[其他]柠檬酸母液净化处理工艺

说明书

本发明用于由发酵法生产柠檬酸过程中的柠檬酸母液的净化处理。

柠檬酸为重要的有机酸之一，用途十分广泛。我国是世界上主要的柠檬酸生产国之一，预测一、二年内我国柠檬酸年产量将居世界第二位。

我国生产柠檬酸一般采用薯粉直接深层发酵和钙盐提取法工艺。我国的薯粉发酵工艺处于世界先进水平，但钙盐法提取工艺还存在能源、原材料消耗大、提取率低等不足之处。

在柠檬酸生产中，每生产1吨产品，约有20%左右的母液需处理，现在我国大多数厂家处理母液的方法是将母液返回到中和工序（如图1所示）。用此方法不仅要使提取率降低，还需消耗更多的硫酸和碳酸钙。

在国内外现有的母液处理方法中，有的是将不经处理的母液直接返回到酸解过程中（见《柠檬酸生产技术知识》84年版），此法不能长期连续使用，否则会使产品质量下降，有的是将母液稍微冲淡加热，向其中加入氯化钙溶液，控制母液中残留的硫酸含量，然后脱色过滤，浓缩结晶出产品（见《柠檬酸生产技术知识》84年版），采用此法如果母液中酒精不溶物及游离酸含量过高时，则对产品质量有害，因此此法基本上未被采用。有的是在母液中加入少量氧化剂，如过氧化氢、硝酸等，（见捷克专利172778），使易碳物质变为容易被活性炭或氧化铝等吸附剂吸附的物质，而后吸附除去。

本发明的目的是设计一种用硫酸净化处理母液的新工艺，使硫酸在柠檬酸生产中能一物两用，一是使酸解液中剩下的Ca⁺⁺能生成CaSO₄被除去，二是除去母液中的易碳物质。本工艺无需对原国内采用的钙盐法提取工艺及母液处理方法作大的改动，而且除易碳效果好，能降低原材料的消耗，提高产品的质量和产率。

本发明的目的是这样实现的，将母液与一定量的浓硫酸混合，控制温度在45～90℃，此时浓硫酸使母液中的残糖和其他易碳物质炭化。然后将含有硫酸的母液倒入柠檬酸生产工艺过程中的柠檬酸钙水悬浮液中进行酸解，其酸解液通过粉状活性炭或酸性白土处理，其中的炭化物质即被除去。其工艺流程如图2所示。

柠檬酸母液若不经净化处理直接进入酸解工序，产品中的易碳指标往往不合格，这主要是因为母液中的残糖，粘胶物质等易碳物质含量高。母液中一般含有3%的杂质，包括水溶性灰份（其中以镁盐，钾盐为主），不溶性灰份（如铁盐，钙盐），残糖，硫酸，色素和有机杂酸。其中的水溶性灰份杂质在离子交换时可以除去，不溶性灰份在硫酸钙沉淀时一同沉淀，经过滤即可除去，硫酸生成硫酸钙除去，色素可由活性炭吸附除去。活性炭能脱色，但并不能有效地除去易碳化合物，这从表1中可以看出：

表1、经脱色和未经脱色的柠檬酸溶液的ε_R值

江西国药厂二次母液 样品浓度 样品体积 ε_R

（g/ml%）    （ml）

未经脱色    7    0.28    19.61

经脱色    7.4    0.26    19.64

表中的ε_R表示柠檬酸溶液中易碳物质的相对含量值。

本发明采用的母液处理工艺能有效地除去易碳物质。例如我们分别取出三种酸解液作易碳物质含量ε_R的测定，测定结果列入表2中：

表2、各种酸解液的ε_R值

NON 柠檬酸钙量 硫酸 母液 酸解液浓度 ε_R

（g）    （ml）    （ml）    （g/ml%）

1    50    14.5    0    26.65    2.61

2    50    14.5    10    18.89    4.50

3    50    10+4.5    10    17.50    2.16

表中的三个样品分别为：

NO1正常的酸解液;

NO2柠檬酸钙中加入未经处理的母液，再加浓硫酸酸解所得的酸解液;

NO3柠檬酸钙中加入经98%的浓硫酸处理过的母液，然后再加入4.5ml浓硫酸酸解，过滤所得的酸解液;其处理条件为：取浓度为68%，ε_R为17.6的母液10ml，加入98%的浓硫酸10ml进行净化处理，处理温度为70℃，处理时间3.5小时。取35克柠檬酸钙加水300ml，搅拌均匀，加入经处理过的母液，再加入4.5ml浓硫酸酸解、过滤。