发酵工程项目——维生素C生产工艺
维生素C的生产工艺
盐酸酸化,调菌体蛋白等电点,沉降4h以上上清液以2-3m3/h的流速压入阳离子交换柱当流出液pH为时,收集交换液,控制pH交换完,纯水冲柱➢加热过滤合并流出液和洗液调pH至蛋白等电点加热至70℃,加%活性炭升温至90-95℃,保温10-15min,使蛋白凝结停止搅拌,快速冷却,高速离心➢二次交换上清液打入二次交换柱洗脱,至流出液pH=时,收集交换液控制之间;交换完毕,洗柱➢减压浓缩二次交换液进行一级浓缩控制真空度、内温,至浓缩液的相对密度达出料同样条件二次浓缩,至尽量干加少量乙醇,冷却结晶甩滤,冰乙醇洗涤得2-酮基-L-古龙酸℃收率80%3、反应条件及影响因素⏹山梨糖的影响➢山梨糖初浓度过高,将抑制菌体生长,使发酵收率降低➢从生产角度考虑,保证尽可能高的酸度,需山梨糖初浓度越高越好➢较适宜为80mg/mL➢采用滴加或待菌体生长正常后一次性补加的方法,来提高产物的浓度;⏹溶解氧浓度的影响➢溶解氧浓度影响好氧菌的活性➢产酸前期应处于高溶氧浓度➢产酸中期,溶氧浓度为产酸后期,耗氧量减少;⏹pH的影响⏹碱转化的新工艺➢有机胺代替碳酸氢钠➢工艺原理➢工艺过程将2-酮基-L-古龙酸甲酯加入到甲醇中搅拌、升温、回流、溶解在惰性气体中滴加胺,回流、搅拌浓缩、蒸馏水溶解油状物有机溶媒提取、分离有机层用硫酸钠干燥后,回收套用水层经浓缩、结晶得维生素C晶体➢优点提高产品质量和收率有机溶剂回收套用率高反应条件、温度要求不高大量使用液体投料,有利于自动化控制➢缺点：反应在惰性气体氮气、氩气保护下进行⏹酸转化新工艺➢工艺过程将古龙酸钠盐加到乙醇和丙酮的混合溶液中室温下搅拌,通入氢气60℃反应,析出氯化钠晶体过滤,乙醇和丙酮的混合溶液洗涤合并滤液,加入惰性溶剂保温、搅拌、冷却、析晶得维生素C➢优点析晶纯度高反应温度低工艺时间缩短去除了维生素C精制过程中的水溶解提高产品的质量和收率溶剂经分馏后可重新使用3两条转化路线的比较⏹各占50%⏹酸转化➢优点设备简单操作方便中间过程少,利于收率提高➢缺点：设备易被腐蚀⏹碱转化➢优点：产品质量较好➢缺点设备多,操作过程长,不利于提高总收率转化过程中使用大量的甲醇,需注意劳动保护四、维生素C的精制1工艺原理⏹L-抗坏血酸易遭破坏➢温度➢金属离子➢空气接触➢pH。
维生素C的发酵生产工艺
维生素C可以是氧化型，又可以是还原型存在于体 内，所以可作为供氢体，又可作为受氢体，在体 内氧化还原过程中发挥重要作用。
⑴促进抗体形成。 ⑵促进铁的吸收。 ⑶促进四氢叶酸形成。 ⑷维持巯基酶的活性。
⑴解毒。 ⑵预防癌症。 ⑶清除自由基。
特殊人群，如孕妇，乳母，婴幼儿，老年人。从 事特殊作业人群，如重体力劳动、部队人员、运 动员、航空航天、潜水航海、接触有毒物、放射 物工作、矿工等。
（2）影响因素 1.pH值 葡萄糖水pH8.0-8.5 偏高或偏低会使甘露醇（副产物）含量增加 2.设备材质 山梨醇能溶解多种金属 避免使用铁、铝或铜制设备，而用不锈钢 3.副产物影响 甘露醇影响产物比旋度 残糖含量影响产物比旋度——氢化反应的终点指标 4.注意事项及三废处理 车间进行还原反应时氢气自制，故配有氢气柜。应杜绝火源，以免氢
6
步骤 粗品（85%）真空干燥（50-55℃，20-30min） 除去挥发性杂质（盐酸、丙酮） 投入热水（68-70 ℃）中溶解 加入活性炭搅拌5-10min 保温压滤 结晶罐中降温至45-50 ℃ 加入晶种，缓慢冷却至-2 ℃，结晶 晶体离心甩滤，冰乙醇洗涤 甩滤，低温干燥（43-45 ℃，1.5h） 得精制维生素C
CH2OH L-山梨醇
CH2OH 2-酮基-L-古龙酸
H2C OH 维生素-C
D-山梨醇的化学合成
50%葡萄糖溶液在75℃加入活性炭 用石灰乳液调节pH8.4，加镍催化剂，通氢气 压力3.43MPa，反应温度140℃. 反应结束后，静置沉降出去催化剂，反应液经离
子交换树脂、活性炭处理后，减压浓缩，得到含 量60-70%的D-山梨醇，无色透明或微黄色透明粘 稠液体，收率约97%。
发酵工程——维生素C的生产工艺ppt
发酵工程的基本步骤
菌种选择和制 备
培养基准备
选择适合生产维生素C的 微生物，并对其进行培 养和筛选。
根据所选微生物的生长 需求，准备适合的培养 基。培养基通常包括碳 源、氮源、无机盐和水 等成分。
接种与发酵
将选定的微生物接种到 培养基中，并在适当的 温度、湿度和通气条件 下进行发酵。
产物提取
在发酵结束后，采用物 理、化行精 制和干燥，以满足市场 需求。
微生物在发酵过程中的作用
提供酶
微生物在发酵过程中产生各种 酶，这些酶能够将底物转化为
产物。
转化物质
微生物可以吸收培养基中的营养 物质，并将其转化为产物。
代谢产物
微生物在生长过程中会产生一些代 谢产物，这些产物可能对产品的质 量和产量产生影响，需要进行控制 或去除。
促进骨骼和牙齿健康
维生素C可以帮助身体吸收和利用钙和磷，这对 于骨骼和牙齿的发育和健康至关重要。
3
改善心血管健康
研究表明，维生素C可以降低血液中的胆固醇水 平，从而降低心血管疾病的风险。
维生素C的来源
水果和蔬菜
01
许多水果和蔬菜都富含维生素C，例如柑橘类水果、草莓、菠
菜、西红柿等。
发酵食品
02
一些发酵食品，如泡菜、酸奶、豆豉等也含有丰富的维生素C
稳定性检测
对产品进行加速稳定性试验，检测产品的稳定性 ，确保产品在贮存和使用过程中不发生变质。
05
发酵工程的未来发展趋势
提高维生素C的生产效率
1
通过基因工程技术改良菌种，提高其生产维生 素C的能力，减少能量消耗和资源浪费。
2
优化发酵培养条件，包括温度、pH值、氧气浓 度等，以促进菌体的生长和代谢，提高维生素C 的产量。
维C生产工艺规程
维C生产工艺规程维生素C是一种重要的营养物质，它在人体内参与多种生化反应，并对维持人体健康起着重要作用。
维生素C的生产工艺规程对于保证产品质量和生产效率具有重要意义。
下面我们将介绍一种维生素C的生产工艺规程。
首先是原料的准备。
维生素C的主要原料是葡萄糖，我们需要选择质量好、纯度高的葡萄糖作为原料。
同时还需要准备一定质量的柠檬酸和糖酯等辅助原料。
接下来是发酵阶段。
将葡萄糖与柠檬酸和糖酯等原料混合均匀，然后加入细菌菌种。
细菌菌种是一种能够将葡萄糖发酵产生维生素C的微生物。
在适宜的温度和湿度条件下，进行发酵反应。
通过一段时间的发酵，细菌会将葡萄糖转化为维生素C。
发酵完成后，需要对发酵液进行初步分离。
将发酵液通过离心机进行分离，分离出固体细菌菌体和液体发酵液。
然后通过过滤和浓缩等工艺步骤继续提取和纯化维生素C。
接下来是稳定和干燥阶段。
将纯化后的维生素C溶解在适量的水中，加入一定的稳定剂进行稳定。
然后通过喷雾干燥或冷冻干燥等工艺将溶液中的水分脱除，得到维生素C粉末。
最后是包装和贮存阶段。
将维生素C粉末装入适量的铝箔袋或塑料瓶中，进行密封包装。
包装时注意防止维生素C的氧化和潮湿。
贮存时要求存放在阴凉、干燥的地方，避免阳光直射和高温。
以上就是一种维生素C的生产工艺规程。
这个规程保证了产品质量的稳定性和纯度，同时通过合理的工艺流程提高了生产效率。
当然，不同企业和生产厂家可能会根据自身情况做出一些调整和改进，但总体上的工艺流程是相似的。
维生素C的生产工艺规程的制定和执行对于维生素C产品的质量和产量有着至关重要的影响。
维生素c的工艺流程
维生素c的工艺流程
《维生素C的生产工艺流程》
维生素C，又称抗坏血酸，是人体必需的营养成分之一，具有抗氧化、增强免疫力、促进胶原蛋白合成等多种重要功能。
维生素C可以通过合成和发酵两种方式进行生产，以下是关于维生素C发酵工艺流程的介绍。
首先，维生素C的生产原料主要包括葡萄糖、糖浆、柠檬酸和氧化抗坏血酸。
发酵工艺采用微生物进行生产，常用的微生物包括废棄植物物质中自然所产生维生素C的微生态系统，以及在实验室中通过改造的微生物菌株。
其次，发酵过程需要进行培养基的配制和杀菌消毒。
培养基是微生物生长和繁殖的营养基础，其中含有葡萄糖和氨基酸等营养成分。
经过配制的培养基需要进行杀菌消毒处理，以防微生物外源菌的污染。
接下来是发酵过程，选择好的微生物菌株并将其接种到培养基中，然后放入发酵罐中进行发酵。
发酵罐中需要控制好温度、PH值、搅拌速度等参数，以保证微生物的生长和产生维生素C的效率。
最后是维生素C的提取和纯化过程。
经过发酵过程产生的发酵液中含有维生素C和其他杂质，需要进行提取和纯化。
提取过程通常采用浓缩和晶体化技术，将维生素C从发酵液中提取出来。
随后通过结晶、沉淀、过滤、干燥等工艺进行维生
素C的纯化，最终得到纯度较高的维生素C成品。
综上所述，维生素C的生产工艺流程包括培养基配制、发酵、提取和纯化等多个环节。
通过科学的工艺流程和技术手段，可以高效地生产出符合标准的维生素C产品，满足人们对健康
营养的需求。
两步发酵法生产维生素c的工艺流程
两步发酵法生产维生素c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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一、第一阶段发酵。
维生素c的发酵流程
维生素C的功能与用途
胶原蛋白的合成 需要维生素C参加，所以VC缺乏 食用富含维生素C的食物 可防晒，胶原蛋白不能正常合成，导致细胞连接障碍。人体由细胞组成，细胞靠 细胞间质把它们联系起来， 细胞间质的关键成分是胶原蛋白。 胶原蛋白占身体蛋 白质的 1/3 ，生成结缔组织，构成身体骨架。如骨骼、血管、韧带等，决定了皮 肤的弹性，保护大脑，并且有助于人体创伤的愈合。
其本身被氧化， 而使氧化型谷胱甘肽还原为还原型谷胱甘肽， 从而发挥抗氧化作 用。酶是生化反应的催化剂，有些酶需要有自由的巯基（-SH）才能保持活性。VC能够使双硫键（-S-S）还原为-SH，从而提高相关酶的活性，发挥抗氧化的作 用。从以上可知，只要VC充足，则VG谷胱甘肽、-SH形成有力的抗氧化组合 拳，清除自由基， 阻止脂类过氧化及某些化学物质的毒害作用， 保护肝脏的解毒 能力和细胞的正常代谢。
量的不断增长 ,其生产工艺也得到不断的改进。Vc生产最早是使用莱氏法 ,此法 早在30年代就研究成功。D-葡萄糖H2/cat高压D-山梨醇黑醋菌[0]L-山梨糖
CH3COCH3H2SOSO3双丙酮-L-山梨糖NaOCINiSO4双丙酮-2-酮-L-古洛糖酸
H+3O2酮-L-古洛糖酸1化学转化维生素C。此法存在着工序繁多、劳动、强度 大等缺点。国外在此基础上已作改进 ,尤其是在装备工程上的优势 , 当前还用于生 产。但国内已采用我国自己发明的发酵法代替莱氏法生产Vc。发酵法生产Vc可 以分为发酵、提取和转化三大步骤。即先从D-山梨醇发酵，提取出Vc前体2-酮-L-古洛糖酸（2-酮基-L-古龙酸,1）再用化学法将1转化为Vc。国内外为提高Vc的质量和收率对发酵法的生产工艺一直在进行不断的改进。
维生素C生产工艺
xx年xx月xx日
目录
• 维生素C简介 • 维生素C生产工艺流程 • 不同维生素C生产工艺的比较 • 维生素C生产工艺的优化方向 • 维生素C生产工艺的发展趋势
01
维生素C简介
维生素C的定义
维生素C：一种具有六个碳原子的酸性多羟基化合物，分子式 为C6H8O6，结构式为(CHOH)3-(C=O)-COOH，分子量为 176.12。
04 产物提取
转化结束后，通过离子交换、萃取 等方法将维生素C从转化液中提取 出来。
03
不同维生素C生产工艺的比较
发酵法与化学合成法的比较
发酵法
利用微生物发酵生产维生素C，发酵周期较长且收率较低，但 是具有可持续性，对环境影响较小。
化学合成法
通过一系列化学反应将原料转化为维生素C，生产周期较短且 收率较高，但是对环境影响较大，资源消耗较高。
新型维生素C生产工艺的开发
微生物发酵法
利用微生物发酵技术生产 维生素C，具有高效率、 低能耗、低成本等优点。
基因工程法
通过基因工程技术改造微 生物，提高维生素C的产 量和纯度，降低生产成本 。
联合法
结合微生物发酵法和化学 合成法，实现维生素C的 高效生产。
利用新技术提高维生素C的生产效率
酶催化技术
利用高效酶催化剂，加速维生 素C的合成反应速度，提高产
率和纯度。
反应器技术
采用新型反应器技术，实现维生 素C生产的高效传质和混合，提高 生产效率。
能量回收技术
将生产过程中的余热和余压进行回 收利用，降低能源消耗。
维生素C生产过程中的清洁生产和绿色环保
源头减排
采用清洁的原料和能源，减少 生产过程中的污染排放。
维生素C发酵
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3、2-酮基-L-古龙酸的制备
①工艺过程 a.一次交换 将发酵液冷却后用盐酸酸化，调至菌体蛋白等 电点，使菌体蛋白沉淀。静置数小时后去掉菌体蛋白，将 酸化上清液以2~3m3/h的流速压入一次阳离子交换柱进行 离子交换。当回流到pH3.5时，开始收集交换液，控制流 出液的pH值，以防树脂饱和，发酵液交换完后，用纯水洗 柱，至流出液古龙酸含量低于1mg/ml以下为止。当流出液 达到一定pH值时，则更换树脂进行交换，原树脂进行再生 处理。 b.加热过滤 将经过一次交换后的流出液和洗液合并，在加 热罐内调pH至蛋白质等电点，然后加热至70℃左右，加 0.3%左右的活性炭，升温至90~95℃后再保温10~15min， 使菌体蛋白凝结。停搅拌，快速冷却，高速离心过滤得清 液。
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3、发酵罐发酵 以20%左右D-山梨醇为投料浓度，另以玉米浆、
尿素为培养基，在pH5.4~5.6，灭菌消毒冷却后，
按接种量为10%接入二级种子培养液。在31~34℃，
通入无菌空气（0.7VVM），维持罐压
0.03~0.05Mpa等条件下进行培养。当发酵率在 95%以上，温度略高（31~33℃）、pH在7.2左右， 糖量不再上升时即为发酵的终点。
[酸化] H2SO4
pH2.2~2.4 40℃
O C HO HO H HO C C C C H O
CH 2OH
CH 2OH
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②工艺过程
a.酯化 将甲醇、浓硫酸和干燥的古龙酸加入罐内，搅拌并 加热，使温度为66~68℃，反应4h左右即为酯化终点。然 后冷却，加入碳酸氢钠，再升温至66℃左右，回流10h后 即为转化终点。再冷却至0℃，离心分离，取出维生素C钠 盐，母液回收。 b.酸化 将维C钠盐和一次母液干品、甲醇加入罐内，搅拌， 用硫酸调至反应液pH为2..2~2.4，并在40℃左右保温1.5h， 然后冷却，离心分离，弃去硫酸钠。滤液加少量活性炭， 冷却压滤，然后真空减压浓缩，蒸出甲醇，浓缩液冷却结 晶，离心分离得粗维C。回收母液成干品，继续投料套用。
维生素C的生产工艺及功能性研究
维生素C的生产工艺及功能性研究维生素C，即抗坏血酸，是一种水溶性维生素，具有抗氧化和免疫调节等重要生理功能，对人类健康具有重要作用。
维生素C的缺乏会导致坏血病等疾病，而适量摄入维生素C则可以增强人体免疫力、维持血管健康，还有助于减轻压力和抑制生理炎症反应。
本文将介绍维生素C的生产工艺及其功能性研究情况。
一、维生素C的生产工艺维生素C的主要生产工艺分为两种，即化学合成工艺和微生物发酵工艺。
目前化学合成工艺已被淘汰，生产工艺以微生物发酵为主。
1. 微生物发酵工艺维生素C微生物发酵工艺是目前主要的生产方法。
发酵细菌主要有链格孢菌和厚壳菌等，链格孢菌是目前主流的产维生素C链格孢菌，有产量高、发酵周期短、菌种可靠等优点。
发酵生产的主要过程包括：菌种培养→菌种移植→发酵生产→终止发酵→提取液体维生素C→浓缩、干燥维生素C→包装存储。
其中比较关键的环节是发酵过程的控制，发酵温度、pH值、氧气供应等参数都需要精确控制。
2. 化学合成工艺维生素C化学合成工艺主要是通过重氢化学还原法合成，但这种方法的原材料成本高、污染环境、产品纯度低、生产工艺复杂等问题，逐步被微生物发酵工艺所代替。
二、维生素C的功能性研究维生素C具有多种生物效应，因此在医学和保健领域有着广泛的应用。
1. 抗氧化作用维生素C作为一种重要的天然抗氧化剂，有效对抗自由基和其他氧化剂的有害作用。
研究表明，维生素C可以增强人体的免疫系统功能，减少心脑血管疾病等疾病的发生。
此外，维生素C还可以减轻压力、改善皮肤、保护眼睛等功能。
2. 免疫调节作用维生素C可以促进白细胞产生，改善白细胞的功能，增强人体免疫力。
同时维生素C还可以促进淋巴细胞增殖和分化，增强淋巴系统的功能。
因此维生素C在免疫学相关疾病的治疗和预防中有着广泛的应用。
3. 抗炎作用炎症是伴随着多种疾病的常见病理过程，维生素C可以通过抑制炎症因子的产生和调节细胞免疫反应来发挥抗炎作用，因此在肝炎、肝硬化等疾病中也有着应用潜力。
维生素C生产工艺
04
维生素C生产的设备与设 施
发酵设备
发酵罐
用于微生物在液体培养基中的繁殖和发酵，通常 由不锈钢或混凝土制成。
种子罐
用于培养和繁殖微生物，通常由玻璃或不锈钢制 成。
空气净化系统
包括空气过滤器和空气压缩机，用于提供洁净的 空气以维持发酵过程的无菌环境。
提取设备
萃取塔
用于从发酵液中提取维生素C，通常由不锈钢制成。
含量，同时发酵条件容易控制，可以得到高纯度的维生素C。
03
文献引用2
该工艺的缺点是发酵过程中需要使用大量的培养基和发酵设备，导致
生产成本较高，同时发酵过程中需要控制多种参数，如温度、pH、氧
气等，增加了工艺难度。
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THANKS
02
维生素C生产工艺流程
原料准备
01
02
03
葡萄糖
作为主要原料，用于合成 维生素C。
碳酸钙
作为催化剂，在合成过程 中起重要作用。
其他辅助材料
如活性炭、硅藻土等，用 于净化产品和提取维生素 C。
发酵工艺
将葡萄糖溶液和催化剂碳酸钙 混合，进行高温高压下的发酵
过程。
在此过程中，葡萄糖被转化为 维生素C。
蒸馏塔
用于蒸馏和分离发酵液中的各个组分，通常由不锈钢制成。
膜分离设备
用于分离和纯化发酵液中的不同组分，通常由高分子材料制成。
结晶设备
1 2
结晶釜
用于在低温下从溶液中析出晶体，通常由不锈 钢制成。
离心机
用于分离结晶和母液，通常由不锈钢制成。
干燥器
3
用于干燥结晶，通常由不锈钢或搪瓷制成。
其他辅助设备
定制化产品
发酵工程——维生素C的生产工艺ppt
分离提纯设备的改进
分离提纯是发酵工程中重要的一环，改进分离提纯设备可以 提高产品的纯度和收率。例如，采用超滤技术可以更高效地 进行分离提纯。
节能减排措施
能耗优化
在发酵生产过程中，合理控制能源的使用，优化能源结构，可以降低能源消 耗。例如，采用先进的发酵技术可以降低发酵过程中的能源消耗。
通过选择适合的微生物，优化发酵培养基和发酵条件，提高微生物产生维生素c 的能力。
基因工程技术的应用
通过基因工程技术的手段，改良微生物的遗传特性，提高其产生维生素c的能力 。
02
维生素c的发酵生产工艺
菌种的选育和改良
1 2
自然选育
在一定的条件下，通过自然环境中的微生物自 发突变，选择出优良的菌种。
维生素c的物理性质
维生素c具有晶体和溶液两种形式，呈无色或淡黄色，具有很 强的还原性，易被氧化为脱氢抗坏血酸。
维生素c的生产方法
通过化学合成法生产维生素c
通过一系列化学反应将葡萄糖转化为维生素c。
通过生物发酵法生产维生素c
通过微生物发酵将葡萄糖转化为维生素c。
发酵工程在维生素c生产中的应用
选择适合的微生物
如磷酸盐、硫酸盐、铁、锌等对于 微生物的生长繁殖也是必不可少的 。
生长因子
某些微生物还需要生长因子才能正 常生长，如生物素、泛酸等。
发酵条件的控制
温度
pH值
温度对发酵的影响非常大，过高或过低都会 影响微生物的生长和产物的生成。
pH值对微生物的生长和代谢有着直接的影 响，不同的微生物在不同的pH值下生长和 繁殖。
维生素c的生产工艺流程
维生素c的生产工艺流程
《维生素C的生产工艺流程》
维生素C在食品、医药和化妆品等领域具有重要的应用价值，因此其生产工艺流程也备受关注。
下面将介绍维生素C的生
产工艺流程。
首先，维生素C的生产通常采用葡萄糖为原料。
葡萄糖经过
酵母菌的发酵作用，产生乳酸。
然后将乳酸进行氧化反应，生成草酸。
接着将草酸进行水解，得到草酸钠，并再经过一系列的反应，得到维生素C的中间产物。
最后，经过结晶、过滤、干燥等工艺，得到维生素C的成品。
在生产过程中，控制温度、PH值、反应时间等是非常重要的。
此外，为了提高维生素C的产率和纯度，还需要对反应过程
进行精细的监控和优化。
维生素C的生产工艺流程虽然复杂，但通过技术改进和工艺
优化，生产工艺已经相对成熟，可以实现大规模生产。
同时，为了提高维生素C产品的质量，也会采取一系列的质量控制
措施，确保维生素C的安全和有效性。
总之，维生素C的生产工艺流程是一个复杂而精细的过程，
但在严格控制质量的前提下，可以实现高效、高质量的生产。
随着技术的不断进步，相信维生素C的生产工艺将会更加完善，为更多的领域提供优质的维生素C产品。
维生素C生产技术
维生素C生产工艺维生素产品。
目前全世界维生素C的产量约为10万吨/年，全球市场销售额5亿美元。
目前，工业上生产维生素C采用二步发酵法，此法是在1975年由中国科学院上海生物技术研究所研究出来的，属我国首创。
发酵法生产维生素C可以分为发酵、提取和转化三大步骤。
即先从D-山梨醇发酵，提取出维生素C前体2-酮基-L-古龙酸，再用化学法转化为维生素C。
第一步发酵：黑醋酸菌（Acetobacter suboxydans）经种子扩大培养，接入发酵罐，种子和发酵培养基主要包括山梨醇、玉米浆、酵母膏、碳酸钙等成份，pH 5.0~5.2。
醇浓度控制在24~27%，培养温度29~30 ℃，发酵结束后，发酵液经低温灭菌，移入第二步发酵罐作原料。
D-山梨醇转化L-山梨糖的生物转化率达98%以上。
第二步发酵：氧化葡萄糖酸杆菌(Gluconobacter oxydans，小菌)和巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium，大菌)混合培养。
生产维生素C的发酵罐均在100 m3以上，瘦长型，无机械搅拌，采用气升式搅拌。
种子和发酵培养基的成份类似,主要有L-山梨糖、玉米浆、尿素、碳酸钙、磷酸二氢钾等，pH 值为7.0。
大、小菌经二级种子扩大培养，接入含有第一步发酵液的发酵罐中，29~30 ℃下通入大量无菌空气搅拌，培养72h左右结束发酵，L-山梨糖生成2-酮基-L-古龙酸的转化率可达70~85%。
2-酮基-L-古龙酸的分离提纯：经二步发酵法两次发酵以后，发酵液中仅含8%左右的2-酮基-L-古龙酸，且残留菌丝体、蛋白质和悬浮的固体颗粒等杂质，常采用加热沉淀法、化学凝聚法、超滤法分离提纯。
传统工艺是加热沉淀法，发酵液经静置沉降后通过732氢型离子交换树脂柱，调节pH至蛋白质等电点，并加热使蛋白质凝固，然后用高速离心机分离出菌丝、蛋白和微粒，清液再次通过阳离子交换柱，酸化为2-酮基-L-古龙酸的水溶液，浓缩结晶后得到2-酮基-L-古龙酸。
发酵工程项目——维生素C生产工艺共23页文档
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。。——孔子
45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自己 的才能 ，而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗伯斯 庇尔
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
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微生物在生产过程中需要氧气，因此需要通入空气。然而空气是氧 气、二氧化碳、氮气等的混合物，其中还有水汽及悬浮的尘埃，包 括各种微粒、灰尘及微生物。这就需要对空气严格灭菌，达到无菌 状态，才能使用。 1、空气的预处理和设备： （1）采风塔 在工厂的上风头，高度一般在10m左右，设计流速8m/s。 可建在高压机房的屋顶上。 （2）粗过滤器 安装在空压机吸入口前，前置过滤器。作用是截留空 气中较大的灰尘，保护压缩机，减轻总过滤器的负担，也能起到一定的 除菌作用。介质为泡沫塑料（平板式）或无纺布（折叠式），流速0.10.5m/s。要求是阻力小，灰容量大。 （3）空气压缩机 作用是提供空气流动的动力。常用往复式、螺杆式、 涡轮式空压机。 （4）空气储罐 消除压缩空气的脉动，用于往复式空压机。螺杆式和 涡轮式空压机提供均匀连续空气可省去。设置在空压站附近。 （5）冷却器 空气压缩机出口气温一般在120℃，必须冷却。在潮湿季 节，除湿。空气冷却器的传热系数为105W/(m2· ℃)。采用双程或四程 结构，两级串联使用。第一级循环水冷却，第二级低温水（9℃）冷却。 设置在发酵车间外。压缩空气每经过1m管道，温度下降0.5-1.0℃。
1933年瑞士化学家莱齐特因等用化学合成方法合成维生素C，也 称莱氏法。该法主要以D-山梨醇作为原料，是最早生产维生素C的方 法，也是国外采用的方法。工艺路线主要如下： 黑菌醋的发 丙酮 酵氧化 D-山梨醇 L-山梨糖 二丙酮-L-山梨糖 发酵硫酸 次 氯 酸 纳 双丙酮-2-酮基L-古龙酸 酸化
氧化
五、发酵工艺中的部分设备
1、机械搅拌罐： 第一步发酵采用机械搅拌 发酵罐。机械搅拌通风发酵罐是利用机械搅 拌器的作用，使空气和醪液充分混合促使氧 在醪液中溶解，以保证供给微生物生长繁殖、 代谢所需要的氧气。
2、气升式发酵罐： 第二步发酵采用气升 式发酵罐。在反应器内没有搅拌器，其中 央有一个导流筒，将发酵液分为上升区 （导流筒内）和下降区（导流筒外），在 上升区的下部安装了空气喷嘴，或环型空 气分布管，空气分布管的下方有许多喷孔。 反应溶液分布均匀，基质和溶氧均匀分散， 使基质在发酵罐内各处的浓度均匀，溶解 氧恒定。
过滤
结晶
离心过滤
母液回收
真空干燥
过筛、包装
维c成品
四、菌种的制备及种子的扩大培养
（1）、第一步发酵
• 1、菌种：一步发酵中所用菌种为生黑葡萄糖酸杆菌 (Gluconobacter melagenus)， 简称黑醋菌。最常用的生产菌株为R—30，其主要特征是：细胞椭圆至短杆状，革 兰氏染色阳性，无芽孢大小为(0.5一0.8)um x(1.0-2.2)um。端生草根鞭毛运动，菌 落边缘整介，微显浅褐色。生长最适温度为34℃±l℃，氧化D-山梨醇的发酵收率 可达98％以上。 2、一级种子扩大培养：种子培养基成分为：山梨醇20％，酵母膏0.7％，碳酸钙 0.15%，无机盐溶液0.4％。其中，无机盐溶液的组成为：MgSO4· 7H2O1.25g／ 100 mL， (NH4)H2PO47．5g／100mL，KH2PO45g／100mI,K2SO41.25g／ 100ml.PH6.7,121℃,30min灭菌。 3、第一步发酵培养：发酵液培养基成分为：酵母膏0.035％，碳酸钙0.1％，玉米 浆0.1％，复合维生素B 0.001％，山梨醇浓度视需要而定，该氧化反应的耗氧量较 大，所以通气比要求1:1VVM以上。即使在通气量较大，且搅拌转速较高的条件下， 发酵至4h后溶解氧浓度急剧下降，甚至接近于零。直到10h左右才逐渐回升。当溶 解氧浓度回复至最高点，成水平直线时，表示该反应已达终点。D-山梨醇转化为L山梨糖的生物转化率达98%以上。发酵液经低温60℃灭菌20min,冷却至30℃，作为 第二步发酵的原料。。
获得维生素的方法
提取法：从富含维生素的天然食物和药用 植物中浓缩、 提 取。目前只有极少数维生素采用提取法，例如维生素A、E。
ห้องสมุดไป่ตู้
生物合成法：微生物发酵法和微藻类的生物转化法，目前发 展很快。 化学合成法：目前生产维生素的主要方法。
二、目前合成方法
维c合成方法
莱氏化学合成法
微生物发酵合成法
1、莱氏法
三、二步发酵法生产工艺
六条不同的途径最终都是以2-酮-L-古龙酸为最终 产物，在经过化学转化合成维生素C。其中只有第二 条实现了工业化生产，此即为我国自行开发的二步发 酵法。二步发酵工艺是中国科学院微生物研究所和北 京制药厂于1975年合作发明的，此法进一步发展了维 生素C的生产，是目前唯一成功应用于维生素C工业生 产的微生物转化法。 有什么 优点呢 制备工艺简单，生产周期短和三废污染少等。 1985年转让给世界上生产维生素最大的企业——瑞士 霍夫曼· 罗氏制药公司。
维生素C
化学 转化 HCl
双丙酮-2-酮基 -L-古龙酸钠
优点：该法生产的维生素C产品质量好、收率高，达60％， 而且生产原料易获得，中间产物化学性质稳定，一直是国外 生产维生素C的重要方法
缺点：生产工序繁多、劳动强度大、大量有机溶剂的使用易 造成环境污染等
2、微生物发酵合成法
• • • • • • D-山梨醇途径 L-山梨糖途径 L-艾杜糖酸途径 2-酮-D-葡糖糖酸途径 2,5-二酮-D-葡糖糖酸途径 2-酮-L-古龙酸途径
合成维生素C：更方便更快捷的补充VC。
谢谢！
六 无 菌 空 气 的 制 备
·
2、空气的净化
A、两级冷却、加热除菌流程 尤其适合用于潮湿地区
B、冷热空气直接混合式空气除菌流程 适用于中等湿含量地区，不适合于空气湿含量高的 地区
C、高效前置过滤空气除菌流程
可获得无菌程度很高的空气
维c的益处：
1、治疗坏血病。 2、预防牙龈萎缩、出血。 3、预防动脉硬化：可促进胆固醇的排泄，防止胆固醇在动脉内壁沉积， 甚至可以使沉积的粥样斑块溶解。 4、抗氧化剂：可以保护其它抗氧化剂，如维生素A、维生素E、不饱 和脂肪酸，防止自由基对人体的伤害。 5、治疗贫血：使难以吸收利用的三价铁还原成二价铁，促进肠道对铁 的吸收，提高肝脏对铁的利用率，有助于治疗缺铁性贫血。 6、提高人体的免疫力 ：白细胞含有丰富的VC，当机体感染时白细胞 内的VC急剧减少。VC可增强中性粒细胞的趋化性和变形能力，提高杀 菌能力。
（一）二步发酵法生产维生素C的工艺流程
主要分为发酵、提取、转化、精制四个过程。总的工艺路线： 第一步： H2 催化 黑醋酸菌
D-葡萄糖
D-山梨醇
L-山梨糖
第二步：
L-山梨糖
小菌氧化葡萄糖酸杆菌和 大菌巨大芽孢杆菌、蜡状 芽孢杆菌等伴生菌混合发 酵
2-酮基-L-古龙酸 （2KGA)
内脂化 烯醇化
维生素C
天然维生素C：真正纯天然维生
素C，源于新鲜水果、蔬菜浓缩物，不 含防腐剂，不含合成色素，不含人造 香精。处于自然状态，含有人工合成 维生素中所没有的活性物质，就算大 量摄取也无害，但不能一下子摄取过 多，因为大量摄取后不见得人会全部 被吸收，最后的结果还是被排出体外。 最佳方法就是将时间间隔开来，分段 使用，这样才能提升维生素C的体内吸 收率。
维生素C 的工艺原理
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一、维生素C ( Vitamin C VC)
• 维生素C又名抗坏血酸(Ascorbic acid)，呈白色 粉末，无臭，味酸，熔点190～192℃，易溶于水 和甲醇，略溶于乙醇，不溶于乙醚、氯仿及石油 醚等。具有较强的还原性，易受光、热、氧等破 坏，在碱液中或有微量金属离子存在时，分解更 快，但干燥结晶后较稳定。VC是一种人体必需的 水溶性维生素，也是一种抗氧化剂，广泛应用于 医药、食品、饲料等领域。
（二）、具体步骤
1、发酵：在氢气、黑醋酸菌的作用下通过一步和二步发酵得到古龙酸钠 发酵液。 2、提取: 发酵液 上清液 离子交换 加热凝聚
浓缩
二次离子交换
滤液
离心过滤
结晶 3、转化： 浓缩 离心分离 结晶
干燥
古龙酸去转化
甲酯化、类酯化
酸化脱色
维c钠
离心分离
离心分离
粗维c
4.精制
粗维c
溶解脱色
活性炭、热的去离子水
•
•
（2）、第二步发酵法
1、菌种：第二步发酵采用的菌种为由大、小两株细菌组成的混合菌种。小 菌为氧化葡萄糖酸杆菌（Gluconobacter Oxydans）,大菌可采用巨大芽孢杆 菌（Bacillus megateriam）,称2980菌；或蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）, 称152菌，或浸麻芽孢杆菌（Bacillus macerans）,称169菌。也可采用其他 一些杆菌与小菌混合培养。但工业上使用最多的是2980及152菌混合菌。 2、二级种子的扩大培养：种子培养基成分为：酵母膏0.3%,牛肉膏0.3%，玉 米浆0.3%，蛋白胨1.0%，尿素0.1%，山梨糖2.0%，另加某些无机盐。 PH6.7,121℃,30min灭菌。 3、第二步发酵培养：发酵液培养成分为：玉米浆0.5%，尿素0.1%，无机盐 及山梨糖。第二步发酵为混合菌种发酵。由于大、小菌两者的最适培养条件 是不同的，所以操作适宜条件是兼顾大、小菌两者的条件。通常操作温度为 30℃；初始pH控制在6.8左右。该反应虽属氧化反应，但对氧的消耗并不很 大。气升式发酵罐非常适合该发酵过程。溶氧浓度在20%即可。山梨糖的初 始浓度对产物的生成影响较大。间歇发酵时初始山梨糖浓度超过80g/L，会对 产物产生抑制。所以要取得最高浓度2KGA，需采用高浓度山梨糖流加发酵 的方式。若采用建立在数学模型基础上的流加控制策略，可获得高浓度的 2KGA，二步收率可达83%。