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柠檬酸发酵生产工艺

Post on 2024-06-28

柠檬酸的生产方法 

1、提取法:直接从含柠檬酸的水果中提取。由于原料中柠檬酸含量很低,导致柠檬酸的生产效率太低,成本过高,现已被淘汰。

2、化学合成法:由于合成产物中含有大量的异柠檬酸,难以解决,此法也现已被淘汰。

3、发酵法:①固体发酵:例如,采用甘蔗渣和甜菜渣为固体原料进行培养发酵。固体发酵法需要的劳动强度大,生产柠檬酸的效率比较低,因此固体发酵法不适合大规模工业生产,现已被淘汰;②液体深层发酵:液体深层发酵使用大型化的发酵罐,生产规模大,生产柠檬酸的效率高,成本低,成为当前柠檬酸生产的首选; 

柠檬酸发酵原料的选择

1、柠檬酸发酵原料的来源:含淀粉的农作物、工业成品、工业下脚料均可以作为发酵生产柠檬酸的原料。
ü   农作物:玉米、大米、小麦、木薯、甘薯、土豆等;
ü   工业成品:淀粉、葡萄糖等;
ü   工业下脚料:葡萄糖母液、甜菜下脚料、甘蔗渣下脚料等;

2、选择原材料的原则:
ü   获得性:量大、易取得、便宜、易储存;
ü   加工性:品质好,淀粉含量高,处理工艺简单;
ü   安全性:对于有非转基因要求的产品,需要避免选用有转基因嫌疑的原料,比如玉米; 

柠檬酸液体深层发酵工艺的选择

1、混料全渣发酵:
比如:早期的甘薯干、木薯干全渣发酵柠檬酸。
①优点:仅需对原材料进行简单的预处理,粉碎、调浆、液化(直接单罐液化)即可;
②缺点:渣多,搅拌功率大,传质效率低;有效糖浓度低;目标产物浓度低;提取收率低;菌丝体渣量大,其中含大量来源于原料的渣子,利用价值低;

2、去渣清液发酵:
比如:将玉米、木薯用于去渣清液发酵。此种发酵方法采用干法加工工艺,原料经过粉碎、液化、过滤制得糖液,再补充部分未过滤的玉米液化液,配成柠檬酸发酵培养基。
①优点:去渣后,有效改善了培养条件,同等搅拌条件下,传质效率提高;有效糖浓度高;目标产物浓度高;提取收率高,丢糖不丢酸;糖渣综合利用,冲消成本;
②缺点:原料预处理工艺复杂,但自动化控制使之变得可行;补充了部分未过滤的玉米液化液,菌丝体渣仍然比较多,其中仍然含有较多的来源于原料的渣子,利用价值不高;原料没有经过充分的加工,糖渣的附加值较低;

3、全配方清液发酵:
采用玉米、小麦等深加工得到的葡萄糖浆、葡萄糖母液等作为主原料,再补充各种营养,配制成柠檬酸发酵培养基。
①优点: 配方培养基,全清液发酵,进一步改善了培养条件,在同等搅拌条件下,传质效率进一步提高;进一步提高了有效糖浓度;目标产物浓度也进一步提高;菌丝体量少,纯度高,综合利用价值高,比如提取甲壳素;原料经过了充分的加工,有效的实现了尽量提高原材料的加工附加值;
②缺点: 原料来源受到限制,原料的储存不够方便;需要有相应原材料深加工工厂的配套,比如湿法玉米加工工厂,湿法小麦加工工厂等;