柠檬酸生产工艺流程

Question

如题所述

Answer 1

1、柠檬酸是全球产量较高的有机酸，且通常以无水形式存在。柠檬酸的生产方式主要包括生物发酵、水果提取以及化学合成。采用玉米粉作为原料生产柠檬酸，有助于实现低能耗、低污染和高效率的生产目标。通过发酵，玉米渣和多余蛋白质在压力和糖的混合通风以及无菌空气的深层发酵过程中，温度保持在35至37摄氏度的适宜范围内，相比传统的干土豆原料，玉米作为新兴的柠檬酸生产原料，不仅生产速度快、发酵周期短、成本低，而且溶氧能力较强，能够提高产酸产量约10%。
2、为了改善以干土豆为原料的传统玉米面粉发酵柠檬酸生产过程，研究者们尝试采用发酵和钙盐提取技术，但由于产品质量不佳、成本高昂且造成严重环境污染，这并非一个可行的改进方案。为了提升经济效益、提高生产效率并实现清洁无污染的生产，必须改进柠檬酸的提取工艺。
3、在原材料方面，研究涉及玉米面粉、大米和稻草等，通过离子色谱法对工业过程中的母液进行净化处理和废液糖的回收，这不仅有效降低了成本，还有助于合理利用柠檬酸生产的副产品，通过技术优化减少了废物排放，有利于环境保护。在玉米生产柠檬酸的过程中，只利用了玉米中的淀粉，而玉米中的其他营养成分可以在生产过程中回收、纯化和开发，制成副产品如玉米蛋白粉、纤维饲料和高附加值的玉米油，从而有效地提升了经济效益。
4、为了增强培养基的溶解氧效果，在生产过程中应及时去除培养基中的固体杂质和过量营养素，保持培养基的清晰液态，以增强溶解氧能力并缩短发酵周期。此外，合理调整培养基成分，无需添加微量元素、生长素、氮源、无机盐等，确保各成分比例适当，可以显著提高转化率和产酸率。在常压条件下采用低温液化技术，既能保证介质质量，又能实现完全液化。
5、通过种植玉米和诱变育种的方法，选择适合生产柠檬酸的玉米品种（如淀粉含量高的突变品种）并进行大量繁殖。利用高浓度的玉米面粉进行柠檬酸的平板驯化，培育和选择转化率高、发酵周期短、产酸量高的菌株。将这些高新技术应用于大规模发酵过程中，实现了经济效益和环境效益的双重提升。
电渗析技术是一种高效的膜分离技术，利用阴阳离子交换膜的选择透过性和电场力，使柠檬酸根和氢离子结合形成柠檬酸，整个过程中柠檬酸的损失较少，平均收率达到92.7%。这种改进后的工艺与传统柠檬酸提取工序中的酸化沉淀柠檬酸钙方法相比，无需添加钙成分，更简单，易于自动化生产，对环境影响小，生产周期短。然而，这种方法的缺点在于会增加柠檬酸的生产成本（电渗析膜费用较高），且消耗电能较多。传统工艺使用粗玉米粉生产柠檬酸时，由于蛋白质含量丰富，无用成分多，容易导致菌体过度生长，不利于产酸。而使用玉米清夜进行柠檬酸发酵则具有明显优势。