钙盐沉淀法提取柠檬酸
柠檬酸
影响净化的技术参数
温度：粉末活性碳，70℃；颗粒活性碳，50℃。
时间：0.5-1h。 活性碳用量：与每批生产料液的质量有关。根据小 试决定。如：料液色素多、杂质多、粘度大的物料， 在相同的温度条件下，脱色难度大，活性碳用量多。
pH：酸性条件下色素较易脱除。
离子交换：指用阴阳离子交换树脂，除去酸解液中的有
优点：形成较大颗粒的疏松的四水柠檬酸钙定型晶粒，易 于过滤和洗涤。
四、酸解： 酸解原理：利用柠檬酸钙在酸性条件下，其解离常数随H+ 浓度的增高而增大的特性，在强酸存在的溶液中产生复分 解反应，生成难溶于水的石膏沉淀，而将弱酸游离出来， 溶存于溶液中。 目标 把柠檬酸完全分解为柠檬酸和石膏。 石膏渣中的柠檬酸含量减小到允许程度。 尽可能提高酸解液中柠檬酸含量。 控制酸解液中SO42-在适当的范围内(防酸性腐蚀）。 酸解液中石膏的微粒要降低到最低限度。
亚铁氰化钙除Fe3+、Ni2+
加硫化物除去Pb2+、As3+
五、净化(脱色、离子交换）：
目标 除去酸解液中的色素 除去酸解液中的Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋和SO42－、Cl－阴离子 尽可能提高净化柠檬酸的浓度 把柠檬酸的损失降到最低。 把再生剂和水的消耗降到最低限度
净化的工艺流程 粗柠檬酸 碳柱 脱色 阳离子交换柱 去阳离子 去阴离子 阴离子交换柱 精柠檬酸液
中和工艺的要点：
将复滤后的澄清液，经换热器间接加热至料温达60－ 70℃进入中和桶，液位60％。启动搅拌，将含有CaSO4的 石灰乳（用离子交换工序淡柠檬酸液配制， CaSO4可降低 柠檬酸钙的溶解度）按化学计量的1/3加入中和桶内，当 pH达3.3时暂停加石灰乳，搅拌反应10min，形成酸式柠檬 酸钙（不沉淀）。然后继续加石灰乳调整pH5.0-5.5为终 点。在85℃时保持10min，然后送带式过滤机过滤。
柠檬酸的制取工艺
柠檬酸的生产方法
• 1.水果提取法：这种方法主要是从柠檬、橙子、橘子、苹 果等柠檬酸含量较高的水果中提取。但是此法成本比较高， 不利于投入工业化生产。 • 2.化学合成法：用丙酮、二氯丙酮或乙烯酮为原料进行化 学合成。
• 3.生物发酵法：通过对有机物的发酵来制取柠檬酸。生物 发酵法又分为固体表面发酵法、表面发酵法、深层发酵法 和石油烃发酵法。
小结
• 用钙盐法制取柠檬酸主要是利用了柠檬酸钙不溶于水，但 能溶于酸的特点来提取得到纯柠檬酸固体产品。钙盐法工 艺相对其他方法而言，工艺成熟、设备简单、原材料易得 且产品质量稳定而被广泛的使用。但其也存在不少的缺陷， 一是得到提取液中的柠檬酸质量分数较低；二是单元操作 损失过多，总收率较低；三在提取过程中柠檬酸经历多次 相变，消耗的化工原料较多，固液分离量大，能耗高；四 是环境污染严重，产生大量的固体废弃物硫酸钙和废水等。 为了提高产品质量，降低生产成本，用石灰乳代替碳酸钙 中和的新工艺。这种新的工艺大大缩短了中和时间和柠檬 酸的洗涤时间。中和时无大量气体逸出，改善了劳动条件， 提高了设备利用率，并且产品质量更加稳定。
柠檬酸的制取工艺
我国柠檬酸的生产现状
生产状况：
60年代开始，生产柠檬酸年总产量居世界第 一，出口量一直国内总产量的50%以上。目前，生产厂 家近百家，万吨级以上的有6家。主要有安徽丰原生物化 学集团公司（生产能力为12.0万吨/年）、江苏无锡罗氏 中亚柠檬酸有限公司（生产能力为4.0万吨/年）、安徽华 源生物药业有限公司（生产能力为3.5万吨/年）等。
• 分子式为
天然柠檬酸在自然界中分布很广，天然的柠檬酸存在于植物如柠檬、柑橘、菠萝 等果实和动物的骨骼、肌肉、血液中。人工合成的柠檬酸是用砂糖、糖蜜、淀粉、 葡萄等含糖物质发酵而制得的，可分为无水和水合物两种。纯品柠檬酸为无色透 明结晶或白色粉末，无臭，有一种诱人 柠檬酸 的酸味。 很多种水果和蔬菜，尤其是柑橘属的水果中都含有较多的柠檬酸，特别是柠 檬和青柠——它们含有大量柠檬酸，在干燥之后，含量可达8%（在果汁中的含 量大约为47 g/L[3]）。在柑橘属水果中，柠檬酸的含量介于橙和葡萄的0.005 mol/L和柠檬和青柠的0.30 mol/L之间。这个含量随着不同的栽培种和植物的生 长情况而有所变化。
柠檬酸提取工艺
一、钙盐法提取工艺
二、发酵液预处理
• （一）发酵液的特性 • 1.组成
• 2.色泽 • 成熟发酵液呈黄褐色至深褐色。
• 色泽深浅顺序：甘蔗糖蜜＞甜菜糖蜜＞薯 干粉＞正烷烃。
• 影响色泽还有灭菌条件和杂菌污染
（二）预处理的方法
• 目的：为柠檬酸的提取创造一个好的条件。 • 热处理，75~90℃ • 作用 • （1）杀灭柠檬酸产生菌和杂菌，终止发酵，
流速可加快
• （3）树脂交联度大，离子扩散慢，应减小 流速
• （4）进液中杂质离子多可加快，否则减慢 • （5）开始操作室杂质离子不流出，可加快
流速，随后逐渐减慢
• （6）综合各因素考虑
• 3.脱色柱的再生
• 脱色柱使用失效后，先水洗柱内残酸和浮 色，流出液无酸味用水反冲，使柱内悬浮 性杂质浮起漂走。漂清后用1mol/LNaOH冲 洗并浸泡1h，然后水洗至中性，反向漂清， 用1mol/LHCl冲洗并浸泡1h，水洗至pH4， 用水浸没树脂备用。
• 3.注意事项
• （1）各容器进料前应检查各阀门是否开闭 正常，以防逃料。
• （2）料液的预升温，在采用轻质碳酸钙时， 温度可比使用重质碳酸钙低些，采用干粉 比湿粉预升温低些，采用石灰乳比碳酸钙 乳低些，
• （3）钙盐的洗涤应连续完成，中途不能搁 置不管，洗好以后也应及时酸解
• （4）在原料液草酸含量较高的情况下，应 先除去草酸
• 4.离交柱的再生
• 离交柱失效后先用水洗下残酸，至无酸 味用水反冲洗出悬浮杂质，再用2mol/L盐 酸再生，当流出酸浓度1.5mol/L时，停止通 酸，浸泡1h，然后水洗至pH4左右备用。
（五）注意事项
• （1）封闭式离交柱装柱前用0.2MPa表压的水试 压，无渗漏方可使用。
柠檬酸在农业领域的应用
柠檬酸在农业领域的应用1.引言1.1 概述概述：柠檬酸作为一种有机酸，具有广泛的应用领域，其中在农业领域的应用越来越受到重视。
柠檬酸不仅可以调节土壤的酸碱度，改善土壤结构，促进植物的生长发育，还具有抗氧化、抗菌和提高养分利用率等多种作用。
在农业生产中，合理利用柠檬酸可以增加作物产量，改善品质，减少化学肥料的使用，为可持续农业的发展提供了新的思路和方法。
本文就柠檬酸的基本特性、来源以及其在土壤调节中的应用进行了探讨和总结，并对其在农业领域的潜在价值和应用前景进行了展望。
通过研究发现，柠檬酸具有调节土壤pH值的能力，可以改善酸性土壤或碱性土壤的理化性质，为作物提供适宜的生长环境；柠檬酸还可以提高土壤的团聚体结构，增加土壤通透性和保水性，促进根系的发育和养分吸收；同时，柠檬酸还可作为一种有机酸肥料，供给植物必需的营养元素，并促进养分的吸收利用。
为了充分发挥柠檬酸在农业领域的作用，我们需要加强对柠檬酸的研究和应用。
在今后的农业生产中，可以通过合理调控柠檬酸的添加量和施用方式，实现土壤调节和作物生长的最佳效果。
此外，还可以进一步探索柠檬酸与其他农业技术的结合，如有机肥料、微生物肥料等，以实现农业可持续发展的目标。
相信通过对柠檬酸在农业领域的综合利用，我们能够最大限度地发挥其潜在价值，为农业生产的可持续发展做出更大的贡献。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式来编写：1.2 文章结构本文将分为三个部分进行讨论：引言、正文和结论。
引言部分将概述柠檬酸在农业领域的应用，并介绍文章后续内容的组织结构以及研究的目的。
正文部分将深入探讨柠檬酸的基本特性和来源，并着重探讨柠檬酸在土壤调节中的应用。
在这一部分，我们将介绍柠檬酸的化学特性、生产方式以及其在土壤润湿、改善土壤结构和调节土壤pH值等方面的应用。
我们还将举例说明柠檬酸在实际农业生产中的应用案例，并分析其效果和潜在的影响。
结论部分将总结本文的论点，强调柠檬酸在农业领域的潜在价值，并展望其在未来的应用前景。
柠檬酸的提取工艺
5.影响过滤速度的主要因素
（1）发酵醪的性质 （2）温度 （3）过滤的推动力 （4）过滤介质
（5）助滤剂
（1）培养基液化不良、发酵质量不佳、
染菌后的发酵醪和被杂菌污染了的 “陈发酵醪”以及醪中悬浮颗粒的大 小、含纤维量的多寡、保持良好的菌 球体或菌球体被破坏都影响过滤速度。 （2）温度对过滤速度影响很大。 （3）柠檬酸发酵醪中的固体颗粒所形 成的滤饼属可压缩性滤饼，注意压力 要逐渐增加，特别开始过滤时。
（2）pH的控制
中和终点pH对柠檬酸 钙的质量有决定性的影响， pH在偏酸 性范围时，柠檬酸钙的质量比偏碱性条 件下纯的多，但溶解度也相应增加，在 接近和达到碱性范围时，发酵醪中固有 的可溶性有机杂质（主要是蛋白质和碳 水化合物），会形成胶黏性物质而析出， 许多弱酸络合物也会变成不溶性化合物， 这些杂质都会混入钙盐沉淀中。因而造 成与因素（1）中所述的同样后果。
V Vh = t(过滤+洗涤+装拆+准备) = 式中
V
∑ t
Vh----生产能力，即每1h平均所得的滤液量（m3） V ----一循环操作（四个阶段）周期所的滤液量（m3） ∑ t----整个循环周期的总时间（h）
过滤机的生产能力主要受过滤速度
所控制。由上式求得的Vh的量，除 以该过滤机的总面积，即该机的平 均过滤速度。
（5）在固体颗粒细小、胶体较多、粘度大 的物料中加助滤剂是提高过滤速度的较好 方法。助滤剂本身必须是颗粒均匀、性质 坚硬、理化性能稳定的不可压缩性物质。 助滤剂可以在过滤机上形成预涂层，作为 过滤介质使用，也可以按一定比例均匀地 混于被滤液中，然后一起被送入过滤机中， 可形成较疏松的滤饼，降低其可压缩性， 使滤液能顺畅通过。过滤结束后被除去。 需要回收利用的滤饼，不能加助滤剂。
柠檬酸
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。
微生物发酵制柠檬酸论文
柠檬酸合成酶是TCA环的起始酶，只对CoA和ATP的调节敏感，ATP-Mg螯合物只起微弱的抑制作用，而其它调节物则无影响，因细胞内ATP是以Mg螯合物形式出现，所以ATP对他影响不太重要，该酶对乙酰CoA的亲和力取决于草酰乙酸的浓度，在柠檬酸积累条件下会使该酶对乙酰CoA亲和力增强。
1.磷酸果糖激酶（PFK）活性调节
在黑曲霉的EMP途径中，PFK是个调节酶，是柠檬酸合成中的主要调节点。在正常生理条件下，该酶被柠檬酸和ATP抑制，而被无机磷、AMP和铵离子激活，铵离子的存在可有效地解除PFK对胞内柠檬酸积累的敏感性。为了使PFK不受柠檬酸的抑制，则必须变更营养成分的限制与氧的供给。
发酵微生物：
能够产生柠檬酸的微生物有很多，在石油原料发酵中主要使用酵母菌，特别是解脂假丝酵母和涎沫假丝酵母，但在工业生产上，以糖质或淀粉质原料直接发酵的主要是曲霉属，有黑曲霉、泡盛酒曲霉、米曲霉、灰绿曲霉最为重要，特别是黑曲霉。
微生物的育种：
（1）为提高葡萄糖进入细胞的代谢活力，进一步增强EMP的代谢流，采用60Coγ射线或EMS等诱变剂诱变育种（致死率为70%-80%）。通过高糖（蔗糖）14%的培养基平板筛选分离出比原株生长更好的突变株，有可能获得己糖激酶和6-磷酸果糖激酶活性更高的菌株；在纤维二糖培养基的平板筛选具有2-脱氢葡萄糖抗性的突变株，有可能获得以淀粉为原料的高产柠檬酸突变株；亦可进一步选育抗金属锰离子、锌离子能力强的突变株。
（2）为降低副产物有机酸如葡萄糖酸和草酸的能力，采用基因工程的手段，构建葡萄糖氧化酶和草酰乙酸水解酶丧失的工程菌。
生物合成途径：
普遍认为柠檬酸糖质原料发酵是经EMP途径、丙酮酸羧化和三羧酸循环而形成的。
1954年，Shu提出葡萄糖80%经EMP途径代谢。虽然也存在HMP酶系，但HMP途径主要在孢子阶段活跃，应为它提供了核酸合成等所需的前体物质。Shu的研究表明约有40%的柠檬酸是通过柠檬酸循环中的二羧酸形成的。Cleland等则认为TCA循环受到强烈干扰。还有一种意见认为，当乌头酸酶和异拧香酸脱氢酶消失时，就出现柠檬酸。而有人却证明柠檬酸酶或需要NAD和NADP的异柠檬酸脱氢酶受到阻断。从黑曲霉的老菌丝体中分离的线粒体可以看到，在柠檬酸大量形成时，TCA循环中其呼吸作用略有减弱。因此可以证明，在柠檬酸形成的主要阶段，存在着乌头酸酶、需NAD和NADP的异柠檬酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、富马酸脱氢酶和苹果酸脱氢酶，并对α-氧-戊二酸脱氢酶有抑制作用。
柠檬酸提取工艺综述
题目:综述柠檬酸提取工艺学院:生物工程班级:090432学号:09043204姓名:侯蒙蒙综述柠檬酸提取工艺Summary of citric acid extraction process摘要: 综述了在发酵液中柠檬酸生产的传统工艺和新型工艺，并一一进行了较详细的阐述了钙盐法、萃取法、离子交换吸附法、电渗析法和膜法分离的原理、研究进展、优缺点及应用概况。
Abstract: The production of citric acid in the fermentation broth of traditional crafts and new technology, and one by a more detailed description of the calcium salt method, extraction, ion exchange, adsorption, electrodialysis, and membrane separation principle, Research Progress, advantages and disadvantages, and application profiles.关键字：柠檬酸提取、钙盐法、萃取法、离子交换吸附法、电渗析法、膜法分离Keywords: extraction of citric acid, calcium salt method, extraction, ion exchange, adsorption, electrodialysis, membrane separation柠檬酸（Citric acid），又称枸椽酸，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。
它主要应用于食品工业、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[1]中也有十分广阔的应用。
钙盐沉淀法提取柠檬酸
钙盐沉淀法提取柠檬酸摘要：利用黑曲霉进行分离复壮，然后利用改良的马丁培养基进行发酵，再通过离心发酵液，利用两种不同的方法钙盐沉淀法和离子交换法进行分离柠檬酸，比较两种方法分离柠檬酸的产量，及两种方法的优缺点，同时还要注意发酵过程中，菌种的产量。
关键字；黑曲霉钙盐沉淀离子树脂交换引言：生产史;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。
柠檬酸的提取工艺
萃取法
• 快速，但纯度低。
• 萃取法使用有机溶剂进行柠檬酸的提取，操作相对快 速。但产品纯度相对较低，后续分离纯化步骤复杂。
工艺选择依据
选择柠檬酸提取工艺时，通常需要考虑 以下因素
经济与环境因素：综合考虑原料成本、 能源消耗、废弃物处理等方面，选择经 济可行且环境友好的工艺。
技术与设备条件：考虑现有的技术水平 和设备条件，选择与之匹配的工艺，避 免过高的技术难度和设备投资。
创新驱动
鼓励企业和科研机构加强合作，不断创新，开发出具有自主知识产 权的柠檬酸提取新技术，推动产业的持续发展和升级。
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04
柠檬酸提取工艺的比较与选择
传统工艺与现代工艺的比较
传统工艺
• 经验丰富，但效率低下。
• 传统工艺通常是基于经验和试错的方法，使用传统的沉淀、过滤和结 晶等技术进行柠檬酸的提取。这些方法虽然经验丰富，但通常效率低 下，纯度控制相对困难。
传统工艺与现代工艺的比较
现代工艺
• 高效、高纯度，但技术要求高。
生物酶法
利用特定的生物酶对发酵液进行 处理，可以选择性地提高柠檬酸
的纯度，降低杂质含量。
柠檬酸提取工艺的发展趋势与前景
绿色化
随着环保意识的提高，未来柠檬酸提取工艺将更加注重绿色、环 保，减少化学试剂的使用和废弃物的排放。
高效化
通过引入新技术、新方法，提高柠檬酸的提取效率，降低成本，增 强市场竞争力。
02
柠檬酸的传统提取工艺
原料准备
01
02Leabharlann 03选材选用新鲜、无病害的柠檬 作为原料，以保证柠檬酸 的质量。
清洗
用清水将柠檬洗净，去除 表面的污垢和农药残留。
钙盐法生产柠檬酸的工艺流程
钙盐法生产柠檬酸的工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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1. 提取糖蜜。
从制糖过程中获取糖蜜作为柠檬酸生产的原料。
柠檬酸的提取工艺
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。
柠檬酸的制备方法
柠檬酸的制备方法柠檬酸 [物化性质]，又称，学名2-羟基丙烷-1，2，3-三羧酸。
广泛分布于植物界中，如在柠檬、醋栗、覆盆子、葡萄汁等中。
有两种形式：从热的浓水溶液中得到的半透亮无色晶体是无水物，熔点153℃。
无水物分子式为C6H8O7。
从冷水溶液中得到的半透亮无色晶体是一水物，相对密度1.542。
75℃软化，约100℃熔化，分子式为C6H8O7·H2O，相对分子质量为210.14。
一水物在干燥空气中可失水，是强有机酸，溶于水、和。
可从植物原料中提取，也可由糖举行柠檬酸发酵制得。
其结构式分离如下所示：柠檬酸是一种用途广泛且生产量极大的化工原料，我国主要利用黑曲霉通过薯干粉、淀粉等粮食原料生产，但成本较高。
近年来，人们正致力于开发多种多样的替代粮食原料的办法发酵生产柠檬酸。
[制备办法] (1) 由糖质发酵而得，以砂糖、糖蜜、淀粉、淀粉渣或葡萄糖为原料，用黑霉菌经液体或土体培养法发酵后用热水萃取柠檬酸，并添加得柠檬酸钙，再用硫酸处理，除去硫酸钙，滤液经浓缩、粗结晶、重结晶而得一水合物。
一水合物加热至37℃以上可得无水物。
(2) 中国专利95111000.4中介绍了另一种柠檬酸的制备办法，采纳玉米粉或薯干粉为原料加水、高温淀粉酶通过高温液化、过滤、钙盐法等步骤提取柠檬酸。
该法能提高产酸率、缩短发酵周期。
①液化按液化罐容量将未经干脱皮脱胚的玉米粉和水依质量比1：5调浆，然后采纳蒸汽加温，温度至65℃时加入高温淀粉酶，加入量取决于投入玉米粉的质量，每克玉米粉加9单位，继续升温至90℃时维持该温度直至彻低液化。
②过滤将彻低液化的上步产物用板框迅速压滤分别出玉米渣和液化液，将所有液化液用泵通过管道打入发酵罐。
③调节培养基将压滤分别出玉米渣总质量的8%加入发酵罐，然后开三路蒸汽举行消毒，温度至85℃时开冷却水举行迅速降温，温度至37℃时将种子罐接入发酵罐，其中的柠檬酸生产菌株已经玉米粉酸性平板反复举行驯化复壮。
11 陈建强 柠檬酸的提取
柠檬酸的提取一、实验简介在成熟的柠檬酸发酵液中大部分是柠檬酸，但还含有菌丝体及其代谢产物等杂质。
柠檬酸的提取方法有多种，在本实验中采用钙盐沉淀法，其原理是利用柠檬酸与碳酸钙反应形成不溶性的柠檬酸钙而将柠檬酸钙从发酵液中分离出来，并利用碳酸钙分解从而获得柠檬酸粗液，经活性炭、离子交换树脂的脱色及脱盐，再经浓缩结晶干燥后获得柠檬酸成品。
二、实验试剂与材料柠檬酸发酵液，柠檬酸粗品，轻质碳酸钙，98%的浓硫酸，离心机，烘箱，水浴锅，烧杯，电子天平，布氏漏斗三、实验过程与步骤1.将柠檬酸发酵液过滤，去过滤液置于烧杯中；2.称取15g柠檬酸粗品与烧杯中，加水定容到100ml；3.称取质量为柠檬酸质量72%的碳酸钙约13g,加入烧杯中，搅拌均匀，置于80%水浴锅中保温30min；4.保温过程中加入碳酸钙，调节Ph至4.5∽8.0；5.用布氏漏斗过滤，用50℃的热水洗涤除去糖分,将滤液放入烧杯；6.干燥称量滤液质量，根据滤液质量加入浓硫酸7.5ml，调Ph 至 1.8∽2.0；7.将滤液置于90℃的水浴锅中保温30min，待滤液变黄色时过滤；8.取滤液加盐浓缩至过饱和溶液，冷却至析出晶体；9.干燥，称重。
四、实验数据处理晶体质量： 4g实际用碳酸钙： 15g溶液质量： 35.982g产率： 4÷15×100% ＝ 26.7%五、实验存在的问题及建议1、生产过程中一定要严格注意无菌的操作；2、在清液和过程中，控制中和的终点很重要，过量的碳酸钙会造成胶体等杂质一起沉淀下来，不仅影响柠檬酸钙的质量，而且给后道工序造成困难；3、洗净的柠檬酸钙盐最好能迅速进行酸解，不要过久贮放，否则会因发霉变质造成损失。
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钙盐沉淀法提取柠檬酸摘要：利用黑曲霉进行分离复壮，然后利用改良的马丁培养基进行发酵，再通过离心发酵液，利用两种不同的方法钙盐沉淀法和离子交换法进行分离柠檬酸，比较两种方法分离柠檬酸的产量，及两种方法的优缺点，同时还要注意发酵过程中，菌种的产量。
关键字；黑曲霉钙盐沉淀离子树脂交换引言：生产史;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柠檬酸又名枸橼酸，外观为白色颗粒状或白色结晶粉末，无臭，有强烈的酸味，它存在于天然果实中，其中以柑桔、菠萝、柠檬、无花果等含量较高。
早期柠檬酸是以天然果实为原料加工而成，1893年德国微生物学家Wehmen发现二种青霉菌能够积累柠檬酸，1951年美国Miles公司首先采用深层发酵大规模生产柠檬酸。
我国1968年用薯干为原料采用深层发酵法生产柠檬酸成功，柠檬酸生产由于工艺简单、原料丰富、发酵水平高，至20世纪70年代中期，已初步形成了生产体系。
用做调味剂享有“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。
用于食品加工柠檬酸常常作为酸化剂、pH缓冲剂来防腐，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。
用于化工、制药和纺织业柠檬酸属于果酸的一种，柠檬酸在化妆品中的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，可以美白和去角质，柠檬汁稀释后可以当收敛化妆水用，主要作用是收敛皮肤，因此比较适合油性皮肤柠檬酸在水产养殖饲料中的作用：提高胃蛋白酶的活性柠檬酸能降低饲料的pH值，使水产动物的胃内pH值下降，从而促进无活性的胃蛋白酶原转化为有活性的胃蛋白酶，促进矿物质的吸收一些矿物质元素在碱性环境中易形成不溶性的盐而极难吸收，.提高饲料利用率添加柠檬酸和微生物植酸酶能提高植物性饲料中磷的利用率，减少无机磷的添加，并减轻水产动物通过粪便排磷对水体环境的污染，柠檬酸在水产养殖饲料使用上的作用效果尚不够稳定黑曲霉1)国内外黑曲霉菌种选育研究概况。
中国研究也取得了很大的成果。
欧美是除中国以外全球第二大柠檬酸主产区，柠檬酸生产企业的经济和技术实力比较雄厚，一般都是集技术开发、工业设计和生产一体化的跨国集团企业，相比中国柠檬酸行业，在技术和管理上具有很大的优势，在菌种的选育方面也比我们的经验丰富。
本文研究的育种方法从我国的国情出发，方法简单易学，效果显著，在目前生产分散，技术水平低的实际情况下具有一定的借鉴和推广意义。
2)黑曲霉(Aspergillus niger)的形态特征和生理特征。
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，小梗顶端生成串分生孢子。
黑曲霉生产菌可在薯干粉、玉米粉、可溶性淀粉糖蜜、葡萄糖麦芽糖、糊精、乳糖等培养基上生长、产酸。
黑曲霉生长最适pH值因菌种而异，一般pH值为3～7；产酸最适pH值为1.8～2.5。
生长最适(optimum)温度为33～36℃，产酸最适温度在28～36℃，温度过高易形成杂酸，斜面培养要求在35°Be左右的麦芽汁培养基上。
黑曲霉以无性生殖的形式繁殖，具有多种活力较强的酶系，能力用淀粉类物质，并且对蛋白质、单宁、纤维素、果胶等具有一定的分解能力。
黑曲霉可以边长菌、边糖化、边发酵产酸的方式生产柠檬酸。
1)国内外黑曲霉菌种选育研究概况。
产柠檬酸黑曲霉已经历了几十年的诱变(induced mutation)筛选，对常用的诱变处理具有一定的抗性。
中科院有人尝试把离子束应用于产柠檬酸黑曲霉的诱变，并取得了一定效果。
在此影响下，有人做过用低能离子束注入黑曲霉来优化菌种的产酸能力。
李文玲等也曾经用Co60～γ射线诱变产柠檬酸的黑曲霉菌种，也取得了很大的成果。
欧美是除中国以外全球第二大柠檬酸主产区，柠檬酸生产企业的经济和技术实力比较雄厚，一般都是集技术开发、工业设计和生产一体化的跨国集团企业，相比中国柠檬酸行业，在技术和管理上具有很大的优势，在菌种的选育方面也比我们的经验丰富。
本文研究的育种方法从我国的国情出发，方法简单易学，效果显著，在目前生产分散，技术水平低的实际情况下具有一定的借鉴和推广意义。
2)黑曲霉(Aspergillus niger)的形态特征和生理特征。
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，小梗顶端生成串分生孢子。
黑曲霉生产菌可在薯干粉、玉米粉、可溶性淀粉糖蜜、葡萄糖麦芽糖、糊精、乳糖等培养基上生长、产酸。
黑曲霉生长最适pH值因菌种而异，一般pH值为3～7；产酸最适pH值为1.8～2.5。
生长最适(optimum)温度为33～36℃，产酸最适温度在28～36℃，温度过高易形成杂酸，斜面培养要求在35°Be左右的麦芽汁培养基上。
黑曲霉以无性生殖的形式繁殖，具有多种活力较强的酶系，能力用淀粉类物质，并且对蛋白质、单宁、纤维素、果胶等具有一定的分解能力。
黑曲霉可以边长菌、边糖化、边发酵产酸的方式生产柠檬酸。
市场情况我国的柠檬酸产业，较早地进入了国际市场，经过多年的努力和奋斗已成为世界第一的生产和出口大国。
特别是经历了近几年的竞争与整合，全行业的面貌大为改观。
尽管市场形势严峻，效益滑坡，但行业同仁知难而进，骨干企业砥柱中流，仍然呈现了持续健康的发展态势。
一、柠檬酸行业及其科技进步概况1.总产量稳定增加，品种不断延伸，集约化程度大幅提高。
据不完全统计，2002年全国柠檬酸总产量突破40万吨。
2.技术水平不断提高，消耗一降再降，生产成本压缩到新的水平，全面提升了中国柠檬酸的竞争力。
3.产品品质越来越为企业所重视，较几年前有了很大改善，中国柠檬酸产品的形象逐渐好转。
安徽丰原生物化学股份有限公司经过几年的培育，BBCA的品牌逐步被国际市场认可，享有很好的信誉。
不少新建企业，从开工之日起，就坚持很高的质量标准和以自己独立的品牌进入市场，这是富有远见的战略决策。
4.新技术、新材料、新设备的应用有了很多新的收获。
不少相关行业的成果，如酶技术、膜技术、微机技术和先进装置等越来越多地被采用。
特别是提取技术的重大突破和新提取生产线的建成投产，在柠檬酸工业史上，具有划时代的意义。
5.三废治理技术日渐完善，大多数企业建设了有效的废水处理装置，正常运行并注重实效。
自去年三部委92号公告发布后，更促进了业内企业对环境保护工作的高度重视。
已有18家柠檬酸生产企业为省级环保部门验收，被国家环保总局正式公布为达标企业。
今年3月，国家环保总局、中国发酵工业协会组织有关专家对部分达标企业进行了首次调研检查，结果基本满意，有的企业做得很好。
可以说，全行业已从建立处理设施进入有效治理阶段。
6. 对于新建、扩建项目，逐渐走出盲目发展、重复建设、大起大落的误区。
西部大开发以来，我们曾经十分担心，不少地方为解决粮食出路，发展出口商品，会利用政策倾斜，置生态环境于不顾，一哄而起大上柠檬酸，然而由于市场经济体系走向成熟，柠檬酸市场长期低迷，国内投资体制渐趋完善，地方政府较为理智，过去所谓的形象工程逐渐淡化，这种局面并未出现。
现在虽然有一些新建、扩建工程在进行，大都经过认真的评估和论证，具有很强的比较优势。
我国加入WTO后，柠檬酸工业继续发展壮大，2002年，柠檬酸出口量为26万吨，柠檬酸钠出口量为2.58万吨，出口总量比上年仍增长3％。
我国柠檬酸行业开始走上了持续健康的发展道路。
二、柠檬酸行业亟待解决的课题1 .原料，至今仍是一个重要的课题。
我们目前主要的原料是木薯和玉米。
前者仍是粗料发酵，它带来了一系列固有的缺陷，如培养基营养成分的波动；大量不参与生化反应的杂质空耗能源，并给提取增加诸多负担；发酵液总糖浓度偏低，影响了发酵指数和设备利用率；发酵液滤渣价值很低，难以综合利用等等。