Wydzielanie kwasu cytrynowego w procesach ekstrakcyjnych i membranowych
[ 1 ] Instytut Technologii i Inżynierii Chemicznej, Wydział Technologii Chemicznej, Politechnika Poznańska | [ P ] employee
[ 1 ] Instytut Technologii i Inżynierii Chemicznej, Wydział Technologii Chemicznej, Politechnika Poznańska | [ P ] employee
EN Releasing of citric acid in extration and membrane processes
polish
- polimerowa membrana inkluzyjna
- kwas cytrynowy
- 1-alkiloimidzol
- polymer inclusion membrane
- citric acid
- 1-alkylimidazol
PL Obecnie podstawową metodą produkcji kwasu cytrynowego jest fermentacja. Po tym etapie kwas jest wydzielany z brzeczki pofermentacyjnej poprzez wytrącenie cytrynianu wapnia i następnie jego rozpuszczenie w kwasie siarkowym. Powoduje to powstawanie znacznych ilości odpadowego gipsu. Dlatego poszukuje się innych metod, które umożliwiłyby wydzielenie kwasu cytrynowego. Metodami takimi może być proces ekstrakcji lub wydzielenie z zastosowaniem membran. W niniejszej pracy wykonane zostały badania dotyczące ekstrakcji kwasu cytrynowego oraz jego wydzielania z roztworu z zastosowaniem polimerowych membran inkluzyjnych. W procesie ekstrakcyjnym przebadany został wpływ zastosowanego rozpuszczalnika oraz stężenia ekstrahentu w fazie organicznej na proces ekstrakcji. Badania te potwierdziły istotny wpływ składu fazy organicznej na wydajność procesu ekstrakcji. W kolejnej części pracy przebadane zostały polimerowe membrany inkluzyjne, pod kątem ich zdolności do wydzielania kwasu cytrynowego z roztworów. W pierwszej części badań dotyczących PIM sprawdzony został wpływ dodatku plastyfikatora na szybkość transportu kwasu cytrynowego. W kolejnej części badań sprawdzony został wpływ takich parametrów jak stężenie przenośnika w membranie, temperatura czy wpływ grubości membrany na szybkość transportu. Na podstawie uzyskanych wyników wywnioskować można było, że kwas cytrynowy jest transportowany przez membranę zgodnie z mechanizmem przeskoku (fixe-side jumping). Przebadany wpływ temperatury pokazał, że otrzymane wartości energii aktywacji wynoszą odpowiednio Ea= 3.4-5.8 w przypadku 1-alkiloimidazoli oraz Ea=16.9 w przypadku TOA jako przenośników. Jak pokazały przedstawione badania zastosowanie polimerowych membran inkluzyjnych do wydzielania kwasy cytrynowego z roztworów jest możliwe. Otrzymane rezultaty pozwoliły określić wpływ wielu parametrów na szybkość transportu oraz pozwoliły na zasugerowanie mechanizmu transportu kwasu przez PIM.
EN Nowadays the basic method of citric acid production is fermentation process. After the fermentation, acid is release from fermentation broth by precipitation of calcium salt. After this step calcium citrate is dissolved in sulfuric acid. This method produces a lot of wasted gypsum. Therefore, the new methods of citric acid releasing from fermentation broth are looking for. One of the possible methods could be extraction process or realizing citric acid in membrane process. On this thesis the studies concerning realizing of citric acid in extraction process and by applying polymer inclusion membranes were researched. In extraction process, the influence of solvent type and concentration of active compound in organic phase were tested. These researches confirm an important role of organic phase composition on the extraction process efficiency. In the next part, the polymer inclusion membranes were tested from point of view of their ability to citric acid releasing from solution. Influence of carrier concentration, temperature and membrane thickness on transport rate were investigated. On the basis of obtained results, it was found that citric acid is transported through the membrane in accordance with fixed-site jumping mechanism. Investigated influence of temperature has shown that activation energy is equal Ea= 3.4-5.8 in the case of 1-alkylimidazols and Ea=16.9 in the case of TOA as carriers. Obtained results of investigations have shown that application of polymer inclusion membrane, in order to citric acid release from solution, is possible. Received results allow determining the influence of different parameters on transport rate and allow suggesting transport mechanism of citric acid through the membrane.
181
chemical sciences
chemical technology
DrOIN 1575
public
Zbigniew Hubicki
Lublin, Polska
24.02.2014
polish
public
Cezary Kozłowski
Częstochowa, Polska
11.03.2014
polish
public
dissertation
Poznań, Polska
08.04.2014
Rada Wydziału Technologii Chemicznej Politechniki Poznańskiej
doktor nauk chemicznych w dyscyplinie: technologia chemiczna, w specjalności: technologia organiczna