[00109218]“分步析晶法”生产甜菜碱新工艺

　　技术背景： 　　甜菜碱(betaine)是一种存在动植物体内的天然产物，甜菜根中含量最多。它在医药及化妆品领域早有广泛应用。近来，其盐酸盐作为食品添加剂在国外一-些网站上广为销售。它作为饲料添加剂在养殖业上也得到了广泛应用。这是因为它具有下列独特的生理功能所致：(1)提供甲基，维持体内正常代谢；(2)促进脂肪代谢，防止肝脏疾患；(3)促进蛋白质合成，增加瘦肉率（减肥）；(4)调节渗透压，维持肠道离子平衡和正常功能；(5)刺激动物嗅觉和味觉，产生诱食作用；(6)镇静和抗应激作用；(7)降血压和抗动脈硬化作用；(8)提高生长激素含量，促进动物生长；(9)影响肌肉色泽；(10)改善肉蛋品质及风味。它用作饲料添加剂具有如下优势：(1)它具有促进动物生长作用，但与抗生素不同，它无毒副作用、无残留和无耐药性，是一种十分安全的绿色饲料添加剂；(2)它具有防止仔猪腹泻和抗应激作用，但与酶制剂和益生素不同，它性质稳定，不易变质，能耐受饲料加工和造粒过程的高温高压作用；(3)它具有抑制球虫发育及其对动物侵害性的功能，但不像常用抗球虫药那样容易产生耐药性和副作用。(4)它可以替代已被禁用的瘦肉精(-兴奋剂)作为瘦肉添加剂，但它不是激素，没有-兴奋剂那样的残留和对人畜的危害作用；(5)它可提供甲基，但它没有氯化胆碱那样的破坏维生素作用，也没有蛋氨酸那样的影响饲料适口性的弊端。 　　甜菜碱原先是从甜菜中提取的，随着其市场的不断增大，仅靠提取已远远不能满足需要，目前，市场上的甜菜碱产品多为人工合成品。 　　人工合成甜菜碱的研究是从二十世纪六十年代开始的。从原料上讲，合成甜菜碱可以有两条工艺路线：一条可由氯化胆碱氧化制备，另一条可由氯乙酸与三甲胺合成。前一条路线是生物内的代谢反应之一，至今尚未见有人工合成的研究成果报道；后一条工艺路线文献上虽有诸多报道，但其实质仍然都是沿用三十七年前(1966)法国专利公开的技术。所以，我们称目前广泛沿用的工艺为生产甜菜碱的“传统工艺”。其基本程序为：在碱催化下氯乙酸与三甲胺反应，然后除盐、浓缩、析晶而获得产品。按照该工艺，在反应混合物中副产物食盐占27.6%，实际中往往要占30%左右，甜菜碱占大约70%。所以，要获得纯品甜菜碱，就必须将副产物食盐除去。然而，食盐和甜菜碱盐酸盐在水中溶解度都很大，将二者分离比较困难。因此，如何将二者分开就成了该工艺的核心问题。目前广泛沿用的传统工艺用的是离子交换树脂法。因此，也称传统工艺为“离子交换法”。这种方法设备投资大、操作繁琐、后期蒸发浓缩负荷大、能耗高、成本高，而且还产生大量废液、废酸、废碱污染环境，不能适应当前形势发展的要求。急需寻找一条新的无污染的非离子交换树脂法的甜菜碱盐酸盐生产新工艺。 　　新工艺特点： 　　我们所研制的新工艺，叫做“分步析晶法”生产甜菜碱盐酸盐新工艺。它是在我们充分体察传统工艺存在的严重问题、结合实际生产过程中获得的有用经验的基础上，又进一步从理论上进行了深入研究后制定出来的，并经过实践充分验证了其可行性。 　　新工艺克服了上述离子交换工艺存在的严重问题，找到了一条设备投资少、操作简单、成本低、无污染的新工艺路线。其核心是不用离子交换而又比较容易地将食盐脱除，并成功设计出了一套高效、简便的分步析晶配套设备，保证了分步析晶脱盐新工艺的顺利实施。新工艺所含核心技术为国内外首创， 　　社会和经济效益： 　　1．设备投资少,省去了一整套离子交换装置(包括制备去离子水的交换设备和脱盐用的离子交换设备)，大大降低了设备投资。 　　2．节省了用于离子交换脱盐和浓缩的大量人工和时间，节约了经费，缩短了生产周期。 　　3．节省了大量能源和水资源。仅去离子水一项就可降低成本5000元左右/吨甜菜碱盐酸盐。 　　4．交换树脂处理、冲洗、再生等要产生大量废水、废酸碱液，既造成经济损失又污染环境，而新工艺就不存在这些问题。 　　5．产率提高增加的效益：新工艺因产率提高而增加收入700—3000元/每吨甜菜碱盐酸盐。 　　以上两项共增收入为6500—8800元，相当于降低成本26%—35%。 　　6．另外，原料改革每吨甜菜碱盐酸盐可降低成本2000元左右。 　　推广应用前景： 　　甜菜碱不仅在医药、日化及食品等领域早有应用，随着畜牧业的发展，甜菜碱独特的生理功能引起了国内外营养界和畜牧界的极大兴趣。近年来，有关甜菜碱在饲料添加剂领域的应用研究非常活跃。甜菜碱分子中不仅含有活性氮原子，而且还含有丰富的甲基，比蛋氨酸多三倍，可以更好地促进和参与动物机体的生化反应，可以部分替代蛋氨酸，它在畜牧和水产养殖业上起重要作用；它是一种天然食用植物的成分，对人体无毒无害，是瘦肉精的最佳替代品；所以，在瘦肉精遭受禁用后甜菜碱受到了畜牧界更为普遍的重视，在养殖业上应用的越来越广泛，市场需求量猛增。加之新工艺设备投资少、操作简单、周期短、成本低、效益好，无污染等优点，有着更强的市场竞争力，因此，有广泛的推广应用前景。 　　合作方式、合作期限及对合作单位的其他要求：面议