柠檬酸结晶母液制备柠檬酸钠的研究

张 越等 ：拧 酸结晶母藏制备柠檬酿钠的研究 ' 7一 柠檬酸结晶母液制备柠檬酸钠的研究 ～ o5oolS) 伟 f√ ， ’一-_———一 ，，， (河北科技大学化工系石家庄市 ， f Z—0 f、f 擒 翼 舟绍了用柠霉嚷结晶母i蔓生产拧糠酸钠的，通过实验得出了最佳条件。产品质量达 蛐 母 靛， 关蝴竺竺 苎堕苎苎苎 {，强， 柠檬酸是一种无色结晶体，徽有潮解性， 易风化，广泛用于医药、食品和洗涤搠工业。 柠檬酸锕有很好的生物降解性，对环境污染 小，美国及西方一些国家已絷止使用磷酸盐作 为洗潦荆的添加射。而用拧檬酸钠来代替。 另外，它崔食品工亚上鸽月量也增长根快，近 几年出现了蓬勃发展的趋势，有报好的发展前 景。 柠糠酸钠一般是由柠檬蘸和氧氧化钠或碳 酸钠中和丽制得。在柠糠馥生产中，由于馥化 液含有少量的糖类、蛋白质和其它杂质，在蒸 发浓缩过程中，溶液颜色逐渐加深。致使柠檬 酸呈黄褐色，影响产品质量。 因此，酸化液经 几次浓缩后，母液就重新钙化、酸化、蒸发生产 出柠檬酸。我们利用柠檬酸结晶母涟制备柠檬 酸钠，既降低了柠檬酸铕生产成本，柠檬酸结 晶母液又无番重新钙化、酸化和再蒸发．简化了 柠檬酸生产操作。 1 实验部分 1．1 I艺流程示意图 曩 ■ 插单冀 ]母 回 盟崮一幽一囤．．圆 一囱 一 柠檬酸酸化减在蒸发过程中，糖分分解产 生有色物质．使多次结晶后的柠檬酸母液有较 铩的颜色和较大的粘度，直接和碳酸钠反应． 有色物质会桔附手结晶上，影响产品质量。 因此，必须先脱除有色糖质。 此类有色蜘质 羔芝囹 ．． 蕞 产矗 最常用的脱除方法是用活性炭脱除，由于柠檬 酸母液粘度较大，脱色时间长，过滤速度慢， 因此。柠檬酸母液应先稀释后再脱色。 脱除了有色物质的柠檬馥溶液与碳酸钠发 生中和反应： 2G }k + 3N_1o0I 一 2C‘H N + 3 C + 3H 生成柠檬酸钠和二氧化碳，反应液经活性炭脱 色、过滤得到柠檬酸钠溶液，为了防止柠檬馥饷 溶液蒸发过程中有色橱质的生成，柠檬酸钠溶 液采用减压蒸发，蒸发析出的柠檬馥钠结晶经 过滤、干燥即得到柠檬酸钠。 1．2 实验方法 将柠檬酸母液放入烧杯中，加水稀释至 45％．加热至一定温度。加入活性炭。揽拌1--2 h。过滤，将滤液加热，在搅拌下将30％碳酸冉孽 缓疑加入滤液中，当产生气泡减少后，不断用 pH试纸测定溶液的pH值，直到pH值为4。停 止加入碳酸钠溶液，加 少^量的活性炭．搅拌 维普资讯 http://www.cqvip.com 河 北 化 工 1998年第 1期 0．5 h．过滤，将滤液真空蒸发至一定浓度，冷却 结晶，过谴，在 120℃下干燥，对产品进行含量 和杂质分析。 1．3 分析方法 取试样0．15 g(精确至0．OO0 1 g)，加冰乙酸 l0 ml，加热溶解后，放冷 加乙酸酐 10 ml，加 0．5％结晶紫溶液2滴，用0．1 tool·I 高氯 酸溶液滴定至溶液显蓝绿色，同时做空白 漓定实验进行校正。柠檬酸钠含量按下式计算： W《％J= X100％ 武中 W——柠檬酸钠重量百分含量 ／％ ： M。——高氯酸标准溶液摩尔浓度 ／mol-r ； y——试样湔定消耗高氯酸标准溶液 体积／mli — — 空白试样浦定 高氯酸标 堆|溶液体积／ml； M——试样重量／g。 2 结果及讨论 2．1 脱色 我们选择了颗粒状、桂状和粉末状三种活 性炭作为脱色剂，分别进行脱色试验，在相同活 性炭用量、脱色温度和脱色时间的前提下，以粉 末活性炭脱色效果最佳。这是由于脱除的物质 为大分子物质，不易进入活性炭内面，只吸附 在活性炭的外表面，粉末状活性炭外比表面积 较其它两种大。因此 粉末状活性炭脱色效果 最佳。 用粉末活性炭脱色时，为了提高过滤速度， 我们采取了稀释柠檬酸母液和提高过滤温度的 措施。柠檬酸母液稀释到柠檬酸含量为45％。 过滤温度对过滤速度的影响见表 1。 衰 1过拣温度和过拣速度的关系 过糠矗麈，℃ 30 椰 卯 砷 蛐 过誊_l度， 一T Ⅱ O 2 1．O 1．7 2．2 2．4 2．5 从表 l可以看出，随着过滤温度的提高，过 滤速度增大，当温度达到60℃时，过滤邃度随 过滤温度提高而增加地较为缓慢 考虑到反应 适宜温度为 6o℃。我们选择脱色和过滤温度 为60℃。 2．2 反应 由于温度高对，反应过程中产生较多的 有色物质。温度低耐，柠檬酸钠溶液晕增加， 蒸发负荷增大，能耗和设备投资增加。因此， 我们选择反应温度为60℃。 反应终点pH值对产品质量的影响_见表2o 塞兰塑兰茎笪宣曼塑星皇整盛E螋 盟差至 兰 !： 1： !：! !：! !： !： 拧tt舳古量，％ 95．98 蛐．15 99．惴 99 23 98．55 96-％ 从表 2可以看出，反应终点pH值为7．5 时，产品中柠檬酸钠含量最高，达到孵．23％， 反应终点pH值为7．0时，产品中柠檬酸钠含 量为 99．08％，也达到国标 GB 6782—86的要 求。反应终点 pH大于 8．0或小于 6．5时，产品 中柠檬酸钠含量均小于国标GB 6782—86规 定的99．O％的耍求。因此，反应终点pH值应 控制在 7，0～7 7。 2．3 蒸发 为防止蒸发过程中产生有色物质，蒸发操 作采用真空蒸发，真空度为80 kPa，此时沸点 为 55℃～68℃ 。 3 结 论 3．1 最佳工艺条件：脱色温度 60℃}反应温 度 60℃；反应终点pH值 7．0--7．7；蒸发真 空度 大于 80 kPa。 3．2 用柠檬酸结晶母液生产柠檬酸钠，降低了 柠檬酸钠的生产成本，简化了柠檬酸生产操作， 产品质量可以达到国标 GB 6782—86规定的 要求。 参 考 文 献 1 垒其荣．辱 ．有机黩发酵工艺学 ．北京：中国轻工业出版社 2 李 琦 ．现代化工．1989．(2) 28-31 3 郑伯荤 ．湖南化工．1987．(4)：6-13 维普资讯 http://www.cqvip.com