柠檬酸发酵工艺.pptx

第一章 柠檬酸发酵(fā jiào)工艺学;柠檬酸合成(héchéng)途径;淀粉(diànfěn);;;2.1 概述 2.2 黑曲霉柠檬酸生产菌的选育及保藏 2.3 柠檬酸发酵(fā jiào)机制及深层发酵(fā jiào)工艺 2.4 柠檬酸的提取和精制 2.5 柠檬酸的质量标准及新工艺新技术;柠檬酸深层发酵(fā jiào)工艺流程;2.4.1 柠檬酸提取(tíqǔ)工艺;1. 发酵醪预处理 发酵醪成分如下：柠檬酸80％～95％，葡萄糖酸0.2％～0.3％，草酸0.1％～0.3％，残糖0.2％～0.5％。此外还含有蛋白质等胶体物质。在发酵结束之后，应及时将发酵液加热至90 ℃ 。 热处理的作用： （1）杀死微生物终止(zhōngzhǐ)发酵，防止柠檬酸被分解 （2）使蛋白质等胶体物质变性凝固，降低发酵液粘度，有利于过滤； （3）使菌体内柠檬酸释放出来，提高收率。;2.菌丝过滤(guòlǜ) 3.中和 ;5. 树脂净化 强酸型阳离子交换树脂去除Ca2＋、Fe3＋等金属离子。 6. 浓缩与结晶 将酸解液置于60 ℃以下进行减压蒸发，浓缩至70％以上，待结晶。 7. 干燥 沸腾干燥箱，去除晶体表面的自由水。温度控制在35℃以下，否则会失去(shīqù)一部分结晶水，影响成品光泽。;钙盐法提取(tíqǔ)工艺流程简图;柠檬酸提取(tíqǔ)方法;2.4.1.1 发酵醪的预处理 (1) 发酵醪的组分(zǔfèn):固形物90~180g/L（薯干粉原料发酵醪固形物﹥200g/L）；柠檬酸100~150g/L，草酸2~3 g/L，葡萄糖酸2~3 g/L，其它杂酸3~4 g/L；残糖2~5 g/L（糖蜜发酵残糖较多，约10~20g/L）；蛋白质3~5 g/L。石油发酵中，异柠檬酸300~480g/L。 (2) 柠檬酸成熟发酵醪呈黄褐色至深褐色（高温下长时间灭菌会使颜色变深） ;(3)发酵液预处理的方法和原理 将新鲜成熟发酵醪升温至80~90℃，不停的搅拌，时间不宜长。 热处理作用： 1）及时热处理可杀死柠檬酸生产菌和杂菌终止发酵，防止柠檬酸被代谢分解； 2）使蛋白质等胶体物质(wùzhì)变性而絮凝，降低发酵液粘度，有利于过滤； 3）可使菌体中的柠檬酸释放出来，提高收率。 但升温过高，使菌体细胞破裂会释放出较多杂质。 ;预处理的技术要点： 1）加热温度不宜过高，加热时间不宜过长，会使菌体破裂而自溶，释放出蛋白质，反而使料液粘度增加，颜色变褐，不利??净化。 2）不宜过长时间直接(zhíjiē)蒸汽加热，会增加料液稀释度，有损于收率，最好采用热交换器的间歇加热。 ;钙盐离子交换(lí zǐ jiāo huàn)法提取精制柠檬酸工艺流程;2.4.1.2 发酵(fā jiào)醪过滤;（1）过滤原理 利用一种很多毛细孔的过滤介质，以过滤介质两侧的压力差为推动力，使柠檬酸发酵醪的液体通过小孔，而得到澄清的滤液，而菌体、纤维等残渣悬浮物被截留并积累在介质表面而形成滤饼。 滤液要通过介质，要克服(kèfú)介质对流体的阻力，其阻力为介质和滤饼产生的阻力之和，而起主要作用的则是滤饼的厚度和特性。 滤饼厚度随过滤时间的进行而增加。 过滤特性取决于滤饼的可压缩性和不可压缩性。 可压缩性滤饼为无定型的颗粒组成，粒与粒之间的孔道随压缩的增加而变小，因此对滤液的流动产生阻力，柠檬酸发酵液的颗粒形成的滤饼属此类型。 不可压缩性滤饼为不变形颗粒组成，当它沉淀于介质上时，多颗粒之间相互排列的孔量和粒与粒之间的孔道均不受压强的增加而改变，中和生成的柠檬酸钙和酸解过程中生成的硫酸钙形成的滤饼属于此种滤饼。 ;（2）工业过滤主要(zhǔyào)设备（板框式过滤机）;（3）过滤操作(cāozuò)技术要点： 滤饼的厚度达到一定程度时，才变成真正的过滤介质， 在开始过滤时，流速不宜过大，否则细小颗粒易穿过介质空隙而未被截留， 只有当介质表面有滤饼时，滤液才变清；若形成不了滤饼介质层，则会出现浑浊滤液。;平均过滤(guòlǜ)速度;（4）过滤液(lǜyè)质量主要参数;;（6）改善发酵液过滤(guòlǜ)特性的物理化学方法 调酸（等电点）、热处理、电解质处理、添加凝聚剂、添加表面活性物质、添加反应剂、冷冻-解冻及添加助滤剂等。 方法： 1.降低液体粘度 2.调整pH 3.凝聚与絮凝 4.加入助滤剂 5.加入反应剂 ;1.降低液体粘度 根据流体力学原理，滤液通过滤饼的速率与液体的粘度成反比，通过加水稀释或加热等方法降低液体粘度。 稀释或者加热可以降低发酵液黏度，有利于输送和过滤等后续操作(cāozuò)。 单从过滤操作看，稀释后过滤速率提高的百分比必须大于加水比才能认为有效地提高过滤速率。 注意