陳旭

摘要：本文介紹了檸檬酸鈣在食品行業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)的作用及其市場發(fā)展趨勢。對影響檸檬酸鈣收率的關鍵生產(chǎn)過程進行了闡述，提出了回收廢水中檸檬酸，達到提高收率和降低廢水中COD含量的廢水處理思路。通過五批試驗，說明檸檬酸鈣生產(chǎn)過程中的廢水處理方法是可行的，對企業(yè)來說是一舉多得的事，既提高了企業(yè)效益，又減輕廢水處理設施的負荷。

關鍵詞：檸檬酸鈣 中和 廢水 COD

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5336（2013）12-0011-02

1 檸檬酸鈣的作用及其應用前景

檸檬酸鈣是檸檬酸的鈣鹽，工業(yè)上被廣泛用作螯合劑、組織凝固劑、鈣質(zhì)強化劑、乳化鹽等。在食品加工中，檸檬酸鈣可與多價金屬離子和堿土金屬離子絡合而改變離子的性質(zhì)以提高食品質(zhì)量和穩(wěn)定性，可抑制油脂和維生素等的氧化，防止飲料褪色、涌沫，防止葡萄酒的渾濁，穩(wěn)定乳制品的風味，是肉制品中的鈣活化酶失活等。在歐美市場上，檸檬酸鈣也被廣泛用作食品添加劑，補鈣劑及醫(yī)藥工業(yè)。隨著檸檬酸鈣的用途在食品、醫(yī)藥上的進一步開發(fā)，檸檬酸鈣的用量將會進一步增大。

2 檸檬酸鈣生產(chǎn)過程中的關鍵控制指標

我國出口檸檬酸鈣質(zhì)量通常采用FCCIV/USP ⅪⅤ版標準，含量在99.5%-100.5%之間。為了達到這一標準，在生產(chǎn)過程中，必須嚴格控制中和這一工序的各項參數(shù)。中和，即往精制碳酸鈣乳濁液中緩緩流加檸檬酸液，其反應式為：

3CaCO3+2C6H8O7H2O → Ca3（C6H5O7）2﹒4H2O↓+ H2O+CO2↑

大量的試驗證明，要使制取的檸檬酸鈣顆粒度均勻，容易脫水、烘干，加入的檸檬酸必須過量。此時乳濁液中殘留的檸檬酸酸度應控制在0.25-0.3%（PH=4.1-4.2）。如果殘酸太高，勢必造成收率偏低，生產(chǎn)成本增加；如果殘酸過低，檸檬酸鈣在經(jīng)過離心脫水后檸檬酸鈣晶體中包夾有大量“生鈣”，即CaCO3，鈣含量不能達標。但經(jīng)脫水后，脫去的廢液（一次廢液）中CODer高達1700g/l。

試驗室測定每立方廢水如含1克檸檬酸，其中CODer為0.686mg/l。所以廢液中如含酸0.25-0.3%，則：CODer=（0.25%*V*103*103/V）*0.686mg/l=1714mg/l

以年產(chǎn)萬噸檸檬酸鈣計，一年的排放總體積約為85300m3左右，CODer總量將超140噸。

3 廢水處理方法

如果把廢水加熱到75±1℃，往其中流加濃度較低的精致碳酸鈣，使其再反應生產(chǎn)檸檬酸鈣，經(jīng)離心后調(diào)漿，和精制碳酸鈣充分混勻，再參與中和反應，這樣就大大可以降低廢水（二次廢水）的CODer值。同時，進行對比試驗可知，還可以提高收率，原理如下：

3CaCO3+2C6H8O7H2O→ Ca3（C6H5O7）2﹒4H2O↓+ H2O+CO2↑

3.1 試驗方法和試驗設備

（1）試驗方法：廢水加熱用蒸汽壓力P≤2kg/cm2，廢水溫度達到T=75±1℃，精制碳酸鈣濃度C=10%（W/V），檸檬酸濃度在12-13（W/V），作料時間前后控制在t≤30min，終點PH=4.2，作料好后沉降15min。

（2）試驗設備包括三相異步電動機、擺線針輪減速機、不銹鋼夾套加熱槽（帶攪拌）、化工離心泵等。

3.2 試驗試驗工藝流程簡圖

首先是檸檬酸與碳酸鈣反應生成檸檬酸鈣，然后經(jīng)過離心、烘干、粉碎包裝等工序生產(chǎn)出檸檬酸鈣成品。其中，離心過程產(chǎn)生的廢水中含有一定量的檸檬酸，在該廢水中加入碳酸鈣進行沉淀，沉淀物經(jīng)稀釋、調(diào)降后回到生產(chǎn)線生產(chǎn)檸檬酸鈣成品。上清液即為二次廢水，二次廢水經(jīng)調(diào)節(jié)池、UASB、耗氧、厭氧等環(huán)保設施處理，最后達標排放。

4 試驗結果分析

試驗數(shù)據(jù)詳見附表1：試驗數(shù)據(jù)一覽表。經(jīng)測定，以此法制取的檸檬酸鈣平均含量為99.32%，完全符合FCCIV/USP ⅪⅤ標準。排放的廢水CODer總量降低約90%。同時進行對比試驗，稱量制得的檸檬酸鈣成品重量比原先（每批1.22噸）多約25公斤左右，提高的收率達到2.1%左右。

5 結論

對于檸檬酸鈣廠家來說，此項改造簡便易行，一次性投資約10萬元（包括員工工資），而一年可以回收210噸四水檸檬酸鈣，以1萬元/噸計，回收檸檬酸鈣的效益為210萬元。而且，一年少排放CODer總量達到131噸，大大減輕了環(huán)保設施的負荷，具有明顯的經(jīng)濟和社會效益。

參考文獻

[1]郝素娥.食品添加劑制備與應用技術[M].北京：化學工業(yè)出版社，2003，61-63.

[2]羅威，許為.以貝殼為鈣源一次煅燒法制取檸檬酸鈣[M].安徽農(nóng)學通報，2009.