Производство L-аскорбиновой кислоты из гидрата ДКГК

В исследованиях, направленных на усовершенствование синтеза витамина С, четко прослеживается тенденция к сокращению числа химических стадий за счет привлечения биотехнологических методов.

Значительные успехи были достигнуты в получении 2-кето-L-гулоновой кислоты через 2,5-дикето-0-глюконовую кислоту. 2,5-дикето-0-глюконовая кислота может быть получена при окислении глюкозы бактериями рода Gluconobactcr Егwinia. Трансформация полученной кислоты в 2-кето-L-гулоно-вую кислоту осуществляется многими бактериями, принадлежащими к родам Corynebacterium, Brevibacterium и др.

Используя микробиологический метод, можно осуществить в одном ферментере двухстадийный синтез 2-кето-L-гулоновой кислоты с высоким выходом—84,6% (при химическом синтезе 65—69%).

Синтез аскорбиновой кислоты через 2,5-дикето-0-глюконную кислоту исключает процессы, связанные с использованием высоких давлений, снижает металлоемкость аппаратуры и резко уменьшает количество вредных выбросов.

В настоящее время получен рекомбинантный штамм, трансформирующий глюкозу непосредственно в 2-кето-L -гулоновую кислоту. В итоге, синтез аскорбиновой кислоты может быть сведен к двум стадиям:

1) получение 2-кето-L-гулоновой кислоты микробиологическим способом;

2) фенолизация полученной кислоты с образованием аскорбиновой кислоты.

Микробиологический метод открывает большие перспективы в области синтеза аскорбиновой кислоты.

Способ получения ДКГК с применением метода электрохимического окисления ДАС впервые был разработан и внедрен на Ленинградском витаминном комбинате в 1968-1969 гг. Метод постоянно совершенствовался. В период с 1970-1976 гг. были опробованы графитовые, никелевые электроды, и электроды из нержавеющей стали. В 1972 г. была отработана непрерывная технология ЭХО с применением графитовых электродов. В 1984 г. метод ЭХО ДАС был внедрен на Йошкар-Олинском витаминном заводе с измененной конструкцией электролизеров с использованием металлических электродов. Применение помимо катализатора никеля сернокислого, комплексообразователя Трилона Б позволило увеличить производительность электролизеров и значительно снизить скорость коррозии анодов.

В 1986 г. метод ЭХО ДАС с использованием графитовых электродов был внедрен на Ереванском витаминном заводе. Монтажная схема установки была разработана проектно-конструкторским отделом завода. Нестандартное оборудование изготавливалось механическим участком Уфимского витаминного завода. Первоначальная проектная мощность установки составляла 400 т/г МАК, режим работы – непрерывный.

Решение о монтаже установки ЭХО ДАС на Уфимском витаминном заводе было принято на техническом совете завода в январе 1992 г. В 1992 г. на Уфимском витаминном заводе разработали непрерывный процесс электрохимического окисления (рисунок 3) на биполярном электролизере, который представлял собой каскад из пяти электролизеров и позволял снизить токи, в результате чего получалась экономия электроэнергии. Разработанный на Уфимском витаминном заводе «Пусковой регламент на производство натриевой соли диацетон-2-кето-L-гулоновой кислоты (ДКГК) методом электрохимического окисления (ЭХО) диацетонсорбозы (ДАС)» был утвержден директором завода Укадером М.С. в 1992 г. Ввод в эксплуатацию был запланирован в марте 1992 г. Ввод второй очереди линии ЭХО ДАС был запланирован на август 1992 г. с доведением мощности до 560 т МАК в год [22].