一种柠檬酸的生产方法技术

本发明专利技术提供了一种柠檬酸的生产方法，包括如下步骤：先将柠檬酸除菌清液中加入碳酸钙和／或氢氧化钙进行反应，反应终点ｐＨ值为３～９，分离废水得到柠檬酸钙；将柠檬酸钙与柠檬酸除菌清液反应，调节ｐＨ值为１．５～６，生成柠檬酸氢钙和／或柠檬酸二氢钙；然后进行固液分离并洗涤固相，液相返回步骤１中，固相进行酸解反应，生成柠檬酸和钙盐；进行固液分离处理，洗涤固相，再经后处理得到柠檬酸。该方法洗涤水用量少，辅料消耗低，产生的硫酸钙废渣少，酸解液酸度高，柠檬酸提取收率高，废水ＣＯＤ总量减少。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种柠檬酸的提取方法，具体地说，涉及一种采用钙 盐法对发酵液中柠檬酸进行提取分离的方法，属于食品化工领域。
技术介绍
柠檬酸是一种广泛应用于饮料、食品及医药等行业的有机酸，我国是柠檬酸生产大国，有20余家生产厂，产量已超过50万吨。国内外 柠檬酸的提取方法主要为钙盐法、色谱法、膜分离法和萃取法。传统钙盐法工艺的缺点， 一是每吨柠檬酸消耗约0.9吨硫酸和0.9 吨碳酸钙，辅料消耗高；二是产生约2吨固体废弃物硫酸钙；三是柠 檬酸钙沉淀物比表面积大，吸附杂质多，导致洗水量大，热水消耗多， 中和收率最高只能达到94%,收率低；四是柠檬酸酸解后酸度最高只 能达到40%左右，浓缩能耗高。色谱法工艺的缺点， 一是设备及辅助设施投资高；二是物料前处 理较复杂，消耗大、成本高。电渗析的缺点， 一是设备及辅助设施投资高；二是电力消耗高， 生产成本高。萃取法的缺点， 一是产品质量差；二是萃取剂残留导致产品不能 应用于食品及医药行业。因此，需要寻找一种可提高收率、节约辅料、降低硫酸I5污染的 柠檬酸提取方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可提高收率、节约辅料、降低硫酸钙污 染的柠檬酸提取方法。为了实现本专利技术目的，本专利技术的，包括如下步骤1) 先将柠檬酸除菌清液中加入碳酸钙和/或氢氧化钙进行反应， 反应终点pH值为3 9,分离废水得到柠檬酸钙；2) 将柠檬酸钙与柠檬酸除菌清液反应，调节pH值为1.5-6，生 成柠檬酸氢钙和/或柠檬酸二氢钙；3) 然后进行固液分离并洗涤固相，液相返回步骤l中，固相进行 酸解反应，生成柠檬酸和钙盐；4) 最后进行固液分离处理，洗涤固相，液相再经后处理得到柠 檬酸。其中，所述的柠檬酸除菌清液为柠檬酸生产的发酵液进行除菌处 理所得的清液。步骤l)中反应温度为50 10(TC。步骤2)中反应温度控制在20-10(TC。步骤3)中洗涤固相采用20 10(TC的水洗涤。液相返回步骤l,可以单独或与柠檬酸除菌清液混合后加入碳酸 钙和/或氢氧化钙进行中和，排出废水，得到柠檬酸钙并排出杂质。酸解反应中所用的酸为硫酸，反应温度为70-9(TC，反应终点pH 值为1.5~3。步骤4)中洗涤固相采用20-10(TC的水洗涤。固液分离可采用过滤式、沉降式或它们的组合。所述后处理为本领域常规方法，比如经过脱色、离子交换、浓缩 结晶、离心和烘干工序。本专利技术的柠檬酸的生产方法，其优点在于1. 水耗低因本专利技术中的柠檬酸氢钙和/或柠檬酸二氢钙结晶为 规则的结晶体，晶体比表面积小，易于晶体与杂质的分离，洗涤时使 用很少量的水2. 收率高、废水COD总量减少首先，生产柠檬酸钙时，因提高了中和终点PH值，废水中柠檬酸根含量大幅度降低。其次在柠檬 酸钙溶解度一定的条件下，废液体积减少，柠檬酸钙收率提高。再次， 因硫酸钙产生量降低，酸解工序硫酸钙残酸总量随之亦降低。3. 辅料消耗低首先，酸解工序不存在因碳酸钙和/或氢氧化钙 过量产生的酸消耗；其次，因进入酸解工序的物料为梓檬酸氢钙和/ 或柠檬酸二氢#5，单位柠檬酸产品的辅料消耗降低三分之一以上。4. 硫酸钩产生量少，降低了固体废物量本专利技术因碳酸钙和/或 氢氧化钙及硫酸消耗的降低，副产物硫酸钙也随之降低。5. 酸解液酸度高，节约能源相同质量的柠檬酸钙与柠檬酸氢 钙和/或柠檬酸二氢钙比较，其中柠檬酸氢钙和/或柠檬酸二氢钙中柠 檬酸含量高，所以本专利技术酸解液浓度较传统钙盐法高，浓縮蒸汽用量 降低，降低了生产成本。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。 实施倒1柠檬酸的生产方法，包括如下步骤1. 先将41113酸度为11%的柠檬酸除菌清液放入到反应锅中，并将 料液温度加热到8(TC。2. 缓慢加入碳酸钩进行中和反应，当pH值为5.0后，停止加料， 静置20分钟，待反应液分层后，将上清液废水排出，得到约lmS浆状 柠檬酸钙物料。3. 将柠檬酸除菌清液缓慢加入到上述柠檬酸钙物料中，反应温 度控制在85。C,终点pH值控制在23。4. 分离步骤3得到的反应液，液相收集后返回中和工序反应锅中， 可以和清液任意混合，固相用5(TC的水洗涤后备用，固相为柠檬酸氢 钩和/或柠檬酸二氢钙，消耗酸度为11%的柠檬酸除菌清液约2.5 m3。5. 将洗涤后湿重1.5吨的固相在酸解锅中与300公斤浓琉酸反应，反应温度为7(TC,反应终点pH值为1.8，生成柠檬酸和硫酸钙。6. 分离柠檬酸和硫酸钙，经5or;水洗涤后得柠檬酸浓度为48免酸解液1.2951113。7. 酸解液经脱色、离子交换、浓缩、离心、烘千等工序后得到 柠檬酸产品。实施倒2柠檬酸的生产方法，包括如下步骤1. 将实施例l产生的第二次反应液相(步骤4的液相)与柠檬酸 除菌清液混合后加热到5(TC。2. 缓慢加入碳酸钙，当pH值为9.0后，停止加料，并分离部分废水。3. 将柠檬酸除菌清液缓慢加入到上述浆状物料中，反应温度为 IO(TC，终点PH值控制在6.0。4. 分离步骤3得到的反应液，液相收集后返回中和工序，并20 "C的加入水洗涤固相，固相为柠檬酸氢钙。5. 固相在酸解锅中与浓硫酸反应生成硫酸每和柠檬酸，反应温 度控制在90"C，反应终点pH值控制在2.2。6. 分离上述反应液，并用20C水洗涤固相，得到柠檬酸酸解液。实施例3柠檬酸的生产方法，包括如下步骤1. 将实施例2产生的第二次反应液相(步骤4的液相)与柠檬酸除菌清液混合后加热到ioox:。2. 缓慢加入碳酸钙，当？11值为4.0后加入氢氧化钙调节？11值到 6.5,反应结東后分离部分废水。3. 将柠檬酸除菌清液缓慢加入到上述浆状物料中，反应温度为20"C,终点pH值控制在3.0。4. 分离步骤3得到的反应液，并加入水洗涤固相，液相收集后返 回中和工序。5. 固相在酸解锅中与浓硫酸反应生成硫酸钙和柠檬酸，反应温度 控制在80X:，反应终点PH值控制在1.5。6. 分离上述反应液，并用80"C水洗涤固相，得到柠檬酸酸解液。7. 酸解液经脱色、离子交换、浓缩、离心、烘干等工序后得到 柠檬酸产品。实施倒4柠檬酸的生产方法，包括如下步骤1. 将实施例3产生的第二次反应液相与柠檬酸除菌清液混合后加 热到7(TC。2. 缓慢加入氢氧化钙，调节pH值到7.0，反应结束后分离部分废水。3. 将柠檬酸除菌清液缓慢加入到上述浆状物料中，反应温度为 9(TC,终点pH值控制在1.5。4. 分离步骤3得到的反应液，并加入水洗涤固相，液相收集后返 回中和工序。5. 固相在酸解锅中与浓硫酸反应生成硫酸钙和柠檬酸，反应温 度控制在9(TC，反应终点PH值控制在3.0。6. 分离上述反应液，并用2(TC水洗涤固相，得到柠檬酸酸解液。7. 酸解液经脱色、离子交换、浓缩、离心、烘干等工序后得到 柠檬酸产品。 1. 将实施例4产生的第二次反应液相与柠檬酸除菌清液混合后加 热到90"C。2. 缓慢加入碳酸钙，当pH值为55后，停止加料，并分离全部废水。3. 将柠檬酸除菌清液和柠檬酸钙同时缓慢加入到另一套反应罐 中，反应温度为100C终点pH值控制在5.0。4. 分离步骤3得到的反应液，并加入水洗涤固相，液相收集后返 回中和工序。5. 固相在酸解锅中与浓硫酸反应生成硫酸钙和柠檬酸，反应温 度控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柠檬酸的生产方法，包括如下步骤：１）先将柠檬酸除菌清液中加入碳酸钙和／或氢氧化钙进行反应，反应终点ｐＨ值为３～９，分离废水得到柠檬酸钙；２）将柠檬酸钙与柠檬酸除菌清液反应，调节ｐＨ值为１．５～６，生成柠檬酸氢钙和／或柠檬酸二氢钙；３）然后进行固液分离并洗涤固相，液相返回步骤１中，固相进行酸解反应，生成柠檬酸和钙盐；４）进行固液分离处理，洗涤固相，液相再经后处理得到柠檬酸产品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李荣杰，蔡其海，尚海涛，
申请(专利权)人：安徽丰原生物化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：34[]