柠檬酸发酵工艺流程研究论文

1、菌种培养

在4～6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（无茵操作），在30～32℃条件下培养4天左右。这种培养方法称为“斜面培养”。将麸皮和水以1：1的比例掺拌，再加入10％的碳酸钙、0．5％的硫酸铵，拌匀后装入容量为250毫升的三角瓶中，用1．5公斤压力灭菌60分钟。接人斜面培养法培养出的菌种，培养96～120小时后即可使用。

2、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％的比例补足水分；结块的粉渣需粉碎成二至四毫米颗粒。然后加入2%碳酸钙、10％至11％的米糠，掺匀后，堆放2小时，再进行蒸煮。蒸煮可采用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。先用扬麸机将蒸煮好的料破碎，再加入含抗污染药品的沸水。

3、接种、发酵

当磷温冷却到37～40℃时，接入菌种悬浮液。接种后，送入曲室发酵(此时料温不得低于27℃)。生产过程一定要严格无菌操作。发酵室要注意消毒，定期用甲醛或硫磺熏蒸，其用最好甲醛为10毫升／立方米，硫磺为25克／立方米。

4、发酵工艺条件的控制

(1)发酵过程中没有解决注意适当通风，因黑曲霉菌是喜空气细菌。

(2)发酵室内的相对湿度应保持在86％至90％之间。

(3)注意发酵过程中的温度控制。整个发酵过程分为三个阶段：第一阶段为前18小时，室温在27～30℃之间，料温在27～35℃左右；第二阶段为18～60小时，料温为40～43℃，不能超过44℃，室温要求33℃左右；第三阶段为60小时料温在35～37℃左右，室温为30～32 ℃。

5、浸取柠檬酸

将曲料放人浸取缸，用温度90℃以上的水连续浸泡五次，每次浸泡约1小时。当浸液酸度低于时，停止浸泡进行出渣。将浸液倒入搪瓷祸，加温至95℃以上，保持10分种后，停止加热，让其静置沉淀6小时。

6、清液中和

将经过沉淀的清液移入中和罐，加温至60℃后，加入碳酸钙中和，边加边搅拌。柠檬酸与碳酸钙形成难溶性的柠檬酸钙，从发酵液中分离沉淀出来，达到与其它可溶性杂质分离的目的。加完碳酸钙后，升温到90℃，保持半小时待碳酸钙反应完成后，倒入沉淀缸内，抽去残酸，再放入离心机脱水，用95℃以上的热水洗涤钙盐，以除去其表面附着的杂质和糖分。在这里要重点检查糖分是否洗净（洗净的柠檬酸钙盐最好能迅速进行酸解，不要过久贮放，否则会因发霉变质造成损失。如因故不能及时处理，要晾干后再存放），方法是将1～2%的高锰酸钾溶液滴一滴到20毫升洗水中，3分钟不变色即说明糖分已基本洗净。

在清液中和过程中，控制中和的终点很重要，过量的碳酸钙会造成胶体等杂质一起沉淀下来，不仅影响柠檬酸钙的质量，而且给后道工序造成困难。一般按计算量加入碳酸钙（碳酸钙总量=柠檬酸总量×0．714），当pH为6．5～7．0，滴定残酸为0．1～0．2％时即达到终点。一旦加过了碳酸钙量，需要补加发酵或母液。

7、酸解与脱色

酸解是将已洗净的难溶性的柠檬酸钙与烈士作用，生成柠檬酸与硫酸钙。反应式如下:          Ca(C6H5O7)2+3H2SO4=2C6H8O7+3CaSO4

具体操作是把柠檬酸钙用水稀释成糊状，慢慢加入硫酸（一般根据投入碳酸钙的量来计算硫酸量，以碳酸钙用量的92～95%为宜），在加入计算量的80%以后，即要开始测定终点。测定方法如下：取甲乙两支试管，甲管吸取20%硫酸1毫升，乙管吸取20%氯化钙1毫升，分别加入1毫升过滤后的酸解液，水浴内加热至沸，冷却后观察两管溶液，如果不产生混浊，再分别加入1毫升95%酒精，如甲乙两管仍不呈混浊，即认为达到终点。甲管有混浊，说明硫酸加量不足，应再补加一些柠檬酸钙。酸解达到终点后，煮沸30～45分钟，然后放入过滤槽过滤。

在所得清液中，加入活性炭（一般用量为柠檬酸量1～3%，视酸解液的颜色而定）脱色，在85℃左右保温30分钟，即可过滤。滤瓶用85℃以上热水洗涤，洗至残酸低于0．3～0．5％即可结束，洗水单独贮放，作为下次酸解时的底水使用。

8、浓缩、结晶

将脱色后过滤所得清液，用减压法浓缩（要求真空度在600～740毫米汞柱，温度为50～60℃）。柠檬酸液浓缩后，腐蚀性较大，因此多采用搪瓷衬里的浓缩锅，浓缩液的浓度要适当，如浓度过高，会形成粉未状；但浓度过低，也会造成晶核少，成品颗粒大，数量少，母液中残留大量未析出的柠檬酸，影响产量。当浓缩达到36．7～37波美度时即可出罐。柠檬酸结晶后，用离心机将母液脱净，然后用冷水洗涤晶体，最后用干燥箱除去晶体表面的水。母液可以再直接进行一次结晶，剩下的母液往往因含大量杂质，不宜作第三次结晶，但可以在酸解液中套用，或用碳酸钙重新中和。干燥箱的温度要控制在35℃以下，如气温高于20℃时，可采用常温气流干燥。

更多内容请详查。

1 玉米生产柠檬酸工艺介绍柠檬酸是世界上产量较大的一种有机酸,且是一种无水物,柠檬酸的生产工艺主要有生物发酵法、水果提取法和化学合成法这三种。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 玉米粉发酵生产工艺的改进传统的柠檬酸生产都是以薯干作为原材料,经过生物发酵和钙盐提取工艺制作的,这种方法生产的产品质量差而且成本高,环境污染严重,为了进一步扩大经济效益,提高生产效率,实现清洁无污染的生产,需要对柠檬酸生产提取工艺加以改进。在原料方面,目前研究出了玉米粉、稻米以及秸秆等,工艺上采用工业离子色谱法、母液净化处理以及循环利用废糖液技术,这样不仅有效地降低了成本,而且对于柠檬酸生产剩余的副产物,要通过优化工艺的方式加以合理的利用,废物排放量少有利于环境保护。对玉米中的其他营养物质的开发玉米生产柠檬酸时,用到的只是玉米中的淀粉。可以在生产过程中对玉米中的其他营养物质进行回收、提纯和开发,生产出玉米蛋白粉、纤维饲料和高附加值的玉米油等副产品,这样的“吃干榨尽”的生产思想有效提高了经济效益。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。低温液化技术在常压的条件下,采用低温液化技术,不仅能保证培养基的质量,还能达到彻底液化的工艺要求。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。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量。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。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。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。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。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,生产周期短容易进行自动化生产。其缺点在于会增加柠檬酸的生产成本(电渗析的膜费较高),消耗的电能较多。3 使用玉米清液发酵柠檬酸传统工艺使用粗玉米粉生产柠檬酸时,由于粗玉米粉中的蛋白质含量丰富,在发酵时无用成分较多且易于造成菌体疯长,不利于产酸。而用玉米清夜进行柠檬酸的发酵时有明显的优势。玉米清夜发酵柠檬酸的优点将玉米粉液化后,制成清夜,清夜中蛋白质含量低,固形物等杂质得以有效去除,清液中脂肪含量低,提高了转化率和溶氧量,并且缩短了生产周期。以玉米清液作为原料的发酵工艺的研究这里研究以玉米清液为原料,用300M3容量的发酵罐,采用黑曲霉为菌种进行发酵,探讨柠檬酸发酵的优化工艺条件。采用斜面培养基,使用玉米浆作为氮源,加入15%的玉米清液和25%的玉米粉,发酵温度定为37℃,通风比1∶,接种量12%,发酵罐转速90r/min,pH值调至5～6,运行64小时,糖酸平均转化率高达98%。此柠檬酸发酵的优化条件下,黑曲霉菌株菌丝饱满、伸展均匀、松紧适中。

1、菌种培养

在4～6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（无茵操作），在30～32℃条件下培养4天左右。这种培养方法称为“斜面培养”。

将麸皮和水以1：1的比例掺拌，再加入10％的碳酸钙、0．5％的硫酸铵，拌匀后装入容量为250毫升的三角瓶中，用1．5公斤压力灭菌60分钟。接人斜面培养法培养出的菌种，培养96～120小时后即可使用。

2、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％的比例补足水分；结块的粉渣需粉碎成二至四毫米颗粒。然后加入2%碳酸钙、10％至11％的米糠，掺匀后，堆放2小时，再进行蒸煮。

蒸煮可采用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。先用扬麸机将蒸煮好的料破碎，再加入含抗污染药品的沸水。

3、接种、发酵

当磷温冷却到37～40℃时，接入菌种悬浮液。接种后，送入曲室发酵(此时料温不得低于27℃)。生产过程一定要严格无菌操作。发酵室要注意消毒，定期用甲醛或硫磺熏蒸，其用最好甲醛为10毫升／立方米，硫磺为25克／立方米。

4、发酵工艺条件的控制

(1)发酵过程中没有解决注意适当通风，因黑曲霉菌是喜空气细菌。

(2)发酵室内的相对湿度应保持在86％至90％之间。

(3)注意发酵过程中的温度控制。整个发酵过程分为三个阶段：第一阶段为前18小时，室温在27～30℃之间，料温在27～35℃左右；第二阶段为18～60小时，料温为40～43℃，不能超过44℃，室温要求33℃左右；第三阶段为60小时料温在35～37℃左右，室温为30～32 ℃。

5、浸取柠檬酸

将曲料放人浸取缸，用温度90℃以上的水连续浸泡五次，每次浸泡约1小时。当浸液酸度低于时，停止浸泡进行出渣。将浸液倒入搪瓷祸，加温至95℃以上，保持10分种后，停止加热，让其静置沉淀6小时。

6、清液中和

将经过沉淀的清液移入中和罐，加温至60℃后，加入碳酸钙中和，边加边搅拌。柠檬酸与碳酸钙形成难溶性的柠檬酸钙，从发酵液中分离沉淀出来，达到与其它可溶性杂质分离的目的。

加完碳酸钙后，升温到90℃，保持半小时待碳酸钙反应完成后，倒入沉淀缸内，抽去残酸，再放入离心机脱水，用95℃以上的热水洗涤钙盐，以除去其表面附着的杂质和糖分。

在这里要重点检查糖分是否洗净（洗净的柠檬酸钙盐最好能迅速进行酸解，不要过久贮放，否则会因发霉变质造成损失。如因故不能及时处理，要晾干后再存放），方法是将1～2%的高锰酸钾溶液滴一滴到20毫升洗水中，3分钟不变色即说明糖分已基本洗净。

在清液中和过程中，控制中和的终点很重要，过量的碳酸钙会造成胶体等杂质一起沉淀下来，不仅影响柠檬酸钙的质量，而且给后道工序造成困难。

一般按计算量加入碳酸钙（碳酸钙总量=柠檬酸总量×0．714），当pH为6．5～7．0，滴定残酸为0．1～0．2％时即达到终点。一旦加过了碳酸钙量，需要补加发酵或母液。

7、酸解与脱色

酸解是将已洗净的难溶性的柠檬酸钙与烈士作用，生成柠檬酸与硫酸钙。反应式如下:          Ca(C6H5O7)2+3H2SO4=2C6H8O7+3CaSO4

8、浓缩、结晶

将脱色后过滤所得清液，用减压法浓缩（要求真空度在600～740毫米汞柱，温度为50～60℃）。柠檬酸液浓缩后，腐蚀性较大，因此多采用搪瓷衬里的浓缩锅。浓缩液的浓度要适当，如浓度过高，会形成粉未状；但浓度过低，也会造成晶核少，数量少，母液中残留大量未析出的柠檬酸。

扩展资料

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。在所有有机酸的市场中，柠檬酸市场占有率 70%以上，调味剂，也可用作食用油的抗氧化剂。

同时改善食品的感官性状，增强食欲和促进体内钙、磷物质的消化吸收。无水柠檬酸大量用于固体饮料。柠檬酸的盐类如柠檬酸钙和柠檬酸铁是某些食品中需要添加钙离子和铁离子的强化剂。柠檬酸的酯类如柠檬酸三乙酯可作无毒增塑剂，制造食品包装用塑料薄膜，是饮料和食品行业的酸味剂，防腐剂。

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