柠檬酸的提取工艺优秀课件
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（1）温度过高和受热时间过长，会使菌体破 裂而自溶，释放出蛋白质，反而使料液粘 度增加，颜色褐变，不利于净化。
（2）过长时间的直接蒸汽加热，会增加料液 稀释度，有损于收率（最好间接加热）。
（二）发酵醪过滤
1.工序的主要目标 ➢ 彻底除去发酵醪中的悬浮物； ➢ 除去发酵醪中的草酸； ➢ 尽可能减少滤液的稀释度； ➢ 把柠檬酸的损失减少到最低限度。
➢ 2、发酵醪预处理 目标:为柠檬酸的提取工作创造一个好的条件。 操作:将发酵醪加热至75~90℃，时间易短不宜长。
作用:
a、杀灭柠檬酸产生菌和杂菌，终止发酵 ，防止柠檬酸被代谢分解。
b、使蛋白质变性而絮凝，破坏胶体，降 低料液粘度，有利于过滤。
c、使菌体中的柠檬酸部分释放出来。
➢ 热处理要注意以下两个问题：
2.工序的技术参数
➢ 一次滤液
柠檬酸（CAM）≥9.0g/dL 悬浮物≤ 0.1g/dL
➢ 滤饼
含水量≤55%~70%
柠檬酸 ≤2.5%
➢ 复滤液
柠檬酸≥9.0g/dL
悬浮物≤ 5mg/L
草 酸0
3.过滤的基本概念
过滤：使固、液两相分离常用的有 效方法。
其基本原理：是利用一种有很多毛 细孔的物体做过滤介质，利用过滤介 质两侧的压力差为推动力，使被过滤 的液体由介质的小孔通过以得到澄清 的滤液，悬浮物被截留而积聚在介质 表面形成滤饼。
H2S04
酸解
阴离子交换柱 净化液
70℃水
过滤
精滤 等外品
湿晶 干燥 筛分
复滤
复滤
预热
筒仓
滤液
CaCO3
中和
过滤
90℃水
洗钙
粗柠檬酸液
蒸发
包装
活性炭粒 阳离子交换柱
结晶 离心
洗晶水 母液
入库 成品
菌渣 浓有机废水淡有机废水 湿石膏渣
（一）发酵醪的预处理
➢ 1、薯干原料产物的组分： 柠檬酸、草酸、葡萄糖酸、其他杂酸、残总糖、 蛋白质、纤维及菌体。
过滤的阻力为介质和滤饼之和。起主要 作用的是滤饼的厚度和特性，而其特性 又取决于滤饼的可压缩性和不可压缩性。 前者为无定形的颗粒所组成，粒与粒之 间的孔道随压强的增加而变小，因此对 滤液的流动产生了阻力，而后者为不可 变颗粒所组成，粒与粒之间的孔道不随 压强变化。柠檬酸发酵醪中的颗粒形成 的滤饼，属于可压缩性滤饼。
d、从发酵液中总酸算起，总收率可达85%~90%。
靠这些方法将柠檬酸从体积大、杂 质多的发酵醪中提取出来，再经过 脱色、过滤、除盐、浓缩、结晶、 干燥等，进一步精制而获得成品柠 檬酸。
在当前世界柠檬酸工业中最广泛 采用的工艺是钙盐离子交换法。
第二节 钙盐离子交换工艺
发酵醪 预处理
90℃水
过滤
调浆
➢ 连续离子交换法提取工艺
即料液和树脂都处于流动状态，一般作对 向流动，整个操作完全连续，故称连续离子交 换法。
基本原理是，固体吸附剂依次经历一个由 特定步骤组成的循环过程，在这些步骤中，固 体吸附剂均与一种流体相接触，通过改变流体 相的性质和组成，吸附剂在一个步骤（吸附） 中将吸附一种被吸附物 ，而在下一个通常称 为再生或洗脱的步骤中，吸附剂把被吸附物释 放出来。
➢ 全离子交换法提取工艺：柠檬酸是α-羟基三羧 酸，在水中很容易解离成H+和H2Ci-、HCi2-、 Ci3-离子，故可利用阴离子交换树脂从柠檬酸发 酵醪中吸交柠檬酸根离子，然后用碱（NaOH 或NH4OH）解析得柠檬酸钠（或柠檬酸铵）液。 或用强酸或热水洗脱（解析）获得柠檬酸液。
➢ 电渗析提取工艺：电渗析是一种膜技术。它是 在离子交换树脂基础上发展起来的新技术，可 用于从柠檬酸发酵醪中提取柠檬酸，但所得柠 檬酸产品易炭化物含量较高，其质量仅符合工 业级标准。
滤饼中的微孔错综复杂，滤液充满在这 些微孔中，由于表面张力和粘着力而不 能自动流出，为提高滤出物的收率，应 加清洗液将这些清洗液排出。
一般要大体洗涤干净，只需消耗少量 的清洗液，如果要完全洗涤干净，则要 消耗大量的洗涤液，但因而增加了滤液 的稀释度，在生产中要权衡利弊，利用 适当两的洗涤液，达到较佳的效果。
4.过滤机的生产能力
过滤机的生产能力，通常以每单位过 滤面积（m2）,在每单位时间（h）内所 能得到的产物量〔滤液（ m3）或滤饼 （kg）〕来表示。
柠檬酸的提取工艺
第一节பைடு நூலகம்概 述
成熟的柠檬酸发酵醪中，除含有主产物柠 檬酸之外，还含有纤维、菌体、有机杂酸、 糖、蛋白类胶体物质、色素、矿物质及其他 代谢产物等杂质，它们或来自发酵原料、或 在发酵过程中生产，它们或溶存或悬浮于发 酵醪中。通过各种理化方法，清除这些杂质， 得到符合各级质量标准的柠檬酸产品的全过 程，即为柠檬酸生产的下游工程。它是一个 确保产物“丰收”，提高企业效益的生产系 统工程。
滤饼的厚度达到一定程度时，则变成 真正的过滤介质。所以在过滤开始时， 往往出现浑浊滤液，这是因为滤浆中 的固体颗粒大小不一，细小者易穿过 介质的孔隙而未被截留，当介质表面 积有滤饼时，滤液变清，这就表示滤 饼的毛细孔道较过滤介质小，或者是 滤饼在过滤介质的孔道中起有广泛的 架桥作用。
使用任何一种过滤设备，都有一个适 当的滤饼厚度的要求，这就取决于过 滤速度和滤饼的洗涤速率。过滤速度 决定于推动力和阻力，当推动力一定 时，过滤速度随过程的进行而逐渐降 低。如果要求速度不变，则必须加大 过程的推动力，但达到一定限度时， 再进行下去，是不经济的所以必须除 去滤饼，而重新开始过滤。
➢ 色谱分离（ILCS）工艺 该工艺由中科院生态环境中心研究成功，目
前仍处于实验性生产阶段。主要特点是：
a、采用对柠檬酸分子具有高效分离特性的离子交 换树脂作分离材料，从发酵液中分离出柠檬酸；
b、强化了发酵过滤液的预处理工作，除去非柠檬 酸杂质，使成品中易炭化物含量达标；
c、提取液中柠檬酸浓度可达20%~40%，减少蒸发 能耗；
下游提取工艺有：
➢钙盐离子交换工艺：是将离子交换树脂脱盐 工艺引入钙盐法提取柠檬酸的工艺。此法总收 率可达到80%～90%，且操作简单，易掌握。
➢液-液萃取工艺：用有机溶剂做萃取剂，将水 溶液中的主要产物萃取到有机相中富集，其他 杂质留存于萃余相中被弃去，然后用纯水从有 机相中将主要产物反萃取到水相中富集，从而 得到较纯的产物，这一工艺称为液-液萃取工 艺。
（2）过长时间的直接蒸汽加热，会增加料液 稀释度，有损于收率（最好间接加热）。
（二）发酵醪过滤
1.工序的主要目标 ➢ 彻底除去发酵醪中的悬浮物； ➢ 除去发酵醪中的草酸； ➢ 尽可能减少滤液的稀释度； ➢ 把柠檬酸的损失减少到最低限度。
➢ 2、发酵醪预处理 目标:为柠檬酸的提取工作创造一个好的条件。 操作:将发酵醪加热至75~90℃，时间易短不宜长。
作用:
a、杀灭柠檬酸产生菌和杂菌，终止发酵 ，防止柠檬酸被代谢分解。
b、使蛋白质变性而絮凝，破坏胶体，降 低料液粘度，有利于过滤。
c、使菌体中的柠檬酸部分释放出来。
➢ 热处理要注意以下两个问题：
2.工序的技术参数
➢ 一次滤液
柠檬酸（CAM）≥9.0g/dL 悬浮物≤ 0.1g/dL
➢ 滤饼
含水量≤55%~70%
柠檬酸 ≤2.5%
➢ 复滤液
柠檬酸≥9.0g/dL
悬浮物≤ 5mg/L
草 酸0
3.过滤的基本概念
过滤：使固、液两相分离常用的有 效方法。
其基本原理：是利用一种有很多毛 细孔的物体做过滤介质，利用过滤介 质两侧的压力差为推动力，使被过滤 的液体由介质的小孔通过以得到澄清 的滤液，悬浮物被截留而积聚在介质 表面形成滤饼。
H2S04
酸解
阴离子交换柱 净化液
70℃水
过滤
精滤 等外品
湿晶 干燥 筛分
复滤
复滤
预热
筒仓
滤液
CaCO3
中和
过滤
90℃水
洗钙
粗柠檬酸液
蒸发
包装
活性炭粒 阳离子交换柱
结晶 离心
洗晶水 母液
入库 成品
菌渣 浓有机废水淡有机废水 湿石膏渣
（一）发酵醪的预处理
➢ 1、薯干原料产物的组分： 柠檬酸、草酸、葡萄糖酸、其他杂酸、残总糖、 蛋白质、纤维及菌体。
过滤的阻力为介质和滤饼之和。起主要 作用的是滤饼的厚度和特性，而其特性 又取决于滤饼的可压缩性和不可压缩性。 前者为无定形的颗粒所组成，粒与粒之 间的孔道随压强的增加而变小，因此对 滤液的流动产生了阻力，而后者为不可 变颗粒所组成，粒与粒之间的孔道不随 压强变化。柠檬酸发酵醪中的颗粒形成 的滤饼，属于可压缩性滤饼。
d、从发酵液中总酸算起，总收率可达85%~90%。
靠这些方法将柠檬酸从体积大、杂 质多的发酵醪中提取出来，再经过 脱色、过滤、除盐、浓缩、结晶、 干燥等，进一步精制而获得成品柠 檬酸。
在当前世界柠檬酸工业中最广泛 采用的工艺是钙盐离子交换法。
第二节 钙盐离子交换工艺
发酵醪 预处理
90℃水
过滤
调浆
➢ 连续离子交换法提取工艺
即料液和树脂都处于流动状态，一般作对 向流动，整个操作完全连续，故称连续离子交 换法。
基本原理是，固体吸附剂依次经历一个由 特定步骤组成的循环过程，在这些步骤中，固 体吸附剂均与一种流体相接触，通过改变流体 相的性质和组成，吸附剂在一个步骤（吸附） 中将吸附一种被吸附物 ，而在下一个通常称 为再生或洗脱的步骤中，吸附剂把被吸附物释 放出来。
➢ 全离子交换法提取工艺：柠檬酸是α-羟基三羧 酸，在水中很容易解离成H+和H2Ci-、HCi2-、 Ci3-离子，故可利用阴离子交换树脂从柠檬酸发 酵醪中吸交柠檬酸根离子，然后用碱（NaOH 或NH4OH）解析得柠檬酸钠（或柠檬酸铵）液。 或用强酸或热水洗脱（解析）获得柠檬酸液。
➢ 电渗析提取工艺：电渗析是一种膜技术。它是 在离子交换树脂基础上发展起来的新技术，可 用于从柠檬酸发酵醪中提取柠檬酸，但所得柠 檬酸产品易炭化物含量较高，其质量仅符合工 业级标准。
滤饼中的微孔错综复杂，滤液充满在这 些微孔中，由于表面张力和粘着力而不 能自动流出，为提高滤出物的收率，应 加清洗液将这些清洗液排出。
一般要大体洗涤干净，只需消耗少量 的清洗液，如果要完全洗涤干净，则要 消耗大量的洗涤液，但因而增加了滤液 的稀释度，在生产中要权衡利弊，利用 适当两的洗涤液，达到较佳的效果。
4.过滤机的生产能力
过滤机的生产能力，通常以每单位过 滤面积（m2）,在每单位时间（h）内所 能得到的产物量〔滤液（ m3）或滤饼 （kg）〕来表示。
柠檬酸的提取工艺
第一节பைடு நூலகம்概 述
成熟的柠檬酸发酵醪中，除含有主产物柠 檬酸之外，还含有纤维、菌体、有机杂酸、 糖、蛋白类胶体物质、色素、矿物质及其他 代谢产物等杂质，它们或来自发酵原料、或 在发酵过程中生产，它们或溶存或悬浮于发 酵醪中。通过各种理化方法，清除这些杂质， 得到符合各级质量标准的柠檬酸产品的全过 程，即为柠檬酸生产的下游工程。它是一个 确保产物“丰收”，提高企业效益的生产系 统工程。
滤饼的厚度达到一定程度时，则变成 真正的过滤介质。所以在过滤开始时， 往往出现浑浊滤液，这是因为滤浆中 的固体颗粒大小不一，细小者易穿过 介质的孔隙而未被截留，当介质表面 积有滤饼时，滤液变清，这就表示滤 饼的毛细孔道较过滤介质小，或者是 滤饼在过滤介质的孔道中起有广泛的 架桥作用。
使用任何一种过滤设备，都有一个适 当的滤饼厚度的要求，这就取决于过 滤速度和滤饼的洗涤速率。过滤速度 决定于推动力和阻力，当推动力一定 时，过滤速度随过程的进行而逐渐降 低。如果要求速度不变，则必须加大 过程的推动力，但达到一定限度时， 再进行下去，是不经济的所以必须除 去滤饼，而重新开始过滤。
➢ 色谱分离（ILCS）工艺 该工艺由中科院生态环境中心研究成功，目
前仍处于实验性生产阶段。主要特点是：
a、采用对柠檬酸分子具有高效分离特性的离子交 换树脂作分离材料，从发酵液中分离出柠檬酸；
b、强化了发酵过滤液的预处理工作，除去非柠檬 酸杂质，使成品中易炭化物含量达标；
c、提取液中柠檬酸浓度可达20%~40%，减少蒸发 能耗；
下游提取工艺有：
➢钙盐离子交换工艺：是将离子交换树脂脱盐 工艺引入钙盐法提取柠檬酸的工艺。此法总收 率可达到80%～90%，且操作简单，易掌握。
➢液-液萃取工艺：用有机溶剂做萃取剂，将水 溶液中的主要产物萃取到有机相中富集，其他 杂质留存于萃余相中被弃去，然后用纯水从有 机相中将主要产物反萃取到水相中富集，从而 得到较纯的产物，这一工艺称为液-液萃取工 艺。