檸檬酸又名枸橼酸,它存在于天然果實中。薯幹原料深層發酵生産檸檬酸,原料豐富、工藝簡單,發酵水平較高,在很多地方都有生産檸檬酸的工廠。檸檬酸為五色透明結晶體或白色粉末,有一種誘人的酸味,它是食品、化工、制藥、紡織等工業的重要原料。

(1)工藝流程

培菌→糊化發酵→中和→酸解→濃縮結晶。

(2)工藝操作要點

①培菌生産檸檬酸所用的菌種為黑曲黴。培菌的過程也是用試管、三角瓶、種母罐等逐步擴大培養。按照酒精生産中所介紹的方法,用米曲汁或麥芽汁,再在其中加2%的瓊脂配成培養基,分盛于試管中,每管5~10毫升,經滅菌處理後,斜置使其成斜面。将在土壤中分離的或生産中留用的合格菌種,用無菌操作接入試管培養基中。在32~34℃的溫度下培養5~6天待繁殖旺盛,檢驗合格後,用無菌水将孢子完全洗下,即為孢子懸浮液。

将濃度為12%~14%的紅薯澱粉漿液,放在滅過菌的種母罐中,通入1千克/平方厘米的蒸汽蒸煮糊化15~20分鐘,待冷至33℃,接入合格的孢子懸浮液,保持32~34℃的溫度,通入無菌空氣,并用攪拌機攪拌進行發酵每12小時取樣檢查,經5~6天即可發酵完全。檢驗合格後即可投入發酵罐中使用。

②糊化發酵紅薯幹經粉碎過篩後,送入拌料桶,加水配成濃度為12%~14%的澱粉漿液,用輸送泵打人發酵罐,通入1千克/平方厘米的蒸汽蒸煮糊化15~20分鐘。将糊化醪冷至33℃時,按接種量為5%~7%接入種母罐中培養好的種母醪,在32~34℃溫度下攪拌,通入無菌空氣發酵,每隔一定時間取樣檢查,發酵過程中控制pH值為2.5~3,經5~6天即可完成發酵。糖化的最适pH值約為2.5~3.0,生成檸檬酸的pH值為2.0~2.5。

③中和發酵後的物料,生産上叫發酵醪。發酵醪出料後,真空抽濾即為含檸檬酸的發酵液。先将發酵液用泵打入中和桶,加熱到60℃左右,再加入碳酸鈣粉末或石灰乳。碳酸鈣用量可按下式計算:

碳酸鈣用量一檸檬酸總量×0.714

檸檬酸總量=發酵液體積×滴定酸度×氫氧化鈉濃度×0.07

将中和後的料液加熱煮沸,使其他有機酸的鈣鹽溶解,而檸檬酸鈣不溶。在過濾桶中抽濾,濾液除去。沉澱用90℃以上的熱水洗去糖分。檢查的方法是用1%~2%的高錳酸鉀溶液1滴加到洗滌水中,3分鐘内不變色,說明糖分已洗淨。

④将洗滌後的檸檬酸鈣沉澱放人稀釋桶中,加水打成漿狀,用泵将漿液打入酸解桶,在攪拌下緩緩加入濃硫酸分解。酸解終點的控制方法是:取甲、乙兩支試管,甲管中放入1毫升15%~20%硫酸,乙管中放入1毫升15%~20%氯化鈣溶液(其濃度必須和甲管中硫酸的濃度相同),各試管中分别加入1毫升過濾後的酸解液,在水浴上加熱至沸,冷卻後均不發生混濁,再分别加入95%的乙醇。加乙醇後,甲管略呈渾濁,表示已達酸解終點。如果加乙醇前,甲管就已渾濁,表示酸解液中酸量不足;加乙醇後,乙管渾濁,表示酸解液中硫酸過量。

假如硫酸過量,在酸解液中可稍加一些檸檬酸溶液進行調節。在工廠實際操作中,硫酸的加入量一般為碳酸鈣用量的92%~95%加完硫酸後,把酸解液加熱到80~85℃,保持30分鐘,即可使反應完全,又能促進硫酸鈣結晶的形成,以利分離。根據硫酸鈣在水中的溶解度與溫度的關系,酸解液在80℃左右進行熱抽濾較為适宜。濾餅硫酸鈣用熱水洗滌後棄去,濾液和洗滌液合并在貯液桶中,即為稀檸檬酸溶液。稀檸檬酸溶液流經盛有脫色樹脂或活性炭的脫色柱進行脫色後,再流經裝有強酸性陽離子交換樹脂(如732型離子交換樹脂)的交換柱,以除去鈣、鐵等陽離子雜質。

⑤濃縮結晶從離子交換柱流岀的稀檸檬酸溶液,利用真空抽入真空濃縮鍋,在真空度為600~700毫米汞柱,50~60℃溫度下蒸發濃縮,使檸檬酸溶液的相對密度由1.07左右提高到1.34~1.35采用減壓濃縮。濃縮後的檸檬酸溶液趁熱岀料,利用真空抽人高位槽,再由高位槽放入結晶鍋中,緩慢攪拌,開夾套冷卻水将溶液冷至30~35℃,撒入少量晶種(如果此時已有結晶可不加晶種)據待溫度繼續下降到20℃以下(夏天需用冷凍鹽水降溫)出料。在離心機下進行甩濾,濾液可進一步濃縮、結晶,也可送至稀釋桶,作為硫酸酸解前檸檬酸鈣打漿用水。濾液還可送至碳酸鈣中和工序,使它轉變成檸檬酸鈣,以便回收其中的檸檬酸。濾餅(即檸檬酸結晶)用20℃C以下的冷水洗滌後,離心分去水分,再送烘房進行真空幹燥(溫度控制在35℃以下),即得成品檸檬酸。

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!