專利名稱：一種檸檬酸的連續(xù)中和提取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檸檬酸的提取方法，具體地說，涉及一種釆用鈣 鹽法對(duì)發(fā)酵液中檸檬酸進(jìn)行提取分離的方法，屬于食品化工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
梓檬酸是一種廣泛應(yīng)用于飲料、食品及醫(yī)藥等行業(yè)的有機(jī)酸，我
國是檸檬酸生產(chǎn)大國，有20余家生產(chǎn)廠，產(chǎn)量已超過50萬噸。國內(nèi)外 檸檬酸的提取方法主要為鈣鹽法、色譜法、膜分離法和萃取法。
傳統(tǒng)鉤鹽法工藝的缺點(diǎn)， 一是中和工序間歇操作，操作條件差、
工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、自動(dòng)化水平低；二是中間品質(zhì)量不穩(wěn)定，不利于工 藝過程控制；三是設(shè)備投資大，運(yùn)行成本高；四是輔料消耗高，每噸 杼檬酸消耗約0.86噸硫酸和0.86噸碳酸鈣；五是每噸檸檬酸產(chǎn)生約2
噸固體廢棄物硫酸鈣。
色譜法工藝的缺點(diǎn)， 一是設(shè)備及輔助設(shè)施投資高；二是物料前處 理較復(fù)雜，消耗大、成本高。
電滲析的缺點(diǎn)， 一是設(shè)備及輔助設(shè)施投資高；二是電力消耗高， 生產(chǎn)成本高。
萃取法的缺點(diǎn)， 一是產(chǎn)品質(zhì)量差；二是萃取劑殘留導(dǎo)致產(chǎn)品不能 應(yīng)用于食品及醫(yī)藥行業(yè)。
因此，需要尋找一種可提高收率、節(jié)約輔料、降低硫酸鈣污染的 杼檬酸提取方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種連續(xù)、高效、低投入、高收率、低輔料 消耗、低硫酸鈣污染的檸檬酸提取方法。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明的一種檸檬酸的連續(xù)中和提取方法，包括如下步驟
1) 在第一反應(yīng)鍋中同時(shí)加入檸檬酸清液、碳酸鈣和/或氫氧化鈣 進(jìn)行反應(yīng)，調(diào)節(jié)pH值3 5;
2) 然后保持第一反應(yīng)鍋液位恒定，將第一反應(yīng)鍋中物料流入第 二反應(yīng)鍋，并加入碳酸鈣和/或氫氧化鈣，調(diào)節(jié)pH值5 9;
3) 保持第一、二反應(yīng)鍋液位恒定，將第二反應(yīng)鍋物料流入第三 反應(yīng)鍋后，調(diào)節(jié)pH值6 9，當(dāng)?shù)谝?、二、三反?yīng)鍋液位維持恒定后， 出料進(jìn)行固液分離，得到固相進(jìn)入第四反應(yīng)鍋；
4) 固相加入第四反應(yīng)鍋，同時(shí)加入檸檬酸清液進(jìn)行反應(yīng)，控制 反應(yīng)PH值1.5 6.0;
5) 最后將反應(yīng)液進(jìn)行固液分離，液相返回第一、第二或第三反 應(yīng)鍋，排出固相；
6) 固相經(jīng)硫酸酸解、活性炭脫色、離子交換、濃縮、結(jié)晶處理 后得到檸檬酸。
其中，所述的檸檬酸清液為檸檬酸生產(chǎn)過程中的發(fā)酵液進(jìn)行除菌 處理所得的清液或檸檬酸結(jié)晶母液，也可以是其它含檸檬酸的物料。
步驟l)中第一反應(yīng)鍋內(nèi)溫度為50 95'C。
步驟2)中第二反應(yīng)鍋內(nèi)溫度控制在50 95'C。
步驟3)中第三反應(yīng)鍋內(nèi)溫度控制在50 95'C。
步驟4)中第四反應(yīng)鍋內(nèi)溫度控制在20 95。C。
步驟5)中所述固相主要成分為檸檬酸^鹽，包括碳酸鈣、氫氧 化鉀、梓檬酸鉤、檸檬酸氫鉤、杼檬酸二氫鈣等。
步驟6)中固相的酸解、活性炭脫色、離子交換、濃縮、結(jié)晶處 理均可釆用本領(lǐng)域常規(guī)工藝進(jìn)行。
所述液相返回一號(hào)、二號(hào)或三號(hào)反應(yīng)鍋，可以單獨(dú)或與檸檬酸清 液混合后與碳酸錦和/或氫氧化鈣進(jìn)行反應(yīng)，得到杼檬酸鈣鹽并從第 三反應(yīng)鍋排出廢水。
4本發(fā)明的檸檬酸的連續(xù)中和提取方法，通過對(duì)pH值的分段控制，
逐步生成杼檬酸鈣鹽；固液分離后液相返回前工序，固相進(jìn)入后工序。
其優(yōu)點(diǎn)在于
1. 連續(xù)化操作，自動(dòng)化水平高，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低；
2. 設(shè)備利用率高，固定資產(chǎn)投入少；
3. 自動(dòng)化水平高，中間品質(zhì)量穩(wěn)定；
4. 輔料消耗降低40%;
5. 降低(302排放量；
6. 減少40%固體廢棄物硫酸鈣排放。
具體實(shí)施例方式
以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。 實(shí)施例l
檸檬酸的生產(chǎn)方法，包括如下步驟
1. 先將2立方米酸度為10%的檸檬酸清液放入到第一反應(yīng)鍋中， 并將料液溫度加熱到8(TC。
2. 緩慢加入碳酸鈣進(jìn)行中和反應(yīng)，當(dāng)pH值為5.0后，同時(shí)加入檸 檬酸清液和碳酸鈣，調(diào)節(jié)碳酸鈣加入量維持pH5.0。
3. 第一反應(yīng)鍋物料到達(dá)5立方米后，將第一反應(yīng)鍋內(nèi)物料向第二
反應(yīng)鍋輸送，使進(jìn)料量與出料量相同，保持第一反應(yīng)鍋物料液位恒定。
4. 當(dāng)?shù)诙磻?yīng)鍋物料體積達(dá)到2立方米后，溫度控制在85。C,連 續(xù)加入氫氧化鈣，調(diào)節(jié)并維持pH6.0。
5. 第二反應(yīng)鍋物料體積達(dá)到5立方米后，將第二反應(yīng)鍋物料向第 三反應(yīng)鍋輸送，并保持第二反應(yīng)鍋物料液位恒定。
6. 當(dāng)?shù)谌磻?yīng)鍋物料達(dá)到5立方米后，控制pH7.0,溫度85。C進(jìn) 行固液分離，固相進(jìn)入第四反應(yīng)鍋。液相為廢水，可以進(jìn)行環(huán)保處理， 固相為漿狀物料，大約為分離前總體積的25%。
7. 將檸檬酸清液(酸度為10% )和步驟6所得固相物料連續(xù)流加到第四反應(yīng)鍋中，反應(yīng)溫度為85。C, pH值控制在3.0;
8.待第四反應(yīng)鍋中物料達(dá)到5立方米后，進(jìn)行固液分離，中和反 應(yīng)系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，液相返回第一反應(yīng)鍋，固相檸檬酸鈣鹽進(jìn)入后續(xù)酸 解工序，酸解后經(jīng)脫色、離子交換、濃縮結(jié)晶等常規(guī)工序處理得檸檬
實(shí)施例2
檸檬酸的生產(chǎn)方法，包括如下步驟 利用實(shí)施例l建立的連續(xù)中和系統(tǒng)
1. 將實(shí)施例l第四反應(yīng)鍋物料分離后產(chǎn)生的液相與檸檬酸清液按 1: 4比例混合后進(jìn)入第一反應(yīng)鍋(溫度8(TC )，同時(shí)加入碳酸鈣，維
持pH4.5。
2. 第二反應(yīng)鍋(溫度8(TC)加入碳酸鈣，維持pH5.5。
3. 第三反應(yīng)鍋(溫度85。C)加入碳酸鈣和/或氫氧化鈣調(diào)pH6。
4. 分離第三反應(yīng)鍋物料，固相檸檬酸鈣進(jìn)入第四反應(yīng)鍋，液相 為廢水。
5. 將杼檬酸清液和固相物料連續(xù)流加到第四反應(yīng)鍋中，反應(yīng)溫 度控制在9(TC，pH值控制在2.5;待第四反應(yīng)鍋中物料達(dá)到5立方米后， 進(jìn)行固液分離。
6. 固相進(jìn)入后續(xù)酸解工序，酸解后需經(jīng)脫色、離子交換、濃縮 結(jié)晶等工序處理后得到檸檬酸。
實(shí)施例3
檸檬酸的生產(chǎn)方法，包括如下步驟 利用實(shí)施例l建立的連續(xù)中和系統(tǒng)
1. 將實(shí)施例2第四反應(yīng)鍋物料分離后產(chǎn)生的液相與檸檬酸清液按 1: 5比例混合后進(jìn)入第一反應(yīng)鍋(溫度5(TC )，同時(shí)加入氫氧化鈣， 維持pH4.5。
2. 第二反應(yīng)鍋(溫度55'C)加入氫氧化鈣，維持pH7.5。3. 第三反應(yīng)鍋(溫度5(TC)加入氫氧化鈣調(diào)pH8。
4. 分離第三反應(yīng)鍋物料，固相進(jìn)入第四反應(yīng)鍋，液相為中和廢水。
5. 步驟4產(chǎn)生的固相與杼檬酸清液反應(yīng)在第四反應(yīng)鍋反應(yīng)，反應(yīng) 溫度為75。C, pH值控制在2.0。
6. 分離上述反應(yīng)液，液相收集，固相進(jìn)入后續(xù)酸解工序，酸解后 需經(jīng)脫色、離子交換、濃縮結(jié)晶等工序處理后得到檸檬酸。 實(shí)施例4
杼檬酸的生產(chǎn)方法，包括如下步驟 利用實(shí)施例l建立的連續(xù)中和系統(tǒng)
1. 檸檬酸清液和碳酸鈣同時(shí)加入到第一反應(yīng)鍋(溫度卯。C)，維 持pH4.0。
2. 將實(shí)施例3第四反應(yīng)鍋物料分離后產(chǎn)生的液相和氫氧化鈣加 入第二反應(yīng)鍋(溫度85。C )，維持pH6.0。
3. 第三反應(yīng)鍋(溫度80。C)加入氫氧化鈣調(diào)pH8。
4. 分離第三反應(yīng)鍋物料，固相進(jìn)入第四反應(yīng)鍋，液相為中和廢水。
5. 步驟4產(chǎn)生的固相與梓檬酸清液反應(yīng)在第四反應(yīng)鍋反應(yīng)，反應(yīng) 溫度為50。C, pH值控制在4.0。
6. 分離上述反應(yīng)液，液相返回第二反應(yīng)鍋，固相進(jìn)入后續(xù)酸解工 序，酸解后需經(jīng)脫色、離子交換、濃縮結(jié)晶等工序處理后得到檸檬酸。
雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明作了詳 盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本 領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ) 上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種檸檬酸的連續(xù)中和提取方法，其特征在于，包括如下步驟1)在第一反應(yīng)鍋中同時(shí)加入檸檬酸清液、碳酸鈣和/或氫氧化鈣進(jìn)行反應(yīng)，調(diào)節(jié)pH值3～5；2)然后保持第一反應(yīng)鍋液位恒定，將第一反應(yīng)鍋中物料流入第二反應(yīng)鍋，并加入碳酸鈣和/或氫氧化鈣，調(diào)節(jié)pH值5～9；3)保持第一、二反應(yīng)鍋液位恒定，將第二反應(yīng)鍋物料流入第三反應(yīng)鍋后，調(diào)節(jié)pH值6～9，當(dāng)?shù)谝?、二、三反?yīng)鍋液位維持恒定后，出料進(jìn)行固液分離，得到固相進(jìn)入第四反應(yīng)鍋；4)固相加入第四反應(yīng)鍋，同時(shí)加入檸檬酸清液進(jìn)行反應(yīng)，控制反應(yīng)pH值1.5～6.0；5)最后將反應(yīng)液進(jìn)行固液分離，液相返回第一、第二或第三反應(yīng)鍋，排出固相；6)固相經(jīng)硫酸酸解、活性炭脫色、離子交換、濃縮、結(jié)晶處理后得到檸檬酸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的檸檬酸的連續(xù)中和提取方法，其特征在 于，步驟l)中第一反應(yīng)鍋內(nèi)溫度為50-95'C。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的檸檬酸的連續(xù)中和提取方法，其特 征在于，步驟2)中第二反應(yīng)鍋內(nèi)溫度控制在50 95'C。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l-3任意一項(xiàng)所述的檸檬酸的連續(xù)中和提取方 法，其特征在于，步驟3)中第三反應(yīng)鍋內(nèi)溫度控制在50 95。C。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l-4任意一項(xiàng)所述的檸檬酸的連續(xù)中和提取方 法，其特征在于，步驟4)中第四反應(yīng)鍋內(nèi)溫度控制在20-95。C。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種檸檬酸的連續(xù)中和提取方法，包括如下步驟先將檸檬酸清液與碳酸鈣和/或氫氧化鈣連續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，通過對(duì)pH值的分段控制，逐步生成檸檬酸鈣；生產(chǎn)的檸檬酸鈣與檸檬酸清液反應(yīng)，固液分離后液相返回前工序，固相再經(jīng)酸解、脫色、離子交換、濃縮、結(jié)晶處理后得檸檬酸。該方法連續(xù)化操作、自動(dòng)化水平高、工人勞動(dòng)強(qiáng)度低、設(shè)備利用率高、固定資產(chǎn)投入少、中間品質(zhì)量穩(wěn)定、輔料消耗低、污染小等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C07C59/265GK101607890SQ200810115119
公開日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2008年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月17日
發(fā)明者喬華軍, 宋加林, 尚海濤, 李榮杰 申請(qǐng)人:安徽豐原發(fā)酵技術(shù)工程研究有限公司