柠檬酸及生产工艺
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柠檬酸的提取工艺柠檬酸是一种广泛应用于食品、药物、化妆品和清洁产品等领域的有机酸。
它可以通过多种提取工艺进行获取。
以下是其中一种常见的柠檬酸提取工艺的步骤:1. 柠檬汁的制备:首先,从柠檬果实中提取出柠檬汁。
可以选择新鲜柠檬进行手工榨取,也可以使用工业化的柠檬汁提取设备进行提取。
2. 过滤:对提取出的柠檬汁进行过滤,去除其中的固体杂质,例如果肉和果皮碎片。
可以通过布料或滤纸进行过滤。
3. 中和:将过滤后的柠檬汁以较小的流量慢慢加入刚好过量的氢氧化钙溶液中。
中和反应的目的是将酸中和成柠檬酸盐,生成的盐为柠檬酸钙。
4. 植物酶去除:对反应后的混合物进行瞬时的高温处理,以去除植物酶活性。
5. 过滤:对混合物进行过滤,以去除沉淀物和未被中和的非柠檬酸盐。
6. 浓缩:将过滤后的溶液进行浓缩,除去其中大部分的水分。
可以通过使用真空蒸发器或其他浓缩设备进行。
7. 结晶:将浓缩后的柠檬酸溶液进行结晶处理,通过提高溶液的浓度使柠檬酸结晶出来。
8. 过滤和干燥:将结晶后的柠檬酸进行过滤和干燥,使其形成干燥的柠檬酸晶体。
9. 粉碎和包装:将干燥的柠檬酸晶体进行粉碎处理,并进行包装,以便后续运输和使用。
这是一种常见的柠檬酸提取工艺,可以根据实际需求进行适当的调整和改进。
提取工艺的优化不仅可以提高柠檬酸的提取效率和产量,同时也能减少生产成本和对环境的影响,使得柠檬酸在各个领域中的应用更加广泛和可持续。
柠檬酸的提取工艺是一项关键的工序,对柠檬酸的产量、质量和成本都有着重要的影响。
在柠檬酸的提取过程中,需考虑以下几个关键因素:原料的选择与处理、中和反应的条件控制、提取液的处理以及产品的后续加工等。
首先,原料的选择与处理对柠檬酸提取的效率起着关键作用。
新鲜柠檬是最常用的原料,其酸味较浓且富含柠檬酸。
柠檬果实应当选择新鲜、未受病虫害侵扰和重金属污染的果实,并洗净去除果皮及果肉中的固体杂质。
只有在原料质量得到保证的情况下,才能更好地提高柠檬酸的提取效率和产量。
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 /52. 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。
柠檬酸生产有两条途径,一条是以淀粉及糖类为原料,像玉米、薯干、大米、稻谷、芋艿甚至秸秆等用微生物发酵方法来制取;1891年德国Wehme氏首次发现青霉能够生成柠檬酸,但因污染及发酵工艺等问题未能工业化生产.1916年美国Thorn发现黑曲霉可产生柠檬酸,同年Currie 利用黑曲霉进行浅盘发酵法工业化生产柠檬酸,并在比利时建立了首家工厂.一种柠檬酸生产工艺.利用大米为原料,将大米磨成米浆加入高温液体淀粉酶,过滤,接入种子罐发酵,过滤,加入碳酸钙中和,调酸、脱色、离交、浓缩、结晶、烘干,制得柠檬酸.另一条是从含酸分丰富的原料中提取,特别是在果品加工中进行综合利用如制梅胚后排出的咸酸汁液,其含酸量可达4—5%,制柑橘胚后排出的咸酸汁液都是提取柠檬酸很好原料.其工艺为:1.原料澄清过滤:橘汁、梅汁中含有不少果胶及杂质,需进行澄清,促进杂质沉淀,然后用压滤机压滤.2.中和:可用碳酸钙或石灰中和,要预先调成浆状进行,最好加入15%碳酸钙中和.具体做法是:把橘汁、梅汁等咸酸水加热至75摄氏度时,逐渐加入碳酸钙乳浆,继续加热2小时,初温控制在5摄氏度左右,最后可升高到100摄氏度,至溶液呈青绿色时,即表示已完成中和反应.然后静置沉淀,此沉淀即为果酸钙(以柠檬酸钙为主).3.除盐:所得柠檬酸钙含有盐分,可用清水洗涤,加热至70—80摄氏度,反复多次,直至盐分除净为止,干燥备用.4.酸解脱色:柠檬酸钙浆液加热至60—70摄氏度,加入浓度为35 %的硫酸,沸腾3小时左右,待柠檬酸钙分解完成,即静置沉淀,上层清液为柠檬酸溶液.将暗红色的柠檬酸用1—2%活性炭脱色半小时,则得无色清液.5.浓缩、晶析:将无色柠檬酸液进行浓缩,至固形物含量75%时,于结晶缸内静置结晶.4—5天可完成晶析.6.离心、干燥:柠檬酸结晶还含有一定水分和杂质,需用离心机除去.然后在75摄氏度下干燥到含水量达1%以下,最后通过过筛、分级、包装即为成品.南北现在生产差异不大,就看你容易得到哪种原料,哪种成本低廉了。
柠檬酸⽣产⼯艺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”。
柠檬酸是一种广泛应用于食品、饮料、药品等行业的有机酸,在工业中的生产过程中,主要需要以下设备:
1.柠檬酸生产的原料准备设备:
柠檬酸的原料主要是柠檬果实,需要对柠檬进行清洗、去皮、去籽等预处理。
这一步骤需要清洗设备、削皮机、去籽机等设备。
2.柠檬酸的浸泡设备:
将经过预处理的柠檬放入浸泡槽中,以便浸泡出柠檬汁。
这个过程需要浸泡槽、搅拌装置等设备。
3.柠檬酸的提取设备:
将浸泡槽中的柠檬汁进行分离和提取,这一步骤需要用到柠檬酸提取器、分离装置等设备。
4.柠檬酸的精制设备:
对提取出的柠檬酸进行精制和纯化,去除杂质。
这一步骤需要用到过滤设备、蒸馏设备、结晶设备等。
5.柠檬酸的干燥设备:
对精制出的柠檬酸进行干燥处理,将其转化为干燥的柠檬酸固体。
这一步骤需要用到干燥设备、过滤设备等。
6.柠檬酸的包装设备:
将干燥的柠檬酸进行包装,以便储存和运输。
这一步骤需要用到包装设备、称量设备等。
以上是柠檬酸生产过程中的主要设备,每个设备的选型和规格会根据具体的生产规模和工艺流程的要求而有所差异。
另外,还需要注意设备的可靠性、易操作性以及符合相应的卫生标准等因素。
柠檬酸生产工艺技术及在食品工业中的应用摘要:柠檬酸,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。
本文介绍了水果提取法、化学合成法、生物发酵法3种柠檬酸的生产方法及传统生产工艺和在食品工业中的应用。
关键词:柠檬酸,工艺,食品1柠檬酸柠檬酸(即枸椽酸、2-羟基丙三羧酸),它是世界上以生物化学方法生产量最大的有机酸,广泛分布于植物及柑、桔、葡萄等果类中。
通常用红薯、玉米、土豆等碳水化合物或甘蔗、甜菜、糖、菜子油等糖质的农副产品为原料,经糖化发酵、分离制取柠檬酸。
柠檬酸分子式:2柠檬酸的生产工艺2.1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。
2.1.1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。
2.1.2化学合成法化学合成法的原料有丙酮、二氯丙酮或乙烯酮。
以二氯丙酮为原料的合成路线如下:由于化学合成法工艺复杂,成本高,安全性较低,很少使用。
2.1.3生物发酵法2.1.3.1表面发酵法此法又称浅层发酵法,多以甜菜糖蜜为原料。
工艺过程为:将原料先放入煮沸锅内加水煮沸,依次加黄血盐和ETDA二钠盐煮沸灭菌,再用无菌水配成培养基液,加入适量的硫酸铵、磷酸二氢钾作为氮源和营养盐,将培养基液在45-50 ℃下送入发酵室内装入浅底的铝盘或不锈钢盘中,干孢子接入黑曲霉干孢,发酵;过滤掉菌丝后将发酵液中和、酸解、净化、浓缩、结晶等后处理而得柠檬酸。
2.1.3.2固体表面发酵法固态发酵是以薯干粉、淀粉粕以及含淀粉的农副产品为原料,配好培养基后,在常压下蒸煮,冷却至接种温度,接入种曲,装入曲盘,在一定温度和湿度条件下发酵。
柠檬酸生产基本知识柠檬酸(CA),又名枸橼酸,分子式为C₆H₈O₇,是一种重要的有机酸,为无色晶体,无臭,有很强的酸味,易溶于水,是酸度调节剂(GB2760—2014)和食品添加剂。
生产工艺:1.菌种的培养在柠檬酸的工业生产中都采用微生物发酵法,而有价值的只有几种曲霉菌和酵母菌,其中黑曲霉菌是工业中具有竞争力的菌种,酵母中竞争力强的有解脂假丝酵母和季也蒙赤酵母等。
黑曲霉是在琼脂上培养的,在琼脂上成局限菌落,在室温下培养10~14天,成为丰富密集的孢子梗,菌落为黑色,有时也为深褐黑色。
考虑到柠檬酸生产菌应具有产酸能力强和耐柠檬酸浓度高的特点,可采用酸性滤纸法、变色圈法和单孢子移植法将黑曲霉分离出来,以避免其他杂菌干扰,使其成为生产柠檬酸用黑曲霉。
酵母的培养可用于柠檬酸生产的酵母有解脂假丝酵母和季也蒙假丝酵母2种。
前者有很强的分解脂肪的能力,较好的炭源是正烷烃。
后者可由烷烃发酵生成柠檬酸,也可由糖类发酵生成柠檬酸,酵母发酵pH值为3.5~4.0。
2.发酵1940年,H.A.克雷伯斯提出三羧循环学说以来,柠檬酸的发酵机理逐渐被人们所认识。
已经证明,糖质原料生成柠檬酸的生化过程中,由糖变成丙酮酸的过程与酒精发酵相同,亦即通过E-M途径(二磷酸己糖途径)进行酵解。
然后丙酮酸进一步氧化脱羧生成乙酰辅酶A,乙酰辅酶A和丙酮酸羧化所生成的草酰乙酸缩合成为柠檬酸并进入三羧循环途径。
柠檬酸是代谢过程中的中间产物。
在发酵过程中,当微生物体内的乌头酸水合酶和异柠檬酸脱氢酶活性很低、而柠檬酸合成酶活性很高时,才有利于柠檬酸的大量积累。
发酵工艺分表面发酵和固体发酵,按不同工艺制备不同原料的培养基,然后进行蒸料。
蒸料的目的是将淀粉糊化,并进行灭菌。
蒸料时要使物料受热均匀,蒸汽通畅,边蒸边加料,把料加在冒汽的地方,逐层加入。
蒸好的物料要扬散摊凉,当温度降至37℃以下,即可补水接种,装盘发酵,发酵终点以酸度来决定,定期测定酸度,保证在酸度最高时出料,以免柠檬酸被细菌分解。
柠檬酸的生产工艺柠檬酸是一种广泛应用于食品、饮料、化妆品等领域的有机酸,具有酸味和清香的特点。
以下是柠檬酸的生产工艺的简要介绍。
柠檬酸的主要生产工艺包括传统工艺和现代工艺两种。
传统工艺:传统工艺主要以柠檬或柠檬皮为原料进行发酵生产。
具体工艺流程如下:1. 预处理: 将柠檬或柠檬皮去皮、去籽,然后切碎或研磨成泥状。
2. 发酵: 将柠檬泥放入发酵罐中,加入一定比例的细砂糖和水,并加入适量的发酵剂,如酵母、酒石酸盐等,进行发酵。
发酵温度一般控制在30-35摄氏度,发酵时间约为2-3天。
3. 分离: 发酵后的混合物经过滤去除固体残渣,得到柠檬酸浸提液。
4. 浓缩: 柠檬酸浸提液经过真空蒸发或浓缩器浓缩,使其浓度达到一定程度。
5. 结晶: 浓缩液经过冷却结晶或结晶沉淀等方式,获得柠檬酸晶体。
6. 过滤: 将柠檬酸晶体进行过滤、洗涤和干燥,得到纯净的柠檬酸成品。
现代工艺:现代柠檬酸生产工艺主要采用微生物发酵生产。
具体工艺流程如下:1. 选种培养: 选用高产柠檬酸的微生物,如亚洲真菌、微生物菌株等进行培养和选种。
2. 培养基制备: 通过混合培养基原料,如糖、酵母粉、蛋白胨、盐等,制备培养基。
3. 发酵: 将选好的微生物种子培养液接入发酵罐中,加入培养基和适量的营养物质,如氮源、磷源、微量元素等,进行发酵。
发酵温度和时间一般根据菌株的要求进行控制。
4. 分离: 将发酵液经过滤或离心分离,得到柠檬酸发酵液。
5. 浓缩: 将发酵液经过真空蒸发或浓缩器浓缩,使其浓度达到一定程度。
6. 结晶: 浓缩液经过冷却结晶或结晶沉淀等方式,获得柠檬酸晶体。
7. 过滤: 将柠檬酸晶体进行过滤、洗涤和干燥,得到纯净的柠檬酸成品。
以上是柠檬酸生产的主要工艺流程,不同生产厂家可能会有一些细微的差异和改进。
现代工艺相对于传统工艺而言更加高效、可控性更强,并且可以实现大规模连续生产,提高了生产效率和产品质量。
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。
以小麦粉为原料发酵生产柠檬酸工艺柠檬酸是一种广泛应用于食品、饮料、药品等领域的有机酸,其应用范围广泛。
小麦粉作为一种重要的食品原料,也可以用来发酵生产柠檬酸。
下面我就以小麦粉为原料发酵生产柠檬酸工艺为话题,简要介绍一下该工艺流程以及其优点。
一、工艺流程:小麦粉作为原料,经过以下几个步骤进行发酵生产柠檬酸:1. 酵母制备:将活性酵母与酸化细菌共同培养,以制备出酵母菌株。
2. 发酵工艺:将小麦粉和相应的食品添加剂混合均匀,加入适量的水制成面团,水分含量控制在60%左右,面团中加入pH调节剂,将其置于发酵罐内发酵。
在适宜的温度和湿度条件下,酵母菌株与面团中的糖分发生反应,形成乳酸、乙酸以及柠檬酸等物质。
3. 滤清工艺:将面团在经过发酵后,依据质量的高低、不同的PH值度比例进行筛选。
4. 提纯工艺:将小麦粉中未溶化的部分进行沉淀,获取清洁透明的柠檬酸,通过调节pH值和温度将柠檬酸晶化提取。
二、工艺优点:1. 以小麦粉为原料发酵生产柠檬酸工艺省去了传统工艺中对柠檬的采集、提取工序,降低了柠檬酸的成本。
2. 发酵生产柠檬酸的过程中,所需添加的食品添加剂较少,使柠檬酸的纯度比较高。
3. 柠檬酸的生产过程中无任何污染物产生,在环保方面做的比较好。
4. 柠檬酸是一种可再生的有机酸,通过小麦粉为原料的发酵工艺生产,极大程度上利用了资源再生。
三、总结:小麦粉为原料发酵生产柠檬酸工艺是一种新型的食品工业生产工艺,其优点在于无需采集柠檬等水果资源,纯度高、环保性好等,为食品添加剂、药品等领域的发展提供了新的方向。
当然该工艺流程中还存在各种问题,需要在实践中不断探索总结,使之趋于完善。
柠檬酸的提取工艺
我们知道柠檬酸是食品加工业中很重要的食品添加剂,也广泛应用于医药、染料及其他工业。
柠檬酸生产有两条途径,一条是以淀粉及糖类为原料,用微生物发酵方法来制取;另一条是从含酸分丰富的原料中提取,特别是在果品加工中进行综合利用如制梅胚后排出的咸酸汁液,其含酸量可达4~5%,制柑橘胚后排出的咸酸汁液都是提取柠檬酸很好原料。
其工艺为:
1.原料澄清过滤:橘汁、梅汁中含有不少果胶及杂质,需进行澄清,促进杂质沉淀,然后用压滤机压滤。
2.中和:可用碳酸钙或石灰中和,要预先调成浆状进行,最好加入15%碳酸钙中和。
具体做法是:把橘汁、梅汁等咸酸水加热至75摄氏度时,逐渐加入碳酸钙乳浆,继续加热2小时,初温控制在5摄氏度左右,最后可升高到100摄氏度,至溶液呈青绿色时,即表示已完成中和反应。
然后静置沉淀,此沉淀即为果酸钙(以柠檬酸钙为主)。
3.除盐:所得柠檬酸钙含有盐分,可用清水洗涤,加热至70~80摄氏度,反复多次,直至盐分除净为止,干燥备用。
4.酸解脱色:柠檬酸钙浆液加热至60~70摄氏度,加入浓度为35%的硫酸,沸腾3小时左右,待柠檬酸钙分解完成,即静置沉淀,上层清液为柠檬酸溶液。
将暗红色的柠檬酸用1~2%活性炭脱色半小时,则得无色清液。
5.浓缩、晶析:将无色柠檬酸液进行浓缩,至固形物含
量75%时,于结晶缸内静置结晶。
4~5天可完成晶析。
6.离心、干燥:柠檬酸结晶还含有一定水分和杂质,需用离心机除去。
然后在75摄氏度下干燥到含水量达1%以下,最后通过过筛、分级、包装即为成品。
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。
酸液
柠檬酸生产工艺流程框图纯水
3. 操作工艺
(1)原料的处理
根据发酵的要求,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;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。
配料罐加水调浆,同时加入淀粉酶升温液化。
液化完成后送至连消装置连续灭菌,再送至发酵车间
(2)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,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活力,一般经66小时(种罐约25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;种罐菌活力及菌群数量达标后,即可移种。
在发酵或陪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。
(3)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,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。
(4)提取工序
由压滤工段送来的柠檬酸清醪液泵入中和罐,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的指标控制,又热水或酸解液调浆,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,柠檬酸酸解送至精制工段.
(5)精制工序
a.离子交换与脱色柠檬酸液从暂贮罐中泵送离交纯化工序,经由阳离子交换塔,阴离子交换塔和活性炭脱色塔,离交脱色出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。
b.蒸发与结晶在提纯溶液进入蒸发部分前,通过精过滤出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(一水成品或无水产品),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。
c.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,不合格颗粒被筛选分出来,溶解后返回到结晶系统,柠檬酸成品进行定量、包装,存放。
柠檬酸精制成品工艺流程
四.总结
通过本次设计,我发现将理论与实践有很大的差异,理论知识只有与实践相结合才能更加完善并更好的指导实践工作。
此次设计使我大学三年所学的专业知识得到了全面的巩固,使理论和实践达到更好的结合,进一步锻炼独立思考、分析问题和解决问题的能力。
而且通过本次设计,我们基本掌握了柠檬酸生产工艺流程设计,不仅使我们对专业知识的理解更加深入、系统,也使自己的专业水平有了大幅提高。
更重要的是,让我们更加深刻地认识到理论联系实际的重要性,并为以后的学习和工作奠定了坚实的基础。