CS272546B1 - Způsob přípravy citronanu sodného vysoké čistoty - Google Patents

Abstract

Příprava citronanu sodného pro průmyslové využití neutralizací zahuštěných roztoků kyseliny citrónové znečištěných jinými organickými kyselinami jako např. kyselinou glukonovou, fumarovou, jablečnou atd. v množství 0,3 až 30 g vztaženo na 1 000 g kyseliny citrónové a železnatými a železitými ionty v množství 0,1 až 50 mg vztaženo na 1 000 g kyseliny citrónové a technického roztoku hydroxidu sodného s obsahem 0,5 až 50 mg železnatých a železitých iontů vztaženo na 1 000 g hydroxidu sodného na hodnotu pH 6,0 až 10,0 s výhodou 8,0 až 8,6 při teplotě 40 až 110 °C. Získaný roztok citronanu sodného je podroben oxidaci kyslíkem nebo 32¾ roztokem peroxidu vodíku, kdy dochází k odbourání organických balastních látek. Oxidací vyčištěný roztok citronanu sodného je dále rafinován sulfidem sodným, draselným, nebo amonným a po odbarveni karborafinem, filtraci a zahuštění je vykrystalována krystalová suspense, ze které je vyizolován krystalický citronan sodný vyhovující ve všech parametrech lékopisům BP 80, EP 2, USP XXI, DAB IX, E 331 a kvalitám čistý a pro analýzu.

Description

Předmětem vynálezu je způsob získávání citronanu sodného vysoké čistoty ze zahuštěných roztoků kyseliny citrónové znečištěných jinými organickými kyselinami neutralizací hydroxidem sodným, rafinací, zahušťováním a krystalizací používaného při průmyslové výrobě citronanu sodného vyhovujícího ve všech parametrech lékopisům BP 80, USP XXI, EP 2, DAB IX, E 331 a kvalitám čistý a pro analýzu.

Používaný způsob přípravy citronanu sodného z kyseliny citrónové a hydroxidu sodného spočívá v přímé neutralizaci roztoku kyseliny citrónové připraveného rozpuštěním krystalické kyseliny citrónové odpovídající potravinářské nebo lékopisné kvalitě ve vodě nebo matečném roztoku citronanu sodného z předcházející výrobní šarže pevným čištěným nebo čistým hydroxidem sodným na hodnotu pH 8,5 při teplotě 60 až 105 °C a následným odbarvováním aktivním uhlím karborafinem. Příprava výrobní šarže je dokončena při dosažení hodnoty hustoty roztoku citronanu sodného 1 330 kg.m $ při 90 °C. Získaný roztok je po filtraci krystalizován volnou krystalizací v atmosférickém krystalizátoru za postupného ochlazování do teplot 55 až 60 °C. Vzniklá krystalová suspense je odstřelována a vlhký citronan sodný je usušen. Oddělený matečný roztok je používán jako předloha pro následující šarži jako rozpouštědlo krystalické kyseliny citrónové. Takto zavedený výrobní postup využívá velmi kvalitní suroviny - krystalické kyseliny citrónové potravinářské nebo lékopisné kvality a neutralizuje se rovněž velmi kvalitním hydroxidem sodným. Protože z takto připraveného roztoku krystalizuje citronan sodný, což představuje samo o sobě vysoce efektivní čistící operaci, je tudíž nevýhodou používání velmi čistých základních surovin jako potravinářské nebo lékopisné kyseliny citrónové a čištěného nebo čistého pevného hydroxidu sodného.

Výše uvedené technicko-ekcnomické nedostatky odstraňuje způsob přípravy citronanu sodného vysoké čistoty. Jeho podstata spočívá v tom, že zahuštěné roztoky kyseliny citrónové s obsahem jiných organických kyselin a organických barviv v množství 0,3 až 30 g vztaženo na 1 000 g kyseliny citrónové a 0,1 až 50 mg železnatých a železitých iontů vztaženo na 1 000 g kyseliny citrónové se neutralizují technickým roztokem hydroxidu sodného s obsahem železnatých a železitých iontů v množství 0,5 až 50 mg vztaženo na 1 000 g hydroxidu sodného na hodnotu pH 6,0 až 10,0 s výhodou na 8,0 až 8,6 a po ohřátí na teplotu 40 až 110 °C se provede rafinace sloučeninou vybranou ze skupiny zahrnující sulfid sodný, draselný a amonný v množství 0,1 až 10 g vztaženo na 1 000 g citronanu sodného s karborafinem v množství 0,1 až 10 g vztaženo na 1 000 g citronanu sodného a odfiltrování rafinačních produktů, přičemž před nebo po rafinaci a odfiltrování se roztok citronanu sodného podrobí oxidaci při 40 až 110 °C jemně rozptýleným technickým kyslíkem nebo peroxidem vodíku v množství 0,1 až 20 g vztaženo na 1 000 g citronanu sodného, načež se roztok podrobí odpařovaní krystalizací a následně se vyízoluje citronan sodný. Rafinací se roztok zbavuje balastních těžkých kovů, které jsou do reakčního prostředí zanášeny zahuštěnými roztoky kyseliny citrónové a technickým roztokem hydroxidu sodného. Po přidání aktivního uhlí a křemeliny je získaný roztok filtrován a krystalizován na vakuovém nebo atmosférickém krystalizátoru při teplotách vyšších než 55 °C. Rafinační operace lze provádět v jakémkoliv pořadí. Oddělený matečný roztok je používán bučí jako předloha pro následující výrobní šarži nebo využit do provozu tavících solí pro sýry pro výrobu citronanu sodného potravinářského. Pojem citronan sodný vysoké čistoty lze specifikovat tak, že vyhovuje BP BO, E 331, DAB IX, přičemž citronan sodný kvality BP 80 má tyto vlastnosti: Barevnost roztoku - bezbarvý a čirý; krystal - bílý; karbolátky - vyhovuje předepsanému barevnému standardu; olovo - 10 ppm; železo - 20 ppm; chloridy - 50 ppm; sírany - bez zákalu; obsah - 99,0 až 10,10 %; acidita nebo alkalita - vyhovuje předepsanému testu; šřavelany - 400 ppm; voda - 11,0 až 13,0 %.

Způsobem podle vynálezu se získá krystalický citronan sodný požadované vysoké chemické čistoty vyhovující všem současným světovým lékopisům ve všech parametrech za použití méně hodnotných surovin jako zahuštěných roztoků kyseliny citrónové a technického roztoku hydroxidu sodného. Popsaný způsob poskytuje zásadní výhody, protože použité suroviny

i.

i

CS 272546 Bl . 2 pro výrobu jsou levnější - krystalická kyselina citrónová a pevný hydroxid sodný, z čehož pak vyplývá podstatné snížení výrobních nákladů na uvedený výrobek. Využitím meziproduktu · z výroby kyseliny citrónové místo jejího produktu se zároveň zvyšuje výrobní kapacita krystalizační části výrobní linky izolace kyseliny citrónové (při výrobě citronanu sodného na zvláštní technologické lince), nebo uvolnění současné výrobní kapacity citronanu sodného BP pro jiné účely, v případě využití upravené krystalizační linky izolace kyseliny citrónové pro neutralizaci, oxidaci a rafinaci roztoku citronanu- sodného, .

Příklad 1

Zahuštěný roztok kyseliny citrónové objemu 2 000 ml o složení 1 020 g KCM/L, 0,5 g SO^ /1, 18 g cizích organických kyselin/1, 9,8 mg Fe/1 byl neutralizován roztokem hydroxidu sodného o složení 620 g NaOH/1, 29 mg Fe/1 na hodnotu pH 8,3. Neutralizací vznikl roztok citronanu sodného o teplotě 110 °C, který vykazoval hustotu 1 320 kg.m^-3 při 110 °C a obsahoval 775,4 g citronanu sodného/1. Roztok citronanu sodného byl oxidován jemně rozptýleným kyslíkem zaváděným hluboko pod hladinu reakčni směsi z tlakové lahve v celkovém množství 1 g 0₂.10 minut po ukončení dávkování kyslíku byly do roztoku přid.ány 4 g sulfidu sodného, 8 g karborafinu a 8 g křemeliny F 2/55. Takto upravený roztok byl zfiltrován na laboratorní nučce a pozvolným odpařováním při teplotě 85 až 90 °C byl vykrystalován dihydrát citronanu sodného. Před ukončením krystalizace byla krystalová suspenze ochlazena na 55 °C. Krystalová suspense byla odstředěna a promyta malým množstvím pitné vody. Krystalický produkt byl volně na vzduchu usušen a zvážen. Vážením byl zjištěn výtěžek 1 847 g citronanu sodného tj. 70,3 %. Zároveň bylo získáno 1 140 ml matečného roztoku o hustotě 1 300 kg.m^-3 při 80 °C. K 500 ml takto získaného matečného roztoku citronanu sodného bylo přidáno 225 ml zahuštěného roztoku kyseliny citrónové o koncentraci 1 200 g KCM/1 a neutralizováno 210 ml roztoku hydroxidu sodného o koncentraci 620 g Na0H/l na pH 8,31. Získaný citronanový roztok byl opět oxidován kyslíkem jako v předešlém pokusu. K oxidaci bylo použito 0,5 g kyslíku. Pak následovala rafinace reakčni směsi 1 g sulfidu sodného a 2 g karborafinu analogického provedení jako u předcházejícího pokusu. Po krystalizaci, separaci krystalů a jejich usušení bylo získáno 330 g citronanu sodného a 400 ml matečného roztoku, který obsahoval 272 g citronanu sodného. V následujícím pokusu byla opětně doplněna v citronanu sodném z předcházejícího pokusu odkrystalizovaná kyselina citrónová a analogickým způsobem byl pokus opakován ještě 20x. U posledního pokusu, přestože produkt vyhověl ve všech parametrech lékopisu BP 80, se začalo objevovat nažloutlé zbarvení produktu. V popsané sérii pokusů bylo celkově dosaženo vykrystalování 94,0 % na vloženou kyselinu citrónovou.

Příklad 2

Do provozní nádrže objemu 25 nP se předloží 4 250 1 matečného roztoku citronanu sodného z předcházející šarže. Do předlohy jsou kontinuálně dávkovány obě základní suroviny - zahuštěný roztok kyseliny citrónové obdobného složení jako v příkladu 1 a 42% roztok hydroxidu sodného tak, aby pH reakčni směsi se pohybovalo v mezích 40 až 80 °C, Na 1 šarži se spotřebovala 1 930 1 zahuštěného roztoku kyseliny citrónové a 1 810 1 roztoku hydroxidu sodného. Výsledná hodnota pH směsi činila 8,32. Asi 10 minut před ukončením neutralizace a dalších 10 minut po jejím skončení je roztok citronanu sodného oxidován 32% roztokem peroxidu vodíku, který je vnášen pod hladinu reakčni směsi, aby celková dávka roztoku peroxidu činila cca 6,3 kg na jednu šarži, tj. 0,7 g H₂0₂/kg citronanu sodného. Po ukončení oxidace a spotřebování peroxidu vodíku je reakčni směs refinována 8 kg sulfidu sodného a 10 kg karborafinu. Následuje přidání 10 kg filtrační křemeliny Celite 535 a 5 kg filtrační křemeliny F 2/55 do reakčni směsi. Po filtraci reakčni směsi na kalolisu je roztok o hustotě 1 320 kg.m”^ při 80 °C načerpán na vakuový krystalizátor a odpařovací krystalizaci při teplotách 55 až 65 °C připravena krystalová suspenze. Po odstředění, vymytí a usušení bylo získáno 2 700 g citronanu sodného dihydrátu, což představuje vykrystalování 48,2 %. Část matečných roztoků, např. 10 % z celkového množství je oddělována a zpracována na výrobu citronanu sodného potravinářského pro výrobu tavících solí pro sýA ϊ

CS 272546 Bl · ’ ry a ostatní matečné roztoky jsou používány jako předloha následující šarže.

Claims (1)

1. Způsob přípravy citronanu sodného vysoké čistoty neutralizací zahuštěného roztoku kyseliny citrónové technickým hydroxiden sodným, vyznačený tím, že zahuštěné·roztoky kyseliny citrónové s obsahem jiných organických kyselin a organických barviv v množství 0,3 až 30 g vztaženo na 1 000 g kyseliny citrónové a 0,1 až 50 mg železnatých a železitých iontů vztaženo na 1 000 g kyseliny citrónové se neutralizují technickým roztokem hydroxidu sodného s obsahem železnatých a železitých iontů v množství 0,5 až 50 mg vztaženo na 1 000 g hydroxidu sodného na hodnotu pH 6,0 až 10,0 s výhodou na B,0 až 8,6 a po ohřátí na teplotu 40 až 110 °C se provede rafinace sloučeninou vybranou ze skupiny zahrnující sulfid sodný, draselný a amonný v množství 0,1 až 10 g vztaženo na 1 000 g citronanu sodného a karborafinem v množství 0,1 až 10 g vztaženo na 1 000 g citronanu sodnéhc a odfiltrování rafinačních produktů, přičemž před nebo po rafinaci a odfiltrování'se roztok citronanu sodného podrobí oxidaci při 40 až 110 °C jemně rozptýleným technickým kyslíkem nebo peroxidem vodíku v množství 0,1 až 20 g vztaženo na 1 000 g citronanu sodného, načež se roztok podrobí odpařovací krystalizaci a následně se vyizoluje citronan sodný.