一种提升柠檬酸菌丝渣脱水性能的方法技术

本发明专利技术属于生物化工领域，具体涉及一种提升柠檬酸菌丝渣脱水性能的方法，包括如下步骤：(1)经一次板框压滤后的柠檬酸菌丝渣1加水混合调配浆液；(2)向菌丝渣浆液中添加氢氧化钠，调节浆液pH至3

【技术实现步骤摘要】
一种提升柠檬酸菌丝渣脱水性能的方法


[0001]本专利技术属于生物化工的
中，具体涉及一种提升柠檬酸菌丝渣脱水性能的方法。

技术介绍

[0002]柠檬酸可用于食品、饮料、医药等工业领域，作为酸味剂、调味剂及防腐剂、保鲜剂、医药辅料；在化工行业、化妆品行业及洗涤行业中用作抗氧化剂、增塑剂、洗涤剂等；柠檬酸能形成很广泛的盐，这些盐可以在工业中作为掩蔽剂和抗凝血保护剂，也可用于酿造、注射液、摄影药品和电镀等领域；柠檬酸也可与许多醇生成酯类，如丁酯、三乙酯和乙酰基三丁酯，这些酯可用于塑料膜增塑剂。
[0003]以玉米为原料发酵生产柠檬酸，发酵结束后发酵液经一次压滤，滤渣即为柠檬酸菌丝渣，主要由未完全粉碎的玉米渣和黑曲霉菌丝球构成。柠檬酸菌丝渣作为发酵生产柠檬酸的副产品，是从玉米原料中低温制取的高蛋白产品，同时含有丰富的氨基酸、维生素及促进生长代谢的各种微量元素用于配合饲料作原料或动物饲喂，适口性强，可增加喂养动物的蛋白摄入。
[0004]目前常用的生产柠檬酸的方法为钙盐法，在钙盐法提取柠檬酸工艺中，经一次压滤后的柠檬酸菌丝渣加水调配成浓度适宜的浆液，将该浆液进行二次压滤。但是该工艺中的二次压滤存在压滤速度慢，易堵塞滤布，滤后含水率高，后续烘干蒸汽消耗量大，滤布清理频繁等问题，造成成本较大、需要较多的人力物力。

技术实现思路

[0005]针对目前存在的问题，本专利技术提供了一种提升柠檬酸菌丝渣脱水性能的方法，该方法通过添加氢氧化钠调整浆液pH，能有效降低12
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15％的含水率(由原来的75％左右降低至60
‑
63％)，过滤速度提升15％
‑
20％，滤布更容易清洗，压滤后菌丝渣粘度降低、更容易打散和烘干脱水，本专利技术工艺简单，且能有效降低含水率，提升过滤速度，提高菌丝渣烘干效率，降低副产品菌丝渣烘干蒸汽消耗20％以上。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种提升柠檬酸菌丝渣脱水性能的方法，包括如下步骤：
[0008](1)经一次板框压滤后的柠檬酸菌丝渣1加水混合调配浆液；
[0009](2)向菌丝渣浆液中添加氢氧化钠，调节浆液pH至3
‑
6，充分混匀后经二次板框压滤，滤渣即为柠檬酸菌丝渣2。
[0010]优选地，步骤(1)中柠檬酸菌丝渣1与水的质量比为1：3
‑
4，该浆液调配比例中柠檬酸洗脱效果好且易于二次压滤。
[0011]优选地，步骤(1)中调配使用的水温为50
‑
60℃，该温度下柠檬酸溶解度较高且洗脱效果较好。
[0012]优选地，步骤(2)中添加氢氧化钠的质量为柠檬酸菌丝渣质量的2％
‑
8％，使用氢
氧化钠调整提升pH至3
‑
6时，脱水性能提升效果显著，继续添加氢氧化钠脱水性能提升不明显，不符合经济效益，添加的氢氧化钠过少，不能达到所要求的pH时，脱水性提升效果较差甚至起不到相应的效果。
[0013]优选地，步骤(2)中添加氢氧化钠后搅拌混匀20分钟以上，避免局部浆液pH过高或过低，直接影响过滤效果，影响脱水效果。
[0014]优选地，经二次压滤后得到的柠檬酸菌丝渣2含水率为60％
‑
63％。
[0015]优选地，步骤(2)中将压滤得到的产品进行干燥，干燥温度为150
‑
160℃，干燥方法采用蒸汽干燥。
[0016]优选地，步骤(1)中一次板框压滤后的柠檬酸菌丝渣1的水分含量为74.6
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75.4％，蛋白含量为4.52
‑
5.22％。
[0017]优选地，步骤(2)中二次板框压滤的压力为0.7
‑
0.8Mpa，在该压力下二次压滤速度较快且能耗相对较低
[0018]二次压滤的目的一方面是为了洗脱菌丝渣上附着的柠檬酸，另一方面是为了有效脱水，有利于后续的干燥。本专利技术在二次压滤前的先调浆，再加入氢氧化钠，氢氧化钠会和一部分柠檬酸反应，生成柠檬酸钠，但由于柠檬酸钠溶解度极高，会随滤液进入后续中和工序，在后续中和工序中添加碳酸钙或氯化钙可将该部分柠檬酸根置换出来，生成柠檬酸钙，不会影响柠檬酸收率，而少量的钠离子也不会影响柠檬酸钙的结晶过程，这样就有效除掉了附着在菌丝渣上的柠檬酸，且不影响柠檬酸的收率；柠檬酸菌丝渣中蛋白质含量极高，而提升浆液pH能有效提升蛋白质的絮凝性，进而提升脱水性能，由于一次压滤后的柠檬酸菌丝渣中蛋白质含量极高，而蛋白质在极酸性条件下内部结构发生异常变化(部分埋藏在蛋白质分子内部的羧基、羟基等基团离子化，暴漏在水中，造成多肽链散开)，外在表现即为粘度上升，粘度较大，不易于絮凝成大颗粒，且粘度较大易于堵塞滤布，pH诱导的蛋白质变性大多是可逆的，而加入氢氧化钠提升菌丝渣浆液pH可以有效降低蛋白质的粘性，提高絮凝性，易于絮凝成大颗粒，且降低粘度后，使得不易于堵塞吕布，因此通过调整pH可有效提升脱水性能；同时在菌丝渣浆液中引入钠，也会促进蛋白质疏水基团暴露，进而提升脱水性能。
[0019]同时考虑到实际生产中的经济效益，首选价格便宜且易获得的碱性试剂，选择氧化钙或氢氧化钙，由于柠檬酸钙溶解度极低，在二次压滤前调浆过程中加入氧化钙或氢氧化钙会使浆液中的柠檬酸与钙离子反应生成柠檬酸钙沉淀，经二次压滤后，柠檬酸钙会随柠檬酸菌丝渣进入到滤渣中，导致柠檬酸的实际收率降低；而选用碳酸钠时，碳酸钠与柠檬酸反应会生成大量二氧化碳，大量气体产生会增加浆液粘度，增加脱水难度，压滤速度慢，易堵塞滤布，滤后含水率高，后续烘干蒸汽消耗量大，滤布清理频繁等问题。因而，本专利技术选用氢氧化钠，即可有效除掉了附着在菌丝渣上的柠檬酸，不影响柠檬酸的收率，同时脱水性能提升效果显著，继续添加氢氧化钠脱水性能提升不明显，不符合经济效益。
[0020]本专利技术的有益效果如下：
[0021]a)该方法二次压滤得到的柠檬酸菌丝渣水分较原来低12％
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15％，且粘度低，更易打散干燥，有利于提高菌丝渣烘干效率，降低烘干蒸汽消耗量20％以上；
[0022]b)该方法调配的浆液粘性有所下降，不易于堵塞滤布，有利于降低滤布的换洗频次，且滤布更易清洗；
[0023]c)该方法过滤柠檬酸菌丝渣的时间较原来可缩短15％
‑
20％，可提高过滤效率；
[0024]d)该方法调配浆液时添加氢氧化钠生成的产物为柠檬酸钠，在后续柠檬酸提纯的中和工序中，可使用氯化钙将其置换为柠檬酸钙，不会影响柠檬酸收率。
具体实施方式
[0025]以下通过实施例形式的具体实施方式，对本专利技术的上述内容做进一步的详细说明，但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本专利技术上述内容所实现的技术均属于本专利技术的范围，除特殊说明外，下述实施例中均采用常规现有技术完成。
[0026]实施例1
[0027]一种提升柠檬酸菌丝渣脱水性能的方法：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提升柠檬酸菌丝渣脱水性能的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)经一次板框压滤后的柠檬酸菌丝渣1加水混合调配浆液；(2)向菌丝渣浆液中添加氢氧化钠，调节浆液pH至3
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6，充分混匀后经二次板框压滤，滤渣即为柠檬酸菌丝渣2。2.根据权利要求1所述的一种提升柠檬酸菌丝渣脱水性能的方法，其特征在于，步骤(1)中柠檬酸菌丝渣1与水质量比为1：3
‑
4。3.根据权利要求1所述的一种提升柠檬酸菌丝渣脱水性能的方法，其特征在于，步骤(1)中步骤(1)中调配使用的水温为50
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60℃。4.根据权利要求1所述的一种提升柠檬酸菌丝渣脱水性能的方法，其特征在于，步骤(2)中添加氢氧化钠的质量为柠檬酸菌丝渣质量的2％
‑
8％。5.根据权利要求1所述的一种提升柠檬酸菌丝渣脱水性能的方法，其特征在于，步骤(2)中添加氢氧化钠后搅拌混匀20分...

【专利技术属性】
技术研发人员：高晓彤，周昊，严玲玲，卢世涛，王有旭，臧彦省，
申请(专利权)人：日照金禾博源生化有限公司，
类型：发明
国别省市：