目录
引言 (2)
1.柠檬酸的理化特性 (2)
2.柠檬酸的来源和发展情况 (3)
3.主要用途 (4)
1）用于食品工业 (4)
2）用于化工、制药和纺织业 (5)
3）用于环保 (5)
4）用于禽畜生产 (5)
5）用于化妆品 (5)
6）用于杀菌 (5)
7）用于医药 (6)
一、总体工艺方案 (6)
二、原料及其处理 (8)
1．原料 (8)
2．原料的处理 (8)
1）原料的运输与贮存 (8)
2）原料的处理 (9)
3．设备选型 (9)
三、发酵及醪液处理工艺 (10)
1．工艺与工程 (10)
2．流程简介 (10)
1）发酵工序 (10)
2）醪液处理工序 (10)
3、设备选型 (11)
1）发酵罐 (11)
2）醪液过滤设备 (11)
四、粗提与精制工艺 (12)
1．工艺与工程 (12)
2．流程简介 (12)
1）提取工段 (12)
2）精制工段 (13)
3．设备选型 (14)
五、工程设计方案 (14)
1. 全厂项目组成 (15)
2. 产品质量标准 (15)
3. 主要工艺设备 (15)
参考文献 (15)
附表 1 主要工艺设备...................................................................................................................
16
2
3
33
3万吨
万吨万吨
万吨／
／／
／年柠檬酸发酵生产工艺设计
年柠檬酸发酵生产工艺设计年柠檬酸发酵生产工艺设计
年柠檬酸发酵生产工艺设计
崔舒朝摘要
本文从柠檬酸及其用途，总体工艺建设方案，原料及其处理，发酵及醪液处理工艺。粗提与精制工艺蒸发、结晶、分离、干燥等几个方面，简介了3万吨／年新建项目工艺设计中的基本方法。
Abstract
In this paper, citric acid and its uses, the overall construction plan process, raw materials and processing, fermentation and mash treatment process. Process
of refining crude and evaporation, crystallization, separation, drying, and
several other areas, introduction of 3 tons / year of new projects in the basic
method of process design.
关键词：柠檬酸发酵工艺玉米深加工工艺设计
引言
引言引言
引言 1.柠檬酸的理化特性
柠檬酸的理化特性柠檬酸的理化特性
柠檬酸的理化特性
中文名称
中文名称中文名称
中文名称：
：：
：柠檬酸
英文名称
英文名称英文名称
英文名称：
：：
：citric acid
化学名称
化学名称化学名称
化学名称：
：：
：3-羟基-3-羧基戊二酸
英文名称
英文名称英文名称
英文名称2
22
2：
：：
：2-hydroxy-1,2,3-propanetricarboxylic acid CAS No.
CAS No.CAS No.
CAS No.：
：：
：77-92-9
分子式
分子式分子式
分子式：
：：
：C6H8O7
分子量
分子量分子量
分子量：
：：
：192.14
外观与性状
外观与性状外观与性状
外观与性状：
：：
：白色结晶粉末，无臭
熔点
熔点熔点
熔点(
((
(℃
℃℃
℃)
))
)：
：：
：
153 3
沸点
沸点沸点
沸点(
((
(℃
℃℃
℃)
))
)：
：：
：(分解)
相对密度
相对密度相对密度相对密度(
((
(水
水水
水=1)
=1)=1)
=1)：
：：
：1.6650
闪点
闪点闪点
闪点(
((
(℃
℃℃
℃)
))
)：
：：
：100
引燃温度
引燃温度引燃温度引燃温度(℃) (℃)(℃) (℃)：
：：
：1010(粉末)
爆炸上限
爆炸上限爆炸上限爆炸上限%(V/V) %(V/V)%(V/V)
%(V/V)：
：：
：8.0(65℃)
离解常数
离解常数离解常数
离解常数（
（（
（25℃
25℃25℃
25℃）：
）：）：
）：Ka1=7.4×10^-4，Ka2=1.7×10^-5，Ka3=4.0×10^-7
溶解性
溶解性溶解性
溶解性：
：：
：溶于水、乙醇、丙酮，不溶于乙醚、苯，微溶于氯仿，水溶液显
酸性。
物理性质
物理性质物理性质
物理性质
：
：：
：在室温下，柠檬酸为无色半透明晶体或白色颗粒或白色结晶性
粉末，无臭、味极酸，在潮湿的空气中微有潮解性。它可以以无水合物或
者一水合物的形式存在：柠檬酸从热水中结晶时，生成无水合物；在冷水
中结晶则生成一水合物。加热到78 °C时一水合物会分解得到无水合物。
在15摄氏度时，柠檬酸也可在无水乙醇中溶解。柠檬酸结晶形态因结晶条
件不同而不同，有无水柠檬酸C6H8O7也有含结晶水的柠檬酸2C6H8O7.H2O、C6H8O7.H2O或C6H8O7.2H2O。
化学性质
化学性质化学性质
化学性质：
：：
：从结构上讲柠檬酸是一种三羧酸类化合物，并因此而与其他羧
酸有相似的物理和化学性质。加热至175 °C时它会分解产生二氧化碳和
水，剩余一些白色晶体。柠檬酸是一种较强的有机酸，有３个Ｈ＋可以电
离；加热可以分解成多种产物，与酸、碱、甘油等发生反应。 2.
柠檬酸的来源和发展情况
柠檬酸的来源和发展情况柠檬酸的来源和发展情况
柠檬酸的来源和发展情况
1784年C.W.舍勒首先从柑橘中提取柠檬酸。他是通过在水果榨汁中加
入石灰乳以形成柠檬酸钙沉淀的方法制取柠檬酸的。天然柠檬酸最初产于
美国加利福尼亚州、意大利和西印度群岛。意大利的产量居首位。到1922
年，世界柠檬酸的总销售额的90％由美国、英国、法国等垄断。发酵法制
取柠檬酸始于19世纪末。1893年C.韦默尔发现青霉（属）菌能积累柠檬
酸。1913年B.扎霍斯基报道黑曲霉能生成柠檬酸。1916年汤姆和柯里以曲
霉属菌进行试验，证实大多数曲霉菌如泡盛曲霉、米曲霉、温氏曲霉、绿
色木霉和黑曲霉都具有产柠檬酸的能力，而黑曲霉的产酸能力更强。如柯
里以黑曲霉为供试菌株，在15％蔗糖培养液中发酵，对糖的吸收率达55％。1923年美国菲泽公司建造了世界上第一家以黑曲霉浅盘发酵法生产柠檬酸
的工厂。随后比利时、英国、德国、苏联等相继研究成功发酵法生产柠檬
酸。这样，依靠从柑橘中提取天然柠檬酸的方法逐渐为发酵柠檬酸所取代。1950年前，柠檬酸采用浅盘发酵法生产。1952年美国迈尔斯试验室采用
深层发酵法大规模生产柠檬酸。此后，深层发酵法逐渐建立起来。深层发
酵周期短，产率高，节省劳动力，占地面积小，便于实现仪表控制和连续
化，现已成为柠檬酸生产的主要方法。
中国用发酵法制取柠檬酸以1942年汤腾汉等报告为最早。1952年陈声4
等开始用黑曲霉浅盘发酵制取柠檬酸。轻工业部发酵工业科学研究所于
1959年完成了200l规模深层发酵制柠檬酸试验，1965年进行了生产100t
甜菜糖蜜原料浅盘发酵制取柠檬酸的中间试验，并于1968年投入生产。1966
年后，天津市工业微生物研究所、上海市工业微生物研究所相继开展用黑
曲霉进行薯干粉原料深层发酵柠檬酸的试验研究，并获得成功，从而确定
了中国柠檬酸生产的这一主要工艺路线。薯干粉深层发酵柠檬酸，原料丰
富，工艺简单，不需添加营养盐，产率高，是中国独特的先进工艺。
中国石油发酵柠檬酸的研究起步较早。1970年，天津、上海、沈阳、
常州等地研究单位利用解脂假丝酵母(candida lipolytica)进行石蜡油（正
构烷烃）发酵生产柠檬酸的试验。1979年徐子渊等筛选出一株对氟乙酸敏
感的变异株解脂假丝酵母，其乌头酸水合酶的活性很低，柠檬酸的生成比
例从原来的50％提高至80％，从而提高了石油发酵柠檬酸的产率。
随着生物技术的进步，柠檬酸工业有了突飞猛进的发展,全世界柠檬酸
产量已达0.4Mt。在柠檬酸发酵技术领域，由于高产菌株的应用和新技术的
不断开拓，柠檬酸发酵和提取收率都有明显提高，每生产1t柠檬酸分别消
耗2.5～2.8t糖蜜,2.2～2.3t薯干粉或1.2～1.3t蔗糖。人们正在大力开发
固定化细胞循环生物反应器发酵技术和微机控制系统，以求进一步降低成本和提高产率。
3.
3.3.
3.主要用途
主要用途主要用途
主要用途
柠檬酸是有机酸中第一大酸，由于物理性能、化学性能、衍生物的性
能，是广泛应用于食品、医药、日化等行业最重要的有机酸。
1
11
1）
））
）用于食品工业
用于食品工业用于食品工业
用于食品工业
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，到目前还没有一种可以取代柠檬酸的酸味剂。一分子结晶水柠檬酸主要用作清凉饮料、果汁、果酱、水果糖和罐头等的酸性调味剂，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 5
2
22
2）
））
）用于化工
用于化工用于化工
用于化工、
、、
、制药和纺织业
制药和纺织业制药和纺织业
制药和纺织业
柠檬酸在化学技术上可作化学分析用试剂，用作实验试剂、色谱分析
试剂及生化试剂；用作络合剂，掩蔽剂；用以配制缓冲溶液。采用柠檬酸或柠檬酸盐类作助洗剂，可改善洗涤产品的性能，可以迅速沉淀金属离子，防止污染物重新附着在织物上，保持洗涤必要的碱性；使污垢和灰分散和悬浮；提高表面活性剂的性能，是一种优良的鳌合剂；可用作测试建筑陶瓷瓷砖的耐酸性的试剂。
服装的甲醛污染已是很敏感的问题，柠檬酸和改性柠檬酸可制成一种
无甲醛防皱整顿剂，用于纯棉织物的防皱整理。不仅防皱效果好，而且成本低。
3
33
3）
））
）用于环保
用于环保用于环保
用于环保
柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液用于烟气脱硫。我国煤炭资源丰富，是构成能
源的主要部分，然而一直缺乏有效的烟气脱硫工艺，导致大气SO2污染严重。目前，我国SO2年排放量已近4000万吨，研究有效的脱硫工艺，实为当务之急。柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液由于其蒸气压低、无毒、化学性质稳定、对SO2吸收率高等原因，是极具开发价值的脱硫吸收剂。
4
44
4）
））
）用于禽畜生产
用于禽畜生产用于禽畜生产
用于禽畜生产
在仔猪饲料中添加柠檬酸，可以提早断奶，提高饲料利用率5％～10％，增加母猪产仔量。在生长育肥猪日粮中添加1％～2％柠檬酸，可提高日增重，降低料肉比，提高蛋白质消化率，降低背脂厚度，改善肉质和胴体特性。柠檬酸稀土是一种新型高效饲料添加剂，适用于猪、鸡、鱼、虾、牛、羊、兔、蚕等各种动物，具有促进动物生长，改善产品品质，提高抗病能力及成活率，提高饲料转化率，缩短饲喂周期等特点。
5
55
5）
））
）用于化妆品
用于化妆品用于化妆品
用于化妆品
柠檬酸属于果酸的一种，主要作用是加快角质更新，常用于乳液、乳霜、洗发精、美白用品、抗老化用品、青春痘用品等。角质的更新有助于皮肤的中黑色素的剥落，毛孔的收细，黑头的溶解等。
6
66
6）
））
）用于杀菌
用于杀菌用于杀菌
用于杀菌
柠檬酸与80℃温度联合作用具有良好杀灭细菌芽孢的作用，并可有效6 杀灭血液透析机管路中污染的细菌芽孢。享有“西餐之王”美誉的柠檬具有很强的杀菌作用，对食品卫生很有好处，再加上柠檬的清香气味，人们历来喜欢用其制作凉菜，不仅美味爽口，也能增进食欲。
7
77
7）
））
）用于医药
用于医药用于医药
用于医药
在凝血酶原激活物的形成及以后的凝血过程中，必须有钙离于参加。
枸橼酸根离子与钙离子能形成一种难于解离的可溶性络合物，因而降低了
血中钙离子浓度，使血液凝固受阻。本品在输血或化验室血样抗凝时，用
作体外抗凝药。一
一一
一、
、、
、总体工艺方案
总体工艺方案总体工艺方案
总体工艺方案目前，在国内外柠檬酸生产技术路线中，液体深层发酵、钙盐提取技术仍是
柠檬酸工业生产中的主导工艺路线。随着生物工程及其下游技术的发展，精料、
高糖发酵正成为柠檬酸发酵工艺的发展趋势，萃取工艺及色谱(树脂)分离技术也
在柠檬酸提取精制工艺中得到进一步的研究和发展。就目前柠檬酸发酵技术情况
看，以玉米为原料的柠檬酸精料发酵已在国内得到较广泛的应用。玉米原料经初
步的脱胚后，磨粉液化制成发酵精料，使后续产品回收率提高近5个百分点，同
时为精料高糖发酵打下了较好的开发基础。另一方面，玉米处理的糖渣及胚芽等
副产品收入又降低了玉米原料的成本。在本工程的设计中，原料处理及发酵工艺
的确定。既要结合当地原料特性，也要考虑甲方已有的技术实力，使其生产技术
路线不仅适应以薯干为原料的生产需要，也满足以玉米作为精制原料生产的要求。
因而采用了玉米干法脱胚粉碎或薯干直接粉碎调浆、液化(玉米液化浆)压滤、低
压连续喷射灭菌。液体深层发酵的工艺路线。在提取精制工艺方面。溶媒法生产
工艺因其生产技术、溶媒回收、生产成本、产品质量及产品的市场接受关念等多
方因素，一直未形成大的工业生产方式，而色谱(树脂)分离技术却有一定发展。
从MESSO公司与美国ASTU(Advanced Separation Technolog leslnc．)公司对中
国柠檬酸工程的技术报价资料看，利用Reillex HP树脂，采用ISEP连续法分离柠
檬酸，在产品达标的情况下，具有生产成本低、三废排放少、生产过程简化等优
势，但该装置对醪液中的残糖、胶体、蛋白质等有机杂质及阴阳离子等有一定限
制，对中国柠檬酸发酵醪液特性及预处理工艺有较高要求，其“可操作性必需通
过现场使用原始发酵醪液试验后，方可得到证实。”同时该装置目前年产万吨的
工艺设备造价高达1000余万美元，且Reillex HP树脂等关键生产技术资料还需要
国外较长期的配套供应。
由于上述原因，并结合本项目多方面的具体情况，综合权衡项目的实施时限、
投资总量等多方因素，本着工艺合理先进的原则，在本工程提取工艺中仍确定采
用钙盐提取的总体工艺方案。且在中和工艺上，结合当地原料特点、水资源状况、污水排量及产品收率等情况，在考虑机械输送、负压除尘、螺旋无级变频投料的7 前提下选用干法中和工艺。在后续工序上则以目前国内外普遍采用的离交纯化、蒸发结晶、分离干燥为其基本工艺过程。
图1 无水柠檬酸发酵工艺流程图
在生产过程的自动控制方面，以经济可靠为原则，利用医用抗生素大型发酵
系统微机控制技术，结合行业特点，重点对发酵温度、PH值、罐压、通风量及机械运行状况实施微机监控管理；对蒸发结晶系统的蒸汽流量、罐温、罐压(真空度)、物料回流量等实行自动控制，从而使工程整体技术装备从硬件到软件，都
上升到一个新的技术水平。
综上所述，在本工程的设计中，“工艺合理、成熟，设备先进、适用，投资成本低”是我们确定生产技术方案中应当遵循的最基本原则。根据这一原则，确定本项目在原料处理以后的工艺流程如图1所示。由图1可见，其生产工艺的基本过程是：
——在接收糖浆后，根据糖浆组成作适当的处理或配制，配成发酵原料，进行连续杀菌并冷却后，进入发酵罐加入菌种及净化压缩空气进行发酵；
——发酵液经升温、过滤处理后，进入中和罐加Cat03中和处理；8
——再经过过滤洗涤，得到柠檬酸钙固体，送入酸解罐，再加H2SO4酸解，并加入活性炭脱色；
——然后，通过带式过滤机过滤、酸解过滤，除去GISO4及废炭；
——酸解过滤液经离子交换处理后，进行蒸发、浓缩，再进行结晶；
——结晶后，用离心机进行固液分离，对得到的湿柠檬酸晶体进行干燥与筛选，最后得到成品的柠檬酸。
二
二二
二、
、、
、原料及其处理
原料及其处理原料及其处理
原料及其处理1．
．．
．原料
原料原料
原料目前，国内外生产柠檬酸的基本原料分为两类：淀粉类与糖蜜类。关于淀粉类原料，过去，我国长期仅仅使用各种薯干，如：马铃薯、甘薯、木薯等，技术比较成熟。事实上，自90年代起，我国安徽蚌埠柠檬酸厂(现安徽丰原生物化学
集团公司)开始积极尝试使用玉米作为生产柠檬酸的淀粉原料，并取得了成功。
以后，这一技术就开始逐步在国内推广。
2
．
．．
．原料的处理
原料的处理原料的处理
原料的处理
在本项目中，对原料的基本处理工艺方法是：采用国内成熟的玉米干法脱胚
粉碎，或薯干直接粉碎调浆、液化、(玉米液化浆)压滤。结合工厂的实际条件，
原料的处理由备料车间来完成。关于原料及其处理的基本工艺流程见图2。
1
）
））
）原料的运输与贮存
原料的运输与贮存原料的运输与贮存
原料的运输与贮存
薯干原料，由汽车运至厂区，经过计量后，按包装形式的不同(袋装或散装)，暂9 存于平仓中。存于平仓中的薯干，采用平仓散装(或者袋装)贮存输送设备，输送
到备料车间内。玉米原料，由汽车运至厂区进行计量。由于玉米中含有各种较大
的杂质，因此，计量后的玉米须经卸料斗、除铁，再经刮板式输送机及斗式提升机，送至初清筛粗选后，进玉米简仓暂存。存于仓内的玉米，通过钢板筒仓贮存
机械设备，输送到备料车间内。
2
）
））
）原料的处理
原料的处理原料的处理
原料的处理
根据发酵的要求，对两种不同的原料分别处理：
——对薯干原料，采用直接粉碎、磨粉、调浆、液化、连续灭菌的处理方法；——对玉米原料，采用干法脱胚、磨粉、调浆，液化、过滤、连续灭菌的生产方法。以薯干原料生产时，根据我国薯干粗料的特征，发酵工艺要求将薯干从平仓
运至备料车间，经过磁选装置除去原料中含铁杂质，以保护设备。然后进入粗粉
碎机，将薯干先轧成1—3cm大小的小块，以提高磨粉机的效率，便于物料的输送。粗碎后，由斗式提升机提送至中间粉仓，由粉仓落入磨粉机粉碎，粉碎后进入粉
仓再经计量送至配料罐。配料罐内加水调浆，同时加入一淀粉酶升温液化。液化
完成后送至连消装置连续灭菌，再送至发酵车间。
以玉米为原料生产时，根据玉米精料发酵时原料的要求，将玉米原料由简仓
经刮板输送机、斗式提升机送至比重去石机去石，称量后进入玉米着水机经缓冲
仓中焖料润湿，再进入玉米破渣机破碎，比重选胚机分离皮、胚芽及粗粉。皮、
胚芽打包后，可作为饲料或榨油原料外卖。粗粉进入磨粉机进一步磨粉，粉料进
入粉仓，经计量、调浆同时加入一淀粉酶升温液化后，进行过滤，滤液送至连消
装置进行灭菌，再送至发酵车间，滤渣干燥后作为饲料原料外卖。
3
．
．．
．设备选型
设备选型设备选型
设备选型
以薯干为原料生产柠檬酸是我国特有的柠檬酸粗料发酵工艺，原料预处理设
备可全部采用国产定型的粮食及饲料处理机械，生产过程简单、处理成本低、设
备投资省。
以玉米为原料的处理工艺，根据目前国内的玉米精料发酵时对玉米原料的处
理要求，并结合当地水资源相对缺乏和生产实际情况，采用了干法脱胚处理工艺。
不仅满足原料处理质量要求，同时投资较省，设备全部采用国产化干法玉米淀粉
生产设备。
10
三
三三
三、
、、
、发酵及醪液处理工艺
发酵及醪液处理工艺发酵及醪液处理工艺
发酵及醪液处理工艺1．
．．
．工艺与工程
工艺与工程工艺与工程
工艺与工程根据总体工艺技术路线，采用好气液体深层发酵技术生产柠檬酸，成熟醪经处理过滤后，为后续工艺提供符合要求的清洁醪液。
设计由发酵车间来完成发酵工艺，压滤车间完成醪液处理工艺。 2
．
．．
．流程简介
流程简介流程简介
流程简介发酵及醪液处理工艺流程，见图3。
现在结合图3，对发酵及醪液处理工艺的基本过程作一简介。
1
）
））
）发酵工序
发酵工序发酵工序
发酵工序
由备料车间提供的经连续灭菌并冷却的料液，通过灭菌管道泵入已空消灭菌待料
的发酵罐(或种子罐)，通过差压法或零磅火焰倒种法，接入已培养好的柠檬酸菌
种，在通风、搅拌情况下，进行发酵或培养。在发酵培养过程中，对罐温、罐压、
通风量、搅拌转速等实行连续记录监控，并定期检测原糖消耗情况、菌种生长状
态、ph值、泡沫等变化情况。根据发酵的工艺特性要求，及时调整控制发酵工艺
过程，以获得最佳工艺产酸率或种罐菌种活力，一般经65小时(种罐约28小时)
培养，大罐在残糖指标、产酸情况达到放罐条件即可放罐：种罐菌种活力及菌群
数量达标后，即可移种。在发酵或培种过程的定期检测中，若发现异常情况，如
染菌等，应针对具体情况及时处理，对中、前期染菌，可加大种量形成主菌群生
长优势，或及时罐实消，补入适当营养源重新接种发酵；后期时可加强监控，提
前放罐；对倒罐等应予灭菌排放处理，并认真查找原因，进一步强化灭菌操作中
的各个环节。
2
）
））
）醪液处理工序
醪液处理工序醪液处理工序
醪液处理工序柠檬酸发酵完成后，应即时进行热处理，以灭活发酵，絮凝蛋白、提高收率，本
工艺中为提高设备利用率，增设醪液贮罐，通过热交换器，及时将醪液加热至80℃
后进入醪液热贮罐，再经泵压入过滤机，除掉固形物及菌体残渣，将清醪液泵入
下道工序。
11
3
、
、、
、设备选型
设备选型设备选型
设备选型1）
））
）发酵罐
发酵罐发酵罐
发酵罐
目前在柠檬酸发酵生产设备方面，大型气升式发酵罐仍处于试用攻关阶段，
其中有山东某厂试用生产的lOOm3内环式气升式发酵罐，安徽某厂试制攻关的
300m3半气升式发酵罐，及河南某厂的lOOm3双环流式气升式罐。从试用情况看，
由于气升式罐在生产周期、产酸率、供氧周期波动的影响、通风量增加的综合能
耗、生产的稳定性及可重复性等因素，多数厂家目前仍延用机械搅拌通风式发酵
罐。因而，就本项目而言，按技术成熟，可靠、稳妥的原则，并结合我院以往在
柠檬酸工程中的设计经验，对罐内空气分配器进行适当改造，成为新型的通风式
机械搅拌型发酵罐。其搅拌功率，比相同容积的通用发酵罐降低约10％。
从生物发酵行业醪液处理供料的均衡性考虑，发酵放罐间隔时间不宜大于8
小时，在技术可靠的前提下，大罐放料容积不大于4001113。但结合目前本行业
发酵技术的现状，目前国内行业成熟技术水平、加工技术水平，企业可能达到的
发酵控制管理水平等，本工程从生产的可靠性、可实施性等方面考虑，经计算，
本工程拟采用放罐容积约200m3的新型通风发酵罐，大罐直径5．2m，简体高约12m，
总容积268m3，搅拌功率约155kW。
2
）
））
）醪液过滤设备
醪液过滤设备醪液过滤设备
醪液过滤设备
目前在柠檬酸醪液预处理中，主要采用的过滤设备有板框压滤、转鼓真空过
滤，带式真空过滤等。其中，真空过滤设备能较好的实现连续化自动生产，但对
发酵原料特性具有较高的要求，适应于玉米等淀粉清醪液发酵处理。但对以薯干
为原料的粗料发酵来说，因其醪液中固形物含量高，杂糖、胶体菌丝蛋白杂质尚
多，过滤较为困难；而若添加CAISO4等助滤剂，又加大了菌丝蛋白的回收利用难
度，从而导致了总收率的下降。因此，对粗料薯干发酵，一般采用板框式压滤过
滤机直接处理。
从本项目双重原料利用情况考虑，根据设备的适应性，我们选用国产300m2
全自动箱式压滤机，既可满足多种原料的适应性，也可使设备大型化、自动化方
面具有一定的水平，在行业现有技术水平上有较大的提高。
12
四
四四
四、
、、
、粗提与精制工艺
粗提与精制工艺粗提与精制工艺
粗提与精制工艺1．
．．
．工艺与工程
工艺与工程工艺与工程
工艺与工程根据总体工艺方案，确定本工序的生产方法为：钙盐干法提取工艺，即柠檬酸清醪液经CaCO3，干法中和、带式过滤机过滤、浓硫酸酸解、离交纯化、连续
蒸发结晶、离心干燥工艺。这些工艺合起来统称为粗提与精制工艺。
根据工厂的实际条件，我们设计确定：粗提与精制工艺统一由粗提与精制车
间来完成。车间包括两个工段：提取工段、精制工段。
提取工段所要完成的工艺是：中和及其过滤，酸解及其过滤；
精制工段所要完成的工艺是：离子交换、脱色、蒸发、浓缩、结晶、干燥及
包装。2
．
．．
．流程简介
流程简介流程简介
流程简介
粗提、精制车间的工艺流程分别见图4与图5。
1
）
））
）提取工段
提取工段提取工段
提取工段
见图4。由压滤工段送来的柠檬酸清醪液泵人中和罐，在80℃下进行中和。
碳酸钙经密闭的输送机送入车间，经无级调速下料螺旋分散投入中和罐，以13
防止局部浓度过高，使中和沉淀反应均匀，经终点检测合格后，将柠檬酸钙悬浮
液排入带式过滤机中，将固体柠檬酸钙从悬浮液中分离出来，为满足玉米原料及
薯干原料生产工艺的双重要求，中和带式过滤机用特定的加长、强洗型，生产原
料操作灵活，以确保粗原料生产时的中和洗糖要求及成品易碳的指标控制，要求
并使中和废水经分流至污水处理站。
分离后的柠檬酸钙经卸料螺旋送至酸解桶中，由热水或酸解液调浆，浓硫酸
由酸碱站泵入，再计量到酸碱桶中与柠檬酸钙在80℃下生成硫酸钙与柠檬酸的悬
浊液送入酸解带式过滤机进行过滤，清洗液即稀酸解液收集用于调浆，硫酸钙运
至渣场综合利用，柠檬酸酸解送精制工段。
2
）
））
）精制工段
精制工段精制工段
精制工段——
————
——离子交换与脱色
离子交换与脱色离子交换与脱色
离子交换与脱色柠檬酸液从暂贮灌中泵送离交纯化工序，经由阳离于交换塔，阴离子交换塔
和活性炭脱色塔，离交脱色除去色泽及影响成品质量加速设备腐蚀的阴阳离子，
阴阳树脂需经过酸洗、碱洗再生处理，离交后的柠檬酸精制母液送入蒸发工序。
——
————
——蒸发与结晶
蒸发与结晶蒸发与结晶
蒸发与结晶
在提纯溶液进入蒸发部分前，通过精过滤器除去清液中的微小树脂颗粒。精
滤后的溶液经热交换器预热后送至双效真空浓缩器经浓缩至特定浓度后，转入真
空结晶器，或者低温结晶器进行结晶。以确定产品(一水产品或无水产品)，再经
分离将柠檬酸晶粒从液相中分离出来，液相(母液)在分离后分别放至各级母液贮
罐，根据其杂质离交浓度情况送往重新蒸发式回流到前工序处理提纯，晶体送往
干燥机。
——
————
——干燥与包装
干燥与包装干燥与包装
干燥与包装
从离心机分离出来的湿柠檬酸晶粒被送到流化床干燥器，根据生产品种控制
干燥空气、温度及冷却空气量进行干燥，排空经湿式旋风分离器处理排放，干燥
后的柠檬酸晶粒通过传送装置运到筛选机，不合格颗粒被筛分出来，溶解后返回14
到结晶系统，柠檬酸成品进行定量、包装，存放。
3
．
．．
．设备选型
设备选型设备选型
设备选型中和工序过滤设备，是控制本工序工艺成品质量及设备连续化、大型化的关键所在。目前国内小型生产厂家，多采用生产劳动强度大、占地大、间隔式的抽
滤捅式过滤翻盘，少数中大型厂引进了转鼓式真空带式过滤机。结合我院在柠檬
酸中和过滤技术上的经验，对薯干原料工艺的中和过滤设备进行了改造，对现有
国产DI型带式过滤机提出其特定的技术定货要求，用加长、强制洗涤型机组，
即可达到成品质量的易碳精制要求，又可使设备实现连续化、大型化，使本工序
整体技术水平接近国际先进水平，在离交工序上，采用国产离交设备硬件，并在
可能的情况下可考虑引进国际先进的阴离子交换树脂，以进一步提高后续设备的
整体选型及技术装备水平。
目前各类连续蒸发结晶设备在我国轻工、化工已有广泛应用，但在我国柠檬
酸行业多数连续式蒸发结晶设备均为引进生产成套设施，多数中小型企业仍在采
用外环式石墨蒸发器。本工程拟采用连续蒸发结晶设备，并建议本期工程引进国
外先进的蒸发结晶设备，使本期工程达到国际先进水平。
五
五五
五、
、、
、工程设计方案
工程设计方案工程设计方案
工程设计方案根据上述基本工艺流程，确定本项目的工程设计方案如下。15
1.
全厂项目组成
全厂项目组成全厂项目组成
全厂项目组成
——主要生产工程：备料车间、发酵车间、压滤车间、粗提与精制车间；
——辅助生产工程：玉米筒仓、原料平仓、成品仓库、滤饼干燥及仓库、碳酸钙
仓库、酸碱站、地泵房、水泵房(含清水池及循环水池)；
——公用工程：变配电站、空压站、冷冻站、污水处理站、蒸汽减压系统、循环
水系统、给排水系统、锅炉房、机修间；
——厂区工程：总图工程(厂区排水、道路、照明、绿化、门房、围墙、外管外
线等)；
——其他工程：综合办公楼、科研办公楼、汽车库、办公室、浴池。
2.
产品质量标准
产品质量标准产品质量标准
产品质量标准
产品质量符合英国药典BP 93标准，根据需要可以达到美国USP23版，和中国
GB8269／T-1998标准的要求。
3.
主要工艺设备
主要工艺设备主要工艺设备
主要工艺设备所选用的主要工艺设备见附表1
参考文献
参考文献参考文献
参考文献
1．周开翔．我国柠檬酸生产技术的现状、问题与对策(上)．武汉轻工设计，1998，
2
2．周开翔．我国柠檬酸生产技术的现状、问题与对策(下)．武汉轻工设计，1998，
4
3．于春梅，满俊．世界柠檬酸生产概况及市场展望．现代化工，2OOO，No．11
4．尤新．玉米深加工技术，中国轻工业出版社，1999
5．国内柠檬酸“阴转多云”．市场报，2O02，4，29
16
附表
附表附表
附表1 主要工艺设备
主要工艺设备主要工艺设备
主要工艺设备
序号名称技术参数
1 粉碎机9t／h，4台
2 喷射液化器60m3／h，1套
3 连消系统150m3／h，1套
4 发酵罐全容积260m3
5 种子罐全容积30m3
6 压滤机过滤面积64㎡
7 醪液储罐全容积30m3
8 清醪液储槽全容积30m3
9 中和罐全容积l2m3 操作容积8m3 10 带式过滤机过滤面积7．8㎡带宽1.6m
11 酸解桶全容积9m3 操作容积7m3
12 带式过滤机过滤面积7．8㎡带宽1.25m
13 酸解液中转罐公称容积l0m3
14 硫酸高位槽公称容积l0m3 15 硫酸贮槽容积40m3 16 硫酸泵Q：8—12m3／h H =32．5—30．8m
17 稀酸液贮槽玻璃钢、卧式有效容积15m3
18 活性碳过滤器Φ1000
总高6025mm
19 阴（阳）离子交换器Φ1500
总高5853mm
20 离交液贮罐工作容积5m3
21 真空浓缩器Φ1400
蒸发量6.8t/h
22 水力喷射真空泵真空度600mmHg
23 母液贮罐工作容积3m3
24 冷凝水槽V=10m3
25 结晶罐公称容积1m3
26 离心机Φ1000
27 干燥设备产量5t/h
28 热水箱V=20m3
29 盐酸贮槽公称容积20m3
30 烧碱高位槽V=5m3
柠檬酸生产工艺简介第一节概述 一、柠檬酸的用途 （一）在食品工业的应用 1、饮料 据统计75%～80%的柠檬酸用于饮料工业。 2、果酱与果冻 3、糖果 4、冷冻食品 5、酿造酒 6、冰淇淋和酸奶 7、脂肪与油 8、腌制品 9、罐头食品和水果加工 10、豆制品和调味品 （二）柠檬酸在药物、美容品、化妆品上应用 1、药物 “999胃泰” 2、发蜡与化妆品 （三）柠檬酸在工业上应用 1、金属净化
2、去垢剂 3、无土栽培农艺 4、矿物 5、…… 二、乳酸的用途 L-乳酸聚合成聚乳酸（PLA） 三、L-苹果酸的用途 三、葡萄糖酸的用途 四、琥珀酸的用途 我国柠檬酸发展简史 1968年我国第一家以淀粉为原料深层发酵柠檬酸成功投产的厂是上海酵母厂。同期，天津工微所开展了以适合我国国情的薯干原料深层发酵柠檬酸的研究工作。之后，上海工微所用该所的“东酒2号”黑曲霉为出发菌株，用薯干粉做培养基，很快选出了我国第一代深层发酵柠檬酸生产菌种AL558，由原轻工业部立项，组织上海、天津两个工微所、上海复旦大学生物系、上海新型发酵厂(筹)、上海酵母厂、天津柠檬酸厂(筹)、南通油洒厂(南通发酵厂前身)等单位，在南通油酒厂展开了善于深层发酵、全离交提取工艺的中、大型试验工作，并取得了成功，因而推动了我国柠檬酸工业于20世纪70年代初形成了工业体系。70年代中期到80年代是我国柠檬酸菌种选育的高峰期，先后选育出5代薯干原料高产菌株和适应淀粉、木薯、葡萄糖母液、糖蜜等原料的优良菌株。上海、天津两工微所和上海复旦大学生物系为此做出了很大贡献。各生产厂的广大科技人员和生产工人通过不懈地努力，提高了柠檬酸行业的整体水平，特别在缩短发酵周期、提高单产方面成绩突出，使我国柠檬酸发酵技术处于世界领先地位。无锡轻工业学院和天津轻工业学院为柠檬酸行业培养了一大批科技力量，已成为行业发展的骨干。1995年金其荣与蚌埠柠檬酸厂共同开发了玉米去渣发酵新工艺。同年黑龙江甘南柠檬酸厂于脱胚玉米去渣发酵工艺也成功投产。玉米新工艺的成功，使我国的柠檬酸工业进入一个
柠檬酸及生产工艺 一.柠檬酸的简介 1. 柠檬酸的理化性质 柠檬酸（Citric acid），又称枸椽酸，是一种三元羧酸,其学名为3-羟基-3-羧基戊二酸，分子式C6H8O7(无水物)，在自然界中存在于柠檬、柑桔、梅、子、梨、桃、无花果等水果中。柠檬酸具有无毒，无色，无臭特性，一般为半透明结晶或白色粉末，易溶于水、乙醇、乙腈、乙醚等[1]，不溶于苯，微溶于氯仿。相对密度1.542g/cm3，熔点153℃(失水)。柠檬酸结晶形态因结晶条件不同而不同，有无水柠檬酸，也有含结晶水的柠檬酸。在干燥空气中微有风化性，在潮湿空气中有潮解性，175℃以上分解放出水及二氧化碳。柠檬酸是一种较强的有机酸，有3个H＋可以电离；水溶液呈酸性，加热可以分解成多种产物，与酸、碱、甘油等发生反应。 2. 柠檬酸的用途 柠檬酸具有令人愉悦的酸味，入口爽快，无后酸味，安全无毒，被广泛用作食品和饮料的酸味剂；能与二价或三价的阳离子形成络合物，被用作金属加工的鳌合剂和洗净剂（起软化水作用的洗净力补充剂）；还能衍生形成许多衍生物，可用作有机化学工业的原料。因此被广泛用于食品饮料、医药化工、清洗与化装品、有机材料等领域，是目前世界需求量最大的一种有机酸[2]，到目前还没有一种可以取代柠檬酸的酸味剂。 二.生产技术 柠檬酸的生产方法共可分为 3 种: 水果提取法,化学合成法, 生物发酵法三种[17]，目前以发酵法生产柠檬酸为主[18]。发酵法又分为固体发酵法和液体深
层发酵法。固态发酵能耗小但劳动力大，占地面积大，不适合大规模的生产应用。深层通风发酵法采用不锈钢罐体，机械搅拌通风，微生物在液体相中分布均匀，发酵时不生成孢子，全部菌体细胞用于代柠檬酸，发酵速度高，实现了机械化或自动化操作，利于大规模生产。 三.生物发酵法制取柠檬酸 1.本工艺选择的原料及生产方法 本次生产工艺设计以薯干为原料，采用直接粉碎、调浆、液化，进行好气液体深层发酵，钙盐法提取，最后结晶、干燥得到柠檬酸 2.工艺流程 接收糖浆后，根据糖浆组成作适当的处理或配制，配成发酵原料，进行连续杀菌并冷却后，进入发酵罐，加入菌种和净化压缩空气后进行发酵；发酵液经升温、过滤处理后，进入中和罐，用中和处理；再经过过滤洗涤，得到柠檬酸钙固体，送入酸解罐，再添加酸解，并加入活性炭进行脱色；然后，通过带式过滤机过滤、酸解过滤，除去及废炭；酸解过滤液经离子交换处理后，进行蒸发、浓缩，再进行结晶；结晶后，用离心机进行固液分离，对得到的湿柠檬酸晶体进行干燥与筛选，最后得到成品柠檬酸。
丰源集团 无机陶瓷膜分离技术精制柠檬酸 技术方案 北京中天元环境工程有限责任公司 二00二年七月
目录 1.单位简介 (3) 2.无机陶瓷膜分离技术简介 (4) 3.设计依据 (6) 4.技术指标及质量保证 (7) 5.工艺流程说明 (8) 6.供货范围 (10) 7.设备价格 (10) 8.系统交货期 (11)
1、单位简介 北京中天元环境工程有限责任公司是北京中天元工程设计有限责任公司和岳阳市新科环保设备工程有限公司共同发起并组建的高新技术企业，具有工程甲级设计资质和环境工程专项乙级设计资质。公司以环保技术和膜分离技术为主导，通过引进国外的先进技术，开发了一系列的膜分离设备和环境保护设备，成功应用于石油、石化、化工、生物化工、油脂加工、环境保护等领域。 公司拥有一支由高级管理人才和工程技术人员组成的研发、设计、生产和营销队伍，有着丰富的工程实践经验。公司凭借自己雄厚的实力，卓越的产品、先进的技术、专业的工程队伍和完善的售后服务，竭诚向您提供以下服务：城市和工业污水处理工程总包、设计、设备提供和运行管理，先进的膜分离、环保和节能设备的制造和提供，节水和回用水项目的设计、实施。
2、无机陶瓷膜分离技术简介 无机陶瓷膜的发展始于20世纪40年代，至今已经历了3个阶段： 第一阶段始于二战时期的Manhattan 计划，当时采用多孔陶瓷材料进行铀同位素的分离富集。 第二阶段自80年代无机陶瓷膜进入工业应用领域，相继开发出工业用无机陶瓷微滤膜（Micro filtration membrane）和无机陶瓷超滤膜(Ultra filtration membrane)及其组件，这就是液体分离时期。 第三阶段自90年起，由于无机陶瓷膜优异的性能及材料科学的发展，应用领域不断扩大，开始进入了以膜催化反应为核心的全面发展时期。 通过这三个阶段的发展，无机陶瓷膜分离技术已产业化，80年代初期成功地在法国的奶业和饮料（葡萄酒、啤酒、苹果酒）业推广应用后，其技术和产业地位逐步确立，应用已拓展至食品工业、生物工程、环境工程、化学工业，石油化工、冶金工业等领域，成为苛刻条件下精密过滤分离的重要新技术。 无机陶瓷膜由载体层、过渡层和膜层组成，主要以Al2O3、TiO2、ZrO2为材料，通过采用固态粒子烧结法制备载体层和过渡层，然后采用溶胶-凝胶法制备膜层。起过滤作用的是膜层，它是以形状规则的喇叭形孔道均匀分布于膜层，孔径分布窄，孔隙率高。采用错流过滤的方式，以压差作为推动力，利用筛分原理，截留比膜孔径大的微粒，小于膜孔径的粒子通过膜，达到分离或浓缩的目的。常用的高分子膜微滤多采用终端过滤，随着过滤的进行，被截留微粒的积累形成滤饼，过滤阻力越来越大，膜通量则越来越小，无法长期连续运行。无机陶瓷膜采用错流过滤，错流过滤方式则明显优于终端过滤，由于存在与膜面平行方向的流体流动，产生的剪切作用使被膜截留的微粒无法沉积，随流动介质进行循环，膜面不可能形成滤饼，而是会出现动态平衡，这样膜通量不会持续下降，会在一定条件下保持稳定或下降极慢。由于陶瓷膜孔隙率高，故阻力很小，膜通量大，过滤速度快，所需膜面积小，占地小。孔径分布窄，
柠檬酸液态发酵及提取工艺 0802班生物科学饶慧 （指导教师：胡远亮） 0前言 柠檬酸(citric acid）又名枸橼酸，学名2-羟基丙烷三羧酸(2-hydroxytricarboxylic acid)或2-羟基丙烷-l，2，3-三羧酸(2-hydroxy propane-1，2，3-triearboxylic acid)是生物体主要代谢产物之一，在自然界中分布很广，主要存在于柠檬、柑橘、菠萝、梅、李、梨、桃、无花果等果实中，尤以未成熟者含量居多。分子式：C6H8O7（相对分子质量：192.13），无色透明或半透明晶体，或粒状、微粒状粉末，虽有强烈酸味，但令人愉快，稍有涩味。极易溶于水，溶解度随温度的升高而增大；从结构上讲柠檬酸是一种三羧酸类化合物，并因此而与其他羧酸有相似的物理和化学性质，加热至175°C时它会分解产生二氧化碳和水，剩余一些白色晶体。柠檬酸是一种较强的有机酸，有3个H+可以电离；加热可以分解成多种产物，与酸、碱、甘油等发生反应。 柠檬酸被称为第一食用酸味剂，极广泛地用作酸味剂、增溶剂、缓冲剂、抗氧化剂等，用于饮料、糖果、酿造酒、冰淇淋、酸奶、罐头食品、豆制品与调味品等的生产中。另外，在药物、美容品、化妆品工业上也有着重要的应用。它是香料和饮料的酸化剂，在食品和医学上用作多价螯合剂，同时是化学中间体，用于制造药物，也可用于金属清洁剂、媒染剂等。柠檬酸的盐类、酯类和衍生物也各具特点，用途极为广泛而有良好的发展前景。 柠檬酸循环(citric acid cycle)又称三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle)，克雷布斯循环(Krebs cycle)。体内物质糖、脂肪或氨基酸有氧氧化的主要过程。通过生成的乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合生成三羧酸（柠檬酸）开始，再通过一系列氧化步骤产生CO2、NADH及FADH2，最后仍生成草酰乙酸，进行再循环，从而为细胞提供了降解乙酰基而提供产生能量的基础。 实验发酵机理： 1）以薯干粉、玉米粉或淀粉等糖类为原料经黑曲霉柠檬酸产生菌（我们采用黑曲霉M288）糖化后产生高浓度的葡萄糖。 2）黑曲霉利用糖类发酵产生柠檬酸：葡萄糖以EMP（糖酵解途径或者）、HMP
无水柠檬酸生产工艺规程 1 产品概述 1.1 产品名称、化学结构、理化性质 1.1.1 产品名称 1.1.1.1 法定名称：无水柠檬酸（英文名Citric Acid Anhydrous）1.1.1.2 学名：3-羟基-3-羧基戊二酸 1.1.1.3 其它名称：枸橼酸 1.1.2 分子式、结构式： C6H8O7 CH2─COOH HO—C— COOH CH2─COOH 1.1.3 理化性质 1.1.3.1 物理性质 柠檬酸为无色半透明晶体或白色颗粒或白色结晶性粉末,无臭、味极酸,易溶于水和乙醇，水溶液显酸性。 柠檬酸结晶形态因结晶条件不同而不同，有无水柠檬酸C6H8O7也有含结晶水的柠檬酸2C6H8O7.H2O、C6H8O7.H2O或C6H8O7.2H2O。本公司产品无水柠檬酸是由36.6℃以上水溶液中结晶析出，经分离干燥后的产品，分子量192.13，熔点153℃，密度d420=1.6650。在干燥空气中易风化。无水柠檬酸晶体形态为单斜晶系的棱柱形-双棱锥体。 1.1.3.2 化学性质：
柠檬酸是一种较强的有机酸，有３个Ｈ＋可以电离；加热可以分解成多种产物，与酸、碱、甘油等发生反应。 1.2 用途： 柠檬酸在食品工业上广泛用作酸味剂、增溶剂、缓冲剂、抗氧化剂、除腥臭剂、螯合剂等。 医药工业上广泛用柠檬酸及其盐类，柠檬酸盐用于补充相应的元素时，具有溶解度高、生理宽容性大，酸根直接被吸收而无积留等优点。 柠檬酸及其盐类和衍生物在化学工业中广泛用作缓冲剂、催化剂、激活剂、增塑剂、螯合剂、清洗剂、吸附剂、稳定剂、消泡剂。 柠檬酸及其盐类在印染、原子能工业、石油开采、建筑工业、铸造工业、皮革工业等行业中也有广泛的用途。 1.3 质量标准： 1.3.1 产品质量标准 本产品质量执行GB、BP93、BP98、USP23、USP24、E330等标准或根据客户需要生产。 1.3.2 包装规格： 出口柠檬酸系定量包装商品，一般25kgs或1000kgs为一包装袋。特别情况根据用户要求包装。每件实衡净重与规定净重的差重幅度定在4‰以下，鉴重时按规定比例抽查，抽查部分总净重与规定总净重差重幅度在2‰以内。 1.3.3 包装贮存要求：
柠檬酸及生产工艺 摘要：柠檬酸广泛应用于食品工业、医药工业和化学工业等方面。它可利用糖质原料如土豆、地瓜中的淀粉等，在多种霉菌及黑曲菌的作用下，控制较低的温度和pH值、较高的通气量和糖浓度，用发酵法制得。 关键词：柠檬酸化工产品发酵法 1 产品说明 柠檬酸又名枸橼酸，学名3-羟基-3-羧基戊二酸，分子式C6H8O7为无色、无臭、半透明结晶或白色粉未，易溶于水及酒精。加热可以分解成多种产物，与酸、碱、甘油等发生反应。 柠檬酸主要应用于食品工业，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。柠檬酸在化学工业上可作化学分析用试剂，用作实验试剂、色谱分析试剂及生化试剂，用作络合剂，掩蔽剂，配制缓冲溶液。采用柠檬酸或柠檬酸盐类作助洗剂，可改善洗涤产品的性能，可以迅速和沉淀金属离子，防止污染物重新附着在织物上，保持洗涤必要的碱性，使污垢和灰分散和悬浮，提高表面活性剂的性能，是一种优良的鳌合剂。 2 生产原理 2.1 生产方法简介 中国现有柠檬酸生产厂近百家，总年产能力约80万吨，是全球最大的柠檬酸生产国和出口国。目前，柠檬酸生产方法有水果提取法，
化学合成法和生物发酵法三种。水果提取法是指柠檬酸从柠檬、橘子、苹果等柠檬酸含量较高的水果中提取，此法提取的成本较高，不利于工业化生产。化学合成法的原料是丙酮，二氯丙酮或乙烯酮，此法工艺复杂，成本高，安全性低。而发酵法发酵周期短，产率高，节省劳动力，占地面积小，便于实现仪表控制和连续化，现已成为柠檬酸生产的主要方法。 2.2 反应方程式 C12H22011 +H20+302→2C6H8O7+4H2O (蔗糖) （柠檬酸） 3 工艺过程及流程图 3.1工艺过程 3.1.1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。 3.1.2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，
精心整理 我国氧化铁红生产工艺简介 氧化铁颜料是一种非常重要的无机彩色颜料，具有良好的颜料品质，应用领域十分广阔。生产氧化铁红的方法分为干法和湿法两种，其中干法主要包括绿矾（即七水硫酸亚铁）煅烧法、铁黄煅烧法、铁黑煅烧法，此外还有以赤铁矿为原料的天然氧化铁矿物超细粉碎法等。湿法工艺主要包括硫酸盐（即硫酸亚铁或含有硫酸亚铁的溶液）法、硝酸盐（即硝酸铁、硝酸亚铁或含有硝酸铁盐的溶液）法、混酸法；湿法工艺按照二步氧化过程所使用的中和剂不同，又可分为铁皮法和氨法。 1、关于干法工艺： 干法工艺是我国传统、原始的氧化铁红生产工艺，其优点是生产工艺简单、流程短，设备投资相对较少。缺点是产品质量稍差，而且煅烧过程有有害气体产生，对环境有明显影响。如铁矾煅烧法，煅烧过程有大量的含硫气体产生。 近年来，基于对含铁废弃物的综合利用，我国又出现了硫酸烧渣法、铁矿粉酸化焙烧法等干法工艺，其优点是工艺简单、投资少，缺点是所产产品质量层次较低，只能应用于低端领域。 2、关于湿法工艺： 湿法工艺是以硫酸亚铁或硝酸亚铁、硫酸铁、硝酸铁为原料，采用先制备晶种，后氧化制备铁红的氧化铁红生产方法。所用原料既可以是硫酸亚铁、硝酸亚铁固体原料，也可以是含有硫酸亚铁、硝酸亚铁、硫酸铁、硝酸铁的水溶液。所使用的中和剂既可以是铁皮、铁屑，也可以是碱或氨。 近几年来，基于对工业废弃物的综合利用，又产生了以钛白副产硫酸亚铁或硫酸铁溶液、以钢厂酸洗废酸或废水为原料制备氧化铁红工业颜料的方法，但都归属于湿法工艺范畴。所使用的中和剂仍然为铁皮、铁屑、碱或氨。 湿法工艺的优点在于所得产品质量性能优异，可以制备出不同型号的系列化氧化铁红产品。缺点在于工艺流程较长，生产过程能耗高，有大量的酸性废水产生，目前缺少有效地酸性废水综合利用途径等。 （1）硫酸法工艺： 以七水硫酸亚铁或硫酸铁，或含有水硫酸亚铁、硫酸铁的废酸、水溶液为原料，首先对铁盐或铁盐溶液进行净化处理以去除其中的杂质，然后严格控制工艺条件以氢氧化钠或氨为中和剂制备晶种。再将所制得的晶种转入二步氧化合成反应器，在加温的条件下严格控制工艺条件，投入氢氧化钠或氨调整体系pH值，再通入空气进行氧化制得晶种。将所制得的合格晶种转入氧化合成反应器，调整pH值和温度条件，投入铁皮或铁屑以中和氧化过程所产生的酸，通入空气进行氧化反应，氧化过程连续不断的加入铁盐溶液，当反应体系的色光达到目标色光标准时，停止反应经过滤分离出氧
氯酸钠的生产工艺简介 氯酸钠的生产方法主要有化学法和电解法： 化学法：化学法是以石灰为原料，将石灰制成石灰乳，然后氯化。在析出了氯化钙结晶后的氯酸钙溶液中，加入硫酸钠或碳酸钠进行复分解反应，生成氯酸钠溶液和硫酸钠产品。由于化学法生产氯酸钠有工艺流程长、设备多、占地面积大、操作环境差、生产成本高等原因，目前国内外氯酸钠生产均不采用这一方法。 电解法：电解法是以原盐或精制盐为原料，先制成饱和的粗卤水，然后加入纯碱、烧碱和氯化钡(可结合采用膜除硝技术)，除去粗盐水中的钙、镁及硫酸根离子，并过滤得一级精制盐水。一级精制盐水再经离子交换处理或膜处理得到二级精制盐水，然后在二次精制盐水中加入重铬酸钠、盐酸，调节PH值后送入无隔膜的电解槽中进行电解。电解得到的氯酸钠溶液，经过脱次氯酸钠、结晶、分离、干燥得到结晶氯酸钠成品，现在所有厂家都采用的是电解法工艺生产氯酸钠，其工艺过程大体包括盐水工序、电解工序、结晶干燥工序等，现分述如下：（一）盐水工序 北美、欧洲国家氯酸钠生产所用氯化钠均为精制氯化钠，其钙镁含量极低，盐水精制工序常采用二级净化处理（采用膜过滤、离子交换处理等技术，进一步除去卤水中的杂质离子）。因精盐中杂质含量少，故而盐水精制工序生产线短，排渣量少，减少了对环境的污染。国外氯酸钠生产厂家都非常注重盐水的净化处理，因为盐水的质量好坏直接影响电耗和洗槽周期（国外基本采用精制盐）。 国内氯酸钠原料采用矿盐、卤水、海水，原料杂质较多，精制生产线长。由于原料精制设备简陋，精盐水钙、镁含量高，故而造成槽电压升得快，洗槽周期短，一般在三个月洗一次，进行盐水的二次精制可使卤水含钙镁量降低，还可降低电耗、延长洗槽周期，提高生产效率。 （二）电解工序 电解工序是生产氯酸钠的最主要工序。电解槽是氯酸钠生产的关键设备。二十世纪六、七十年代钛基涂钌金属阳极开始应用于氯碱电解槽。经过近几十年来的发展该项技术已成为相对完善的技术。值得一提的是某一公司开发了一个反应器带成百个电解槽的装置（温州泰佛龙实业有限公司开发TY型）。该技术巧妙地解决了电化学腐蚀问题，使装置结构和操作简化，电流效率又高。国外主要
柠檬酸的生产 一，填空 1、生产的柠檬酸的方法生产柠檬用的是菌。 2、发酵是利用微生物的与围棋提供适宜的条件以生产目的产物的工业技术。 3、发酵工业产品分为、、三类。 4、常用的微生物有、、和等。 5、柠檬酸发酵有、、和。我国主要采用。 6、柠檬酸发酵的工艺条件有、、和。提高培养基的溶解氧的浓度，有利于酸的产量，搅拌器的转速，可提高溶解氧的浓度。 7柠檬酸生产工艺流程包括、、和等。 8、柠檬酸生产的主要设备。 9、发酵灭菌的操作主要
有、、、等。 二、判断 1、柠檬酸是重要的生物化工产品，在柑橘类水果中含量最高。（） 2、无水柠檬酸比结晶柠檬酸的吸湿性高。（） 3、微生物难以用肉眼观察到，结构复杂。（） 4、无菌消毒是菌种制备和发酵前的必要操作（） 5、厌氧发酵生物需要氧气，柠檬酸是好氧发酵产物。（） 6、柠檬酸对普通的碳钢的腐蚀性较强。（） 7、柠檬酸提取纯化应用较多的是钙盐法。（） 三、选择题 1、在发酵过程中，需控制微生物代谢的主要条件有（） ①培养基组成②PH值③温度④通气和搅拌的影响⑤溶解浓度 A，①②③④ B，①②③⑤ C，①②③④⑤D，②③④⑤2，下列不属于黑曲酶菌的保藏方法的是（）A，冰箱保藏B，沙土管保藏C，常温保藏D，液体石蜡法 3、下列不属于柠檬酸分离提取的方法或步骤的是
（） A，吸交法B，结晶C，分解D，过滤 4下列说法错误的是（） A，发酵温度不仅与菌体自身的特性有关，而且还与培养基成分和浓度有关。 B，柠檬酸发酵过程中PH值控制在2——3 C，柠檬酸是发酵液固液混合物 D，湿热灭菌属于化学灭菌 四，思考题 1，为什么温度是影响微生物生长发育及其代谢活动的重要因素？ 2，发酵中的杂菌对操作有哪些危害？
铝酸钙生产工艺简介 1铝酸钙其本质就是水泥行业的高铝水泥熟料，之所以称做铝酸钙应该和近些年被广泛用于净水剂生产有关。 2其产品GB201-2000划分如下： 当不是用于生产高铝水泥时，后三项指标可不必考虑。 3生产工艺 铝酸钙的生产工艺类似于硅酸盐水泥熟料的生产工艺，因其生产规模通常较小，一般年产量在3~5万吨，因此多数生产工艺采用了中空窑进行煅烧生产，热耗在320~350kg/t。近年来随着市场需求量的不断增加，其生产规模有逐步扩大趋势。特别是水泥行业部分小熟料生产线淘汰后转产进入该行业。目前国内年产量10万吨、20万吨、30万吨铝酸钙熟料生产线均有建成投产，并且生产稳定，产品质量良好。 原燃材料 其对原材料的要求主要是石灰石品位要高，一般CaO应在52%以上，铝矾土要满足产品等级要求；采用煤粉作为燃料时，煤应用基低位发热量应在6500kcal/kg。采用天然气更能满足使用要求。 煅烧系统 煅烧系统在低生产规模下考虑到投资的经济性，一般采用中空窑+单冷机系统，吨熟料热耗通常在320~350kg/t以上，主要原因是窑尾排放烟气温度太高，一般在600~800℃以上。 在较大规模的生产量时，有两种技术方案可以考虑，一是采用中空窑+中温中压余热发电系统+单冷机（或篦式冷却机）系统；一是采用一是采用预热预分解煅烧系统+单冷机（或篦式冷却机）系统。采用前一方案，其余热发电量可以很好满足整个生产线包括熟料粉磨用电需要，在国内目前电价情况下是非常合适的方案，其综合能量利用效率最高。采用后一种技术方案也是很好很先进的一种技术方案，其热利用率较高，吨熟料煤耗可控制在110~120kg/t，废气温度在320℃上下，如果资金条件允许，可以考虑建设低温余热发电，效益会更好。在暂不考虑余热发电的情况下也可以比较经济的稳定生产运行。 生料粉磨 建议采用立磨系统，该系统可以利用废气余热作为烘干热源。更主要的是立磨粉磨系统对原料的水分有较好的适应性，其原料水分可以高达15~20%。一般可以不必考虑原料的烘干问题。 煤粉制备 考虑到生产规模较小，煤粉制备一般采用风扫烘干管磨机系统，主要是考虑到投资的经济性。 熟料粉磨 熟料粉磨采用通常的水泥粉磨系统即可。考虑到铝酸钙熟料粉化特性，建议采用开路超细磨机系统。
柠檬酸生产工艺技术及进展
柠檬酸生产工艺技术及进展 周明 （辽宁科技大学化学工程学院化工08·5） [ 摘要 ]介绍了水果提取法、化学合成法、生物发酵法3种柠檬酸的生产方法以及传统生产工艺。详细阐述了目前国内外在开发柠檬酸生产的新原料、改进生产工艺及提取工艺等方面的进展情况,并对各种技术的原理、优缺点、应用等方面进行了论述和比较。 [ 关键词 ]柠檬酸；发酵；提取 Abstract : Three methods of citric acid-production are introduced, such as separating from fruit, chemical synthesis, biological ferment .The tradition technology of citric acid-production is reviewed. The exploitation of new material, some progresses of production technology and separation technology are presented. In addition, the principles, technique development , advantages and application are described and compared. Key words: citric acid; ferment ; separation 柠檬酸,又名枸橼酸,分子式C6H8O7(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。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[1-4],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[5-7]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[8-12] ,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。本文介绍了柠檬酸的生产方法及传统的生产工艺, 阐述了国内外在新原料,生产工艺改进及新提取技术等方面的进展,并对其原理、优缺点、应用等方面进行了论述和比较。 1 柠檬酸的生产方法 柠檬酸的生产方法共可分为3种：水果提取法,化学合成法，生物发酵法。1.1 水果提取法 柠檬酸可以从柠檬、橙、橘子、苹果等柠檬酸含量较高的水果中提取。当今，水果的生产已经产业化,水果产量也随之增加,并且比较集中,在考虑生态果园和综合利用时,可以利用这种方法来提取柠檬酸。但此法成本较高,不利于投入工业化生产[12,13] 。
柠檬酸生产工艺介绍 摘要：柠檬酸应用广泛，在食品、医药等方面都占有重要位置。制取所用材料价格低廉，条件要求适中，且采用的深层发酵法具有普遍、经济的特点。 关键词：柠檬酸发酵 1.柠檬酸简介 柠檬酸又名枸橼酸，学名2-羟基丙烷-1，2，3-三羧酸。柠檬酸是无色透明或半透明晶体，或粒状、微粒状粉末，无臭，虽有强烈酸味，但令人愉快，稍有后涩味。柠檬酸是生物体主要代谢产物之一，它在植物体内常与酒石酸、苹果酸、草酸等有机酸共存，在动物组织中柠檬酸以游离状态或以金属盐的形式存在。商品柠檬酸主要有一水化合物和无水物。 柠檬酸用途极其广泛，在食品工业广泛用于酸味剂、增溶剂、抗氧化剂、缓冲剂、除腥脱臭剂等。在其他工业中，可作金属净化剂、去垢剂、分散剂、电镀缓冲剂和配位剂、胶粘剂，并可用于治理工业废气、废水、回收金属等。在药物中可产生泡腾，使药物中活性配料迅速溶解并提高味觉能力。 制取柠檬酸可以从水果中提取、化学合成法和生物发酵。其中发酵是最常用和最有经济价值的方法。 2.柠檬酸发酵菌种及原材料。 2.1菌种及原材料 柠檬酸发酵工艺中，具有工业生产价值的微生物有黑曲霉、棒曲霉、文氏曲霉、芬曲霉、丁烯二酸曲霉、橘青霉、解脂假丝酵母等，其中黑曲霉和文氏曲霉在深层液态发酵生产柠檬酸最具有商品竞争优势。 凡能通过微生物代谢而产生柠檬酸的物质，都可以作为柠檬酸的发酵原料。如乙醇、木质素、纤维素、淀粉、蔗糖、乳糖、正烷烃和脂肪等。黑曲霉生产菌可以在薯干粉、玉米粉、可溶性淀粉、乳糖、葡萄糖、麦芽糖、糖蜜等多种培养基中生长、产酸，而且产量在微生物中最高。 2.2黑曲霉 在米曲汁或麦芽汁培养基上菌丝白色，不是绒球状，凸起。边缘整齐，菌落较小，带皱折。在麦芽汁培养基上生长4d成熟的孢子呈黑褐色。在察氏培养基上生长较慢，菌落边缘整齐，分生孢子梗短，分生孢子着生较密。菌丝顶端着生稀疏的大型的黑褐色孢子德，成熟后呈开花状而崩裂。分生孢子是串珠状着生，黑褐色，表面粗糙且有明显的刺状突起，4.7-5.2μm，成熟后遇振动易散落。黑曲霉具有多种活力较强的酶系，能利用淀粉质物质，并且对蛋白质、单宁、纤维素、果胶等具有一定的分解能力。所以黑曲霉可以边生长、边糖化、边发酵产酸的方式生产柠檬酸。 3.设备 发酵生产过程中主要的设备有发酵罐、种母罐、抽滤桶、脱色柱、结晶锅、浓缩锅等。 其中发酵罐是用来对微生物进行发酵之用，罐中有搅拌浆，罐身有传感器，用来控制发酵中各条件的变化。种母罐用来串培养种母醪。抽虑桶采用真空和加压过滤，用于固液分离。 4.柠檬酸深层液态发酵工艺 4.1工艺流程：培菌--发酵--中和--酸解--浓缩结晶 原料粉碎培养基制备实罐液化原始菌种环境空气 实罐灭菌试管斜面过滤 麸取菌种空气机
柠檬酸的工艺生产流程 摘要 柠檬酸广泛应用于食品行业、医药工业和化学工业等方面。它可利用糖质原料如土豆、地瓜中的淀粉等，在多种霉菌及黑曲霉的作用下，控制较低的温度及PH值、较高的通气量和糖浓度，用发酵法制得。 柠檬酸又名枸橼酸，学名3-羟基-3-羧基戊二酸，分子式C6H8O7为无色、无臭、半透明结晶或白色粉末，易溶于水及酒精。加热可以分解成多种产物，与酸、碱、甘油发生反应。柠檬酸主要用于食品工业，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。柠檬酸在化学工业上可做化学分析用试剂，用作实验试剂，色谱分析试剂及生化试剂，用作络合剂，掩蔽剂，配制缓冲溶液。采用柠檬酸或柠檬酸盐类做助洗剂，可改善洗剂产品的性能，可以迅速和沉淀金属离子，防止污染物重新附着在织物上，保持洗剂必要的碱性使污垢和灰分散和悬浮，提高表面活性剂的性能，是一种优良的螯合剂。 关键词:柠檬酸,黑曲霉,发酵法
Citric Acid In The Process Of The Production Process ABSTRACT citric acid is widely used in food industry, pharmaceutical industry and chemical industry, etc. It can use sugar in the raw materials such as potato, sweet potato starch, etc., under the action of a variety of mold and aspergillus Niger, control of low temperature and PH value, high ventilation and sugar concentration, using fermentation method. Citric acid or citrate, scientific name 3 - hydroxy - 3 - carboxylic glutaric acid, molecular formula C6H8O7 is colourless, odourless, translucent crystals or white powder, soluble in water and alcohol. Heating can be decomposed into a variety of products, react with acid, alkali, glycerin. Citric acid is mainly used in food industry, because of citric acid has a mild and refreshing acidity, widely used in all kinds of drinks, soft drinks, wine, candy, snacks, biscuits, canned fruit juices, dairy products, such as food manufacturing. Citric acid in the chemical industry to do chemical analysis reagent, used as laboratory reagents, chromatography analytical reagent and biochemical reagents, used as complexing agent and masking agent, buffer solution. Using citric acid or citric acid salts do help lotion, can improve the performance of detergent product, can quickly and precipitation of metal ions, and prevent pollutants are attached to the fabric again, keep the lotion, alkaline necessary make the dirt and dust dispersion and suspension, improve the performance of the surfactant is a kind of excellent chelating agent. Keywords: citric acid, aspergillus Niger, fermentation
C硝酸生产工艺技术简介 1建设规模及产品方案 1.1产品方案 利用本公司生产的液氨生产硝酸，最终产品为98%浓硝酸。 1.2生产规模 1.2.1设计规模： 公称能力为日产浓硝酸350吨（以100%HNO 3计） （公称能力产浓硝酸10万吨/年，计算产能10.5万吨/年，配套建10.5 万吨/年稀硝酸装置）。 年运行时间：7200小时。 1.2.2确定本装置设计规模依据以下因素： 结合耀隆集团原材料供应、辅助工程条件以及市场需求，将本工程浓硝酸生产规模定为10万吨/年（以100%HNO 3计）。 2工艺技术方案及技术来源 2.1工艺技术方案选择 2.1.1稀硝酸 2.1.1.1国内外稀硝酸工艺技术概况 目前，国内外工业上生产稀硝酸的方法有常压法、综合法、全中压法、高压法、双加压法，现分述如下： （1）常压法： 氨氧化和吸收均在常压下进行的生产工艺。 早期硝酸生产多采用这种方法，该工艺流程的特点为系统压力低，设备结构简单，工艺操作稳定，氨氧化率高，铂耗较低。但吸收比容积大 （20~25m3）
, 酸吸收率较低（仅为92%左右）。为减少对大气的污染并提高氨利用率，需附有碱吸收N OX尾气装置并副产硝盐，即便如此尾气中N OX浓度仍很高，不符合目前日益严格的环境要求。加上设备相对台数较多，设备体积大，装置占地面积多，投资大，成品酸浓度低等因素，国家经贸委已明文规定禁止采用此种流程新建硝酸装置。 (2)综合法 常压氨氧化和中压(0.25~0.5MPa)酸吸收的稀硝酸生产工艺。 这种方法在一定程度上弥补了常压酸吸收的缺点，我国在本世纪50年代末 引进该流程进行稀硝酸的工业生产。该方法主要缺点是常压氨氧化、设备庞大、占地多，需要配备较昂贵的不锈钢材质的氧化氮压缩机，其投资高于下面介绍的中压法，且吸收压力低仅0.35MPa(A),因此酸浓度低及尾气排放不能达到环保要求，不适用于规模较大的硝酸装置，国家经贸委也明文规定了不能采用此种流程建设硝酸装置。 (3)全中压法 氨氧化和酸吸收均在中压下进行的稀硝酸生产工艺。 我国从60年代中期开始建设的硝酸装置，大多为中压法，该装置的特点是：采用蒸汽透平与尾气膨胀机直接驱动空气压缩机，系统压力为0.35MPa (g),双塔吸收，成品酸浓度在54~57%左右，出塔尾气中N OX含量为0.2%左右，仍需采取进一步的尾气处理措施才能满足环保要求。 国外也有各具特点的全中压流程，诸如：伍德流程、Bamag流程、Stamicarbon流程等。由于其酸浓度、尾气指标以及投资等仍不太令人满意，故而，新建装置已很少采用该种流程。 (4)全高压法 除系统压力较全中压法高外(约为0.6~1.1MPa俵))，其它均类似于全中压 流程。该工艺流程特点为：设备紧凑，相对其它流程投资省，酸浓度高(一般可
柠檬酸的提取、分离、鉴定 生物111 201100606027 何远升 一、钙盐法提取柠檬酸 钙盐法生产柠檬酸工艺流程为：发酵液→过滤(除去菌体和残渣)→中和过滤(中和剂石灰乳)→柠檬酸钙盐→硫酸酸解、过滤→粗酸液→净化→浓缩结晶→离心→干燥→柠檬酸晶体。 1. 发酵液热处理 将发酵液煮沸5min,然后搅拌降温至80℃。80℃下,发酵液用两层医用纱布过滤,除去其中的菌丝体、薯干粉渣等较大的固体杂质。然后用80℃热水洗涤滤饼,使菌体中的柠檬酸释放出来。离心取上清液。量筒计量出上清液的体积V0准确量取5mL上清液，量取5mL清液、5mL蒸馏水于锥形瓶中，再滴入2～3滴酚酞指示剂，用标准NaOH 溶液滴定，滴定终点为淡红色，30s内不褪色，记下消耗的NaOH 溶液体积V1； M柠檬酸（g）＝V1(mL)×c(NaoH)×0.001×1/3×210×V0 /5 2. 碳酸钙中和沉淀 钙盐法主要的化学反应步骤有两步:中和与酸解。其中,中和又可以采用两种方法: 中和: 2C6H8O7·H2O+ 3CaCO3→Ca3(C6H5O7)2·4H2O↓+ 3CO2↑+H2O 酸解: Ca3(C6H5O7)2·4H2O↓+ 3H2SO4+H2O→2C6H8O7·H2O+ 3CaSO4·H2O 柠檬酸与碳酸钙发生中和反应，形成难溶的柠檬酸钙沉淀，碳酸钙的添加量根据滤液中柠檬酸的重量添加，比例约为柠檬酸：碳酸钙=2.1：1。边搅拌边缓慢加入碳酸钙，以防止产生大量气泡。碳酸钙加完后放置90℃恒温水浴中加热，保温搅拌30分钟，趁热过滤，并用沸水洗涤柠檬酸钙沉淀。 3. 酸解 将柠檬酸钙沉淀物取出，称量，加入2倍量的水，调匀，加入浓硫酸溶液，硫酸的添加量根据碳酸钙的量计算，碳酸钙与硫酸的摩尔比为1：1.5。加完硫酸后，搅拌30分钟，过滤，得清亮的棕黄色液体，取样测定柠檬酸的含量，并准确计量柠檬酸液体积。 4. 过滤、脱色 先吸附脱色再过滤:在一次滤液中加入3%(W/'V)的活性炭,80℃水浴中恒温搅拌30min,然后真空抽滤,除去活性炭与其它杂质。 5.离子交换 （1）树脂的预处理 用去离子水浸泡过夜，并洗至去离子水近无色，装入色谱柱，用5倍体积量2%的氢氧化钠冲洗树脂柱，使树脂转化为钠型，并用去离子水洗至流出液近中性;最后用5倍体积量2mol/L盐酸冲洗树脂柱，使树脂转化为氢型，并用去离子水洗至流出液近中性，备用。（2）上样 将滤液沿着柱壁缓慢加入到树脂柱中，使其按照一定的流速流经树脂柱。 （3）洗涤 用蒸馏水将留在交换柱中不发生交换作用的阳离子洗出。
柠檬酸生产工艺设 计 1
柠檬酸及生产工艺 摘要:柠檬酸广泛应用于食品工业、医药工业和化学工业等方面。它可利用糖质原料如土豆、地瓜中的淀粉等,在多种霉菌及黑曲菌的作用下,控制较低的温度和pH值、较高的通气量和糖浓度,用发酵法制得。 柠檬酸又名枸橼酸,学名3-羟基-3-羧基戊二酸,分子式C6H8O7为无色、无臭、半透明结晶或白色粉未,易溶于水及酒精。加热能够分解成多种产物,与酸、碱、甘油等发生反应。 柠檬酸主要应用于食品工业,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。柠檬酸在化学工业上可作化学分析用试剂,用作实验试剂、色谱分析试剂及生化试剂,用作络合剂,掩蔽剂,配制缓冲溶液。采用柠檬酸或柠檬酸盐类作助洗剂,可改进洗涤产品的性能,能够迅速和沉淀金属离子,防止污染物重新附着在织物上,保持洗涤必要的碱性,使污垢和灰分散和悬浮,提高表面活性剂的性能,是一种优良的鳌合剂。 承办单位:南充市柠檬酸生产厂 可行性研究: 中国现有柠檬酸生产厂近百家,总年产能力约80万吨,是全球最大的柠檬酸生产国和出口国。当前,柠檬酸生产方法有水果提取法,化学合成法和生物发酵法三种。水果提取法是指柠檬酸从柠檬、橘子、苹果等柠檬酸含量较高的水果中提取,此法提取 2
的成本较高,不利于工业化生产。化学合成法的原料是丙酮,二氯丙酮或乙烯酮,此法工艺复杂,成本高,安全性低。而发酵法发酵周期短,产率高,节省劳动力,占地面积小,便于实现仪表控制和连续化,现已成为柠檬酸生产的主要方法。南充的农副产品大多为红 薯、地瓜。原料来源充分,交通便利,人口聚集,给柠檬酸的销售带来了莫大的好处。 反应方程式 C12H2 +H20+302→ 2C6H8O7+4H2O (蔗糖) (柠檬酸) 项目设计方案: 一.工艺过程 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 3
艺工及生产柠檬酸柠檬酸的简介.一 1. 柠檬酸的理化性质 柠檬酸（Citric acid），又称枸椽酸，是一种三元羧酸,其学名为3-羟基-3-羧基戊二酸，分子式C6H8O7(无水物)，在自然界中存在于柠檬、柑桔、梅、李子、梨、桃、无花果等水果中。柠檬酸具有无毒，无色，无臭特性，一般为半透明结晶或白色粉末，易溶于水、乙醇、乙腈、乙醚等[1]，不溶于苯，微溶于氯仿。相对密度cm3，熔点153℃(失水)。柠檬酸结晶形态因结晶条件不同而不同，有无水柠檬酸，也有含结晶水的柠檬酸。在干燥空气中微有风化性，在潮湿空气中有潮解性，175℃以上分解放出水及二氧化碳。柠檬酸是一种较强的有机酸，有3个H＋可以电离；水溶液呈酸性，加热可以分解成多种产物，与酸、碱、甘油等发生反应。 2. 柠檬酸的用途 柠檬酸具有令人愉悦的酸味，入口爽快，无后酸味，安全无毒，被广泛用作食品和饮料的酸味剂；能与二价或三价的阳离子形成络合物，被用作金属加工的鳌合剂和洗净剂（起软化水作用的洗净力补充剂）；还能衍生形成许多衍生物，可用作有机化学工业的原料。因此被广泛用于食品饮料、医药化工、清洗与化装品、 有机材料等领域，是目前世界需求量最大的一种有机酸[2]，到目前还没有一种可以取代柠檬酸的酸味剂。 二.生产技术 柠檬酸的生产方法共可分为3 种: 水果提取法,化学合成法, 生物发酵法
三。发酵法又分为固体发酵法和液体深[18]，目前以发酵法生产柠檬酸为主[17]种 不适合大规模的生产应用。固态发酵能耗小但劳动力大，占地面积大，层发酵法。深层通风发酵法采用不锈钢罐体，机械搅拌通风，微生物在液体相中分布均匀，发酵时不生成孢子，全部菌体细胞用于代谢柠檬酸，发酵速度高，实现了机械化或自动化操作，利于大规模生产。 生物发酵法制取柠檬酸.三 本工艺选择的原料及生产方法1. 本次生产工艺设计以薯干为原料，采用直接粉碎、调浆、液化，进行好气液体深层发酵，钙盐法提取，最后结晶、干燥得到柠檬酸 工艺流程2. 接收糖浆后，根据糖浆组成作适当的处理或配制，配成发酵原料，进行连续杀菌并冷却后，进入发酵罐，加入菌种和净化压缩空气后进行发酵；发酵液经升中和处理；再经过过滤洗涤，得到柠檬酸钙固温、过滤处理后，进入中和罐，用酸解，并加入活性炭进行脱色；然后，通过带式过滤机体，送入酸解罐，再添加浓缩，酸解过滤液经离子交换处理后，及废炭；进行蒸发、过滤、酸解过滤，除去 再进行结晶；结晶后，用离心机进行固液分离，对得到的湿柠檬酸晶体进行干燥与筛选，最后得到成品柠檬酸。 淀粉筛配 酸