡萄糖的液態(tài)淀粉料乳液，淀粉的含量占液態(tài)淀粉料乳液總質(zhì)量的20% -35%，然后進行滅菌，制備成淀粉乳液，再向淀粉乳液中加入高溫淀粉酶，經(jīng)液化噴射器一次高壓噴射，二次加酶連續(xù)液化反應(yīng)，水解成葡萄糖值在 14% -25%之間的液化淀粉液；糖化將前面步驟所制備的葡萄糖值在14% -25%之間的液化淀粉液冷卻降溫到 35-45°C后加入復(fù)合糖化酶并在此溫度下酶解成葡萄糖糖化液。糖化液儲存在高7. 5m左右、體積為120m3的糖化罐中，料罐中不溶性的蛋白浮在表面上，大約有10噸左右(厚度大約在0. 3-0. 5m)；下層為固含量較低、透光率較高的清液。實施例2膜過濾除雜膜過濾除雜工藝方案設(shè)計糖化液先經(jīng)過0. 9mm篩網(wǎng)過濾后，再過40目篩網(wǎng)，篩網(wǎng)濾液再過微濾膜達到澄清的目的。在本實施例中，微濾膜采用旭化成中空膜UMP-153，UMP-153膜絲內(nèi)徑為2. 6mm，孔徑為0. 2um。從表1可以看出，在進壓為2. 4bar的操作條件下，濃縮了 5_7倍，膜對產(chǎn)品基本上沒有截留，通量保持在130LMH-210LMH之間，膜運行非常穩(wěn)定。表1UMP-153膜運行數(shù)據(jù)
批次進壓(bar)出壓(bar)溫度(°c)濃縮倍數(shù)膜通量(LMH)12. 4245-627. 921722. 4249-634. 913732. 4247-634. 8155實施例3連續(xù)離子交換系統(tǒng)陰陽樹脂脫鹽過程的流程圖。兩套系統(tǒng)如圖4方式進行串聯(lián)，葡萄糖生產(chǎn)過程中溶液分別兩次經(jīng)過陽離子交換系統(tǒng)和陰離子交換系統(tǒng)，其連接方式可以保證脫除鹽分的效果在這個系統(tǒng)中，陽離子交換系統(tǒng)和陰離子交換系統(tǒng)兩個子分系統(tǒng)是連接在一起共同協(xié)調(diào)運行的。物料交替的進入陽離子交換系統(tǒng)和陰離子交換系統(tǒng)進行陽離子和陰離子的交換，從而達到脫除鹽分的目的。物料從陽離子交換系統(tǒng)的3-8并聯(lián)進入一級陽離子交換， 然后進入陰離子交換系統(tǒng)的3’-8’并聯(lián)進行一級陰離子交換。經(jīng)過一級的陰陽交換后可以脫除大部分的目的離子，而穿透后的物料又進入陽離子交換系統(tǒng)的9-14進行二級陽離子交換，然后再進入陰離子交換系統(tǒng)的9’ -14’并聯(lián)進行二級陰離子交換，這樣經(jīng)過第二級陰陽交換后基本上可以使出料電導(dǎo)達到lOOus/cm以下。這種兩極陰陽床交替設(shè)計，有利于陰陽床的協(xié)調(diào)運作，又更有利于對目的離子的脫除。而對于陽離子交換系統(tǒng)和陰離子交換系統(tǒng)兩個子系統(tǒng)來說，由于所采用的再生劑是不一樣的，因此再生的過程是單獨進行的，兩個系統(tǒng)再生互不影響。在陽離子交換系統(tǒng)中，從18進酸開始再生，從15進水來沖洗酸，這樣16-17串聯(lián)水洗可以節(jié)省洗水量，而合并17洗出來的廢酸和18的廢酸再進入后面的19-20進行再生， 這樣可以有效的利用廢酸，從而節(jié)省酸的消耗。而且從20到18酸的濃度逐漸增強，這樣由弱到強可以更好的保證酸的利用，并保證樹脂到18位置達到完全再生。在陰離子交換系統(tǒng)也是采用類似的設(shè)計，只是再生劑換成堿。兩套子系統(tǒng)是作為洗料的功能，陽離子交換系統(tǒng)從1進水洗料，從2出來的殘料與一級陽離子交換后的一次交換液合并進入陰離子交換系統(tǒng)的一級陰離子交換；而陰離子交換系統(tǒng)從1’進水洗料，從2’出來的殘料也與一級陰離子交換后的一次交換液合并進入陽離子交換系統(tǒng)的二級陽離子交換，這樣的設(shè)計可以有效解決洗水帶料的問題。兩套子系統(tǒng)都設(shè)計了 15或15’的料頂水功能，有再生水洗后16或16’柱內(nèi)部充滿水，如果直接轉(zhuǎn)過來進入出料區(qū)的14或14’則會沖下大量水，導(dǎo)致物料稀釋。采用從15 或15’把物料打進柱子頂出里面的殘水，而殘水從15或15’出來后可以作為其他區(qū)域洗水回用，可以節(jié)約用水，而15或15’里面充滿物料再進入14或14’位置時，直接物料被沖下來就避免了稀釋作用。連續(xù)移動床替代固定床是一個大的技術(shù)跨越，主要技術(shù)難點在于工藝設(shè)計時把固定床的幾個步驟合理的安排到幾個功能區(qū)，需要匹配每個功能區(qū)的樹脂柱數(shù)量、流量等參數(shù)，以達到各個區(qū)可以統(tǒng)一協(xié)和運作的效果，要經(jīng)過長期試驗和核算才能得到好的參數(shù)； 整個系統(tǒng)需要做到連續(xù)自動化控制，要設(shè)計多個工藝控制點連鎖控制，自動化設(shè)計與工藝控制要緊密結(jié)合，控制準確且安全可靠，而固定床一般為批次手動操作，控制不準確容易出現(xiàn)失誤。經(jīng)設(shè)計，本發(fā)明運行穩(wěn)定的離子交換系統(tǒng)參數(shù)見表2-表5。表2離子交換系統(tǒng)參數(shù)
權(quán)利要求
1.一種葡萄糖的分離純化方法，包括(1)經(jīng)過除雜的糖化液，進行移動床連續(xù)離子交換，去除鹽分，獲得凈化液，其中所述的連續(xù)移動床設(shè)有兩組交替設(shè)置的陰、陽離子交換柱；(2)離子交換后的葡萄糖液，采用可選擇性的讓葡萄糖透過，而多糖被截留分離的連續(xù)式設(shè)計的納濾膜過濾，透析液直接用于生產(chǎn)醫(yī)藥級葡萄糖，而濃縮液用于生產(chǎn)日化醇或者多糖產(chǎn)品。
2.如權(quán)利要求1所述的一種葡萄糖生產(chǎn)過程中糖化液的除雜方法，其特征在于物料從一級陽離子交換系統(tǒng)進入進行一級陽離子交換，然后進入一級陰離子交換系統(tǒng)的進行一級陰離子交換；經(jīng)過一級陽、陰離子交換后的物料再進入二級陽離子交換系統(tǒng)進行二級陽離子交換，然后再進入二級陰離子交換系統(tǒng)進行二級陰離子交換，使出料電導(dǎo)達到50uS/cm 以下。
3.如權(quán)利要求2所述的一種葡萄糖生產(chǎn)過程中糖化液的除雜方法，其特征在于每級的陰離子或陽離子交換系統(tǒng)設(shè)有2-6根并聯(lián)的陰離子或陽離子交換柱。
4.如權(quán)利要求1所述的一種葡萄糖的分離純化方法，其特征在于所述的納濾膜進料純度小于95%，糖度為30%或以下。
5.如權(quán)利要求1所述的一種葡萄糖的分離純化方法，其特征在于所述的納濾膜進料純度為95%以上。
6.如權(quán)利要求1所述的一種葡萄糖的分離純化方法，其特征在于步驟(2)進料糖度高于30%時，加水量為進料量的0. 2倍及以上；糖度低于30%時，加水量在進料液的0. 1倍以下或不加水。
7.如權(quán)利要求1所述的一種葡萄糖的分離純化方法，其特征在于步驟O)的納濾溫度為 20-45°C。
8.如權(quán)利要求1所述的一種葡萄糖的分離純化方法，其特征在于步驟O)的納濾壓力為 15-35bar。
9.如權(quán)利要求1所述的一種葡萄糖的分離純化方法，其特征在于步驟(2)所述的納濾采用的截留量為100-1000分子量的納濾膜。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種葡萄糖的分離純化方法，包括(1)經(jīng)過除雜的糖化液，進行移動床連續(xù)離子交換，去除鹽分，獲得凈化液，其中所述的連續(xù)移動床設(shè)有兩組交替設(shè)置的陰、陽離子交換柱；(2)離子交換后的葡萄糖液，采用可選擇性的讓葡萄糖透過，而多糖被截留分離的連續(xù)式設(shè)計的納濾膜過濾，透析液直接用于生產(chǎn)醫(yī)藥級葡萄糖，而濃縮液用于生產(chǎn)日化醇或者多糖產(chǎn)品。本發(fā)明采用了連續(xù)式的離子交換，再生劑和水可以多級串聯(lián)套用，可以提高再生劑和水的利用率，節(jié)省再生劑和水消耗量。本發(fā)明還采用了納濾膜過濾取代重結(jié)晶過程，省去了要大量的結(jié)晶機和離心機，投資和占地都大為減少，系統(tǒng)自動化程度高，所需操作人員少，工作效率高且工藝收率高。
文檔編號C13K1/00GK102559940SQ20111045877
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者付吉明, 方富林, 李斌, 杜明華, 林麗華, 林雄水, 藍偉光 申請人:三達膜科技(廈門)有限公司, 山東天力藥業(yè)有限公司