檸檬酸的提取方法

檸蒙酸的分離提純有鈣鹽法、直接提取法、溶媒萃取法、離子交換和滲析法等。

、鈣鹽法

鈣鹽法是將發(fā)酵液中的檸檬酸變成鈣鹽沉淀，用硫酸將檸檬酸鈣置換出游離的檸檬酸，生成的硫酸鈣沉淀出來，然后將檸檬酸進步純化結(jié)晶。發(fā)酵液經(jīng)過加熱處理后，濾去菌體等殘渣，在中和桶中加入碳酸鈣或石灰乳中和，使檸檬酸以鹽的形式沉淀下來，廢糖水和可溶性的雜質(zhì)則過濾除去。檸檬酸鈣在酸解槽中加入硫酸酸解，使檸檬酸分離出來，形成的硫酸鈣（石膏渣）被濾除，作為副產(chǎn)品利用，這時得到的粗檸檬酸溶液通過脫色和離子交換凈化，除去色素和膠體雜質(zhì)以及無機雜質(zhì)離子。凈化后的檸檬酸溶液濃縮后結(jié)晶出來，離心分離晶體，母液則重新凈化后濃縮、結(jié)品。檸橡酸品體經(jīng)干燥和檢驗后包裝出廠。鈣鹽法提取檸檬酸工藝流程見圖4-16。

1.檸攀酸鈣的生成

發(fā)酵結(jié)束后，將發(fā)酵液濾去菌絲，濾液按總酸量的70%加入碳酸鈣粉進行中和，隨即將其煮沸，檸檬酸鈣沉淀出來，在95℃以上高溫時檸檬酸鈣溶解度低，而其他有機酸的鈣鹽溶解度則較高。然后用90~95℃熱水充分洗滌沉淀，洗凈培養(yǎng)基中帶來的糖分和其他可溶性雜質(zhì)。

2.硫酸望換反應(yīng)

把用熱水洗凈的檸檬酸鈣加水?dāng)嚦珊隣睿跀嚢柘录尤藵饬蛩幔瑴囟瓤刂圃?0℃以上，當(dāng)硫酸加的量能滿足置換反應(yīng)時，檸檬酸游離出來，硫酸與鈣離子形成硫酸鈣沉淀出來。硫酸的用量為加入的碳酸鈣的85%~90%，硫酸加入量不足時，會造成檸檬酸鈣反應(yīng)不，余下的檸檬酸三鈣混于檸襟酸中，檸檬酸無法結(jié)，而硫酸過量時，濃縮過程中酸度增加，當(dāng)溫度升高至70~75℃時，會引起檸檬酸分解，產(chǎn)生蟻酸等揮發(fā)酸，產(chǎn)品顏色較深。在酸解反應(yīng)中應(yīng)嚴格控制溫度，在相對飽和度下，溫度低時，有大量可溶性二水硫酸鈣存在，混于檸檬酸液中，也影響過濾效果。在較高的溫度下，產(chǎn)物以CaSO..H?O和硫酸鈣的形式存在，溶解度低，成為沉淀被過濾除去。

3.脫色

為了得到純凈的檸橡酸結(jié)晶，先須去除色素，脫色的方法有活性炭脫色和大孔樹脂脫色等。

4.去除陽離子雜質(zhì)

生產(chǎn)中多采用樹脂進行離子交換，常用的樹脂為732型陽離子交換樹脂，當(dāng)有pH為4的溶液流出時，表示已有檸檬酸流出，開始收集。

5.濃綜

在常壓下濃縮易導(dǎo)致檸檬酸分解，應(yīng)進行誠壓濃縮。

6.結(jié)品

檸檬酸在緩慢攪拌下冷卻結(jié)晶，使品粒均勻。

鈣鹽法的缺點是勞動強度大，設(shè)備易被腐蝕，提取收率僅為70%左右，同時造成環(huán)境污染。

二、直接提取法

本法適用于檸檬酸含量高、雜質(zhì)少的發(fā)酵濾液。可以用以下幾種方法得到檸檬酸結(jié)晶。

①過濾清液先用活性炭脫色去除雜質(zhì)，濃縮結(jié)晶。

②用CFC抽提除去蛋白質(zhì)及其他雜質(zhì)，將濾液分離出來濃縮結(jié)品。③以甲醇沉淀濾液中的蛋白質(zhì)，洗滌沉淀，回收甲醇后濃縮結(jié)晶。

④用活性炭將濾液脫色、濃縮，再用3倍量的丙圈沉淀蛋白質(zhì)，分離、回收丙鬧后濃縮結(jié)品。

三、萃取法

本法用溶劑將檸檬酸從發(fā)酵濾液中分離出來，常用的萃取溶劑有4類：①僅含碳、氫、氧的乙酸乙酯、二、甲基異丁酮；②含磷氧鍵的磷酸三丁酯；③含硫氧鍵的亞礬；④有機胺如三辛胺。使用時可用正己烷、甲苯、乙酸乙酯、正丁醇等對某些黏度大的萃取劑進行稀釋。

萃取中，檸檬酸在兩相中的分配與萃取溫度、檸檬酸濃度以及濾液中所含雜質(zhì)等因素有關(guān)。

四、離子交換和滲析法

用弱堿性O(shè)H型701型陰離子交換樹脂吸附，用5%氫氧化銨洗脫，得到檸檬酸銨溶液，然后通過強酸性H型732型離子交換樹脂交換，檸檬酸可游離出來。

急思考題

1.簡述檸檬酸的物理、化學(xué)性質(zhì)。

2.介紹鈣鹽法提取檸檬酸的工藝流程。

3.以木疼粉為原料生產(chǎn)檸檬酸的發(fā)酵工藝條件如何控制？