本發(fā)明屬于功能糖提純技術領域，尤其涉及一種利用山梨醇脫水液生產(chǎn)高純度異山梨醇溶液的方法。
背景技術：
異山梨醇(英文名isosorbitol，isosorbide)，它本身就是一種有效的滲透性口服脫水利尿藥。目前，異山梨醇在我國主要用作心血管藥物單硝酸異山梨醇酯的制備原料。
由于醫(yī)藥市場相對來說比較小，在一定程度上影響了人們在異山梨醇制備領域的研究。隨著世界能源資源的日益枯竭和人們對人工聚合物質量要求的提高，在擴展性的研究中人們發(fā)現(xiàn)了異山梨醇改良聚合物性質的獨特作用。近年來，對于異山梨醇的研究熱點是將其作為共聚單體，用來合成改性的商業(yè)聚合物，如PET、聚醚、聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯等。將異山梨醇加入到PET中可以提高聚合物的玻璃化溫度、增加聚合物的強度。也可以將其用于熱液體或黏稠液體的封裝瓶，擴展聚合物的應用市場。異山梨醇參與聚合可以改善聚合物的高溫性能和抗沖擊性能，賦予材料光學透明性以及生物可降解性。杜邦公司發(fā)明了一系列含有異山梨醇的聚酯，該聚酯利用芳香族二酸和異山梨醇的縮合反應，以生產(chǎn)對數(shù)比濃黏度至少為0.15-0.35dL/g的聚酯，將其與其他熱固性聚酯共混，可得到更高黏度的聚酯。由于其優(yōu)異性能，該聚酯能被用于光學塑料、高清晰度光盤的基材、透鏡、儀表盤窗口、棱鏡反射器、薄膜或光纖等。異山梨醇在聚合物中的作用研究，彰顯了其改善聚合物性質的獨特作用，一旦在該領域應用，其市場需求將在每年500萬噸以上。
專利CN103980286A、CN104788465A、CN204752581U中異山梨醇提純工藝都是利用高溫蒸餾的方式進行生產(chǎn)，該工藝中存在的具體問題如下：采用高溫蒸餾的方式對異山梨醇進行提純，異山梨醇沸點372.1℃，雖然抽真空，但仍需要200℃左右的高溫，無論是操作的安全性，還是從節(jié)能方面考慮，都不適應當前經(jīng)濟結構轉型的需要；且收率偏低，成本較高，不適合進行大規(guī)模工業(yè)化的生產(chǎn)制備。
技術實現(xiàn)要素：
目的是提供一種利用山梨醇脫水液生產(chǎn)高純度異山梨醇溶液的方法。
一種利用山梨醇脫水液生產(chǎn)高純度異山梨醇溶液的方法，步驟如下：
(1)原料的預處理：山梨醇脫水液經(jīng)脫色、離子交換處理；
(2)模擬移動床分離：模擬移動床色譜的吸附劑采用DTF(優(yōu)選鈉型)色譜分離用樹脂，洗脫劑采用水，優(yōu)選：去離子水。
所述DTF(優(yōu)選鈉型)色譜分離用樹脂，是指DTF系列淀粉糖專用分離樹脂。
優(yōu)選：所述步驟(1)中脫色具體為：山梨醇脫水液按體積/活性炭質量為120-90：1.5-2.5(優(yōu)選：100:2)，ml：g比例添加活性炭，70℃-80℃條件下保溫20-40min(優(yōu)選：30min)。
優(yōu)點：山梨醇經(jīng)脫水制備的異山梨醇溶液顏色呈深黃或棕色，色素的存在會對移動床樹脂造成污染，且顏色感官較差嚴重影響產(chǎn)品品相，通過上述的脫色處理可以得到透光≥99％的無色異山梨醇溶液。
優(yōu)選：所述步驟(1)中離子交換具體為：經(jīng)陽離子交換樹脂、陰離子交換樹脂脫鹽去除雜質，得到凈化液。
優(yōu)點：通過上述的脫色、離子交換處理，凈化液透光≥99.8％，PH值4.5-5.5，電導率≤20us/cm，將凈化液濃縮折光45％-55％。
優(yōu)選：步驟(2)中的分離溫度為：50-80℃，優(yōu)選：70℃。
優(yōu)點：溫度的升高使分子動能增加，吸附速度加快，并能有效的降低溶液黏度，降低壓力抑制細菌滋生，但同時會相應的增加蒸汽的消耗，50-80℃是最佳的分離溫度。
優(yōu)選：步驟(2)中分離用樹脂粒徑0.2-0.4mm。優(yōu)點：所述色譜分離樹脂是顆粒均勻，孔徑均一微球，粒徑0.2-0.4mm，避免了粒徑過小會造成設備內(nèi)部壓力過大；粒徑過大會造成易出現(xiàn)偏流不利于料液均勻吸附最終影響分離純的問題。
優(yōu)選：所述分離用樹脂交聯(lián)度為2％-8％。
優(yōu)點：樹脂的交聯(lián)度小于2％會使交換面積減小，影響吸附力，篩分效果減弱，影響分離效果，交聯(lián)度大于8％，樹脂的孔道變窄，不利于糖分子有效的穿過孔道同樣影響分離效果。
所述分離樹脂離子類型為Na+、H+、K+中的一種，其中優(yōu)選Na+DTF色譜分離樹脂。
優(yōu)選：所述步驟(2)中利用6-12根色譜柱首尾串聯(lián)組成模擬移動床色譜分離裝置，每個色譜柱由1組自控閥控制進出料，所述自控閥為氣控閥；所有氣控閥控制信號由氣路控制箱控制發(fā)出；進料組自控閥有1個進原料閥，1個進水閥，1個高含量異山梨醇出料閥，1個雜組分出料閥；采用濕裝法將樹脂填充于色譜單柱，通過PLC控制氣動閥門的切換，將每個色譜柱分離成進料、高含量異山梨醇出料、雜組分出料、洗脫四個類型區(qū)間，且四個類型區(qū)間隨氣控閥門的切換在不同單柱間循環(huán)切換。
優(yōu)選：所述步驟(2)進料溶液折光45％-55％，透光≥99.8％，PH值4.5-5.5，電導率≤20us/cm。
優(yōu)點：避免了濃度過高會造成壓力過高，同時影響分離效果，濃度過低會造成生產(chǎn)效率低的問題。PH范圍區(qū)間可有效的保護樹脂中離子流失，延長樹脂使用壽命。同時避免了電導率過高會造成樹脂分離過程中吸附料液中金屬離子影響吸附效果，且長時間運行會造成樹脂中毒現(xiàn)象的產(chǎn)生的問題。透光屬于料液預處理過程中離子交換產(chǎn)生的附帶效果，不作為進料的主要參考依據(jù)。
模擬移動床的操作參數(shù)，單柱體積7m3，單柱數(shù)量6-12根，洗脫水1.2m2/h-1.8m2/h，進料0.5m2/h-0.7m2/h，高含量異山梨醇出料1.2m2/h-1.4m2/h，雜組分出料0.7m2/h-0.9m2/h，切換時間80-110min。實際生產(chǎn)中切換時間及進出料量會根據(jù)單柱容積、單柱直徑、高度及單柱數(shù)量存在差異。此參數(shù)只作為本單位實際設備運行參數(shù)，具有指導意義，但權利并不僅限于此參數(shù)范圍。
本發(fā)明的有益效果：
本發(fā)明采用模擬移動床色譜分離裝置對山梨醇脫水液進行提純操作，得到高純度異山梨醇溶液；相比傳統(tǒng)蒸餾提純法，本發(fā)明條件簡單，不需高溫、真空，極大的降低了電耗、蒸汽消耗；所用樹脂為可重復利用，樹脂壽命可達5-8年，極大的降低運行成本；所產(chǎn)生雜組分液(主要含量為一脫水山梨醇)可進行進一步脫水操作制備異山梨醇，減少原料的浪費提高目標產(chǎn)物收率；相對傳統(tǒng)蒸餾工藝具有耗能低、收率高、運行成本低，不存在分離過程的炭化等不良反應極大的降低生產(chǎn)成本。
雖然模擬流動床分離技術在功能糖產(chǎn)品分離已有報道，但是目前沒有利用模擬流動床分離異山梨醇的報道，因為山梨醇脫水液成分復雜，山梨醇脫水液(異山梨醇溶液)主要的組成為異山梨醇(二脫水山梨醇)與一脫水山梨醇，僅僅相差一個水分子，分離難度大。分離樹脂的選擇為影響模擬移動床在異山梨醇提純應用的難題，本發(fā)明研究發(fā)現(xiàn)利用DTF(優(yōu)選鈉型)色譜分離樹脂，可與異山梨醇與一脫水山梨醇分子中的羥基發(fā)生螯合作用。根據(jù)分子中羥基的多少，產(chǎn)生作用力的大小區(qū)別，從而使糖分子在樹脂上的吸附時間產(chǎn)有效的時間差，保證不同組分的有效分離。不同金屬離子的螯合半徑存在差異對吸附力會產(chǎn)生影響；不同交聯(lián)度樹脂孔徑不同也會影響吸附效果。本發(fā)明使用的分離樹脂的粒徑0.2-0.4mm，避免了粒徑過小會造成設備內(nèi)部壓力過大；粒徑過大會造成易出現(xiàn)偏流不利于料液均勻吸附最終影響分離純的問題。分離樹脂交聯(lián)度為2％-8％。避免了樹脂的交聯(lián)度過小會使交換面積減小，影響吸附力，篩分效果減弱，影響分離效果，交聯(lián)度過大樹脂的孔道變窄，不利于糖分子有效的穿過孔道同樣影響分離效果的問題。
本發(fā)明采用模擬移動床色譜分離裝置對山梨醇脫水液分離，全程采用自動化控制，物料運行密閉進行。極大的節(jié)約人力成本，清潔度高。
本發(fā)明選擇的樹脂，有效的解決了常規(guī)樹脂無法有效分離異山梨醇的技術性難題，實現(xiàn)模擬移動床在異山梨醇的分離中有效應用。
具體實施方式
實施例1
用模擬移動床分離精制高純度異山梨醇方法，操作步驟如下：
1.原料脫色：
山梨醇脫水液折光40％，升溫至75℃，按體積質量比添加2％活性炭；攪拌保溫30min；使用壓濾機過濾；得到透光99％％脫色液。
2.離子交換：
將脫色液按照陽、陰、陽、陰順序依次經(jīng)過離子交換柱，得到透光99.8％、PH值4.5-5.5、電導≤20us/cm凈化液；濃縮至折光40％
3.模擬移動床分離：
利用由6個色譜分離柱經(jīng)管道首尾相接串聯(lián)組成的模擬移動床色譜分離裝置對濃縮后凈化液進行分離，以鈉型DTF色譜分離樹脂為吸附劑，以去離子水為洗脫劑，分離溫度70℃，由程序控制進行進料，出料，進料流量0.7m2/h，去離子水1.2m2/h，每周期運行時間100min得到純度為98.8％異山梨醇溶液；
實施例2
1.原料脫色：
山梨醇脫水液折光40％，升溫至70℃，按體積質量比添加3％活性炭；攪拌保溫30min；使用壓濾機過濾；得到透光99％％脫色液。
2.離子交換：
將脫色液按照陽、陰、陽、陰順序依次經(jīng)過離子交換柱，得到透光99.8％、PH值4.5-5.5、電導≤20us/cm凈化液；濃縮至折光40％
3.模擬移動床分離：
利用由12個色譜分離柱經(jīng)管道首尾相接串聯(lián)組成的模擬移動床色譜分離裝置對濃縮后凈化液進行分離，鈉型DTF色譜分離樹脂為吸附劑，以去離子水為洗脫劑，分離溫度50℃，由程序控制進行進料，出料，進料流量1.2m2/h，去離子水1.2m2/h，每周期運行時間80min得到純度為98.1％異山梨醇溶液；
上述雖然對本發(fā)明的具體實施方式進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發(fā)明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內(nèi)。