檸檬酸生產(chǎn)工藝

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1、檸檬酸生產(chǎn)工藝介紹摘要：檸檬酸應(yīng)用廣泛，在食品、醫(yī)藥等方面都占有重要位置。制取所用材料價(jià)格低廉，條件要求適中，且采用的深層發(fā)酵法具有普遍、經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：檸檬酸發(fā)酵1.檸檬酸簡(jiǎn)介檸檬酸又名枸櫞酸，學(xué)名2-羥基丙烷-1，2，3-三羧酸。檸檬酸是無色透明或半透明晶體，或粒狀、微粒狀粉末，無臭，雖有強(qiáng)烈酸味，但令人愉快，稍有后澀味。檸檬酸是生物體主要代謝產(chǎn)物之一，它在植物體內(nèi)常與酒石酸、蘋果酸、草酸等有機(jī)酸共存，在動(dòng)物組織中檸檬酸以游離狀態(tài)或以金屬鹽的形式存在。商品檸檬酸主要有一水化合物和無水物。檸檬酸用途極其廣泛，在食品工業(yè)廣泛用于酸味劑、增溶劑、抗氧化劑、緩沖劑、除

2、腥脫臭劑等。在其他工業(yè)中，可作金屬凈化劑、去垢劑、分散劑、電鍍緩沖劑和配位劑、膠粘劑，并可用于治理工業(yè)廢氣、廢水、回收金屬等。在藥物中可產(chǎn)生泡騰，使藥物中活性配料迅速溶解并提高味覺能力。制取檸檬酸可以從水果中提取、化學(xué)合成法和生物發(fā)酵。其中發(fā)酵是最常用和最有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的方法。2.檸檬酸發(fā)酵菌種及原材料。2.1菌種及原材料檸檬酸發(fā)酵工藝中，具有工業(yè)生產(chǎn)價(jià)值的微生物有黑曲霉、棒曲霉、文氏曲霉、芬曲霉、丁烯二酸曲霉、橘青霉、解脂假絲酵母等，其中黑曲霉和文氏曲霉在深層液態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸最具有商品競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。凡能通過微生物代謝而產(chǎn)生檸檬酸的物質(zhì)，都可以作為檸檬酸的發(fā)酵原料。如乙醇、

3、木質(zhì)素、纖維素、淀粉、蔗糖、乳糖、正烷烴和脂肪等。黑曲霉生產(chǎn)菌可以在薯干粉、玉米粉、可溶性淀粉、乳糖、葡萄糖、麥芽糖、糖蜜等多種培養(yǎng)基中生長(zhǎng)、產(chǎn)酸，而且產(chǎn)量在微生物中最高。2.2黑曲霉在米曲汁或麥芽汁培養(yǎng)基上菌絲白色，不是絨球狀，凸起。邊緣整齊，菌落較小，帶皺折。在麥芽汁培養(yǎng)基上生長(zhǎng)4d成熟的孢子呈黑褐色。在察氏培養(yǎng)基上生長(zhǎng)較慢，菌落邊緣整齊，分生孢子梗短，分生孢子著生較密。菌絲頂端著生稀疏的大型的黑褐色孢子德，成熟后呈開花狀而崩裂。分生孢子是串珠狀著生，黑褐色，表面粗糙且有明顯的刺狀突起，4.7-5.2μm，成熟后遇振動(dòng)易散落。黑曲霉具有多種活力較強(qiáng)的酶系，能利用淀

4、粉質(zhì)物質(zhì)，并且對(duì)蛋白質(zhì)、單寧、纖維素、果膠等具有一定的分解能力。所以黑曲霉可以邊生長(zhǎng)、邊糖化、邊發(fā)酵產(chǎn)酸的方式生產(chǎn)檸檬酸。3.設(shè)備發(fā)酵生產(chǎn)過程中主要的設(shè)備有發(fā)酵罐、種母罐、抽濾桶、脫色柱、結(jié)晶鍋、濃縮鍋等。其中發(fā)酵罐是用來對(duì)微生物進(jìn)行發(fā)酵之用，罐中有攪拌漿，罐身有傳感器，用來控制發(fā)酵中各條件的變化。種母罐用來串培養(yǎng)種母醪。抽慮桶采用真空和加壓過濾，用于固液分離。4.檸檬酸深層液態(tài)發(fā)酵工藝4.1工藝流程：培菌--發(fā)酵--中和--酸解--濃縮結(jié)晶原料粉碎培養(yǎng)基制備實(shí)罐液化原始菌種環(huán)境空氣實(shí)罐滅菌試管斜面過濾麩取菌種空氣機(jī)3/3發(fā)酵種子罐空氣凈化系統(tǒng)發(fā)酵成熟醪無菌空氣提取工

5、段檸檬酸深層發(fā)酵工藝流程(上圖)檸檬酸提取工藝流程（上圖）4.2種子制備黑曲霉最適生長(zhǎng)PH值為3-7，最適生長(zhǎng)溫度為33-37℃，最適產(chǎn)酸PH1.8-2.5，最適產(chǎn)酸溫度為28-37℃，溫度過高易形成雜酸。黑曲霉種子的制備一般要經(jīng)過三級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng)。培養(yǎng)的工藝流程因廠家的不同而存在差異，最終形成的成品可以分為麩曲生產(chǎn)和孢子生產(chǎn)。4.3發(fā)酵培養(yǎng)基的制備控制好培養(yǎng)基的溫度（35℃左右）、PH、酸度、通風(fēng)（通風(fēng)攪拌培養(yǎng)4天）等，為了達(dá)到縮短發(fā)酵時(shí)間的目的，淀粉原料一般要經(jīng)過糖化或液化處理，來加速菌種的生長(zhǎng)速度。玉米（淀）粉適宜用糖化法，而薯類（淀）粉適宜用液化法。4.4提取工藝

6、成熟的檸檬酸發(fā)酵醪中，除含有主產(chǎn)物檸檬酸之外，還含有纖維、菌體、有機(jī)雜酸、糖、蛋白類膠體物質(zhì)、色素、礦物質(zhì)及其他代謝產(chǎn)物等雜質(zhì)。它們或來自于發(fā)酵原料、或在發(fā)酵過程中產(chǎn)生，3/3它們或溶存或懸浮于發(fā)酵醪中。檸檬酸常用的提取工藝有鈣鹽法、萃取法、離子變化法和電滲析法等，其中鈣鹽法在我國(guó)使用較普遍。5.注意的問題①在提取過程中，預(yù)熱時(shí)應(yīng)控制好溫度和時(shí)間。時(shí)間過長(zhǎng)、溫度過高會(huì)導(dǎo)致菌體死亡，達(dá)不到產(chǎn)檸檬酸的目的。②種子制備時(shí)防止雜菌污染。3/3