[发明专利]一种葡萄糖酸钠的连续生产方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及葡萄糖酸钠生产领域，具体而言，涉及一种葡萄糖酸钠的连续生产方法及装置。

背景技术

葡萄糖酸钠，在工业上用途十分广泛，可应用于食品、医药、化工、水处理等行业，在混凝土行业用作高效缓凝剂、高效减水剂等。

目前，葡萄糖酸钠的生产方法主要有微生物发酵法、电解法和催化氧化法、双酶法等方法。由于微生物法的条件温和，易于操作而被广泛采用。葡萄糖酸及其盐(如葡萄糖酸钠、葡萄糖酸钙等)发酵生产时主要采用霉菌发酵进行，其过程是在发酵罐加入大量培养基后，接入种子液进行发酵。随着优良菌种的选育已经可以耐受较高的底物浓度，但是由于大量培养基的加入以及副产物给后期的提取带来很大麻烦，直接影响到产品的质量和产品收率。微生物法因为每批发酵都要维持一定的菌体浓度，并且是每进行一批发酵都要培养一批菌种，菌体培养和发酵过程中消耗葡萄糖，使发酵收率降低。

采用双酶法生产葡萄糖酸钠的优点是转化效率高，生产时间短，产品纯度高，工艺简单。然而目前，双酶法生产葡萄糖酸钠的缺点是在生产过程中酶活会降低，当降低到一定程度后反应就会停止，所以酶添加量大、成本高昂(诺维信公司生产酶添加量为葡萄糖氧化酶3.5kg/T干物、过氧化氢酶3.5kg/T干物)。此外，现在双酶法都是单批生产(单批双酶法)，即反应完一批后要排出反应液，灭酶后重新添加原料和双酶进行反应，这也会增大酶的消耗量。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种葡萄糖酸钠的连续生产方法，这种生产方法可以使产生葡萄糖酸钠的酶促反应连续进行，提高生产效率、节省葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶的添加量、降低生产成本。

本发明的第二目的在于提供一种葡萄糖酸钠的连续生产装置，通过该装置，能够实现葡萄糖酸钠的连续生产，提高生产效率。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种葡萄糖酸钠的连续生产方法，其包括：将葡萄糖、葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶通入反应罐中进行酶促反应，并用流加氢氧化钠溶液的方式将反应罐内的反应液的pH值控制在5.0～5.5之间，在酶促反应过程中，在反应罐中流加葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶和葡萄糖。

一种葡萄糖酸钠的连续生产装置，其包括：反应罐和至少两个缓冲罐，反应罐的出口与缓冲罐连通，反应罐具有用于接入葡萄糖、葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶、及氢氧化钠溶液的进料口。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明实施例提供的这种葡萄糖酸钠的连续生产方法，通过在酶促反应过程中，以流加氢氧化钠溶液的方式，控制反应液的pH始终维持在适宜的程度，同时，在酶促反应进行了一段时间后，当反应罐中葡萄糖氧化酶和/或过氧化氢酶的活性降低到一定程度后，以流加的方式持续补充葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶和葡萄糖，提高反应液中的酶活和反应物的浓度，进而提高反应效率。这种生产方法可以使产生葡萄糖酸钠的酶促反应连续进行，提高生产效率、节省葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶的添加量、降低生产成本。通过本发明实施例提供这种葡萄糖酸钠的连续生产装置，能够实现葡萄糖酸钠的连续生产，提高生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为实施例1中所示的葡萄糖酸钠的连续生产装置的结构示意图。

图标：100-连续生产装置；110-反应罐；111-排液口；112-第一进料口；120-第一缓冲罐；130-第二缓冲罐；121-第二进料口；140-储料罐；141-第三进料口。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

本实施方式提供一种葡萄糖酸钠的连续生产方法，本方法采用双酶法来生产葡萄糖酸钠，其具体的反应过程为：

a.葡萄糖在葡萄糖氧化酶的作用下，葡萄糖与氧气和水反应，生成葡萄糖酸和过氧化氢；

b.葡萄糖酸和氢氧化钠反应生成葡萄糖酸钠；

c.过氧化氢在过氧化氢酶的作用下分解成氧气和水。