葡萄糖酸是重要的醫(yī)藥等中間體，傳統(tǒng)的葡萄糖酸生產工藝是離子交換法，即采用H型陽離子交換樹脂中的可交換基團H+置換葡萄糖酸鈉中的Na+。這種方法缺點在于交換飽和的離子交換樹脂必須進行再生才能使用，不僅耗費大量的酸，而且產生大量的鹽污染。尤其是為了除糖需要增加真空濃縮和二次結晶等工藝，耗煤耗電且產生大量的三廢污染。如何實現(xiàn)工藝簡化、節(jié)能降耗和清潔生產，不僅關系到葡萄糖酸系列產品的市場競爭力還決定了生產企業(yè)的長遠利益以及化學工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
采用雙極膜電滲析技術后，這種傳統(tǒng)工藝的變革將成為可能。雙極膜電滲析組件主要由雙極膜和若干陰離子交換膜和/或陽離子交換膜組合在一對電極之間，在反向偏壓下雙極膜中間層發(fā)生水解離，產生H+和OH-離子，通過與解離出的鹽離子結合形成對應的酸和堿。雙極膜電滲析將雙極膜的水解離功能和普通電滲析功能有機地結合在一起，有望同時實現(xiàn)葡糖糖酸傳統(tǒng)酸化和除糖。
在江西省新黃海醫(yī)藥食品化工有限公司和國家自然科學基金的資助下，中國科技大學功能膜研究室與合作單位開展了歷時兩年多的研究，采用雙極膜電滲析法從實際工業(yè)催化氧化工段產生的葡萄糖酸鈉料液生產葡萄糖酸，通過對膜池組合方式、電流密度、料液濃度等條件的考察，獲得了規(guī)模化生產葡萄糖酸的優(yōu)化工藝條件，葡萄糖酸的轉化率達95.6%以上，電流效率達71.5%。該工藝與傳統(tǒng)的催化氧化法工藝相比，可以免去葡萄糖酸鈉的二次精制除糖，降低真空濃縮、干燥環(huán)節(jié)的能耗；免除90%以上的離子交換，大大降低了離子交換樹脂再生過程中的廢酸污染；產生的副產品NaOH可以作為催化氧化原料使用，實現(xiàn)物料的工藝內循環(huán)；尤其是可以控制母液殘?zhí)呛浚岣咂咸烟撬岙a品的品質。因此該工藝是一種安全有效、穩(wěn)定可靠的酸化技術，可在生產成本、環(huán)境保護、產品質量等方面改善現(xiàn)有的葡萄糖酸生產工藝。經過科技查新表明，直接采用雙極膜法從催化氧化產生的葡萄糖酸鈉料液轉化葡萄糖酸未見報導，相關技術填補了國內雙極膜法規(guī)模化生產有機酸的空白。
上述成果于11月9日在江西省科技廳的主持下，通過了專家鑒定。專家一致認為該項目工藝技術創(chuàng)新點顯著，達到國際同類技術先進水平。
雙極膜電滲析工藝可以將傳統(tǒng)工藝中的綠色部分省略
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