柠檬酸生产工艺.doc

柠檬酸的工艺生产流程摘 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:柠檬酸,黑曲霉,发酵法Citric Acid In The Process Of The Production Process ABSTRACTcitric 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.Keywords: 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 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。第二章 实验材料与方法1设计方案1.1工艺过程菌种培养：在46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3032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96120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2730摄氏度之间，料溫在2735摄氏度之间。第二阶段时间为1860小时，料溫为4043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3537摄氏度之间室温为3032摄氏度。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6.57.0滴定残酸为0.10.2%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600740毫米汞柱，温度为5060摄氏度）。2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。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PH37;产酸PH为1.82.5.生长最适温度为3337摄氏度，产酸最适温度为2837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：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1图书专著1发酵工艺与设备2酿造工艺学3氨基酸工艺学4化学工程工艺学5酶制剂工艺学2 期刊1 郑建光，李忠杰，项曙光。柠檬酸生产工艺技术及进展 河北化工 2006-08-202孙荣 柠檬酸新型清夜发酵工艺研究 山东轻工业学校 2011-05-263黄旭初，金湘 ，毛培宏。柠檬酸发酵菌黑曲霉的改良述评 生物技术 2005-06-20生物工程产品工艺学结课论文 论文题目: 柠檬酸的工艺生产流程 院(部)名 称: 生物科学与工程学院 学 生 姓 名: 马智军 专 业 班 级: 生物工程122 学 号: 20123434