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1、檸檬酸及生產(chǎn)工藝一.檸檬酸的簡介1.檸檬酸的理化性質(zhì)檸檬酸（Citricacid），又稱枸椽酸，是一種三元羧酸,其學(xué)名為3-羥基-3-羧基戊二酸，分子式C6H8O7(無水物)，在自然界中存在于檸檬、柑桔、梅、李子、梨、桃、無花果等水果中。檸檬酸具有無毒，無色，無臭特性，一般為半透明結(jié)晶或白色粉末，易溶于水、乙醇、乙腈、乙醚等[1]，不溶于苯，微溶于氯仿。相對密度1.542g/cm3，熔點(diǎn)153℃(失水)。檸檬酸結(jié)晶形態(tài)因結(jié)晶條件不同而不同，有無水檸檬酸，也有含結(jié)晶水的檸檬酸。在干燥空氣中微有風(fēng)化性，在潮濕空氣中有潮解性，175℃以上分解放出水及二氧化碳。檸檬酸
2、是一種較強(qiáng)的有機(jī)酸，有3個(gè)H＋可以電離；水溶液呈酸性，加熱可以分解成多種產(chǎn)物，與酸、堿、甘油等發(fā)生反應(yīng)。2.檸檬酸的用途檸檬酸具有令人愉悅的酸味，入口爽快，無后酸味，安全無毒，被廣泛用作食品和飲料的酸味劑；能與二價(jià)或三價(jià)的陽離子形成絡(luò)合物，被用作金屬加工的鰲合劑和洗凈劑（起軟化水作用的洗凈力補(bǔ)充劑）；還能衍生形成許多衍生物，可用作有機(jī)化學(xué)工業(yè)的原料。因此被廣泛用于食品飲料、醫(yī)藥化工、清洗與化裝品、有機(jī)材料等領(lǐng)域，是目前世界需求量最大的一種有機(jī)酸[2]，到目前還沒有一種可以取代檸檬酸的酸味劑。二.生產(chǎn)技術(shù)檸檬酸的生產(chǎn)方法共可分為3種:水果提取法,化學(xué)合成法,生物
3、發(fā)酵法三種[17]，目前以發(fā)酵法生產(chǎn)檸檬酸為主[18]。發(fā)酵法又分為固體發(fā)酵法和液體深層發(fā)酵法。固態(tài)發(fā)酵能耗小但勞動力大，占地面積大，不適合大規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng)用。深層通風(fēng)發(fā)酵法采用不銹鋼罐體，機(jī)械攪拌通風(fēng)，微生物在液體相中分布均勻，發(fā)酵時(shí)不生成孢子，全部菌體細(xì)胞用于代謝檸檬酸，發(fā)酵速度高，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化或自動化操作，利于大規(guī)模生產(chǎn)。三.生物發(fā)酵法制取檸檬酸1.本工藝選擇的原料及生產(chǎn)方法本次生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)以薯干為原料，采用直接粉碎、調(diào)漿、液化，進(jìn)行好氣液體深層發(fā)酵，鈣鹽法提取，最后結(jié)晶、干燥得到檸檬酸2.工藝流程接收糖漿后，根據(jù)糖漿組成作適當(dāng)?shù)奶幚砘蚺渲?，配成發(fā)酵原料，
4、進(jìn)行連續(xù)殺菌并冷卻后，進(jìn)入發(fā)酵罐，加入菌種和凈化壓縮空氣后進(jìn)行發(fā)酵；發(fā)酵液經(jīng)升溫、過濾處理后，進(jìn)入中和罐，用中和處理；再經(jīng)過過濾洗滌，得到檸檬酸鈣固體，送入酸解罐，再添加酸解，并加入活性炭進(jìn)行脫色；然后，通過帶式過濾機(jī)過濾、酸解過濾，除去及廢炭；酸解過濾液經(jīng)離子交換處理后，進(jìn)行蒸發(fā)、濃縮，再進(jìn)行結(jié)晶；結(jié)晶后，用離心機(jī)進(jìn)行固液分離，對得到的濕檸檬酸晶體進(jìn)行干燥與篩選，最后得到成品檸檬酸。淀粉糖配料滅菌發(fā)酵種子凈化過濾中和過濾酸解離子交換處理蒸發(fā)結(jié)晶分離干燥篩選活性炭廢渣處理鈣鹽廢渣處理消泡劑酸解液次品回流濕濕檸檬酸菌種空氣純水酸液檸檬酸生產(chǎn)工藝流程框圖3.操作工
5、藝（1）原料的處理根據(jù)發(fā)酵的要求，對薯干原料，采用直接粉碎、磨粉、調(diào)漿、液化、連續(xù)滅菌的處理方法；以薯干原料生產(chǎn)時(shí)，根據(jù)我國薯干粗料的特征，發(fā)酵工藝要求將薯干從平倉運(yùn)至備料車間，經(jīng)過磁選裝置除去原料中含鐵雜質(zhì)，以保護(hù)設(shè)備。然后進(jìn)入粗粉碎機(jī)，將薯干先軋成1-3cm大小的小塊，以提高磨粉機(jī)的效率，便于物料的輸送。粗碎后，由斗式提升機(jī)提送至中間粉倉，由粉倉落入磨粉機(jī)粉碎，粉碎后進(jìn)入粉倉，再經(jīng)計(jì)量送至配料罐。配料罐內(nèi)加水調(diào)漿，同時(shí)加入淀粉酶升溫液化。液化完成后送至連消裝置連續(xù)滅菌，再送至發(fā)酵車間（2）發(fā)酵工序由備料車間提供的經(jīng)連續(xù)滅菌并冷卻的料液，通過滅菌管道泵入已空
6、消滅菌待料的發(fā)酵罐，通過差壓法或零磅火焰倒種法，接入已培養(yǎng)好的檸檬酸菌種，在通風(fēng)、攪拌情況下，進(jìn)行發(fā)酵或培養(yǎng)。在發(fā)酵培養(yǎng)過程中，對罐溫、罐壓、通風(fēng)量、攪拌轉(zhuǎn)速等實(shí)行連續(xù)記錄監(jiān)控，并定期檢測原糖消耗情況、菌種生長狀態(tài)、pH值、泡沫等變化情況。根據(jù)發(fā)酵的工藝特性要求，及時(shí)調(diào)整控制發(fā)酵工藝過程，以獲得最佳工藝產(chǎn)酸率或種罐菌活力，一般經(jīng)66小時(shí)（種罐約25小時(shí)）培養(yǎng)，大罐在殘?zhí)侵笜?biāo)、產(chǎn)酸情況達(dá)到放罐條件即可放罐；種罐菌活力及菌群數(shù)量達(dá)標(biāo)后，即可移種。在發(fā)酵或陪種過程的定期檢測中，若發(fā)現(xiàn)異常情況，如染菌等，應(yīng)針對具體情況及時(shí)處理，對中、前期染菌，可加大種量形成，主菌群生
7、長優(yōu)勢，或及時(shí)罐實(shí)消，補(bǔ)入適當(dāng)營養(yǎng)源重新接種發(fā)酵；后期時(shí)可加強(qiáng)監(jiān)控，提前放罐；對倒罐等應(yīng)予滅菌排放處理，并認(rèn)真查找原因，進(jìn)一步強(qiáng)化滅菌操作中的各個(gè)環(huán)節(jié)。（3）醪液處理工序檸檬酸發(fā)酵完成后，應(yīng)即時(shí)進(jìn)行熱處理，以滅活發(fā)酵，絮凝蛋白、提高收率，為提高設(shè)備利用率，增設(shè)醪液貯罐，通過熱交換器，及時(shí)將醪液加熱至80℃后進(jìn)入醪液熱貯罐，再經(jīng)泵壓入過濾機(jī)，除掉固形物及菌體殘?jiān)?，將清醪液泵入下道工序。?）提取工序由壓濾工段送來的檸檬酸清醪液泵入中和罐，在80℃下進(jìn)行中和。碳酸鈣經(jīng)密閉的輸送機(jī)送入車間，經(jīng)無級調(diào)速下料螺旋分散投入中和罐，以防止局部濃度過高，使中和沉淀反應(yīng)均勻，經(jīng)
8、終點(diǎn)檢測合格后，將檸檬酸鈣懸浮液排入帶
