求關于維生素C的生產知識!越詳細越好!謝謝

【專家解說】：生素C 又名抗壞血酸，是一種水溶性維生素C ，廣泛存在于人體以及動植物體內，人體自身不能合成，需從外界攝取。 1 維生素C的理化性質及用途維生素C 又名L2抗壞血酸，為白色結晶或結晶性粉末，無臭，味酸;久置易變黃，在水中易溶，在乙醇中略溶，在氯仿或乙醚中不溶。維生素C 具有較強的還原性，其結構中的烯二醇基不穩(wěn)定，易氧化為二酮基。維生素C 的用途非常廣泛，常被用作食品添加劑或抗氧劑，在醫(yī)藥和臨床上亦有廣泛應用，在治療壞血病、感冒、心血管缺陷、高膽固醇、糖尿病、精神抑郁癥等疾病均有重要的用途。目前國內外生產維生素C 的廠家主要有瑞士羅士公司、日本武田公司、德國BASF 公司、東北制藥總廠、河北維生、江蘇江山等藥廠，現(xiàn)在年產量已達到幾十萬噸。 2 維生素C的工藝發(fā)展進程及發(fā)展趨勢在幾十年的工藝發(fā)展中，維生素C 的工藝發(fā)生了較大的變化，目前維生素C 主要的生產方法是萊氏法和兩步發(fā)酵法。 2.1 萊氏法生產維生素C 萊氏法是最早生產維生素C的方法，其以葡萄糖為原料，先經黑醋菌發(fā)酵生成L2山梨糖，再經丙酮化及NaClO 氧化、水解得到22酮2L2古龍酸鈉，然后進行化學合成得到維生素C。此法存在著很多缺陷，如生產工藝復雜、勞動強度大、生產環(huán)境惡劣、易對人體造成傷害，因此人們不斷對此工藝進行改進。 2.2 兩步發(fā)酵法生產維生素C 70 年代初，我國首先研究出兩步發(fā)酵法，其先進性得到世界公認，它是以生物氧化過程代替萊氏路線的部分化學合成過程，進而合成維生素C。 2.2.1 發(fā)酵工藝 兩步發(fā)酵法是以D2山梨醇為原料，經黑醋菌及假單孢菌得到古龍酸鈉發(fā)酵液。與萊氏法相比，此法省略了酮化和NaClO 氧化過程，簡化了工藝，避免使用丙酮、NaClO、發(fā)煙硫酸等化學物質，極大地改善了操作環(huán)境。采用此法得到的發(fā)酵液收率高，目前收率可達到90 %以上，除主耗山梨醇消耗較高外，其他輔料消耗較低。 且在此法中，多為液體反應，物料輸送方便，更有利于生產連續(xù)化和操作自動化。但此法仍存在很多缺點，如占地面積大、發(fā)酵基質濃度低、在高濕高溫條件下染菌機率高、設備利用率低、后續(xù)處理能耗高等問題。在未來的工藝優(yōu)化過程中，除了進行發(fā)酵工藝改進外，更應注重優(yōu)良菌種的選育。(1)發(fā)酵液的提取工藝是維生素C 生產行業(yè)中較為重視的問題。經過兩次發(fā)酵后，發(fā)酵液的含量僅為6%~9%，且殘留有菌絲體、蛋白質和懸浮微粒等，分離提純較為困難。傳統(tǒng)的處理方法有加熱沉淀法。和化學凝聚法。(2)加熱沉淀法此法是傳統(tǒng)工藝，分離手段較為落后。此工藝通用氫型樹脂，調pH 至蛋白質的等電點后加熱除蛋白。采用此工藝既要耗能，又會造成有效成分在高溫下降解損失，且發(fā)酵液直接通過樹脂柱，會使樹脂表面污染，降低樹脂的交換容量和收率。兩次通過樹脂柱，帶進大量水分，增大濃縮耗能。(3)化學凝聚法。此法采用化學絮凝劑沉淀各種雜質，避免了加熱沉淀時有效成分的損失。但經此法處理后的發(fā)酵液離心后所得的上清液中仍然存在有一定量的蛋白，如發(fā)酵液染菌則處理的效果更不明顯，上清液渾濁，嚴重影響產品的質量和收率。針對以上兩種方法中存在的缺點和不足，一種新的處理方法--超濾法在維生素生產中得以應用。(4)超濾法。超濾是一種新興的膜處理技術，此法具有操作方便、節(jié)能、不造成新的環(huán)境污染等優(yōu)點。此法與加熱沉淀法相比，可在常溫下操作，減少了有效成分的損失;且為后步樹脂交換提供了有利的條件，減少了樹脂的污染，從而有利于提高樹脂的使用率。 與化學凝聚法相比，在處理染菌的發(fā)酵液時仍可達到較好的處理效果。隨著新型膜材料技術的開發(fā)，如陶瓷膜、不銹鋼膜等的應用，超濾法的應用效果會有進一步的提高。 同時，國內外正在探索反滲透、納濾等后序處理新工藝的應，用完善工藝聯(lián)結。 2.2.2 轉化工藝 轉化的方法主要有酸轉化和堿轉化兩種方法。(1)酸轉化法。傳統(tǒng)的酸轉化法是采用濃HCl 將古龍酸直接轉化為Vc，但酸轉化對設備的腐蝕嚴重，污染環(huán)境，影響產品質量，現(xiàn)已逐漸被堿轉化法所取代。(2)堿轉化法。堿轉化法是先將古龍酸與甲醇在濃硫酸催化作用下生成古龍酸甲酯，再使用NaHCO3進行堿轉化，使古龍酸甲酯轉化為Vc2Na。采用此法可避免酸轉化的缺點，且操作簡單，適用于Vc的規(guī)?；a，但是堿轉化存在著反應周期較長，甲醇單耗高。目前有些單位及生產廠家研究采用CH3ONa代替NaHCO3進行堿轉化，此法轉化率高，可達92.6% ，但質量較差，且甲醇鈉價格貴，造成成本較高。 2.3 酸化 酸化是將維生素C2Na轉變?yōu)榫S生素C的過程。目前采用的普遍方法是硫酸酸化法和樹脂交換法。 采用硫酸酸化操作簡單，但要控制好甲醇的濃度和pH值，才能使硫酸鈉與維生素C分離出來，從而提高Vc的質量。 采用氫型離子樹脂交換設備龐大，操作復雜，且需經常再生樹脂，增加了酸耗，酸液大量排放污染環(huán)境。目前有些單位及個人正在探索使用電滲析法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的酸化方法，此法過程簡單，能耗低，投資少，轉化率高，可望應用到實際生產中。 綜上所述，我們在以后的維生素C工藝發(fā)展過程中，要以兩步發(fā)酵法為基礎，不斷優(yōu)化工藝，同時借鑒國外的新技術、新信息，避免低水平重復，提高Vc的產量和質量，同時注重Vc系列產品的開發(fā)和應用，創(chuàng)造出更大的