资源描述：
《有机酸发酵论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、柠檬酸生产工艺的改进10级生物工程（2）学号10020姓名摘要：传统的柠檬酸生产是以薯干为原料,经生物发酵工艺和钙盐法提取工艺制得。传统工艺存在环境污染严重,生产成本高,产品质量不高等问题。近年来,在生产新原料方面,研究出了以玉米粉、稻米、秸杆等为原料的生产方法,使生产成本大大降低,废物排放减少。采用工业离子色谱法、母液净化处理、循环利用废糖液等技术对生产工艺进行了改进,降低了生产成本、能耗及污染物的排放。为保护环境,使用了离子交换树脂法、电渗析、膜分离和吸交法等提取技术基本实现了清洁的生产工艺关键词：柠檬酸工业离子色谱法母液净化处理循环利用废糖液膜分离吸交法正文：1.柠檬酸1.1柠
2、檬酸简介柠檬酸,又名枸橼酸,分子式CHO(无水物),是世界产量较大的一种有机酸。主要用于食品工业、医药业、化学工业,并且在电子、纺织、石油、皮革、建筑、摄影、塑料、铸造和陶瓷等工业领域中也有十分广阔的应用。1.2传统柠檬酸生产工艺传统的柠檬酸生产是以薯干为原料,经生物发酵工艺和钙盐法提取工艺制得。传统工艺存在环境污染严重,生产成本高,产品质量不高等问题。近年来,在生产新原料方面,研究出了以玉米粉、稻米、秸杆等为原料的生产方法,使生产成本大大降低,废物排放减少。采用工业离子色谱法、母液净化处理、循环利用废糖液等技术对生产工艺进行了改进,降低了生产成本、能耗及污染物的排放。为保护环境,使
3、用了离子交换树脂法、电渗析、膜分离和吸交法等提取技术,基本实现了清洁的生产工艺。通过这些改进,使柠檬酸的生产提高了产品质量,降低了生产成本,减少了对环境的污染等。本文主要介绍以玉米为原料进行柠檬酸的生产，与以薯干为原料的传统的柠檬酸生产工艺相比,以玉米为原料除了能产出高质量的柠檬酸,还具有减少有害物的排放和大大降低柠檬酸的生产成本等诸多优点。所以,研究和改进以玉米为原料的柠檬酸生产工艺是有重要意义的。2.玉米生产柠檬酸工艺2.1玉米生产柠檬酸工艺采用玉米粉为原料生产柠檬酸利于实现低能耗、低污染、高效益的目标。过滤玉米渣和过剩的蛋白质后转向发酵程序,将菌种和糖液混合通入无菌空气进行深层
4、发酵,发酵罐保持适宜的温度35～37℃环境下生长,相对于传统以薯干为原料而言,以玉米作为新兴原料生产柠檬酸具有产酸快、发酵周期短、成本低、溶氧能力强等优点。一般来说,产酸收益整体上能提高10%左右。2.2生产过程的优化2.2.1清液发酵和培养基的调整为了提高培养基的溶氧效果,在生产过程中适时除去培养基中的杂质(固形物)和过剩的营养物,这样培养基会呈现一种清液状态,溶氧能力增强,同时也缩短了发酵周期。另外,天然培养基经过合理调整后无须加入微量元素、生长素、氮源、无机盐等成分,这样各种成分比例合适的培养基大大提高了转化率和产酸率。2.2.2低温液化技术在常压的条件下,采用低温液化技术,不
5、仅能保证培养基的质量,还能达到彻底液化的工艺要求。2.2.3利用高科技的生产工艺在培育玉米时,采用诱变育种的方式,从中选择适宜生产柠檬酸(比如淀粉含量较高的诱变品种)的玉米品种和进行大量培育,采用高浓度玉米粉柠檬酸性平板驯化的高新技术,培育和选择具有高转化率、发酵周期短和高产酸率的优质菌株。将高科技手段运用到大规模的发酵生产工艺中,实现经济效益和环境效益的双重收获。2.2.4母液的净化柠檬酸母液净化的一种改进工艺是先用浓硫酸净化母液(除去母液中的易碳物质),除去杂质后,再通入酸解工序中进行酸解(除去酸解液中的钙离子),这样提高了硫酸的利用率。这样的工艺改进能有效降低硫酸的消耗量和排放
6、量。2.2.5柠檬酸提取工艺改进目前国内柠檬酸生产厂家大部分采用钙盐法。主要有两种改进方法,一是把过滤后的柠檬酸液和碳酸钙反应生成柠檬酸氢钙再用硫酸进行复分解反应得到高浓度的柠檬酸液;二是,在浓缩完成之后需加一个过滤装置,除去浓缩过程中析出的碳酸钙微粒,有效提高离子交换树脂的利用率,减轻离子交换的负担,提升柠檬酸产品质量。2.2.6对废糖液的循环利用柠檬酸生产中是将柠檬酸先转化为废糖液,然后进行发酵工序,在这里,介绍一种废糖液的利用方法,即是将废糖液重新用于原料的调浆,这样做大大减少了废糖液的排放量,使得污水处理成本大大降低,节约用水的同时还能保证柠檬酸的收益率、质量和提取进度。2.
7、2.7钙盐离子交换法钙盐法是我国生产柠檬酸的一种传统方法随着今年的科技进步,在工艺和设备方面得到优化和改进,基本上实现了生产自动化。2.2.8电渗析技术电渗析是一种高效的膜分离技术,其原理是利用阴阳离子交换膜的选择透过性的电场力的作用下,使柠檬酸根和氢离子结合为柠檬酸,整个过程中柠檬酸的损失少,平均收率达到92.7%。相对于传统柠檬酸提取工序中酸化沉淀的柠檬酸钙方法而言,这种改进后的工艺不需要添加钙成分,更加简单,便于实现自动化生产,对环境影响小,生产周期
