葡萄糖酸鈉是葡萄糖的深加工產(chǎn)品，也是制備葡萄糖酸內(nèi)酯、葡萄糖酸鹽(鋅、銅、亞鐵鹽) 等的基礎(chǔ)原料，在食品工業(yè)可用作營(yíng)養(yǎng)增補(bǔ)劑、固化劑、緩沖劑等。

　　該產(chǎn)品熱穩(wěn)定性好，無(wú)潮解性，由于其優(yōu)良的螯合性能而被廣泛用于水質(zhì)處理、電鍍、金屬與非金屬的表面清洗及水泥生產(chǎn)等多種工業(yè)部門，在化工、食品、醫(yī)藥、輕工等行業(yè)有著廣泛的用途。

　　葡萄糖酸鈉的制備工藝

　　目前葡萄糖酸鈉的生產(chǎn)方法主要有生物發(fā)酵法、相化學(xué)氧化法、電解氧化法、多相催化氧化法。

　?、偕锇l(fā)酵法

　　該方法包括真菌發(fā)酵和細(xì)菌發(fā)酵，另外還有固定細(xì)胞發(fā)酵工藝，其中較普遍采用的是黑曲霉菌發(fā)酵制葡萄糖酸鈉工藝。

　　該方法是在240-300g/L 的葡萄糖溶液中加入一定量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，，冷卻適宜溫度，接種體積分?jǐn)?shù)為10%的黑曲霉種子液，開(kāi)動(dòng)攪拌，通氣流，調(diào)整發(fā)鞘夜pH值維持在6.0 - 6.5,溫度保持在32 - 34OC 。發(fā)酵過(guò)程中滴加消泡劑，以發(fā)酵過(guò)程中所產(chǎn)生的泡沫。 整個(gè)發(fā)酵過(guò)程約需20h，當(dāng)殘?zhí)墙?g/L時(shí)可以認(rèn)為發(fā)酵結(jié)束。菌體與發(fā)酵液分離后，發(fā)酵液經(jīng)真空濃縮、結(jié)晶可得葡萄糖酸鈉晶體， 或經(jīng)噴霧干燥后制得葡萄糖酸鈉粉狀產(chǎn)品。該方法具有發(fā)酵速度快、 發(fā)酵過(guò)程易于控制、產(chǎn)品易提取等特點(diǎn)，但同時(shí)也有一定缺陷，如產(chǎn)品色澤不易控制、無(wú)菌化要求程度高等。

　　②均相化學(xué)氧化法

　　結(jié)晶葡萄糖加水溶解后加入催化劑，控制一定的溫度，滴加次氯酸鈉溶液， 同時(shí)滴加離子膜液堿來(lái)控制反應(yīng)體系的p H 值，使平衡向生成葡萄糖酸鈉的方向移動(dòng)。通過(guò)測(cè)定殘?zhí)橇縼?lái)確定反應(yīng)終點(diǎn)，然后過(guò)濾，將反應(yīng)液濃縮，利用氯化鈉溶解度比葡萄糖酸鈉溶解度低的特性，濃縮后先析出氯化鈉，后析出葡萄糖酸鈉來(lái)進(jìn)行提純，可得葡萄糖酸鈉含量在95%( 質(zhì)量分?jǐn)?shù))以上的產(chǎn)品。

　　采用次氯酸鈉氧化法生產(chǎn)葡萄糖酸鈉具有轉(zhuǎn)化率高、工藝過(guò)程簡(jiǎn)單、成本低的優(yōu)點(diǎn)，但是其中間步驟多，副產(chǎn)物多，產(chǎn)物難于分離， 因此在應(yīng)用上受到了限制。

　　高樹(shù)桐等在國(guó)外改進(jìn)的次氯酸鈉氧化法的基礎(chǔ)上，又進(jìn)行了改進(jìn)，提高了物料濃度并在室溫進(jìn)行反應(yīng)，具備了工業(yè)化生產(chǎn)的條件。于1989年10月在石家莊東華化工廠建成了100t/a中試裝置，收率在90%左右。但是副產(chǎn)物氯化鈉混在產(chǎn)品中，不易分離。為此必須將氧化后的反應(yīng)液用酸酸化，使生成的葡萄糖酸鈉轉(zhuǎn)化為內(nèi)酷，蒸出水后再用有機(jī)溶劑萃取，使氯化鈉與內(nèi)醋分離，然后再用堿中和，使內(nèi)醋轉(zhuǎn)化為葡萄糖酸鈉。流程繁瑣，成本較高。

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　　該方法是在電解槽中加入一定濃度的葡萄糖溶液，再加入適宜的電解質(zhì)，在一定溫度、一定電流密度下恒電流電解。其工業(yè)參數(shù)的確定因加入電解質(zhì)的不同而異。例如，以溴化鈉為電解質(zhì)時(shí)，葡萄糖濃度為23.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))溫度控制在40℃，電流密度為1 A .dm-2 ，電解質(zhì)濃度為2%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，電解過(guò)程中碳酸鈉可一次性加入。電解結(jié)束后電解液經(jīng)濃縮、結(jié)晶，可得葡萄糖酸鈉晶體。

　　電解氧化法雖然克服了生物發(fā)酵法和均相化學(xué)氧化法的某些缺點(diǎn)，但在工業(yè)生產(chǎn)中能耗大，不易控制，因此工業(yè)化生產(chǎn)中很少采用。

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　　配制一定量的葡萄糖溶液加入于四口燒瓶中，稱取適量催化劑加入到此燒瓶中，恒溫。向溶液中通入空氣，并不斷滴加一定濃度的NaOH 溶液來(lái)維持一定的pH值。反應(yīng)后的溶液經(jīng)冷卻、抽濾(催化劑回收)，濾液減壓蒸餾濃縮、結(jié)晶，風(fēng)干后得到葡萄糖酸鈉晶體。

　　該法工藝簡(jiǎn)單，反應(yīng)平穩(wěn)，易于控制，反應(yīng)條件溫和，其葡萄糖轉(zhuǎn)化率在95%左右。缺點(diǎn)是所用催化劑在循環(huán)使用一定次數(shù)后，催化效率下降，使葡萄糖轉(zhuǎn)化率降低，反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)甚基本無(wú)催化活性， 催化劑必須報(bào)廢更新，相應(yīng)提高了單位產(chǎn)品催化劑耗量，也使葡萄糖酸鈉產(chǎn)品生產(chǎn)成本較高。由此可見(jiàn)，催化劑性能的好壞是使用此法的關(guān)鍵。催化氧化法還是目前國(guó)內(nèi)葡萄糖酸鈉生產(chǎn)的主要方法，其產(chǎn)量占到80%以上。

　　制備方法的比較

　　葡萄糖氧化制備葡萄糖酸鈉的4 種方法，目前在均有廣泛研究。

　　在工業(yè)化生產(chǎn)上,生物發(fā)酵法和多相催化氧化法應(yīng)用較多。

　　其中多相催化氧化法具有工藝過(guò)程簡(jiǎn)單、反應(yīng)條件溫和(各種氣-液-固三相混合的反應(yīng)器在常壓均可采用,反應(yīng)溫度一般控制在60 ℃以下)反應(yīng)時(shí)間短、轉(zhuǎn)化率高、三廢少且易處理的特點(diǎn)，此法關(guān)鍵是催化劑的性能及循環(huán)使用的次數(shù)。

　　只要選擇合適的催化劑體系，通過(guò)催化劑多次套用，克服貴重金屬昂貴和催化劑失活的缺點(diǎn)，多相催化氧化法將具有較大的優(yōu)越性和應(yīng)用潛力。