專利名稱：一種檸檬酸鈉母液的提純方法
技術領域：
本發明涉及一種檸檬酸鈉母液的提純方法。
背景技術：
目前檸檬酸的生產工藝主要有傳統的鈣鹽法、離子交換法等，而對于檸檬酸鈉母液的提純主要是用酸化與鈣鹽法結合的方法，收率僅為50-60%，處理成本較高。鈣鹽法處理檸檬酸鈉母液不僅需消耗大量的鹽酸、硫酸、碳酸鈣，且排放大量的CO2和石膏等廢物，而處理石膏等廢物不僅給企業造成沉重的負擔，也給環境造成污染。鈣鹽法工藝路線長，收率低，原輔料消耗大，且產生大量難處理的廢水、廢渣，這些缺點已嚴重制約了我國檸檬酸行業的發展。

發明內容
本發明的目的是克服現有技術的缺陷，提供一種有效的降低檸檬酸鈉母液的易炭倍數的檸檬酸鈉母液的提純方法。本發明提供一種檸檬酸鈉母液的提純方法，其中，該方法包括以下步驟(I)將檸檬酸鈉母液的pH值調節至大于或等于8，并加熱、過濾，得到檸檬酸鈉濾液；(2)將步驟(I)所得的檸檬酸鈉濾液的pH值回調至6-7. 5，并進行脫色。采用本發明提供的提純方法，可有效的降低檸檬酸鈉母液的易炭倍數，經過提純后的檸檬酸鈉溶液品質較高，且采用本發明的提純方法成本較低，具有良好的工業應用前
旦
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具體實施例方式以下對本發明的具體實施方式
進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式
僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。按照本發明，所述檸檬酸鈉母液的提純方法包括以下步驟(I)將檸檬酸鈉母液的pH值調節至大于或等于8，并加熱、過濾，得到檸檬酸鈉濾液；(2)將步驟(I)所得的檸檬酸鈉濾液的pH值回調至6-7. 5，并進行脫色。在本發明中，檸檬酸鈉母液可通過本領域常規方法制備，如所述檸檬酸鈉母液為檸檬酸鈉水溶液通過濃縮結晶并分離晶體后得到的液體，所述檸檬酸鈉母液中的檸檬酸鈉的含量為0. 3-0. 55g/mL,優選為0. 4-0. 5g/mL。所述朽1檬酸鈉母液主要含有朽1檬酸鈉、雜酸、殘糖和膠體蛋白等，其PH值通常為6-7。根據本發明提供的提純方法得到的處理后的檸檬酸鈉母液的易炭倍數，也即檸檬酸鈉母液中的易炭化合物含量顯著降低。本發明的發明人發現，將檸檬酸鈉母液的PH值調節至大于或等于8，加熱、過濾，并在經過后續的過濾、脫色處理之后，可以使檸檬酸鈉母液的易炭倍數顯著降低至2-5，推測原因可能為將檸檬酸鈉母液的pH值調節至大于或等于8，可以使加熱過程中發生的糖類等易炭化合物的焦糖化反應的效率大大提聞，從而有利于檸檬酸鈉母液的易炭倍數的降低。根據本發明提供的提純方法，本發明的發明人發現，優選所述步驟(I)中將檸檬酸鈉母液的PH值調節至8-11，進一步優選為10-10. 8，能夠使提純的效果更好。根據本發明提供的提純方法，所述步驟(I)調節pH值的方法包括向檸檬酸母液中加堿性物質，其中，所述堿性物質的種類選擇范圍較寬，包括氫氧化鈉、碳酸氫鈉和碳酸鈉等，可以選擇其中一種，也可以選擇幾種的組合；所述堿性物質可以是以純物質的形式加入也可以以其水溶液的形式加入。優選情況下，所述堿性物質為氫氧化鈉固體和/或氫氧化鈉水溶液。 根據本發明提供的提純方法，為了更好地實現本發明的發明目的，優選所述加熱在密閉容器中進行，壓力可以為0. 02-0. 25MPa，溫度可以為100_150°C，時間可以為0. 5-3h ;進一步優選，壓力為0. 05-0. 15MPa，溫度為110_130°C，時間為l_2h。根據本發明提供的提純方法，步驟(I)中所述過濾的目的是除掉不溶性固體如膠體、蛋白等雜質。所述過濾可采用本領域技術人員所公知的方法進行，例如可以采用真空抽濾或離心分離的方式，優選采用真空抽濾的方式。另外，為了使過濾效果更好，優選情況下，步驟(I)中所述過濾的條件包括溫度為50-100°C，進一步優選為60-80°C。根據本發明提供的提純方法，為了使提純的效果更好，優選所述步驟(2)中將檸檬酸鈉濾液的PH值回調至6. 5-6. 7。根據本發明提供的提純方法，所述步驟(2)中將所得的檸檬酸鈉濾液的pH值回調是為了保證后續脫色效果更佳，所述回調PH值的方法可以采用本領域公知的方法，優選情況下，為了保證在回調PH值時不引入額外的雜質，所述回調pH值的方法包括向所述檸檬酸鈉濾液中加入檸檬酸，其中，所述檸檬酸的易炭倍數為0. 5-3。根據本發明提供的提純方法，所述步驟(2)中將pH值回調后的檸檬酸鈉濾液進行脫色可以采用本領域常規的脫色方法，如將檸檬酸鈉濾液與脫色劑接觸，從而使色素、經過加熱處理的易炭化合物吸附在脫色劑上，使得脫色后所述檸檬酸鈉濾液達到降低易炭的效果。優選，所述脫色的方法包括將PH值為6. 5-6. 7的檸檬酸鈉濾液通入裝有脫色劑的脫色柱中，與脫色劑接觸，并將經過脫色的檸檬酸鈉濾液引出。所述脫色劑可以采用常規的脫色劑，如粉狀活性炭或顆粒活性炭，優選采用顆粒活性炭。另外，為了使脫色效果更好，優選所述脫色在40-80°C下進行，進一步優選所述脫色在50-6(TC下進行，從而進一步提高產品的色澤。檸檬酸鈉母液的易炭倍數直接影響檸檸檬酸鈉成品中的易炭化物含量的多少，檸檬酸鈉母液的易炭倍數與檸檬酸鈉成品中的易炭化物含量成正比，而易炭化物又是成品質量的一個重要質量指標，按照本發明的方法能夠顯著降低檸檬酸鈉母液的易炭倍數，由此能夠顯著提高得到的檸檬酸鈉的產品質量。以上詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明并不限于上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思范圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發明的保護范圍。另外需要說明的是，在上述具體實施方式
中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。以下將通過實施例對本發明進行詳細描述。以下實施例中所用檸檬酸鈉母液可以通過以下方法制得將0. 872千克玉米用SFSP系列錘片式粉碎機進行粉碎，得到平均顆粒直徑為2毫米(采用美國PPS公司的Accu Sizer TM 780光學粒徑檢測儀測定)的0. 871千克粉碎產物；將粉碎產物與淀粉酶混合進行噴射液化，一次液化控制溫度為83± 1°C，一次液化維持時間為2-5分鐘，二次液化控制溫度為93±1°C，二次液化維持時間為90-150分鐘(所述酶解的PH值維持在5. 7-6. 2 ;以每克粉碎產物的干重計，a -淀粉酶(購自諾維信公司)的用量為40個酶活力單位，其中，酶活力單位的定義為在pH值為6. O、溫度為70°C的條件下， I分鐘將I毫克淀粉轉化為還原糖所需的酶量為一個酶活力單位)，得到酶解產物。將部分酶解產物通過用液壓式板框壓濾機進行壓濾，分離出清液和濾渣，其中，濾渣的固含量為50重量％。將172. 8千克的清液、43. 2千克酶解產物滅菌后加入到300L的發酵罐中，得到發
酵培養基。將上述得到的部分酶解產物加水稀釋至總糖為10重量％，得到種子培養基，將種子培養基投入種子罐，加熱到121°C消毒，維持30分鐘后快速降溫至36°C，接入黑曲霉菌種，每升種子培養基中黑曲霉的接種量為2 X IO8個孢子。在36°C、起始pH值為5. 5、0. 6體積(體積 分鐘)的通氣條件下進行菌種培養；通過取樣顯微鏡鏡檢、酸度測定和PH測定對黑曲霉的生長進行觀察，當pH < 2. O、酸度> lg/100mL、菌球大小均勻、菌絲粗壯伸出時，停止培養。將經過培養的黑曲霉菌種加入到發酵罐中開始發酵，每升發酵培養基中接種量為2. 2 X IO7個孢子，發酵條件包括溫度為36 °C，起始pH值為4. 5，通氣量為0. 8體積(體積 分鐘)，發酵至發酵液中還原糖含量達到0. 3g/100mL以下停止發酵，然后進行過濾得到檸檬酸溶液。將上述檸檬酸溶液中和酸解、脫色離交，再將檸檬酸離交液加液堿(工業食品級液堿，質量百分比濃度為32%)中和得到檸檬酸鈉溶液，所述檸檬酸鈉母液為檸檬酸鈉溶液通過濃縮結晶并分離后得到的液體。以下實施例中所用的脫色劑包括粉狀活性炭LH-07購自國家林化工程技術中心炭素廠、顆粒活性炭GH-Il購自山西大同市華鑫活性炭有限公司。檸檬酸鈉溶液的透光率通過分光光度計來檢測。檸檬酸鈉溶液以及檸檬酸水溶液的易炭倍數通過GB 6782-2009(食品添加劑檸檬酸)來測試。實施例I本實施例用于說明本發明提供的檸檬酸鈉母液的提純方法。(I)將濃度為50. 5重量％的檸檬酸鈉母液10. 0kg(pH值為6. 6，易炭倍數為12. 5)與濃度為32重量％的氫氧化鈉水溶液混合，調節pH值至10，然后將其置于型號為FJ-20L的不銹鋼高壓反應釜中，加熱至溫度為110°c、壓力控制在0. 05MPa、加熱時間lh，加熱結束后，在70°C下，用真空抽濾裝置對其進行趁熱抽濾，得到檸檬酸鈉濾液(pH值為9. I)；(2)在檸檬酸鈉濾液中加入易炭倍數為2. 5、濃度為50重量％的檸檬酸水溶液0. 09kg，回調pH至6. 5，再在50°C下將其通入裝有顆粒活性炭GH-Il的脫色柱中進行脫色(柱子直徑35mm，長度1000mm，活性炭填充量550g，控制檸檬酸鈉濾液的流速使得檸檬酸鈉濾液與活性碳的接觸時間為40min)，并將經過脫色的檸檬酸鈉濾液引出，最后得到濃度為42. 5重量％的檸檬酸鈉溶液12. 02kg (易炭倍數為3. 5，透光率大于80%)。實施例2本實施例用于說明本發明提供的檸檬酸鈉母液的提純方法。(I)將濃度為40. 5重量％的檸檬酸鈉母液10. 0kg(pH值為6. 8，易炭倍數為13. 5)與濃度為32重量％的碳酸氫鈉水溶液混合，調節pH至10. 5，然后將其置于型號為FJ-20L 的不銹鋼高壓反應釜中，加熱至溫度為120°C、壓力控制在0. llMPa、加熱時間1.5h，加熱結束后，在75°C下，用真空抽濾裝置對其進行趁熱抽濾，得到檸檬酸鈉濾液(pH值為9. 22)；(2)在檸檬酸鈉濾液中加入易炭倍數為2. 6、濃度為50重量％的檸檬酸水溶液0. 072kg，回調pH至6. 61，再在55°C下將其通入裝有顆粒活性炭GH-Il的脫色柱中進行脫色(柱子直徑35mm，長度1000mm，活性炭填充量550g，控制檸檬酸鈉濾液的流速使得檸檬酸鈉濾液與活性碳的接觸時間為45min)，最后得到濃度為38. 6重量％的檸檬酸鈉溶液10. 75kg (易炭倍數為3. 10，透光率大于80%)。實施例3本實施例用于說明本發明提供的檸檬酸鈉母液的提純方法。(I)將濃度為52. 5重量％的檸檬酸鈉母液10. 0kg(pH值為6. 7，易炭倍數為16. 5)與濃度為32重量％的碳酸鈉水溶液混合，調節pH至10. 7，然后將其置于型號為FJ-20L的不銹鋼高壓反應釜中，加熱至溫度為125°C、壓力控制在0. 12MPa、加熱時間2. 0h，加熱結束后，在72°C下，用真空抽濾裝置對其進行趁熱抽濾，得到檸檬酸鈉濾液(pH值為9. 32)；(2)在檸檬酸鈉濾液中加入易炭倍數為2. 8、濃度為50重量％的檸檬酸水溶液0. 082kg，回調pH至6. 7，再在60°C下將其通入裝有顆粒活性炭GH-Il的脫色柱進行脫色(柱子直徑35mm，長度1000mm，活性炭填充量550g，控制檸檬酸鈉濾液的流速使得檸檬酸鈉濾液與活性碳的接觸時間為45min)，最后得到濃度為44. 5重量％的檸檬酸鈉溶液12. Okg(易炭倍數為3. 15，透光率大于80%)。實施例4本實施例用于說明本發明提供的檸檬酸鈉母液的提純方法。(I)將濃度為55. 0重量％的檸檬酸鈉母液10. 0kg(pH值為6. 6，易炭倍數為15. 5)與濃度為32重量％的氫氧化鈉水溶液混合，調節pH至11，然后將其置于型號為FJ-20L的不銹鋼高壓反應釜中，加熱至溫度為130°C、壓力控制在0. 122MPa、加熱時間2. 5h，加熱結束后，在75°C下，用真空抽濾裝置對其進行趁熱抽濾，得到檸檬酸鈉濾液(pH值為9. 35)；(2)在檸檬酸鈉濾液中加入易炭倍數為2. 4、濃度為50重量％的檸檬酸水溶液0. 097kg，回調pH至6. 75，再在40°C下將其通入裝有粉狀活性炭LH-07的脫色柱進行脫色(柱子直徑35mm，長度1000mm，活性炭填充量550g，控制檸檬酸鈉濾液的流速使得檸檬酸鈉濾液與活性碳的接觸時間為30min)，最后得到濃度為44. 5重量％的檸檬酸鈉溶液12. 5kg(易炭倍數為3. 15，透光率大于80%)。實施例5按照實施例4的方法提純檸檬酸鈉母液，不同的是，在步驟(I)中將加熱溫度提高至150°C，壓力控制在0. 25MPa，加熱時間為3h ;在步驟(2)中回調pH至7. 5，經處理后，所得檸檬酸鈉溶液易炭倍數為3. 85，透光率大于80%。實施例6按照實施例I的方法提純檸檬酸鈉母液，不同的是，在步驟(I)中調節pH值至8. 0，經處理后，所得檸檬酸鈉溶液易炭倍數為5，透光率大于80%。對比例I
按照實施例I的方法提純檸檬酸鈉母液(pH值為6. 6，易炭倍數為12. 5)，不同的是，在步驟(I)中不加堿性物質調節pH，而直接進行加熱、過濾，步驟(I)得到檸檬酸鈉濾液的pH為5. 8，在步驟(2)中加液堿(工業食品級液堿，質量濃度32%)將pH值調至6. 5，經脫色處理后所得檸檬酸鈉溶液易炭倍數為11. 6，透光率大于80%。由上述實施例1-6和對比例I的結果可知，采用本發明提供的提純方法，在加熱之前，將檸檬酸鈉母液的PH值調節至大于或等于8，進一步優選為8-11可使得加熱過程中發生的糖類等易炭化合物的焦糖化反應的效率大大提高，從而有效的降低檸檬酸鈉母液的易炭倍數，使得經過提純后的檸檬酸鈉溶液品質得到顯著提高，且本發明所用原料成本較低，具有良好的工業應用前景。
權利要求
1.一種檸檬酸鈉母液的提純方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 (1)將檸檬酸鈉母液的PH值調節至大于或等于8，并加熱、過濾，得到檸檬酸鈉濾液； (2)將步驟(I)所得的檸檬酸鈉濾液的pH值回調至6-7.5，并進行脫色。
2.根據權利要求I所述的提純方法，其中，所述步驟(I)中將檸檬酸鈉母液的PH值調節至8-11，優選為10-10. 8。
3.根據權利要求I或2所述的提純方法，其中，所述步驟(I)調節pH值的方法包括向檸檬酸鈉母液中加入堿性物質，其中，所述堿性物質選自氫氧化鈉、碳酸氫鈉和碳酸鈉中的一種或多種。
4.根據權利要求I所述的提純方法，其中，步驟(I)中所述加熱在密閉容器中進行，壓力為 O. 02-0. 25MPa，溫度為 100_150°C，時間為 O. 5_3h。
5.根據權利要求4所述的提純方法，其中，壓力為O.05-0. 15MPa，溫度為110-130°C，時間為l_2h。
6.根據權利要求I所述的提純方法，其中，步驟(I)中所述過濾的條件包括溫度為50-100°C，優選為 60-80°C。
7.根據權利要求I所述的提純方法，其中，步驟(2)中將所述檸檬酸鈉濾液的pH值回調至 6. 5-6. 7。
8.根據權利要求I或7所述的提純方法，其中，所述步驟(2)中回調pH值的方法包括向所述檸檬酸鈉濾液中加入檸檬酸，其中，所述檸檬酸的易炭倍數為O. 5-3。
9.根據權利要求I所述的提純方法，其中，步驟(2)中所述脫色的方法包括將檸檬酸鈉濾液與脫色劑接觸，接觸的溫度為40-80°C，所述脫色劑為活性炭。
全文摘要
本發明公開了一種檸檬酸鈉母液的提純方法，其中，該方法包括以下步驟(1)將檸檬酸鈉母液的pH值調節至大于或等于8，并加熱、過濾，得到檸檬酸鈉濾液；(2)將步驟(1)所得的檸檬酸鈉濾液的pH值回調至6-7.5，并進行脫色。采用本發明提供的提純方法，可有效的降低檸檬酸鈉母液的易炭倍數，經過提純后的檸檬酸鈉溶液品質較高，且采用本發明的提純方法成本較低，具有良好的工業應用前景。
文檔編號C07C51/42GK102850210SQ20121035894
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月21日 優先權日2012年9月21日
發明者張軍華, 熊結青, 胡富貴, 王浩, 吳師 申請人:中糧生物化學(安徽)股份有限公司