离子交换吸附法提取柠檬酸
上世纪七、八十年代,离子交换吸附法开始应用于发酵液中柠檬酸的提取分离过程。它是利用特定的有机高分子树脂的高选择吸附性，通过寻找使用适当的树脂，直接从过滤后的发酵液中提取柠檬酸或其盐类。
1．基本化学原理
离子交换吸附法理论上可以分为三步完成：
2．离子交换法的工艺流程国内一般的流程是发酵液经过滤后用离子交换柱交换提取，氨水洗脱后过阳离子交换柱转型，经活性炭脱色、除杂后浓缩、结晶。我国目前有代表性的流程是张洪勋等提出的流程，见图 1-2。
柠檬酸发酵液过滤后经活性炭脱色，过弱碱阴离子交换柱吸附和交换柠檬酸，再用柠檬酸和柠檬酸铵缓冲液洗脱易碳化合物。接着，用氨水或 NaOH解析，得到的稀柠檬酸氨（或柠檬酸钠）再经 H 型阳离子树脂转型，洗脱后的柠檬酸分别用 732 型阳离子交换树脂和 315型阴离子交换树脂除去正负杂质离子。最后,将得到的柠檬酸液浓缩、结晶，制成产品，总的收率大于85%。用于提取柠檬酸的主要是阴离子交换树脂，常用的有M型、D301 型、717型，大多是具有叔胺和吡啶官能团的弱碱型树脂，但也有带季铵官能团的强碱型树脂和中性阴离子树脂，如交联的聚苯乙烯聚合物和非离子疏水性聚丙烯酸脂聚合物。
3．离子交换法的优缺点及改进离子交换吸附法工艺简单，与钙盐法相比，由于减少了柠檬酸的相变过程，能耗大大降低；生产过程中不产生大量的石膏废渣，大大降低了工人的劳动强度，也改善了周围环境；重要的是柠檬酸的收率由 80~85%提高到 90%以上。当然，该工艺也存在一些缺点，例如，离子交换树脂在使用中需要频繁再生，会产生大量废液；再之，离子交换树脂具有一定的寿命，也需要经常更换，会产生大量的固体废弃物。因此，寻求或研制高效、寿命长、易回收利用的离子交换树脂，就成为该工艺得以工业化推广的关键。国外有文献报道，洗脱时直接用稀无机酸，如HCl、H2SO4、HNO3等，不用氨水或碱液，可以直接得到稀柠檬酸溶液，省去了使用阴离子转型这一步。国内秦涛等引入工业色谱原理，采用多级串联离子交换柱模拟移动床分离、提纯柠檬酸，不需要转型，总收率可达 95%以上，而且费用较低。