甘露醇制備的集成反應(yīng)分離技術(shù)及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、甘露醇是一種重要的精細(xì)化工產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、化工及相關(guān)領(lǐng)域。隨著科學(xué)研究的不斷深入，甘露醇的應(yīng)用領(lǐng)域還在不斷拓寬。集成反應(yīng)分離裝備是將反應(yīng)器制備與機(jī)械分離提取相耦合的機(jī)電一體化高新技術(shù)裝備，在制藥、食品和能源等的化工過(guò)程中具有重要的應(yīng)用前景。特別是對(duì)于多組分混合產(chǎn)物，集成反應(yīng)分離方法是高效率獲取高純度產(chǎn)品的有效途徑，其應(yīng)用可以極大地減少有機(jī)溶劑對(duì)環(huán)境的污染，連續(xù)高效的一體化生產(chǎn)能大大節(jié)省能源，其研發(fā)緊密貼合當(dāng)前“綠色化工”和“

2、節(jié)能減排”的重要發(fā)展方向。
　　 為了經(jīng)濟(jì)而又綠色地得到高品質(zhì)的甘露醇，本論文采用理論研究與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，對(duì)甘露醇集成反應(yīng)分離技術(shù)與裝置進(jìn)行了系統(tǒng)研究，取得了頗具應(yīng)用價(jià)值的研究成果。
　　 在本論文中，首先給出了電化學(xué)反應(yīng)葡萄糖與色譜連續(xù)分離相耦合來(lái)制備甘露醇的基本思路，通過(guò)比較幾種連續(xù)色譜分離裝備的特點(diǎn)，提出了用本課題組獨(dú)創(chuàng)的多元分流式集成反應(yīng)分離系統(tǒng)來(lái)制備甘露醇的裝備設(shè)計(jì)思路，闡述了系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程及其控制方法，從而

3、為集成反應(yīng)分離實(shí)驗(yàn)研究提供了理論基礎(chǔ)。
　　 然后，按照以上設(shè)計(jì)思路，搭建了實(shí)驗(yàn)硬件、軟件平臺(tái)，進(jìn)行了多組電化學(xué)反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)分析測(cè)定，確定控制時(shí)間內(nèi)電化學(xué)還原葡萄糖制得的產(chǎn)物作為反應(yīng)分離耦合實(shí)驗(yàn)的原料，進(jìn)行了葡萄糖與甘露醇等的分離性能實(shí)驗(yàn)研究；通過(guò)多組單色譜柱分離實(shí)驗(yàn)獲得了最佳洗脫速度、原料液進(jìn)樣量及控制時(shí)間等，為進(jìn)一步進(jìn)行多柱、多組分集成反應(yīng)分離提供了工藝控制參數(shù)；在多柱分流和多柱串聯(lián)實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析之上，對(duì)集成反應(yīng)分離裝置的

4、耦合性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究，獲得了集成反應(yīng)分離工藝的控制流程及甘露醇制備的最佳工藝路線，確保其具有較高的回收率和純度等。實(shí)驗(yàn)研究系統(tǒng)地論證了多元分流式集成反應(yīng)分離制備甘露醇技術(shù)與裝備的效能，為進(jìn)一步的體系建模和仿真提供了必需的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
　　 最后，根據(jù)反應(yīng)分離過(guò)程中的相間傳質(zhì)特性，建立了耦合分析計(jì)算的偏微分方程，并利用吸附等溫線方程進(jìn)行耦合，結(jié)合系統(tǒng)的實(shí)際初始、邊界條件，建立了葡萄糖與甘露醇連續(xù)色譜分離的數(shù)學(xué)模型；通過(guò)對(duì)