[發明專利]一種維生素C的雙極膜酸化生產工藝及裝置

有效

• 申請號: 202110691135.7
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113441009B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 鄭沛堯;趙德勝;陳波;王鈺;應俊強
• 申請（專利權）人: 黑龍江新和成生物科技有限公司;浙江新和成股份有限公司
• 主分類號: B01D61/42
• 分類號: B01D61/42;C07D307/62
• 代理公司: 杭州知閑專利代理事務所(特殊普通合伙) 33315
• 代理人: 張勛斌

1.一種維生素C的雙極膜酸化生產工藝，其特征在于，包括如下步驟：

（1）向多級串聯的雙極膜電滲析膜堆的第一級酸室中通入VCNa水溶液，在直流電場的作用下雙極膜促進水解離出的氫離子與留在此處的VC負離子結合生成維生素C，得到的第一級酸室轉化液通入下一級酸室中繼續轉化，依次進行至最后一級酸室，經過最后一級轉化得到富含維生素C的產物液；

（2）向第一級酸室所對應的第一級堿室中通入水或稀NaHCO₃溶液，在直流電場的作用下雙極膜促進水解離出的氫氧根離子與透過陽膜遷移而來的鈉離子在堿室中匯聚成為NaOH水溶液，得到的第一級堿室轉化液與CO₂進行中和反應后再通入下一級堿室中繼續轉化，依次進行至最后一級堿室，經過最后一級轉化得到含有少量VCNa的NaHCO₃水溶液。

2.根據權利要求1所述的維生素C的雙極膜酸化生產工藝，其特征在于，雙極膜電滲析膜堆串聯的級數為2~6級。

3.根據權利要求1所述的維生素C的雙極膜酸化生產工藝，其特征在于，所述第一級酸室中通入的VCNa水溶液的質量百分比濃度為10~35 wt%。

4.根據權利要求1所述的維生素C的雙極膜酸化生產工藝，其特征在于，所述第一級堿室中通入的NaHCO₃溶液濃度為0.1~2 wt%。

5.根據權利要求1所述的維生素C的雙極膜酸化生產工藝，其特征在于，所述雙極膜電滲析膜堆所用的電壓為20~25V，電流密度范圍為40~100 mA/cm²。

6.根據權利要求5所述的維生素C的雙極膜酸化生產工藝，其特征在于，所述電流密度范圍為40~80 mA/cm²。

7.根據權利要求1所述的維生素C的雙極膜酸化生產工藝，其特征在于，每一級的酸室和堿室溶液自循環運行，當堿室NaOH濃度達到2~3wt%時，堿室轉化液與CO₂進行中和后進入下一級，酸室轉化液直接進入下一級。

8.根據權利要求1所述的維生素C的雙極膜酸化生產工藝，其特征在于，當最后一級酸室溶液的電導率降至5 mS/cm時，停止轉化，后續通過離子交換樹脂進行深度酸化處理。

9.根據權利要求1所述的維生素C的雙極膜酸化生產工藝，其特征在于，還包括古龍酸甲酯的酯轉工藝：

古龍酸甲酯與NaHCO₃進行酯轉反應，生成VCNa和CO₂；

所生成的VCNa溶解后進入步驟（1）的第一級酸室進行轉化，所生成的CO₂用于步驟（2）的中和反應。

10.根據權利要求9所述的維生素C的雙極膜酸化生產工藝，其特征在于，步驟（2）得到的含有少量VCNa的NaHCO₃水溶液蒸發結晶后，套用至所述酯轉工藝。

11.一種維生素C的雙極膜酸化生產裝置，其特征在于，包括陽電極、陰電極、極膜和位于兩級之間的多對并聯的雙隔室重復單元，每一對重復單元包括一個酸室和一個堿室，每一對重復單元的酸室和堿室由陽膜隔開，相鄰兩個重復單元由雙極膜隔開；電極與極膜之間為極室；一對陽電極、陰電極、極膜和位于兩級之間的多對并聯的重復雙隔室構成一級膜堆；

每一級膜堆的酸室與下一級的酸室通過管路連通；

每一級膜堆的堿室與下一級的堿室通過管路連通，并且兩個堿室之間設有中和裝置。