【摘要】苹果酸是一种重要的有机酸，是低热量的新型食品酸味剂，适宜制造低能食品饮料，还可作化学合成原料、酯类和盐类的制造，表面活性剂、荧光增白剂的制造及消毒剂、洗涤剂和酸洗剂等，在食品、医药和化工领域都有广泛的用途。本文阐述了合成法生产DL-苹果酸生产方法及生产过程节能降耗的控制，实现绿生产。 一、顺酐与DL-苹果酸生产工艺概述
顺丁烯二酸酐10g（1.0mol）置 于装有磁力搅拌的高压反应釜中 ,加入 H2O 10mL,搅拌下加热至设计温度及压力后保持4h,冷却,将反应混合物过滤 ,得到 DL-苹果酸溶液DL-苹果酸合成技术主要有糠醛氧化法、水解法和高温、高压水合法。苹果酸原料顺酐在溶于水后形成顺丁烯二酸，与水在反应温度110℃以上，反应压力1MPa下反应3h-8h,生成DL-苹果酸、反丁烯二酸（富马酸）及少量未完全参与反应转化的顺丁烯二酸混合物。其中此过程分两步进行，第一步是顺丁烯二酸在高温高压环境下先异构成反丁烯二酸（富马酸），第二步是反丁烯二酸在与水合为DL-苹果酸。反应后的混合物在冷却至40℃，经过滤分离出反丁烯二酸晶体，液体经活性炭脱、树脂柱吸附、真空浓缩、离心分离得到潮品苹果酸，在经精制制得成品
苹果酸。工业化大规模生产主要采用此技术。生产过程因顺丁烯二酸腐蚀性较强，设备折旧费较高。同时我国GB25544-2010中规定食品级DL-苹果酸中富马酸（反丁烯二酸）含量要小于1%，部分国家要求富马酸含量≤0.5%，实际生产中很难将富马酸从混合物中去除，造成DL-苹果酸生产纯化成本较高。
1.
合成法苹果酸生产的能耗情况
合成法苹果酸在生产过程中存在着消耗蒸汽、原料的使用、电耗、导热油的消耗.在一般工业生产中，需要把物料加热到130℃~190℃之间，每日生产200方含量为50%马来酸溶液从30℃加热到180℃需要大约80吨蒸汽，每日浓缩200方质量含量50%苹果酸溶液到达质量含量83%需要消耗蒸汽50吨。烘干潮湿苹果酸消耗蒸汽大约0.2吨/吨产品。各种电机动力设备消耗电能大约250度/吨产品。三丝光棉
三、DL-苹果酸生产成本控制
二代身份证验证系统高温、高压水合法合成DL-苹果酸因生产步骤较多。配料及合成段存在顺丁烯二酸，尤其
在加热至80℃后，对金属腐蚀性加强，实践表明TA2材质反应釜及储罐可抗顺丁烯二酸腐蚀。反应釜、浓缩器可采取使用TA2材质制作，输送管道采用内衬四氟或316L不锈钢，减少设备折旧。
光学检测技术三、生产过程中的节能降耗
节能炉顺丁烯二酸经合成及离心分离，初步制得DL-苹果酸与富马酸、买来酸的混合液，其中DL-苹果酸含量约占60%，马来酸含量约1.1%~1.5% ，富马酸含量约2.0%。这些不纯的物质直接影响产品质量。一般情况，去除DL-苹果酸中的马来酸和富马酸，可通过如下方法去除：
1.
活性炭吸附
高温、高压合成反应后的混合液，富马酸在水中随温度的降低溶解度迅速降低。经夹套水冷冷却釜降温至30℃以下后，大量富马酸晶体从混合液中以晶体形式析出，此时混合液中还残留2%左右富马酸残留。随着混合液在沉降过程中温度继续降低，继续析出的富马酸悬
浮于溶液中，将此溶液继续经过5μm滤袋过滤器，进一步脱除溶液中富马酸。将此过滤后的混合液通过颗粒碳柱（内部装有30~40目颗粒炭），利用活性炭的吸附能力，可以脱除混合液中富马酸将其含量降至0.8%左右，从而得到含有微量富马酸及马来酸含量的DL-苹果酸溶液。活性炭显示出了对不饱和酸的高度选择吸附能力，因而可以使用活性炭精制DL-苹果酸溶液。若低浓度的酸水不回收，同时，外排造成增加污水处理负荷。洗涤到终点后，需用到NaOH对活性炭进行再生，去除被活性炭吸附的苹果酸、富马酸及马来酸，形成的苹果酸钠盐与富马酸钠盐、马来酸钠盐会跟随废水直接排放，造成物料损失，产品收率较低。对于低浓度洗水，可经收集后，用超滤膜进行超滤，将洗水中物料进行回收，滤水进行下一次洗涤套用，此法可提高至少1%收率。双极膜是一种在食品行业中用的比较广泛的一种处理方式，双极膜亦称双极性膜，是特种离子交换膜，它是由一张阳膜和一张阴膜复合制成的阴、阳复合膜。该膜的特点是在直流电场的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H+和OH-并分别通过阴膜和阳膜，作为H+和OH-离子源。双极膜按宏观膜体结构分可分为均相双极膜和异相双极膜。通过采用双极膜工艺极大地减少了三废的排放，同时也增加的洗水的回收。经收集后，通过双极膜进行回收，可得到含量为5%左右DL-苹果酸、富马酸、马来酸混合物及5%~10%NaOH稀溶液，低浓度的酸溶液可用于配料套用， 低浓度碱溶液可用干下次再生时使用，此法可减少用于再生时NaOH约50 %消耗，提高产品收率，降低生产成本。双极膜可以将再生活性炭后排放到废水中残留苹果酸、富马酸、马来酸钠盐，经电渗析处理，将生产投入到系统中的稀碱再次分分离出来，转化为新的生稀碱，减少外购生碱的数量，经处理后的有机酸盐溶液变成了低浓度有机酸，再次投入到生产中，降低了有机物损失；同时降低了废稀碱排放到废水中的量，大量降低了废水的处理成本。双极膜生产运行只消耗电一种能源，没有固废或液废产生，是目前绿环保的一种加工方式。
MVR蒸发器一种新型高效的蒸发器，它较常见的降膜蒸发器有所不同。MVR为单体蒸发器，集多效降膜蒸发器于一身，根据特定的产品含量的浓度的不同采取不同方式的阶段性蒸发，即含量一定浓度的物料在首次经过蒸汽段后不能达到所需浓度时，产品在离开蒸发段后通过蒸发段底部的真空泵将产品通过蒸发段外部管路抽到蒸发段上部再次通过蒸发段，多次重复通过这种高效的蒸发段以达到所需浓度。蒸发段内部为排列的细管，管内部为半成品，外部为品味较低的蒸汽，在半成品由上而下的流动过程中由于蒸发段面积增大
而使半成品呈膜状流动，以增加受热面积，通过真空泵在蒸发段内形成负压，降低半成品中水的沸点，从而达到浓缩，半成品的蒸发温度为60℃左右至始至终半成品在蒸发段流动的过程中温度一直稳定运行在60℃上下，强制增压的蒸汽在和半成品之间温升均能保持在5℃-8℃上下，半成品和强制加热蒸汽之间的温升保持的间距最小对半成品的质量、浓度最有利于，同时也能防止半成品在蒸发段内因温度较低造成结晶堵塞管线影响设备运行的连续性。半成品的含量在50%左右时仅仅针对的是MVR蒸发器就能完成，当达到一定浓度（60%），为了保证蒸汽器的正常工作需要安装再次闪蒸设备。生产中使用MVR蒸发器代替双效浓缩器之后，浓缩每吨液体物料减少使用蒸汽30%左右。
1.
大型旋转蒸发结晶器使用。
生产中使用两个100m³体积自控降温结晶器后，结晶物料温度得到精确控制，浓缩液物料的晶体颗粒和数量大幅度增加，结晶液的骨头得率从40%提高到了60%，每日在同样的产量情况下，离心机的使用频率降低了20%，离心的电耗也降低了20%。
四、总结
苹果酸做为天然的调味剂，其在我们日常生活中有着比较重要的作用。而在随着国家提出的碳中和、碳达峰的要求，势必要求我们在苹果酸的生产中如何能更加的节能降耗，做为一家老牌的苹果酸厂家，我们应当本着以节能降耗为根本目的来进一步促进生产工艺的优化，以上经验供同行业共同借鉴。DL-苹果酸的应用前景广阔，利用一步发酵法生产L-苹果酸是一条经济可行的工艺技术路线，其原料来源丰富，适合于大规模生产叫因此，对其研究是十分必要且紧迫的。
参考文献
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【2】割罐法发酵聚苹果酸的工艺优化 李睿颖,杨殿林,王 慧 ,高晶晶,林艳艳,安克锐
【3】苹果酸的发酵和提取工艺浅析 房海珍
【4】药典级 DL-苹果酸的合成及精制工艺 蒋俊杰,潘 春,张俊鹏,尹文浩,张晓萍
bim施工模拟
【5】L 一苹果酸一步紧酵话的工艺所究及浅析 田三德，吴艳娜,，解尚云，杨君
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