CN104045551A

CN104045551A - 一种不合格柠檬酸钠母液的回收方法

Info

Publication number: CN104045551A
Application number: CN201410226288.4A
Authority: CN
Inventors: 寇光智; 李昌涛; 袁琪琛; 周昊; 张玲玲; 刘加兰
Original assignee: RIZHAO RIJIN BOYUAN BIOCHEMISTRY CO Ltd
Current assignee: RIZHAO RIJIN BOYUAN BIOCHEMISTRY CO Ltd
Priority date: 2014-05-27
Filing date: 2014-05-27
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2034-05-27
Also published as: CN104045551B

Abstract

本发明涉及一种不合格柠檬酸钠母液的回收方法。该方法主要是将不合格柠檬酸钠母液经絮凝、沉降、过滤、脱色等工序处理后最后得到能够满足正常生产指标的合格钠母液，直接返回至柠檬酸钠中和工序，制备柠檬酸钠。本发明能够有效回收不合格母液中的柠檬酸钠，为企业创造一定的经济效益，同时也可降低环保压力，减少废弃物排放。因此，具有良好的工业应用前景。

Description

一种不合格柠檬酸钠母液的回收方法

技术领域

本发明涉及一种不合格柠檬酸钠母液的回收方法。

背景技术

柠檬酸钠，又称枸橼酸钠，分子式C₆H₅Na₃O₇·2H₂O。是一种外观呈白色或无色的有机化合物晶体。柠檬酸钠作为一种添加剂，已在食品、饮料、医药等行业得到广泛应用。其中作为食品添加剂，主要用作调味剂、缓冲剂、乳化剂和稳定剂等；在医药方面，柠檬酸钠是重要的血液抗凝剂，同时在化痰剂、利尿剂中添加柠檬酸钠，可以起到矫正血液、体液及尿液酸度的作用。

目前大多数柠檬酸企业的生产工艺为中和工艺，即经过提纯的柠檬酸溶液直接与氢氧化钠反应来制取柠檬酸钠，在柠檬酸钠生产过程中，柠檬酸钠原料液经离心分离后得到的液体我们称为母液，母液将其再次返回浓缩锅进行结晶离心。经数次循环利用后母液的透光度、易炭值等各项质量指标均不足以满足正常生产需求，若继续循环利用会直接影响成品质量。鉴于此，该母液（即不合格母液）一般弃之不用。不合格母液中柠檬酸钠含量一般在60wt%左右，另外还含有蛋白类胶体物质及少量纤维素、有机杂酸、糖、色素、矿物质等杂质。直接排放会加重环保负担，同时也会对公司效益产生影响，因此回收利用不合格柠檬酸钠母液的意义重大。

公告号为CN 102747A的中国发明专利公开了一种废柠檬酸钠母液的处理工艺，该方法是将废柠檬酸钠母液通过絮凝、离心分离、吸附、洗脱等工序处理后转化为柠檬酸铵，返回发酵工序作为氮源，实现了废柠檬酸钠母液的回收利用。但是该方法在实际生产中容易出现堵塞离心机的现象，回收的柠檬酸钠溶液返回发酵工序，需要再次经过发酵等生产工序，增加了生产成本，柠檬酸钠回收率约在90%，仍有提升的空间。

发明内容

本发现的目的在于针对现有不合格柠檬酸钠母液随意排放，而导致的资源浪费及环境污染等问题，提出一种不合格柠檬酸钠母液的回收利用方法。

本发明采用如下技术方案：

一种不合格柠檬酸钠母液的回收方法，其步骤为：

1）在不合格柠檬酸钠母液中缓慢添加柠檬酸调节溶液pH值；

2）然后边搅拌边缓慢加入预先配置好的絮凝剂溶液，搅拌后静置；

3）待沉淀完全后抽取上清液，进行过滤；

4）滤液经活性炭脱色处理后即可得到能够回收利用的柠檬酸钠母液；

所述的不合格柠檬酸钠母液是指生产柠檬酸钠产品后不能再结晶生成合格产品的含有大量杂质的柠檬酸钠溶液。

本发明所述的不合格柠檬酸钠母液的回收方法包括如下具体步骤：

1）在不合格柠檬酸钠母液中缓慢加入柠檬酸，使其pH值控制在7.5 - 8.5之间，并控制溶液温度为25 ~ 45℃，得到溶液Ⅰ；

2）采用40℃去离子水溶解絮凝剂，并搅拌均匀，得到溶液Ⅱ，浓度为1×10^-3~5×10^-3 g/L；

3）在搅拌条件下，向溶液Ⅰ中缓慢添加溶液Ⅱ，溶液Ⅱ用量为所述不合格柠檬酸钠母液体积的1‰ ~ 5‰，并持续搅拌0.5 ~ 1h后，静置2-6h，沉淀完全；

4）将步骤3）中的上清液抽离，用过滤器Ⅰ过滤上清液，得到滤液Ⅰ，将抽离上清液后的混合物用过滤器Ⅱ过滤，得到滤液Ⅱ；

5）将所得滤液Ⅰ用活性炭进行脱色处理，即得到满足生产需求的柠檬酸钠母液。

上述步骤2）中所述的絮凝剂为聚丙烯酰胺，步骤4）中所述的过滤器Ⅰ为以硅藻土为过滤介质的过滤器，步骤5）中所述活性炭为颗粒状活性炭，滤液Ⅱ重新返回步骤3）。

本发明针对不合格柠檬酸钠母液中所含的蛋白类胶体物质及微量纤维素、有机杂酸、糖、色素等杂质采用合理的除去方式，取得了良好的效果。首先是通过添加絮凝剂，将母液中的胶体蛋白及其它杂质以絮凝物的形式从溶液中分离出来。在加入絮凝剂的时候需要搅拌并缓慢添加，防止絮凝剂聚结成团，影响絮凝效果，另外絮凝剂需要在适当的pH范围内才能达到最佳的絮凝效果，所以需要先调节母液的pH，选择了最佳的絮凝温度，将升温至25 ~ 45℃。为了不引入其它阴离子，选择加入柠檬酸溶液，该柠檬酸溶液是柠檬酸生产工艺中经过脱色、脱阴阳离子之后的柠檬酸溶液（俗称离交液，柠檬酸含量约为60wt%），相比于加入柠檬酸固体产品，这种方法更能节约成本，而且对产品质量无任何影响。

另外，由于无机絮凝剂会引入其他金属离子，产品后处理复杂，所以本发明只选用有机絮凝剂，而聚丙烯酰胺无毒无害的性质成为本发明最终选择的絮凝剂，并且聚丙烯酰胺属于高分子聚合物，因此微小的使用量就可以达到较高的处理效果，同时作为食用品添加剂的柠檬酸钠来说，微小的添加量也能保证较小的残留，满足食品的卫生要求。

在絮凝后，静置溶液，沉淀完全后，抽取上清液，过滤。本发明为了解决离心泵容易堵塞的问题时，采用絮凝后先沉降的方法，然后将上清液和絮凝物分开过滤，上清液过滤的目的是为了除去上清液中残留的部分絮凝不彻底的有机杂质，通过以硅藻土为过滤介质的板框过滤器过滤，可以起到更好的过滤效果，并且不会在过滤过程中引入其他有害杂质，保证了产品质量。上清液与絮凝物分开过滤的方式也可以防止絮凝物堵塞滤布，提高过滤精度。絮凝物过滤后的滤液返回前面的絮凝步骤中重复利用，提高了柠檬酸钠的回收率，采用本发明工艺的柠檬酸钠的回收率在95%以上。

经上述处理后，不合格母液中仍存在着微量色素（过滤液呈浅黄色），采用活性炭吸附色素，起到净化的作用，通过实验发现粉末状活性炭处理效果不好，而颗粒状活性炭具有更高的比表面积，能够达到更好的色素吸附效果，因此，本发明采用颗粒状活性炭。

本发明相比较于现有技术，能够回收母液中的柠檬酸钠，避免了母液的浪费，减少了生产成本，而且回收率较高。同时本发明处理后的母液质量较高，可以直接用于柠檬酸钠的后期生产中，而不需要再重新经过发酵等工序，降低了成本。本发明的处理方法简单，成本低，效果好。

本发明的有益效果主要有如下几点：

（1）本发明中将不合格柠檬酸钠母液进行回收利用，既避免了环境污染，同时可为企业带来一定经济效益。

（2）本发明采用物理方法进行回收利用，能够有效避免其他化学物质的污染（絮凝剂的添加量极其微量，完全可以达到质检指标，因此可以忽略不计），作为食用品切实保证产品的洁净度。

（3）本发明解决了现有工艺容易堵塞离心机的问题，并且通过处理后母液质量较高，可以直接回到柠檬酸钠的中和工艺中，降低了成本，提高了柠檬酸钠的回收率。

采用本发明提供的方法，将不合格母液进行处理后，可有效提升母液质量，达到可以回收利用的标准，且本方法成本较低，具有良好的工业应用前景。

附图说明

图1为本发明工艺流程示意图。

具体实施方式

以下实例对本发明的具体实施方式进行详细说明，以便于对本发明的理解和实施，并非对本发明构成限制。实施本发明也不限于以下实施例中的描述，本领域技术人员可以对实施例中的某个或某些技术特征进行等同或等效的变化，同样属于本发明所保护的不合格柠檬酸钠母液的回收方法。

实施例1

一种不合格柠檬酸钠母液的回收方法，其步骤为：

1）将含量为59.6%（w/w）的柠檬酸钠母液100L（易炭值10000左右；透光度几近为零）置于反应罐中，升温到45℃后恒温，缓慢加入柠檬酸，所述的柠檬酸来自于柠檬酸生产工艺中经过脱色、脱阴阳离子之后的柠檬酸溶液，使其pH值控制在8.5，得到溶液Ⅰ；

2）采用40℃去离子水溶解聚丙烯酰胺，并搅拌均匀，得到溶液Ⅱ，浓度为1×10^-3g/L；

3）在搅拌条件下，向溶液Ⅰ中缓慢添加溶液Ⅱ，溶液Ⅱ用量为所述不合格柠檬酸钠母液体积的2‰，并持续搅拌0.5 h后，静置4h，沉淀完全；

4）将步骤3）中静置后的混合溶液的上清液抽离，用板框硅藻土过滤器（过滤器Ⅰ）过滤上清液，得到滤液Ⅰ，将抽离上清液后的混合物用另一板框过滤器（过滤器Ⅱ）过滤，得到滤液Ⅱ；

5）将所得滤液Ⅰ用颗粒状活性炭进行脱色处理，即得能够回收利用的柠檬酸钠母液。经常规检测易炭值为827，且透光度为41.2%。滤液Ⅱ重新返回步骤3）。

实施例2

一种不合格柠檬酸钠母液的回收方法，其步骤为：

1）将含量为59.6%（w/w）的柠檬酸钠母液100L（易炭值10000左右；透光度几近为零）置于反应罐中，调整温度至30℃，恒温，缓慢加入柠檬酸，所述的柠檬酸来自于柠檬酸生产工艺中经过脱色、脱阴阳离子之后的柠檬酸溶液，使其pH值控制在8.5，得到溶液Ⅰ；

2）采用40℃去离子水溶解聚丙烯酰胺，并搅拌均匀，得到溶液Ⅱ，浓度为2×10^-3 g/L；

3）在搅拌条件下，向溶液Ⅰ中缓慢添加溶液Ⅱ，溶液Ⅱ用量为不合格母液体积的4‰，并持续搅拌0.6 h后，静置2h，沉淀完全；

5）将所得滤液Ⅰ用颗粒状活性炭进行脱色处理，即得能够回收利用的柠檬酸钠母液。经常规检测易炭值为850，且透光度为40.8%。滤液Ⅱ重新返回步骤3）。

实施例3

一种不合格柠檬酸钠母液的回收方法，其步骤为：

1）将含量为59.6%（w/w）的柠檬酸钠母液100L（易炭值10000左右；透光度几近为零）置于反应罐中，调整温度至30℃，恒温，缓慢加入柠檬酸，所述的柠檬酸来自于柠檬酸生产工艺中经过脱色、脱阴阳离子之后的柠檬酸溶液，使其pH值控制在8.0，得到溶液Ⅰ；

2）采用40℃去离子水溶解聚丙烯酰胺，并搅拌均匀，得到溶液Ⅱ，浓度为3×10^-3 g/L；

3）在搅拌条件下，向溶液Ⅰ中缓慢添加溶液Ⅱ，溶液Ⅱ用量为不合格母液体积的5‰，并持续搅拌0.5 h后，静置3h，沉淀完全；

5）将所得滤液Ⅰ用颗粒状活性炭进行脱色处理，即得能够回收利用的柠檬酸钠母液。经常规检测易炭值为759，且透光度为42.6%。滤液Ⅱ重新返回步骤3）。

实施例4

一种不合格柠檬酸钠母液的回收方法，其步骤为：

1）将含量为59.6%（w/w）的柠檬酸钠母液100L（易炭值10000左右；透光度几近为零）置于反应罐中，调整温度至40℃，恒温，缓慢加入柠檬酸，所述的柠檬酸来自于柠檬酸生产工艺中经过脱色、脱阴阳离子之后的柠檬酸溶液，使其pH值控制在8.0，得到溶液Ⅰ；

2）采用40℃去离子水溶解聚丙烯酰胺，并搅拌均匀，得到溶液Ⅱ，浓度为5×10^-3 g/L；

3）在搅拌条件下，向溶液Ⅰ中缓慢添加溶液Ⅱ，溶液Ⅱ用量为不合格母液体积的5‰ ，并持续搅拌1 h后，静置6h，沉淀完全；

5）将所得滤液Ⅰ用颗粒状活性炭进行脱色处理，即得能够回收利用的柠檬酸钠母液。经常规检测易炭值为713，且透光度为43.0%。滤液Ⅱ重新返回步骤3）。

实施例5

一种不合格柠檬酸钠母液的回收方法，其步骤为：

1）将含量为56.6%（w/w）的柠檬酸钠母液100L（易炭值10000左右；透光度几近为零）置于反应罐中，调整温度至25℃，恒温，缓慢加入柠檬酸，所述的柠檬酸来自于柠檬酸生产工艺中经过脱色、脱阴阳离子之后的柠檬酸溶液，使其pH值控制在7.5，得到溶液Ⅰ；

2）采用40℃去离子水溶解聚丙烯酰胺，并搅拌均匀，得到溶液Ⅱ，浓度为1×10^-3 g/L；

3）在搅拌条件下，向溶液Ⅰ中缓慢添加溶液Ⅱ，溶液Ⅱ用量为不合格母液体积的1‰ ，并持续搅拌0.5 h后，静置4h，沉淀完全；

5）将所得滤液Ⅰ用颗粒状活性炭进行脱色处理，即得能够回收利用的柠檬酸钠母液。经常规检测易炭值为861，且透光度为39.4%。滤液Ⅱ重新返回步骤3）。

Claims

1.一种不合格柠檬酸钠母液的回收方法，其特征在于：其步骤为：

1）在不合格柠檬酸钠母液中缓慢添加柠檬酸调节溶液pH值；

3）待沉淀完全后，将上清液和沉淀分别进行过滤，上清液过滤得到滤液Ⅰ；

4）滤液Ⅰ经活性炭脱色处理后即可得到能够回收利用的柠檬酸钠母液；

2.根据权利要求1所述的一种不合格柠檬酸钠母液的回收方法，其特征在于：其详细步骤为：

1）在不合格柠檬酸钠母液中缓慢加入柠檬酸溶液，使母液pH值控制在7.5 - 8.5之间，并控制溶液温度在25 ~ 45℃范围内，得到溶液Ⅰ；

2）采用40℃去离子水溶解絮凝剂，配制成浓度为1×10^-3~5×10^-3 g/L的溶液，并搅拌均匀，得到溶液Ⅱ；

3）在搅拌条件下，向溶液Ⅰ中缓慢添加溶液Ⅱ，得到混合溶液，溶液Ⅱ用量为所述不合格柠檬酸钠母液体积的1‰ ~ 5‰ ，并持续搅拌0.5 ~ 1h后，静置2-6h，沉淀完全；

4）将步骤3）中静置后的混合溶液的上清液抽离，用过滤器Ⅰ过滤上清液，得到滤液Ⅰ,将抽离上清液后的混合物用过滤器Ⅱ过滤，得到滤液Ⅱ；

5）将所得滤液Ⅰ用活性炭进行脱色处理，即得到满足生产需求的柠檬酸钠母液；

步骤2）所述的絮凝剂为聚丙烯酰胺。

3.根据权利要求1或2所述的一种不合格柠檬酸钠母液的回收方法，其特征在于：步骤1）中所述的柠檬酸溶液来自于柠檬酸生产工艺中经过脱色、脱阴阳离子之后的柠檬酸溶液。

4.根据权利要求1或2所述的一种不合格柠檬酸钠母液的回收方法，其特征在于：步骤4）中所述的过滤器Ⅰ中加入硅藻土为过滤介质。

5.根据权利要求1或2所述的一种不合格柠檬酸钠母液的回收方法，其特征在于：步骤4）中所述的滤液Ⅱ返回步骤3）的混合溶液中。

6.根据权利要求1或2所述的一种不合格柠檬酸钠母液的回收方法，其特征在于：步骤5）中所述活性炭为颗粒状活性炭。