发布时间 : 星期日 文章年产1万吨柠檬酸的工艺设计毕业论文更新完毕开始阅读
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对总糖转化率最高已达97.28%。
20世纪70年代，上海工微所以酒精生产上所用的固体曲菌种宇佐美曲霉为出发菌，经60Co-γ射线及氮芥诱变处理，以薯干为原料进行柠檬酸菌种筛选，获得我国第一代柠檬酸生产菌——宇佐美曲霉N558，N558产酸水平6～7%，转化率70～80%，周期120小时。
采用在筛选平板培养基之中添加10%柠檬酸的方法，从土壤中筛选出野生黑曲霉628，经60Co-γ射线8～10万伦辐射之后，通过常规的变色平板即在平板之中加入0.04%的溴酚蓝，采用比较显色圈和菌落的直径等方法，选育出了黑曲霉D353，此菌种发酵产酸8～9%，转化率80～90%，周期96～120小时。
朱享政等为了将3008用于葡萄糖母液发酵，又进行了连续诱变，即用硫酸二乙酯（EDS）处理后再经Co60-γ射线辐照，根据柠檬酸高产菌株不产孢子和菌球较小的经验，筛选出了Co827菌种。Co827是我国柠檬酸发酵史上最重要的菌种之一，一直沿用至今，发酵产酸13%～14%，转化率95%以上，发酵周期64小时。 1.4.2 因地制宜调整原料结构
目前工业上使用的原料主要有以下几种：
薯类：甘薯、木薯、马铃薯、甘薯干、木薯干、马铃薯干、薯渣 谷类：玉米、小麦或小麦面粉、大米 淀粉：各种谷类、薯类等加工成的淀粉
糖类：蔗糖、甜菜糖及其糖蜜，由淀粉水解而得到的各种单糖、双糖 1.4.3 装备情况大为改观
设备趋于大型化、连续化、自动化。最大的喷环式好氧发酵罐的容积已达400m3，各种形式的带式过滤机已广泛应用，多效蒸发、连续结晶设备已实现国产化。工艺控制水平大幅提高，多数工厂已建立了自动化监控系统和完善的计量网络。 1.4.4 提取工艺取得突破性进展
传统的钙盐提取法，劳动强度大，消耗大量的化学品，并产生大量的硫酸钙废渣，对环境造成污染，收率低，影响产品质量，形成巨大的成本开支，制约了柠檬酸行业的发展。取代钙盐法的柠檬酸提取新工艺已取得初步成功。中科院生态环境研究中心秦涛等研究成功了连续色谱离交工艺，1998年在安徽皁阳制药厂建成了2000吨/年生产线。
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2总体工艺方案
2.1 引言
目前，在国内外柠檬酸生产技术路线中液体深层发酵、钙盐提取技术仍是柠檬酸工业生产中的主导工艺路线。随着生物工程及其下游技术的发展，精料、高糖发酵正成为柠檬酸发酵工艺的发展趋势，萃取工艺及色谱(树脂)分离技术也在柠檬酸提取精制工艺中得到进一步的研究和发展。就目前柠檬酸发酵技术情况看，以玉米为原料的柠檬酸精料发酵已在国内得到较广泛的应用。玉米原料经初步的脱胚后，磨粉液化制成发酵精料，使后续产品回收率提高近5个百分点，同时为精料高糖发酵打下了较好的开发基础。另一方面，玉米处理的糖渣及胚芽等副产品收入又降低了玉米原料的成本。
在本设计中，原料处理及发酵工艺的确定，既要结合当地原料特性，也要考虑甲方已有的技术实力，使其生产技术路线不仅适应以薯干为原料的生产需要，也满足以玉米作为精制原料生产的要求。因而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，溶媒法生产工艺因其生产技术、溶媒回收、生产成本、产品质量及产品的市场接受关念等多方因素，一直未形成大的工业生产方式，而色谱(树脂)分离技术却有一定发展。从MESSO公司与美国ASTU公司对中国柠檬酸工程的技术报价资料看，利用Reillex HP树脂，采用ISEP连续法分离柠檬酸，在产品达标的情况下，具有生产成本低、三废排放少、生产过程简化等优势，但该装置对醪液中的残糖、胶体、蛋白质等有机杂质及阴阳离子等有一定限制，对柠檬酸发酵醪液特性及预处理工艺有较高要求，其“可操作性必需通过现场使用原始发酵醪液试验后，方可得到证实。”
由于上述原因，并结合本设计多方面的具体情况，本着工艺合理先进的原则,在本工程提取工艺中仍确定采用钙盐提取的总体工艺方案。且在中和工艺上,结合原料特点、水资源状况、污水排量及产品收率等情况,在考虑机械输送、负压除尘、螺旋无级变频投料的前提下选用干法中和工艺。在后续工序上则以目前国内外普遍采用的离交纯化、蒸发结晶、分离干燥为其基本工艺过程。
在生产过程的自动控制方面，以经济可靠为原则，利用医用抗生素大型发酵系统微机控制技术，结合行业特点，重点对发酵温度、PH值、罐压、通风量及机械运行状况实施微机监控管理；对蒸发结晶系统的蒸汽流量、罐温、罐压(真空度)、
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物料回流量等实行自动控制，从而使工程整体技术装备从硬件到软件，都上升到一个新的技术水平。
综上所述，在本设计中，“工艺合理、成熟，设备先进、适用，投资成本低”是我们确定生产技术方案中应当遵循的最基本原则。
根据这一原则，确定本设计在原料处理以后的工艺流程如图2-1所示。
图2-1柠檬酸的生产工艺流程图 由图2-1可见，其生产工艺的基本过程是：
——在接收糖浆后，根据糖浆组成作适当的处理或配制，配成发酵原料，进行连续杀菌并冷却后，进入发酵罐加入菌种及净化压缩空气进行发酵； ——发酵液经升温、过滤处理后，进入中和罐加CaCO3中和处理；
——再经过过滤洗涤，得到柠檬酸钙固体，送入酸解罐，再加H2SO4酸解，并加
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入活性炭脱色；
——然后，通过带式过滤机过滤、酸解过滤，除去CaSO4及废炭； ——酸解过滤液经离子交换处理后，进行蒸发、浓缩，再进行结晶；
——结晶后，用离心机进行固液分离，对得到的湿柠檬酸晶体进行干燥与筛选，最后得到成品的柠檬酸。
2.2 原料及其处理
2.2.1 原料
目前，国内外生产柠檬酸的基本原料分为两类：淀粉类与糖蜜类。
关于淀粉类原料，过去，我国长期仅仅使用各种薯干，如：马铃薯、甘薯、木薯等，技术比较成熟。此次1万吨／年柠檬酸项目的工艺设计拟以薯干作为主要原料。 2.2.2 原料的处理
在本设计中，对原料的基本处理工艺方法是：采用薯干直接粉碎调浆、液化、(玉米液化浆)压滤。结合一些实际条件，原料的处理由备料车间来完成。 ①原料的运输与贮存
薯干原料，由汽车运至厂区，经过计量后，按包装形式的不同(袋装或散装)，暂存于平仓中。存于平仓中的薯干,采用平仓散装(或者袋装)贮存输送设备，输送到备料车间内。 ②原料的处理
根据发酵的要求，对两种不同的原料分别处理：
——对薯干原料，采用直接粉碎、磨粉、调浆、液化、连续灭菌的处理方法； 以薯干原料生产时，根据我国薯干粗料的特征，发酵工艺要求将薯干从平仓运至备料车间，经过磁选装置除去原料中含铁杂质，以保护设备。然后进入粗粉碎机，将薯干先轧成1—3cm大小的小块，以提高磨粉机的效率，便于物料的输送。粗碎后，由斗式提升机提送至中间粉仓，由粉仓落入磨粉机粉碎，粉碎后进入粉仓再经计量送至配料罐。配料罐内加水调浆，同时加入一淀粉酶升温液化。液化完成后送至连消装置连续灭菌，再送至发酵车间。
2.3 发酵及醪液处理工艺
2.3.1 工艺与工程
根据总体工艺技术路线，采用好气液体深层发酵技术生产柠檬酸，成熟醪经处理过滤后，为后续工艺提供符合要求的清洁醪液。
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