【正文】 ?過濾機(jī)的生產(chǎn)能力主要受 過濾速度所控制。 ?濾餅的厚度達(dá)到一定程度時(shí)，則變成真正的 過濾介質(zhì) 。 （ 2）過長時(shí)間的直接蒸汽加熱，會(huì)增加料液稀釋度，有損于收率（最好間接加熱）。 在當(dāng)前世界檸檬酸工業(yè)中最廣泛采用的工藝是鈣鹽離子交換法?；蛴脧?qiáng)酸或熱水洗脫（解析）獲得檸檬酸液。第一節(jié) 概 述 成熟的檸檬酸發(fā)酵醪中，除含有主產(chǎn)物檸檬酸之外，還含有纖維、菌體、有機(jī)雜酸、糖、蛋白類膠體物質(zhì)、色素、礦物質(zhì)及其他代謝產(chǎn)物等雜質(zhì) ，它們或來自發(fā)酵原料、或在發(fā)酵過程中生產(chǎn)，它們或溶存或懸浮于發(fā)酵醪中。 ? 電滲析提取工藝 ：電滲析是一種膜技術(shù)。 第二節(jié) 鈣鹽離子交換工藝 發(fā)酵醪 預(yù)處理 過濾 復(fù)濾 濾液 中和 過濾 洗鈣 調(diào)漿 酸解 過濾 復(fù)濾 粗檸檬酸液 活性炭粒 陽離子交換柱 菌渣 陰離子交換柱 凈化液 精濾 預(yù)熱 蒸發(fā) 結(jié)晶 離心 淡有機(jī)廢水 濕晶 干燥 篩分 筒倉 包裝 入庫 成品 濕石膏渣 濃有機(jī)廢水 90℃ 水 90℃ 水 CaCO3 H2S04 70℃ 水 洗晶水 母液 等外品 （一）發(fā)酵醪的預(yù)處理 ? 薯干原料產(chǎn)物的組分： 檸檬酸、草酸、葡萄糖酸、其他雜酸、殘總糖、蛋白質(zhì)、纖維及菌體。 （二）發(fā)酵醪過濾 ?徹底除去發(fā)酵醪中的懸浮物； ?除去發(fā)酵醪中的草酸； ?盡可能減少濾液的稀釋度； ?把檸檬酸的損失減少到最低限度。所以在過濾開始時(shí)，往往出現(xiàn)渾濁濾液，這是因?yàn)闉V漿中的固體顆粒大小不一，細(xì)小者易穿過介質(zhì)的孔隙而未被截留，當(dāng)介質(zhì)表面積有濾餅時(shí)，濾液變清，這就表示濾餅的毛細(xì)孔道較過濾介質(zhì)小，或者是濾餅在過濾介質(zhì)的孔道中起有廣泛的架橋作用。由上式求得的 Vh的量，除以該過濾機(jī)的總面積，即該機(jī)的平均過濾速度。助濾劑本身必須是顆粒均勻、性質(zhì)堅(jiān)硬、理化性能穩(wěn)定的不可壓縮性物質(zhì)。某廠用臥螺沉降式離心機(jī)分離菌渣大型試驗(yàn)獲得成功，但處理量偏小，總體投資太大。4H2O〕 在水中溶解度極小的特性， 用鈣鹽或鈣堿與溶液中的檸檬酸發(fā)生中和反應(yīng) ，產(chǎn)生四水檸檬酸鈣從溶液中沉淀析出，除去殘液得到檸檬酸鈣固體。 ? 檸檬酸鈣沉淀速度隨溫度的提高而加快， 80℃ 以上不再增加，其沉淀率在 50℃ 時(shí)，已近極限。 ?（ 6）攪拌器作用 攪拌器作用是 使中和劑和檸檬酸溶液迅速混合均勻，反應(yīng)完全而又不破壞檸檬酸鈣的晶形 。 酸解是利用 檸檬酸鈣在酸性條件下 ，其解離常數(shù)隨 H+濃度的增高而增大的特性，在強(qiáng)酸（硫酸）存在的溶液中產(chǎn)生復(fù)分解反應(yīng)，生成難溶于水的石膏（ CaSO4）沉淀，而將弱酸（檸檬酸）游離出來， 溶存于溶液中。在后續(xù)蒸發(fā)工序中， SO42含量隨溶液的濃縮而相應(yīng)增高，加大了對設(shè)備的腐蝕性。 被吸附物質(zhì)的分子量大，則范德華力作用強(qiáng)，小分子物質(zhì)則主要靠靜電引力；活性炭表面存在不飽和鍵，可與色素分子的極性基團(tuán)形成共價(jià)鍵，從而產(chǎn)生化學(xué)吸附作用。所以在生產(chǎn)中，要選擇 恒定的適當(dāng)溫度進(jìn)行脫色 。色素受 pH影響，在酸性溶液中一般較淺，在堿性溶液中較深，這可能與色素等大分子物質(zhì)所帶電荷有關(guān)。 離子交換樹脂的交換容量 交換容量是離子交換樹脂的重要特征之一。 ?技術(shù)參數(shù)： 料溫、蒸發(fā)完成液濃度等。 ?工業(yè)上常用的蒸發(fā)熱源是飽和蒸汽，稱為加熱蒸汽或生蒸汽。 ?有效溫度差 加熱蒸汽與溶液間的溫度差，對液體的循環(huán)強(qiáng)度有顯著影響。 ?啟動(dòng)參數(shù) ：檸檬酸濃縮液相對密度、冷卻水溫度、洗晶體的無離子水溫度； ?效果參數(shù) ：濕檸檬酸晶體游離水含量，以及其它理化指標(biāo)。 結(jié)晶水合物有一定的蒸汽壓強(qiáng) ，在某種溫度條件下，其蒸汽壓強(qiáng)若高于周圍空氣中的水蒸氣壓強(qiáng)，則結(jié)晶水合物易失去結(jié)晶水而 風(fēng)化 ；反之，若其蒸汽壓強(qiáng)低于周圍空氣中的水蒸氣壓強(qiáng)，貯存時(shí)，則從周圍的空氣中吸收水分，而逐漸 潮解 。曲線 Ⅱ Ⅱ 上的溶液達(dá)到了最大飽和度，為“過飽和曲線” 晶核的形成和晶體的成長 ? 溶質(zhì)從溶液中結(jié)晶析出的全過程，可分為兩個(gè)階段：首先形成微細(xì)的“晶核”（晶體的核心部分），此階段稱為“ 起晶” ；然后晶核成長成為一定大小和形狀的晶體，此階段稱為晶體的成長或 “育晶” 。 晶核的形成有三種方式： 初級均相成核、初級非均相成核、外加晶核 。 dm dt = D △ c?A ? [Kg/（ m2?h） ] ? 過飽和度 溶液的過飽和度，決定了境界膜兩邊的濃度差，過飽和度大，結(jié)晶速度快。 這是因?yàn)槿芤?△c一定時(shí)，濃度梯度（ △c/ ?)與境界膜厚度成反比。把 A點(diǎn)物料濃縮到B點(diǎn)時(shí)，已呈過飽和狀態(tài)（ 81%），立即移入結(jié)晶罐中，啟動(dòng)攪拌器，用冷水降溫，體系狀態(tài)由 B點(diǎn)移向 K點(diǎn)，達(dá)到臨界溫度。 然后加熱離心，分離出母液，再用 40℃ 以上無離子水洗晶，最后干燥。晶垢只能用少量熱水沖洗，輕微晶垢在下次進(jìn)熱料時(shí)可被溶解。 ?溫度 在物料的 安全溫度范圍之內(nèi) ，盡可能提高干燥介質(zhì)溫度，使物料表面的水蒸氣分壓增加，提高氣化速率。不合格的返至蒸發(fā)結(jié)晶工序，重溶再生產(chǎn)。 ?貯運(yùn) 檸檬酸產(chǎn)品應(yīng)按下列標(biāo)準(zhǔn)貯存、運(yùn)輸： ①應(yīng)貯存于干燥、通風(fēng)的庫房內(nèi)； ②不得與有毒、有害、有異味物質(zhì)混貯、混裝、混運(yùn)； ③有動(dòng)物污物、排泄物，正在腐爛的動(dòng)植物體等場地不能堆放檸檬酸； ④搬運(yùn)過程中嚴(yán)禁扔、砸、鉤、磕； ⑤運(yùn)輸工具必須清潔、干燥、符合衛(wèi)生要求 ⑥不合格或結(jié)塊的產(chǎn)品不得出廠。 ?物料濕含量 物料的濕含量與干燥時(shí)間成正比。溫度高不僅影響結(jié)晶速率，而且在離心機(jī)迅速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)帶入環(huán)境的冷空氣，使物料再度冷卻，水分也同時(shí)被蒸發(fā)，從而使母液過飽和度迅速提高，產(chǎn)生大量晶核，粘附在離心籃內(nèi)壁上，影響操作。 無水檸檬酸結(jié)晶圖解 ?禁止用玻璃溫度計(jì)直接測定晶漿溫度，防止因溫度計(jì)破碎而產(chǎn)生污染產(chǎn)品。 溶液處于 C點(diǎn)育晶區(qū)時(shí)，加速降溫，使體系狀態(tài)按 C E路線進(jìn)行，至 10℃ 以下時(shí)結(jié)晶結(jié)束。 因此，采用機(jī)械攪拌或泵循環(huán)的方法，加快晶漿的流動(dòng)性，有利于晶體正常生長速度和結(jié)晶速度。但這種晶體細(xì)而多，與母液分離困難，檸檬酸產(chǎn)品易結(jié)塊。操作是在溶液的介穩(wěn)區(qū)進(jìn)行，在起晶前加入一定數(shù)量和粒度的晶種做晶核，這是控制晶核數(shù)量和晶體大小最有效的方法。 ? 溶質(zhì)分子之間的引力與溶液的過飽和度有關(guān)。 要使固體溶質(zhì)結(jié)晶析出，必須首先設(shè)法使該溶液呈過飽和狀態(tài)。它是制備純凈物質(zhì)的有效方法之一。對檸檬酸生產(chǎn)而言，初蒸發(fā)料液濃度越高越有利于提高設(shè)備利用率，從而提高產(chǎn)量、節(jié)能、縮短物料受熱時(shí)間。 蒸發(fā)可以 在沸點(diǎn)或低于沸點(diǎn) 條件下進(jìn)行，前者的速率遠(yuǎn)超過后者，故工業(yè)上多采用在沸騰狀態(tài)下蒸發(fā)。 以 分子運(yùn)動(dòng)學(xué)的觀點(diǎn)解釋 則為，當(dāng)溶液受熱使溶劑分子獲得的動(dòng)能超過分子間的吸引力時(shí)，就會(huì)逸出液面，成為蒸汽分子，即為 汽化 。 ? 平衡交換容量 ：指在一定的外界溶液條件下，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)該離子交換樹脂所能吸取的某種離子的數(shù)量。 離子交換是指用陽、陰離子交換樹脂，除去酸解液中的有害陽、陰離子 的化學(xué)反應(yīng)過程。 （ 2）時(shí)間 吸附過程雖瞬間可完成，但由于 被脫色物料有一定的粘度，影響了色素分子向活性炭表面和組織內(nèi)部擴(kuò)散和吸附的速度 ，故保持足夠的接觸時(shí)間，才能充分發(fā)揮活性炭的吸附速率。活性炭吸附色素一般都是未飽和狀態(tài)，因此先用于深顏色脫色的活性炭不能再用于較淺顏色的溶液脫色，反之則可充分發(fā)揮其吸附力。 ? 鋇鹽沉淀法除 SO42 BaCO3+ SO42 BaSO4 +CO32 ? 亞鐵氰化鈣除 Fe3+、 Ni2+ Fe3++3Ca2〔