檸檬酸又名枸椽酸,它存在於天然果實中。我國在1968nianhuodeleshuganyuanliaoshencengfajiaoningmengsuanchenggong。shuganyuanliaoshencengfajiaoshengchanningmengsuan,yuanliaofengfukuanggongyijiandan,fajiaoshuipingjiaogao,zaihenduodifangdouyoushengchanningmengsuandegongchang。ningmengsuanweiwusetoumingjiejingtihuobaisefenmo,youyizhongyourendesuanwei,tashishipin、化工、製藥、紡織等工業的重要原料。
1、工藝流程:培菌--糊化發酵--中和--酸解--濃縮結晶
2、工藝操作要點:
①培菌:生產檸檬酸所用的菌種為黑曲黴。黑曲黴不但能利用澱粉,而且還對蛋白質、纖維素、果膠物質等均有一定分解能力,它的產酸能力也較高,在生產上比應用其它微生物有更多優點。培菌的過程也是用試管、三角瓶、種母罐等逐步擴大培養。培養究竟分幾個階段可由生產規模來決定。按照酒精生產中所介紹的方法,用米曲汁或麥芽汁,再在其中加2%的瓊脂配成培養基,分盛於試管中,每管5~10毫升,經滅菌處理後,斜置使其成斜麵。將在土壤中分離的或生產中留用的合格菌種,用無菌操作接入試管培養基中。在32~34攝氏度的溫度下培養5~6天,待繁殖旺盛,檢驗合格後,用無菌水將孢子完全洗下,即為孢子懸浮液。
生產上所用的種母醪是在種母罐串培養的。培養基中的糊化醪與發酵所用的糊化醪相同。將濃度為12%~14%的紅薯澱粉漿液,放在滅過菌的種母罐中,通入1千克/平方厘米的蒸汽蒸煮糊化15~20分鍾,待冷至33攝氏度,接入合格的孢子懸浮液,保持32~34攝氏度的溫度,通入無菌空氣,並用攪拌機攪拌進行發酵。每12小時取樣檢查,經5-6天即可發酵完全。檢驗合格後,即可投入發酵罐中使用。
②糊化發酵:紅薯幹經粉碎過篩後,送入拌料桶,加水配成濃度為12%~14%的澱粉漿液,用輸送泵打入發酵罐,通入1千克/平方厘米的蒸汽蒸煮糊化15~20分鍾。將糊化醪冷至33攝氏度時,按接種量為5%~7%接入種母罐中培養好的種母醪,在32~34攝氏度溫度下攪拌,通入無菌空氣發酵,每隔一定時間取樣檢查,發酵過程中控製pH為2.5~3,經5~6天即可完成發酵。在檸檬酸發酵過程中,pH值zhi的de控kong製zhi對dui產chan酸suan關guan係xi很hen大da。因yin為wei用yong薯shu幹gan粉fen發fa酵jiao生sheng產chan檸ning檬meng酸suan時shi,首shou先xian要yao利li用yong黑hei曲qu黴mei的de糖tang化hua黴mei將jiang澱dian粉fen先xian轉zhuan化hua成cheng葡pu萄tao糖tang,然ran後hou由you葡pu萄tao糖tang轉zhuan變bian成cheng檸ning檬meng酸suan。糖tang化hua的de最zui適shipH值約為2.5~3.0,生成檸檬酸的pH值在2.0~2.5,如果發酵初期產酸過猛,就會影響糖化不徹底,造成殘糖量高,產酸量低;或發酵過程中始終處於高pH值狀態,就會生成以草酸為主的雜酸。解決這一問題一般可采用二種方法:一是調節通氣和攪拌的強度,如前期通風量低些對糖化有利,後期適當增加風量,能促進產酸。二是在pH值降至2.0左右;加入一定量的滅菌碳酸鈣乳劑,使pH值回升至2.2左右時,有利於糖化作用,能繼續積累檸檬酸。
③中和:發酵後的物料,生產上叫發酵醪。發酵醪出料後,真空抽濾即為含檸檬酸的發酵液。先將發酵液用泵打入中和桶,加熱到60攝氏度左右,再加入碳、酸鈣粉末或石灰乳。碳酸鈣用量可按下式計算:
碳酸鈣用量=檸檬酸總量*0.714
檸檬酸總量=發酵液體積*滴定酸度*氫氧化鈉濃度*0.07
將中和後的料液加熱煮沸,使其它有機酸的鈣鹽溶解,而檸檬酸鈣不溶。在過濾桶中抽濾,濾液弄去。沉澱用90攝氏度以上的熱水洗去糖分。檢查的方法是用1%~2%的高錳酸鉀溶液1滴加到加毫升洗滌水中,3分鍾內不變色,說明糖分已洗淨。
④酸解:將(jiang)洗(xi)滌(di)後(hou)的(de)檸(ning)檬(meng)酸(suan)鈣(gai)沉(chen)澱(dian)放(fang)入(ru)稀(xi)釋(shi)桶(tong)中(zhong),加(jia)水(shui)打(da)成(cheng)漿(jiang)狀(zhuang),用(yong)泵(beng)將(jiang)漿(jiang)液(ye)打(da)入(ru)酸(suan)解(jie)桶(tong),在(zai)攪(jiao)拌(ban)下(xia)緩(huan)緩(huan)加(jia)入(ru)濃(nong)硫(liu)酸(suan)分(fen)解(jie)。酸(suan)解(jie)終(zhong)點(dian)的(de)控(kong)製(zhi)方(fang)法(fa)是(shi):取甲、乙兩支試管,甲管中放入1毫升 15%~20%硫酸,乙管中放入1毫升15%~20%氯化鈣溶液(其濃度必須和甲管中硫酸的濃度相同).各試管中分別加入1毫升過濾後的酸解液,在水浴上加熱至沸,冷卻後均不發生混濁,再分別加入95%的乙醇。加乙醇後,甲管略呈渾濁,表示已達酸解終點。如果加乙醇前,甲管就已渾濁,表示酸解液中硫酸量不足;加(jia)乙(yi)醇(chun)後(hou),乙(yi)管(guan)渾(hun)濁(zhuo),表(biao)示(shi)酸(suan)解(jie)液(ye)中(zhong)硫(liu)酸(suan)過(guo)量(liang)。假(jia)使(shi)硫(liu)酸(suan)過(guo)量(liang),在(zai)酸(suan)解(jie)液(ye)中(zhong)可(ke)稍(shao)加(jia)一(yi)些(xie)檸(ning)檬(meng)酸(suan)溶(rong)液(ye)進(jin)行(xing)調(tiao)節(jie)。在(zai)工(gong)廠(chang)實(shi)際(ji)操(cao)作(zuo)中(zhong),硫(liu)酸(suan)的(de)加(jia)入(ru)量(liang)一(yi)般(ban)為(wei)碳(tan)酸(suan)鈣(gai)用(yong)量(liang)的(de)92%~95%.加完硫酸後,把酸解液加熱到80~85攝氏度,保持30分鍾,即可使反應完全,又能促進硫酸鈣結晶的形成,以利分離。根據硫酸鈣在水中的溶解度與溫度的關係,酸解液在80sheshiduzuoyoujinxingrechoulvjiaoweishiyi。lvbingliusuangaiyongreshuixidihouqiqu,lvyehexidiyehebingzaizhuyetongzhong,jiweixiningmengsuanrongye。xiningmengsuanrongyeliujingshengyoutuoseshuzhihuohuoxingtandetuosezhujinxingtuosehou,zailiujingzhuangyouqiangsuanxingyanglizijiaohuanshuzhi(如732型離子交換樹脂)的交換柱,以除去鈣、鐵等陽離子雜質。
⑤濃縮結晶:從離子交換柱流出的稀檸檬酸鎔液,利用真空抽入真空濃縮鍋,在真空度為600~700毫米汞柱,50~60攝氏度溫度下蒸發濃縮,使檸檬酸溶液的比重由1.07左右提高到1.34~1.35.為(wei)保(bao)證(zheng)產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang),必(bi)須(xu)采(cai)用(yong)減(jian)壓(ya)濃(nong)縮(suo),因(yin)為(wei)在(zai)常(chang)壓(ya)下(xia)濃(nong)縮(suo),易(yi)引(yin)起(qi)分(fen)解(jie)而(er)產(chan)生(sheng)分(fen)解(jie)烏(wu)頭(tou)酸(suan),而(er)且(qie)結(jie)晶(jing)色(se)澤(ze)變(bian)深(shen)。濃(nong)縮(suo)後(hou)的(de)檸(ning)檬(meng)酸(suan)溶(rong)液(ye)趁(chen)熱(re)出(chu)料(liao),利(li)用(yong)真(zhen)空(kong)抽(chou)入(ru)高(gao)位(wei)槽(cao),再(zai)由(you)高(gao)位(wei)槽(cao)放(fang)入(ru)結(jie)晶(jing)鍋(guo)中(zhong),緩(huan)慢(man)攪(jiao)拌(ban),開(kai)夾(jia)套(tao)冷(leng)卻(que)水(shui)將(jiang)溶(rong)液(ye)冷(leng)至(zhi)30~35攝氏度,撒入少量晶種(如果此時已有結晶可不加晶種),據待溫度繼續下降到20攝氏度以下(夏天需用冷凍鹽水降溫)出料。在離心機下進行甩濾,濾液可進一步濃縮、結jie晶jing,也ye可ke送song至zhi稀xi釋shi桶tong,作zuo為wei硫liu酸suan酸suan解jie前qian檸ning檬meng酸suan鈣gai打da漿jiang用yong水shui。濾lv液ye還hai可ke送song至zhi碳tan酸suan鈣gai中zhong和he工gong序xu,使shi它ta轉zhuan變bian成cheng檸ning檬meng酸suan鈣gai,以yi便bian回hui收shou其qi中zhong的de檸ning檬meng酸suan。濾lv餅bing(即檸檬酸結晶)用20攝氏度以下的冷水洗滌後,離心分去水分,再送烘房進行真空幹燥(溫度控製在35攝氏度以下),即得成品檸檬酸。
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