一种柠檬酸发酵过程中草酸的去除方法技术

本发明专利技术公开了一种柠檬酸发酵过程中草酸的去除方法，以玉米为原料利用黑曲霉优良菌株进行发酵后获得发酵醪液，在发酵醪液中加入碳酸钙浆液，使之与草酸反应，利用草酸、柠檬酸与碳酸钙反应终点时pH的不同，在线自动控制pH确定草酸与碳酸钙的反应终点，并通过控制操作总时间的方法去除草酸。本发明专利技术在工业生产中简单且易于操作控制，降低了能耗及成本，草酸去除率高，提高了柠檬酸产品的质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种草酸的去除方法，尤其涉及一种柠檬酸生产中去除草酸的方法。
技术介绍
柠檬酸，学名2-羟基丙烷-1，2，3-三羧酸，分子式C6H8O7 (无水物)，是一种广泛地应用于食品，医药和化工领域的有机酸。随着经济的发展，各行各业对柠檬酸的需求量将稳步上升，当然各企业面对的挑战与机遇也越来越多。主要用于食品工业、医药业、化学工业，并且在电子、纺织、石油、皮革、建筑、摄影、塑料、铸造和陶瓷等工业领域中也有十分广阔的应用。工业生产柠檬酸主要以微生物发酵为主，比较成熟的方法是利用黑曲霉将糖质原料玉米发酵以生产柠檬酸，发酵过程中在黑曲霉作用下会产生副产物草酸，其影响柠檬酸及其盐的质量。目前草酸的去除主要采用离子交换树脂、色谱法等仪器设备，其不足之处在于:使用的设备昂贵、利用率低、能耗高、维护成本高、使用寿命及承载量有限等，并且对柠檬酸产品的质量有着一定的影响 。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出了，在发酵醪液中加入碳酸钙浆液，使之与草酸反应，利用草酸、柠檬酸与碳酸钙反应终点时PH的不同，在线自动控制PH确定草酸与碳酸钙的反应终点，并通过控制操作总时间的方法去除草酸。本专利技术在工业生产中简单且易于操作控制，降低了能耗及成本，草酸去除率高，提高了柠檬酸产品的质量。，在玉米经过微生物发酵获得的发酵醪液中加入碳酸钙浆液，使之与草酸反应，利用草酸、柠檬酸与碳酸钙反应终点时PH的不同，在线自动控制PH确定草酸与碳酸钙的反应终点，并通过控制操作总时间的方法去除草酸。所述柠檬酸发酵过程中草酸的去除方法，具体的操作步骤如下: (1)将玉米经过微生物发酵获得的发酵醪液加热至60-70°C，过滤，得滤液； (2)将碳酸钙与水以重量比为30-50:100的比例调成浆液； (3)将步骤(2)所得浆液加入到步骤(1)所得滤液中，搅拌，当pH值为3.5-4.5时为反应终点，停止衆液的加入，得反应液； (4)将珍珠岩与水以重量比为1-4:100的比例调成珍珠岩浆液； (5)将步骤(4)所述珍珠岩浆液均匀涂布在板框压滤机的滤布上，然后将步骤(3)所得反应液打入板框压滤机过滤，得滤液，即为去除草酸。本专利技术步骤(1)所述的发酵醪液是玉米经过常规微生物发酵生产柠檬酸时所获得的，为保证糖酸的转化率，以g/100mL计，当发酵罐正常产酸每小时不超过0.1%，还原糖不超过1.0%，这时获得的发酵醪液即为步骤(1)所述的发酵醪液，含有柠檬酸、草酸、残糖、蛋白质、黑曲霉菌丝体和少量不溶悬浮物；更进一步，其中以g/100mL计，步骤(1)所述发酵醪液中柠檬酸的含量为15-19%，草酸的含量为0.3-0.5%，残糖的含量为0.5-1.0%，蛋白质的含量为0.3-0.5%，以此判断发酵过程结束。步骤(1)将发酵醪液加热至60-70°C。之所以对发酵醪液进行热处理，其作用在于:(1)杀灭黑曲霉菌丝体，防止柠檬酸进一步代谢，终止发酵；(2)使蛋白变性而絮凝，降低料液的粘度，利于过滤；(3)使黑曲霉菌丝体中的部分柠檬酸释放出来。但是此过程中的加热温度并不是越高越好，温度过高，会使黑曲霉菌丝体破裂而自溶，释放出菌体自身的蛋白质，反而使料液粘稠度增加，颜色变褐，对后续去除草酸带来很大的困难。因此，将发酵醪液热处理温度确定在60-70°C之间。步骤(1)中所述过滤采用是板框压滤机，与步骤(5)所用板框压滤机均为市售产品，型号为J200/1250，采购于河北景县板框压滤机厂，其滤布为0.5目，5_厚。步骤(1)中所述过滤的时间为25min，压力为0.5 MPa。步骤(1)所述过滤将去除热处理后所得发酵醪液中的黑曲霉菌丝体、杂蛋白和少量不溶悬浮物；步骤(1)所述滤液中含有柠檬酸、草酸和残糖。本专利技术的专利技术点之一是采用碳酸钙去除草酸，其关键在于碳酸钙浆液的浓度，步骤(2)所述碳酸钙为食品级轻质碳酸钙，将碳酸钙与水以重量比为30-50:100的比例调成浆液。若该浆液浓度过高，流动性差，对设备及管道要求较为严格，且浆液浓度过高，较易造成草酸与碳酸钙的反应较为剧烈，不仅影响草酸钙的形成，而且还会导致部分柠檬酸与其发生反应产生柠檬酸钙，从而降低柠檬酸的收率；但如果浓度过低，则会增加水耗和后序工序的处理成本。因此将碳酸钙与水以重量比为30-50:100的比例调成浆液，优选重量比为35::1OO0由于柠檬酸和草酸都会与碳酸钙发生反应，但是在柠檬酸和草酸二者同时存在时，草酸先与碳酸钙反应，草酸彻底反应完全之后，柠檬酸才会与碳酸钙发生反应。因此，为了避免柠檬酸与碳酸钙反应，必须严格控制反应终点的PH和总的过滤时间。步骤(3 )采用碳酸钙与草酸反应生成草酸钙，草酸钙不溶于水，再采用步骤(5 )过滤以除去草酸，从而提高柠檬酸产品的纯度，提高产品竞争力，因此反应终点PH值的确定对产品的纯化起着决定性的作用。步骤(3)所述反应终点的控制是通过pH值来确定的，当PH值为3.5-4.5时即为反应终点，此时停止碳酸钙浆液的加入，其pH值是通过pH在线监测设备来显示，从而通过控制PH值来控制反应终点，以去除草酸，从而提高柠檬酸产品的纯度，提高产品竞争力。本专利技术正是利用草酸、柠檬酸与碳酸钙反应时PH的不同，也就是说在PH值为3.5-4.5时，柠檬酸与碳酸钙不反应。若pH值过高，草酸去除率越高，但是反应过程中柠檬酸也会更多的参与该反应，产生难溶物柠檬酸1丐，降低柠檬酸的收率；若pH过低，碳酸钙加入量少，不能保证草酸有效的去除，因此基于这两点考虑，将反应终点的PH值控制为3.5-4.5，草酸去除率及柠檬酸收率均可得到有效的平衡，所以本专利技术的关键点也在于草酸与碳酸钙反应终点PH值的控制。步骤(4 )所述珍珠岩是市售产品，堆积密度为90g/cm3，硬度800，由于其性状为比重轻且不规则的条形固体粉末状，所以需要加水调浆后才能使用，本专利技术将珍珠岩与水以重量比为1-4:100的比例调成珍珠岩浆液，优选重量比为1-2:100。所述珍珠岩在过滤过程中可以起到架桥作用，保持较高空隙率，增加有效过滤面积，提高板框的过滤效率。若珍珠岩浆液浓度越高，则涂布在滤布上的厚度就会越厚，滤液越清，过滤效果越好，但是这样会提高过滤压力及设备的承受能力，延长过滤时间，降低设备的利用率；若珍珠岩浆液浓度较低，滤布上的珍珠岩涂层越薄，会降低滤液质量，影响过滤效果。为了减少柠檬酸参与该反应，步骤(3)所述反应时间与步骤(5)所述过滤时间总和为15-30min。专利技术人发现步骤(3)所述反应时间、步骤(5)所述过滤时间的长短对柠檬酸的收率基本无影响，因此，只需控制总的时间即可。步骤(5)所述过滤的压力为0.5MPa。步骤(5)中所述过滤过程滤掉了草酸与碳酸钙反应生成的草酸钙沉淀、蛋白质等大分子物质，草酸去除率高达99%以上，步骤(5)中所得滤液即为去除草酸。本专利技术将玉米经过微生物发酵获得的发酵醪液，加入碳酸钙浆液，利用草酸、柠檬酸与碳酸钙反应终点时PH的不同，在线自动控制pH值确定草酸与碳酸钙的反应终点，并通过控制反应和过滤的总时间来去除草酸。本专利技术在工业生产中简单且易于操作控制，降低了能耗及成本，草酸去除率高，提高了柠檬酸产品的质量。【具体实施方式】实施例1 ，具体的操作步骤如下: (1)将玉米经过微生物发酵获得的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柠檬酸发酵过程中草酸的去除方法，其特征在于：具体的操作步骤如下：（1）将玉米经过微生物发酵获得的发酵醪液加热至60?70℃，过滤，得滤液；（2）将碳酸钙与水以重量比为30?50：100的比例调成浆液；（3）将步骤（2）所得浆液加入到步骤（1）所得滤液中，搅拌，当pH值为3.5?4.5时为反应终点，停止浆液的加入，得反应液；（4）将珍珠岩与水以重量比为1?4:100的比例调成珍珠岩浆液；（5）将步骤（4）所述珍珠岩浆液均匀涂布在板框压滤机的滤布上，然后将步骤（3）所得反应液打入板框压滤机过滤，得滤液，即为去除草酸。

【技术特征摘要】
1.一种柠檬酸发酵过程中草酸的去除方法，其特征在于:具体的操作步骤如下: (1)将玉米经过微生物发酵获得的发酵醪液加热至60-70°C，过滤，得滤液； (2)将碳酸钙与水以重量比为30-50:100的比例调成浆液； (3)将步骤(2)所得浆液加入到步骤(1)所得滤液中，搅拌，当pH值为3.5-4.5时为反应终点，停止衆液的加入，得反应液； (4)将珍珠岩与水以重量比为1-4:100的比例调成珍珠岩浆液； (5)将步骤(4)所述珍珠岩浆液均匀涂布在板框压滤机的滤布上，然后将步骤(3)所得反应液打入板框压滤机过滤，得滤液，即为去除草酸。2.根据权利要求1所述的柠檬酸发酵过程中草酸的去除方法，其特征在于:步骤(1)所述发酵醪液中以g/100mL计,柠檬酸的含量为10-12%,草酸的含量为0.3-0.5%,残糖的含量为 0.5-1.5%o3.根据权利要求1所述的柠檬酸发酵过程中草酸的去除方法，其特征在于:步骤(1)中所述过滤的时间为25min，压力为0....

【专利技术属性】
技术研发人员：寇光智，李昌涛，赵世杰，周一江，秦绪斌，焦光明，
申请(专利权)人：日照鲁信金禾生化有限公司，
类型：发明
国别省市：