[发明专利]含柠檬酸溶液中阴离子含量的分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含柠檬酸溶液中阴离子含量的分析方法，特别是涉及一种同步测定柠檬酸溶液中的柠檬酸根、氯离子、硫酸根、磷酸根离子含量的分析方法。

背景技术

在发酵制备柠檬酸的生产过程中的每个步骤的工艺中，会产生不同的含柠檬酸的溶液，例如，柠檬酸发酵液、柠檬酸发酵液中除去了颗粒杂质和沉淀物后所得的柠檬酸发酵清液、钙盐法生产柠檬酸过程中用硫酸酸解柠檬酸的钙盐而得到的酸解液、所述酸解液经过色谱法提纯去除杂质而得的离子交换液以及由钙盐法提取柠檬酸后产生的柠檬酸母液等。这些含柠檬酸溶液中除了柠檬酸根还含有氯离子、硫酸根以及磷酸根等其它离子，其中，氯离子是由原料带入，硫酸根是钙盐法的酸解过程中加入硫酸进行酸解而被加入的，磷酸根是通过外加磷来控制磷源以调控发酵工艺而产生的。氯离子、硫酸根和磷酸根一直存在于整个生产过程中，只是不同的生产阶段，含量不同、控制要求不同。在柠檬酸的色谱提纯工艺中，我们可以通过对柠檬酸离交液中硫酸根和氯离子的控制以满足柠檬酸成品的要求；在钙盐法工艺中，我们可以通过控制硫酸根的含量来控制酸解的终点，最大程度的减少柠檬酸的损失；也可以通过了解酸解液中硫酸根和氯离子的含量指导离交树脂柱高度和填量的设计；柠檬酸生产中，磷广泛存在于生物体中，是生物发酵过程代谢的一种营养源，通过外加磷来控制磷源以调控发酵工艺，得到发酵液高产柠檬酸，是发酵控制手段之一；通常情况下，外加磷源一般指的是磷酸盐类物质；因此，我们可以通过磷酸根折算出磷的含量，以判断磷的含量是否满足发酵需要；由于发酵过程中加入了磷酸盐类，势必影响到后提取工序，而最终影响柠檬酸的成品的质量。所以，后提取工序以磷酸根的含量来反映磷酸根的去除程度。

因此，需要在柠檬酸发酵生产的不同工序中对这些离子的含量进行测定分析。

但是，目前关于柠檬酸根、硫酸根、氯离子、磷酸根等离子的测定方法，生产中采用的是化学分析方法，单独分析逐一测出，尚无可以同步分析得出上述各种物质含量的方法。

柠檬酸根的测定方法一般采用酸碱滴定法，其测定原理是由滴定剂氢氧化钠溶液中的氢氧根离子滴定柠檬酸溶液中的氢离子，通过氢离子的含量折算出柠檬酸的含量，因此，通过该方法测定出的是以柠檬酸为主的包含其它杂酸的总酸含量，而无法准确得出柠檬酸的含量。

硫酸根和氯离子的测定采用比浊法，磷酸根采用比色法，通过与标准品对照比较混浊度和色泽得出结果，比浊法主要是依据检测过程中的反应产物因沉淀而产生混浊，通过混浊程度的深浅来与标准品进行对比得出含量，含柠檬酸溶液大多属于中间产物，制糖过程高温产生美拉德反应，导致后续样品色泽加深，在进行硫酸根和氯离子检测时，由于产生的沉淀物为硫酸钡和氯化银，均为白色沉淀物，而含柠檬酸溶液本身色泽为褐色，就会不利于这种白色沉淀物所产生的混浊度的对比。而对于磷的测定，因为磷采用的是比色法，通过磷与钼酸铵产生磷钼酸铵，再与抗坏血酸反应生成钼兰（蓝色物质），蓝色的深浅反应的是产生磷的含量高低，再通过与标准品的对照比色，得出分析结果。与硫酸根、氯离子相似，受到含柠檬酸溶液的褐色的影响，使得该蓝色物质变成偏蓝绿色物质，不利于光学仪器的测量分析，影响分析结果的准确性。

通过上述方法进行测定时操作过程复杂，导致检测过程耗时长，问题反馈滞后，无法在线指导生产，且混浊度和色泽受其他色素的干扰，也将会导致分析结果准确性差的问题。除此之外，化学的分析方法无法同步分析出除柠檬酸根之外的其他三种离子，操作过程费时费力。

通过利用离子色谱常规分析方法分析柠檬酸溶液中的柠檬酸根、硫酸根、氯离子、磷酸根时，根本无法将上述几种离子进行分离，因为柠檬酸溶液柠檬酸含量较高，柠檬酸含量达5-70g/100ml，硫酸根离子的含量为1-5000mg/L，氯离子的含量为1-200mg/L，磷酸根离子的含量为1-500mg/L，利用现有离子色谱法分析这种溶液，会出现因稀释倍数过小，柠檬酸含量过高，而干扰和影响其他指标以及自身的出峰情况，甚至出现完全被柠檬酸峰覆盖的情况，稀释倍数过大，氯离子和磷酸根含量过低而无法分析，因此现有技术的离子色谱法也就无法分析出这几种离子。

因此，需要开发一种能够准确快速测定柠檬酸根、硫酸根、氯离子、磷酸根含量的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含柠檬酸溶液中阴离子含量的分析方法，通过该方法能够同步测定柠檬酸溶液中的柠檬酸根、氯离子、硫酸根、磷酸根离子含量，检测含量范围广、准确度高、方便快捷。