[发明专利]一种用于萃取发酵液中柠檬酸的乳状液及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属化学化工技术领域。涉及一种发酵液中柠檬酸的分离技术。

背景技术

目前生产柠檬酸的方法主要有钙盐提取法、离子交换吸附法，溶剂萃取法等。 钙盐法具有工艺成熟、操作方便、产品质量稳定等优点。但缺点也非常明显，如 提取过程单元操作多，总收率很难高于80%；柠檬酸经过多次相变，消耗大量的 化工原料，且固液分离的能耗大；产生大量的废水、废渣。离子交换吸附法工艺 简单，能耗大大降低，收率提高到85%以上，但该工艺也存在交换树脂需频繁再 生，且具有一定的寿命，会产生大量的固体废弃物等不足。

与钙盐法相比，溶剂萃取法省去了中和与酸解两道工序，节省了化工原料， 降低了能耗，在提取过程中不会产生大量废渣，利于环保。与离子交换法相比， 溶剂萃取法具有处理能力大、分离效果好、回收率高、可连续操作等优点。但由 于柠檬酸发酵液的组成复杂，含有糖、蛋白质、色素、菌丝等杂质，要求萃取剂 具有高效的选择性，且无毒、无腐蚀、价廉、易回收。目前常用的有机胺、酯类 萃取剂虽有较理想的萃取效果，但均有一定的毒性，一般只能得到工业品，而不 能满足医药、食品的要求。

我国大多数生产厂商采用的是传统钙盐提取法，而美国第二大柠檬酸生产厂 Miles公司早在1981年就采用溶剂萃取法从发酵液中提取柠檬酸，美国Haaman  and Reimer公司和欧洲的Pfilzer公司也都采用溶剂萃取法。近二十年来，国内外 研究者也在尝试研究新的方法，如膜分离法、电渗析法、膜技术等，但是这些方 法都没有突破进展，大都停留在实验室阶段。

乳状液膜分离方法最早由黎念之(N.N.Li)提出，并获得专利(US3410794)。 这种方法是将乳状液分散在某种溶质需要分离的水溶液中，形成一种多重乳状液 的薄层膜结构，被分离溶质依次与膜相中流动载体和内水相中的解脱剂发生反 应，从而穿过两水相间的油膜进行选择性迁移。乳状液与料液接触时，需要分离 的溶质渗透过乳状液的外相进入内相，与反应剂作用转化成不能透过膜相的物质 而留在内相。然后将不含该溶质的水相与富集溶质的乳状液分离，富集溶质的乳 状液经破乳后回收溶质，乳状液循环使用。这种方法具有高效、节能、选择性好、 适用范围广等优点，可以除去有机与无机化合物、离子型与非离子型化合物、酸 性与碱性化合物等杂质。但是，迄今所开发的大多数乳状液膜，很难同时具备膜 分离过程所应需的高渗透性、高选择性和高稳定性等基本性能。目前乳状液膜在 分离过程中的稳定性差、易溶胀和破乳难等技术难题尚未完全解决，因而阻碍了 乳状液膜分离技术的工业化进程。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种乳状液的配方和制备方法， 有效地解决了现有乳状液膜分离过程中存在的液膜不稳定、破乳难等问题，显著 增加柠檬酸的萃取率，降低成本，且对环境友好。

一、本发明的乳状液由内水和油相混合后采用制乳工艺所制成：

1、油相由表面活性剂、载体、油溶剂按下列体积比混合均匀所构成：

表面活性剂/载体/油溶剂=1/(0.2~1.5)/(5~10)；

2、油相和内水相的体积比为：

油相/内水相=1/(0.8~2)。

3、所述的表面活性剂为包含有单一的或相互组合的Tween 40、Tween 60、 Tween 80成分，或其与Span 80的组合成分的有机表面活性剂；

4、所述的载体为包含有Alamine 336、正三辛胺、磷酸三丁酯、三烷基氧磷、 N，N’-二烷基酰胺、N-烷基酰胺、石油亚砜的单一成分或组合成分的柠檬酸结 合载体；

5、所述的油溶剂为包含有单一的或相互组合的正十四烷、环己烷成分，或 其与煤油的组合成分的非极性溶剂；

6、所述的内水相为包含有单一的或相互组合的NaOH、KOH、Na₂CO₃、K₂CO₃成分的碱性溶液。

7、内水相的质量浓度选择在5%~20%为宜。

二、应用本发明的乳状液萃取发酵液中柠檬酸时：

一）应按下述步骤依次进行：

1，混合发酵液和乳状液后进行萃取；

2，对萃取物进行静置分层，分离出萃取物下层的发酵液；

3，对分层后萃取物上层的乳状液进一步进行油相和内水相的分层；