一种有机复合萃取相及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种有机复合萃取相，及该有机复合萃取相在制备柠檬酸钠中的应 用。
【背景技术】
[0002] 柠檬酸钠是一种广泛应用于饮料、食品及医药等行业的有机酸盐。目前柠檬酸钠 的制备方法主要通过柠檬酸成品或柠檬酸离交液与碳酸钠或氢氧化钠反应制得。
[0003] 柠檬酸成品或离交液的制备多采用钙盐法制备，即将柠檬酸发酵液过滤后得到的 柠檬酸发酵清液与碳酸钙中和后得到柠檬酸钙，过程中排出废糖水，也就是去除发酵液中 的糖，以使最终得到的柠檬酸钠不易炭化；得到的柠檬酸钙再与浓硫酸反应，得到柠檬酸和 硫酸钙。柠檬酸通过脱色、离交、浓缩结晶和烘干等工序得到柠檬酸成品。
[0004] 目前的柠檬酸钠的制备工艺，在柠檬酸发酵清液与碳酸钙中和过程中，会产生大 量的二氧化碳气体，排到大气中，污染环境；柠檬酸钙与浓硫酸反应的柠檬酸酸解过程中， 会产生大量的硫酸钙废渣，污染环境；中和、酸解过程中均需要大量洗水去洗涤柠檬酸钙和 硫酸钙，后续以废水排出，废水量大，环保处理费用高；废水排放过程中会带走一定量的柠 檬酸，柠檬酸收率低；中和、酸解过程中需要消耗碳酸钙和硫酸，生产成本高。
[0005] 因此，目前需要进一步优化柠檬酸钠生产工艺。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是为了克服现有生产柠檬酸钠的工艺中产生废气、废渣，污染环境， 废水量大，环保处理成本高，柠檬酸收率低，生产成本高等缺陷，提供一种有机复合萃取相 及该有机复合萃取相在制备柠檬酸钠中的应用。
[0007] 本发明的发明人在研究中意外发现，有机复合萃取相含有萃取剂、相调节剂和溶 剂，萃取剂为（CnH2n+1)3NK示的叔胺类化合物，η为10-12,采用该有机复合萃取相萃取柠檬 酸发酵清液中的柠檬酸，再将静置分层所得油相用氢氧化钠溶液萃取制备柠檬酸钠，在制 备过程中无废气、废渣产生，废水量极大减少，柠檬酸收率高，无需额外采用碳酸钙和硫酸， 生产成本低，且制得的柠檬酸钠的易炭倍数极大降低。
[0008] 因此，为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种有机复合萃取相，所述有机 复合萃取相含有萃取剂、相调节剂和溶剂，所述萃取剂为（CnH2n+1)3NK示的叔胺类化合物， 其中，η为10-12。
[0009] 优选地，η为12 ;进一步优选地，所述萃取剂为三月桂胺。
[0010]优选地，所述萃取剂、相调节剂和溶剂的体积比为1 :〇. 1-0. 7 :1. 1-1. 7 ;更优选为 1 :0· 3_0· 5 :1· 3_1· 5〇
[0011]优选地，所述相调节剂选自C6-C9的醇中的至少一种；更优选为正辛醇和/或异辛 醇。
[0012] 优选地，所述溶剂选自脱芳煤油、白油、液体石蜡中的至少一种。
[0013] 第二方面，本发明提供了如上所述的有机复合萃取相在制备柠檬酸钠中的应用。
[0014] 采用本发明的有机复合萃取相制备柠檬酸钠，工艺环保，成本低，柠檬酸收率高， 柠檬酸钠的易炭倍数低。
[0015] 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。
【具体实施方式】
[0016] 以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0017] 一方面，本发明提供了一种有机复合萃取相，该有机复合萃取相含有萃取剂、相调 节剂和溶剂，萃取剂为（CnH2n+1)3N所示的叔胺类化合物，其中，η为10-12。
[0018] 根据本发明，尽管有机复合萃取相含有萃取剂、相调节剂和溶剂，萃取剂为 (CnH2n+1)3N所示的叔胺类化合物，其中，η为10-12,采用该有机复合萃取相萃取柠檬酸发酵 清液中的柠檬酸，再将静置分层所得油相用氢氧化钠溶液萃取制备柠檬酸钠，即可实现本 发明的目的，即工艺环保，成本低，柠檬酸收率高，柠檬酸钠的易炭倍数低。但优选情况下， η为12 ;更优选地，萃取剂为三月桂胺，可进一步提高柠檬酸收率，降低柠檬酸钠易炭倍数。
[0019] 本发明中，三月桂胺又名三正十二胺，三-十二烷基叔胺。
[0020] 本发明的发明人经过大量实验研究发现，萃取剂、相调节剂和溶剂的体积比为1 : 0· 1-0. 7 :1. 1-1. 7 ;更优选为1 :0· 3-0. 5 :1. 3-1. 5,可进一步提高萃取效果，即进一步提高 柠檬酸收率，降低柠檬酸钠易炭倍数。因此，本发明中，萃取剂、相调节剂和溶剂的体积比优 选为 1 :0· 1-0. 7 :1. 1-1. 7 ;更优选为 1 :0· 3-0. 5 :1. 3-1. 5。
[0021] 相调节剂指的是调节不同相进行良好分层的试剂，对应于本发明，即是指萃取后 使有机复合萃取相与柠檬酸发酵清液能够进行良好分层的试剂。本发明中，对于相调节剂 无特殊要求，可以采用本领域技术人员所能想到的各种相调节剂，例如可以选自C6-C9的 醇中的至少一种。本发明的发明人经过研究发现，当相调节剂为正辛醇和/或异辛醇时，可 进一步提高分层效果，从而进一步提高柠檬酸收率，降低柠檬酸钠易炭倍数。
[0022] 本发明中，溶剂可以在较大的范围内进行选择，例如，可以选自脱芳煤油、白油、液 体石蜡中的至少一种。
[0023] 第二方面，本发明提供了如上所述的有机复合萃取相在制备柠檬酸钠中的应用。
[0024] 采用本发明的如上所述的有机复合萃取相制备柠檬酸钠，具体方法可以包括：
[0025] (1)将朽1檬酸发酵清液与有机复合萃取相充分接触，使朽1檬酸发酵清液中的朽 1檬 酸被萃取进入有机复合萃取相中，得到油相和水相；
[0026] (2)将步骤（1)得到的油相与氢氧化钠溶液充分接触，使所述油相中的柠檬酸被 萃取进入氢氧化钠溶液中与氢氧化钠反应生成柠檬酸钠。
[0027] 本发明步骤（1)和步骤（2)中，对于充分接触的方式无特殊要求，在步骤（1)中， 只要能使柠檬酸发酵清液中的柠檬酸被萃取进入有机复合萃取相中即可，在步骤（2)中， 只要能使步骤（1)得到的油相中的柠檬酸被萃取进入氢氧化钠溶液中即可。例如充分接触 的方式可以包括进行多级逆流萃取。
[0028] 步骤（1)中，柠檬酸发酵清液和有机复合萃取相进行多级逆流萃取的级数优选为 5-8 级。
[0029] 步骤（2)中，油相与氢氧化钠溶液进行多级逆流萃取的级数优选为2-4级。
[0030] 本发明中，对于进行多级逆流萃取的设备无特殊要求，可以采用本领域常用的设 备，例如，多级逆流萃取的设备可以为萃取离心机、萃取塔、萃取槽中的一个或多个组合。
[0031] 本发明步骤（1)中，充分接触的条件优选包括：温度为30-50°C。
[0032] 本发明步骤（2)中，充分接触的条件优选包括：温度为30_50°C。
[0033] 本发明中，对于柠檬酸发酵清液无特殊要求，可以为本领域中常规的柠檬酸发酵 清液，即通过菌种发酵获得的柠檬酸发酵液经过滤后得到的清液。通常，以一水柠檬酸计， 梓檬酸发酵清液中朽 1檬酸的含量为9-16g/100mL。
[0034] 本发明步骤（1)中，柠檬酸发酵清液与有机复合萃取相的体积比优选为1 : 1. 5-2. 0,在该优选情况下，可进一步提高柠檬酸收率，降低柠檬酸钠易炭倍数。
[0035] 本发明中，氢氧化钠溶液的浓度优选为10_40g/100mL。步骤（1)得到的油相与氢 氧化钠溶液的体积比优选为1 :〇. 1-0. 4。
[0036] 本发明中，朽1檬酸发酵清液与有机复合萃取相充分接触，使朽1檬酸发酵清液中的 柠檬酸被萃取进入有机复合萃取相中，萃取后水相中萃取剂、相调节剂和溶剂各有机相均 在30ppm以下，因此，根据本发明方法，各有机相的损失量极少，与氢氧化钠溶液接触后的 有机复合萃取相可循环利用，从而进一步降低生产成本。
[0037] 本领域技术人员应该理解的是，与氢氧化钠溶液充分接触后得到的含有柠檬酸钠 的水相还需经过后续的脱色、浓缩、结晶和烘干，从而得到柠檬酸钠成品。对于脱色、浓缩、 结晶和烘干等工艺，为本领域的公知常识，在此不再赘述。
[0038] 实施例
[0039] 以下的实施例将对本发明作进一步的说明，但并不因此限制本发明。
[0040] 在以下实施例中：
[0041] 根据GB1987-2007标准检测梓檬酸发酵清液中一水朽1檬酸的含量；
[0042] 根据GB1987-2007标准检测油相及水相中一水柠檬酸的含量；
[0043] 利用气相色谱检测水相中萃取剂、相调节剂和溶剂（各有机相）含量；
[0044] 柠檬酸收率计算方法：柠檬酸发酵清液中一水柠檬酸的总量记为A，A=体积X浓 度；油相中一水柠檬酸的总量记为B，B=体积X浓度。
[0045] 柠檬酸收率=(B/A)X100% ;
[0046] 易炭倍数=样品实际易炭化物量与标准易炭化物量的比值；
[0047] 根据GB/T7364-2006测定易炭化物。
[0048] 实施例1
[0049] 该实施例用于说明本发明的有机复合萃取相及其在制备柠檬酸钠中的应用。
[0050] 通过板热换热器分别将朽1檬酸发酵清液（以一水朽1檬酸计，朽 1檬酸发酵清液中朽1 檬酸的含量为12g/100mL)和有机复合萃取相（由三月桂胺、正辛醇和脱芳煤油组成，三月 桂胺、正辛醇和脱芳煤油的体积比为1 :〇. 4 :1. 4)温度提高到40°C，控制有机复合萃取相的 流量为l〇m3/h，柠檬酸发酵清液的流量为6m3/h，按照逆流萃取同时进入5级萃取离心机。
[0051] 萃取离心后，在重相出口处，收集柠檬酸废糖水，去环保处理，取样检测柠檬酸废 糖水中各有机相（三月桂胺、正辛醇和脱芳煤油）含量。检测得到，废糖水中三月桂胺含量 为20ppm，正辛醇含量为lOppm，脱芳煤油含量为13ppm。
[0052] 在轻相出口处，收集负载柠檬酸的油相，检测其柠檬酸含量为7.lg/100mL，计算柠 檬酸收率，结果见表1。
[0053] 将负载柠檬酸的油