肌醇傳統(tǒng)生產(chǎn)方法為加壓水解法。由于加壓水解法具有多年的工業(yè)化生產(chǎn)實踐經(jīng)驗,目前仍是國內(nèi)生產(chǎn)廠家采用的主要工藝技術(shù),并且該工藝也在生產(chǎn)中不斷得到改進。 加壓水解法一般流程:菲?。ㄋ猓?rarr;水解液(中和、過濾)→肌醇液(除雜濃縮、結(jié)晶離心)→粗肌醇(溶解除雜、結(jié)晶離心)→精品。其中,水解和精制是兩大關(guān)鍵步驟。
吉林化工學院開發(fā)了以玉米浸漬水為原料,用離子交換樹脂吸附法生產(chǎn)植酸鈉,再進行加壓水解反應(yīng)生產(chǎn)肌醇的新工藝。新工藝生產(chǎn)肌醇的同時,聯(lián)產(chǎn)磷酸氫二鈉(磷酸二鈉產(chǎn)量為肌醇產(chǎn)量的12倍左右),有效地回收了谷物中的有機磷,為農(nóng)副產(chǎn)品中有機磷的回收開辟了新的途徑。
生產(chǎn)工藝簡述:玉米浸漬水經(jīng)離子交換樹脂吸附法得到一定濃度的植酸鈉溶液,進行加壓水解反應(yīng),生成肌醇和磷酸氫二鈉。反應(yīng)一定時間后,出料、過濾、冷卻、結(jié)晶,析出磷酸氫二納晶體。將析出磷酸氫二鈉晶體的水解反應(yīng)液依次通過陰、陽離子交換樹脂,反復進行精制,直到水解反應(yīng)液中陰、陽離子濃度達到規(guī)定的標準為止。精制后的水解反應(yīng)液經(jīng)濃縮、結(jié)晶,即可得成品肌醇。肌醇收率主要受水解反應(yīng)時間、水解反應(yīng)壓力、植酸鈉溶液的濃度三個因素的影響。通過正交試驗,得出水解反應(yīng)的最佳反應(yīng)條件為:水解時間7-8h、植酸鈉的濃度20%、水解壓力1.5MPa,肌醇的平均收率 0.1544%- 0.1722%。為觀察水解反應(yīng)器的放大效應(yīng)、工業(yè)性離子交換塔中床層堵塞、交換能力的變化現(xiàn)象及模擬工業(yè)裝置再生階段所采用的大循環(huán)量操作工況,在處理能力600m/a的裝置上,按上述反應(yīng)條件進行了中試。肌醇平均收率為0.1601%(比植酸鈣法提高 2.5倍以上,產(chǎn)品質(zhì)量達到國家藥典規(guī)定的各項指標),與小試數(shù)據(jù)較吻合。
常壓催化法是近幾年我國新近研制并投入工業(yè)化生產(chǎn)的一種生產(chǎn)肌醇的新方法,其水解和精制有獨特之處。顯著特點:(l)大幅度降低了設(shè)備的一次性投資,規(guī)模相同時可節(jié)省設(shè)備投資的50%以上;(2)菲汀水解催化劑的使用使生產(chǎn)周期縮短,原料利用率提高;(3)精制過程得到改進,產(chǎn)品質(zhì)量和收率得以提高。
長春市通達輕工技術(shù)研究所開發(fā)的常壓催化法工藝:在一定濃度的菲汀溶液中常壓下加入一定比例的催化劑(由甘油與尿素、碳酸鈣復合配制而成),加熱水解,經(jīng)水解、過濾、結(jié)晶、烘干等工序,即可得到肌醇。因催化劑自身特性,肌醇可一次性結(jié)晶,而獲得較高質(zhì)量的成品,從而簡化了工序。催化劑可循環(huán)使用。
關(guān)鍵步驟:(1)水解反應(yīng)中,催化劑按 1:5.5( wt)與40%菲汀水溶液混合均勻,放入水解釜中加熱,升溫到140 ℃,控制恒溫3h,完成水解反應(yīng)。(2)烘干:經(jīng)過濾、結(jié)晶(可采用超聲波加快結(jié)晶)析出的晶體,用無水乙醇洗滌2-3次,90℃下經(jīng)50min烘干,即得成品肌醇。產(chǎn)品質(zhì)量達到美國藥典標準。
生產(chǎn)工藝流程:脫脂米糠→稀酸浸泡→樹脂吸附→洗脫→水膏狀優(yōu)質(zhì)菲汀→水解→中和→壓濾(濾渣可做磷肥出售)→初步脫色→樹脂交換→濃縮→最后脫色→結(jié)晶→干燥→檢驗→包裝。
脫脂米糠浸泡后的糠渣經(jīng)簡單處理至中性烘干后可出售給養(yǎng)殖場或飼料廠,可回收部分原料開支。
該工藝是國內(nèi)科研設(shè)計人員結(jié)合日本專利技術(shù)研究出來的一套完整的工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)。據(jù)技術(shù)開發(fā)者稱,和傳統(tǒng)的老工藝相比有如下特點:(1)生產(chǎn)周期大大縮短,制取水膏狀優(yōu)質(zhì)菲汀周期不超過24h;從菲汀制取肌醇約60h。 (2)該工藝工序簡化、用工人數(shù)少,生產(chǎn)成本降低,肌醇收率高,勞動環(huán)境改善。產(chǎn)品不經(jīng)粗品階段,生產(chǎn)出來就是精品,且產(chǎn)品經(jīng)國內(nèi)外有關(guān)單位檢驗,質(zhì)量達到出口標準(美國藥典標準)。
建廠條件:設(shè)備投資70萬元;廠房占地面積600m (車間400m,庫房200m);日用水量84t,電250kW.h;裝機容量50kW;管理及生產(chǎn)人員50人;流動資金50萬元。
新工藝徹底擺脫了傳統(tǒng)生產(chǎn)肌醇的沿用模式:脫胎米糠、麩皮、玉米浸泡廢液等(經(jīng)過酸浸)→植酸或植酸鈣、植酸鈉(加壓水解)→肌醇,而是成功地采用我國豐富廉價的右旋己醛糖——D(+)葡萄糖為原料,先經(jīng)脫氧、硝化生成重要中間體6-硝基-6-脫氧-D-葡萄糖;再在堿性溶液中使6-硝基-6-脫氧-D-葡萄糖環(huán)化、水解;實現(xiàn)原料分子結(jié)構(gòu)由“磺酸化→羥基化”的轉(zhuǎn)變過程;同時轉(zhuǎn)變構(gòu)型而生成myo-肌醇。上述主要的合成反應(yīng)均在常壓下進行。
生產(chǎn)實踐表明,每噸葡萄糖(以100%計),平均可生產(chǎn)肌醇0.6t左右,產(chǎn)品質(zhì)量符合美國藥典(NFXⅡ版)所規(guī)定的各項指標;產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析和生理活性亦與天然提取品一致。
據(jù)技術(shù)開發(fā)單位稱,新工藝具有如下特點:(l)投資小,見效快。年產(chǎn)100t肌醇,生產(chǎn)設(shè)備投資60萬元左右;若以舊廠房改建,則三個月左右可以投產(chǎn)。也可設(shè)計年產(chǎn) 50 t、30t的裝置,設(shè)備投資分別為40萬元、30萬元。(2)生產(chǎn)成本低,效益高。(3)易操作控制,沒有三廢污染,對環(huán)境無不利影響。(4)無需高溫、高壓設(shè)備。常壓操作,水做溶劑,生產(chǎn)安全,便于管理。
公開號為CN136767A的發(fā)明專利申請公開說明書也報道了以葡萄糖為原料生產(chǎn)肌醇的方法:用葡萄糖作原料,在反應(yīng)釜中加入乙醇和硼酸進行絡(luò)合反應(yīng),絡(luò)合反應(yīng)結(jié)束時將乙醇回收再用;絡(luò)合的原液送入已加有亞硝酸鈉和冰醋酸的反應(yīng)釜中氧化、再經(jīng)開環(huán)和關(guān)環(huán)處理、水解中和,然后加入硫酸銅沉淀、酸化中和;送入過濾機過濾(濾渣做肥料)后的濾液進入結(jié)晶釜中濃縮結(jié)晶;最后經(jīng)蒸餾水解除雜、加入活性炭脫色、二次濃縮結(jié)晶、脫水分離(母液回收)、烘干粉碎得成品。