文档介绍：学位论文独创性声明
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第 1 章绪论
引言
目前全世界主要使用四种方法来生产葡萄糖酸钠,分别为生物发酵法、均相化学氧化法、电解氧化法和多相催化氧化法,这四种方法在中国均有着广泛的研究[1],应用于工业生产的主要为生物发酵法和均相化学氧化法,近几年生物发酵法的应用越来越广泛。
生物发酵法生产葡萄糖酸钠使用的菌种大多是黑曲霉,该方法是在 240- 300g/L 的葡萄糖溶液中加入少量的硫酸镁、玉米浆等营养物质,经过 121℃灭菌
20min 后,待培养基冷却,接种体积分数为 10%的种子液,同时开动搅拌和通气, 发酵温度维持在 35℃,pH 为左右,pH 通过流加 NaOH 来调节。当残糖降至 1g/L 时可以认为发酵结束。发酵液经过过滤、真空浓缩、结晶、喷雾干燥后可得葡萄糖酸钠粉状产品。发酵法生产葡萄糖酸钠具有发酵速度快、发酵过程易于控制、产品易提取等优点,但同时也有一定缺陷,如产品色泽不易控制等。
多相催化氧化法是在 60℃以下,通过催化剂的反复催化使用来制备葡萄糖酸钠。该方法的优点是反应时间短、转化率高、工艺过程简单、三废少且易处理等, 但由于贵金属价格昂贵和催化剂易失活,只要能克服这两个缺点,同样拥有较大的优越性和应用潜力。
20世纪80年代起,许多学者开始研究使用固定化酶法生产葡萄糖酸钠,其中包括固定化细胞和固定化酶,但都遇到同样难以解决的问题,即反应过程中耗氧量极大,传氧速率慢。许多学者预计:今后生产葡萄糖酸钠的方法极有可能朝着固定化细胞或固定化酶的方向发展[2]。
葡萄糖酸钠的用途
葡萄糖酸钠(sodium gluconate),又称五羟基己酸钠,是一种用途极为广泛的多羟基有机酸盐,它的性质是易溶于水,在醇中溶解度略低,完全不溶于醚。其分子式为 C6H11NaO7,相对分子质量为 [3]。在建筑工业、食品、水质稳定剂、钢铁表面清洗剂、医药、玻璃瓶专用清洗剂等方面有着广泛的用途。
建筑工业
随着我国城市化进程的加快,混凝土利用率越来越高,相对于其他化工原料, 如木质素衍生物与烷基芳香磺酸盐、顺丁烯二酸衍生共聚物、芳香族氨基磺酸系
高分子化合物等,葡萄糖酸钠在减水缓凝效果上具有明显的优势[4]。由于葡萄糖酸钠在结构上只有一个羧基,是多羧酸系高性能减水剂中的一类,
其减水率、含气量、保水性、坍落度保持性和水泥强度贡献率等指标均优于其它减水剂[5],在作为缓凝剂上有很大的优势。在水和水泥的量不变的情况下,加入葡萄糖酸钠能起到增塑剂的作用。在葡萄糖酸钠掺量在 %以下时,其改进和易性的程度与掺量成正比;在葡萄糖酸钠掺量为 %时,减水率为 10%,能够有效增加混凝土强度,同时能够降低水泥含量,可以作为水泥减水剂使用[6]。
作为缓凝剂时,添加葡萄糖酸钠能够显著延缓混凝土的初凝和终凝时间。当葡萄糖酸钠的掺量在 %以下时,初凝时间的对数与掺量成正比,这就能大大延长了工作时间,尤其是在夏季和需要放置的时间较长时,在建筑行业用途越来越显著[7]。
食品
葡萄糖酸钠由于其结构特点和味质上的优点,在食品行业具有以下功能:①可取代食盐的加工功能;②能够改善呈味;③有屏蔽异味的作用;④可以调节 pH 等。
水质稳定剂
葡萄糖酸钠具有优异的缓蚀阻垢作用,被广泛用做水质稳定剂应用于水质的检测中,其优越性主要表现在:①具有明显的协调效应,适用于钼、钨、磷、硅、亚***盐等各种配方;②缓蚀率随温度升高而逐渐增加,阻垢能力强,对钙、铁、镁盐具有很强的络合能力;③能作为循环冷却水缓蚀阻垢剂达到灭公害的作用[8]。钢铁表面清洗剂
葡萄糖酸钠作为钢铁表面清洗剂,应用于需要镀钵、镀铬、镀锡、镀镍以适应特殊用途时,其钢坯表面均可以使用葡萄糖酸钠进行严格的清洗,这样就可以使镀层物与钢铁表面牢固结合[9]。
医药
葡萄糖酸