精制無水檸檬酸生產(chǎn)工藝規(guī)程

1.3.31.3.3包裝貯存要求：1.3.31.3.3包裝貯存要求：1.1.3.21.1.3.2化學性質(zhì)：無水檸檬酸生產(chǎn)工藝規(guī)程產(chǎn)品概述產(chǎn)品名稱、化學結構、理化性質(zhì)產(chǎn)品名稱法定名稱：無水檸檬酸（英文名CitricAcidAnhydrous）學名：3-羥基-3-羧基戊二酸其它名稱：枸櫞酸分子式、結構式：C6H8O7CH2—COOHHOJc—COOHCH2-COOH理化性質(zhì)物理性質(zhì)檸檬酸為無色半透明晶體或白色顆?；虬咨Y晶性粉末,無臭、味極酸,易溶于水和乙醇，水溶液顯酸性。檸檬酸結晶形態(tài)因結晶條件不同而不同，有無水檸檬酸C6H8O7也有含結晶水的檸檬酸2C6H8O7.H2O、C6H8O7.H2O或C6H8072H2O。本公司產(chǎn)品無水檸檬酸是由36.6℃以上水溶液中結晶析出，經(jīng)分離干燥后的產(chǎn)品，分子量192.13,熔點153℃,密度d420=1.6650。在干燥空氣中易風化。無水檸檬酸晶體形態(tài)為單斜晶系的棱柱形-雙棱錐體。檸檬酸是一種較強的有機酸，有3個H+可以電離；加熱可以分解成多種產(chǎn)物，與酸、堿、甘油等發(fā)生反應。用途：檸檬酸在食品工業(yè)上廣泛用作酸味劑、增溶劑、緩沖劑、抗氧化劑、除腥臭劑、螯合劑等。醫(yī)藥工業(yè)上廣泛用檸檬酸及其鹽類，檸檬酸鹽用于補充相應的元素時，具有溶解度高、生理寬容性大，酸根直接被吸收而無積留等優(yōu)點。檸檬酸及其鹽類和衍生物在化學工業(yè)中廣泛用作緩沖劑、催化劑、激活劑、增塑劑、螯合劑、清洗劑、吸附劑、穩(wěn)定劑、消泡劑。檸檬酸及其鹽類在印染、原子能工業(yè)、石油開采、建筑工業(yè)、鑄造工業(yè)、皮革工業(yè)等行業(yè)中也有廣泛的用途。質(zhì)量標準：產(chǎn)品質(zhì)量標準本產(chǎn)品質(zhì)量執(zhí)行GB、BP93、BP98、USP23、USP24、E330等標準或根據(jù)客戶需要生產(chǎn)。包裝規(guī)格：出口檸檬酸系定量包裝商品，一般25kgs或1000kgs為一包裝袋。特別情況根據(jù)用戶要求包裝。每件實衡凈重與規(guī)定凈重的差重幅度定在4%。以下，鑒重時按規(guī)定比例抽查，抽查部分總凈重與規(guī)定總凈重差重幅度在2%。以內(nèi)。3.13.1工藝過程原理檸檬酸包裝成品應遮光，密閉貯存，庫房內(nèi)應陰涼、通風、干燥、無蟲鼠等，不得與異物混合存放。原輔包裝材料質(zhì)量標準及規(guī)格原輔材料質(zhì)量標準規(guī)格

名稱指 標瓜干外觀：個大潔白，無霉變，無地瓜母子。淀粉含量三66%,水份W13%玉米無霉粒，不完善粒W5%,色澤氣味正常，淀粉含量三66%,水份〈14%,沙雜〈1%木薯干片狀、條狀或不規(guī)則形狀。色澤一致，無光澤的白色，無發(fā)酵、霉變、結塊及異味異嗅。淀粉含量三7水分W3粗纖維W%沙土W鹽酸外觀：無色或淡黃色透明液體HCL含量三31%,SO42-^0.007%,Fe3+W0.01%液體燒堿NaOH含量三32%符合國標209-93硫酸外觀：澄清透明無雜質(zhì)可見H2sO4含量三95%碳酸鈣外觀：白色粉末(略帶黃色)含量三97%鎂W0.35%200目透過率三90%2.2包裝材料質(zhì)量標準及規(guī)格內(nèi)包裝袋：聚乙烯薄膜袋，無色透明，無雜質(zhì)，壁厚5.5~6.0絲，袋底部封口嚴密，外型尺寸：寬X長=55x105cm。外包裝袋：復合塑料編織袋，外觀整潔邊緣整齊,外型尺寸：寬X長=(42?50)X(78?80)cm,對已印刷嘜頭的包裝袋要求印刷規(guī)范清楚。對材質(zhì)及規(guī)格有特殊要求的按客戶要求制作。工藝過程原理及工藝流程圖3.1.1原料預處理原料粉碎原料（瓜干、木薯干、玉米）經(jīng)破碎機破碎后，采用氣力輸送而分離掉粒徑大的砂石和金屬雜質(zhì)等，經(jīng)永磁筒磁除鐵后，進入粉碎機。粉碎機為錘式，由電動機帶動主軸旋轉(zhuǎn)，主軸上裝有刀架，架上裝著錘片，高速旋轉(zhuǎn)的錘片打擊粉碎室內(nèi)原料，粉碎后的料粉由篩網(wǎng)排出，未達到粉碎粒度的物料繼續(xù)留在機內(nèi)，反復受錘片的沖擊而粉碎。由篩網(wǎng)排出的粒徑1.2mm以下的料粉，輸送至料倉待用。料粉液化、糖化、滅菌配料料粉與水按適當比例投入拌料桶中，在攪拌作用下，混料均勻無粉塊后，泵送至液化工序進行原料液化處理。糊化、液化、糖化檸檬酸發(fā)酵菌種黑曲霉，有糖化能力，但糖化或液化能力不強，需外加淀粉酶完成淀粉液化和部分糖化，而后的糖化由發(fā)酵菌種（黑曲霉）完成。淀粉在加水調(diào)漿后，淀粉顆粒本身吸收水分體積膨脹，溫度升高則吸水膨脹速度、程度增大。料粉在溫度達到70-80℃時，淀粉分子間的聯(lián)系削弱，淀粉顆粒解體，使淀粉分子釋放出來，淀粉漿變?yōu)榫坏恼吵硪后w，稱為淀粉糊化。a—淀粉酶在85-105℃時，能較快地水解淀粉分子內(nèi)部的a—1.4糖苷鍵，生成短鏈糊精及低聚糖。隨著淀粉中糖苷鍵的斷裂，淀粉糖的分子量越來越小，反應體系的粘度不斷降低，流動性增強，完成液化和部分糖化。淀粉糊化、液化、糖化過程和產(chǎn)物：a-淀粉酶△ △(C6H10O5)n--^(C6H10O5)X-~^^C12H22012fC6H12O6H2O H2O生產(chǎn)中采用噴射器進行原料噴射液化處理，將耐高溫。-淀粉酶按需混入料漿中，用高溫高壓蒸汽與料漿在噴射器中均勻混合，噴射溫度為95-105℃。由于瞬間完成了原料升溫且升溫均勻，有利于原料中淀粉顆粒糊化和液化。滅菌滅菌指殺死或去除微生物的操作，滅菌方法可分為物理滅菌法、化學滅菌法、無菌操作。從檸檬酸發(fā)酵菌種培養(yǎng)到發(fā)酵罐在發(fā)酵生產(chǎn)過程中，都需要嚴格各環(huán)節(jié)無雜菌操作。麩曲培養(yǎng)基和無菌水、種子罐和發(fā)酵罐培養(yǎng)基采用熱壓法滅菌。利用高壓飽和蒸汽使菌體內(nèi)蛋白凝固等作用達到滅菌效果。在110~121℃、30分鐘條件下能殺死細菌繁殖體和芽孢。菌種篩選、麩曲瓶接種、孢子懸浮液制備、種子罐(發(fā)酵罐)接孢子等采用火焰操作，保證過程無菌。接種管道的消毒采用飽和蒸汽流通法滅菌。無菌空氣生產(chǎn)空氣經(jīng)壓縮機壓縮后，經(jīng)冷卻器冷卻濕度增大，再經(jīng)旋風分離器，分離水分、油污(無油壓縮機不用)，含濕度降低。通過加熱器加熱降低空氣相對濕度。干燥的空氣通過過濾器濾除菌類得到符合生產(chǎn)需求的無菌空氣。菌種培養(yǎng)發(fā)酵菌種制備采用麩曲生產(chǎn)法，黑曲霉原種經(jīng)斜面培養(yǎng)篩選、麩曲瓶培養(yǎng)、搖床試驗和種子罐培養(yǎng)，制得合格的生產(chǎn)菌種后，轉(zhuǎn)入處理好的發(fā)酵原料中進行發(fā)酵生產(chǎn)。發(fā)酵產(chǎn)酸黑曲霉在經(jīng)過滅菌的培養(yǎng)基中，采用適宜的通氧、控制溫度等條件，經(jīng)過體內(nèi)EMP途徑，丙酮酸羧化和三羧酸循環(huán)等系列復雜的生理代謝過程積累檸檬酸。檸檬酸積累是菌種代謝失調(diào)的結果。為提高溶氧、傳質(zhì)、傳熱效果，采用攪拌操作，發(fā)酵過程為一個放熱的過程，通過盤管用水換熱降溫，維持發(fā)酵溫度，保證發(fā)酵效果。根據(jù)菌種生長代謝周期，當發(fā)酵產(chǎn)酸不再增加，殘?zhí)遣辉俳档蜁r，（一般菌種產(chǎn)酸達最高，糖耗盡），終止發(fā)酵過程，將發(fā)酵液升溫進入提取過程。壓濾檸檬酸成熟發(fā)酵液中除了含有主要產(chǎn)品檸檬酸外，尚含有殘?zhí)?、菌體蛋白質(zhì)、色素和膠體物質(zhì)、無機鹽、有機雜酸以及原料帶入的各種雜質(zhì)。因而必須采用一系列物理化學方法進行提取處理。壓濾操作為提取第一步,利用板框壓濾機濾布兩側壓力差,讓液相透過濾布與菌絲體等分離。溫度、過濾介質(zhì)、發(fā)酵水平及料液質(zhì)量等對過濾操作都有不同程度影響。中和檸檬酸與鈣鹽或鈣堿反應可以生成檸檬酸鈣。檸檬酸鈣微溶于水，且在水中溶解度隨溫度升高進一步降低，沉淀析出，從而達到與可溶性雜質(zhì)分離的目的。常用的中和劑是碳酸鈣漿,與檸檬酸的反應為：2C6H8O7-H2O+3CaCO3=Ca3（C6H5O7）2-4H2O'+3CO2^+H2O3.1.7洗糖PBF型水平真空帶式過濾機為分離檸檬酸鈣與廢糖水的主要設備。中和后的料液放入濾機上，通過真空切換作用，適當調(diào)節(jié)熱水量在單位行程內(nèi)洗好鈣鹽。酸解、脫色檸檬酸鈣與H2sO4發(fā)生酸解反應為：Ca3（C6H5O7）2.4H2O+3H2SO4+4H2O=2C6H8O7.H2O+3CaSO4.2H2O酸解到達終點后，酸解液中的色素與膠體物質(zhì)會影響成品檸檬酸色澤。加入相當于檸檬酸量0.5-0.9％左右的粉狀活性炭，90-95℃高溫下反應30分鐘脫色，使之符合控制要求。酸抽、復濾PBF型水平真空帶式過濾機為酸抽工序主體設備，濾帶上下兩邊的真空壓力差促使CaSO4與檸檬酸液分離，80℃以上的熱水多次重復洗滌使CaSO4酸含量符合控制要求，活性炭隨CaSO4一同去掉。酸抽后的酸解液中尚含有許多活性炭顆粒、硫酸鈣及膠體物質(zhì)等雜質(zhì)，需進一步過濾精制?，F(xiàn)生產(chǎn)中采用板框壓濾機，用硅藻土（或珍珠巖）作助濾劑，均勻涂布在濾布上形成濾層，加壓過濾去除酸解液中雜質(zhì)。3.1.123.1.12結晶離子交換離子交換主要是去除酸解液中的陽離子和陰離子，是一種可逆化學反應：交換R-S03H+M+ R—S03M+H+■再生交換R-N—5)3.OH+Cl—^^R-N-(CH3)3-Cl+OH-再生在離交柱中隨著檸檬酸液不斷輸入，樹脂上的H+或OH-逐漸被Fe3+、Ca2+、Mg2+或Cl-、SO/-等離子取代，在柱上形成飽和層，此層中H+或OH-濃度為零，金屬離子和陰離子濃度飽和。往下的樹脂層中H+或OH-濃度逐漸降為零，交換帶逐漸往下移動，最后達到底部，樹脂失效，失效后的柱子重新用鹽酸或液堿處理待用。經(jīng)離交操作去除鐵、鎂等金屬離子和氯離子、硫酸根離子的離交液收集入貯罐進入濃縮工序。濃縮離交液濃度一般在30-40％，需濃縮至70％以上才可進行結晶操作，檸檬酸蒸發(fā)溫度過高易造成部分分解，因而采用真空蒸發(fā)操作(單、雙效)。物料在石墨換熱器中與蒸汽逆向流動換熱升溫，在真空作用下噴入蒸發(fā)室迅速蒸發(fā)。蒸發(fā)室內(nèi)物料由于蒸發(fā)作用降溫，而向下進入循環(huán)管再入石墨換熱器，這樣循環(huán)濃縮到預定濃度即可放料進入結晶工序。溶質(zhì)從溶液中結晶出來經(jīng)歷起晶和晶體生長兩個過程，其推動力都是溶質(zhì)分子間的引力。起晶方法有自然起晶、刺激起晶和添加晶種三種方法。過飽和濃縮液在結晶罐中冷卻降溫，通過控制冷凍鹽水流速控制降溫速度，從而保證檸檬酸在36.6℃以下以一水形式結晶析出，最后降到12℃以下時，結晶完全放料離心。離心結晶料放入離心機內(nèi)，在離心力的作用下，以濾布為過濾介質(zhì)達到結晶與母液分離。烘干經(jīng)離心洗滌與母液分離后的檸檬酸晶體，含2-3％的游離水。通過烘干降低游離水含量。加壓加熱的空氣在烘干機中經(jīng)篩網(wǎng)吹入與物料接觸，使物料迅速干燥并帶走氣化水分，完成烘干。包裝烘干料經(jīng)旋振篩篩分、金屬探測、人工檢測處理后，用包裝材料定量包裝。溶料將普通一水產(chǎn)品投入溶料罐中的熱水中，攪拌狀態(tài)下達到完全溶解。過濾精制溶解后的檸檬酸溶液經(jīng)過板式過濾器進行粗過濾，然后泵入精過濾器進行精濾，目的是去除機械雜質(zhì)。濃縮結晶將精濾后的酸溶液泵入連續(xù)濃縮結晶器,在真空狀態(tài)下進行濃縮結晶后放入養(yǎng)晶缸養(yǎng)晶。離心烘干包裝將已起晶的料液連續(xù)放出，經(jīng)連續(xù)離心機分離洗掉母液后，獲得濕晶體，濕晶體進入烘干機烘去游離水，經(jīng)風冷、分級、計量、金屬探測后進行包裝。3.2工藝流程圖（見附頁1）4生產(chǎn)工藝工藝控制點、控制內(nèi)容（見附頁）生產(chǎn)工藝過程原料經(jīng)粉碎工序粉碎后定量配制，進行噴射液化處理，然后泵入發(fā)酵罐（種子罐）消毒降溫。培養(yǎng)制備好的菌種接入發(fā)酵罐以適宜的工藝條件培養(yǎng)產(chǎn)酸，發(fā)酵終止加熱后經(jīng)板框過濾去除菌絲渣制成澄清酸液。酸液經(jīng)中和洗糖、酸解、脫色、酸抽、板框復濾去除葡萄酸、草酸、殘?zhí)?、色素等雜質(zhì)，完成粗提過程。酸抽液經(jīng)離子交換去除Fe3+、Ca2+、Mg2+等金屬離子和Cl-、SO42-等陰離子，經(jīng)濃縮結晶離心制得濕晶體，再經(jīng)烘干，制得烘干品，最終檢驗合格的烘干品經(jīng)篩選去雜質(zhì)后包裝制得普通一水成品。將普通一水成品進行溶解，然后進行粗過濾和精過濾，再進行連續(xù)濃縮結晶，經(jīng)連續(xù)離心烘干后進行分級包裝。5綜合利用與三廢治理廢物產(chǎn)生工序日產(chǎn)生量主要成分處理方法中和洗糖水中和洗糖1000M3/d殘?zhí)?、有機酸的鈣鹽可溶物生化處理制取沼氣。廢酸離交400T/d（濃度1N以下）HCl、Fe3+、Mg2+、Ca2+收集供處理鈉鹽母液用或化工廠膠生產(chǎn)用，低濃度棄去鈣泥酸抽90T/d（以CaSO4計）CaSO4.2H2O活性炭用于水泥作緩凝劑菌絲體壓濾110T/d（含水75%）菌絲體、原料雜質(zhì)烘干后用作飼料6安全技術措施鹽酸（HC1）強腐蝕物品，能灼傷人的皮膚。預防措施：操作時戴好防護用品，接觸濃酸后應及時用大量水沖洗。救治方法：皮膚濺上酸應以大量清水沖洗，然后以柔軟的油或蠟涂上、堿物質(zhì)稀釋中和或送醫(yī)院處理。硫酸里SO4）強腐蝕物品，能灼傷人的皮膚。救治方法：濺有硫酸的衣服應脫掉，皮膚濺上硫酸后先用布擦干，再用冷水沖洗。眼中濺入硫酸時，必須用大量冷水沖洗后，用5％伏卡因或局部麻醉劑滴入眼中。防護：現(xiàn)場漏硫酸時用大量水沖洗或用干沙吸收，如發(fā)生火災，最好用霧狀水、泡沫、CO2干粉滅火。液堿足。#強腐蝕物品，能灼傷人的皮膚。救治方法：液堿濺到皮膚上應用大量水沖洗后用弱酸沖洗。誤入口中嚴禁催吐，應立即吸入大量弱酸性藥物（1-2小時后，可給牛奶或雞蛋清）或送醫(yī)院處理。預防：戴好防護用品按規(guī)定操作7操作工時與生產(chǎn)周期操作工時工序名稱工時（小時）工序名稱工時（小時）粉碎8結晶8配料2-4離心8發(fā)酵8烘干8壓濾8包裝8中和8溶解8洗糖8粗過濾8酸解、脫色8精過濾8酸抽、復濾8連續(xù)濃縮結晶8離交8離心8濃縮8烘干8分級包裝87.2生產(chǎn)周期菌種制備：約21天種子罐培養(yǎng)：約20小時（含消毒降溫過程）發(fā)酵培養(yǎng)：約45-65小時（含消毒降溫過程及終止發(fā)酵過程）提?。?4小時（含壓濾）、精制：20小時生產(chǎn)規(guī)模、勞動組織與崗位定員生產(chǎn)規(guī)模：本公司檸檬酸生產(chǎn)裝置暫定生產(chǎn)能力為10000T/Y。8.2勞動組織定員山 >崗位班制定員一分廠二分廠辦公室常白班66縫紉常白班11培菌常白班56保全一班三組、倒班1314投料一班二組、倒班34動力室一班三組、倒班88壓濾一班四組、倒班3136發(fā)酵一班四組、倒班1612中控一班三組、倒班1313粗提三班、倒班2121精提一班三組、倒班4756烘干包裝一班三組、倒班3542合計199219輔助車間定員崗位名稱班制定員辦公室常白班2粉碎保全三班、倒班10計 量三班、倒班4

酉己 鈣三班、倒班5水化供汽三班、倒班5瓜干裝卸常白班10裝載機駕駛三班、倒班3合 計39提取三車間定員崗位名稱班制定員辦公室常白班3無水精制班三班、倒班26無水GMP班三班、倒班25中 控三班、倒班4鈉鹽中和濃縮班三班、倒班8鈉鹽GMP班三班、倒班20保 全三班、倒班5合 計91主要重點設備一覽表（見附頁2）10主要計量器具一覽表（見附頁3）11原輔動力消耗定額和技術經(jīng)濟指標11.1.1原輔材料動力消耗定額名稱噸包裝成品消耗核算價格消耗價值元/t瓜干2.09t904.8元/t1891.03電1450kwh0.46元/kwh667

水30m31.9元/m357汽6.7t64.6元/t432.82硫酸0.96t295元/t283.2鹽酸0.09t307.7元/t27.69碳酸鈣1.0t153.44元/t153.44活性炭10kg5.56元/kg55.6消泡劑2.26kg10.26元/kg23.19液堿12.26kg0.37元/kg4.54助濾劑4kg2.02元/kg8.08淀粉酶0.5kg11.54元/kg5.77包裝費80維修費7011.2技術經(jīng)濟指標發(fā)酵轉(zhuǎn)化率>93％總提取率>75％工藝規(guī)程更改《檸檬酸生產(chǎn)工藝規(guī)程》企管部組織編制，企管部長組織審核，生產(chǎn)副總批準實施。在實施過程中，若因技術革新改造或工藝改進需修改時，企管部長組織各生產(chǎn)車間進行論證修改。參考書目《有機酸發(fā)酵工藝學》、中國輕工業(yè)出版社，金其榮、張繼民、徐勤主編附頁1：工藝流程圖菌絲渣木薯玉米無菌空氣附頁 計量器具一覽表附頁 計量器具一覽表附頁 計量器具一覽表附頁 計量器具一覽表附頁附頁2 主要設備一覽表車間部門設備名稱規(guī)格型號臺數(shù)配備位置發(fā)酵▲車間種子罐SS-10m34發(fā)酵發(fā)酵罐A3-55m33發(fā)酵SS-55m31SS-75m36空壓機4LD4-40/4.51動力室4LB-40/2.514LBW-40/2.53開啟式螺桿鹽水機組YSKF2-161發(fā)酵二車間種子罐SS-25m33發(fā)酵發(fā)酵罐SS-200m36無油潤滑空壓機L5.5-60/44動力室提取一車間制冷壓縮機2AV-12.53動力室提取二車間制冷壓縮機4AV-12.53動力室提取三車間精密過濾器80m21精制工序濃縮結晶器1精制工序離心機LWL320*2001精制工序

部門測量參數(shù)名稱器具名稱規(guī)格型號配備位置數(shù)量企管部質(zhì)量臺秤成品庫質(zhì)量臺秤成品庫質(zhì)量架盤天平環(huán)保車間流量水表流量水表壓力壓力表環(huán)保車間發(fā)酵上車間質(zhì)量渦街流量計一分廠質(zhì)量架盤天平菌種室壓力壓力表菌種室壓力壓力表發(fā)酵溫度溫度計℃發(fā)酵壓力壓力表板