生产柠檬酸的原材料是什么
目前工业生产柠檬酸使用的原料主要有以下几种:
1.农产品
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、糊精、饴糖,葡萄糖母液
2.正烷烃(工艺不成熟)
主要是 10~20 碳较多的石油馏分我国自 1960 年建立第一个用糖蜜为原料的柠檬酸工厂后,发展缓慢,尤其是广东湛江引进的以糖蜜为原料的工厂失败后,国内已基本没有以糖蜜为原料生产柠檬酸的工厂。我国从 70 年代开始,天津、上海、沈阳等地对假丝酵母利用正烷烃发酵柠檬酸的研究先后获得进展,并在天津建厂投产,但由于工艺不成熟和生产很不稳定,产品毒性问题也没有解决,因此未能推广。
薯干发酵,玉米发酵和木薯发酵
传统的柠檬酸生产主要以薯干为原料直接发酵生产柠檬酸,由于原料粗放,不添加任何氮源和无机盐及产酸促进剂,产酸一般在 12%~13%之间,转化率为 95%。发酵醪较粘稠,设备利用率较低,而且成熟发酵醪中除了含有柠檬酸外,尚含有大量的杂质,给后提取和产品质量的提高带来困难。近年来由于薯干大幅度涨价,且掺杂使假严重,使得一些柠檬酸生产企业难以承受。
玉米去渣发酵工艺从 1995 年开始被一些原料产地厂家所使用,该工艺克服了薯干原料的某些弊端,为农副产品深加工找到一条出路。但产酸水平比较低,在 11%左右,发酵粮耗比薯干高 15%左右,转化率低于薯干 3~5 个百分点而且增加了液化后过滤这一环节,增加了能耗,大量滤渣处理起来也比较困难。
为了克服薯干、玉米等原料发酵的缺点,探寻多种原料途径,采用进口木薯发酵是比较理想的途径之一。采用木薯生产柠檬酸,既克服了薯干原料的质量问题,同时也减少了用玉米粉生产柠檬酸时糖化、过滤等环节,缩短了辅助时间,节约了能源。发酵产酸可达 14%以上,转化率、发酵周期等都比薯干原料要强。因此已被广泛采用。
柠檬酸生产有两条途径
一条是以淀粉及糖类为原料,像玉米、薯干、大米、稻谷、芋艿甚至秸秆等用微生物发酵方法来制取;1891年德国Wehme氏首次发现青霉能够生成柠檬酸,但因污染及发酵工艺等问题未能工业化生产。1916年美国Thorn发现黑曲霉可产生柠檬酸,同年Currie利用黑曲霉进行浅盘发酵法工业化生产柠檬酸,并在比利时建立了首家工厂。
一种柠檬酸生产工艺。利用大米为原料,将大米磨成米浆加入高温液体淀粉酶,过滤,接入种子罐发酵,过滤,加入碳酸钙中和,调酸、脱色、离交、浓缩、结晶、烘干,制得柠檬酸。
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。