專業性

責任心

高效率

科學性

全面性

甘露醇發展現狀及市場前景的產業規劃

第一節  甘露醇的簡介

甘露醇是山梨糖醇的同分異構體,兩種醇類物質的二號碳原子上羥基朝向不同,分子式是C6H14O6,分子量為182.17。易溶于水,為白色透明的固體,有類似蔗糖的甜味。(產業規劃

第二節  甘露醇的生產方法

甘露醇的生產方法頗多,但大部分產物都不是純凈物,而是山梨醇和甘露醇的混合物,如要得到單一產品,必須經過分離提純。

海帶提取法

海帶提取法是我國目前生產甘露醇的主要方法,是在海帶提取碘及海藻酸鈉后的廢水中提取甘露醇,約10t海帶可得1t甘露醇。該法可得到單一的甘露醇,免去了與山梨醇分離這一工序,精制純度高,但該法收率低,精制手續麻煩,同時生產成本高,原料來源受地區、季節限制。

具體工藝過程:①干海帶浸泡搓洗。②用氫氧化鈉溶液調pH,使膠狀物沉淀,③用硫酸酸化清液,進一步除膠狀物。④清液蒸發,除鹽,結晶,離心分離,得甘露醇粗制品。⑤精制。⑥在90℃左右烘干,即得藥用甘露醇(99.08%)。

 以蔗糖為原料的催化氫化法

蔗糖水溶液加酸水解成葡萄糖和果糖,進行催化氫化反應,葡萄糖轉化為山梨醇,果糖轉化為大致等量的山梨醇和甘露醇。實際產物中,山梨醇占80%,甘露醇占20%。一般5.2t白糖可得到1t甘露醇,聯產山梨醇4t。

該法以充足價廉的蔗糖為原料,工藝可靠,原料利用率高,與海帶提取法相比,成本低,產品質量好,且原料不受地區季節限制。

工藝過程:①加熱攪拌使蔗糖溶于清水,用HCl調pH,溫度控制為90~105℃,保持1~2h,冷卻備用。②糖水經陰/陽離子交換樹脂提純,進入氫化釜催化氫化。③進行真空濃縮、結晶、離心分離,得粗甘露醇,母液即為工業山梨醇。④粗甘露醇二次結晶、離心分離、烘干、粉碎、過篩,得工業級甘露醇。

其他方法

如:葡萄糖電化學還原、生物酶一化學催化劑共同作用制甘露醇、利用D-葡萄糖異構化、氫化制備甘露醇、從咖啡渣中提取、從生產右旋糖苷的廢液中提取、利用微生物發酵、催化異構山梨醇。

國內外甘露醇生產概況

目前世界甘露醇生產能力約為4萬噸/年,消費量約3.5萬噸/年,主要生產國有美國、澳大利亞、瑞士、日本、巴西和中國。其中美國消費量在8000t左右,日本年需1000t。由于近年來世界范圍內食品行業尤其是口香糖對甘露醇需求量快速增加,使得甘露醇市場容量迅速增長,前景較好。國外主要采用兩種工藝生產,即蔗糖水解轉化糖催化還原法和葡萄糖經異構再經酶異構的糖液催化還原法,生產產品品質好,環境污染輕,生產成本低,不受自然資源影響。

我國甘露醇的生產已有40多年的歷史,主要由沿海地區的海洋化工廠從海藻提碘和海藻酸鈉后的廢水中提取甘露醇,由于受產量限制,從70年代開始,江西發酵工業研究所、湖南輕工業研究所、廣西南寧有機化工廠與廣西輕工業研究所協作,相繼開始了合成法的研究。1986年南寧化工研究設計院以蔗糖(白砂糖)為原料建起50噸/年的甘露醇生產中試裝置,1997年,該院建成1250噸/年(總醇)以蔗糖為原料生產甘露醇山梨醇生產線,目前,南寧化工研究設計院正承建5000噸/年甘露醇、山梨醇生產裝置。

第三節 甘露醇發展現狀及市場前景

甘露醇廣泛應用在醫藥工業、食品工業、化工及生物化學等方面,需求量大。

在醫藥上可作為脫水劑、利尿劑與腦血管舒通劑等,還可用高檔藥片的賦形劑及固體、液體的稀釋劑,是生產甘露醇"大輸液"的主要原料,也是生產六硝基甘露醇、煙酸甘露醇酯的原料,據中國化學制藥工業協會提供的信息,2002年我國甘露醇市場需求量(含凈出口量)預計為8000噸,而甘露醇產量約為6000噸,目前我國95%的甘露醇消費是直接用于生產甘露醇注射液,甘露醇注射液就需要年消耗甘露醇3800噸左右,2002年醫藥行業的總消耗約為5000噸左右,此外甘露醇還有許多重要的頗具市場前景的下游產品亟待開發,如合成抗腫瘤藥物(甘露醇氮齊、甘露醇雙甲磷酸等),心血管疾病治療藥物(煙酸甘露醇酯、六硝酸甘露醇酯),抗菌藥物(L—3—羥基—4—三甲基氫基丁酸內酯)等。

在食品工業,最主要的兩大用途是:代替食糖用于糖尿病、肥胖癥患者的特殊食品;口香糖和醒酒藥的添加劑。2002年中國食品和食品添加劑領域對甘露醇的需求量約為2000噸,并且今后一段時間,在食糖代用品和口香糖方面的需求量將逐漸增加。

在化學工業中主要用于生產甘露醇聚氨酯、硬脂甘露醇酯,還可用于生產表面活性劑、炸藥、甘露醇硬脂聚氨酯泡沫塑料、改性甘露醇、醇酸樹脂(用于涂料)、電鍍液的抗氧化劑和穩定劑、植物生長調節劑、果蔬貯藏處理劑等。

在生物化學上甘露醇是配制細菌培養基的主要成分。

生產發展趨勢

目前我國主要采用海帶提取法生產甘露醇,生產流程長,提取率低,污染嚴重,加上原料限制,已經無法滿足下游需求,因此人工合成甘露醇將占據市場的主角,逐步取代海帶提取的傳統生產方式。

目前我國甘露醇生產能力較小,生產企業大多是中小企業,生產成本無法與國外先進企業相競爭,必須實現規模化、系列化生產,提高經濟效益,同時亟須實現下游產品系列化、裝置通用化、上下游一體化。

目前國內化學合成法比較成熟。南寧化工研究設計院已成功開發出以蔗糖為原料,經水解氫化、分離結晶制備甘露醇的方法和以葡萄糖為原料,異構后加氫,分離結晶制備甘露醇技術,并建有數套工業化裝置,其工藝技術簡單,環境污染小,產品質量好,收率高,生產成本低,適合大規模工業化生產,南寧化學制藥公司已經采用其技術開工建設10000噸/年的裝置。無錫輕工大學以淀粉為原材料,采用化學-酶雙異構化法,首先制備高含量的甘露糖和果糖(分別為43.0%和21.5%)將反應液氫化可獲得甘露醇含量為53.5%,該工藝投資少,生產易連續化,甘露醇得率高,從而較大程度降低了甘露醇的生產成本,是一個有應用價值的新生產方法。

據有關資料測算,建設一套年產總醇2500噸裝置,設備投資800萬元,生產成本6550元/噸,經濟效益十分顯著。

國內甘露醇正處于提取法和合成法的轉換期,且國內技術比較先進,所需原料葡萄糖為淀粉和蔗糖的下游產品,我國北方沿海地區甘露醇生產企業現在仍然采用海帶提取法,而該地區淀粉原料豐富,合成法依靠成本優勢有取代提取法的趨勢,有興趣的企業應在深入調研的基礎上,積極上合成法生產裝置,并提高生產工藝水平,以此為契機,進行甘露醇上下游系列產品的開發生產,開辟新的精細化工和生物化工領域。

 

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