專利名稱：檸檬酸提取方法的改進的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種改進的檸檬酸提取方法。
眾所周知，目前檸檬酸提取的工藝過程是這樣的首先將檸檬酸發酵液進行加熱預處理，然后采用板框機過濾去除菌絲體和一些固體培養基，往濾液中加入Ca CO3得到檸檬酸鈣沉淀物，然后加入濃度約70-80%的H2SO4進行酸解，之后再在約80℃下進行脫色，脫色一般是采用活性炭進行的，再將經脫色的檸檬酸液進行離子交換(一般采用1×7強酸性陽離子交換樹脂)以進一步除去金屬離子，諸如Fe3+和Ca2+等，然后進行濃縮，在常壓條件下降溫冷卻檸檬酸濃縮液，最后經離心分離即可獲得所需要的檸檬酸晶體。
但是，從上面的工藝過程可以看出，在用H2SO4酸解檸檬酸鈣沉淀物的同時會生成Ca SO4(石膏)沉淀，雖然過濾可除去析出的Ca SO4沉淀，但是，因Ca SO4在酸性溶液中有一定的溶解度，所以，一部分溶解在溶液中的Ca SO4也隨檸檬酸溶液一起進入隨后的提取步驟，當進行濃縮后，由于濃度提高，上述的這部分Ca SO4就會隨之析出。現有工藝中無法去除這一部分Ca SO4，而它的存在則對最終的產品的質量產生了不利的影響，使產品的純度降低，不能滿足某些特殊用途，如藥用的需要。
本發明的目的是提供一種能去除濃縮后產生的Ca SO4沉淀，提高最終的產品質量的改進的檸檬酸提取方法。
本發明的目的是通過如下構思來完成的一種從檸檬酸發酵液中提取檸檬酸的方法，主要包括預處理、過濾、中和沉淀、酸解、脫色、離子交換、濃縮和結晶步驟，其特征在于在所述的濃縮步驟之后，還有一個過濾步驟。
所述的過濾是在精密過濾機中進行的，精密過濾機采用瓷棒作為過濾介質，瓷棒的過濾孔徑為0.5-3μ，較佳為0.8-1.2μ，最佳為1μ。
所述的過濾的速率為0.2-0.6m3/hr.m2，較佳為0.4m3/hr.m2。
所述的離子交換是在濃縮之后進行的。所述的離子交換也是在過濾之后進行的，離子交換的溫度是35-45℃。
本發明的優點和效果是明顯的，由于在濃縮后增加了一個過濾步驟，所以在濃縮時析出的Ca SO4(石膏)微粒可以被除去，這樣，就提高了最終的產品的純度，使作為衡量產品質量優劣的指標之一的SO2-4的含量在產品中大大降低。另一方面，由于本發明中離子交換是在濃縮之后進行的，在濃縮和離子交換之間加入一個過濾步驟去除Ca SO4后，可以減輕離子交換樹脂的負擔，相應地，離子交換樹脂的利用率也進一步得以提高。
下面，將通過對本發明的最佳實施例的說明，進一步闡明本發明的優點和效果。
本發明中的工藝過程是這樣的首先對發酵液進行預處理，然后過濾除去濾渣，再中和沉淀，然后用H2SO4酸解沉淀物，活性炭脫色，然后真空濃縮，過濾檸檬酸濃縮液，再離子交換，最后結晶而獲得所需要的檸檬酸晶體。
實例1檸檬酸發酵液預處理如果檸檬酸發酵是采用液體發酵的話，則首先將從發酵罐中放出的檸檬酸發酵液進行加熱預處理，加熱溫度為80-90℃，使殘留于發酵液中的菌絲體和固體培養基等雜質沉淀，然后進行板框過濾，除去濾渣，濾液待用。
如果檸檬酸發酵是采用固體發酵的話，則首先將所得到的發酵物裝入一級萃取槽，往其中加入經二級萃取得到的稀萃取液，用蒸汽將料液加熱至約70℃，然后攪拌進行萃取，攪拌進行約30分鐘，將所得到的漿狀物用泵打入一個振動篩進行固液粗分離，濾液待用。然后將殘留的渣置于榨汁機中進一步壓榨，將榨出的濾液與前面所得到的濾液合并起來待用。此外，可將榨汁機中的渣置于二級萃取槽中，加入約50℃的熱水，再用蒸汽將其加熱至70℃，再如上所述那般進行萃取和分離，所得到的稀釋液被送往一級萃取槽，二次渣則可作飼料用。
采用上述的預處理方法，可使檸檬酸較充分地轉入液相中，從而可提高檸檬酸收率。
實例2中和沉淀、酸解和脫色將從實例1中得到的預處理后的檸檬酸濾液用泵打入中和槽，以每噸檸檬酸液加入0.7噸Ca CO3的比例往其中緩慢地加入固體Ca CO3，加熱至約80℃，并不斷攪拌40分鐘，得到檸檬酸鈣沉淀。離心分離出沉淀物，用約80℃的熱水洗滌后，將其送入酸解槽。
然后，往酸解槽中加入約50℃的熱水，熱水的加入量約為檸檬酸鈣沉淀物的重量的0.77倍，并往其中加入濃度70-80%的H2SO4，H2SO4的加入量是檸檬酸鈣沉淀物重量的約0.80倍，攪拌反應10分鐘，生成檸檬酸溶液和Ca SO4(石膏)沉淀，過濾除去Ca SO4沉淀。
將上述檸檬酸液加熱至約80-90℃，再通入裝有顆粒狀活性炭的脫色柱中進行脫色，脫色速率一般為0.5-1.5BV/hr。
實例3脫色液的濃縮濃縮可采用間歇或連續的方式，但以連續式為佳，具體過程為將實例2中得到的檸檬酸脫色液輸入濃縮設備，該濃縮設備由濃縮罐和熱交換器組成，料液在設備中經三次熱交換，溫度由約40℃提高至約80℃，然后在約470mmHg的真空度下蒸發濃縮，一般來說，濃縮后的檸檬酸液的濃度達到約65%。
實例4檸檬酸濃縮液的過濾從實例3中可以看到，通過濃縮步驟，檸檬酸液的濃度提高至約65%，這樣，殘留于檸檬酸液中的Ca SO4的濃度也相應提高，它會達到過飽和而形成細小的顆粒懸浮于檸檬酸濃縮液中，所以必須采用一個過濾步驟將其除去。過濾是在精密過濾機中進行的，這樣，可除去呈極細小微粒的Ca SO4，過濾速率為0.2-0.6m3/hr.m2，較佳為0.4m3/hr.m2，精密過濾機可以是瓷管過濾機，即可采用瓷棒作為過濾介質，瓷棒的過濾孔徑為0.5-3μ，較佳為0.8-1.2μ，最佳為1μ，這樣，可以以適中的成本而徹底地除去Ca SO4微粒，進一步提高產品的質量。
實例5離子交換將從實例4中得到的經精密過濾除Ca SO4后的檸檬酸濃縮液打入離子交換塔中進行離子交換，所用的離子交換樹脂可以是目前常用的1×7強酸性陽離子交換樹脂，也可以是其它的強酸性陽離子交換樹脂，離子交換的速率維持在1-2BV/hr之間。為了保證在離子交換時，檸檬酸不致于從其濃縮液中析出，最好是在保溫的條件下進行離子交換，保溫的溫度是35-45℃，在該溫度下，檸檬酸濃縮液未達飽和，且該溫度也是樹脂所能承受的。
經離子交換后，存在于檸檬酸溶液中的金屬離子，主要是Fe3+和Ca2+被較充分地除去，尤其，因為離子交換是在濃縮之后進行的，所以，在檸檬酸濃縮液中存在的在前面的操作中未除盡的提高濃度的色素和金屬離子可以在離子交換過程中被較徹底地除去，由此，使產品的質量又一次提高。
實例6結晶結晶可以采用間歇結晶方式，也可以采用由本發明人提出的與該案同日申請的名稱為“檸檬酸結晶的方法和裝置”的發明中所闡述的連續結晶方法。這里，本發明人建議采用連續結晶方法，即將得自實例5中的經離子交換后的檸檬酸液用料液泵不斷打入濃縮設備的熱交換器中，利用濃縮時產生的二次蒸汽將其預熱至30℃以上，較佳為33-37℃，并在大于720mmHg，較佳為大于735mmHg的真空度下，將其抽入蒸發器使其進一步蒸發濃縮，用真空泵，如蒸氣噴射泵或水沖泵將產生的蒸汽抽出，同時將得到的蒸發濃縮液連續地導入結晶罐，結晶罐中的溫度一般為30-35℃，待達到一定飽和度析出晶體后，即從結晶罐中不斷地取出析出的檸檬酸晶體。這樣，只要控制好進料和出料的速度，就可以達到邊進料，邊蒸發濃縮，邊結晶析出的連續結晶的目的。且所得到晶體晶粒粗大、均勻，晶型整齊，可用于食品和制藥等應用場合中。
由上可見，采用本發明的方法可以得到純度高，色澤好的高質量檸檬酸晶體，其優點和效果是明顯的。
很顯然，上面所列舉的實例只是為了幫助該領域的技術人員更好地理解和實施本發明，而并非將本發明局限于這些實例。
權利要求
1.一種從檸檬酸發酵液中提取檸檬酸的方法，主要包括預處理、過濾、中和沉淀、酸解、脫色、離子交換、濃縮和結晶步驟，其特征在于在所述的濃縮步驟之后，還有一個過濾步驟。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述的過濾是在精密過濾機中進行的。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于所述的精密過濾機采用瓷棒作為過濾介質。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于所述的瓷棒的過濾孔徑為0.5-3μ，較佳為0.8-1.2μ，最佳為1μ。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述的過濾的速率為0.2-0.6m3/hr.m2，較好為0.4m3/hr.m2。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述的離子交換是在濃縮之后進行的。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于所述的離子交換是在過濾步驟之后進行的。
8.如權利要求6或7所述的方法，其特征在于所述的離子交換是在35-45℃的溫度下進行的。
全文摘要
本發明涉及一種改進的檸檬酸提取方法，它包括預處理、過濾、中和沉淀、酸解、脫色、離子交換、濃縮和結晶步驟，其特征在于所述的濃縮步驟之后，還有一個過濾步驟。這樣，在濃縮過程中析出的CaSO
文檔編號C07C51/42GK1043314SQ8910868
公開日1990年6月27日 申請日期1989年11月17日 優先權日1989年11月17日
發明者李芳德, 劉葉青 申請人:李芳德, 華東化工學院