CN110105412B - 一种葡萄糖异构制备果糖的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种葡萄糖异构制备果糖的方法，其所述的方法如下：首先将催化剂装填于碳化硅管式反应器中，升温至一定温度，配制一定浓度的葡萄糖水溶液，保持一定空速开始进料，控制一定的反应压力，反应液冷却后收集，原料转化率大于50％，产品选择性大于99％。本发明方法操作简单连续，且产品选择性高，对后处理分离较为有利。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种葡萄糖异构制备果糖的方法，属于化工合成领域。
背景技术
化石能源的不可再生性问题和环境污染问题日益严重，开发新的可持续性能源越来越受到人们的观众，糖类是生物质组成的重要成分，而葡萄糖是自然界储量最丰富的一种单糖。果糖作为自然界中最重要的碳水化合物，可以作为甜味剂加入到食品行业中，也可作为原材料合成能代替石油衍生物的呋喃类化合物去制备聚合材料，葡萄糖和果糖互为异构体，由于自然界中葡萄糖含量较高，而果糖的化学性质活泼在合成过程中要由于葡萄糖，所以将葡萄糖转化为果糖成为现今一大重要的异构合成。葡萄糖异构一般两种方法：酶法和化学法，酶法反应时间长，且酶容易失活，所以化写法生产成为主要方法，分子筛催化剂具有较高催化性能，且不容易失活，可以回收利用成为新型的葡萄糖异构的方法。
发明内容
本发明涉及一种葡萄糖异构制备果糖的方法，摒弃了传统酶制法，采用Sn-β催化剂，通过固定床进行反应，反应连续，操作简单，产物的选择性高，减少污染，改善环境。
本发明提供一种葡萄糖异构制备果糖的方法，其操作步骤如下：首先将催化剂Sn-β装填于碳化硅管式反应器中，升温至一定温度，配制一定浓度的葡萄糖水溶液，保持一定空速开始进料，控制一定的反应压力，反应液冷却后收集。
在上述技术方案中，反应所用的催化剂为经过滚球处理后的Sn-β催化剂，目数介于20-40目之间，催化剂装填量为2-8g。
在上述技术方案中，反应所用的碳化硅反应管的尺寸为DN20，长为50cm的反应管。
在上述技术方案中，反应温度为90-120℃；优选反应唯独为90-100℃。
在上述技术方案中，反应压力为0-1mpa。
在上述技术方案中，反应空速为0.5-3h-1；优选反应空速为0-5-2h-1。
在上述技术方案中，反应所用的原料为葡萄糖水溶液，溶度为20-60％；优选浓度为45-55％。
本发明中涉及一种葡萄糖异构制备果糖的方法，采用固定床反应，反应连续，操作简单，反应管的材质选用碳化硅材质，传热快，采用Sn-β分子筛作为催化剂，反应产物的选择性高，对后期的分离提纯较为有利。
附图说明
图1为葡萄糖异构装置结构示意图；
1、配料釜，2、进料阀，3、计量泵，4、反应器，5、背压阀，6、冷却器，7、模拟移动床，8、果糖储罐，9、原料回收罐，10、放料阀、11、循环泵；1-1、搅拌装置，1-2、加料口，4-1、压力测量装置，4-2、温度测量装置。
具体实施方式
以下结合实施实例对本发明做进一步的说明。
如图1所示，一种葡萄糖异构装置，所述的装置包括：配料釜1、反应器4、背压阀5、冷却器6、模拟移动床7、果糖储罐8、原料回收罐9、循环泵11。
所述的配料釜1连接反应器4；所述的反应器4连接背压阀5；所述的背压阀5连接冷却器6；所述的冷却器6连接模拟移动床7；所述的模拟移动床7分别连接果糖储罐8和原料回收储罐9；所述的原料回收储罐9连接循环泵11，所述的循环泵11连接配料釜1。
所述的配料釜1上设有搅拌装置1-1和加料口1-2。
所述的原料为50wt％葡萄糖水溶液。
所述的配料釜1下设有出料阀2和计量泵3。
所述的计量泵3连接反应器4的下端。
所述的反应器上设有压力测量装置4-1和温度测量装置4-2。
所述的果糖储罐8下方设有放料阀门10。
所述的反应器中装填满催化剂，所述的催化剂为滚球后的Sn-β20-40目的小球。
所述的反应器上下设有200目钢丝网。
实施例1
向反应管中添加滚球后20-40目的Sn-β催化剂4g，上下端填充20-40目石英砂，升温至95℃，配制50wt％的葡萄糖水溶液，待温度达到95℃，开始进料，空速为1h-1，控制压力为0.1mpa开始反应，反应液冷却后收集，中控反应液，葡萄糖的转化率为50％，果糖的选择性为99.2％。
实施例2
向反应管中添加滚球后20-40目的Sn-β催化剂4g，上下端填充20-40目石英砂，升温至95℃，配制50wt％的葡萄糖水溶液，待温度达到95℃，开始进料，空速为2h-1，控制压力为0.1mpa开始反应，反应液冷却后收集，中控反应液，葡萄糖的转化率为45％，果糖的选择性为99.5％。
实施例3
向反应管中添加滚球后20-40目的Sn-β催化剂5g，上下端填充20-40目石英砂，升温至95℃，配制50wt％的葡萄糖水溶液，待温度达到95℃，开始进料，空速为0.5h-1，控制压力为0.1mpa开始反应，反应液冷却后收集，中控反应液，葡萄糖的转化率为53％，果糖的选择性为99.0％。
实施例4
向反应管中添加滚球后20-40目的Sn-β催化剂5g，上下端填充20-40目石英砂，升温至100℃，配制50wt％的葡萄糖水溶液，待温度达到100℃，开始进料，空速为0.5h-1，控制压力为0.5mpa开始反应，反应液冷却后收集，中控反应液，葡萄糖的转化率为55％，果糖的选择性为99.5％。
实施例5
向反应管中添加滚球后20-40目的Sn-β催化剂4g，上下端填充20-40目石英砂，升温至95℃，配制45wt％的葡萄糖水溶液，待温度达到95℃，开始进料，空速为1h-1，控制压力为0.1mpa开始反应，反应液冷却后收集，中控反应液，葡萄糖的转化率为48％，果糖的选择性为99.5％。
实施例6
向反应管中添加滚球后20-40目的Sn-β催化剂4g，上下端填充20-40目石英砂，升温至100℃，配制50wt％的葡萄糖水溶液，待温度达到100℃，开始进料，空速为1h-1，控制压力为0.5mpa开始反应，反应液冷却后收集，中控反应液，葡萄糖的转化率为50％，果糖的选择性为99.5％。
Claims (4)
1.一种葡萄糖异构制备果糖的方法，其特征在于：首先将催化剂Sn-β装填于碳化硅管式反应器中，升温至一定温度，配制一定浓度的葡萄糖水溶液，保持一定空速开始进料，控制一定的反应压力，反应液冷却后收集；反应所用的碳化硅反应管的尺寸为DN20，长为50cm的反应管；反应温度为90-100℃，反应空速为0.5-3h-1。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：反应所用的催化剂为球形Sn-β催化剂，目数介于20-40目之间，催化剂装填量为2-8g。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：反应压力为0-1mpa。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：反应所用的原料为葡萄糖水溶液，浓度为20-60wt％。
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