Способ получения лимонной кислоты Советский патент 1933 года по МПК C07C59/265 C07C51/48 

Лимонная кислота является одной из сильно распространенных кислот, накапливающихся во многих растениях, однако, в большинстве случаев лимонная кислота встречается в растениях в сравнительно небольших количествах, благодаря чему добывание лимонной кислоты из этих растений является затруднительным и недостаточно экономически выгодным.

Указание, что табак и махорка содержат наряду с другими органическими кислотами лимонную кислоту, имеются в очень старых работах. Под руководством автора был разработан и применен к табаку для точного определения содержания лимонной кислоты метод Кунца (2-й Сборник работ по химии табака, ГИТ, вып. 81, 1931 год), после чего сделалось возможным правильно сузить о содержании лимонной кислоты в табачном, и махорочном сырье, ибо старые методы (Шлейзенга, Кисленга и др.) давали неточные результаты.

Выделение лимонной кислоты из махорочного материала несколько осложняется тем, что наряду с содержанием лимонной кислоты махорочное сырье имеет также яблочную и щавелевую кислоты. Содержание щавелевой кислоты, однако, обычно

193

совершенно незначительно, чаще всего она находится в виде следов.

По предлагаемому способу для получения лимонной кислоты махорочное сырье, измельченное и просеянное через сито в 1 мм, обрабатывается последовательными порциями 5%-и соляной кислоты по принципу противотока. Солянокислые вытяжки, сильно загрязненные разнообразными растворимыми веществами (углеводы, пектиновые вещества и проч.), добавочно еще сгущаются выпариванием на водяной бане.

Остаток от извлечения (махорочный ком) является хорошим азотистым удобрением, ибо он значительно обогащен по сравнению с исходным материалом-азотом. Содержание азота в махорке до извлечения было 3,, содержание же после извлечения в коме бы..о 4,2%.

Соляно-кислый фильтрат нейтрализуется до щелочной реакции известковым молоком (с прибавкой углекислого Кальция) и нагревается около получаса на водяной бане. Выпадает трехкальциевый цитрат, трудно растворимый в горячей воде, вместе с ним выпадает ряд других нерастворимых в данных условия х оса ждения, примесей. Осадок отфильтровы

вается и промывается горячей водой. Вся операция образования и определения трехкальциевого цитрата должна проводиться при температуре, близкой к 100°, ибо растворимость трехкальциевого цитрата понижается с повышением температуры. Растворимость трехкальциевого цитрата 0,4 г в одном литре, поэтому значительных потерь лимонной кислоть при данной операции ожидать не приходится и вся лимонная кислота из солянокислого раствора может быть полностью переведена в нерастворимую кальциевую соль.

Промытая кальциевая соль лимонной кислоты взбалтывается в воде и разлагается при нагревании небольшим избытком серной кислоты. Раствор ртфильтровывается от сернокислого кальция и от других нерастворимых примесей и выпаривается до возможно малого объема.

Из упаренного раствора извлекают эфиром лимонную кислоту, а также небольшое количество других не кислотных примесей.

Извлечение эфиром может быть осуществлено также несколькими приемами.

Сильно сгущенный раствор лимонной кислоты смешивается с кварцевым песком и затем полученная масса подсушивается в вакуум-аппарате при температуре не выше 40°. Сухая масса извлекается эфиром. Извлечение лимонной кислоты заканчивается гораздо скорее, чем выше описано.

Эфирный экстракт содержащий лимонную кислоту, отгоняется до полного удаления эфира, который заменяется водой. Водный раствор отфильтровывается и для обесцвечивания кипятится с животным углем или сажей (не содержащим кальция).

Водные растворы упариваются до консистенции сиропа и оставляются для кристаллизации.

Полученный продукт окрашен слегка в й елтоватый цвет. Точка плавления кристаллов около lOOOj при 30° вещество полностью теряет воду и вновь затвердевает и дальше плавится при 147, что совпадает с константами водной лимонной кислоты.

В виду того, что при первоначальной обработке махорочного материала кислотой извлекается много веществ из табака.

то сильно затрудняет всю дальнейшую бработку по видоизмененному способу, .не змельченный табачный или махорочный атериал предварительно обрабатывается ри кипячении известковым молоком и елОм. При этом происходит осаждение имонной кислоты в форме нераствориого кальциевого цитрата в самом табачном материале. Вся операция произвоится при нагревании, материал промывается горячей известковой водой и при этом отмывается большая часть посторонних примесей.

Отфильтрованный табачный материал поступает в дальнейшем в те же операции, которые предусматривает вышеописанный способ, т.-е. обработка кислотой, получение кальциевой соли, ее разложение, экстракция лимонной кислоты эфиром и кристаллизация.

Потери лимонной кислоты при предварительной обработке известью и мелом не превышают 0,2-0,4 г на литр рйствора. Вся же дальнейшая обработка значительно улучшается.

Возможно также табачный материал измельчать и обрабатывать раствором серной кислоты (одна часть крепкой серной кислоты на 8 частей воды). На каждый килограмм материала необходимо брать 1 кг кислоты, что является вполне достаточным для разложения всех солей в табаке.

При такой обработке образуется очень густаясмоченная масса, которую необходимо очень хорошо перемешать.

Подготовленный таким образом материал поступает в сушку при температуре не выше 45 (лучше в вакуум-аппарате), а затем извлекается эфиром. Необходимо отметить, что благодаря малой растворимости лимонной кислоты в эфире всякая операция экстракции эфиром является довольно продолжительной. Эфирный раствор дестиллируетоя и смолистый остаток обрабатывается горячей водой. При этом в водный раствор переходит лимонная кислота, а смолистые примеси остаются в нерастворенном виде. Водный раствор кипятится для очистки от красящих веществ с углем или сажей и упаривается до малого объема, удобного для дальнейших операций. К водному раствору прибавляют известкового молока и мела и при нагревании осаждают цитрат-кальция.