甘露醇的传统提取工艺

一、传统工艺水重结晶法

从海带提取甘露醇的传统工艺是水重结晶法，具体工艺流程如下图所示，该工艺存在如下弊端：

1. 海带中甘露含量通常在1%左右（按放水倍数10-12%），而其结晶浓度在20%左右，必须从海带浸泡水中蒸发掉大量水分才能使甘露醇兴奋结晶析出。而且头液要经过两次蒸发浓缩和结晶过程，即有两次变相过程。因此能耗高，每制取1t甘露醇需耗蒸汽60t左右。

2. 由第一次浓缩结晶得到的粗品需要重新用水溶解后，采用离心水洗等方法除去糖胶等有机杂质和无机盐，但同时甘露醇也被溶解流失，得率损失10%左右。

3. 海带浸泡液中含1%左右的甘露醇外，还含有3%的无机盐，主要是NaCl（盐盐中和法）或Na2SO4（硫酸中和法）和一定的硬度离子。若是NaCl，则Cl-会对不锈钢材质的蒸发器产生严重腐蚀，如若Na2SO4则会引起蒸发器结垢。均会缩短蒸发器的使用寿命，增大设备的维修和更换费用，还会给生产带来不安全因素。

4. 自动化程度低、工人劳动强度大，生产环境恶劣。

二、膜集成工艺

膜集成技术提取甘露醇工艺系统由料液预处理、UF净化、ED一次脱盐、RO浓缩和ED二次脱盐等五部分组成。工艺流程如右图所示。

1．料液预处理系统

提碘后的海带浸泡水先所经过絮凝和动力形成膜自动恒压式硅藻土过滤机进行固液分离，透过液SDI控制在4-6之间。

2．电渗析一次脱盐系统

经硅藻土过滤机过滤后的海带浸泡液无机盐浓度一搬介于18000-22000mg/L左右，这些无机盐在RO浓缩甘露醇时，也会同时被浓缩。同时高盐度浸泡液浓缩时过高的渗透压力，限制甘露醇浓缩倍数，因此需要采用EDI预脱盐，经电渗析EDI预脱盐后浸泡液电导率介于2500-3000us/cm（25℃）以下。

3．超滤系统

超滤UF作为RO的预处理系统，去除浸泡液中的悬浮物、大分子有机物、溶解性颗粒等杂质。甘露醇相对分子量为182，其它溶解性杂质主要为褐藻糖胶及聚合体，相对分子量大于50000。因此系统选用截留分子量为1-3万的超滤膜，表面呈负电荷的聚砜材质中空纤维膜。由于浸泡液含有大量的胶体、蛋白质、多糖类有机物及无机盐，容易造成UF膜堵塞，因此系统配置专用CIP在线清洗系统。

4．反渗透RO浓缩系统

UF透过液SDI控制在2-4之间，满足反渗透RO膜元件水质要求。经UF过滤浸泡液含甘露醇浓度介于1.3-1.5%，RO浓缩脱水3-5倍以上，RO浓缩系统采用进口圈式抗污染反渗透复合膜，配套加压系统、仪表控制与监测，设计流程参考下图:

5. 电渗析二次脱盐系统  

料液经过反渗透装置浓缩后甘露醇浓度浓缩达到3倍，料液中的无机盐也同时被浓缩3倍。这样在后工序精制过程中，直接采用离子交换除盐负担过重，需要频繁再生。为此采用离子交换膜ED对浓缩液进行第二次脱盐。脱盐后的料液再次经离子交换二次脱盐。料液经第二次脱盐精制后，出水含量为140mg/L左右，进入下道成品工艺。

上述工艺流程中的核心部分，UF和RO系统采用计算机监控，操作运转和管理非常简便。