专利名称：一种含柠檬酸的溶液的处理方法
技术领域：
本发明涉及一种含柠檬酸的溶液的处理方法。
背景技术：
柠檬酸，又名枸橼酸，化学名称是2-羟基丙烷三羧酸。其广泛分布于如柠檬、醋栗和覆盆子等植物中。柠檬酸具有令人愉悦的酸味，入口爽快，无后酸味，完全无毒，是当前世界上生产量和消耗量最大和最主要的食用有机酸，被广泛应用于食品、医药、日化等行业中。目前，一般采用深层发酵法生产柠檬酸并用钙盐提取法进行提纯。然而，钙盐提取法不仅会消耗大量的碳酸钙和浓硫酸，而且会产生硫酸钙废渣和二氧化碳废气，处理这些废渣废气导致了成本的增加。同时，用钙盐提取法从深层发酵液中生产柠檬酸时，每生产一吨柠檬酸产品，就会产生约15%的不合格柠檬酸母液，这些母液中含有残糖、蛋白、色素、杂酸、金属阳离子和不溶性固体等杂质，如果不经过处理就无法再直接提取出合格的柠檬酸。 处理这种不合格柠檬酸母液，厂家常用的方法就是将母液返回中和工序中，和压滤清液一起重新提纯。但该方法不仅收率低(小于65%)，而且会重复消耗碳酸钙和硫酸，导致成本的增加，并且产生硫酸钙废渣和二氧化碳废气。为了解决上述问题，现有技术采用在柠檬酸母液中加入助凝剂或脱胶剂进行净化，并通过过滤除去母液中的杂质来进行柠檬酸的提纯。但该方法消耗了一定的助凝剂或脱胶剂，且产品结晶率较低，只有35%左右。近年来，有报道提出采用离子交换树脂从柠檬酸发酵液中提取柠檬酸的方法，如CN1648257A公开了“生产柠檬酸和(或)柠檬酸盐的方法”，提出了采用阴离子交换树脂构成的移动多级离子交换法从柠檬酸发酵液中提取柠檬酸，但是该分离过程由四个离子交换分离工作区间组成，生产工艺比较复杂，而且阴离子交换树脂需用碱进行再生。
发明内容
为了克服目前用钙盐提取法进一步从柠檬酸母液中提取柠檬酸或用助凝剂、脱胶剂净化法从柠檬酸母液中提取柠檬酸成本高、收率低，以及现有技术用离子交换树脂法从柠檬酸发酵液中提取柠檬酸工艺复杂、阴离子树脂需要再生的缺陷，本发明提供了一种含柠檬酸的溶液的处理方法，该方法不仅工艺简单，而且所得柠檬酸溶液结晶率高，产品收率也高。本发明提供了一种含柠檬酸的溶液的处理方法，所述含柠檬酸的溶液含有柠檬酸、金属阳离子和其他杂质，所述金属阳离子为铁离子、钙离子、镁离子、钾离子和钠离子中的一种或多种；所述其他杂质为残糖、蛋白、色素和有机酸中的一种或多种，其中，该方法包括以下步骤(1)将含柠檬酸的溶液与阳离子交换树脂接触，接触的条件使得接触后所得的含柠檬酸的溶液中的铁离子浓度不超过5ppm，得到溶液A ；
(2)在色谱分离条件下，将所述溶液A从固定相为改性阴离子交换树脂的色谱分离柱的一端引入到色谱分离柱中，使溶液A中的柠檬酸和其他杂质吸附到所述树脂上，用洗脱剂进行淋洗，洗脱剂的用量以及所述色谱分离条件使得所述溶液A中含有的柠檬酸和其他杂质先后从树脂上解吸从而使柠檬酸与所述其他杂质分开，且所述改性阴离子交换树脂不与或基本不与柠檬酸根离子发生离子交换。本发明提供的含柠檬酸的溶液的处理方法不消耗助凝剂和脱胶剂、不重复消耗碳酸钙等资源、阴离子树脂不需要再生、设备投资及运行费用低、柠檬酸收率高，具有明显的经济效益；该处理方法不产生硫酸钙废渣和二氧化碳废气，且产生的废水量低，所以具有很明显的社会效益和环境效益。本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式
部分予以详细说明。
具体实施例方式本发明提供了一种含柠檬酸的溶液的处理方法，所述含柠檬酸的溶液含有柠檬酸、金属阳离子和其他杂质，所述金属阳离子为铁离子、钙离子、镁离子、钾离子和钠离子中的一种或多种；所述其他杂质为残糖、蛋白、色素和有机酸中的一种或多种，其中，该方法包括以下步骤(1)将含柠檬酸的溶液与阳离子交换树脂接触，接触的条件使得接触后所得的含柠檬酸的溶液中的铁离子浓度不超过5ppm，得到溶液A ；(2)在色谱分离条件下，将所述溶液A从固定相为改性阴离子交换树脂的色谱分离柱的一端引入到色谱分离柱中，使溶液A中的柠檬酸和其他杂质吸附到所述树脂上，用洗脱剂进行淋洗，洗脱剂的用量以及所述色谱分离条件使得所述溶液A中含有的柠檬酸和其他杂质先后从树脂上解吸从而使柠檬酸与所述其他杂质分开，且所述改性阴离子交换树脂不与或基本不与柠檬酸根离子发生离子交换。根据本发明的处理方法，所述含柠檬酸的溶液可以为柠檬酸母液和柠檬酸清液浓缩液一种或多种。根据本发明的处理方法，所述柠檬酸母液可以为各种由柠檬酸发酵液提取柠檬酸后的母液，例如可以为由柠檬酸发酵液经钙盐法工艺提取柠檬酸后产生的母液。根据本发明的处理方法，所述柠檬酸发酵液可以为采用本领域所公知的各种发酵条件而得到的柠檬酸发酵液。具体地，可以为薯干粉、木薯粉、玉米粉、马铃薯粉、淀粉和葡萄糖母液等原料发酵而得到的发酵液。所述柠檬酸清液浓缩液是指柠檬酸发酵液中除去了颗粒杂质和沉淀物后所得的溶液。所述含柠檬酸的溶液中柠檬酸的浓度为300-700mg/mL，优选为350_650mg/mL， 更优选为400-600mg/mL。所述含柠檬酸的溶液中铁离子的浓度可以在很大范围内变化， 优选情况下，所述铁离子的浓度为5-100ppm，进一步优选的情况下，所述铁离子的浓度为 5_50ppmo根据本发明的处理方法，所述含柠檬酸的溶液优选为浓度300-700mg/mL的柠檬酸母液，该处理方法还包括在将所述阳离子交换树脂与柠檬酸母液接触前，将柠檬酸母液进行加热，以使其粘度降低，提高流动性。所述的加热的方法为本领域所公知的各种方法。 本发明将柠檬酸母液加热升温到70-80°C，以使柠檬酸母液的粘度将至7-9mPa · S。
根据本发明，将所述含柠檬酸的溶液与阳离子交换树脂接触，接触的目的是脱除所述含柠檬酸的溶液中的铁离子。所述铁离子易与柠檬酸络合生成络合物，对柠檬酸的色泽和质量影响很大。根据本发明，所述含柠檬酸的溶液与阳离子交换树脂接触的方式可以为本领域所公知的各种方式。例如，使含柠檬酸的溶液通过或流经阳离子交换树脂，或者将含柠檬酸的溶液与阳离子交换树脂均勻混合等方式。本发明优选的接触方式为将含柠檬酸的溶液通过阳离子交换树脂，通过控制流速使含柠檬酸的溶液与阳离子交换树脂层的接触的时间至少为lOmin，使接触后所得的含柠檬酸的溶液中的铁离子浓度不超过5ppm ；所述阳离子交换树脂与含柠檬酸的溶液接触的时间优选为30-60min，使接触后所得的含柠檬酸的溶液中的铁离子浓度不超过lppm。所述阳离子交换树脂的体积与含柠檬酸的溶液的体积的比可以在较大范围内变动，优选为1 2-9，进一步优选为1 3-7。本发明对所述阳离子交换树脂的工作交换容量没有特殊的限制，只要能很好地除去含柠檬酸的溶液中的铁离子即可，但为了节省离子交换过程中的物耗、能耗和时间，优选使用具有较大交换容量的阳离子交换树脂，优选情况下，所述阳离子交换树脂的工作交换容量大于3mmol/g，优选为4-10mmol/g。本发明对所述阳离子交换树脂没有特别的限制，只要满足能够很好的吸附溶液中的铁离子杂质即可。因此，所述的阳离子交换树脂可以为本领域所公知的强酸性阳离子交换树脂和/或弱酸性阳离子交换树脂，所述强酸性阳离子交换树脂可以为强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂和/或强酸性丙烯酸阳离子交换树脂，所述弱酸性阳离子交换树脂可以为弱酸性苯乙烯系阳离子交换树脂和/或弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂。本发明优选所述阳离子交换树脂为强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂和/或弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂，进一步优选为强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，更优选为001X7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。在本发明中，所述阳离子交换树脂与含柠檬酸的溶液的接触过程中，对所述阳离子交换树脂与含柠檬酸的溶液的接触温度没有特别的限制。具体地，所述接触温度可以为 30-800C，更优选为 40-70°C。所述改性阴离子交换树脂可以为各种改性阴离子交换树脂，只要其不与或基本不与柠檬酸根离子发生离子交换即可。优选情况下，所述改性阴离子交换树脂中OH—的浓度不超过0. 1毫摩尔/克干树脂。所述改性阴离子交换树脂的功能基团可以为各种能吸附所述柠檬酸和所述其他杂质并且不与其发生离子交换的基团，例如，可以选自so42—、NO32—、⑶广、 Cl—和PO43-中的一种或多种。本发明中，所述功能基团是指与阴离子交换树脂的骨架树脂相键连的官能团。上述改性阴离子交换树脂可以通过各种方法获得，例如，可以通过将常规的各种阴离子交换树脂与硫酸、硝酸、碳酸、盐酸和磷酸中的一种或多种接触，将阴离子交换树脂中的阴离子转换成SO广、NO广、CO广、Cl_和P043_根离子中的一种或多种，并且，所述接触的条件使得所述改性阴离子交换树脂中OH—的浓度不超过0. 1毫摩尔/克干树脂。在通常情况下，为保证树脂的交换功能，常规的阴离子交换树脂的0!1_浓度一般不低于10毫摩尔/克干树脂，通常为10-20毫摩尔/克干树脂。根据本发明的处理方法，通过控制所述改性阴离子交换树脂中OH—的浓度不超过0. 1毫摩尔/克干树脂，使得该改性阴离子交换树脂在与含柠檬酸的溶液接触时，不发生或基本不发生交换作用，而只发生吸附作用。
所述阴离子交换树脂可以为本领域所公知的各种阴离子交换树脂。可以为大孔型阴离子交换树脂和/或凝胶型阴离子交换树脂中的一种或多种，优选为大孔型阴离子交换树脂；更优选为大孔弱碱性苯乙烯阴离子交换树脂和/或大孔弱碱性丙烯酸系阴离子交换树脂中的一种或多种；进一步优选为D301T大孔弱碱性苯乙烯阴离子交换树脂、D301R大孔弱碱性苯乙烯阴离子交换树脂、D382大孔弱碱性苯乙烯阴离子交换树脂、D311大孔弱碱性丙烯酸阴离子交换树脂、D318大孔弱碱性丙烯酸系阴离子交换树脂和D815大孔丙烯酸性阴离子交换树脂的一种或多种；更进一步优选为D318大孔弱碱性丙烯酸系阴离子交换树脂。根据本发明的处理方法，所述改性阴离子交换树脂的用量可以根据溶液A中的柠檬酸浓度和体积来选择。例如根据溶液A中的柠檬酸浓度和体积可计算出柠檬酸的重量，通过柠檬酸的重量来选择改性阴离子交换树脂的用量，该用量只要能够达到柠檬酸根离子能够很好的被改性阴离子交换树脂吸附即可。具体地，溶液A中的柠檬酸的重量与改性阴离子交换树脂的体积的比可以为0. 1-0. 6g/mL，优选为0. 15-0. 45g/mL，特别优选为 0.15-0. 35g/mL。根据本发明的处理方法，通过控制流速使所述洗脱剂在色谱分离柱中的停留时间至少为5min，优选为10-30min，从而保证溶液A中的柠檬酸根离子能够很好地与残糖、蛋白、色素和有机酸这些杂质分开。根据本发明的处理方法，所述溶液A与阴离子交换树脂的接触过程中，所述洗脱剂可以为各种常规的洗脱剂，优选为浓度100-10000ppm的硫酸水溶液，更优选为浓度500-2000ppm的硫酸水溶液。本发明的发明人发现，在该过程中所述酸的浓度若高于 2000ppm，则随着酸浓度的增高，柠檬酸的收率仅有微弱的提高，而且由于洗脱是一个放热过程，为了延长树脂的使用寿命以及尽量避免由于酸的用量的增加而导致的洗脱产物的杂质成分的增加，并尽可能减少废酸的量，所述洗脱液优选为浓度为500-2000ppm的硫酸水溶液。根据本发明的处理方法，所述溶液A中含有的柠檬酸的重量与所述洗脱剂的体积的比可以在很大范围内变化，优选为0. 02-0. 5g/mL，进一步优选为0. 05-0. 3g/mL。本发明对色谱分离的温度没有特别的限制。具体地，所述温度可以为30-80°C，优选为 40-70°C。下面结合实施例对本发明进行进一步说明。以下实施例中柠檬酸的浓度采用高效液相色谱法进行测定，高效液相色谱购自日本岛津公司。以下实施例中含柠檬酸的溶液中柠檬酸含量=柠檬酸的浓度X含柠檬酸的溶液的体积。以下实施例中柠檬酸溶液中柠檬酸的含量=柠檬酸的浓度X柠檬酸溶液的体积。以下实施例中柠檬酸的收率=得到的柠檬酸溶液中柠檬酸的含量/含柠檬酸的溶液中柠檬酸含量X100%。以下实施例中柠檬酸溶液的纯度=柠檬酸溶液中的柠檬酸含量/柠檬酸溶液的干物重X 100%。
以下实施例中所用柠檬酸母液可以通过以下方法制得将0. 872千克玉米用SFSP 系列锤片式粉碎机进行粉碎，得到平均颗粒直径为2毫米(采用美国PPS公司的Accu Sizer TM 780光学粒径检测仪测定)的0.871千克粉碎产物；一次液化温度83 士 1°C，二次液化控制温度93士 1°C，将粉碎产物与淀粉酶混合进行喷射液化，维持时间为50分钟，所述酶解的 PH值维持在5. 7-6. 2 ；加入活力彡2000u/ml的α -淀粉酶0. 7g/kg玉米粉(购自诺维信公司)；温度降至38°C，接种生物量为18g/L (母液)的黑曲霉，所得混合物在37°C下于发酵罐中搅拌培养65小时，得到发酵混合产物，并过滤得到5升柠檬酸的压滤清液。将上述5升柠檬酸的压滤清液(一水柠檬酸含量16g/100ml)，加入1250g碳酸钙浆液(碳酸钙浓度 45%)在75°C下反应30min，静置分层，弃去上清液(即废糖水)，得到柠檬酸钙浆液，并反复在柠檬酸钙浆液加入90°C的热水进行洗涤排杂，直至易炭合格。柠檬酸钙浆液用真空抽干后，加入560g的浓硫酸进行酸解反应lOmin，反应结束后，进行真空抽滤分离，液体是柠檬酸酸解液，固体是废弃物硫酸钙，柠檬酸酸解液经过脱色、离交等去除色素、离子等称为离交液，离交液经过浓缩、结晶后，成为晶浆液，用真空对晶浆液进行抽滤固液分离，得到的滤液就是上述所说的浓度为510mg/ml的柠檬酸母液，其中含有的杂质为残糖、蛋白、色素、 杂酸、金属阳离子和不溶性固体，并且，铁离子的浓度为30ppm。实施例1该实施例用于说明本发明提供的含柠檬酸的溶液的处理方法。(1)改性阴离子交换树脂的制备将500mL的D318大孔弱碱性丙烯酸系阴离子交换树脂(江苏苏青水处理工程集团有限公司，0H_含量为15毫摩尔/克干树脂)与2000mL浓度为10重量％的硫酸水溶液在30°C下接触池，将接触后的阴离子交换树脂取出，用离心机甩干，得到改性阴离子交换树脂。该改性阴离子交换树脂的OH—含量为0. 05毫摩尔/克干树脂。(2)含柠檬酸的溶液的处理将200mL柠檬酸浓度为510mg/mL的柠檬酸母液加热至75 °C，使粘度降低至 8-9mPa · S，其中，柠檬酸母液中铁离子的浓度为30ppm。将处理后的柠檬酸母液在60°C下通过50mL的OOl X 7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂层(江苏苏青水处理工程集团有限公司，工作交换容量为4mmol/g)，控制流速使得柠檬酸母液与阳离子交换树脂的接触时间为 30min，使阳柱流出液铁离子为0. lppm，得到溶液A。所得溶液A中柠檬酸的重量为100g， 再将得到的溶液A通过固定相为500mL由(1)所制得的改性阴离子交换树脂的色谱分离柱中(直径为3. 5cm，长度为100cm)，控制流速使得溶液A与改性阴离子交换树脂层的接触时间为20min，使溶液A中的柠檬酸和其他杂质吸附到改性阴离子交换树脂上，然后用2000mL 浓度为500ppm的稀硫酸溶液在50°C下进行洗脱，控制流速使得洗脱剂在色谱分离柱中的停留时间lOmin，得到柠檬酸溶液，纯度为94. 9重量％，柠檬酸的收率为95. 1重量％。实施例2该实施例用于说明本发明提供的含柠檬酸的溶液的处理方法。(1)改性阴离子交换树脂的制备将300mL的SQD815大孔丙烯酸性阴离子交换树脂(江苏苏青水处理工程集团有限公司，OF含量为18毫摩尔/克干树脂)与900mL浓度为8重量％的硫酸水溶液在40°C 下接触2h，将接触后的阴离子交换树脂取出，在0. 095MPa下真空干燥，得到改性阴离子交换树脂。该改性阴离子交换树脂的OH—含量为0. 05毫摩尔/克干树脂。(2)含柠檬酸的溶液的处理将138mL柠檬酸浓度为510mg/mL的柠檬酸母液加热至80°C，使粘度降低至 8-9mPa · S，其中，柠檬酸母液中铁离子的浓度为30ppm。将处理后的柠檬酸母液在50°C下通过^mL的001 X 7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂层(江苏苏青水处理工程集团有限公司，工作交换容量为8mmol/g)，控制流速使得柠檬酸母液与阳离子交换树脂的接触时间为 60min，使阳柱流出液铁离子为0. 05ppm，得到溶液A。所得溶液A中柠檬酸的重量为70g，再将得到的溶液A通过固定相为300mL由(1)所制得的改性阴离子交换树脂的色谱分离柱中 (直径为3. 5cm,长度为100cm)，控制流速使得溶液A与改性阴离子交换树脂层的接触时间为50min，使溶液A中的柠檬酸和其他杂质吸附到改性阴离子交换树脂上，然后用700mL浓度为SOOppm的稀硫酸溶液在50°C下进行洗脱，洗脱剂在色谱分离柱中的停留时间20min， 得到柠檬酸溶液，纯度为95. O重量％，柠檬酸的收率为93. 6重量％。实施例3该实施例用于说明本发明提供的含柠檬酸的溶液的处理方法。(1)改性阴离子交换树脂的制备将400mL的D301T大孔弱碱性苯乙烯阴离子交换树脂(江苏苏青水处理工程集团有限公司，0H_含量为10毫摩尔/克干树脂)与1600mL浓度为8重量％的硫酸水溶液在 50°C下接触池，将接触后的阴离子交换树脂取出，用离心机甩干，得到改性阴离子交换树脂。该改性阴离子交换树脂的OH-含量为0. 03毫摩尔/克干树脂。(2)含柠檬酸的溶液的处理将237mL柠檬酸浓度为510mg/mL的柠檬酸母液加热至70°C，使粘度降低至 8-9mPa · S，其中，柠檬酸母液中铁离子的浓度为30ppm。将处理后的柠檬酸母液在70°C下通过77mL的001 X 7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂层(江苏苏青水处理工程集团有限公司，工作交换容量为6mmol/g)，控制流速使得柠檬酸母液与阳离子交换树脂的接触时间为 45min，使阳柱流出液铁离子为0. 06ppm，得到溶液A。所得溶液A中柠檬酸的重量为120g，再将得到的溶液A通过固定相为400mL由(1)所制得的改性阴离子交换树脂的色谱分离柱中 (直径为3. 5cm,长度为100cm)，控制流速使得溶液A与改性阴离子交换树脂层的接触时间为25min，使溶液A中的柠檬酸和其他杂质吸附到改性阴离子交换树脂上，然后用600mL浓度为2000ppm的稀硫酸溶液在60°C下进行洗脱，洗脱剂在色谱分离柱中的停留时间30min， 得到柠檬酸溶液，纯度为93. 8重量％，柠檬酸的收率为94. 6重量％。实施例4该实施例用于说明本发明提供的含柠檬酸的溶液的处理方法。按照与实施例1的相同的处理方法，不同的是，柠檬酸母液与阳离子交换树脂接触前，未将柠檬酸母液加热至75°C，柠檬酸母液的粘度为ISmPa · S，得到柠檬酸溶液，纯度为90. 8重量％，柠檬酸的收率为91. 5重量％。实施例5该实施例用于说明本发明提供的含柠檬酸的溶液的处理方法。按照与实施例1的相同的处理方法，不同的是，柠檬酸母液与阳离子交换树脂的接触时间为5min，得到柠檬酸溶液，纯度为90. 1重量％，柠檬酸的收率为95. 8重量％。
实施例6该实施例用于说明本发明提供的含柠檬酸的溶液的处理方法。按照与实施例2的相同的处理方法，不同的是，洗脱剂为浓度为IOOppm的硫酸水溶液，得到柠檬酸溶液，纯度为92. 1重量％，柠檬酸的收率为90. 1重量％。实施例7该实施例用于说明本发明提供的含柠檬酸的溶液的处理方法。按照与实施例2的相同的处理方法，不同的是，洗脱剂为浓度为20重量％的稀硫酸溶液，得到柠檬酸溶液，纯度为89重量％，柠檬酸的收率为92. 6重量％。对比例1该对比例用于说明参比含柠檬酸的溶液的处理方法。按照与实施例1的相同的处理方法，不同的是，改性阴离子交换树脂由相同体积的D318大孔弱碱性丙烯酸系阴离子交换树脂代替，得到柠檬酸溶液，纯度为85重量％，柠檬酸的收率为75重量％。从以上结果可以看出，采用本发明实施例1-7的处理方法所得的柠檬酸的纯度和收率均比对比例1有显著提高。此外，从实施例1-3和实施例4-7的对比可以看出，采用本发明的优选条件对含柠檬酸的溶液进行处理所得的柠檬酸的纯度和收率都得到了提高。再者，从实施例1和实施例5的对比还可以看出，采用本发明优选的接触时间，所得的柠檬酸的纯度得到了提高。
权利要求
1.一种含柠檬酸的溶液的处理方法，所述含柠檬酸的溶液含有柠檬酸、金属阳离子和其他杂质，所述金属阳离子为铁离子、钙离子、锌离子、铝离子和钡离子中的一种或多种；所述其他杂质为残糖、蛋白、色素和有机酸中的一种或多种，其特征在于，该方法包括以下步骤(1)将含柠檬酸的溶液与阳离子交换树脂接触，接触的条件使得接触后所得的含柠檬酸的溶液中的铁离子浓度不超过5ppm，得到溶液A ；(2)在色谱分离条件下，将所述溶液A从固定相为改性阴离子交换树脂的色谱分离柱的一端引入到色谱分离柱中，使溶液A中的柠檬酸和其他杂质吸附到所述树脂上，用洗脱剂进行淋洗，洗脱剂的用量以及所述色谱分离条件使得所述溶液A中含有的其他杂质和柠檬酸先后从树脂上解吸从而使柠檬酸与所述其他杂质分开，且所述改性阴离子交换树脂不与或基本不与柠檬酸根离子发生离子交换。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其中，所述含柠檬酸的溶液中铁离子的浓度为 5-100ppm，所述含柠檬酸的溶液与阳离子交换树脂接触的方式为使含柠檬酸的溶液通过阳离子交换树脂柱，接触的条件包括所述阳离子交换树脂的工作交换容量大于3mmol/g，所述阳离子交换树脂的体积与含柠檬酸的溶液的体积的比为1 2-9，所述阳离子交换树脂与含柠檬酸的溶液接触的时间至少为lOmin。
3.根据权利要求2所述的处理方法，其中，所述含柠檬酸的溶液中铁离子的浓度为 5-50ppm，所述含柠檬酸的溶液与阳离子交换树脂接触的方式为使含柠檬酸的溶液通过阳离子交换树脂柱，接触的条件包括所述阳离子交换树脂的工作交换容量为4-lOmmol/g，所述阳离子交换树脂的体积与含柠檬酸的溶液的体积的比为1 3-7，所述阳离子交换树脂与含柠檬酸的溶液接触的时间为30-60min。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的处理方法，其中，所述阳离子交换树脂为强酸性阳离子交换树脂和/或弱酸性阳离子交换树脂。
5.根据权利要求1所述的处理方法，其中，所述色谱分离的条件包括色谱分离的温度为30-80°C，所述溶液A中的柠檬酸的重量与改性阴离子交换树脂的体积的比为0. 1-0. 6g/ mL，所述洗脱剂在色谱分离柱中的停留时间至少为5min。
6.根据权利要求5所述的处理方法，其中，所述色谱分离的条件包括色谱分离的温度为40-70°C，所述溶液A中的柠檬酸的重量与改性阴离子交换树脂的体积的比为 0. 15-0. 45g/mL，所述洗脱剂在色谱分离柱中的停留时间为10-30min。
7.根据权利要求1、5或6所述的处理方法，其中，所述改性阴离子交换树脂中OH—的浓度不超过0. 1毫摩尔/克干树脂。
8.根据权利要求7所述的处理方法，其中，所述改性阴离子交换树脂的功能基团为 so42\ NO3_、CO32_、cr和PO43_中的一种或多种，所述功能基团为能吸附所述柠檬酸和所述其他杂质并且不与或基本不与其发生离子交换的基团。
9.根据权利要求1所述的处理方法，其中，所述改性阴离子交换树脂为大孔型阴离子交换树脂和/或凝胶型阴离子交换树脂。
10.根据权利要求1所述的处理方法，其中，所述洗脱剂为浓度100-10000ppm的硫酸水溶液，所述溶液A中含有的柠檬酸的重量与所述洗脱剂的体积比为0. 02-0. 5g/mL。
11.根据权利要求10所述的处理方法，其中，所述洗脱剂为浓度500-2000ppm的硫酸水溶液，所述溶液A中含有的柠檬酸的重量与所述洗脱剂的体积比为0. 05-0. 3g/mL。
12.根据权利要求1所述的处理方法，其中，所述含柠檬酸的溶液为柠檬酸的浓度为 300-700mg/mL的柠檬酸母液；该方法还包括在将阳离子交换树脂与柠檬酸母液接触前，将所述柠檬酸母液加热至70-80°C，以使柠檬酸母液的粘度降至7-9mPa · S。
全文摘要
本发明公开了一种含柠檬酸的溶液的处理方法，该方法包括以下步骤(1)将含柠檬酸的溶液与阳离子交换树脂接触，接触的条件使得接触后所得的含柠檬酸的溶液中的铁离子浓度不超过5ppm，得到溶液A；(2)在色谱分离条件下，将所述溶液A从固定相为改性阴离子交换树脂的色谱分离柱的一端引入到色谱分离柱中，使溶液A中的柠檬酸和其他杂质吸附到所述树脂上，用洗脱剂进行淋洗，洗脱剂的用量以及所述色谱分离条件使得所述溶液A中含有的其他杂质和柠檬酸先后从树脂上解吸从而使柠檬酸与所述其他杂质分开，且所述改性阴离子交换树脂不与或基本不与柠檬酸根离子发生离子交换。该处理方法工艺简单，而且所得柠檬酸溶液纯度率高，产品收率也高。
文档编号C07C51/47GK102249896SQ201110120658
公开日2011年11月23日 申请日期2011年5月10日 优先权日2011年5月10日
发明者周勇, 熊结青, 王建国, 王浩 申请人:安徽丰原生物化学股份有限公司