柠檬酸(又称枸橼酸),化学名为2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸,是一种天然的果酸,是世界上除酒精发酵外产量最大的发酵产品,用途十分广泛,主要用于食品行业,化工中常将其运用到湿法冶金中的浸出剂、提取果胶或甲壳素等。每年世界上有机酸生物制品中柠檬酸生物制品占重要地位。据统计,柠檬酸生物制品量将以每年高达5%的增长率上升。
目前,常用微生物发酵法生产柠檬酸发酵液,因此后期分离提取则是关键部分,那么该如何分离纯化柠檬酸呢?液液溶剂萃取法是经济、合理的分离纯化柠檬酸的方法。
液-液萃取柠檬酸的基本原理是相似相容原理:利用原料液中柠檬酸和其他成分在有机相中溶解度的差异,将柠檬酸从水相转移到有机相而达到分离的目的。液-液萃取法有其自身的特点:在提取过程中不会产生大量废渣,有利于环保;萃取率高;可连续性操作;萃取剂可以反复使用,生产成本较低。
在柠檬酸的萃取过程中,由于其亲水性较强,一般采用化学萃取法。化学萃取法按萃取机理可分为:中性络合萃取和离子缔合萃取。按萃取剂种类分为:磷氧类萃取剂和胺类萃取剂。通常萃取体系中包含主体萃取剂、相调节剂和稀释剂三部分,主体萃取剂的作用是与被分离物柠檬酸发生反应,生成络合物等;相调节剂可以调节萃取体系的极性,从而增加了络合物在有机相中的溶解度,并且防止第三相的形成;稀释剂的作用是改善有机相的物理性质,降低萃取体系的成本。
在柠檬酸的萃取过程中,采用离心萃取机是不错的选择。郑州天一萃取科技有限公司经多年潜心研究和三代样机的试用,于2012年成功开发出了第四代新型液液离心萃取设备—CWL-M系列离心萃取机。2018年又对该系列离心萃取机从结构、材质、搅拌形式等多方面进行了升级优化,与传统的萃取设备相比,CWL-M系列离心萃取机具有功耗低、耐腐蚀性能优越、设备运行平稳、维护成本低廉等显著优点。