[发明专利]一种柠檬酸发酵液预处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及发酵法生产有机酸的处理技术领域，尤其涉及一种柠檬酸发酵液预处理方法。

背景技术

柠檬酸是一种重要的有机酸，在工业、食品业、化妆业等具有极广泛的用途。现阶段我国柠檬酸生产工艺一般以黑曲霉为菌种采用深层发酵法生产柠檬酸并用钙盐提取法提纯。发酵完成后，迅速进行高温加热杀菌处理，杀灭黑曲霉，然后通过板框过滤，去除黑曲霉菌丝体及其他固体残渣，得到的澄清发酵液用于一次中和反应，采用钙盐法(氢钙工艺)进一步提取柠檬酸。对发酵结束后的发酵液进行加热杀菌处理，有几方面原因：发酵完成后，柠檬酸含量已经达到最高，迅速杀灭黑曲霉，能够防止黑曲霉继续利用柠檬酸进行新陈代谢；使黑曲霉细胞破裂，释放细胞内的少量柠檬酸；通过高温使发酵液中的蛋白质变性凝固，黏度降低，提高板框过滤速度；钙盐法一次中和反应也需要较高的反应温度，约为55℃～60℃。该工艺过程的缺陷在于柠檬酸发酵过程温度在35℃～40℃之间，发酵结束后采用热杀菌处理发酵液并采用钙盐法提取柠檬酸，需要首先将发酵液温度升高至约70℃，消耗大量的热能，虽然可以通过换热对这部分热量进行回收，但是回收换热效率不可能达到100％，必然会造成一部分能量损失；而且板框过滤需要拆卸清洗滤布等人工操作，运行效率相对较低。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

发明内容

针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种柠檬酸发酵液预处理方法，通过处理对柠檬酸发酵液起到杀菌和过滤的作用，其能够截留黑曲霉细胞菌丝体和悬浮的固体杂质以及其他大分子物质，能够使得净化后的柠檬酸发酵液酸度高于16％，浊度低于8NTU，使最终菌体死亡率达到99.5％以上陶瓷膜微滤在 高压脉冲单向直流电场的电场强化作用下，膜的过滤性能有所改善，抗污染性能增加，同时渗透通量大大增加。

为了实现上述目的，本发明提供一种柠檬酸发酵液预处理方法，其包括以下步骤：步骤a：将发酵后的柠檬酸发酵液进行低温热处理，使柠檬酸发酵液达到预定温度。步骤b：将低温热处理后的柠檬酸发酵液通过电场错流膜过滤装置过滤杀菌处理，所述电场错流膜过滤装置由高压脉冲电场与陶瓷膜结合组成。

根据本发明的柠檬酸发酵液预处理方法，所述步骤a中，所述低温热处理用高效换热器实现，所述高效换热器为螺旋板式换热器、螺旋扁管换热器或两相流喷射式热交换器中的任一种。

根据本发明的柠檬酸发酵液预处理方法，所述步骤a中，所述预定温度为55℃～65℃。

根据本发明的柠檬酸发酵液预处理方法，所述步骤a中，所述预定温度60℃。

根据本发明的柠檬酸发酵液预处理方法，所述步骤b中，所述高压脉冲电场为单向直流电场，其电场强度在80kv/cm～120kv/cm之间，脉冲频率在90Hz～130Hz之间，脉冲宽度在2μs～20μs之间，处理时间在10s～60s之间。

根据本发明的柠檬酸发酵液预处理方法，所述高压脉冲电场为单向直流电场，其电场强度在90kv/cm～110kv/cm之间，脉冲频率为110Hz，脉冲宽度在5μs～20μs之间，处理时间在15s～55s之间。

根据本发明的柠檬酸发酵液预处理方法，所述高压脉冲电场为单向直流电场，其电场强度为100kv/cm，脉冲频率为115Hz，脉冲宽度为11μs，处理时间为40s。

根据本发明的柠檬酸发酵液预处理方法，所述步骤b中，所述陶瓷膜为微滤膜。

根据本发明的柠檬酸发酵液预处理方法，所述步骤b中，所述陶瓷膜过滤的构造为板框式过滤、管式过滤或多通道式过滤中的任一种。

本发明通过该柠檬酸发酵液预处理方法，其包括以下步骤：将发酵后的柠檬酸发酵液进行低温热处理，使柠檬酸发酵液达到预定温度。再将达到预定温度的柠檬酸发酵液通过电场错流膜过滤装置过滤杀菌处理，电场错流膜过滤装置由高压脉冲电场与陶瓷膜结合组成，陶瓷膜微滤膜在高压脉冲单向直流电场的电场强化作用下，膜的过滤性能有所改善，抗污染性能增加，同时渗透通量 大大增加，通过处理能够截留黑曲霉细胞菌丝体和悬浮的固体杂质以及其他大分子物质，使最终菌体死亡率达到99.5％以上，使得净化后的柠檬酸发酵液酸度高于16％，浊度低于8NTU。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种柠檬酸发酵液预处理方法，包括以下步骤：