一種檸檬酸鈉的制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種檸檬酸鈉的制備方法，其特征在于，該方法包括在水中，將硫酸鈉與檸檬酸氫鈣接觸，固液分離，得到含有檸檬酸氫鈉的溶液A，將含有檸檬酸氫鈉的溶液A與陰離子交換樹脂接觸，收集與陰離子交換樹脂接觸后的溶液，得到含有檸檬酸氫鈉的溶液B，將含有檸檬酸氫鈉的溶液B與氫氧化鈉接觸，得到檸檬酸鈉溶液，所述陰離子交換樹脂為硫酸根離子選擇性陰離子交換樹脂。本發(fā)明專利技術(shù)的方法是一種新的制備檸檬酸鈉的方法。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及。
技術(shù)介紹
檸檬酸鈉是目前工業(yè)上最重要的一種檸檬酸鹽，用途極其廣泛，可用于食品、醫(yī)藥、環(huán)保、電鍍和釀造等行業(yè)。例如廣泛用于食品加工的調(diào)味、穩(wěn)定劑，無毒電鍍工業(yè)作緩沖劑和副絡(luò)合劑，醫(yī)藥工業(yè)用作抗凝血?jiǎng)⒒邓幒屠蛩幍取，F(xiàn)有技術(shù)中，檸檬酸鈉的生產(chǎn)方法是用檸檬酸成品溶液或較純凈的檸檬酸液體， 與氫氧化鈉或碳酸鈉反應(yīng)后，經(jīng)調(diào)節(jié)PH、脫色、濃縮、結(jié)晶、離心、烘干后得到檸檬酸鈉成品。 該方法對原料檸檬酸的要求高，需要前期對檸檬酸發(fā)酵液進(jìn)行提純，提純的過程中需要消耗碳酸鈣、硫酸，產(chǎn)生硫酸鈣廢渣，生產(chǎn)成本高。現(xiàn)有技術(shù)中，也有采用檸檬酸鈣與碳酸鈉復(fù)分解生產(chǎn)檸檬酸鈉的方法，由于液體中鈉離子含量高，造成碳酸鈉電離困難，要保證檸檬酸鈣反應(yīng)徹底，碳酸鈉的用量要在檸檬酸鈣摩爾量的3倍以上，這樣會(huì)造成檸檬酸鈉溶液中含有大量的碳酸鈉。后期需要用檸檬酸反調(diào)溶液的PH至弱酸性，用以除去溶液中的碳酸鈉，過程中需要消耗較為純凈的檸檬酸，調(diào)PH值的過程相當(dāng)于是在用檸檬酸和碳酸鈉反應(yīng)生成檸檬酸鈉；又由于檸檬酸和碳酸鈉的價(jià)格較高，采用碳酸鈉與檸檬酸反應(yīng)得到檸檬酸鈉，從成本角度考慮不經(jīng)濟(jì)。另外，由于檸檬酸鈣顆粒是由細(xì)小的檸檬酸鈣晶體集聚形成的晶簇顆粒，其中包含有較多的雜質(zhì)， 得到的檸檬酸鈉溶液的色澤較黃，雜質(zhì)多，給后續(xù)的精制工序帶來了困難。采用檸檬酸氫鈣和碳酸鈉反應(yīng)的方法得到檸檬酸鈉，其反應(yīng)機(jī)理同檸檬酸鈣和碳酸鈉反應(yīng)類似，得到的都是檸檬酸鈉溶液和碳酸鈣固體，也同樣存在著檸檬酸鈉溶液中含有大量碳酸鈉的情況。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的專利技術(shù)目的是提供一種新的制備檸檬酸鈉的方法。本專利技術(shù)提供，其特征在于，該方法包括在水中，將硫酸鈉與檸檬酸氫鈣接觸，固液分離，得到含有檸檬酸氫鈉的溶液A，將含有檸檬酸氫鈉的溶液A 與陰離子交換樹脂接觸，收集與陰離子交換樹脂接觸后的溶液，得到含有檸檬酸氫鈉的溶液B，將含有檸檬酸氫鈉的溶液B與氫氧化鈉接觸，得到檸檬酸鈉溶液，所述陰離子交換樹脂為硫酸根離子選擇性陰離子交換樹脂。本專利技術(shù)的專利技術(shù)人發(fā)現(xiàn)，將硫酸鈉與檸檬酸氫鈣接觸，只需等摩爾量硫酸鈉就可使反應(yīng)充分進(jìn)行，得到含有檸檬酸氫鈉的溶液，經(jīng)離子交換去除雜質(zhì)離子后，與氫氧化鈉接觸，得到檸檬酸鈉溶液，該檸檬酸鈉溶液經(jīng)濃縮、結(jié)晶能夠高收率得到高純度的檸檬酸鈉。 在本方法中，由于對檸檬酸氫鈣質(zhì)量的要求不高，檸檬酸氫鈣可以為檸檬酸一氫鈣、檸檬酸二氫鈣或檸檬酸一氫鈣和檸檬酸二氫鈣的混合物，并且本專利技術(shù)中的硫酸鈉用量相對于碳酸鈉的用量可以少很多，而且由于硫酸鈉的成本要低于碳酸鈉，因此，無論從原料檸檬酸氫鈣還是從原料硫酸鈉來看，本專利技術(shù)的方法都具有成本低的特點(diǎn)。另外，由于本專利技術(shù)的方法相對于傳統(tǒng)方法不消耗濃硫酸，降低了氫氧化鈉的用量，減少了硫酸鈣的產(chǎn)生量；同時(shí)，采用本專利技術(shù)的方法得到的檸檬酸鈉溶液同用檸檬酸鈣和碳酸鈉制取的檸檬酸鈉溶液相比，具有質(zhì)量高的優(yōu)點(diǎn)。具體實(shí)施例方式本專利技術(shù)提供，其特征在于，該方法包括在水中，將硫酸鈉與檸檬酸氫鈣接觸，固液分離，得到含有檸檬酸氫鈉的溶液A，將含有檸檬酸氫鈉的溶液A 與陰離子交換樹脂接觸，收集與陰離子交換樹脂接觸后的溶液，得到含有檸檬酸氫鈉的溶液B，將含有檸檬酸氫鈉的溶液B與氫氧化鈉接觸，得到檸檬酸鈉溶液，所述陰離子交換樹脂為硫酸根離子選擇性陰離子交換樹脂。根據(jù)本專利技術(shù)的方法，所述硫酸鈉的用量不需要很高，具體地，所述檸檬酸氫鈣與硫酸鈉的摩爾比為1 1-1. 05時(shí)，就可使檸檬酸氫鈣與硫酸鈉完全反應(yīng)。進(jìn)一步從成本上考慮，優(yōu)選為所述檸檬酸氫鈣與硫酸鈉的摩爾比為1 1-1.02。所述水在本專利技術(shù)中作為溶劑使用，其用量沒有特別的限制，只要將硫酸鈉完全溶解即可。具體地，所述硫酸鈉與水的摩爾體積比可以為1. 4-1. 8mol/L ；優(yōu)選為水溶液與硫酸鈉的摩爾體積比可以為1. 5-1. 6mol/L。在本專利技術(shù)中，由于提高溫度能夠增加原料硫酸鈉在水中的溶解度，并且能夠提高反應(yīng)的速度和降低硫酸鈣的溶解度。因此，所述硫酸鈉與檸檬酸氫鈣接觸優(yōu)選在加熱條件下進(jìn)行。具體地，所述硫酸鈉與檸檬酸氫鈣接觸溫度至少為60°C，接觸的時(shí)間至少為2小時(shí)；優(yōu)選為硫酸鈉與檸檬酸氫鈣接觸溫度可以為60-90°C，接觸的時(shí)間可以為2-6小時(shí)；在確保上述效果的情況下，從時(shí)間、效率上考慮，進(jìn)一步優(yōu)選為硫酸鈉與檸檬酸氫鈣接觸溫度可以為80-85°C，接觸的時(shí)間可以為4-5小時(shí)。另外，反應(yīng)可以采用連續(xù)的方式進(jìn)行，也可以以間歇的方式進(jìn)行；優(yōu)選采用連續(xù)的方式進(jìn)行，更優(yōu)選為多級反應(yīng)罐連續(xù)反應(yīng)。在本專利技術(shù)中，所述檸檬酸氫鈣與硫酸鈉的摩爾比為1 1-1. 05時(shí)，就可使檸檬酸氫鈣與硫酸鈉完全反應(yīng)，硫酸鈉的用量小，降低了成本。并且，在上述反應(yīng)條件下反應(yīng)得到的產(chǎn)物中的硫酸根離子和鈣離子的含量也低，具體地，在上述反應(yīng)條件下反應(yīng)得到的產(chǎn)物中的硫酸根離子的含量小于2500ppm，鈣離子含量小于lOOOppm。反應(yīng)完成后，通過固液分離，得到含有檸檬酸氫鈉的溶液，所述固液分離可以采用本領(lǐng)域所公知的各種方法。例如離心，過濾等。本專利技術(shù)優(yōu)選為過濾。由于經(jīng)固液分離后得到的固體中含有少量的檸檬酸氫鈉，為了提高收率，優(yōu)選采用80-85°C的水淋洗固體，所述水的用量沒有特別的限制，一般為反應(yīng)液體積的0. 3-0. 5倍。所述固體為硫酸鈣。在本專利技術(shù)中，檸檬酸氫鈣可以為檸檬酸一氫鈣和/或檸檬酸二氫鈣。且采用本專利技術(shù)的方法對制備檸檬酸氫鈣的原料的質(zhì)量要求不高，所使用的檸檬酸氫鈣可以是通過將檸檬酸發(fā)酵液經(jīng)固液分離除去菌體等固形物后得到的檸檬酸清液與檸檬酸鈣和/或碳酸鈣反應(yīng)制得的檸檬酸一氫鈣、檸檬酸二氫鈣或檸檬酸一氫鈣和檸檬酸二氫鈣的混合物。可以是檸檬酸一氫鈣、檸檬酸二氫鈣或檸檬酸一氫鈣和檸檬酸二氫鈣的混合物的原因是無論是檸檬酸一氫鈣還是檸檬酸二氫鈣都能跟硫酸鈉很好的反應(yīng)生成檸檬酸氫鈉。根據(jù)本專利技術(shù)的方法，為了提高產(chǎn)品的外觀，優(yōu)選在將硫酸鈉與檸檬酸氫鈣接觸，固液分離，得到含有檸檬酸氫鈉的溶液A后，對含有檸檬酸氫鈉的溶液A進(jìn)行脫色后過濾除去脫色劑。脫色使用的脫色劑可以為本領(lǐng)域所公知的各種脫色劑，例如粉末活性碳、顆粒活性炭和脫色樹脂的一種或多種。本專利技術(shù)優(yōu)選為活性碳；更優(yōu)選為GH-15型顆粒活性炭。 脫色劑的用量可以為本領(lǐng)域的常規(guī)用量，例如可以為待脫色的含有檸檬酸氫鈉的溶液A的 0. 1-0. 5 重量 ％。本專利技術(shù)中，所述硫酸根離子選擇性陰離子交換樹脂是指相對于除硫酸根離子之外的陰離子，該陰離子交換樹脂對硫酸根離子的吸附性明顯高得多。根據(jù)本專利技術(shù)的方法，所述含有檸檬酸氫鈉的溶液A與陰離子交換樹脂接觸的方式可以為本領(lǐng)域所公知的各種方式。例如讓含有檸檬酸氫鈉的溶液A通過陰離子交換樹脂層；含有檸檬酸氫鈉的溶液A與陰離子交換樹脂均勻混合等方式。由于本專利技術(shù)中所使用的陰離子交換樹脂是為了選擇性去除硫酸根離子，是一種硫酸根離子選擇性陰離子交換樹月旨，該樹脂對檸檬酸氫根離子也有一定的吸附性，但由于該樹脂對硫酸根離子的吸附性好很多，可以將檸檬酸氫根離子替換下來。因此，本專利技術(shù)優(yōu)選讓含有檸檬酸氫鈉的溶液A通過陰離子交換樹脂層，通過控制流速來使含有檸檬酸鈉的溶液A與陰離子交換樹脂層的接觸時(shí)間至少為30min，以保證極大多數(shù)的硫酸根離子被吸附，檸檬酸氫根離子幾乎不被吸附。優(yōu)選為30-18本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周勇，熊結(jié)青，王勇，顧宗池，孫鳳，
申請(專利權(quán))人：中糧生物化學(xué)安徽股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：