CN113880711A - 一种柠檬酸钠的纯化制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及柠檬酸钠的制备领域，尤其涉及一种柠檬酸钠的纯化制备方法；所述方法包括：得到柠檬酸发酵液；加入有机溶剂进行预热，后进行过滤并脱色，制备第一柠檬酸发酵液；将第一所述柠檬酸发酵液进行阳离子交换树脂吸附，得到第二柠檬酸发酵液；判断是否需要再次进行阳离子交换树脂吸附；若是，将所述第二柠檬酸发酵再次进行阳离子交换树脂吸附，得到第三柠檬酸发酵液；将第三柠檬酸发酵液进行阴离子交换树脂吸附，判断是否需要再次进行阴离子交换树脂吸附；若是，将所述第四柠檬酸发酵液再次进行阴离子交换树脂吸附，得到含柠檬酸的树脂；将树脂进行含钠的碱性溶液洗脱，进行浓缩和结晶，得到纯净的柠檬酸钠结晶。

Description

一种柠檬酸钠的纯化制备方法

技术领域

本申请涉及柠檬酸钠的制备领域，尤其涉及一种柠檬酸钠的纯化制备方法。

背景技术

柠檬酸钠是一种重要的柠檬酸盐，可在食品、饮料工业中用作风味剂、稳定剂；在医药工业中用作抗血凝剂、化痰药和利尿药；在洗涤剂工业中，可替代三聚磷酸钠作为无毒洗涤剂的助剂；还用于酿造、注射液、摄影药品和电镀等方面有着广泛的应用。

在现有技术中，因柠檬酸钠的原料来源不同，其制备方法也不同，目前的主流的柠檬酸钠制备方法是柠檬酸纯碱法，即将柠檬酸溶液与碱中和生成柠檬酸钠溶液，该方法虽然成本低，原料易得，但由于原料采用成分复杂的柠檬酸发酵液，其中含有微生物菌体、残糖、无机盐、蛋白质、色素以及有机杂酸等多种杂质，因此需要更为复杂的除杂工序，导致整体的生产工艺偏复杂，尤其是发酵液中的金属离子，易与柠檬酸结合从而难以去除，同时发酵液中还会含有部分草酸，在常规的柠檬酸钠除杂阶段难以去除。

因此如何提高柠檬酸钠制备阶段的除杂效果，是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请提供了一种柠檬酸钠的纯化制备方法，以解决现有技术中柠檬酸钠制备阶段的除杂效果无法提高的技术问题。

第一方面，本申请提供了一种柠檬酸钠的纯化制备方法，所述方法包括：

得到柠檬酸发酵液；

将柠檬酸发酵液加入有机溶剂进行预热，后进行过滤并脱色，得到第一柠檬酸发酵液；

将第一所述柠檬酸发酵液进行阳离子交换树脂吸附，得到第二柠檬酸发酵液；

将所述第二柠檬酸发酵液进行阳离子检测，得到阳离子浓度；

根据所述阳离子浓度，判断是否需要再次进行阳离子交换树脂吸附；

若是，将所述第二柠檬酸发酵再次进行阳离子交换树脂吸附，得到第三柠檬酸发酵液；

将第三柠檬酸发酵液进行阴离子交换树脂吸附，得到第四柠檬酸发酵液；

将第四柠檬酸发酵液进行柠檬酸检测，得到第四柠檬酸发酵液的柠檬酸含量；

根据第四柠檬酸发酵液的所述柠檬酸含量，判断是否需要再次进行阴离子交换树脂吸附；

若是，将所述第四柠檬酸发酵液再次进行阴离子交换树脂吸附，得到含柠檬酸的树脂；

将含柠檬酸的所述树脂进行含钠的碱性溶液洗脱，得到洗涤液；

将所述洗涤液进行浓缩和结晶，得到纯净的柠檬酸钠结晶。

可选的，所述将所述第二柠檬酸发酵液进行阳离子检测，得到阳离子浓度，具体包括：

分别绘制Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的标准曲线；

将第二柠檬酸发酵液通过离子色谱，分别得到Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的吸光度；

根据所述Fe³⁺、所述Ca²⁺和所述Mg²⁺的吸光度，通过所述标准曲线，得到Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的浓度。

可选的，所述根据所述阳离子浓度，判断是否需要再次进行阳离子交换树脂吸附，具体包括：

分别得到Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的目标浓度；

分别根据Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的所述浓度和Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的所述目标浓度的大小，判断是否需要再次进行阴离子交换树脂吸附；

若Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的所述浓度和Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的所述目标浓度的差值都≤±0.05％，判定不需要再次进行阴离子交换树脂吸附；

若任一Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的所述浓度和Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的所述目标浓度的差值＞±0.05％，判定需要再次进行阴离子交换树脂吸附。

可选的，所述将第四柠檬酸发酵液进行柠檬酸检测，得到第四柠檬酸发酵液的柠檬酸含量，具体包括：

绘制柠檬酸含量的标准曲线；

将第四柠檬酸发酵液中加入硝酸铁溶液，混合后进行紫外分光光度测定，得到第四柠檬酸发酵液的吸光度；

根据所述第四柠檬酸发酵液的吸光度和柠檬酸含量的所述标准曲线，得到第四柠檬酸发酵液的柠檬酸含量。

可选的，所述根据第四柠檬酸发酵液的所述柠檬酸含量，判断是否需要再次进行阴离子交换树脂吸附，具体包括：

得到第四柠檬酸发酵液的标准柠檬酸含量；

根据第四柠檬酸发酵液的所述柠檬酸含量和标准柠檬酸含量的大小，判断是否需要再次进行阴离子交换树脂吸附；

若所述柠檬酸含量＞所述标准柠檬酸含量，判定需要再次进行阴离子交换树脂吸附；

若所述柠檬酸含量≤所述标准柠檬酸含量，判定不需要再次进行阴离子交换树脂吸附。

可选的，所述预热包括加热段和降温段；所述加热段的终点温度为90℃～100℃，所述加热段的时间为6min～10min，所述降温段的终点温度为78℃～82℃，所述降温段的速率为3℃/s～4℃/s。

可选的，所述过滤并脱色包括：在预热的终点温度条件下，依次进行粗滤、精滤、脱色和精滤；

所述粗滤包括：采用3～4层纱布进行粗滤；

所述精滤包括：在真空条件下进行抽滤；

所述脱色包括：采用活性炭进行脱色。

可选的，所述活性炭和所述第一发酵液的质量体积比为2g/mL～5g/mL。

可选的，所述得到柠檬酸发酵液，具体包括：

以玉米粉为原料，黑曲霉为菌种，进行发酵，得到柠檬酸发酵液。

可选的，所述柠檬酸钠结晶的纯度≥99％，所述柠檬酸钠结晶的收率为92％～97％，所述柠檬酸钠结晶的金属离子含量≤0.01％。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本申请实施例提供的一种柠檬酸钠的纯化制备方法，通过对柠檬酸发酵液进行预处理，再通过阳离子树脂吸附柠檬酸发酵液中的杂质阳离子，同时通过反复判定，使柠檬酸发酵液中的杂质阳离子被充分去除，再通过对去除了杂质阳离子的柠檬酸发酵液再进行阳离子树脂吸附，将柠檬酸发酵液中的柠檬酸吸附在阴离子交换树脂内，而草酸未被吸附，因此将草酸与柠檬酸分离，从而实现柠檬酸的纯化制备，再通过含钠的碱性溶液进行中和反应，从而得到纯净的柠檬酸钠溶液，再经过凝缩和结晶，得到纯净的柠檬酸钠产品。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的方法的详细流程示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请一个实施例中，如图1所示，一种柠檬酸钠的纯化制备方法，所述方法包括：

S1.得到柠檬酸发酵液；

S2.将柠檬酸发酵液加入有机溶剂进行预热，后进行过滤并脱色，得到第一柠檬酸发酵液；

S3.将第一所述柠檬酸发酵液进行阳离子交换树脂吸附，得到第二柠檬酸发酵液；

S4.将所述第二柠檬酸发酵液进行阳离子检测，得到阳离子浓度；

S5.根据所述阳离子浓度，判断是否需要再次进行阳离子交换树脂吸附；

若是，将所述第二柠檬酸发酵再次进行阳离子交换树脂吸附，得到第三柠檬酸发酵液；

S6.将第三柠檬酸发酵液进行阴离子交换树脂吸附，得到第四柠檬酸发酵液；

S7.将第四柠檬酸发酵液进行柠檬酸检测，得到第四柠檬酸发酵液的柠檬酸含量；

S8.根据第四柠檬酸发酵液的所述柠檬酸含量，判断是否需要再次进行阴离子交换树脂吸附；

若是，将所述第四柠檬酸发酵液再次进行阴离子交换树脂吸附，得到含柠檬酸的树脂；

S9.将含柠檬酸的所述树脂进行含钠的碱性溶液洗脱，得到洗涤液；

S10.将所述洗涤液进行浓缩和结晶，得到纯净的柠檬酸钠结晶，其中，含钠的碱性溶液可以是氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠；

其中，有机溶剂可以是乙醇，阴离子交换树脂可以是D300T型阴离子交换树脂。

作为一个可选的实施方式，所述将所述第二柠檬酸发酵液进行阳离子检测，得到阳离子浓度，具体包括：

S41.分别绘制Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的标准曲线；

S42.将所述第二柠檬酸发酵液通过离子色谱，分别得到Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的吸光度；

S43.根据所述Fe³⁺、所述Ca²⁺和所述Mg²⁺的吸光度，通过所述标准曲线，得到Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的浓度。

本申请中，通过检测柠檬酸钠发酵液中常见的Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺类的金属阳离子杂质，从而能准确的测定柠檬酸钠溶液的阳离子含量，方便后续对阳离子是否去除干净进行检测，从而为得到纯净的柠檬酸溶液做准备。

作为一个可选的实施方式，所述根据所述阳离子浓度，判断是否需要再次进行阳离子交换树脂吸附，具体包括：

S51.分别得到Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的目标浓度；

S52.分别根据Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的所述浓度和Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的所述目标浓度的大小，判断是否需要再次进行阴离子交换树脂吸附；

若Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的所述浓度和Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的所述目标浓度的差值都≤±0.05％，判定不需要再次进行阴离子交换树脂吸附；

若任一Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的所述浓度和Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的所述目标浓度的差值＞±0.05％，判定需要再次进行阴离子交换树脂吸附。

本申请中，通过对Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的目标浓度和测定的浓度差值，通过多次阳离子交换树脂，从而将杂质阳离子含量降低到标准浓度以下，从能得到几乎不含杂质阳离子的柠檬酸溶液。

作为一个可选的实施方式，所述将第四柠檬酸发酵液进行柠檬酸检测，得到第四柠檬酸发酵液的柠檬酸含量，具体包括：

S71.绘制柠檬酸含量的标准曲线；

S72.将所述第四柠檬酸发酵液中加入硝酸铁溶液，混合后进行紫外分光光度测定，得到第四柠檬酸发酵液的吸光度；

S73.根据所述第四柠檬酸发酵液的吸光度和柠檬酸含量的所述标准曲线，得到第四柠檬酸发酵液的柠檬酸含量。

本申请中，通过硝酸铁和柠檬酸分子间的配位，形成紫红色配合物，从而能够改变第四柠檬酸发酵液的吸光度，准确测量出柠檬酸的含量数据，从而准确控制柠檬酸的含量数据，得到纯净的柠檬酸溶液。

作为一个可选的实施方式，所述根据第四柠檬酸发酵液的所述柠檬酸含量，判断是否需要再次进行阴离子交换树脂吸附，具体包括：

S81.得到第四柠檬酸发酵液的标准柠檬酸含量；

S82.根据所述第四柠檬酸发酵液的所述柠檬酸含量和所述标准柠檬酸含量的大小，判断是否需要再次进行阴离子交换树脂吸附；

若所述柠檬酸含量＞所述标准柠檬酸含量，判定需要再次进行阴离子交换树脂吸附；

若所述柠檬酸含量≤所述标准柠檬酸含量，判定不需要再次进行阴离子交换树脂吸附。

本申请中，通过对柠檬酸含量的控制，利用标准柠檬酸作为标准，从而准确控制第四柠檬酸发酵液中的柠檬酸含量，进而得到纯净的柠檬酸溶液。

作为一个可选的实施方式，所述预热包括加热段和降温段；所述加热段的终点温度为90℃～100℃，所述加热段的时间为6min～10min，所述降温段的终点温度为78℃～82℃，所述降温段的速率为3℃/s～4℃/s。

本申请中，加热段的终点温度为90℃～100℃的积极效果是在该温度范围内能充分加热柠檬酸发酵液，通过有机溶剂，如乙醇，使柠檬酸发酵液中的蛋白质受热变性而析出溶液，从而将柠檬酸发酵液处理干净；当温度的取值大于该范围的端点最大值，将导致的不利影响是过高的温度虽然能将蛋白析出，但将增加工艺的能耗，当温度的取值小于该范围的端点最小值，将导致的不利影响是过低的温度将导致蛋白无法析出，在后续的除杂中无法有效的去除蛋白，从而导致产品纯度不高。

加热段的时间为6min～10min的积极效果是在该时间范围内能使柠檬酸发酵液充分加热，使蛋白质能够变性；当温度的取值大于该范围的端点最大值，将导致的不利影响是过长的加热时间将导致柠檬酸中其他杂质受热分解，影响蛋白质的去除，当温度的取值小于该范围的端点最小值，将导致的不利影响是过短的加热时间将导致蛋白质变性不够完全，导致最终的柠檬酸钠产品的纯度不高。

降温段的终点温度为78℃～82℃的积极效果是使柠檬酸发酵液中的蛋白充分的析出，防止仅在加热条件下蛋白质有残留；当温度的取值大于该范围的端点最大值，将导致的不利影响是过高的温度将使蛋白质无法有效的去除，当温度的取值小于该范围的端点最小值，将导致的不利影响是过低的温度虽然能导致柠檬酸发酵液中的蛋白质充分析出，但是由于其中还含有部分的难溶酯类，过低的温度将难以使其同有机溶剂进行互溶，影响最终的柠檬酸钠产品的纯度。

降温段的速率为3℃/s～4℃/s的积极效果是在该速率的范围内，能使蛋白质稳定的变性析出；当速率的取值大于该范围的端点最大值，将导致的不利影响是过快的冷却速率将导致部分蛋白质无法稳定析出，残留在柠檬酸发酵液中，影响后续产品的纯度，当速率的取值小于该范围的端点最小值，将导致的不利影响是过慢的冷却速率将导致冷却的时间延长，增加工艺的在整体耗时。

作为一个可选的实施方式，所述过滤并脱色包括：在预热的终点温度条件下，依次进行粗滤、精滤、脱色和精滤；

所述粗滤包括：采用3～4层纱布进行粗滤；

所述精滤包括：在真空条件下进行抽滤；

所述脱色包括：采用活性炭进行脱色。

本申请中，通过限定粗滤为纱布方式的粗滤，精滤为抽真空方式的精炼，再限定脱色为活性炭脱色，从而使本申请的操作方式都简单易行，节约成本的同时能确保变性析出的蛋白质和其他杂质能被过滤掉，同时采用活性炭吸附其中的色素杂质，使活性炭的去除更充分。

作为一个可选的实施方式，所述活性炭和所述第一发酵液的质量体积比为2g/mL～5g/mL。

本申请中，限定活性炭的质量体积比为2g/mL～5g/mL的积极效果是在该质量体积比的范围内，使活性炭能充分吸收柠檬酸发酵液中的各色素的分子，同时能确保后续的精滤能将吸附完毕后的活性炭去除干净；当质量体积比的取值大于该范围的端点最大值，将导致的不利影响是过多的活性炭加入，虽能使杂质快速吸附，但是过多的活性炭需要进一步的精滤，同时过多的活性炭会遮色，影响对柠檬酸发酵液颜色脱去是否充分的判断。

作为一个可选的实施方式，所述得到柠檬酸发酵液，具体包括：

S11.以玉米粉为原料，黑曲霉为菌种，进行发酵，得到柠檬酸发酵液。

本申请中，区别于传统的木薯粉，本申请从柠檬酸钠结晶的产品角度出发，通过常见的玉米粉作为原料，再通过常规的黑曲霉为发酵菌种，进行发酵，从而能进一步降低成本并得到纯度高的柠檬酸钠结晶产品。

作为一个可选的实施方式，所述柠檬酸钠结晶的纯度≥99％，所述柠檬酸钠结晶的收率为92％～97％，所述柠檬酸钠结晶的金属离子含量≤0.01％。

实施例1

如图1和图2所示，一种柠檬酸钠的纯化制备方法，所述制备方法包括：

S11.以玉米粉为原料，黑曲霉为菌种，进行发酵，得到柠檬酸发酵液；

S2.将柠檬酸发酵液加入有机溶剂进行预热，后进行过滤并脱色，得到第一柠檬酸发酵液；

S3.将第一柠檬酸发酵液进行阳离子交换树脂吸附，得到第二柠檬酸发酵液；

S41.分别绘制Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的标准曲线；

S42.将第二柠檬酸发酵液通过离子色谱，分别得到Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的吸光度；

S43.根据Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的吸光度，通过标准曲线，得到Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的浓度。

S51.分别得到Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的目标浓度；

S52.分别根据Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的浓度和Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的目标浓度的大小，判断是否需要再次进行阴离子交换树脂吸附；

若Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的浓度和Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的目标浓度的差值都≤±0.05％，判定不需要再次进行阴离子交换树脂吸附，将第二柠檬酸发酵再次进行阳离子交换树脂吸附，得到第三柠檬酸发酵液；

若任一Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的浓度和Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的目标浓度的差值＞±0.05％，判定需要再次进行阴离子交换树脂吸附，返回S3中继续处理。

S6.将第三柠檬酸发酵液进行阴离子交换树脂吸附，得到第四柠檬酸发酵液；

S71.绘制柠檬酸含量的标准曲线；

S72.将第四柠檬酸发酵液中加入硝酸铁溶液，混合后进行紫外分光光度测定，得到第四柠檬酸发酵液的吸光度；

S73.根据第四柠檬酸发酵液的吸光度和柠檬酸含量的标准曲线，得到第四柠檬酸发酵液的柠檬酸含量。

S81.得到第四柠檬酸发酵液的标准柠檬酸含量；

S82.根据第四柠檬酸发酵液的柠檬酸含量和标准柠檬酸含量的大小，判断是否需要再次进行阴离子交换树脂吸附；

若柠檬酸含量＞标准柠檬酸含量，判定需要再次进行阴离子交换树脂吸附，将第四柠檬酸发酵液再次进行阴离子交换树脂吸附，得到含柠檬酸的树脂；

若柠檬酸含量≤标准柠檬酸含量，判定不需要再次进行阴离子交换树脂吸附，执行下一步骤。

S9.将含柠檬酸的树脂进行含钠的碱性溶液洗脱，得到洗涤液；

S10.将洗涤液进行浓缩和结晶，得到纯净的柠檬酸钠结晶，其中，含钠的碱性溶液可以是氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠；

其中，有机溶剂为乙醇，阴离子交换树脂为D300T型阴离子交换树脂。

预热包括加热段和降温段；加热段的终点温度为95℃，加热段的时间为8min，降温段的终点温度为80℃，降温段的速率为3.5℃/s。

过滤并脱色包括：在预热的终点温度条件下，依次进行粗滤、精滤、脱色和精滤；

粗滤包括：采用3层纱布进行粗滤；

精滤包括：在真空条件下进行抽滤；

脱色包括：采用活性炭进行脱色。

活性炭和第一发酵液的质量体积比为3g/mL。

实施例2

将实施例2和实施例1相对比，实施例2和实施例1的区别在于：

预热包括加热段和降温段；加热段的终点温度为90℃，加热段的时间为6min，降温段的终点温度为78℃，降温段的速率为3℃/s。

过滤并脱色包括：在预热的终点温度条件下，依次进行粗滤、精滤、脱色和精滤；

粗滤包括：采用4层纱布进行粗滤；

精滤包括：在真空条件下进行抽滤；

脱色包括：采用活性炭进行脱色。

活性炭和第一发酵液的质量体积比为2g/mL。

实施例3

将实施例3和实施例1相对比，实施例3和实施例1的区别在于：

预热包括加热段和降温段；加热段的终点温度为100℃，加热段的时间为10min，降温段的终点温度为82℃，降温段的速率为4℃/s。

过滤并脱色包括：在预热的终点温度条件下，依次进行粗滤、精滤、脱色和精滤；

粗滤包括：采用4层纱布进行粗滤；

精滤包括：在真空条件下进行抽滤；

脱色包括：采用活性炭进行脱色。

活性炭和第一发酵液的质量体积比为5g/mL。

对比例1

将对比例1和实施例1相对比，对比例1和实施例1的区别在于：

将第一柠檬酸发酵液直接进行阴离子交换树脂吸附。

对比例2

将对比例2和实施例1相对比，对比例2和实施例1的区别在于：

采用D310T型的阴离子交换树脂。

对比例3

将对比例3和实施例1相对比，对比例3和实施例1的区别在于：

加热的终点温度为80℃，加热的时间为5min，降温的终点温度为75℃，降温的速率为2℃/s。

过滤并脱色包括：在预热的终点温度条件下，依次进行粗滤、精滤、脱色和精滤；

粗滤包括：采用3层纱布进行粗滤；

活性炭和第一发酵液的质量体积比为1g/mL。

对比例4

将对比例4和实施例1相对比，对比例4和实施例1的区别在于：

加热段的终点温度为110℃，加热段的时间为12min，降温段的终点温度为85℃，降温段的速率为5℃/s。

粗滤包括：采用5层纱布进行粗滤；

活性炭和第一发酵液的质量体积比为6g/mL。

相关实验：

收集实施例1-3和对比例1-4所得的柠檬酸钠结晶的产品，检测其性能，结果如表1所示。

相关实验的测试方法：

柠檬酸钠结晶的结晶度：按照GB 1886.25-2016的标准进行测定。

柠檬酸钠结晶的收率：按照GB 1886.25-2016的标准进行测定。

柠檬酸钠的金属离子含量：按照GB 1886.25-2016的标准进行测定。

表1

表1的具体分析，

结晶度是指柠檬酸钠结晶中柠檬酸钠晶体区域所占的比例，结晶度越高，说明柠檬酸钠结晶的纯度越高。

收率是指是指在化学反应或相关的化学工业生产中，投入单位数量原料获得的实际生产的产品产量与理论计算的产品产量的比值，收率越高，说明利用柠檬酸发酵液制备得到柠檬酸钠结晶的过程中原料损失量越低。

金属离子含量是指在柠檬酸结晶中的金属离子含量，金属离子含量越低，说明柠檬酸钠中的杂质金属离子含量越低。

从实施例1-3的数据可看出：

通过调整对柠檬酸发酵液的处理工艺的参数条件，可有效的控制柠檬酸结晶的收率，从而可根据实际的生产产品调节不同的产品收率。

从对比例1-4的数据可看出：

若不对柠檬酸发酵液中金属阳离子进行处理，最终得到的柠檬酸钠结晶中含有过多的金属离子杂质；

若不采用本申请的工艺参数条件，对柠檬酸结晶的产品性能有影响。

本申请的一个或多个实施例，还具有以下优点或效果：

(1)本申请实施例所提供的方法，通过以玉米粉发酵产生的柠檬酸溶液进行处理，由于玉米粉发酵后的发酵液极易产生杂质，因此对其进行处理，可有效的避免杂质对最终的柠檬酸钠结晶产品的影响。

(2)本申请实施例所提供的方法，最终可得到柠檬酸钠结晶的纯度≥99％，收率为92％～97％，金属离子含量≤0.01％。

(3)本申请实施例所提供的方法，其预处理阶段的工艺参数可整合到柠檬酸钠自动生产线上，实现柠檬酸发酵液到柠檬酸钠的自动化生产。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者帧序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种柠檬酸钠的纯化制备方法，其特征在于，所述方法包括：

得到柠檬酸发酵液；

将柠檬酸发酵液加入有机溶剂进行预热，后进行过滤并脱色，得到第一柠檬酸发酵液；

将第一所述柠檬酸发酵液进行阳离子交换树脂吸附，得到第二柠檬酸发酵液；

将所述第二柠檬酸发酵液进行阳离子检测，得到阳离子浓度；

根据所述阳离子浓度，判断是否需要再次进行阳离子交换树脂吸附；

若是，将所述第二柠檬酸发酵再次进行阳离子交换树脂吸附，得到第三柠檬酸发酵液；

将第三柠檬酸发酵液进行阴离子交换树脂吸附，得到第四柠檬酸发酵液；

将第四柠檬酸发酵液进行柠檬酸检测，得到第四柠檬酸发酵液的柠檬酸含量；

根据第四柠檬酸发酵液的所述柠檬酸含量，判断是否需要再次进行阴离子交换树脂吸附；

若是，将所述第四柠檬酸发酵液再次进行阴离子交换树脂吸附，得到含柠檬酸的树脂；

将含柠檬酸的所述树脂进行含钠的碱性溶液洗脱，得到洗涤液；

将所述洗涤液进行浓缩和结晶，得到纯净的柠檬酸钠结晶。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述第二柠檬酸发酵液进行阳离子检测，得到阳离子浓度，具体包括：

分别绘制Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的标准曲线；

将第二柠檬酸发酵液通过离子色谱，分别得到Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的吸光度；

根据所述Fe³⁺、所述Ca²⁺和所述Mg²⁺的吸光度，通过所述标准曲线，得到Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的浓度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述阳离子浓度，判断是否需要再次进行阳离子交换树脂吸附，具体包括：

分别得到Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的目标浓度；

分别根据Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的所述浓度和Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的所述目标浓度的大小，判断是否需要再次进行阴离子交换树脂吸附；

若Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的所述浓度和Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的所述目标浓度的差值都≤±0.05％，判定不需要再次进行阴离子交换树脂吸附；

若任一Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的所述浓度和Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的所述目标浓度的差值＞±0.05％，判定需要再次进行阴离子交换树脂吸附。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将第四柠檬酸发酵液进行柠檬酸检测，得到第四柠檬酸发酵液的柠檬酸含量，具体包括：

绘制柠檬酸含量的标准曲线；

将第四柠檬酸发酵液中加入硝酸铁溶液，混合后进行紫外分光光度测定，得到第四柠檬酸发酵液的吸光度；

根据所述第四柠檬酸发酵液的吸光度和柠檬酸含量的所述标准曲线，得到第四柠檬酸发酵液的柠檬酸含量。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述根据第四柠檬酸发酵液的所述柠檬酸含量，判断是否需要再次进行阴离子交换树脂吸附，具体包括：

得到第四柠檬酸发酵液的标准柠檬酸含量；

根据第四柠檬酸发酵液的所述柠檬酸含量和标准柠檬酸含量的大小，判断是否需要再次进行阴离子交换树脂吸附；

若所述柠檬酸含量>所述标准柠檬酸含量，判定需要再次进行阴离子交换树脂吸附；

若所述柠檬酸含量≤所述标准柠檬酸含量，判定不需要再次进行阴离子交换树脂吸附。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预热包括加热段和降温段；所述加热段的终点温度为90℃～100℃，所述加热段的时间为6min～10min，所述降温段的终点温度为78℃～82℃，所述降温段的速率为3℃/s～4℃/s。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述过滤并脱色包括：在预热的终点温度条件下，依次进行粗滤、精滤、脱色和精滤；

所述粗滤包括：采用3～4层纱布进行粗滤；

所述精滤包括：在真空条件下进行抽滤；

所述脱色包括：采用活性炭进行脱色。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述活性炭和所述第一发酵液的质量体积比为2g/mL～5g/mL。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述得到柠檬酸发酵液，具体包括：

以玉米粉为原料，黑曲霉为菌种，进行发酵，得到柠檬酸发酵液。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述柠檬酸钠结晶的纯度≥99％，所述柠檬酸钠结晶的收率为92％～97％，所述柠檬酸钠结晶的金属离子含量≤0.01％。

Images