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柠檬酸发酵工艺

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柠檬酸发酵工艺

柠檬酸发酵工艺
• 4.摊凉 • 扬麸机扬散，以免粘块，温度降至37℃以
下补水接种。 • 严格无菌操作。
• 5.补水接种 • 避免淀粉回生，并且减少染菌几率。
• 6.装盘进室
• 曲醅疏松，不可压实，厚度6~7cm，高温 天气5cm左右
（五）发酵规程
• 1.薄层发酵法 • 品温30~35℃左右 • 发酵终点由酸度决定，48h后每12h测一次，
五、溶解氧的控制
产酸速率与溶氧分压成正比。 菌体生长中，有呼吸作用， 在对数生长期需氧量达到最高峰 进入产酸期后，氧的消耗降低 到一个较低的水平
溶解氧浓度的控制
• 2.置换法发酵
• 采用低糖而营养较丰富的培养液先培养菌 盖，菌盖形成后再更换发酵培养基一次或 数次。
• 培养液糖浓度50g/L，室温34~36℃、培养 液32~34 ℃，第二天室温32~34 ℃，一般 接种40h可形成紧实菌盖，排掉培养液，补 充发酵培养基（第一次置换），室温降至 30~32℃，发酵48~60h在排去发酵液，进 行第二次置换，以此循环。
• 优点：
• （1）发酵体系是均一的液体，传热传质良好，不 存在死区；
• （2）设备占地面积小，生产规模大；
• （3）发酵速率高，采用预培菌丝球接种只需 50~70h；
• (4)产算率高，产柠檬酸几乎接近理论产率，菌体 生成量少；
• （5）发酵设备密闭，杂菌污染可能性小，管理方 便；
• （6）完全机械化操作，并可以实现自动控制，劳 动强度低，劳动生产率高；
• （7）发酵副产物少，有利于产品提取，所得产品 质量高。
（一）黑曲霉柠檬酸深层发酵条件控制
一、营养要求
• 根据柠檬酸发酵机制，黑曲霉能够大量积累柠檬酸的条件， 提供高浓度的葡萄糖和充足的氧，对磷、锰、铁、锌等无机 盐物质处于低水平。

柠檬酸发酵机理

柠檬酸发酵机理
发酵温度与pH值
通过调整发酵温度和pH值，找到最适 宜的发酵条件，以提高柠檬酸的产量 和降低能耗。
产物的分离与纯化技术改进
分离技术
采用新型的分离技术，如超滤、纳滤、反渗透等，实现柠檬酸的高效分离和纯 化，降低分离成本。
纯化技术
采用结晶、离子交换、吸附等纯化技术，进一步提高柠檬酸的纯度，满足不同 应用需求。
细菌
某些细菌如柠檬酸杆菌、 氧化杆菌等也可以进行柠 檬酸发酵。
微生物的代谢途径
葡萄糖代谢
微生物将葡萄糖通过糖酵解途径 转化为丙酮酸，这是柠檬酸发酵 的起始步骤。
丙酮酸代谢
丙酮酸在丙酮酸羧化酶的作用下 转化为草酰乙酸，再经过三羧酸 循环转化为柠檬酸。
乙酰CoA的合成
在柠檬酸发酵过程中，乙酰CoA 是重要的中间代谢产物，可以用 于合成脂肪酸等物质。
厌氧发酵
微生物在厌氧条件下，将葡萄糖或其他糖类转化 为丙酮酸，再经过一系列反应生成柠檬酸。
3
好氧发酵
微生物在好氧条件下，通过糖酵解途径将葡萄糖 转化为丙酮酸，再经过氧化脱羧等反应生成柠檬 酸。
柠檬酸发酵的分类
黑曲霉发酵
黑曲霉在好氧条件下进行发酵，通过糖酵解途径将葡萄糖转化为 丙酮酸，再经过氧化脱羧等反应生成柠檬酸。
产物提取与精制
过滤分离
将发酵液进行过滤，分 离出菌体和未消耗的原
料。
离子交换
利用离子交换剂吸附柠 檬酸离子，与其他离子 进行交换，实现柠檬酸
的分离。
浓缩结晶
将分离出的柠檬酸溶液 进行浓缩和冷却，促使
柠檬酸结晶析出。
干燥与包装
将结晶的柠檬酸进行干 燥和包装，得到符合标
准的柠檬酸产品。
05 柠檬酸发酵的优化与改进

柠檬酸发酵工艺

柠檬酸发酵工艺
❖ 但耐高温α-淀粉酶在Ca2+浓度很低时 ，稳定性就很好。在实际使用时，不 需添加Ca2+等稳定剂。
（二）酶法液化淀粉的方法
➢ 按工艺条件分类：间歇液化法、半连续 液化法 、连续液化法 ；
➢ 按设备条件分：罐式、管式、喷射式；
➢ 按加酶方式分：一次、二次、三次加酶 多段液化工艺。
间歇液化法
➢ 又称为直接升温液化法。此法最为简 单，但是液化效果最差。
易
化后的糖化液过滤性
差，糖浓度低
淀粉乳浓度30%，pH 1.8~2.0，液化温度90℃。 30~60min液化DE值 15~18%
淀粉乳浓度30%，pH6.5， 液化温度95~140℃，10~ 120min液化DE值15~17%
设备要求低，操作容 料液容易溅出，操作
易，效果比直接升温 安全性差，蒸汽用量
❖ 因此淀粉质的柠檬酸发酵培养基在灭 菌前必须先进行液化，使料液的流动 性好，有利于料液的输送、灭菌完全 、发酵初期的生长、易于糖化、提高 产酸率和淀粉的利用率。发酵成熟醪 过滤性好、也有利于发酵罐搅拌功率 的下降。
❖ α-淀粉酶是一种金属酶，Ca2+使α-淀粉 酶保持适当的构象，从而维持其最大 的活性和稳定性．除Ca2+外，其它二 价碱金属离子Ba2+、Mg2+等也有维持 α-淀粉酶活性的作用．
好
大，液化温度未达到
液化效果好，液化液 高温酶的最适温度，
清亮、透明，质量好，液化效果一般，糖化
葡萄糖的收率高
液过滤性能差
旋转蒸汽加热器，喷 液化液较有利于糖化 工艺过程有待于进一 射温度大于160℃， 酶结合，糖化后的糖 步完善 糊精的聚合度200 化液DE值可达99%，
二、糖蜜原料的预处理

6. 柠檬酸发酵

6. 柠檬酸发酵

2.柠檬酸生物合成途径
柠檬酸位于三 羧酸循环的起 始点，几乎所 有微生物都能 合成柠檬酸。
柠檬酸
3.柠檬酸产生菌
菌 种
假单胞菌 节杆菌 棒杆菌 短杆菌 诺卡氏菌 放线菌
柠檬酸
4.柠檬酸发酵生产菌
我国选育柠檬酸高产菌株
字佐米曲霉N558(产酸6％-7％)； 黑曲霉r144(产酸9％)； D353(产酸9％-10％)； N05016(产酸14％-17％)；
米曲霉 黑曲霉
5. 柠檬酸生物合成途径
l 在正常生长情况下．柠 檬酸在细胞内不会积累。 因为柠檬酸不是代谢途 径的终产物，而且是黑 曲霉的良好碳源.
l 柠檬酸积累是菌体代谢 失调的结果。
柠檬酸
柠檬酸积累
二、柠檬酸发酵工艺
l 柠檬酸发酵工艺的发展分为三个阶段：
1.表面发酵； 2.深层发酵； 3.固体发酵工艺。
课程名称:生物工艺学
1
柠檬酸发酵机理
2
柠檬酸培养工艺方法
一、柠檬酸发酵机理
1.柠檬酸简介
l 早期，柠檬酸主要从柑橘、菠 萝和柠檬等水果中提取。
l 1893年，wehmer发现青霉可以 生成柠檬酸。
l 19l7年Currie使用黑霉菌的浅 盘发酵生产柠檬酸，为柠檬酸 的发酵奠定基础。
黑曲霉
浅盘发酵
1.表面发酵
2.深层发酵
3.固体发酵
1.表面发酵工艺
l 发酵室为不锈钢金属制大型发酵 盘，具有保温、保湿。
l 原料：糖蜜原料。
l 发酵条件：采用间歇培养；孢子 需1-2天发芽，30℃，发酵6-8d， pH降至2。
l 生产力：柠檬酸0.2-0.4kg/m3.h
糖蜜原料 发酵控制室
2.固体发酵法

柠檬酸酒精等的发酵生产

柠檬酸酒精等的发酵生产

19
1. 淀粉质和纤维质原料的水解
淀粉的糊化、液化
淀粉在水中经加热会吸收一部分水而 发生溶胀。如果继续加热至一定温度（ 一般60～80℃）,淀粉粒即发生破裂,造 成黏度迅速增大,体积也随之迅速变大, 这种现象称为淀粉的糊化
1. 淀粉质和纤维质原料的水解
不同种类淀粉糊化温度有所不同, 苷薯、马铃薯、玉米和小麦淀粉的 糊 化 温 度 分 别 为 70 ～ 76℃ 、 59 ～ 67℃ 、 64 ～ 72℃ 和 65 ～ 68℃ 。 发 生 糊化现象称为淀粉的溶解，或称为 液化。马铃薯、小麦和玉米支链淀 粉 完 全 液 化 的 温 度 为 132℃ 、 70 ～ 80℃、136～141℃和146～151℃。
24
淀粉质原料酒精生产工艺流程
•
大米 曲霉菌 麸皮 淀粉质原料
酵母
•
↓
↓
米曲霉→米曲
固体试管酵母
•
↓
↓
•
米曲汁→试管培养→三角瓶培养 粉碎
三角瓶液体酵母
•
↓
↓
ห้องสมุดไป่ตู้
↓
•
曲种
蒸煮
卡式罐酒母
•
↓
↓
↓
•
糖化曲液 糖化→酒母糖化醪→小酒母
•
↓
↓
•
发酵
大酒母
•
↓
•
蒸馏
•
↓
•
•
酒糟废液 酒精 杂醇油
米曲汁
25
淀粉颗粒→淀粉分子→可发酵性糖→酒精→95％乙醇 (C6H10O5)n+nH2O→nC6H12O6→2nC2H6O+2nCO2+2nATP
现在已能使用克隆了酰化酶基因的“工程菌”（大肠杆菌） 高效率的生产半合成抗生素。临床现在使用的先锋霉素（头孢菌 素类）、氨苄青霉素，就是这类半合成抗生素类药物。

柠檬酸发酵的原理及工艺流程

柠檬酸发酵的原理及工艺流程

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以小麦粉为原料发酵生产柠檬酸工艺

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。

以小麦粉为原料发酵生产柠檬酸工艺

以小麦粉为原料发酵生产柠檬酸工艺简介柠檬酸是一种广泛应用于食品、饮料、药品等行业的有机化合物，具有酸味和清新的风味。

传统上，柠檬酸主要通过柠檬果实提取或发酵工艺生产，使用柠檬果实生产柠檬酸会受到果实季节性、价格波动等限制。

因此，利用发酵工艺以小麦粉为原料生产柠檬酸成为一种具有潜力的替代方案。

本文将详细介绍以小麦粉为原料发酵生产柠檬酸的工艺。

工艺流程以下是以小麦粉为原料发酵生产柠檬酸的基本工艺流程：第一步：小麦粉的处理1.将小麦粉加入适量的水中，搅拌均匀，形成小麦粉糊状物。

2.将小麦粉糊状物进行蒸煮，以破坏小麦粉中的淀粉颗粒。

第二步：接种发酵菌种1.将蒸煮后的小麦粉糊状物冷却至适宜的温度，通常在30-35摄氏度之间。

2.在小麦粉糊状物中加入适量的柠檬酸发酵菌种，并充分搅拌均匀。

第三步：发酵过程1.将接种好发酵菌种的小麦粉糊状物进行发酵，通常需要在适宜的温度下进行，持续时间约为48-72小时。

2.在发酵过程中，注意控制发酵温度、pH值和氧气供应，以促进柠檬酸的生产。

第四步：柠檬酸的提取和纯化1.将发酵过程中产生的发酵液，进行离心分离，获得澄清的柠檬酸液。

2.对柠檬酸液进行酸碱调节，使其pH值适合柠檬酸结晶。

3.通过结晶、过滤和干燥等操作，将柠檬酸进行纯化，获得纯度较高的柠檬酸成品。

工艺优势1.以小麦粉为原料发酵生产柠檬酸相对传统柠檬果实提取工艺更加灵活，可以实现全年生产，并且避免了果实季节性和价格波动的影响。

2.小麦粉作为广泛可用的资源，在全球范围内都具备较高的可获得性和成本优势。

3.发酵工艺相对简单，需要的设备和技术要求相对较低，成本较低。

4.柠檬酸是一种天然有机酸，与传统化学合成方法相比，发酵工艺更加环保和可持续。

工艺改进和展望目前以小麦粉为原料发酵生产柠檬酸的工艺已经有了初步的应用，但仍有一些改进和发展的空间：改进一：增加柠檬酸产量1.通过优化发酵条件，如温度、pH值、氧气供应等，提高柠檬酸的产量。

第13章柠檬酸发酵



COOH AST CH2 C=O


COOH +
（CH2）2
H-C-NH2 NhomakorabeaH-C-NH2
COOH 天冬氨酸


COOH
α-酮戊二酸

COOH
草酰乙酸

COOH
谷氨酸

AST：谷草转氨酶，心肌梗塞时血清含量明显增高.
③乙醛酸循环
乙酰CoA 草酰乙酸 乙酸
苹果酸 乙酰CoA 乙醛酸
柠檬酸
延胡索酸
草酰乙酸+H3PO4
②转氨基作用
R1 CHNH2 + COOH R2 C=O COOH
转氨酶
R1 C=O + COOH
R2 CHNH2 COOH
定义：
α-氨基酸的氨基通过酶的催化， 转移到α-酮酸 的酮基上，生成相应的 氨基酸；原来的α-氨基酸则转变成相 应的α-酮酸 。
6)
其它
柠檬酸在医药、化学等其它工业中也有一定 的作用。柠檬酸铁胺可以用作补血剂；柠檬 酸钠可用作输血剂；柠檬酸可制造食品包装 用薄膜及无公害洗涤剂。
二、 柠檬酸发酵微生物

1) 黑曲霉（Aspergillus niger）的形态特征 目前生产上常用产酸能力强的黑曲霉作为生产 菌。 在固体培养基上，菌落由白色逐渐变至棕色。 孢子区域为黑色，菌落呈绒毛状，边缘不整齐。 菌丝有隔膜和分枝，是多细胞的菌丝体，无色 或有色，有足细胞，顶囊生成一层或两层小梗， 小梗顶端产生一串串分生孢子。
转氨基作用几点说明：
（1）可逆反应， （2）转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛和磷酸吡哆 胺 （3）重要的转氨酶： 丙氨酸转移酶（ALT）/谷丙转氨酶（GPT） 天冬氨酸转移酶（AST）/谷草转氨酶 (GOT) ALT常用于肝疾患（肝炎等）辅助诊断、 AST 用于心肌疾患（心肌梗塞等的辅助诊断）

柠檬酸的发酵生产与提取

柠檬酸的发酵生产与提取
一、柠檬酸发酵的生产
柠檬酸发酵生产分深层发酵法、固体发酵法和液体表面发 酵法。深层发酵法是柠檬酸发酵生产的主要方法。国内以 淀粉质粗原料为培养基，发酵产酸一般为 11%~13% ，最 高达 15%，发酵周期为50~70h。国外以淀粉水解糖为原 料，产酸达19%，发酵周期为5d以上。
二、深层发酵法生产柠檬酸工艺流程
三、发酵设备
柠檬酸深层发酵一般都采用不锈钢机械搅拌通气 发酵罐，容积大部分为100～200 m3，也有250～ 400m3，国外的发酵罐容积为400～600 m3。采 用二挡搅拌，为了减小对丝状菌丝的剪切作用， 多用箭叶式搅拌器。近年来国内大型柠檬酸发酵 罐采用喷环装置，它是在罐的底部安装一个气液 型喷射混合搅拌装置和环流反应器以增加气—液 混合并可减少一组以上搅拌叶，能明显起到省电 节能的作用。
四、钙离子交ห้องสมุดไป่ตู้提取柠檬酸工艺流程
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（1）凝聚
发酵液中的细胞、菌体或蛋白质等胶体粒子双电层
的结构使胶粒之间不易聚集而保持稳定的分散状态。
阳离子对带负电荷的胶粒凝聚能力的次序为：
Al3+ >Fe3+ >H+ >Ca2+ >Mg2+ >K+ >Na+ >Li+
常用的凝聚剂电解质有：
硫酸铝 Al2(SO4)3•18H2O（明矾）； 氯化铝 AlCl3•6H2O; 三氯化铁 FeCl3; 硫酸亚铁 FeSO4· 7H2O ； 石灰；ZnSO4；MgCO3
存在一定的毒性（微毒），特别是阳离子型聚丙 烯酰胺，用于食品和医药工业时应谨慎。
医药和食品工业：聚丙烯酸类阴离子絮凝剂（无毒），聚苯乙烯 类衍生物，无机高分子聚合物絮凝剂（聚合铝盐、聚合铁盐等）， 天然有机高分子絮凝剂（多聚糖类胶粘物、海藻酸钠、明胶、骨 胶、壳多糖、脱乙酰壳多糖等）。
美容小贴士
当然，聚丙烯酰胺在食物中的含量远远高于化妆品中的 含量，人体对于丙烯酰胺的摄入也多来自饮食。
（3）混凝
凝聚和絮凝统称为混凝。
对于带负电荷的菌体或蛋白质来说，采用阳离子型 高分子絮凝剂，同时具有降低胶粒双电层电位和产生 吸附桥架的双重机理
4.加入助滤剂
一种不可压缩的多孔微粒，它能使滤饼疏松，滤速增大。悬浮液中大量 的细微胶体粒子被吸附到助滤剂的表面上，改变了滤饼结构，降低了过 滤阻力。 常用的助滤剂有： 硅藻土、纤维素、石棉粉、白土、炭粒、淀粉等， 最常用的是硅藻土（特点：质轻、多孔、高强、耐磨、绝缘、绝热、吸附、 稳定 ）。
絮凝——在胶体或悬浮体内加入极少量的可溶性高分子化合 物，使水或液体中悬浮微粒集聚变大，或形成絮团，从而加快 粒子的聚沉，达到固-液分离的目的。 凝聚——指在电解质作用下，胶体和分散系双电层压缩、ζ电 位破坏、电性中和而脱稳，并聚集为絮状颗粒的过程。 凝聚过程就是胶粒聚集成较大颗粒的过程。 聚沉——胶体的微粒在一定条件下发生聚集的现象。向胶体 中加入盐时，其中的阳离子或阴离子能中和分散质微粒所带的 电荷，从而使分散质聚集成较大的微粒，在重力作用下形成沉 淀析出。这种胶体形成沉淀析出的现象称为胶体的聚沉。
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 发酵醪过滤
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。
很多护肤品中都含有聚丙烯酰胺，因其为凝胶状聚合物，可 调整护肤品的质地。 聚丙烯酰胺是化妆品中经常用到的原料之一，可用做泡沫稳定 剂、增稠剂、成膜剂、抗静电剂和头发定型剂等。因为聚丙烯 酰胺是丙烯酰胺+双丙烯酰胺在催化剂作用下聚合而成，所以 聚丙烯酰胺中不可避免地会带有微量丙烯酰胺的单体残留物， 可能会出现在化妆品成品中。 两种单体都是可经皮吸收的有毒物质，化妆品中存在5ppm以 下的丙烯酰胺残留是安全的。
5.加入反应剂
发酵液中的杂质 a. 高价无机离子（Ca2+、Mg2+、Fe3+） b. 杂蛋白
在采用离子交换和吸附法提取时会降低其交换容量和吸附能力，
在有机溶剂法或双水相萃取时，易产生乳化现象，使两相分离不
清。（一些高分子水溶液可以分为两个水相，蛋白质在两个水相中的溶解度有很
胶体结构——胶体粒子是由许多分子所聚集而成的，分 子与分子之间会存在空隙，所以溶液中的部分离子就会 进入到胶核，然后再吸附少量的带相反电荷的离子，总 的来说，胶体的电性是首先进入到胶核的离子的电性 （胶粒），由于胶粒带电，在吸附一部分异种电荷离子， 形成胶团。 胶体能稳定存在是因为胶体粒子带相同电荷，互相排斥， 从而使胶体粒子不会结合在一起而发生沉淀，当加入电 解质时，加入了与胶体粒子相反电荷的离子，使胶体电 性中和，于是发生聚沉。加入的电解质所带电荷越多， 离子半径越小，就越容易使得胶体粒子聚沉。
脂质体
乙醛酸循环体 琥珀酸
胞浆
线粒体

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精制柠檬酸工艺流程
1. 发酵醪预处理
第一章 柠檬酸发酵工艺学
柠檬酸合成途径
葡 EMP途径 萄 糖
丙 酮 酸
氧化脱羧 羧化
乙酰-CoA 草酰乙酸
柠 檬 酸
淀粉葡萄糖Fra bibliotek6-磷酸果糖
Pi AMP ATP
1，6-二磷酸果糖
NH4 +
磷酸丙糖 磷酸烯醇丙酮酸 CO2
K
+
CO2 草酰乙酸
丙酮酸
CO2
乙酰CoA 柠檬酸
三羧酸循环
与乙醛酸循环有关 的细胞内的反应 糖异生
（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。
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。
面。 当一个高分子聚合物的许多链节分别吸附在不同的胶粒表面上，产生桥 架联结时，就形成了较大的絮团，这就是絮凝作用。 高分子絮凝作用是吸附了溶胶粒子以后，由于高分子化合物本身的链段 旋转和运动，将固体粒子聚集在一起而产生沉淀。
工业上使用的絮凝剂可分为三类：
1）有机高分子聚合物，如聚丙烯酰胺类衍生物、聚苯乙烯 类衍生物； 2）无机高分子聚合物，如聚合铝盐、聚合铁盐等； 3）天然有机高分子絮凝剂，如聚糖类胶粘物、海藻酸钠、 明胶、骨胶、壳多糖、脱乙酰壳多糖等。
2.调整pH
pH值直接影响发酵液中某些物质的电离度和电荷性质，适当调节pH值 可改善其过滤特性。 溶液pH值的变化会影响离子型絮凝剂中官能团的电离度，从而影响分 子链的伸展状态。电离度增大，由于链节上相邻基团的电排斥作用，使 分子链从卷曲到伸展，所以架桥能力提高。
3.凝聚与絮凝
采用凝聚和絮凝技术能有效改变细胞、细胞碎片及溶解大分子物质的 分散状态，使其聚结成较大的颗粒，便于提高过滤速率。另外，还能 有效地除去杂蛋白和固体杂质，提高滤液质量。
(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。
调酸（等电点）、热处理、电解质处理、添加凝聚剂、添 加表面活性物质、添加反应剂、冷冻-解冻及添加助滤剂等。
方法： 1.降低液体粘度 2.调整pH 3.凝聚与絮凝 4.加入助滤剂 5.加入反应剂
1.降低液体粘度
根据流体力学原理，滤液通过滤饼的速率与液体的粘度成 反比，通过加水稀释或加热等方法降低液体粘度。 稀释或者加热可以降低发酵液黏度，有利于输送和过滤等 后续操作。 单从过滤操作看，稀释后过滤速率提高的百分比必须大于 加水比才能认为有效地提高过滤速率。 注意加热温度与时间，不能影响产物活性和细胞的完整性。
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≤0.1 g/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≥9.0 g/dL，悬浮物≤5mg/L。
（5）发酵液过滤特性的改变
微生物发酵液的成分极为复杂，其中除了所培养的微生物菌体及残 存的固体培养基外，还有未被微生物完全利用的糖类、无机盐、蛋 白质，以及微生物的各种代谢产物。
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2~3 g/L，葡萄糖酸2~3 g/L，其它杂酸3~4 g/L； 残糖2~5 g/L（糖蜜发酵残糖较多，约10~20g/L）； 蛋白质3~5 g/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）
微生物发酵液的特性
① 发酵产物浓度较低，大多为1%~10%，悬浮液中大部分是水； ② 悬浮物颗粒小，相对密度与液相相差不大； ③ 固体粒子可压缩性大； ④ 液相粘度大，大多为非牛顿型流体；
⑤ 性质不稳定，随时间变化，如易受空气氧化、微生物污染、蛋白
酶水解等作用的影响。
（6）改善发酵液过滤特性的物理化学方法
目前最常见的高分子聚合物絮凝剂