Способ получения лимонной кислоты Советский патент 1986 года по МПК C12P7/48 

Изобретение относится к производству пищевой лимонной кислоты, а именно к выделению ее из ферментированных мелассных растворов.

Цель изобретения - увеличение выхода лимонной кислоты высшего сорта.

Куль туральную жидкость обрабатывают известковым молоком с вьщепением цитрата кальция и последующим раз-10 бу 41% от поступившей на переработку ложением его серной кислотой.

Пример 1. Обработке подвергли, основной раствор лимонной кислоты, образующийся в реакторе при разложении цитрата кальция серной кислотой. 15 Количество раствора в реакторе 2,5 м концентрацией 26,5 г лимонной кислоты в 100 мл раствора. Всего в реакторе 662,5 кг лимонной кислоты. В реактор вносят нитрилотриметилфосфоновую кис- iO лоту в количестве 0,8% от массы лимонной кислоты

в цитрате кальция.

При использовании нитрилотриметил- фосфоновой кислоты на стадии разложения серной кислотой цитрата кальция в дозах менее 0,4% от массы лимонной кислоты степень осаждения железа составляет менее 50%, что недостаточно для получения кристаллической лимонной К1 слоты высшего сорта. При увеличении дозы нитрилотриметилфосфоновой кислоты сверх 0,8% от массы лимонной кислоты обнаруживается избыток ком- плексона в растворе, что ухудшает качество раствора и удорожает процесс очистки.

(

100

5,3 кг)

в виде 50%-ного раствора при 75°С, Реакционную массу перемешивают 20 шн от момента внесения нитрилотриметил- фосфоновой кислоты и фильтруют. Снижение содержания железа в растворе составило 78,6%, содержания золы 21,2% (см. таблицу). Раствор лимонной кислоты затем упаривают и направляют на кристаллизацию. Выход кристаллической лимонной кислоты 298 кг, или 6% от поступившей на кристаллизацию.

Кислота по показателям качества удовлетворяет требованиям стандарта высшему сорту.

Образовавшийся маточный раствор Подвергают дополнительной обработке нитрилотриметршфосфоновой кислотой при осветлении его активным углем. Количество раствора 638 л, концентрация лимонной кислоты 58,1 г/100 мл. Всего в реакторе 350 кг лимонной лоты. В раствор вводят,3,5 кг нитри- лотриметилфосфоновой кислоты (1% от массы лимонной кислоты) в виде 50%- ного раствора. Затем добавляют актив- уголь и перемешивают при нагрева- ши. до 70 С в течение 20 мин, далее реакционную массу фильтруют. Сниже- ime содержания железа в растворе после обработки составило 63,3%, а ности 24,6%. Раствор упаривают икрис таллизуют. Выход лимонной кислоты 40% от поступившей на кристаллизацию. Кис

зол.ь

лота удовлетворяет требованиям стандарта к высшему сорту.

Из необработанного маточного раствора выход лимонной кислоты составил 37%, кислота по показателям качества была отнесена к первому сорту.

Общий вьосод лимонной кислоты высшего сорта по предлагаемому способу составил 66%, а по известному способу 41% от поступившей на переработку

в цитрате кальция.

При использовании нитрилотриметил- фосфоновой кислоты на стадии разложения серной кислотой цитрата кальция в дозах менее 0,4% от массы лимонной кислоты степень осаждения железа составляет менее 50%, что недостаточно для получения кристаллической лимонной К1 слоты высшего сорта. При увеличении дозы нитрилотриметилфосфоновой кислоты сверх 0,8% от массы лимонной кислоты обнаруживается избыток ком- плексона в растворе, что ухудшает качество раствора и удорожает процесс очистки.

Образую1ч,ийся маточный раствор также подвергают дополнительной обработке нитрилотриметилфосфоновой кислотой для осаждения оставшихся ионов железа, совмещая ее со стадией осветления активированным углем перед фильтрова гаем на фильтр-прессе. Доза нитрилотриметилфосфоновой кислоты на этой стадии составляет 0,8-1,5% от массы лимонной кислоты, температура обработки 50-75 С, продолжительность не менее 20 мин. Смесь затем фильтруют на фильтр-прессе, раствор упаривают и кристаллизуют. Выход ли- моннай кислоты при кристаллизации составляет 39-40%, при этом кислота соответствует также высшему сорту.

При введении нитрилотриметилфосфоновой кислоты на этой стадии в дозе менее 0,8% от массы лимонной кислоты не достигается степень осаладения же- .леза, достаточная для получения из маточного раствора кристаллической лимонной кислоты высшего сорта. Увеличение дозы свьпие 1,5% ведет к обнаружению избытка нитрилотриметилфосфоновой кислоты в обработанном маточном растворе, что затрудняет кристаллизацию лимонной кислоты.

Обработка раствора нитрилотриметилфосфоновой кислотой при температуре нн же 50 С и продолжительности менее 20 мин не приводит к образованию осадка комплексоната железа и таким образом железо не может быть выведено из раствора лимонной кислоты с осадком гипсового шлама при фильтровании. Повьшение температуры вьше 75°С может привести к деструкции лимонной кислоты, повышению цветности растворов, что отрицательно сказывается на сортности готового продукта. Обработка производствен- ных растворов лимонной кислоты в процессе ее вьщеления из цитрата кальци нитрилотриметклфосфоновой кислотой при установленных параметрах ведет к увеличению выхода лимонной кислоты высшего сорта до 65-67% от поступившей на переработку в цитрате против 40-43% по известному способу.

Пример 2. В реактор загружено 450 кг цитрата кальция в пересче- те на лимонную кислоту и необходимое для разложения цитрата количество серной кислоты. Затем добавляют 2 , 7 к нитрилотриметилфосфоновой кислоты (0,6% от массы лимонной кислоты) в ви да, 40%-ного раствора при 50 С. При достижении полноты разложения цитрата кальция (через 30 мин от момента внесения нитрилотриметилфосфоновой кислоты) реакционную массу сливают на фильтр. Снижение содержания железа в растворе составило 89% - такое же, как и в растворе5 обработанном известным способом, но при этом в последнем увеличилась доля калия к мас се лимонной кислоты на 22,4%. Выход кристаллической лимонной кислоты высшего сорта составил 48 и 43% соответственно из растворов, обработанных предлагаемым и известным способом (см. таблицу).

Образовавшийся маточный раствор также подвергают дополнительной обработке нитрилотриметилфосфоновой кислотой при осветлении его активи- рованным углем. Доза ее составляет 1,5% от массы лимонной кислоты в обрабатываемом маточном растворе. Нит- рилотриметилфосфоновую кислоту добавляют в раствор в виде 40%-ного раст- вора при 60 С. Затем добавляют активированный уголь и перемешивают в течение 40 мин. Реакгщонную массу фильтруют. Сниже}ше содержания железа в растворе составило 91,8%, золы - 13,8%. Раствор упаривают и кристаллизуют. Вьссод лимонной кислоты 39%, что на 2% вьше, чем из необработанного раствора. Кислота из обработанного раствор-й отнесена к высшему сорту, из необработанного - к первому.

OбшJiй выход лимонной кислоты высшего сорта по предлагаемому способу составил 67%, по известному 42% от. пocтyшiвшeй на переработку лимонной кислоты в цитрате кальция.

Пример 3. Для обработки основного раствора лимонной кислоты в реакционную массу, состоящую из цитратной суспензии и серной кислоты при 70°С добавляют 0,4% нитрилотриметилфосфоновой кислоты к массе лимонной кислоты в виде 50%-ного раствора. При достиже1ши полноты разложения цитрата кальция серной кислотой (через 40 мин от момента внесения нитрилотриметилфосфоновой кислоты в реактор) реакционную массу сливают на фкпьтр. Содержание желез-а в полученном растворе снизилось по отношению к необработанному на 50%. Содержание калия практически не изменилос тогда как в растворе, обработанном известным способом, оно увеличилось на 37,2%. Выход кристаллической лимонной кислоты из обработанного предлагаемым способом раствора составил 46% против 43% из обработанного из-- вестным способом (см. таблицу).

Образовавшийся маточньа раствор подвергают дополнительной обработке НТФ. Доза нитрилотриметилфосфоновой кислоты составляет 0,8-% от массы лимонной кислоты. Температура обработки 75 С, продолясительность 40 мин.

Снижение содержания железа в растворе по сравнению с необработанным составило 70%. Выход лимонной кислот 40%. Кислота удовлетворяет требованиям стандарта к высшему сорту. Из необработанного маточного раствора выход, кислоты составил 38%, кислота отнесена по показателю цветности к певому сорту,

Общий выход лимонной кислоты высшего сорта по предлагаемому способу составил 65%, по известному 42% от кислоты, поступивпшй на переработку в цитрате кальция.

Предлагаемьш способ прост, технологичен. В результате снижения содержания железа и в отсутствии дополнительного количества ионов калия.

внocи ыx в гексацианоферроатом калия

снижаются цветность и зольность растворов . За счет повышения чистоты растворов достигается повышение выхода лимонной кислоты из основных растворов на 3-5%. J(иcлoтa, получаемая из основных растворов, удовлетворяет требованиям ГОСТ 908Показатели

Содержание лимонной кислоты, г/100 мл Цветность, ед.опт.пл. к 100 г Л.К. Снижение цветности, % Содержание золы, % к Л.К. Снижение содержания золы, % Содержание железа, % к Л.К. Снижение содержания железа, % Содержание калия, % к Л.К, Снижение содержания калия, % Доза реагента, % к Л,К.

Выход кристаллической лимонной кислот к лимонной кислоте в растворе

Сорт лимонной кислоты по гост 908-79

Дозы гексацианоферроата калия и нитрилотриметилфосфонрвой кислоты рассчитаны:

79 к лимонной кислоте высше- тЬ сорта.

Достигаемое снижение цветности и зольности маточного раствора позволяет получать из него кислоту высшего сорта, в то время, как без

Пример 1

Основной раствор

Маточный раствор

До обработки

После обработки

1

26,4 26,4 58,1- 56,1

3,9 1,8 10,5 6,7

-16,0 -60,8 -36,2

4,30 3,20

+4,6 -21,2

7,86 5,93 -24,6

0,280 0,110 0,060 0,450 0,165

-60,7 .-78,6 0,76 0,51 +46,2 -1,9 1,2 0,8

-63,3

1,0

42

46

37

40

Высший Высший Первый Высший

применения нитрилотриметилфосфоновой кислоты из маточного раствора по- лучали кислоту только первого сорта.

В результате выход лимонной кислоты высшего сорта возрастает по

22,222,5 22,8 38,4 36,520,120,1 20,150,3 50,1

2,21,5 1,4 14,5 8,23,83,8 3,212,8 6,3

-31,8 -36,4-43,4О -16,0-50,8

.2,602,84 2,58 7,66 6,602,693,00 2,646,00 4,75

+8,5 -0,8-13,8+11,5 -1,9-20,8

0,040 0,004 0,004 0,490 0,0400,040 0,020 0,0200,3700,110

-89,0 -89,0-91,8-50,0 -50,0-70,0

0,760,93 0,75 --0,781,07 0,75

+37,2 -3,8

1,50,6 0,4

0,93 0,75 +22,4 -1,3 0,9 0,6

0,8

43 48 37 39 Высший Высший Первый Высший

на удаление одного и того же количества железа в каждом из растворов.

сравнению с известным способом в 1,5- 1,6 раза.1

Показатели качества производствен- ных растворов лимонной кислоты до и после обработки по известному (1) и предлагаемому (2) способам представлены в таблице.

0,6 0,4

0,8

43 46 38 40 Высший Высший Первый Высший