柠檬酸发酵工艺ppt课件.ppt

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1、第一章柠檬酸发酵工艺学柠檬酸合成途径葡萄糖丙酮酸柠檬酸乙酰-CoA草酰乙酸EMP途径氧化脱羧羧化淀粉葡萄糖6-磷酸果糖1，6-二磷酸果糖磷酸丙糖磷酸烯醇丙酮酸丙酮酸乙酰CoA草酰乙酸柠檬酸CO2CO2CO2NH4+PiK+AMPATP三羧酸循环与乙醛酸循环有关的细胞内的反应脂质体乙醛酸循环体线粒体胞浆糖异生琥珀酸2.1概述2.2黑曲霉柠檬酸生产菌的选育及保藏2.3柠檬酸发酵机制及深层发酵工艺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工艺流程2.4.1柠檬酸提取工艺钙盐离子交换法提取

2、精制柠檬酸工艺流程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3.中和4.酸解脱色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

3、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，否则会失去一部分结晶水，影响成品光泽。钙盐法提取工艺流程简图柠檬酸提取方法从柠檬酸发酵液中提取柠檬酸的方法主要有以下几种：钙盐法、萃取法、离子交换吸附法、电渗析法、超滤膜法。但目前普遍使用的仍是钙盐加离子交换的提取方法。柠檬酸发酵液成分复杂，并且因原料和发酵工艺不同而各不相同。除柠檬酸外，还包括菌体、残糖、蛋白质、色素、胶体、有机杂酸、无机盐等多种杂质，总的来说，它们来源于原材料、未消耗的营养盐或发酵的中间副产物。所

4、以从柠檬酸发酵液中提取柠檬酸是比较困难的。2.4.1.1发酵醪的预处理(1)发酵醪的组分: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2~3g/L，葡萄糖酸2~3g/L，其它杂酸3~4g/L；残糖2~5g/L（糖蜜发酵残糖较多，约10~20g/L）；蛋白质3~5g/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

5、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，不利于净化。2）不宜过长时间直接蒸汽加热，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。钙盐离子交换法提取精制柠檬酸工艺流程2.4.1.2发酵醪过

6、滤发酵液的过滤是柠檬酸提取工艺中第一步除杂操作。采用絮凝或凝聚的方法，设法增大悬浮液中固体粒子的大小，提高其沉降速度；或采用稀释、加热等方法降低黏度，以利于过滤。过滤的目标：彻底去除发酵醪中的悬浮物（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

7、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）工业过滤主要设备（板框式过滤机）过滤机、加热桶、泵、贮罐等。柠檬酸pH低，过滤温度85℃，选用不锈钢板框。（3）过滤操作技术要点：滤饼的厚度达到一定程

8、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。平均过滤速度（4）过滤液质量主要参数1）一次滤液一水柠檬酸≥9.0g/dL，悬浮物≤0.1g/dL。2）滤饼含水量≤55%～70%，一水柠檬酸≤2.5%。3）复滤液一水柠檬酸≥9.0g/dL，悬浮物≤5m