高压二氧化碳转换柠檬酸钙为柠檬酸

摘要

柠檬酸作为目前消耗量最大的有机酸之一,广泛应用到食品添加、化妆品、洗浴用品、螯合剂和制药等行业.商业应用的分离提取工艺钙盐法会产生大量硫酸钙废渣,并消耗碳酸钙等不可再生矿产资源.本文首次采用高压二氧化碳技术来转化柠檬酸钙为柠檬酸.该反应是通过控制压力和温度来调节反应平衡从而促进柠檬酸钙转化为柠檬酸以及伴随生成碳酸钙固体,生成的碳酸钙固体可以循环投入到柠檬酸发酵液中调节其pH值.该转化实验反应在超临界相平衡仪中进行,实验结果显示在反应压力18M Pa、反应温度65℃、反应时间4小时和0.002g/L的物料比条件下,可以将柠檬酸的转化率提高到94.1％.同时在超临界反应器中将物料比提高到10％左右时,该反应条件得到10％左右的转化率.由于可操作实验条件范围较广,采用人工神经网络模型来模拟该反应过程,将100组实验数据用来训练神经网络模型,另外25组数据来测试该模型的准确性,得到训练误差RMSE=0.0774,测试误差为RMSE=0.3690,该数据可以较为准确地被用来预测不同物料比下不同压力和温度下转化率.