[发明专利]一种常压酶法氧化生产葡萄糖酸钠的方法

说明书

本发明涉及一种常压酶法氧化生产葡萄糖酸钠的方法，利用常压酶法氧化装置进行酶催化氧化，葡萄糖水溶液由进料口进入氧化罐，洁净空气从底部进入氧化罐，在搅拌下进行酶催化氧化反应，反应温度：38～40℃，反应产物经出料口到下一道工序。控制氧化罐顶压力：0～1.0Kpa。氧化装置包括风机、空气过滤器、常压薄壁氧化罐、循环冷却水泵、循环冷却水罐和循环冷却水换热器。本发明通过降低氧化罐顶的压力、改用高效风过滤器替代无菌风过滤器以及降低氧化罐高度，降低了风机的鼓风压力和功率，减少了氧化过程的操作费用，同时减少了氧化罐设备投资和维护费用，有利于降低氧化生产过程的能量消耗和生产成本，提高企业经济效益。

技术领域

本发明属于生物化工生产技术领域，涉及一种酶法催化氧化技术，具体涉及一种常压酶法氧化生产葡萄糖酸钠的方法。

背景技术

酶法催化指人们借助生物活性酶在有氧或无氧条件下的催化反应来制备产物的过程，为人类生产有用的生物产品。人们熟知的淀粉乳液化、糖化，以及葡萄糖酶法异构成果糖等都是这方面的例子。随着科学技术的进步，酶法催化技术也有了很大的发展，已经可以生产非常多的产品，具有广阔的应用前景。

随着葡萄糖酸钠产业的发展壮大，截止到2019年底，其国内产销量已经突破150万吨。在这种产能规模的市场潜力吸引下，许多酶制剂生产厂都推出了葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶组合，采用这两种酶混用催化葡萄糖氧化的酶法催化氧化制取葡萄糖酸钠的方法，正在以极快的速度取代原先的生物发酵氧化。但所有的生产企业在采用酶法替代生物发酵法的过程中，都沿用了原先的氧化罐装备和带背压0.1Mpa反应，造成氧化供风仍需0.25～0.3Mpa的空压机供风。背压增加溶氧已经无菌级别空气过滤针对生物发酵沿用下来的习惯性做法，酶法氧化并无其必然需求。本发明针对葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶混合催化反应的特点，设计制造出新型的常压薄壁氧化罐，不再保留罐背压。并且采用特殊结构的搅拌产生自吸，以实现降低罐高和进风压力而不增加通气倍速(VVM)的目的。同时改用高效风过滤器替代无菌风过滤器，明显降低了供风系统风阻。通过这三个改进，氧化供风采用0.06Mpa的鼓风机供风即可满足需求，氧化工序的供风动力消耗可以节约76～80％。

发明内容

本发明的目的是提供一种常压酶法氧化生产葡萄糖酸钠的方法，以减少氧化设备投资和维护费用，降低氧化过程的能耗和生产成本，提高企业经济效益。

本发明的技术方案是：常压酶法氧化生产葡萄糖酸钠的方法，利用常压酶法氧化装置进行酶催化氧化，葡萄糖水溶液由进料口进入常压薄壁氧化罐，经过过滤的洁净空气从常压薄壁氧化罐底部进风口进入常压薄壁氧化罐，尾气从常压薄壁氧化罐顶部的排气口排出，在搅拌器的搅拌下进行酶催化氧化反应，氧化反应温度：38～40℃，反应产物经出料口到下一道工序。常压敞口反应，罐顶排气的自然压力为：0～1.0KPa(表压)。

常压酶法氧化装置包括风机、高效空气过滤器、常压薄壁氧化罐循环冷却水泵、循环冷却水罐和循环冷却水换热器。常压薄壁氧化罐包括罐体和搅拌器，罐体的高度为3～4.5m，搅拌器从顶部插入罐体内。罐体的上部设有进料口和排气口，底部设有出料口，进料口与供料设备连接，出料口连接到下一道工序，排气口连接到尾气处理装置。罐体的底部安装有点式分布管或篦形空气分布管。风机通过高效空气过滤器连接到点式分布管或篦形空气分布管。罐体内设有冷却盘管，冷却盘管为蛇管型结构，通过支撑件安装在罐体内壁的下部，冷却盘管上部设有冷却水出口，下部设有冷却水进口。循环水罐通过循环水泵连接到换热器，换热器出口连接到冷却水进口，冷却水出口连接到循环水罐。

点式分布管为环形结构，点式分布管的下部均匀设有出气孔，出气孔的数量和孔径根据工艺要求设定。篦形空气分布管为篦子型结构，由中间分配管和焊接在两侧的分布支管构成，分布支管的下部设有均匀分布的出气孔，出气孔的数量和孔径根据工艺要求确定。