柠檬酸生产工艺

第 1 页 共 10 页页 柠檬酸的工艺生产流程 摘摘 要要 柠檬酸广泛应用于食品行业 医药工业和化学工业等方面 它可利用糖质原料如土豆 地瓜中的淀粉等 在多种霉菌及黑曲霉的作用下 控制较低的温度及 PH 值 较高的通气 量和糖浓度 用发酵法制得 柠檬酸又名枸橼酸 学名 3 羟基 3 羧基戊二酸 分子式 C6H8O7 为无色 无臭 半透明 结晶或白色粉末 易溶于水及酒精 加热可以分解成多种产物 与酸 碱 甘油发生反应 柠檬酸主要用于食品工业 因为柠檬酸有温和爽快的酸味 普遍用于各种饮料 汽水 葡萄酒 糖果 点心 饼干 罐头果汁 乳制品等食品的制造 柠檬酸在化学工业上可做 化学分析用试剂 用作实验试剂 色谱分析试剂及生化试剂 用作络合剂 掩蔽剂 配制 缓冲溶液 采用柠檬酸或柠檬酸盐类做助洗剂 可改善洗剂产品的性能 可以迅速和沉淀 金属离子 防止污染物重新附着在织物上 保持洗剂必要的碱性使污垢和灰分散和悬浮 提高表面活性剂的性能 是一种优良的螯合剂 关键词关键词 柠檬酸 黑曲霉 发酵法 第 2 页 共 10 页页 Citric Acid In The Process Of The Production Process ABSTRACT citric acid is widely used in food industry pharmaceutical industry and chemical industry etc It can use sugar in the raw materials such as potato sweet potato starch etc under the action of a variety of mold and aspergillus Niger control of low temperature and PH value high ventilation and sugar concentration using fermentation method Citric acid or citrate scientific name 3 hydroxy 3 carboxylic glutaric acid molecular formula C6H8O7 is colourless odourless translucent crystals or white powder soluble in water and alcohol Heating can be decomposed into a variety of products react with acid alkali glycerin Citric acid is mainly used in food industry because of citric acid has a mild and refreshing acidity widely used in all kinds of drinks soft drinks wine candy snacks biscuits canned fruit juices dairy products such as food manufacturing Citric acid in the chemical industry to do chemical analysis reagent used as laboratory reagents chromatography analytical reagent and biochemical reagents used as complexing agent and masking agent buffer solution Using citric acid or citric acid salts do help lotion can improve the performance of detergent product can quickly and precipitation of metal ions and prevent pollutants are attached to the fabric again keep the lotion alkaline necessary make the dirt and dust dispersion and suspension improve the performance of the surfactant is a kind of excellent chelating agent 第 3 页 共 10 页页 KeywordsKeywords citric acid aspergillus Niger fermentation 目 录 第一章 绪论 1 引言 2 柠檬酸现状及应用 第二章 实验材料及其方法 1 设计方案 1 1 工艺过程 2 主要设备选择 2 1 发酵罐选择 2 2 抽滤桶 2 3 浓缩锅 3 柠檬酸发酵微生物的确定及形态 3 1 黑曲霉的形态特征 3 2 黑曲霉的生理特征 4 柠檬酸发酵用原料选型 5 发酵生产 5 1 工艺流 程 5 2 液体发 酵 5 3 柠檬酸发酵生产 第三章 讨论及注意事项 1 主要用途及注意事 项 1 1 主要用途 第 4 页 共 10 页页 1 2 注意事 项 2 讨论 2 1 柠檬酸的应用 2 2 柠檬酸前景的讨论 主要参考书及文献 第一章绪论 1 引言 柠檬酸又名枸橼酸 学名 3 羟基 3 羧基戊二酸 分子式 C6H8O7 为无色 无臭 半透明 结晶或白色粉末 易溶于水及酒精 加热可以分解成多种产物 与酸 碱 甘油发生反应 柠檬酸广泛应用于食品行业 医药工业和化学工业等方面 它可利用糖质原料如土豆 地瓜中的淀粉等 在多种霉菌及黑曲霉的作用下 控制较低的温度及 PH 值 较高的通气 量和糖浓度 用发酵法制得 2 柠檬酸现状及应用 柠檬酸主要用于食品工业 因为柠檬酸有温和爽快的酸味 普遍用于各种饮料 汽 水 葡萄酒 糖果 点心 饼干 罐头果汁 乳制品等食品的制造 柠檬酸在化学工业上 可做化学分析用试剂 用作实验试剂 色谱分析试剂及生化试剂 用作络合剂 掩蔽剂 配制缓冲溶液 采用柠檬酸或柠檬酸盐类做助洗剂 可改善洗剂产品的性能 可以迅速和 沉淀金属离子 防止污染物重新附着在织物上 保持洗剂必要的碱性使污垢和灰分散和悬 浮 提高表面活性剂的性能 是一种优良的螯合剂 第 5 页 共 10 页页 第二章 实验材料与方法 1 设计方案设计方案 1 1 工艺过程 菌种培养 在 4 6 波美度的麦芽汁内加入 25 至 30 的琼脂 然后接入黑曲霉菌种 无菌 操作 在 30 32 摄氏度条件下培养天左右 斜面培养 江麸皮和水按 1 1 的比例掺拌 在加入 10 的碳酸钙 0 5 的硫酸铵 拌匀后装入容量为 250ml 的三角瓶中 用 1 5 公斤 压力灭菌 60 分钟 接入斜面培养法培养的菌种 培养 96 120 小时后即可使用 原料处理 湿粉渣必须经过压榨脱水 使含水量在 60 左右 干粉渣含水量低 应按 60 的含水量补足水分 结块的粉渣需粉碎成 2 至 4 毫米颗粒 然后加入 2 的碳酸钙 10 至 11 的米糠 掺匀后 堆放 2 小时 再进行蒸煮 蒸煮可加压蒸料和常压蒸料两种方式 加压蒸料最好用旋转式蒸锅 常压蒸料可用固定式蒸锅或固定式水泥蒸锅 接种 发酵 当磷溫冷却到 37 至 40 摄氏度时 接入菌种悬浮液 接种后送入曲室发酵 料溫高于 27 摄氏度 生产过程一定要无菌操作 发酵室要注意消毒 发酵工艺条件的控制 黑曲霉是喜空气细菌 注意通风 发酵室湿度保持在 86 至 90 之 间 发酵过程温度控制 整个发酵过程分为三个阶段 第一阶段为前 18 小时 室温在 27 30 摄氏度之间 料溫在 27 35 摄氏度之间 第二阶段时间为 18 60 小时 料溫为 40 43 摄氏度 不能超过 44 摄氏度 室温在 33 摄氏度左右 第三阶段为 60 小时料溫在 35 37 摄氏度之间室温为 30 32 摄氏度 第 6 页 共 10 页页 浸取柠檬酸 将曲料放入浸取缸 用 90 摄氏度以上温度的水连续浸取五次 每次浸泡约一 小时 当浸液酸度低于 0 5 时 停止浸泡进行出渣 将浸液倒入搪瓷锅 加温 95 摄氏度 以上 保持 10 分钟后 停止加热 让其静止沉淀 6 小时 清液中和 碳酸钙总量 柠檬酸总量 0 714 当PH 为 6 5 7 0 滴定残酸为 0 1 0 2 时 即到达终点 酸解与脱色 将已洗净的难容的柠檬酸钙与烈士酸作用 生成柠檬酸与硫酸钙 浓缩 结晶 将脱色后所得清夜 用减压法浓缩 要求真空度为 600 740 毫米汞柱 温度 为 50 60 摄氏度 2 主要设备选择 主要设备选择 发酵罐 种母罐 抽滤桶 脱色柱 浓缩锅 结晶锅等 2 1 发酵罐选择 年产五万吨柠檬酸发酵罐设计 按通氧间歇发酵方式 发酵罐数目可用以下公式 N nt 24 1 N 发酵罐个数 一个备用 n 每 24 内进行加料的发酵罐数目 t 发酵周期 t 18d 根据具体情况而定 2 2 抽滤桶 主要用于化工 医药 石油等行业生产工艺中的真空过滤 操作压力 0 1Mpa 操作温 度 10 摄氏度到 100 摄氏度 2 3 浓缩锅 用外加热自然循环与真空负压蒸发现结合的方式 蒸发速度快 浓缩比重可达 1 3 3 柠檬酸发酵及微生物的确定及形态柠檬酸发酵及微生物的确定及形态 3 1 黑曲霉的形态特征 目前生产上常用产酸能力强的黑曲霉作为生产菌 在固体培养基上 菌落由白色逐 渐变成棕色 孢子区域为黑色 菌落成绒毛状 边缘不整齐 菌丝有隔膜和分支 是多细 胞的菌丝体 无色或有色 有足细胞 顶囊生成一层或两层小梗 小梗顶端产生一串串分 生孢子 第 7 页 共 10 页页 3 2 黑曲霉的生理特征 黑曲霉生产菌可在薯干粉 玉米粉 可溶性淀粉糖蜜 葡萄糖麦芽糖 糊精 乳糖 等培养基上生长 产酸 黑曲霉生长 PH 值因菌种而异 一般为PH3 7 产酸 PH 为 1 8 2 5 生长最适温度为 33 37 摄氏度 产酸最适温度为 28 37 摄氏度 温度过高易形成杂 酸 黑曲霉以无性生殖的方式繁殖 具有多种活力较强的酶系 能利用淀粉类物质 并且 对蛋白质 丹宁 纤维素 果胶具有一定的分解能力 黑曲霉可以边长菌 边糖化 边发 酵产酸的方式生产柠檬酸 4 柠檬酸发酵用原料选型柠檬酸发酵用原料选型 柠檬酸发酵的原料有糖质原料 甘煎废糖蜜 甜菜废糖蜜 淀粉质原料 主要是番 薯 马铃薯 木薯等 和正烷羥类原料三大类 5 发酵生产发酵生产 5 1 工艺流程 以薯干粉为原料的液体深层发酵工艺流程 斜面菌种 麸曲瓶 种子 薯干粉 调浆 灭菌 间歇或连续式 冷却 发酵 发酵液 提取 成品 5 2 液体发酵 不置换法 一次加入 不换培养基 置换法 需要更换培养基 5 3 柠檬酸的发酵生产 第 8 页 共 10 页页 第三章讨论及注意事项 1 主要用途及注意事项主要用途及注意事项 1 1 主要用途 用于食品工艺 饮料 汽水 葡萄酒 用于化工 制药和纺织业 实验试 剂 色谱分析试剂 生化试剂 助洗剂 用于环保 对二氧化硫吸收率高 用于化妆品 洗发精 美白用品 抗老化用品 青春痘用品 用于杀菌 杀灭细菌芽孢 1 2 注意事项 食用危险 常食柠檬酸可导致低钙血症 并且会增加患十二指肠癌的几率 柠檬酸可燃 粉体与空气可形成爆炸性混合物 遇明火 高温或氧化剂接触 有引起 燃烧爆炸的危险 2 1 柠檬酸的应用 柠檬酸主要用于食品工业 因为柠檬酸有温和爽快的酸味 普遍用于各种饮料 汽水 葡萄酒 糖果 点心 饼干 罐头果汁 乳制品等食品的制造 柠檬酸在化学工业上可做 化学分析用试剂 用作实验试剂 色谱分析试剂及生化试剂 用作络合剂 掩蔽剂 配制 缓冲溶液 采用柠檬酸或柠檬酸盐类做助洗剂 可改善洗剂产品的性能 可以迅速和沉淀 第 9 页 共 10 页页 金属离子 防止污染物重新附着在织物上 保持洗剂必要的碱性使污垢和灰分散和悬浮 提高表面活性剂的性能 是一种优良的螯合剂 2 2 柠檬酸前景讨论 柠檬酸广泛应用于食品行业 医药工业和化学工业等方面 它可利用糖质原料如土豆 地瓜中的淀粉等 在多种霉菌及黑曲霉的作用下 控制较低的温度及 PH 值 较高的通气 量和糖浓度 用发酵法制得 所以在未来人类对柠檬酸的需求量会加大 大量生产柠檬酸 必会成为一种趋势 参考文献参考文献 1 图书专著 1 发酵工艺与设备 2 酿造工艺学