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一、概述
山梨醇为无色无味的针状晶体,分子式C6H12O6,分子量是182.17。其甜度是蔗糖的0.5-0.7倍。相对密度为1.48(20/4℃),熔点为96-97℃。山梨醇可溶于水,25℃的溶解度为235g/100g水;溶解热为117.0J/g,微溶于甲醇、乙醇和醋酸等。它具有很大的吸湿性,在水溶液中不易结晶析出,能螯合各种金属离子。由于分子中没有还原基团,通常情况下化学性质稳定,不与酸碱起反应,不易受空气氧化,也不易与可溶性氨基化合物发生梅拉德褐变。山梨醇热稳定性好,比相应的糖高很多;,对微生物的抵抗力也较相应糖强,浓度60%以上就不易受微生物侵蚀。
山梨醇有粉状结晶及液体两种,液体的含山梨醇50%-70%。山梨醇无臭味,有清凉感的甜味。
山梨醇进入体内能代谢,属营养性甜味剂。但其代谢途径首先是缓慢扩散而被吸收,继而氧化成果糖,再被利用,参与果糖代谢。对血糖值和尿糖没有影响,可以作为糖尿病人的甜味剂使用。山梨醇是所有多元醇中价值和销售量最大的品种;与其他糖醇比较,具有原料广泛、工艺简单、成本低廉、用途广泛的特点。
二、山梨醇的生产状况
山梨醇是由葡萄糖或果糖加氢在催化剂作用下反应而成的。山梨醇的生产方法主要有氢化法、电化学法和发酵法。目前,最常用的方法是是氢化法,其工艺生产流程为:
淀粉乳→ 调浆→ 液化、糖化→ 过滤、脱色→ 离交 → 蒸发浓缩
↓
精制山梨醇 ← 蒸发 ← 离交 ← 氢化 ← 溶糖 ← 离心 ← 结晶
氢气 → 压缩
三、我国山梨醇的发展分析
1、近年来,我国经济的迅速发展为山梨醇行业提供了良好的发展条件。09年我国的玉米总产量达到1.66多亿吨,淀粉产量达到1818万吨,淀粉糖总产量达到750万吨。这就为我国的山梨醇生产提供充足的原料。我国的维生素C生产居世界首位,年消耗山梨醇40万吨左右。迅速发展的食品与日化工业,也为山梨醇的发展创造了巨大的市场。
2、依靠自主技术的科技进步,为山梨醇行业的发展奠定了坚实的基础。多年来,我国山梨醇厂家在学习国外技术的同时,特别注意自身技术的发展;生产水平、技术水平、科研水平都取得可喜的进步。由于使用新型催化剂,催化剂的消耗从八十年代的2公斤下降到目前的0.5公斤,氢气的消耗从近200M3,下降到100M3,有的厂家已降到90M3以下;通过使用三元催化剂,山梨醇的反应时间比原来的缩短了20%左右,副反应减少,质量得到进一步提高,提升了产量,降低了消耗,从而降低了成本。
3、国产自主技术的山梨醇设备,发挥重要作用。山梨醇的加氢釜在山梨醇的生产中起到至关重要的作用,我国的山梨醇生产厂家始终坚持发展自主技术与自助设备,对行业的发展奠定了基础。目前国内企业,几乎全部采用国产设备。一台6M3国产磁力搅拌加氢釜,生产能力就达1万吨/年,价格仅为引进的五分之一。年产6-8万吨级的山梨醇生产线的总投资只有3000万元左右,吨折旧与维修费成本不到50元。而上世纪九十年代引进的一万吨生产线,对方报价就是1200美元。行业装备水平大大提高,吸附制氢装置已经全面取代电解法制氢,120公斤甚至更高压力的加氢釜的使用、高压进料系统、连续离子交换系统、薄板换热多效蒸发器、先进的压榨压滤机、薄片过滤机以及全程DDS计算机控制系统等等应用,标志着我国山梨醇行业技术水平已达到国际先进水平。
四、山梨醇的应用及动向
随着社会经济的发展,人们生活水平的不断提高,对多元醇食品、化妆品和卫生用品的消费数量逐渐扩大,对多元醇的需求也进一步增加,多元醇的销售量也会进一步上升。在国外,多元醇食品、日化用品比比皆是,应用较为广泛;但在我国,由于原先生活水平不高,多元醇应用还有很大的局限性;但随着我国人民的生活水平的逐渐提高,人们朝着健康方面发展,多元醇市场必将迎来新的发展机遇。山梨醇由于在许多应用领域不能被取代的位置,将继续保持其在多元醇产品中的主导地位。
1、在Vc上的应用占主导地位
前几年,我国山梨醇的最大市场主要是用于维生素C,我国的山梨醇的40%用于维生素C的生产。自2000年起,我国的Vc在国际市场上竞争中取得胜利,带动山梨醇行业的发展。今后在很长一段时期内,山梨醇用于Vc行业可能还继续占主导地位。随着Vc行业的发展,山梨醇在Vc的应用上还有一定的空间。
2、努力开发下游食品产品
目前,在我国已经批准列入使用卫生标准的糖醇-食糖替代品,有麦芽糖醇、山梨醇、木糖醇、乳糖醇,允许在糖果、糕点、饮料中添加,最大使用量基本可以按1:1比例替代食糖,工艺不做大的改动,就能做出甜食品。但至今国内市场无糖食品较少,而欧、美、日各国却大量应用。随着消费者追求健康的需要,无糖食品的市场将日益扩大;因此,山梨醇行业应注意面向食品行业,特别是传统甜食品的研究开发,这也是我国山梨醇行业发展的方向之一。
3、努力开发下游化工产品
随着技术革新和规模的扩大,山梨醇的市场价格较低,使得其作为化工原料的竞争力进一步加强,例如:制作泡沫聚酯,可用原料有山梨醇、甘露醇和蔗糖,产品质量是以甘露醇为原料生产为最好,山梨醇次之,蔗糖最差;而70%山梨醇价格已经远远低于甘露醇的价格,也比蔗糖低,所以使用山梨醇作为原料就是理所当然。
4、努力开发下游日化产品
在我国,山梨醇在日化领域的应用发展很快。特别是牙膏行业的应用,牙膏生产用山梨醇的比例已达到70%,预计随着使用面的扩大而继续上升;另外,山梨醇在洗涤剂、清洗剂、食品保鲜剂、防腐剂、增塑剂、粘合剂、除臭剂、除锈剂及药物赋形剂等几十个行业,近百个产品中,有着广泛的用途,前景广阔。
5、努力开发山梨醇新的用途
随着社会的发展,人们对石油的依赖越来越大,石油作为不可再生能源,资源日益枯竭;而山梨醇在替代石油化工原料上,将发挥越来越大的作用。山梨醇氢化裂解制备多元醇,是一个方面,并取得了很大成就。另外,还有人研究采用山梨醇缓和氢化裂解制备乙二胺、乙二醇,又将为山梨醇开辟几十万吨的市场。
因此,对山梨醇生产企业而言,只要加大科技投入、使用新技术、努力降低成本,积极开发下游新产品,拓展应用领域;在协会的指导和规范下,就一定会迎来辉煌的明天。
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