1、膜孢酵母为菌种，以石油为原料发酵生产柠檬 酸是基于分解长链烷烃的能力，先通过端氧化产生长链脂肪酸，诱发子链打开，借氧 化或氧化作用成为短链脂肪酸，然后进入三羧酸循环产生柠檬酸，反应历程如下 工艺条件的确定 柠檬酸的生物合成 柠檬酸发酵机理 柠檬酸产生菌黑曲霉在生长期和产酸期都存在着和代谢说明葡萄糖的降解 是通过两条途径共同完成的。但是，在生长期为，而产酸期两者的比例为 ，即产酸期有的葡萄糖是通过代谢的。这是因为在生长期需要通过提供 合成核糖等所需的前体物质，产酸期葡萄糖主要通过降解，对柠檬酸的发酵生产是非 常重要的。因为葡萄糖经降解可得到丙酮酸，再经脱羧和固定后，可 使葡萄糖合成柠檬酸，这样就能获得较高的糖酸转化率以质量计，葡萄糖合 成柠檬酸的理论转化率为，对水柠檬酸的理论转化率为。 在柠檬酸积累的条件下，循环已被阻断。因此，合成柠檬酸所需的草酰乙酸必须 摘要 本文从柠檬酸及其用途，总体工艺建设方案，原料及其处理，发酵及醪液处理工艺， 粗提与精制工艺蒸发结晶分离干燥等几个方面，简介工艺设计中的基本方法。在本 工程的设计中，原料处理及发酵工艺的确定。我设计了年产吨柠檬酸厂的提取车间， 完成了工艺流程和车间布置的设计。采用了玉米干法脱胚粉碎或薯干直接粉碎调浆液化 玉米液化浆压滤低压连续喷射灭菌，液体深层发酵的工艺路线。在提取精制工艺方面， 本设计提取工艺仍采用钙盐提取的工艺路线。此法工艺成熟原材料易得操作方便产 品质量稳定，而且总收率达到。设计中我尽量减少设备费用，充分提高设备和车 间空间的利用率，查阅了有关化工设备设计手册，并通过仔细计算，严格地选取设备。最 后绘制工艺流程图提取车间设备布置图，编写了详。

2、中渐渐风化，在潮湿空气中有潮解性。根据结晶条件不同，它的结晶形态有无水 柠檬酸和含结晶水柠檬酸。商品柠檬酸主要是无水柠檬酸和异柠檬酸 。异柠檬酸由低温低于的水溶液中结晶析出，经分离干燥后的产品， 分子量，熔点，密度。放置在干燥的空气中，异柠檬酸中的结晶水 会逸出风化。无水柠檬酸是在高于的水溶液中结晶析出的，分子量，密度 。异柠檬酸转变为无水柠檬酸的临界温度为士。 柠檬酸，学名羟基丙烷三羧酸，分子式。为无色透明斜方晶系晶 体颗粒，或白色结晶性粉末。无臭，有很强的酸味，味阈值为。在温暖的空气中 渐渐风化，在潮湿空气中微有潮解性。柠檬酸易溶于水，能溶于乙醇，而不溶于乙醚氯 仿苯及脂肪酸。 柠檬酸的分子结构式如下 柠檬酸发展简史 柠檬酸是种弱有机酸。它是种天然的防腐剂保守主义者,也用来增加,或酸的酸性, 尝尝食物和饮料和点心。在生物化学共轭基地柠檬酸柠檬酸钠,是很重要的,因为个 中间柠檬酸循环,并因此发生在人体的新陈代谢几乎所有活的东西。它也可作为有益于环保 清洗剂。它可以引起严重的发炎的皮肤和可能的轻度皮肤灼伤。 如今改革的浪潮扑打着整个中华大地，各行各业欣欣向荣，作为用途广泛的食品添加 剂，柠檬酸的需求日趋增长，因此我们柠檬酸的生产与研究者必须满怀信心，为推动柠檬 酸的发展贡献自己的力量。 柠檬酸的研究和生产已有年的历史。早在年，瑞典化学家首次从柠 檬汁中提出柠檬酸并结晶出固体柠檬酸。年，由鉴定出它是种含有个羟 基的三元酸。随后，在年意大利开始从果汁中用添加石灰乳的办法得到柠檬酸，从 而进行了工业化生产。到年,首先利用黑曲霉生产柠檬酸。年，美国 农业部华盛顿化学局微生物研究室主任和同事对黑曲属的许多菌株进行过普 查，发。

3、柠 檬酸的生产和进出口更加集中。目前，柠檬酸的主要产地有中国美国和西欧。柠檬酸的 主要出口国有中国奥地利捷克度缓慢。年国内市场柠檬酸消耗量为万 吨，年为万吨，年为万吨，目前为万吨。人均年消耗量约为 公斤，而发达国家人均年消耗量为公斤。些国外应用量很大的领域在我国还较少 应用，因此，大力拓展国内市场十分必要。柠檬酸在国内食品饮料中的应用前景十分广 阔。我国柠檬酸产品主要以低端产品为主，价格偏低。面对日趋激烈的市场竞争，生产企 业应加大技术投入，向下游开发高档次产品。如无水柠檬酸具有不结块利于运输贮存 和使用等特点，国外近年对无水柠檬酸需求增长迅速，是柠檬酸产品发展的方向之。此 外，我国柠檬酸深加工产品品种少，不及国外的半。目前美国药典已经收载的柠檬酸下 游产品有柠檬酸钙柠檬酸铁柠檬酸氢二胺柠檬酸铁铵柠檬酸锌等等。这些产品在 国内的生产和应用已经起步，我国企业应借此契机向精细化多元化系列化方向发展。 设计依据 毕业设计说明书新华扬生物有限公司生产实习报告书本知识及查阅的相关资料。 工艺流程设计 工艺流程设计是工艺设计的主要内容，是决定工厂的工艺计算生产设备的关键步骤。 其主要任务包括两个方面其是确定由原料到成品的各个生产过程及顺序，及说明生产 过程中物料和能量发生的变化及流向，应用了那些生物反应或化工过程及设备。其二是绘 制工艺流程图。 生产工艺流程的设计往往经历三个阶段，即生产工艺流程示意图生产工艺流程草 图生产工艺流程图。具体的说，生产方法和工艺条件的确定。在本章节中我主要是针对 工艺流程示意图的设计。 生产方法的选择 目前生产柠檬酸的主要方法有水果提取法化学合成法以及生物发酵法三种。国内生 产柠檬酸的厂家主要有安。

4、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。该方法具有设备简单，投资少 投产快，操作简单，能耗低原料粗放，产酸浓度高等优点。但也有占地面积大，劳动强 度高，发酵时间长，菌体生成量影响产酸率等缺点。 固体发酵法也属浅盘发酵法的种，是将固体原料与曲霉菌丝体混合，经过微生物的 代谢活动，将原料中的可发酵成分转化为柠檬酸。此法虽然较落后，但可利用薯渣等固体 原料进行发酵，发酵后的残渣仍可作为饲料。采用固体发酵所用仪器设备简单，投资少， 操作简便，原料粗放，发酵时间短，但其占地面积大，劳动强度大，产酸率及提取率低， 副产物多。因为该法有些优点，故有存在的价值。 深层发酵法和表面发酵的基本原理相似，只是发酵过程发生在密闭的大型发酵罐内， 菌体的生长分散在整个液体介质内。深层发酵的关键设备是发酵罐。发酵罐通常由罐体 搅拌冷却装置和空气分布器等组成。配制好的发酵原料经灭菌冷却后，将培养的优育 菌种先接种于种子罐，再转移至发酵罐。发酵期间罐内始终通入无菌空气，以增加培养基 内的溶解氧，注意控制发酵温度通气量及搅拌速度，维持菌体的生长。该方法的优 点是发酵体系为均的液体，传热传质良好设备占地面积小，生产规模大发酵速率 高，时间短产酸率高，菌体生成量小，原材料消耗低便于机械化操作发酵副产物少， 产品得率高，产品质量高等，从而使其成为当今世界生产柠檬酸的最主要的方法。 石油烃正构烷烃发酵法采用解脂。

5、丰原生化股份有限公司江苏无锡罗氏中亚柠檬酸有限公司 安徽华源生物药业有限公司湖北黄石兴华生化有限公司等近家大型企业。年生产能 力约为万吨，大部分企业使用的是生物发酵法。 水果提取法 水果提取法是早期制取柠檬酸的方法，在发酵法未出现之前，持续了大约年的时 间。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。该法是从未成 熟的柠檬柑橘等水果中压榨出果汁，然后和石灰乳混合，生成柠檬酸钙沉淀，再用硫酸 处理，得到不含杂质的柠檬酸溶液。盐溶液经浓缩结晶即可得出柠檬酸产品。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。此法成本较高，不利于投入工业化生产。 化学合成法 化学合成法使用的原料是丙酮，二氯丙酮或乙烯酮。以二氯丙酮为原料的技术路线 此法制取柠檬酸的工艺复杂，成本高，安全性低，很少使用。 生物发酵法 柠檬酸的生物发酵法有多种发酵工艺，有固体表面发酵法，表面发酵法，深层发酵法， 石油烃正构烷烃发酵法等等，目前生物发酵法主要采用前三种方法为主。使用的主要原 料有薯干，木薯，马铃薯，蜜糖，正烷烃等。还有用玉米的，小麦淀粉的水解液，制备葡 萄糖的母液等均可生产柠檬酸。无论使用何种微生物，也无论采用哪种发酵方法，柠檬 酸发酵都是好气性的，即柠檬酸发酵是好氧发酵。 表面发酵法 此法又称浅层发酵法。它是利用生长在液态培养基表面的微生物的代谢作用，将可发 酵性原料转化为柠檬酸。这种工艺出现最早，它在年首先由美国公司实 现了工业化，至今工业上仍然沿用，主要用于糖蜜原料的发酵。其工艺过程为将原料先 放入煮沸锅内加水煮沸，依次加黄血盐和二钠盐煮。

6、现很多菌种能产柠檬酸。年，比利时家工厂成功地进行了浅盘发酵法生产柠 檬酸。年，美国公司开始采用黑曲霉浅盘发酵法工业化生产柠檬酸。年， 在荷兰发表论文，他将黑曲霉培养于低的含硫酸锌氯化钾和氯化铵的糖溶液 中获得了些柠檬酸，对深层培养法的控制，提出了有力的证据。年，应 用纯蔗糖，在内发酵柠檬酸，可得到的产率，但因时间太长，未能投产。年， 和等用蔗糖培养液通入无菌空气，通气量增加，柠檬酸发酵时间 可缩短，这对柠檬酸发酵条件控制，有了进步地认识。年，美国公司，首先 成功地采用深层发酵法工业化规模生产柠檬酸。 柠檬酸存在于大于微量用各种各样的水果和蔬菜,尤其是柑桔属水果。柠檬和酸橙有特 别高的酸浓度它能构成了的干重约这些水果总帐的果汁杯。柠檬酸浓度变化对 柑橘类水果范围从组分,橘子和葡萄为组分在柠檬和酸橙。同物种,这 些价值取决于品种和环境造成的,果实成长。 解放前我国柠檬酸工业是个空白世纪年代末和年代初，我国金其荣等人进 行了柠檬酸发酵的菌种研究。年我国第家以淀粉为原料深层发酵柠檬酸成功投产的 厂是上海酵母厂。年金其荣与蚌埠柠檬酸厂共同开发了玉米去渣发酵新工艺。同年黑 龙江甘南柠檬酸厂干脱胚玉米去渣发酵工艺也成功投产。 国内外柠檬酸生产情况及展望 柠檬酸的生产始于世纪年代，最初以从柑橘中提取天然柠檬酸为主。年， 美国菲泽公司建造了全球第家以黑曲霉浅盘发酵法生产柠檬酸的工厂。此后，发酵法制 取柠檬酸逐渐取代了从柑橘中提取天然柠檬酸的方法。目前，全球柠檬酸需求量约为 万吨，并以年均的速度递增。其中，约用于饮料工业食品工业占洗涤 剂和肥皂占医药和化妆品占其他工业用途占。 自世纪以来，柠檬酸产业的竞争加剧，许多小企业纷纷退出该领域，这使全。

参考资料：

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