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肌醇生产技术（二）
一、肌醇概述
肌醇系环己六醇族的六羟基环己烷，及环己六醇。分子式C6H12O6，分子量为180。肌醇的立体结构可能有八种顺式、反式结构；以旋光性来说，其中七种立体结构没有旋光性，只有一种以左旋或右旋存在，故按眩光提来分，肌醇则可分成就中。在这些异构体中，有一种异构体占绝对优势，那就是肌-肌醇，即普通工业上生产的肌醇。因这种肌醇的1，2，3，5四个羟基在同一个平面上，而4，6两个羟基则在另一个平面上，故而旋光性消失，所以又称内消旋肌醇。内消旋肌醇在自然界分布极广，它以植酸盐的形式普遍地存在于植物种子、微生物、高级动物及人体中。目前国内肌醇的生产多以米糠饼粕为原料，提取其中的植酸盐进而水解而得。产量以浙江省居全国首位，每年生产肌醇140吨左右；江苏、上海、湖南等地均有生产。肌醇的得率国内一般在0.7-0.8%之间，低于日本一倍。
二、肌醇的物化性质及用途
1、物理性质
外观类似糖类，为白色结晶或结晶状粉末，无臭，味味甜，其甜度约为蔗糖的1/2。在空气中稳定，但易吸潮。水溶液对石蕊试纸呈中性，且无旋光性。比重D4151.752，熔点224-227℃，溶解热-3.38卡/克，燃烧热666.5卡/克，比热0.305卡/克·℃，沸点319℃.易溶于水，为容易酒精、冰醋酸、甘油和乙二醇；不溶于乙醚、氯仿、无水丙酮等有机溶剂。肌醇在低于50℃温度下，可从水中结晶为无色单斜棱晶体，含有两个分子结晶水；含结晶水的肌醇在100-110℃下容易脱水，成为无水结晶体。现将肌醇在水和几种溶剂中的溶解度列入下标。
肌醇在水中和几种溶剂中的溶解度
在水中的溶解度
在乙醇中的溶解度
温度℃
无水肌醇g/100g水
重量
沸腾温度
20℃
18
15.26

40
24.15

50
27.56
99
0.04
0.0187
70
38.56
95
0.10
0.037
80
49.19
90
0.26
0.066
88
74.52
80
0.78
0.110

在丙酮中的溶解度
在甲醇中的溶解度
溶剂浓度
无水肌醇g/100mL丙酮
溶剂浓度
无水肌醇g/100mL甲醇
体积%
沸腾温度
20℃
重量%
沸腾温度
20℃
100
0.00
0.00
99
0.089
0.032
90
0.03
0.00
78
0.738
0.210
80
迅速溶解
0.37
75
2.920
0.270

70
3.410
0.340
此外，肌醇在冰醋酸中的溶解度，沸腾时为0.53（g/100g），20℃为0.09（g/100g）。
2、化学性质
肌醇在化学上可以看出是糖类转变成芳烃物质的潜在中间体，它的环状结构能抵抗很多化学试剂的作用，其他化学性质比糖类稳定。由于肌醇属于多羟基化合物，因而具有相邻羟基的多羟基化合物的一般化学性质。
（1）鉴定反应
①②③④
（2）肌醇在加热时可生成糠醛
（3）肌醇的用途
肌醇是白色结晶粉末、味甜，熔点224-227℃，溶于水，不溶于无水乙醇、乙醚和氯仿。肌醇水溶液是中性。
肌醇分子式为C6H6O12，在医药上主要用于治疗肝硬化、肝炎、血管硬化、脂肪肝、胆固醇过高等症。肌醇还可以进一步制成其他诚邀，如醇肌醇脂、脉通等。
3、肌醇的生产
流程图
植酸钙镁→水解→中和→分离→真空浓缩→ 口浓缩→粗结晶→分离→检SO42+→溶解脱色→结晶→分离→溶解脱色→结晶→分离→烘干→结晶→分离→成品→母液回收

（1）常规法生产肌醇
①打浆
如果植酸钙原料为干品，送入水解恭喜之前需要经水打浆处理，即将原料放入打浆锅（桶）中加水充分搅拌，打浆成糊状，以利于水解和便于吸入水解锅。打浆时，夏天可直接加清水，冬天要加温水，以促使植酸钙较快地吸收水分。加水量可按植酸钙：水=1；5～5.5。
②水解
植酸钙在一定条件下加水即分解为肌醇和磷酸盐等。植酸钙水解产物的组成与植酸钙的来源有关。如从米糠中提取的植酸钙，它的分子是通常为：C6H6O24P 6Mg4 Ca2·5H2O，水解后生成物如下：
3C6H6O24P 6Mg4 Ca2·5H2O＋H2O→2C6H6O12＋Ca3(PO4)2↓＋2Mg3(PO4)2↓＋Mg2Ca(PO4) ↓＋Ca(H2PO4)2
由上反应式得知，植酸钙水解后可生成肌醇、磷酸钙、磷酸镁、磷酸钙镁和磷酸二氢钙等。实际上由于原料中的植酸的部分水解以及植酸的12个酸性氢原子也不一定完全被金属阳离子取代，因而植酸钙的水解产物中，可能还会含有少量的磷酸和磷酸氢钙等产物。水解作用可在常压和加压的条件下进行，但常压水解需加催化剂，水解周期也长，切肌醇得率低。所以目前国内外普遍采用加压水解。
利用真空将打浆后的植酸钙吸入水解锅，开动搅拌（60转/分左右），用直接蒸器和夹层蒸汽或油浴（内装电热棒）升温升压；挡水结果内的压力达到8-10kg/cm2时，关闭直接蒸汽，以夹套蒸汽或油浴加热保持水解锅内压力。水解时间5-8小时，当水解液pH达到3左右时，即水解完毕可以出料。（如果在水解锅中加入5%的碳酸钙或碳酸镁对水解是有利的）
③中和
在植酸钙水解产物中，磷酸钙、磷酸镁、磷酸钙镁不溶于水，而肌醇、磷酸则易溶于水，酸式磷酸盐也稍溶于水；为了提高肌醇溶液的纯度，需采用加入石灰乳的方法（浓度不宜太高）使磷酸和酸式磷酸盐变成不溶于水的磷酸钙，以便通过过滤与其它不溶于水的磷酸盐一起除去。
将水解液压出中和锅，开动搅拌，粉刺将制备好的新鲜石灰乳（100Be，左右）压入中和锅，并反复取样测定pH值，当pH值达到8.2后，继续搅拌15-20分钟，如pH值稳定在8-9，中和即告完毕，可随时过滤。
④过滤
中和后的溶液中，大部分杂质已变成沉淀物，二肌醇仍然溶解在溶液中，通过压滤将沉淀物与肌醇水溶液分离。滤渣用60℃热水洗涤1-2次，可作肥料使用（主要为磷酸三钙）。
中和反应式为：
Ca(H2PO4)3＋Ca(OH)2→Ca3(PO4)2↓＋4H3PO4
水解中形成的磷酸也可以和Ca(OH)2反应：
4H3PO4＋Ca(OH)2→Ca3(PO4)2↓
⑤脱色、过滤
将中和滤液分批吸入密闭的脱色锅，加入溶液量的1%左右的活性碳，升温至90℃，充分搅拌30分钟以上，然后进行压滤或用砂芯过滤机抽滤，滤液为无色透明液体，pH值不低于8。滤液送去浓缩。
⑥浓缩
再浓缩罐中，当浓缩液浓缩比重达1.23-1.30时，即可出料，放入搪瓷桶或不锈钢桶中进行冷却，在温度降至32℃开始大量析出结晶，便可用离心机进行分离，弃出液体（因杂质太多）所的结晶即为粗制肌醇。
⑦精制
A、初制品
粗肌醇与蒸馏水氨1：1.2比列投入不锈钢脱色锅加热犬戎，加入粗肌醇重的2%的活性碳沸腾15分钟，以砂芯棒抽滤至不锈钢冷却锅进行冷却结晶，当冷至25℃时，进行离心分离，离心液加到初肌醇中做蒸馏水用，所的结晶即为初制品。
B、精制品
初制品色泽微黄、含有钙、氯、硫酸根离子，需要重新处理。初制品与蒸馏水仍按1：1.2投入投入不锈钢脱色锅加热全溶，再加入初制品中的3%活性炭进行脱色，搅拌15分钟，以BaCl2检验硫酸根，以草酸铵检验钙离子（如按本工艺操作，钙离子不会超标，次检验最后由化验室进行），如果硫酸根超过允许值，有白色BaSO4沉淀产生，则加Ba(OH)2以除去硫酸根离子，其反应式为：
Ba2+＋SO42-→BaSO4↓
如Ba过量还需加入 或粗制肌醇一除去Ba，再加入Ba(OH)溶液呈碱性时，要用醋酸调节溶液pH值呈中性，去除杂质粒子的脱色也一傻滤棒抽滤冷却接近，离心分离母液加到初制品中做蒸馏水用。晶体用药用酒精冲洗（用量为肌醇重的20-30%）分离即得精制肌醇。
⑤烘干
精制肌醇放在搪瓷盆中摊开，置于烘房在60-70℃下红，即成品。
4、20吨肌醇/年生产装置的主要设备
序号
设备名称
型号与规格
数量
备注
1
水解锅
2000L

2
中和锅
Ф1600×2000

3
浓缩锅
1000L

4
脱色锅
Ф800×100

5
结晶锅
Ф800×800

6
离心机
SS800

7
压滤机
307型

8
砂滤机

9
真空泵
W4