一种柠檬酸的提取方法

摘要

本发明属于柠檬酸提取技术领域，具体涉及一种柠檬酸的提取方法，包括离子交换步骤和浓缩步骤，所述离子交换步骤在浓缩步骤之后进行，并且在浓缩步骤之后增加了过滤步骤。采用本发明所述的方法，使得料液中的硫酸盐和硅酸盐等杂质得到有效去除，提高了柠檬酸料液的质量和最终产品的质量，减轻了离子交换工序的负荷，缩短了相应的离子交换工序的时间，提高了离子交换树脂的利用率。离心分离工序加入部分干燥风，采用水洗和风洗交替进行的方式对湿晶进行处理，从而缩短了干燥时间，提高干燥设备的利用率。

权利要求

1.一种柠檬酸的提取方法，包括离子交换步骤和浓缩步骤，其特征在于：所述离子交换步骤在浓缩步骤之后进行，并且在浓缩步骤之后增加了过滤步骤；

其具体步骤为：

(1)浓缩 将经过酸解脱色后的柠檬酸清液泵入浓缩设备浓缩至70-75wt％，得柠檬酸浓缩液；

(2)过滤 将柠檬酸浓缩液过滤；

(3)离子交换 将过滤后的柠檬酸浓缩液依次经过阳离子交换柱和阴离子交换柱，得柠檬酸离交液；

(4)结晶 将柠檬酸离交液泵入结晶缸内，搅拌结晶；

(5)离心固液分离；

(6)干燥；

在浓缩步骤前，先对浓缩设备采用清洗液进行清洗；

以体积份数计，所述的清洗液的组成为：氢氧化钠水溶液8-10份，十二烷基苯磺酸钠水溶液1-3份，咪唑啉型缓蚀剂水溶液1-3份；

离心固液分离步骤中通入干燥风，采用水洗风洗对晶体交替进行处理；所述干燥风的温度为80-90℃，干燥风的风量为0.1-0.2m3/min；每次水洗的时间为5-10min，每次风洗的时间为5-10min。

2.根据权利要求1所述的一种柠檬酸的提取方法，其特征在于：所述氢氧化钠水溶液的质量分数为15-30％；所述十二烷基苯磺酸钠水溶液的质量分数为1-2％；所述咪唑啉型缓蚀剂水溶液的质量分数为0.2-0.5％。

3.根据权利要求1所述的一种柠檬酸的提取方法，其特征在于：所述过滤步骤采用的滤网为80-100目。

说明书

一种柠檬酸的提取方法

技术领域

[0001] 本发明属于柠檬酸提取技术领域，具体涉及一种柠檬酸的提取方法。

背景技术

[0002] 目前柠檬酸的提取方法主要是氢钙法(钙盐法)，其具体工艺为先将柠檬酸发酵液经过滤分离得到柠檬酸清液，柠檬酸清液再经过中和沉淀、酸解、离子交换后得到提纯的柠檬酸溶液，然后将提纯的柠檬酸溶液加热蒸发浓缩、结晶、离心固液分离、湿晶干燥、包装制得成品。然而，该工艺在浓缩过程中析出的CaSO4微粒和附着在浓缩设备壁上的微量硅酸盐等锅垢容易进入下道结晶、分离、干燥包装等工序，进而影响了最终产品质量；另外，由于离心和干燥工序分别进行，占用时间较长，影响了工作效率和产量提高。

发明内容

[0003] 针对上述问题，本发明提出了一种柠檬酸的提取方法，采用本发明可以有效降低柠檬酸浓缩液中硫酸盐、硅酸盐等杂质，提高了产品质量并且缩短干燥时间，提高了工作效率。

[0004] 本发明所述的一种柠檬酸的提取方法，包括离子交换步骤和浓缩步骤，其特点就在于：所述离子交换步骤在浓缩步骤之后进行，并且在浓缩步骤之后增加了过滤步骤。

[0005] 其具体步骤为：

[0006] (1)浓缩 将经过酸解脱色后的柠檬酸清液泵入浓缩设备浓缩至70-75wt％，得柠檬酸浓缩液；

[0007] (2)过滤 将柠檬酸浓缩液过滤；

[0008] (3)离子交换 将过滤后的柠檬酸浓缩液依次经过阳离子交换柱和阴离子交换柱，得柠檬酸离交液；

[0009] (4)结晶 将柠檬酸离交液泵入结晶缸内，搅拌结晶；

[0010] (5)离心固液分离；

[0011] (6)干燥。

[0012] 本发明所述的酸解脱色后的柠檬酸清液是按照本领域的常规技术获得的。首先，本发明将经过酸解脱色后的柠檬酸清液泵入浓缩设备浓缩至70-75wt％，如浓度过高，会导致后期析出的柠檬酸晶体为粉未状；但浓度过低，也会造成晶核少，最终成品颗粒大，数量少，母液中残留大量未析出的柠檬酸，影响产量。

[0013] 浓缩过程中，柠檬酸清液中的硫酸盐以及硅酸盐会进一步析出，因此，本发明将柠檬酸浓缩液进行过滤。在浓缩过程中析出的硅酸盐和硫酸盐微粒，其中90％微粒直径大于0.15mm-0.18mm，因此本发明过滤网的目数在80-100目，可将浓缩过程中析出的硅酸盐和硫酸盐微粒90％以上去除，如果滤网孔眼过大，过滤效果受影响，影响产品质量，滤网孔眼过小，滤速太慢，滤网糊堵严重，影响产量。

[0014] 本发明针对浓缩过程中产生的硫酸盐和硅酸盐较多，容易在浓缩设备上结成锅垢，锅垢极易脱落后进入柠檬酸浓缩液中影响产品质量，因此，本发明在浓缩步骤前，可以先对浓缩设备采用清洗液进行清洗。

[0015] 本发明所述的清洗液以体积份数计，所述的清洗液的组成为：氢氧化钠水溶液8-10份，十二烷基苯磺酸钠水溶液1-3份，咪唑啉型缓蚀剂水溶液1-3份。其中，氢氧化钠水溶液的作用主要是它能与锅垢中的硫酸盐和硅酸盐发生反应生成易溶的硫酸钠和硅酸钠；十二烷基苯磺酸钠为白色或淡黄色粉状或片状固体，溶于水而成半透明溶液，主要用作阴离子型表面活性剂，烷基苯磺酸钠是中性的，不易氧化，起泡力强，去污力高，易与各种助剂复配，对颗粒污垢，蛋白污垢和油性污垢有显著的去污效果，已被国际安全组织认定为安全化工原料，可在水果和餐具及食品加工清洗中应用。此外，十二烷基苯磺酸钠还对不锈钢设备有缓释保护作用。咪唑啉型缓蚀剂具有使用方式简单、高效、低毒、无刺激气味等优点，被广泛应用于化工及食品行业生产的不锈钢设备防护，具有使用量少，缓释效果明显的效果。以上配方的有机组合，既能有效去除各种污垢，又能有效保护设备，还能降低成本，减轻污水产生量。

[0016] 经过发明人长期试验摸索发现，当所述的清洗液的组成为：氢氧化钠水溶液10份，十二烷基苯磺酸钠水溶液1份，咪唑啉型缓蚀剂水溶液1份时，取得的效果最好。

[0017] 本发明所述氢氧化钠水溶液的质量分数为15-30％；所述十二烷基苯磺酸钠水溶液的质量分数为1-2％；所述咪唑啉型缓蚀剂水溶液的质量分数为0.2-0.5％。

[0018] 采用该清洗液对浓缩设备进行清洗的具体过程为：(1)将清洗液按上述配比配好后放置于储罐中；(2)将清洗液泵入经过去离子水清洗后的浓缩设备中，当清洗液达到浓缩设备容积的1/2时，停止加清洗液；(3)用蒸汽将其加热至40-60℃，用泵将清洗液在浓缩设备和清洗液储罐内循环流动，从而清洗设备，清洗液循环流动清洗2-4小时后，停止清洗液循环，清洗液再泵入储罐中，以备下次清洗用；(4)再向柠檬酸浓缩设备中泵入去离子水清洗。经过上述清洗过程的浓缩设备可以泵入酸解脱色后的柠檬酸清液进行浓缩。

[0019] 本发明将上述经过过滤后的柠檬酸浓缩液进行离子交换处理，得到柠檬酸离交液。由于本发明之前经过了浓缩过滤等步骤，将料液中的硫酸盐和硅酸盐等杂质去除，提高了柠檬酸料液的质量，减轻了离子交换工序的负荷，相应的缩短了离子交换工序的时间，提高了离子交换树脂的利用率。

[0020] 将柠檬酸离子交换液泵入结晶缸内结晶1-2天进行离心固液分离。本发明所述的离心固液分离步骤中通入干燥风，采用水洗风洗对晶体交替进行处理。首先对晶体进行水洗，洗去晶体表面的杂质，然后在水洗湿晶体的间歇加入部分纯净干燥风进行风洗，从而降低湿晶水分含量，缩短干燥工序时间，提高干燥设备的利用率。本发明所述干燥风的温度为80-90℃，干燥风的风量为0.1-0.2m3/min。每次水洗的时间为5-10min，每次风洗的时间为
5-10min。为了达到最佳效果，本发明一般采用三次风洗和三次水洗，即水洗8分钟—风洗6分钟—水洗8分钟—风洗6分钟—水洗8分钟—风洗6分钟。本发明所述的干燥风为纯净干燥风，来源于烘干机干燥用风风机，具体使用时只要从烘干机干燥用风风管上接一支管引入离心机顶盖即可。

[0021] 经以上3次水洗风洗循环后晶体再进入烘干机干燥，干燥风温度80-90℃不变，风量不变，干燥时间由30-40分钟缩短为20-30分钟。

[0022] 综上所述，本发明具有以下有益效果：

[0023] 1、在浓缩步骤前，先采用特定的清洗液对浓缩设备进行清洗，避免了浓缩设备内壁的锅垢进入下道结晶、分离、干燥包装等工序，提高了最终产品质量；

[0024] 2、所述离子交换步骤在浓缩步骤之后进行，并且在浓缩步骤之后增加了过滤步骤，使得料液中的硫酸盐和硅酸盐等杂质得到更加有效的去除，提高了柠檬酸料液的质量和最终产品的质量，减轻了离子交换工序的负荷，缩短了相应的离子交换工序的时间，提高了离子交换树脂的利用率。

[0025] 3、离心分离工序加入部分干燥风，采用水洗和风洗交替进行的方式对湿晶进行处理，从而缩短了干燥时间，提高干燥设备的利用率。

具体实施方式

[0026] 实施例1

[0027] 一种柠檬酸的提取方法，其具体步骤为：

[0028] (0)清洗 将清洗液泵入经过去离子水清洗后的浓缩设备中，当清洗液达到浓缩设备容积的1/2时，停止加清洗液；然后用蒸汽将其加热至40℃，用泵将清洗液在浓缩设备和清洗液储罐内循环流动清洗设备，清洗4小时后，停止清洗液循环，清洗液再泵入储罐中，以备下次清洗用；最后向柠檬酸浓缩设备中泵入去离子水再次清洗；

[0029] (1)浓缩 将经过酸解脱色后的柠檬酸清液泵入浓缩设备浓缩至70wt％，得柠檬酸浓缩液；

[0030] (2)过滤 将柠檬酸浓缩液采用80目过滤网过滤；

[0031] (3)离子交换 将过滤后的柠檬酸浓缩液依次经过阳离子交换柱和阴离子交换柱，得柠檬酸离交液；

[0032] (4)结晶 将柠檬酸离交液泵入结晶缸内，搅拌结晶1-2天；

[0033] (5)离心固液分离 干燥风的温度为90℃，干燥风的风量为0.1m3/min，水洗8分钟—风洗6分钟—水洗8分钟—风洗6分钟—水洗8分钟—风洗6分钟

[0034] (6)干燥 干燥风的温度为80℃，干燥风的风量为0.1m3/min，干燥时间20分钟。

[0035] 以体积份数计，所述的清洗液的组成为：氢氧化钠水溶液8份，十二烷基苯磺酸钠水溶液1份，咪唑啉型缓蚀剂水溶液2.5份。

[0036] 所述氢氧化钠水溶液的质量分数为15％；所述十二烷基苯磺酸钠水溶液的质量分数为2％；所述咪唑啉型缓蚀剂水溶液的质量分数为0.5％。

[0037] 实施例2

[0038] 一种柠檬酸的提取方法，其具体步骤为：

[0039] (0)清洗将清洗液泵入经过去离子水清洗后的浓缩设备中，当清洗液达到浓缩设备容积的1/2时，停止加清洗液；然后用蒸汽将其加热至60℃，用泵将清洗液在浓缩设备和清洗液储罐内循环流动清洗设备，清洗2小时后，停止清洗液循环，清洗液再泵入储罐中，以备下次清洗用；最后向柠檬酸浓缩设备中泵入去离子水再次清洗；

[0040] (1)浓缩 将经过酸解脱色后的柠檬酸清液泵入浓缩设备浓缩至75wt％，得柠檬酸浓缩液；

[0041] (2)过滤 将柠檬酸浓缩液采用100目过滤网过滤；

[0042] (3)离子交换 将过滤后的柠檬酸浓缩液依次经过阳离子交换柱和阴离子交换柱，得柠檬酸离交液；

[0043] (4)结晶 将柠檬酸离交液泵入结晶缸内，搅拌结晶1-2天；

[0044] (5)离心固液分离 干燥风的温度为80℃，干燥风的风量为0.2m3/min，水洗5分钟—风洗5分钟—水洗5分钟—风洗5分钟—水洗5分钟—风洗5分钟

[0045] (6)干燥 干燥风的温度为90℃，干燥风的风量为0.2m3/min，干燥时间25分钟。

[0046] 以体积份数计，所述的清洗液的组成为：氢氧化钠水溶液9份，十二烷基苯磺酸钠水溶液3份，咪唑啉型缓蚀剂水溶液1.5份。

[0047] 所述氢氧化钠水溶液的质量分数为20％；所述十二烷基苯磺酸钠水溶液的质量分数为1％；所述咪唑啉型缓蚀剂水溶液的质量分数为0.4％。

[0048] 实施例3

[0049] 一种柠檬酸的提取方法，其具体步骤为：

[0050] (0)清洗 将清洗液泵入经过去离子水清洗后的浓缩设备中，当清洗液达到浓缩设备容积的1/2时，停止加清洗液；然后用蒸汽将其加热至50℃，用泵将清洗液在浓缩设备和清洗液储罐内循环流动清洗设备，清洗3小时后，停止清洗液循环，清洗液再泵入储罐中，以备下次清洗用；最后向柠檬酸浓缩设备中泵入去离子水再次清洗；

[0051] (1)浓缩 将经过酸解脱色后的柠檬酸清液泵入浓缩设备浓缩至72wt％，得柠檬酸浓缩液；

[0052] (2)过滤 将柠檬酸浓缩液采用90目过滤网过滤；

[0053] (3)离子交换 将过滤后的柠檬酸浓缩液依次经过阳离子交换柱和阴离子交换柱，得柠檬酸离交液；

[0054] (4)结晶 将柠檬酸离交液泵入结晶缸内，搅拌结晶1-2天；

[0055] (5)离心固液分离 干燥风的温度为85℃，干燥风的风量为0.15m3/min，水洗10分钟—风洗10分钟—水洗10分钟—风洗10分钟—水洗10分钟—风洗10分钟

[0056] (6)干燥 干燥风的温度为85℃，干燥风的风量为0.15m3/min，干燥时间30分钟。

[0057] 以体积份数计，所述的清洗液的组成为：氢氧化钠水溶液10份，十二烷基苯磺酸钠水溶液2份，咪唑啉型缓蚀剂水溶液2份。

[0058] 所述氢氧化钠水溶液的质量分数为30％；所述十二烷基苯磺酸钠水溶液的质量分数为1.5％；所述咪唑啉型缓蚀剂水溶液的质量分数为0.3％。

[0059] 实施例4

[0060] 一种柠檬酸的提取方法，其具体步骤为：

[0061] (0)清洗 将清洗液泵入经过去离子水清洗后的浓缩设备中，当清洗液达到浓缩设备容积的1/2时，停止加清洗液；然后用蒸汽将其加热至45℃，用泵将清洗液在浓缩设备和清洗液储罐内循环流动清洗设备，清洗2.5小时后，停止清洗液循环，清洗液再泵入储罐中，以备下次清洗用；最后向柠檬酸浓缩设备中泵入去离子水再次清洗；

[0062] (1)浓缩 将经过酸解脱色后的柠檬酸清液泵入浓缩设备浓缩至73wt％，得柠檬酸浓缩液；

[0063] (2)过滤 将柠檬酸浓缩液采用85目过滤网过滤；

[0064] (3)离子交换 将过滤后的柠檬酸浓缩液依次经过阳离子交换柱和阴离子交换柱，得柠檬酸离交液；

[0065] (4)结晶 将柠檬酸离交液泵入结晶缸内，搅拌结晶1-2天；

[0066] (5)离心固液分离 干燥风的温度为82℃，干燥风的风量为0.1m3/min，水洗7分钟—风洗7分钟—水洗7分钟—风洗7分钟—水洗7分钟—风洗7分钟

[0067] (6)干燥 干燥风的温度为82℃，干燥风的风量为0.1m3/min，干燥时间22分钟。

[0068] 以体积份数计，所述的清洗液的组成为：氢氧化钠水溶液8.5份，十二烷基苯磺酸钠水溶液1.5份，咪唑啉型缓蚀剂水溶液3份。

[0069] 所述氢氧化钠水溶液的质量分数为25％；所述十二烷基苯磺酸钠水溶液的质量分数为1.3％；所述咪唑啉型缓蚀剂水溶液的质量分数为0.2％。

[0070] 实施例5

[0071] 一种柠檬酸的提取方法，其具体步骤为：

[0072] (0)清洗 将清洗液泵入经过去离子水清洗后的浓缩设备中，当清洗液达到浓缩设备容积的1/2时，停止加清洗液；然后用蒸汽将其加热至55℃，用泵将清洗液在浓缩设备和清洗液储罐内循环流动清洗设备，清洗3.5小时后，停止清洗液循环，清洗液再泵入储罐中，以备下次清洗用；最后向柠檬酸浓缩设备中泵入去离子水再次清洗；

[0073] (1)浓缩 将经过酸解脱色后的柠檬酸清液泵入浓缩设备浓缩至74wt％，得柠檬酸浓缩液；

[0074] (2)过滤 将柠檬酸浓缩液采用95目过滤网过滤；

[0075] (3)离子交换 将过滤后的柠檬酸浓缩液依次经过阳离子交换柱和阴离子交换柱，得柠檬酸离交液；

[0076] (4)结晶 将柠檬酸离交液泵入结晶缸内，搅拌结晶1-2天；

[0077] (5)离心固液分离 干燥风的温度为87℃，干燥风的风量为0.2m3/min，水洗6分钟—风洗6分钟—水洗6分钟—风洗6分钟—水洗6分钟—风洗6分钟

[0078] (6)干燥 干燥风的温度为87℃，干燥风的风量为0.2m3/min，干燥时间27分钟。

[0079] 以体积份数计，所述的清洗液的组成为：氢氧化钠水溶液9.5份，十二烷基苯磺酸钠水溶液2.5份，咪唑啉型缓蚀剂水溶液1份。

[0080] 所述氢氧化钠水溶液的质量分数为30％；所述十二烷基苯磺酸钠水溶液的质量分数为1.7％；所述咪唑啉型缓蚀剂水溶液的质量分数为0.5％。

[0081] 本发明获得的产品主要理化指标与国内外同类产品先进水平对比具体见表1[0082] 表1 相关产品主要理化指标对比

[0083]

[0084]