维生素生产工艺
维生素C的生产工艺
盐酸酸化,调菌体蛋白等电点,沉降4h以上上清液以2-3m3/h的流速压入阳离子交换柱当流出液pH为时,收集交换液,控制pH交换完,纯水冲柱➢加热过滤合并流出液和洗液调pH至蛋白等电点加热至70℃,加%活性炭升温至90-95℃,保温10-15min,使蛋白凝结停止搅拌,快速冷却,高速离心➢二次交换上清液打入二次交换柱洗脱,至流出液pH=时,收集交换液控制之间;交换完毕,洗柱➢减压浓缩二次交换液进行一级浓缩控制真空度、内温,至浓缩液的相对密度达出料同样条件二次浓缩,至尽量干加少量乙醇,冷却结晶甩滤,冰乙醇洗涤得2-酮基-L-古龙酸℃收率80%3、反应条件及影响因素⏹山梨糖的影响➢山梨糖初浓度过高,将抑制菌体生长,使发酵收率降低➢从生产角度考虑,保证尽可能高的酸度,需山梨糖初浓度越高越好➢较适宜为80mg/mL➢采用滴加或待菌体生长正常后一次性补加的方法,来提高产物的浓度;⏹溶解氧浓度的影响➢溶解氧浓度影响好氧菌的活性➢产酸前期应处于高溶氧浓度➢产酸中期,溶氧浓度为产酸后期,耗氧量减少;⏹pH的影响⏹碱转化的新工艺➢有机胺代替碳酸氢钠➢工艺原理➢工艺过程将2-酮基-L-古龙酸甲酯加入到甲醇中搅拌、升温、回流、溶解在惰性气体中滴加胺,回流、搅拌浓缩、蒸馏水溶解油状物有机溶媒提取、分离有机层用硫酸钠干燥后,回收套用水层经浓缩、结晶得维生素C晶体➢优点提高产品质量和收率有机溶剂回收套用率高反应条件、温度要求不高大量使用液体投料,有利于自动化控制➢缺点：反应在惰性气体氮气、氩气保护下进行⏹酸转化新工艺➢工艺过程将古龙酸钠盐加到乙醇和丙酮的混合溶液中室温下搅拌,通入氢气60℃反应,析出氯化钠晶体过滤,乙醇和丙酮的混合溶液洗涤合并滤液,加入惰性溶剂保温、搅拌、冷却、析晶得维生素C➢优点析晶纯度高反应温度低工艺时间缩短去除了维生素C精制过程中的水溶解提高产品的质量和收率溶剂经分馏后可重新使用3两条转化路线的比较⏹各占50%⏹酸转化➢优点设备简单操作方便中间过程少,利于收率提高➢缺点：设备易被腐蚀⏹碱转化➢优点：产品质量较好➢缺点设备多,操作过程长,不利于提高总收率转化过程中使用大量的甲醇,需注意劳动保护四、维生素C的精制1工艺原理⏹L-抗坏血酸易遭破坏➢温度➢金属离子➢空气接触➢pH。
维生素e生产工艺流程
维生素e生产工艺流程
维生素E是一种重要的脂溶性维生素，对人体健康具有重要作用。
它主要存在于植物油中，如大豆油、玉米油、棕榈油等。
维生
素E的生产工艺主要包括合成和提取两种方法。
合成维生素E的工艺流程通常是从苯酚出发，经过苯酚的氧化、甲醛的缩合、环氧化、重排等一系列化学反应，最终得到维生素E。
这个过程中需要使用催化剂、溶剂等辅助物质，以及控制温度、压
力等工艺条件。
合成维生素E的工艺流程复杂，需要严格控制反应
条件和生产过程中的各种参数，确保产品的质量和产量。
另一种生产维生素E的方法是通过提取植物油中的天然维生素E。
这种方法的工艺流程相对简单，首先是选择高含量的植物油作为
原料，然后通过溶剂提取、结晶、过滤等步骤，分离和纯化维生素E。
这种方法相对环保，但提取效率较低，成本较高。
无论是合成还是提取，维生素E的生产工艺都需要严格控制原
料质量、反应条件和工艺流程，确保产品的纯度和稳定性。
此外，
生产过程中还需要考虑能源消耗、废弃物处理等环保和可持续发展
的因素。
综上所述，维生素E的生产工艺流程涉及到化学合成和植物油提取两种方法，每种方法都有其独特的工艺流程和注意事项。
在生产过程中需要严格控制各种参数，确保产品质量和符合环保要求。
维生素b3的生产工艺
维生素b3的生产工艺维生素B3，也称为烟酸或尼克酸，是一种重要的维生素，对人体健康有着重要的作用。
它可以帮助维持皮肤、神经系统和消化系统的健康，同时还能够降低胆固醇水平，预防心血管疾病等。
因此，维生素B3的生产工艺也备受关注。
维生素B3的生产工艺主要分为化学合成和发酵法两种。
下面将分别介绍这两种生产工艺的具体过程。
一、化学合成法化学合成法是维生素B3的传统生产工艺，也是目前主要的生产方式。
其主要原料是3-氨基吡啶和丙酮酸，经过多步反应得到维生素B3。
1. 合成3-氨基吡啶3-氨基吡啶是维生素B3的前体物质，其合成过程如下：将苯甲酸和硝酸反应，得到硝基苯甲酸。
然后，将硝基苯甲酸还原为苯甲酸，再将苯甲酸和氨反应，得到3-氨基苯甲酸。
最后，将3-氨基苯甲酸和丙酮反应，得到3-氨基吡啶。
2. 合成维生素B3维生素B3的合成过程如下：将3-氨基吡啶和丙酮酸反应，得到3-羟基吡啶酮。
然后，将3-羟基吡啶酮和亚硝酸反应，得到3-硝基吡啶酮。
接着，将3-硝基吡啶酮还原为3-氨基吡啶酮。
最后，将3-氨基吡啶酮和氢氧化钠反应，得到维生素B3。
化学合成法的优点是生产成本低，生产效率高，但其缺点也很明显，即产生大量的废水和废气，对环境造成污染。
二、发酵法发酵法是一种新型的维生素B3生产工艺，其主要原料是玉米粉、酵母和烟酸酶。
其生产过程如下：1. 制备发酵液将玉米粉和水混合，加热至80℃，然后冷却至50℃左右。
接着，加入酵母和烟酸酶，混合均匀，得到发酵液。
2. 发酵将发酵液倒入发酵罐中，控制温度和pH值，进行发酵。
发酵过程中，酵母会分解玉米粉中的淀粉，产生烟酸。
烟酸酶则将烟酸转化为维生素B3。
3. 分离和提纯发酵结束后，将发酵液进行分离和提纯，得到维生素B3。
发酵法的优点是生产过程中无需使用有害化学物质，对环境污染小，同时还可以利用农作物废弃物等资源进行生产，具有很好的可持续性。
维生素B3的生产工艺主要分为化学合成和发酵法两种。
维生素生产工艺
维生素生产工艺维生素是人体内必不可少的营养物质，以维持人体正常的生理功能和健康发育。
维生素的生产工艺主要包括制备原料、提取纯化和制剂加工三个步骤。
首先，维生素的制备原料主要有两种来源，一种是天然产物，如动植物的组织器官、血液、乳汁等；另一种是化学合成，通过人工合成方法得到。
针对不同的维生素，制备原料的选择也有所不同。
其次，提取纯化是维生素生产工艺中非常重要的一个步骤。
一般来说，维生素往往以微量存在于原料中，因此需要进行提取和纯化，才能获得足够纯度的维生素。
提取纯化的方法主要有溶剂萃取法、蒸馏法、结晶法、离子交换法等。
其中，溶剂萃取法是最常用的方法，将原料与合适的溶剂混合，振荡搅拌使维生素溶于溶剂，之后通过蒸发、浓缩等操作，得到纯净的维生素。
最后，制剂加工是将提取得到的维生素制成适合人体吸收和利用的制剂形式。
常见的制剂包括片剂、胶囊、口服液等。
制剂加工的步骤主要包括配方设计、混合、造粒、包衣、成型等。
配方设计是根据维生素的性质和用途确定合适的配方成分和比例。
混合是将维生素和其它成分均匀混合，以确保每片或每粒制剂中含有足够的维生素。
造粒是将混合物制成一定大小的颗粒，方便后续包衣或成型。
包衣是将颗粒包裹在一层包衣物质中，以改善味道、增加稳定性或延长释放时间。
成型是将包衣后的颗粒压制成片剂或装填到胶囊中，最终得到维生素制剂。
需要注意的是，维生素的生产工艺需要符合相关的质量标准和规范，确保产品的安全和有效性。
此外，生产过程中还要注意环境保护和安全生产，合理利用资源，控制废物和污染物的排放。
维生素的生产工艺是一个复杂且关键的过程，需要进行多个步骤和操作。
只有通过科学合理的工艺流程和精细的操作，才能生产出高质量的维生素制剂，满足人体对维生素的需求。
维生素制作过程及流程
维生素维生素类生产工艺维生素是一类生物生长和代谢所必需、含有特殊功效小分子有机化合物, 其既不是细胞组成物质, 也不是能量物质。
通常分为脂溶性和水溶性两大类, 脂溶性维生素在体内可直接参与代谢调整作用, 而水溶性维生素是经过转变成辅酶对代谢起调整作用。
不一样维生素对物质代谢调整作用是不一样。
机体缺乏某种维生素时, 可使物质代谢过程发生障碍, 从而使机体不能正常生长, 以至发生不一样“维生素缺乏症”。
比如, 缺乏V Bl可引发脚气病, 缺乏V A会引发夜盲症, 缺乏维生素V C会引发坏血病等, 总而言之, 维生素在维持机体代谢中起着十分关键作用。
一、维生素C ( Vitamin C, V C)维生素C又名抗坏血酸(Ascorbic acid), 呈白色粉末, 无臭, 味酸, 熔点190～192℃, 易溶于水和甲醇, 略溶于乙醇, 不溶于乙醚、氯仿及石油醚等。
含有较强还原性, 易受光、热、氧等破坏, 在碱液中或有微量金属离子存在时, 分解愈加快, 但干燥结晶后较稳定。
V C是一个人体必需水溶性维生素, 也是一个抗氧化剂, 广泛应用于医药、食品、饲料等领域。
维生素C合成常经过化学或微生物方法取得, 下面介绍关键维生素C合成法。
1. 莱氏法1933年瑞士化学家莱齐特因等用化学合成方法合成维生素C取得成功, 也称莱氏法。
该法是最早生产维生素C方法, 也是国外采取方法。
工艺路线如图8-1所表示。
莱氏法合成维生素C工艺路线图8-1工艺步骤以下:（1）菌种取得以D-葡萄糖为原料, 加氢催化生成D-山梨醇, 再加入醋酸菌如A cetobacter suboxyclans、A．raucons、A．aceti、A．Xylinoides等将山梨醇氧化成山梨糖, 常使用是A．suboxyclan和A．melangenum, 这是该工艺过程中关键一步。
（2）第一步发酵a. 在进行发酵时采取条件是温度为26～30℃, 最适pH值为4.4～6.8。
年产10万吨维生素B1工艺流程 (2)
年产10万吨维生素B1工艺流程
生产维生素B1的工艺流程如下：
1. 原料准备：准备大米、酵母、糖、酸蛋白等原料。
2. 大米糖化：将大米研磨成粉末状，然后与水混合成糊状物。
再将糊状物转移到糖化槽中，在适宜的温度和pH条件下，通过添加酶使淀粉酶解成糖。
3. 米糊发酵：将糖化后的米糊转移至发酵槽中，接种酵母菌，并控制适宜的温度和湿度条件进行发酵。
酵母菌在发酵过程中产生酶，将糖转化为酒精和二氧化碳。
4. 酒精提取：使用酒精溶剂将发酵液中的维生素B1提取出来。
通过离心将酒精溶液和沉淀分离。
5. 醇提纯：将酒精溶液蒸发浓缩，然后加入乙醇溶剂和水进行醇提纯。
通过过滤和蒸馏得到纯净的维生素B1。
6. 结晶：将纯净的维生素B1溶解在水中，然后进行结晶过程。
通过控制温度和pH值，使维生素B1结晶出来。
7. 干燥：将结晶得到的维生素B1进行干燥，除去水分，得到终产品。
8. 包装和贮存：将干燥后的维生素B1进行包装，并进行贮存，以确保产品的质量和安全性。
以上是维生素B1的大致生产工艺流程，具体的操作和条件会因厂家和工艺的不同而有所差异。
维生素c的生产工艺
以葡萄糖为原料，通过微生物发酵生产维生素C。优点是 环境友好、产物单一，但发酵周期较长，收率受多种因 素影响。
植物提取法
从富含维生素C的植物中提取得到。优点是天然、无污染 ，但提取效率较低，成本较高。
生产工艺优化建议
采用新型催化剂
通过优化化学合成过程中的催化剂，提高反应速 率和选择性，减少副产物生成。
维生素C的功能
抗氧化作用
维生素C可以清除自由基，减轻氧化功能，提高机 体抵抗力。
促进胶原蛋白合成
维生素C参与胶原蛋白的合成，维持皮肤、 血管、骨骼等组织的健康。
参与铁吸收与转运
维生素C可以促进铁的吸收和转运，有助于 预防贫血。
02
维生素C的生产方法
提取溶剂选择
根据不同水果的特性，选择合适的提取溶 剂，如水、乙醇、丙酮等，以最大限度地
提取出水果中的维生素C。
酸处理
将水果浸泡在一定浓度的酸溶液中，以破 坏果肉中的细胞壁，释放出其中的维生素 C。
提取温度与时间
控制提取温度和时间，以提高维生素C的 提取效率。
产品纯化与精制
过滤与分离
将提取液进行过滤和分离，去除其中的杂 质和不必要的成分。
04
生物发酵法生产维生素C
菌种选择与培育
菌种选择
选择适合生产维生素C的微生物菌种，如酵母菌、霉菌等。
菌种培育
通过优化培养基、环境条件等，对菌种进行培育和改良，提 高其生产能力。
发酵过程控制
发酵温度
保持适宜的发酵温度，有 利于微生物的生长和代谢 。
发酵时间
控制发酵时间，避免过长 或过短，影响维生素C的 产量和质量。
干燥
对维生素C晶体进行干燥处理，以便更好地 储存和使用。
二步发酵法生产维生素c的工艺流程
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➢清除自由基 ➢协同作用
Vc和生育酚、还原型辅酶Ⅱ在体内可协同 清除自由基。
12
维生素C
维生素C工艺
结构与活性的关系
➢ 2个手性碳原子（C-4, C-5）；
➢ 4种旋光异构体，只有L(＋)型活性最高，其他3种临床 效果很低或无活性。
O C HO C
OO
O C C OH O
O
O
C
C
C OH HO C
➢维生素C
抗坏血酸。 是一种水溶性维生素，水果和蔬菜中含量丰富。 在氧化还原代谢反应中起调节作用，缺乏它可引起坏血病。
➢化学结构
己糖类似物，三元醇酮酸的内酯
化学名：3-氧代-L-古龙糖酸呋喃内酯
H
O
HO H2C C
O
OH HO
OH
HO HOH HO来自O CCOC
C
CH
CH2O H
维生素C
主要生理功能
不溶于乙醚、氯仿、石油醚等有机溶剂。
➢ 强还原剂，易受光、热、氧化等破坏，形成双酮基结构的氧化 型维生素C，碱性或铜等金属，分解很快。
➢ 褐变原因：内酯环水解后，发生脱羧而成糠醛，聚合后变色。 ➢ 溶液由无色到浅黄色—黄色—棕色，干燥结晶状态较稳定。 ➢ 保存条件：避光、避热、干燥、无金属离子或充惰性气体容器
13.2.2 维生素C生产工艺路线的研究
➢ 报道了多种合成工艺路线 ➢ 1933 ：菜氏用D-葡萄糖，建立化学合成工艺。 ➢ 1971：已有7条可供采用的合成路线。 ➢ 20世纪70年代：建立了维生素C的两步发酵工艺。 ➢ 一步法生产工艺：构建基因工程菌,实现从葡萄糖到2-
酮基-L-古龙酸。效率低，未达到工业化水平。 ➢ 工业化生产的工艺：两条路线 ➢ 莱氏法化学合成（国外），两步发酵法（国内） ➢ 两步发酵法优于莱氏法，目前主要绝对生产工艺。
➢参与羟化反应
➢还原作用 ➢解毒 ➢预防癌症
理化性质
促进胶原合成； 促进神经递质（5-羟色胺 及去甲肾上腺素）合成； 促进类固醇羟化； 促进有机物或毒物羟化解毒。 既可是氧化型，又可是还原型存在于体内； 促进抗体形成， 铁的吸收、四氢叶酸形成、 维持巯基酶的活性。 体内补充大量的维生素C后，可以缓解铅、 汞、镉、砷等重金属对机体的毒害作用。 Vc可以阻断致癌物N-亚硝基化合物合成。
CH2OH
HO C H H2
HO C H
H C OH
HO C H
CHO D-葡萄糖
CH2OH
CH2OH
HO C H O2
HO C H
H C OH 醋酸杆菌
CO HO C H
H C OH
HO C H
维生素生产
概述
13.1.3 维生素生产工艺研究
发展简史（中国） ➢ 1957 ：东北制药总厂建维生素C 装置，1958 年投产。 ➢ 70年代：B族维生素自行生产，维生素C两步法生产工
艺的研究成功在国际上引起震动。 ➢ 80年代：基本形成各种维生素生产体系。 ➢ 90年代以来：维生素及中间体的生产技术突破性进展。 ➢ 2001年：维生素H投产。 ➢ 目前：中国能够生产全部维生素品种的国家之一。 ➢ 产量已位居世界前列，全球最大的维生素出口国之一。
维生素C
工艺路线
1、 莱氏法化学合成工艺
➢ 双酮糖法
➢ D-葡萄糖为原料，经过催化氢化生成D-山梨醇， 然后生物氧化转变为L-山梨糖，酸性液中丙酮化， 对α,β-二仲醇进行保护。
➢ L-山梨糖高锰酸钾在碱性溶液中氧化为二丙酮-2酮-L-古洛糖酸，除去丙酮，内酯化和烯醇化，得 L-抗坏血酸。
➢ 整个合成过程必须保持第4位碳原子的构型不变。
维生素命名：
➢ 按英文：维生素A、B、C、D、E、K、H等。 ➢ 按化学本质：硫胺素、核黄素、生物素等； ➢ 按生理功能：抗坏血酸、生育酚等。
维生素生产
概述
13.1.2 维生素的生理功能
➢主要调节酶活性和代谢活性，以辅酶或辅基 形式参与酶反应。
➢人体内不能合成维生素，缺乏它会导致疾病 发生，出现相应的缺乏症。
O
HO C
C OH
C OH HO C
HC
CH
CH
HC
HO C H
H C OH HO C H
H C OH
C H2O H
L-抗坏血酸
C H2O H
D-抗坏血酸
C H2O H
L-异抗坏血酸
C H2O H
D-异抗坏血酸
维生素C
维生素C工艺
理化性质
➢ 白色结晶或结晶性粉末，无臭，味酸。 ➢ 熔点190～192℃，同时分解。 ➢ 易溶于水和甲醇，呈酸性反应，有旋光性。略溶于乙醇和丙酮，
制药工艺学
Pharmaceutical Technology
第13章 维生素发酵生产工艺
• 13.1 概述
➢ 维生素种类与命名 ➢ 维生素的生理功能 ➢ 维生素生产工艺研究
• 13.2 维生素C生产工艺
➢ 维生素C的理化性质 ➢ 生产工艺路线的研究 ➢ 两步发酵生产工艺过程 ➢ 维生素C制备
维生素生产
维生素生产
概述
13.1.4 维生素生产工艺技术的研究
➢化学结构上无相似之处：无共同工艺路线可循。
多羟基不饱和内酯衍生物（维生素C） VC
芳香族（维生素K）
VK1
VK2
杂环族（维生素E）
VE
脂环族和甾体类
VA VD3
维生素生产
概述
13.1.4 维生素生产工艺技术的研究
➢ 生产方式： ❖ 微生物发酵 ❖ 化学合成 ❖ 天然提取
概述
13.1.1 维生素种类与命名
➢概念：生物生长和代谢所必需的微量有机化合物，既不
是细胞的组成物质，也不是能量物质，起代谢调节作用。
➢根据溶解性: 水溶性
脂溶性
维生素B1 维生素B2 维生素B6 维生素B1 2
维生素A 维生素D 维生素E 维生素K 等
维生素C 烟酸 叶酸 泛酸 等
维生素生产
概述
以化学合成为主，发酵为辅，少数提取。
维生素C
维生素C工艺
维生素发酵生产工艺
1. 概述
➢ 维生素种类与命名 ➢ 维生素的生理功能 ➢ 维生素生产工艺研究
2. 维生素C生产工艺
➢ 维生素C的理化性质 ➢ 生产工艺路线的研究 ➢ 两步发酵生产工艺过程 ➢ 维生素C制备
维生素C
理化性质
13.2.1 维生素C的理化性质
维生素缺乏的原因：
1、食物供应严重不足，摄入不足；如：食物单一、储 存不当、烹饪破坏等。比如叶酸受热损失。
2、吸收利用降低；如：消化系统疾病或摄入脂肪量过 少从而影响脂溶性Vit的吸收（现代都市人少见）。
3、维生素需要量相对增高；如：妊娠和哺乳期妇女、 儿童、特殊工种、特殊环境下的人群。
4、不合理使用抗生素会导致对维生素的需要量增加。