一种柠檬酸生产废水中碳酸钙、柠檬酸钙的区别定量计算方法技术

本发明专利技术公开一种柠檬酸生产废水中碳酸钙、柠檬酸钙的区别定量计算方法，包括：（1）准备同一批次的柠檬酸生产中固液分离工序得到的液相，将该液相烘干得到固体样品；（2）将部分所述固体样品作为待测样品A，测定该待测样品A中总钙离子含量；（3）将部分所述固体样品作为待测样品B，在该待测样品B中加入过量硫酸，计算碳酸钙的含量；（4）由所述总钙离子含量和碳酸钙含量计算柠檬酸钙的量，实现废水中碳酸钙、柠檬酸钙的区别定量计算。本发明专利技术的方法能够实现上述废水中的碳酸钙和柠檬酸钙的区别定量计算，从而可以反馈到一次中和工序中进行精细化控制，克服了目前柠檬酸生产中一次中和后固液分离工序存在的监管粗放、指标控制缺失的问题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种柠檬酸生产废水中碳酸钙、柠檬酸钙的区别定量计算方法


[0001]本专利技术涉及柠檬酸制备
，具体涉及一种柠檬酸生产废水中碳酸钙、柠檬酸钙的区别定量计算方法。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息旨在增加对本专利技术总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]柠檬酸是一种重要的有机酸，在工业、食品业、化妆品等行业具有极广泛的用途。现阶段我国柠檬酸生产工艺主要以黑曲霉为菌种采用深层发酵法生产柠檬酸并用氢钙提取法提纯。发酵完成后，迅速进行高温加热杀菌处理，杀灭黑曲霉，然后通过板框过滤，去除黑曲霉菌丝体及其他固体残渣，得到的澄清发酵液经过氢钙法进一步提取得到柠檬酸。
[0004]目前柠檬酸生产的氢钙法提取工艺，首先是将柠檬酸发酵清液与碳酸钙反应生成柠檬酸钙，即一次中和反应，经固液分离后绝大部分柠檬酸钙进入下工序，所有液相则进入环保车间处理。本专利技术对柠檬酸原料、预处理、发酵过程、一次中和过程的分析，在一次中和后固液分离工序产生的大量废水/滤液中除了糖类、蛋白质等有机物之外，还含有一次中和工序未彻底反应的碳酸钙和随水流出的柠檬酸钙，这些碳酸钙和柠檬酸钙的流失不仅给企业造成了成本上的直接损失，更给环保处理增加了压力。而现有的国家标准、行业标准所公布的检测技术中，原子吸收、离子色谱等检测方法都是针对钙离子总量的定量分析检测，一方面不能把碳酸钙和柠檬酸钙区别定量分析，另一方面原子吸收、离子色谱等大型仪器并不适合生产现场使用。

技术实现思路

[0005]针对上述的问题，本专利技术提供一种柠檬酸生产废水中碳酸钙、柠檬酸钙的区别定量计算方法，该方法解决了目前柠檬酸生产中一次中和工序后进行固液分离工序过程中存在的监管粗放、指标控制缺失的问题，对进一步提高柠檬酸生产的精细化管理提供了依据。为实现上述目的，本专利技术公开如下技术方案。
[0006]一种柠檬酸生产废水中碳酸钙、柠檬酸钙的区别定量计算方法，包括步骤：
[0007](1)准备同一批次的柠檬酸生产中固液分离工序得到的液相，将该液相烘干得到固体样品，备用。
[0008](2)将部分所述固体样品作为待测样品A，测定该待测样品A中总钙离子含量。
[0009](3)将部分所述固体样品作为待测样品B，在该待测样品B中加入过量硫酸，计算碳酸钙的含量。
[0010](4)由所述总钙离子含量和碳酸钙含量计算柠檬酸钙的量，实现废水中碳酸钙、柠檬酸钙的区别定量计算。
[0011]进一步地，步骤(2)中，采用滴定法测定所述待测样品A中总钙离子含量。
[0012]优选地，所述滴定法包括如下步骤：向所述待测样品A中加入过量盐酸使其中的碳酸钙、柠檬酸钙全部溶解，然后加入三乙醇胺溶液、碱液，然后采用钙指示剂，并用乙二胺四乙酸(EDTA)溶液滴定至终点，计算待测样品A中总钙离子的百分含量。
[0013]进一步地，所述总钙离子的百分含量W2的计算公式如式(1
‑
1)所示：
[0014][0015]所述式(1
‑
1)中，C3代表EDTA的浓度(mol/L)；V3代表消耗EDTA溶液的体积(ml)；M2代表钙的摩尔质量；m2代表待测样品A的质量(g)。
[0016]可选地，所述三乙醇胺溶液为三乙醇胺与水按照3：1的体积比形成的混合液，其主要作用是用来遮蔽溶液其他阳离子对滴定终点颜色的影响，不添加三乙醇胺溶液容易导致终点颜色不稳定、不准确，如从红色变成黑色，甚至可能是其他颜色。
[0017]可选地，所述滴定法中，碱液选自氢氧化钠、氢氧化钾或氨水中的任一种，并使溶液的pH值保持在12～13之间为佳。所述钙指示剂选用羧酸钠，终点时溶液由红色变为纯蓝色即为滴定的终点。
[0018]进一步地，步骤(3)中，在所述待测样品B中加入过量硫酸溶液使其中的碳酸钙、柠檬酸钙全部溶解，然后加入酸碱指示剂，并加入碱液中和多余硫酸，计算待测样品B中碳酸钙的百分含量。优选地，加入所述硫酸溶液后进行加热煮沸。通过加热有助于加速硫酸与碳酸钙反应生成的二氧化碳的溢出，一方面有助于打破化学反应平衡而加速反应，另一方面可以防止二氧化碳在溶液中形成的碳酸与加入的所述碱液反应，否则容易造成碱液消耗偏大，影响计算结果。
[0019]进一步地，所述碳酸钙的百分含量的计算包括如下步骤：先计算与碳酸根反应的氢离子的摩尔量X1；然后计算碳酸钙的百分含量W1。其中：
[0020]所述X1的计算公式如式(1
‑
2)所示：
[0021][0022]所述式(1
‑
2)中，C1代表硫酸溶液的摩尔浓度(mol/L)；V1代表加入硫酸溶液的体积(ml)；C2代表碱液的摩尔浓度(mol/L)；V2代表中和多余硫酸而消耗的碱液体积(ml)。
[0023]可选地，所述碱液选自氢氧化钠、氢氧化钾或氨水中的任一种，所述酸碱指示剂为酚酞，当溶液变成红色时多余硫酸被中和完毕。
[0024]所述碳酸钙的百分含量W1的计算公式如式(1
‑
3)所示：
[0025][0026]所述式(1
‑
3)中，X1代表与碳酸根反应的氢离子的摩尔量(mol)；M1代表碳酸钙的摩尔质量；m1代表待测样品B的质量(g)。
[0027]进一步地，步骤(4)中，所述柠檬酸钙的含量的计算公式如式(1
‑
4)所示：
[0028][0029]所述式(1
‑
4)中，W3代表柠檬酸钙的百分含量，W1代表所述碳酸钙的百分含量(％)；W2代表所述总钙离子的百分含量(％)；M1代表碳酸钙的摩尔质量；M2代表钙的摩尔质量；M3代表柠檬酸钙的摩尔质量。
[0030]相较于现有技术，本专利技术具有以下有益而独特的效果：
[0031]柠檬酸生产中，一次中和工序后进行固液分离(即用碳酸钙对发酵清液中的柠檬酸进行中和得到柠檬酸钙)得到的废水/滤液中含有未彻底反应的碳酸钙以及随废水流出的柠檬酸钙；这些物料的流失不仅给企业造成了成本上的直接损失，给环保处理增加了压力。更重要的是，由于现有技术无法对所述废水中的碳酸钙和柠檬酸钙进行区别定量计算，如此一来，就不能对柠檬酸生产中一次中和的反应彻底程度进行精细控制，也不能为环保车间提供准确的废水处理依据；长此以往，柠檬酸生产的一次中和工序以及下游固液分离工序形成了监管粗放、指标控制缺失的问题。而本专利技术的方法能够实现上述废水中的碳酸钙和柠檬酸钙的区别定量计算，从而可以反馈到一次中和工序中进行精细化控制，克服目前柠檬酸生产中固液分离工序存在的监管粗放、指标控制缺失的问题。
[0032]经过计算，采用本专利技术的方法对一次中和工序进行精细化控制后，按照产10万吨/年柠檬酸计算，按照本专利技术提供的方法对柠檬酸废水中的碳酸钙、柠檬酸钙进行区别定量计算方法，为柠檬酸生产的一次中和工序和下游固液分离工序提供精确的数据指导，优化一次中和反应过程、控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柠檬酸生产废水中碳酸钙、柠檬酸钙的区别定量计算方法，其特征在于，包括步骤：(1)准备同一批次的柠檬酸生产中固液分离工序得到的液相，将该液相烘干得到固体样品，备用；(2)将部分所述固体样品作为待测样品A，测定该待测样品A中总钙离子含量；(3)将部分所述固体样品作为待测样品B，在该待测样品B中加入过量硫酸，计算碳酸钙的含量；(4)由所述总钙离子含量和碳酸钙含量计算柠檬酸钙的量，即得。2.根据权利要求1所述的柠檬酸生产废水中碳酸钙、柠檬酸钙的区别定量计算方法，其特征在于，步骤(2)中，采用滴定法测定所述待测样品A中总钙离子含量。3.根据权利要求2所述的柠檬酸生产废水中碳酸钙、柠檬酸钙的区别定量计算方法，其特征在于，所述滴定法包括如下步骤：向所述待测样品A中加入过量盐酸使其中的碳酸钙、柠檬酸钙全部溶解，然后加入三乙醇胺溶液、碱液，然后采用钙指示剂，并用EDTA溶液滴定至终点，计算待测样品A中总钙离子的百分含量。4.根据权利要求3所述的柠檬酸生产废水中碳酸钙、柠檬酸钙的区别定量计算方法，其特征在于，所述总钙离子的百分含量W2的计算公式如式(1
‑
1)所示：所述式(1
‑
1)中，C3代表EDTA的浓度(mol/L)；V3代表消耗EDTA溶液的体积(ml)；M2代表钙的摩尔质量；m2代表待测样品A的质量(g)。5.根据权利要求4所述的柠檬酸生产废水中碳酸钙、柠檬酸钙的区别定量计算方法，其特征在于，所述三乙醇胺溶液为三乙醇胺与水按照3：1的体积比形成的混合液；优选地，所述滴定法中碱液选自氢氧化钠、氢氧化钾或氨水中的任一种，更优选为使溶液的pH值保持在12～13之间；优选地，所述钙指示剂选用羧酸钠。6.根据权利要求1所述的柠檬酸生产废水中碳酸钙、柠檬酸钙的区别定量计算方法，其特征在于，步骤(3)中，在所述待测样品B中加入过量硫酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俭，王金伟，李金生，
申请(专利权)人：潍坊英轩实业有限公司，
类型：发明
国别省市：