CN109232488A - 一种产业化程度高的维生素c的环保型生产工艺 - Google Patents

Abstract

一种产业化程度高的维生素C的环保型生产工艺，属于杂环化合物技术领域。其特征在于该工艺包括由活性炭吸附、螯合树脂吸附、阴树脂吸附、双极膜电渗析组成的耦合技术，该耦合技术主产品为粗VC，副产物为氢氧化钠溶液，粗VC用于精制工序生产VC成品。本发明采用了“活性炭吸附+螯合树脂吸附+阴树脂吸附+双极膜电渗析”耦合技术：用该技术净化料液效果好，电渗析生产抗坏血酸效率高，双极膜组件使用周期长；与现有技术最大的区别是不使用硫酸、盐酸；没有固体副产物硫酸钠，也没有含氯化钠的高盐酸性废水产生，环保处理费用及废水排放量大幅降低；该环节的副产物氢氧化钠溶液用于发酵尾气VOC及二氧化碳的吸附，吸附液回收提纯碳酸钠，碳酸钠再回用于发酵生产。

Description

一种产业化程度高的维生素C的环保型生产工艺

技术领域

本发明属于杂环化合物技术领域，具体涉及一种维生素C的生产工艺。

背景技术

维生素C（Vitamin C ，Ascorbic Acid，又叫L-抗坏血酸，简称VC），是一种水溶性维生素，其具有以下功效：促进骨胶原的生物合成，促进氨基酸中酪氨酸和色氨酸的代谢，改善铁、钙和叶酸的利用，改善脂肪和类脂特别是胆固醇的代谢，减少皮肤黑素沉积等。在氧化还原代谢反应中起调节作用，缺乏它可引起坏血病。维生素C生命周期是无限的，是常青树品种，提高产品质量、降低生产成本、减少环境污染是企业技术开发工作三大核心主题。

目前世界上维生素C的产业化生产，采用的都是中国发明的二步发酵法生产技术，该技术由发酵--提取--转化--精制四步主要工序构成。其中，转化工序又分为四道工序，酯转工序、酸化工序、浓缩结晶离心工序和母液回收工序。其中，酸化工序在产业化技术中有两种技术：硫酸酸化工艺和离子交换工艺，相关工艺过程可参见说明书附图1，两种产业化工艺具体过程及优缺点分析描述如下：

1.硫酸酸化工艺：

抗坏血酸钠加入82%甲醇中，以50%硫酸调PH至1.9—2.0，50℃反应4小时，降温，离心分离，液相是抗坏血酸甲醇溶液（浓度约18%），然后经脱色、浓缩、降温结晶、离心分离；制得粗VC（收率83%、消光0.33）。

硫酸酸化工艺的优点是投资较少，蒸汽消耗较低，缺点为粗VC产品质量较差，收率较低，由古龙酸到粗VC产业化收率只能达到83%（摩尔收率，以下同），而且生产出来的产品粗VC消光值高，颜色发黄，质量较差；甲醇消耗较多，向空气中无组织排放甲醇较多，VOC处理费用较高；该工艺使用大量硫酸，会产生大量副产物硫酸钠，不能直接丢弃，必须精制提纯销售，硫酸钠由于有天然矿藏，市场价格低，提纯产品销售没有经济效益。

2.离子交换工艺：

抗坏血酸钠配成30%水溶液，通过强酸性阳离子交换柱，变成抗坏血酸水溶液（浓度约15%）；然后经脱色、浓缩、降温结晶、离心分离；制得粗VC（收率90%、消光0.2）；

离子交换工艺的优点是粗VC产品质量较好，粗VC收率较高，由古龙酸到粗VC产业化收率可以达到90%，目前绝大部分工厂采用的是该工艺方法。但是该工艺使用大量盐酸，树脂再生要排放大量的含盐（氯化钠浓度2%）酸性废水，而且废水处理成本较高，不符合国家节能减排相关要求，该工艺产品离子交换后的VC溶液浓度低，只有15%，生产粗VC蒸汽消耗量较大。

在我国关于双极膜电渗析法生产VC的专利，仅有河北德赛化工的专利，专利公开号为CN101818180A，该专利存在如下问题：1、该专利创新点：古龙酸甲酯进入水解室生成抗坏血酸钠的反应。该专利只是提出了一种思路，既没有提出电导率、PH值等具体工艺条件，也没有给出产物抗坏血酸钠的含量、收率等指标。实际上在水解室中，会同时发生古龙酸甲酯在碱性水溶液中水解生成古龙酸钠的副反应，极大影响抗坏血酸钠的收率和质量，该思路不具备产业化生产的可行性。2、该专利没有说明双极膜工序转化室物料浓度、电导率、PH值等参数，没有给出抗坏血酸钠变成抗坏血酸的转化率，没有说明整个转化工序粗VC的收率及粗VC产品质量；3、工业生产的粗抗坏血酸钠含有钙、镁、铁、铬、镍等二价、三价金属阳离子，以及硫酸根(含量3-4%)、草酸根、磷酸根等阴离子，还有少量蛋白、色素、多糖等杂质，这些杂质会在膜和电极上缓慢沉积，对双极膜组件造成污染，影响设备的使用效率及寿命，增加电耗和膜材的更新费用，这一点该专利没有提出解决方法。4、粗抗坏血酸钠含有3-4%硫酸钠，在双极膜中转型成腐蚀性更强的硫酸，不但会增加双极膜电耗、腐蚀双极膜组件，而且会在后续溶液浓缩时破坏抗坏血酸，降低产品质量和收率，这一点该专利也没有涉及到。

综上所述，将双极膜电渗析技术应用于工业生产，是一项系统工程，需要考虑来料质量，目标产品质量、生产成本、环境治理等影响因素，开发出一套完善的、可操作性强的技术工艺，实现产品质量好、生产成本低，节省资源、保护环境的综合目的，这是本专利要达到的目标。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种产业化程度高的维生素C的环保型生产工艺，能解决现有技术中存在的维生素C生产质量较差，收率较低，原材料使用量大，废水或固体废物产生量较多的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：发明一种产业化程度高的维生素C的环保型生产工艺，其特征在于该工艺包括由活性炭吸附、螯合树脂吸附、阴树脂吸附、双极膜电渗析组成的耦合技术，该耦合技术主产品为粗VC，副产物为氢氧化钠溶液，粗VC用于精制工序生产VC成品。

工艺路线按如下步骤依次进行：

（1）溶液配制

室温下，将粗抗坏血酸钠、粗VC一母液回收干品、低浓度VC溶液、纯化水配置成溶液，溶液浓度以g/ml计为25-30%，优选为28%；溶液PH值4.0-6.0，优选为5.5；粗抗坏血酸钠中含有86—91%的抗坏血酸钠、6—9%的古龙酸钠、3—5%的硫酸钠、及其他杂质；粗VC一母液回收干品中包括70—90%的VC、9—25%的古龙酸及古龙酸钠、及其他杂质；

（2）活性炭吸附除杂

将步骤（1）制得的溶液，加入活性炭，吸附溶液中的蛋白质、多糖及色素等杂质，活性炭用量占VC干物量的0.5—2.0%，优选1%。；过滤，净化；使用过的活性炭用适量纯化水洗涤，洗涤水用于步骤（1）溶解物料；

（3）二价以上阳离子交换吸附除杂

步骤（2）中活性炭净化后的溶液，通过阳离子交换树脂柱，吸附剔除溶液中二价以上阳离子；树脂优选金属离子螯合树脂或弱酸型阳离子交换树脂，交换速度为1—3倍床速；交换柱为二级串联，交换液用于下一步骤；检测第二级交换柱交换液中钙、镁离子，浓度达到控制标准时，第一级交换停止，先用纯化水洗涤第一级交换柱，洗涤水用于步骤（1），第一级交换柱再用盐酸再生；

（4）二价以上阴离子吸附除杂

步骤（3）中的交换液，采用阴离子交换树脂剔除硫酸根、草酸根、磷酸根等二价及二价以上的阴离子，树脂优选弱碱型阴离子交换树脂，采用二级交换柱串联吸附，用氯化钡溶液检测第二级交换液硫酸根漏出情况，当显示有硫酸根漏出时，将第一级交换柱洗涤再生，洗涤液用于步骤（1），再生废碱水用于环保，中和酸性废水；

（5）双极膜电渗析将抗坏血酸钠转型成抗坏血酸

采用双室型膜堆，分为酸室及碱室，步骤（4）的交换液进入酸室，循环脱Na⁺转型成抗坏血酸，终点为电导率低于1mS/cm、PH值低于1.9，达到标准后，将酸化液泵入浓缩系统；碱室进稀碱液，循环，待浓度高于4%时，抽出达标碱液，并补充纯化水；副产物氢氧化钠溶液用于发酵尾气VOC及二氧化碳的吸附，吸附液回收提纯碳酸钠，碳酸钠再回用于发酵生产；

（6）酸化液生产粗VC

采用真空薄膜蒸发及真空强制循环蒸发，将酸化液浓缩到料液比重大于1.4g/ml，物料泵入结晶罐，降温至—2℃，离心分离，甲醇洗涤，产品为粗VC，经过精制工序制得维生素C成品。

一次母液脱色、真空浓缩、降温结晶、离心分离，得到一母干品，合并到步骤（1），配制溶液；二次母液纯化、浓缩、结晶分离，得到二母干品，并入酯转岗位，进行酯转反应，生产抗坏血酸钠。

除上述技术外，本发明还提供一种产业化程度高的维生素C的环保型生产工艺，其特征在于该工艺包括由活性炭吸附、螯合树脂吸附、一级双极膜电渗析、阴树脂吸附、二级双极膜电渗析组成的耦合技术，该耦合技术主产品为粗VC，副产品为氢氧化钠溶液，粗VC用于精制工序生产VC成品。

工艺路线按如下步骤依次进行：

（1）溶液配制

室温下，将粗抗坏血酸钠、粗VC一母液回收干品、低浓度VC溶液、纯化水配置成溶液，溶液浓度以g/ml计为25-30%，优选28%；溶液PH值4.0-6.0，优选6.0；粗抗坏血酸钠中含有86—91%的抗坏血酸钠、6—9%的古龙酸钠、3—5%的硫酸钠、及其他杂质；粗VC一母液回收干品中包括70—90%的VC、9—25%的古龙酸及古龙酸钠、及其他杂质；

（2）活性炭吸附除杂

将步骤（1）制得的溶液，加入活性炭，吸附溶液中的蛋白质、多糖及色素等杂质，活性炭用量基于VC干物量的0.5—2.0%，优选1.0%；过滤，净化；使用过的活性炭用适量纯化水洗涤，洗涤水用于步骤（1）溶解物料；

（3）二价以上阳离子交换吸附除杂

步骤（2）中活性炭净化后的溶液，通过阳离子交换树脂柱，树脂优选弱酸型阳离子交换树脂，吸附剔除溶液中二价以上阳离子；交换速度为1-3倍床速；交换柱为二级串联，交换液用于下一步骤；检测第二级交换柱交换液中钙、镁离子，浓度达到控制标准时，第一级交换停止，先用纯化水洗涤，洗涤水用于步骤（1），再用盐酸再生；

（4）一级双极膜电渗析将一部分抗坏血酸钠转型成抗坏血酸

双极膜电渗析采用的是双室型膜堆，分为酸室及碱室；将步骤（3）阳离子交换液，泵入酸室，循环，终点PH值 4.0，酸化液泵入阴离子树脂交换柱交换；碱室进浓度低于0.5%的稀碱液或纯化水，循环，待浓度高于4%时，抽出达标碱液，并补充纯化水；副产物氢氧化钠溶液用于发酵尾气VOC及二氧化碳的吸附，吸附液回收提纯碳酸钠，碳酸钠再回用于发酵生产；

（5）二价以上阴离子吸附除杂

将步骤（4）制得的双极膜电渗析酸化液，用阴离子交换树脂剔除硫酸根、草酸根、磷酸根等二价及二价以上的阴离子；树脂优选弱碱型阴离子交换树脂，采用二级交换柱串联吸附，用氯化钡溶液检测第二级交换液硫酸根漏出情况，当显示有硫酸根漏出时，将第一级交换柱洗涤、再生，洗涤液用于步骤（1）溶液配制，再生废碱水用于环保中和酸性废水；

（6）二级双极膜电渗析将抗坏血酸钠转型成抗坏血酸

阴离子交换液进入酸室，具体操作与步骤（4）相同，终点为酸化液电导率低于1 mS/cm、PH值低于1.9，达到标准后，将酸化液泵入浓缩系统；副产物氢氧化钠溶液用于发酵尾气VOC及二氧化碳的吸附，吸附液回收提纯碳酸钠，碳酸钠再回用于发酵生产；

（7）酸化液生产粗VC

采用真空薄膜蒸发及真空强制循环蒸发，浓缩到料液比重大于1.4，物料泵入结晶罐，降温至 -2℃，离心分离，甲醇洗涤，粗VC进入精制工序，制得维生素C成品。

一母液脱色、真空浓缩、降温结晶、离心分离，得到一母干品，合并到步骤（1），配制溶液；二母液纯化、浓缩、结晶分离，得到二母干品，并入酯转岗位，进行酯转反应，生产抗坏血酸钠。

本发明的关键技术及所取得的有益技术效果是：

1、提出了合理的抗坏血酸钠溶液配制标准：配制浓度28%、PH 5.5的溶液；这种溶液中VC比在碱性溶液中更稳定，而且有利于提高后面工序吸附除杂效果和提高电渗析生产抗坏血酸效率；而现有技术中，酯转反应得到的抗坏血酸钠PH介于8.8～9.3，其水溶液为碱性，VC不稳定。

2、本发明采用了“活性炭吸附+螯合树脂吸附+阴树脂吸附+双极膜电渗析”耦合技术：用该技术净化料液效果好，电渗析生产抗坏血酸效率高，双极膜组件使用周期长；在PH5.5，对高浓度溶液进行活性炭吸附，可以除掉大部分蛋白、色素、多糖等杂质；螯合树脂吸附可以除掉大部分钙、镁、铁、铬、镍等二价、三价金属阳离子；阴树脂吸附除掉大部分硫酸根、草酸根、磷酸根等阴离子，特别是除掉近3%的硫酸根，既可以减少双极膜组件的腐蚀、降低电渗析电耗，又可以减少蒸发浓缩时硫酸对VC的破坏，提高产品质量和收率。双极膜电渗析采用的是双室型膜堆，分为酸室及碱室，抗坏血酸钠溶液进入酸室，循环变成抗坏血酸；碱室起始为氢氧化钠稀溶液，达到一定浓度时抽出，并补充纯化水；该环节与现有技术最大的区别是不使用硫酸、盐酸；没有固体副产物硫酸钠，也没有含氯化钠的高盐酸性废水产生，环保处理费用及废水排放量大幅降低；该环节的副产物氢氧化钠溶液用于发酵尾气VOC及二氧化碳的吸附，吸附液回收提纯碳酸钠，碳酸钠再回用于发酵生产。

3、本发明还提出了一种改进技术：“活性炭脱色+螯合树脂吸附+一级双极膜电渗析+阴树脂吸附+二级双极膜电渗析”，该工艺是针对不同PH值，双极膜电渗析速度不同和耐污染程度不同，而提出的改进工艺。使用该改进技术，产物达到相同终点的电导率及PH值，耗时较短，工作效率较高，同时可以降低双极膜的电耗。可以适应PH值更高的溶液，提高硫酸根的清除效率，并延长双极膜组件使用周期，降低运行费用。

4、本发明提出了双极膜电渗析副产物氢氧化钠溶液的使用思路：本工艺所产生的副产物氢氧化钠溶液有如下用途：⑴少量用于阴离子交换树脂再生；⑵大部分用于发酵尾气VOC及二氧化碳吸附（发酵尾气含有挥发性有机物），吸附液经过滤蒸发结晶生产Na₂CO₃再用于发酵车间的生产，减少公司对Na₂CO₃的采购量，降低生产成本。

5、本发明明确提出粗VC一母干品和二母干品返投方式：一母干品返投到酸化工序，与抗坏血酸钠一起溶解调PH值；二母干品返投到酯化转化工序，与来料古龙酸合并做酯化反应，有利于提高酯转工序粗抗坏血酸钠收率和整个转化工序粗VC收率。

6、本发明弥补了目前二种产业化技术的缺陷，解决了现有技术存在的问题。新工艺粗VC产品质量好（消光0.020）、收率高（90.2%）；原材料硫酸、盐酸、碳酸钠及甲醇消耗低，特别是大幅度降低了碳酸钠和硫酸的采购量，大幅度减少了原材料采购成本。新工艺废水（含盐酸性废水）、废气VOC（发酵尾气、挥发甲醇）、以及固体废物（硫酸钠）排放少，蒸汽消耗低，双极膜组件使用周期长，生产效率高；能降低生产成本，做到节能减排，提高经济效益。

附图说明

图1是现用技术工艺过程的流程图；

图2是本发明工艺路线一的流程图；

图3是本发明工艺路线二的流程图；

具体实施方式

以下给出具体的实施例，对本发明作进一步的说明。

实施例一：

取古龙酸和转化二母回收品进行酯化转化反应，制备抗坏血酸钠，干品含量90.1%，以新投古龙酸计算收率为96.7%。

后步工序按照工艺路线一进行操作，如图2所示：

取3500 g 含量90.1%的酯转粗抗坏血酸钠（古龙酸钠占6.0%，其余为硫酸根及其他杂质）和500克粗VC一母干品（VC含量83%）溶解于10L纯化水及低浓度洗涤液中，溶液PH值5.55；加入40 g活性炭溶解脱色30min，过滤除杂，将过滤液按顺序连续通过螯合树脂柱（或弱酸型阳离子树脂）、弱碱型阴离子树脂，分别合并溶液及洗涤液，洗涤液用于配料环节，正号溶液检测含量23.9%。将该溶液每次取1L分批连续过双极膜电渗析，控制终点电导率小于1.0 mS/cm，PH值低于1.9，单批时间在80--90分钟之间。合并酸室溶液，检测VC浓度为23.1%。合并所有酸室溶液及冲洗液，计算双极膜摩尔收率为99.1%。实验过程中，用纯化水分阶段置换碱室溶液，合并所有碱室溶液，检测氢氧化钠浓度为4.3%(g/ml)。

将VC溶液放入带搅拌的三口烧瓶中进行真空蒸发浓缩至大量出晶，降温、结晶、离心、干燥，得到含量98.9 %的粗维C2627克。合并结晶母液再次蒸发浓缩，经过降温结晶获得含量为82.8%的一次母液干品482 g。二母液经纯化浓缩、回收二母干品反投入酯化转化工序，制备抗坏血酸钠粗品。综合计算转化总收率为89.3%。

实施例二

取古龙酸和转化二母回收品进行酯化转化反应，制备抗坏血酸钠，干品含量90.1%，以新投古龙酸计算收率为96.6%。

后步工序按照工艺路线二进行操作：

取3500 g 含量90.1%的酯转粗抗坏血酸钠（古龙酸钠占6.0%，其余为硫酸根及其他杂质）和300克粗VC一母干品（含量82.8%）溶解于10L纯化水及低浓度洗涤液中，溶液PH值6.02；加入40 g活性炭溶解脱色30min，过滤，将过滤液连续通过螯合树脂柱（或弱酸型阳离子树脂），用适量纯化水洗涤活性炭及螯合树脂柱，洗涤液用于配料环节。正号溶液检测含量24.2%，将该溶液每次取1L分批连续过双极膜一的酸室，控制终点PH值低于4.0，单批时间约30分钟，电导率约25mS/cm。酸室溶液直接进弱碱型阴离子树脂，除掉硫酸根等阴离子。将阴柱交换液每次取1L分批连续过双极膜二的酸室，控制终点电导率小于1.0 mS/cm ，PH值低于1.9，单批时间在40--50分钟之间。合并酸室溶液，检测VC浓度为22.1%。合并所有酸室溶液及冲洗液，折算双极膜摩尔收率为99.2%。实验过程中，用纯化水分阶段置换碱室溶液，合并所有碱室溶液，检测氢氧化钠浓度为4.1%(g/ml)。

将VC溶液放入带搅拌的三口烧瓶中进行真空蒸发浓缩至大量出晶，降温、结晶、离心、干燥，得到含量99.1 %的粗维生素2555.3克。合并结晶母液，脱色、蒸发浓缩、降温结晶、离心分离，获得含量为83.1%的一次母液干品436 g。二母液经纯化浓缩、回收二母干品，返投入酯化转化工序，制备抗坏血酸钠粗品。综合计算转化工序从古龙酸到粗VC总收率为90.3%。

将实施例一和实施例二双极膜电渗析副产物氢氧化钠溶液合并，通入发酵尾气直至PH值降至12.3，得到Na₂CO₃溶液，过滤除杂，真空蒸发浓缩结晶得到Na₂CO₃固体1301g，检测质量，该碳酸钠的质量完全符合发酵生产用碳酸钠质量标准。

Claims (10)

1.一种产业化程度高的维生素C的环保型生产工艺，其特征在于该工艺包括由活性炭吸附、螯合树脂吸附、阴树脂吸附、双极膜电渗析组成的耦合技术，该耦合技术主产品为粗VC，副产物为氢氧化钠溶液，粗VC用于精制工序生产VC成品。

2.一种产业化程度高的维生素C的环保型生产工艺，其特征在于该工艺包括由活性炭吸附、螯合树脂吸附、一级双极膜电渗析、阴树脂吸附、二级双极膜电渗析组成的耦合技术，该耦合技术主产品为粗VC，副产品为氢氧化钠溶液，粗VC用于精制工序生产VC成品。

3.根据权利要求1或2所述的一种产业化程度高的维生素C的环保型生产工艺，其特征在于副产物氢氧化钠溶液用于发酵尾气VOC及二氧化碳的吸附，吸附液回收提纯碳酸钠，碳酸钠再回用于发酵生产。

4.一种产业化程度高的维生素C的环保型生产工艺，其特征在于工艺路线按如下步骤依次进行：

（1）溶液配制

室温下，将粗抗坏血酸钠、粗VC一母液回收干品、低浓度VC溶液、纯化水配置成溶液；

（2）活性炭吸附除杂

将步骤（1）制得的溶液，加入活性炭，吸附溶液中的蛋白质、多糖及色素等杂质；过滤，净化；使用过的活性炭用适量纯化水洗涤，洗涤水用于步骤（1）溶解物料；

（3）二价以上阳离子交换吸附除杂

步骤（2）中活性炭净化后的溶液，通过阳离子树脂交换柱，吸附剔除溶液中二价以上阳离子；交换速度为1—3倍床速；交换柱为二级串联，交换液用于下一步骤；检测第二级交换柱交换液中钙、镁离子，浓度达到控制标准时，第一级交换停止，先用纯化水洗涤第一级交换柱，洗涤水用于步骤（1），第一级交换柱再用盐酸再生；

（4）二价以上阴离子吸附除杂

步骤（3）中的交换液，采用阴离子交换树脂剔除硫酸根、草酸根、磷酸根等二价及二价以上的阴离子；采用二级交换柱串联吸附，用氯化钡溶液检测第二级交换液硫酸根漏出情况，当显示有硫酸根漏出时，将第一级交换柱洗涤再生，洗涤液用于步骤（1），再生废碱水用于环保，中和酸性废水；

（5）双极膜电渗析将抗坏血酸钠转型成抗坏血酸

采用双室型膜堆，分为酸室及碱室， 步骤（4）的交换液进入酸室，循环脱Na⁺转型成抗坏血酸，终点为电导率低于1mS/cm、PH值低于1.9，达到标准后，将酸化液泵入蒸发浓缩系统；碱室进稀碱液，循环，待浓度高于4%时，抽出达标碱液，并补充纯化水；副产物氢氧化钠溶液用于发酵尾气VOC及二氧化碳的吸附，吸附液回收提纯碳酸钠，碳酸钠再回用于发酵生产；

（6）酸化液生产粗VC

采用真空薄膜蒸发及真空强制循环蒸发，将酸化液浓缩到料液比重大于1.4，物料泵入结晶罐，降温至 —2℃，离心分离，甲醇洗涤，产品为粗VC，经过精制工序制得维生素C成品，一母液交母液回收工序。

5.一种产业化程度高的维生素C的环保型生产工艺，其特征在于工艺路线按如下步骤依次进行：

（1）溶液配制

室温下，将粗抗坏血酸钠、粗VC一母液回收干品、低浓度VC溶液、纯化水配置成溶液；

（2）活性炭吸附除杂

将步骤（1）制得的溶液，加入活性炭，吸附溶液中的蛋白质、多糖及色素等类型的杂质；过滤，净化；使用过的活性炭用适量纯化水洗涤，洗涤水用于步骤（1）溶解物料；

（3）二价以上阳离子交换吸附除杂

步骤（2）中活性炭净化后的溶液，通过阳离子交换树脂柱，吸附剔除溶液中二价以上阳离子；交换速度为1-3倍床速；交换柱为二级串联，交换液用于下一步骤；检测第二级交换柱交换液中钙、镁离子，浓度达到控制标准时，第一级交换停止，先用纯化水洗涤，洗涤水用于步骤（1），再用盐酸再生；

（4）一级双极膜电渗析将一部分抗坏血酸钠转型成抗坏血酸

双极膜电渗析采用的是双室型膜堆，分为酸室及碱室；将步骤（3）阳离子交换液，泵入酸室，循环脱Na⁺，终点PH值 4.0，泵入阴离子树脂交换柱交换； 碱室进浓度低于0.5%的稀碱液或纯化水，循环，待浓度高于4%时，抽出浓碱液，并补充纯化水；副产物氢氧化钠溶液用于发酵尾气VOC及二氧化碳的吸附，吸附液回收提纯碳酸钠，碳酸钠再回用于发酵生产；

（5）二价以上阴离子吸附除杂

将步骤（4）制得的双极膜电渗析酸化液，用阴离子交换树脂剔除硫酸根、草酸根、磷酸根等二价及二价以上的阴离子；树脂优选弱碱型阴离子交换树脂，采用二级交换柱串联吸附，用氯化钡溶液检测第二级交换液硫酸根漏出情况，当显示有硫酸根漏出时，将第一级交换柱洗涤、再生，洗涤液用于步骤（1）溶液配制，再生废碱水用于环保中和酸性废水；

（6）二级双极膜电渗析将抗坏血酸钠转型成抗坏血酸

阴离子交换液进入酸室，循环脱Na⁺转型成抗坏血酸，终点为酸化液电导率低于1 mS/cm、PH值低于1.9，达到标准后，将酸化液泵入浓缩系统；碱室进浓度低于0.5%的稀碱液或纯化水，循环，待浓度高于4%时，抽出达标碱液，并补充纯化水，副产物氢氧化钠溶液用于发酵尾气VOC及二氧化碳的吸附，吸附液回收提纯碳酸钠，碳酸钠再回用于发酵生产；

（7）酸化液生产粗VC

双极膜电渗析产物酸化液，采用真空薄膜蒸发及真空强制循环蒸发，浓缩到料液比重大于1.4，物料泵入结晶罐，降温至2℃，离心分离，甲醇洗涤，粗VC进入精制工序，制得维生素C成品，一母液交母液回收工序。

6.根据权利要求4或5所述的一种产业化程度高的维生素C的环保型生产工艺，其特征在于，母液回收工序中，一母液脱色、真空浓缩、降温结晶、离心分离，得到一母干品，合并到步骤（1），配制溶液；二母液纯化、浓缩、结晶分离，得到二母干品，并入酯转岗位，进行酯转反应，生产抗坏血酸钠。

7.根据权利要求4或5所述的一种产业化程度高的维生素C的环保型生产工艺，其特征在于步骤（1）中溶液浓度以g/ml计为25-30%，溶液PH值4.0-6.0；粗抗坏血酸钠中含有86—91%的抗坏血酸钠、6—9%的古龙酸钠、3—5%的硫酸钠、及其他杂质；粗VC一母液回收干品中包括70—90%的VC、9—25%的古龙酸及古龙酸钠、及其他杂质。

8.根据权利要求4或5所述的一种产业化程度高的维生素C的环保型生产工艺，其特征在于，步骤（3）中，阳离子交换树脂柱中树脂为金属离子螯合树脂或弱酸型阳离子交换树脂。

9.根据权利要求4或5所述的一种产业化程度高的维生素C的环保型生产工艺，其特征在于，阴离子交换树脂采用弱碱型阴离子交换树脂。

10.根据权利要求4或5所述的一种产业化程度高的维生素C的环保型生产工艺，其特征在于，活性炭用量基于VC干物量的0.5—2.0%。