一种从柠檬酸钾末道母液中提纯柠檬酸钾的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于柠檬酸钾提取领域，具体涉及一种从柠檬酸钾末道母液中提取柠檬酸钾的方法。
【背景技术】
[0002]柠檬酸钾为无色结晶或白色结晶性粉末，易溶于水，缓溶于甘油，不溶于醇，味咸而凉。在食品工业中可用作缓冲剂、螯合剂、稳定剂、抗氧化剂、乳化剂、调味剂；在医药行业可用作抗凝血剂、低血钾症及碱化尿液的治疗；另外，在建筑、化工、洗涤等行业中也有广泛的用途，近年来，其需求量一直稳步增长。传统的柠檬酸钾生产工艺为:1.柠檬酸发酵液板框过滤得柠檬酸清液。2.柠檬酸清液钾碳酸钙反应得柠檬酸钙，用60-80°C的热水对柠檬酸钙进行清洗，废水排出，得较为纯净的柠檬酸钙。3.加入碳酸钾进行复分解反应，得柠檬酸钾溶液和碳酸钙。4.柠檬酸钾溶液经过除铁、脱色、除杂、过滤、浓缩、结晶、离心、晶体烘干得柠檬酸钾成品。5.离心母液继续浓缩结晶3-4次。6.结晶三到四次的四、五母称为末道母液，此母液按一定比例加盐酸返回柠檬酸生产的酸解工序，用于生产柠檬酸。此工艺处理母液方法的不足之处在于:柠檬酸钾末道母液中含有大量的杂质，将柠檬酸钾末道母液返回柠檬酸生产工序的酸解工序会对柠檬酸酸解液的质量造成影响，且每处理末道母液中的I吨柠檬酸钾，需要30%浓盐酸1.2吨，而且处理过后的料液中含有大量的氯离子和钾离子，需要后期离交吸附，大大增加了离交的负荷。鉴于此，特提出本发明。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是克服现有技术中柠檬酸钾末道母液资源直接浪费的缺陷，提供一种新的从柠檬酸钾末道母液中提纯柠檬酸钾的方法，具体包含以下步骤:
[0004]步骤(I):将柠檬酸钾末道母液采用阴离子交换树脂进行离子交换至树脂柱饱和，得饱和树脂柱和离子交换废液；
[0005]步骤⑵:用纯水淋洗所述饱和树脂柱至树脂柱出口柠檬酸根含量低于0.5%，收集淋洗液；
[0006]步骤(3):用4%?10%的氢氧化钾溶液洗脱所述饱和树脂柱，得柠檬酸钾洗脱液；
[0007]步骤(4):将所述柠檬酸钾洗脱液用柠檬酸微调pH为6.5?7.2，再用活性炭脱色至透光率90%以上，得到柠檬酸钾脱色液，脱色液浓缩、结晶得到柠檬酸钾成品。
[0008]本发明步骤(3)所得柠檬酸钾洗脱液中，柠檬酸钾纯度可高达97.5%。
[0009]本发明所述柠檬酸钾末道液中柠檬酸钾质量浓度为55?70%。
[0010]本发明步骤(I)中所述阴离子交换树脂使用前，预先采用4?10%的氢氧化钠溶液进行活化，再用纯水冲洗树脂至树脂柱出口 pH = 7.5?9，优选为8。
[0011]本发明步骤(I)中所述的阴离子交换树脂柱所用的树脂为对柠檬酸根离子有较大吸附量的大孔型弱碱性树脂D301、D315或D319。
[0012]本发明优选所述柠檬酸钾末道母液的流速为I?4BV/h，该流速范围可以使柠檬酸钾末道母液与阴离子交换树脂充分接触，提高柠檬酸的提取率。
[0013]本发明将步骤(I)中所述的离子交换废液用氢氧化钠调节至碱浓度为3?5%(以氢氧根计)。
[0014]本发明中离子交换产生的废液，可以用于再生炭柱，实现废碱水的二次利用，降低了原辅料的消耗，从而降低了生产成本，并且大大减少了环境污染。
[0015]本发明所述的方法，优选将步骤(2)中所述淋洗液合并至步骤I中所述柠檬酸钾末道母液，以实现循环回收利用。
[0016]本发明优选步骤(2)中所述水为去离子水或纯水，以避免带入新的杂质。
[0017]本发明步骤(4)中优选调节所述pH为7.0。
[0018]本发明所述活性炭脱色时，优选温度为50?70°C。
[0019]本发明的一种提纯柠檬酸钾末道母液的方法是利用阴离子交换树脂吸附柠檬酸根离子，而色素及易炭化物等杂质不上柱吸附而从废水中排出，树脂吸附柠檬酸根离子饱和后，先用纯水淋洗，再用氢氧化钾洗脱出高纯度的柠檬酸钾离子交换溶液；柠檬酸钾离子交换液经调pH、脱色后，重新参与柠檬酸钾晶体的制备的方法，取代原有的处理柠檬酸钾末道母液的生产工艺，大大降低能源消耗，减少废水排放；不仅降低了生产成本，而且还带来了比较可观的经济效益。
[0020]本发明的方法可以大幅度提高柠檬酸钾的得率，大大提高了产率，降低了企业的生产成本。本发明操作简单，适合于大规模工业化生产。
[0021]本发明所涉及浓度除特殊说明外一般均为质量浓度。
【具体实施方式】
[0022]以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的范围。
[0023]若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，实施例中，加入各原料除特别说明外，均为市售。
[0024]实施例1
[0025]本实施例提供了一种从柠檬酸钾末道母液中提纯柠檬酸钾的方法，包含以下步骤:
[0026]步骤⑴:将柠檬酸钾生产车间的废弃末道母液(母液指标:柠檬酸钾含量61.5%，透光率42%，易炭倍数31，密度:1.20仏/(^3)采用阴离子交换树脂柱(将D319树脂6.5L装入树脂柱中，树脂柱高径比8:1，用4%氢氧化钠对树脂进行活化处理，最后按26L/h进纯水将阴柱出口 pH冲至8左右待用。)将柠檬酸钾末道母液与树脂柱进行离子交换至树脂柱饱和，得饱和树脂柱和离子交换废液；具体为:将柠檬酸钾末道母液放入水浴锅中保温60°C左右，树脂柱保温55?60°C，柠檬酸钾末道母液按6.5L/h的速度进料，出料PH < 7停止进料，得饱和树脂柱，本步骤共出料9.5L(即离子交换废液)，柠檬酸根离子含量:0.32% ；
[0027]步骤(2):用水淋洗所述饱和树脂柱，收集淋洗液；淋洗按13L/h的速度进纯水，每6.5L取一个点样，第8个点样柠檬酸根离子< 0.5%，淋洗结束，淋洗混合液共52L，柠檬酸根呙子含量:5.13% ；
[0028]步骤(3):用8%的氢氧化钾溶液洗脱所述淋洗后的饱和树脂柱，得洗脱液；氢氧化钾以6.5L/h的速度进料，每6.5L取一个点样，第4个点样柠檬酸根离子< 0.5%，解析结束，解析混合液共26L，梓檬酸根离子含量:7.29% ；
[0029]步骤(4):将所述洗脱液用柠檬酸调节pH = 6.8，再用活性炭脱色至透光率为90%，得到柠檬酸钾脱色液；柠檬酸钾脱色液经过浓缩、结晶、烘干，得到柠檬酸钾成品。
[0030]本实施例步骤3所述的柠檬酸钾解析混合液数据:柠檬酸钾含量11.67 %，透光率75.3%,易炭倍数:2.11，本次尚交收率99%，树脂吸附梓檬酸量:0.8444g梓檬酸根尚子/g干树脂。
[0031]步骤4所述的柠檬酸钾洗脱液用柠檬酸调pH = 6.8后，过IL炭柱脱色至混合液透光率=90% ;柠檬酸钾脱色液数据:柠檬酸钾含量11.6%，炭柱脱色收率:99.5%，实际透光率90.2%，易炭倍数:2.01，完全达到结晶柠檬酸钾指标，实现了柠檬酸钾末道母液的再利用。
[0032]本实施例以柠檬酸钾末道母液为原料，经过离交吸附、解析，调节解析液pH，炭柱脱色得到柠檬酸钾脱色液，柠檬酸钾总收率为98.5%。
[0033]实施例2
[0034]本实施例提供了一种从柠檬酸钾末道母液中提纯柠檬酸钾的方法，包含以下步骤:
[0035]步骤⑴:将柠檬酸钾生产车间的废弃末道母液(母液指标:柠檬酸钾含量63%，透光率35%，易炭倍数40.1，密度:1.206g/cm3)采用阴离子交换树脂柱(取6.5L D319树脂装入带夹套的玻璃柱，树脂柱高径比8:1)用4%氢氧化钠对树脂进行活化处理，最后按26