檸檬酸提取工藝

1、 檸檬酸的提取工藝 楊 花 概 述傳統(tǒng)提取方法新型提取方法展 望FRIENDS 成熟的檸檬酸發(fā)酵液中，除含有主產(chǎn)物檸檬酸之外，還含有纖維、菌體、有機(jī)雜酸、糖、蛋白類(lèi)膠體物質(zhì)、色素、礦物質(zhì)及其他代謝產(chǎn)物等雜質(zhì)，它們或來(lái)自發(fā)酵原料、或在發(fā)酵過(guò)程中消費(fèi)，或溶存或懸浮于發(fā)酵液中。經(jīng)過(guò)各種理化方法，去除這些雜質(zhì)，得到符合各級(jí)質(zhì)量規(guī)范的檸檬酸產(chǎn)品的全過(guò)程，即為檸檬酸消費(fèi)的下游工程。它是一個(gè)確保產(chǎn)物“豐收，提高企業(yè)效益的消費(fèi)系統(tǒng)工程。概 述FRIENDS 要制備結(jié)晶檸檬酸必需設(shè)法除去這些雜質(zhì)，因此用發(fā)酵法消費(fèi)檸檬酸都需經(jīng)過(guò)反復(fù)分別純化才干得到結(jié)晶廢品，這些過(guò)程包括：過(guò)濾除去發(fā)酵液中菌絲體，原料殘?jiān)捌渌鞣N

2、固形物質(zhì)；用化學(xué)或物理或兩者結(jié)合的方法除去檸檬酸以外的其他雜質(zhì)初步純化檸檬酸；精制得到結(jié)晶檸檬酸；FRIENDS1水果中檸檬酸的提取4傳統(tǒng)鈣鹽法提取檸檬酸2溶劑萃取法提取檸檬酸3離子交換法提取檸檬酸 傳統(tǒng)的檸檬酸提取方法FRIENDS 在水果中提取檸檬酸尤其在未成熟的杏、蘋(píng)果或李子和柑橘等含檸檬酸較高的水果中提取可用水或乙醇作提取劑經(jīng)過(guò)加熱、濃縮和結(jié)晶后得到的檸檬酸可以直接運(yùn)用于食品添加劑等。 但從水果中提取檸檬酸，消費(fèi)本錢(qián)比較高，不利于工業(yè)化消費(fèi)。水果中檸檬酸的提取FRIENDS萃取法提取檸檬酸的優(yōu)點(diǎn)是化工原料和能源耗費(fèi)較低，收得率較高，本錢(qián)可望較大幅度下降。影響萃取法在消費(fèi)上大規(guī)模推行運(yùn)用

3、的主要緣由有兩個(gè)溶劑萃取法提取檸檬酸FRIENDS萃取法的預(yù)處置要求高，否那么在萃取過(guò)程中易產(chǎn)生乳化而影響水相和有機(jī)相的分層和分別。毒性問(wèn)題的爭(zhēng)議和心思要素妨礙了產(chǎn)品在食品和醫(yī)藥行業(yè)中的運(yùn)用。即以美國(guó)邁爾斯公司而言，該公司由萃取法消費(fèi)的檸檬酸廢品曾經(jīng)過(guò)多年的急性、亞急性和慢性毒性實(shí)驗(yàn)，并已被美國(guó)食品和藥物管理局所認(rèn)可。但仍以工業(yè)運(yùn)用為主。FRIENDS離子交換法工藝簡(jiǎn)單，采用強(qiáng)酸型陽(yáng)離子樹(shù)脂轉(zhuǎn)型直接可得純檸檬酸清液，提取率可由舊工藝的70提高到9O以上。隨著與檸檬酸工藝相匹配的離子交換樹(shù)脂的改良與提高。該方法將會(huì)得到進(jìn)一步的推行和運(yùn)用。目前該法在高效離子交換柱方面的研討還不多，另外廢棄物的處置

4、及堿液再生也是一個(gè)值得思索的問(wèn)題。離子交換法在國(guó)內(nèi)曾建立過(guò)中試安裝。但由于在產(chǎn)質(zhì)量量和消費(fèi)本錢(qián)上還存在一些問(wèn)題，一時(shí)還難以得到推行。離子交換法提取檸檬酸FRIENDS離子交換法提取檸檬酸近年來(lái)倍受?chē)?guó)內(nèi)外關(guān)注其工藝流程檸檬酸發(fā)酵液預(yù)處置陰離子交換洗脫轉(zhuǎn)型、除雜脫色、離子交換 殘?jiān)熬w母液廢液NaOH或NH4OH 母液 濃縮結(jié)晶離心分別枯燥廢品 FRIENDS 鈣鹽法是一種傳統(tǒng)的從發(fā)酵液中提取有機(jī)酸的方法,目前普遍運(yùn)用的是鈣鹽加離子交換的提取方法。傳統(tǒng)鈣鹽法提取檸檬酸FRIENDS提取工藝FRIENDS 預(yù)處置是指待發(fā)酵液加熱至75-90，可以及時(shí)殺死檸檬酸產(chǎn)生菌及其他雜菌，終止發(fā)酵作用，同時(shí)使

5、發(fā)酵液中部分蛋白量變性、絮凝、降低酵液濃度利于過(guò)濾。此外也能夠使菌體內(nèi)部分檸檬酸釋放出來(lái)。預(yù)處置加熱時(shí)間不能太長(zhǎng)，假設(shè)破壞菌絲球那么影響過(guò)濾。1.發(fā)酵液預(yù)處置FRIENDS過(guò)濾的目的是除去發(fā)酵液中各種懸浮的固形物質(zhì)。 我國(guó)采用薯干粗原料發(fā)酵消費(fèi)檸檬酸，發(fā)酵液中除含菌絲外，還含有大量的原料殘?jiān)?，團(tuán)形物雜質(zhì)較多，因此不宜采用各種離心或固液分別設(shè)備，而應(yīng)采用能包容較多濾渣的過(guò)濾設(shè)備；2.過(guò)濾FRIENDS目前最常用的是各種板框壓濾和真空帶式過(guò)濾機(jī)，對(duì)正常發(fā)酵的酵液，只需過(guò)濾介質(zhì)(濾布)選擇適宜，可不用添加助濾劑就能順利地進(jìn)展過(guò)濾。板框過(guò)濾時(shí)開(kāi)場(chǎng)階段不用加壓，待濾餅構(gòu)成、濾速減慢時(shí)可適當(dāng)加壓。為了提高

6、過(guò)濾收率，完成過(guò)濾后用熱水再進(jìn)展一次復(fù)濾，或者從過(guò)濾機(jī)中取出濾渣加水打成漿后再濾一次。FRIENDS Ca2+ 在一定溫度和pH條件下可與檸檬酸作用生成檸檬酸鈣。 構(gòu)成的Ca3(C6H5O7)24H2O在水中的溶解度極小，因此能構(gòu)成沉淀面與其他雜質(zhì)，如糖、可溶性蛋白等分別。 生石灰(CaO)、熟石灰Ca(OH)2 、氯化鈣(CaCl2)以及碳酸鈣等均可作為中和劑，但最常用的是碳酸鈣。中和劑的用量可根據(jù)反響式和中和劑的純度計(jì)算得出。3.中和FRIENDS酸解是指檸檬酸鈣與硫酸等強(qiáng)酸作用,在強(qiáng)酸作用下使檸檬酸鈣轉(zhuǎn)變?yōu)闄幒怂嵊坞x出來(lái)，同時(shí)構(gòu)成硫酸鈣(石膏)。由于后者的溶解度極小，難溶于水而構(gòu)成沉淀，

7、從而到達(dá)進(jìn)一步的分別純化作用。酸解是一個(gè)復(fù)分解反響，反響方程式為：4.酸解Ca3(C6H5O7)24H2O+3H2SO4+4H2O 2C6H8O7H2O+3CaSO42H2O FRIENDS 酸解停頓加酸后仍要繼續(xù)作用一段時(shí)間、使硫酸鈣結(jié)晶成熟，然后真空抽濾。為了提高收率，濾渣需用70-80水洗滌。FRIENDS凈化工藝包括脫色和離子交換樹(shù)脂除去雜質(zhì)離子。 粗檸檬酸液-炭柱-陽(yáng)離子柱-陰離子柱-精液 酸解液中含有色素物質(zhì)，可用活性炭脫色去 除。假設(shè)用粉末活性炭，可直接加到酸解液中，用量為檸檬酸的1一3，然后隨抽濾時(shí)除去活性炭。但是目前多數(shù)工廠都用顆?；钚蕴恐M(jìn)展脫色，炭柱可再生反復(fù)運(yùn)用。5.凈

8、化FRIENDS 離子交換樹(shù)脂是用來(lái)去除檸檬酸液中各種雜質(zhì)離子的。經(jīng)過(guò)陽(yáng)離于交換柱可除去Ca2+、Fe2+等陽(yáng)離子，最常用的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂是732樹(shù)脂，檸檬酸被進(jìn)入陽(yáng)離子交換往后應(yīng)控制一定流速并定時(shí)用黃血鹽和酒精分別檢測(cè)流出液中有無(wú)Fe2+和Ca2+ ，假設(shè)出現(xiàn)Fe2+或Ca2+那么應(yīng)立刻停頓進(jìn)料。假設(shè)檸檬酸液中含有較多的陰離于，可用陰離子交換樹(shù)脂除去，用AgN03試劑檢測(cè)流出液的Cl-作為陰離子交換柱進(jìn)料的控制終點(diǎn)。FRIENDS將凈化后的檸檬酸液加熱蒸發(fā)除去一定水分，使檸檬酸濃度提高至定值，為結(jié)晶檸核酸發(fā)明條件。過(guò)去采用牽效的真空濃縮設(shè)備耗用蒸汽大，目前采用雙效或三效蒸發(fā)濃縮設(shè)備。雙效蒸發(fā)

9、時(shí)料溫一效為88，二效小于60。最終液中檸檬酸濃度為75一82，相對(duì)密度為1.3421.350(60)。6蒸發(fā)濃縮FRIENDS 蒸發(fā)濃縮至規(guī)定濃度的檸檬酸液可進(jìn)展結(jié)晶。一水檸檬酸與無(wú)水檸檬酸結(jié)晶的臨界溫度為36.6。低于36.6時(shí)結(jié)晶得到的是一水檸檬酸，高于36.6結(jié)晶得到的是無(wú)水檸檬酸?？筛鶕?jù)需求控制結(jié)晶溫度。 蒸發(fā)濃縮至一定濃度的溶液進(jìn)入結(jié)晶罐后降低溫度就出現(xiàn)結(jié)晶。一水檸檬酸的結(jié)晶溫度控制在10左右，無(wú)水檸檬酸的結(jié)晶溫度為40；7.結(jié)晶FRIENDS結(jié)晶后的晶體需離心機(jī)甩水。除去結(jié)晶母液。然后把結(jié)晶放入流化床進(jìn)展氣流枯燥。氣流溫度要留意，對(duì)有水檸檬酸。溫度太高有能夠?qū)е率ソY(jié)晶水，所以枯

10、燥品溫度在36 以下，而無(wú)水檸檬酸結(jié)晶的枯燥品溫度那么應(yīng)在40以上；枯燥后應(yīng)進(jìn)展過(guò)篩；除去宏大顆粒和細(xì)小顆粒。取符合廢品要求的部分包裝、入庫(kù)；8枯燥、篩分、包裝FRIENDS 鈣鹽法雖然原理比較簡(jiǎn)單，工藝成熟，但是勞動(dòng)強(qiáng)度極大，運(yùn)用了強(qiáng)酸且有廢棄物的排出，無(wú)論是對(duì)操作者還是對(duì)環(huán)境都呵斥了極大的危害，同時(shí)此方法得到的檸檬酸收率也不高。普通只能到達(dá)70左右。思索到這種方法的不適性，許多研討者將目光投向了尋覓低能耗、少投入、無(wú)污染、低勞動(dòng)強(qiáng)度及高收益的提取工藝上。FRIENDS1吸交法提取檸檬酸3電滲析法提取檸檬酸2超慮法提取檸檬酸 新型的檸檬酸提取方法FRIENDS吸交法是采用一種交換吸附才干大、

11、抗污染才干強(qiáng)的樹(shù)脂普遍為陰離子樹(shù)脂對(duì)檸檬酸發(fā)酵液中的檸檬酸進(jìn)展吸附交換，使之與其它雜質(zhì)分別，然后再用洗脫劑將檸檬酸洗脫下來(lái)實(shí)現(xiàn)檸檬酸的分別與提純。傳統(tǒng)的鈣鹽法消費(fèi)檸檬酸過(guò)程，伴隨著硫酸鈣廢渣的生成和CO2排放，而吸交法防止了硫酸鈣廢渣和高COD的廢水對(duì)環(huán)境呵斥的污染，產(chǎn)生的廢液經(jīng)處置后，可綜合利用。消費(fèi)過(guò)程中的中間產(chǎn)物流體用泵傳送即可。不僅節(jié)約了能源，降低了本錢(qián)，還最大限制分別去除可溶性蛋白質(zhì)，糖等有機(jī)雜質(zhì)，根本實(shí)現(xiàn)了清潔化消費(fèi)。吸交法FRIENDS膜分別技術(shù)是一種高科技領(lǐng)域內(nèi)的新興技術(shù)，它具有高效、污染小、節(jié)能、快速、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。固體膜、液體膜分別技術(shù)用于發(fā)酵有機(jī)酸提取。固體膜分別法主

12、要有超濾法和電滲析法。FRIENDS超濾法作為檸檬酸分別提取的預(yù)處置技術(shù)之一，是近幾年才出現(xiàn)的一種新方法。是一種簡(jiǎn)單的物理篩分過(guò)程。用來(lái)除去和分別濾液中的蛋白質(zhì)、糖類(lèi)、色素等雜質(zhì)。此方法的關(guān)鍵在于選擇抗氧化性、耐酸性較好的超濾膜，如聚礬類(lèi)膜。超濾法提取檸檬酸的工藝流程檸檬酸發(fā)酵液預(yù)處置超濾結(jié)晶離心分別的母液枯燥廢品。超濾法FRIENDS 采用該提取方法，不運(yùn)用任何有害物質(zhì)，無(wú)廢棄物產(chǎn)生，而且實(shí)施簡(jiǎn)便，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，應(yīng)該說(shuō)實(shí)現(xiàn)了檸檬酸的清潔化消費(fèi)。 但是，該方法要求檸檬酸發(fā)酵液殘?zhí)呛? gL，檸檬酸產(chǎn)率與殘?zhí)呛恐?275，方能得到較好的效果。FRIENDS電滲析也是一種高效的膜分別技術(shù)，它是在電場(chǎng)力的作用下分別將發(fā)酵液中的陰陽(yáng)離子經(jīng)過(guò)一種高性能的陰陽(yáng)離子交換膜來(lái)提取檸檬酸的方法。工藝流程檸檬酸發(fā)酵液預(yù)處置離子吸附、解析濃縮、結(jié)晶離心分別枯燥廢品電滲析法FRIENDS 該方法工藝簡(jiǎn)單,便于工業(yè)化和自動(dòng)化。由于此過(guò)程中未經(jīng)硫酸酸化,因此對(duì)環(huán)境污染比較小，平均收率可達(dá)92.7%。但是該方法能耗比較大,對(duì)發(fā)酵液預(yù)處置過(guò)程要求嚴(yán)厲,國(guó)內(nèi)在此方面的研討很少。因此目前主要集中在高性能離子交換