发酵有机酸生产与应用手册PDF电子书下载

第一篇 综述 1

第一章 世界发酵有机酸工业的市场概况及趋向 1

一、柠檬酸 1

二、乳酸 3

三、L-苹果酸 4

四、其他有机酸 4

第二章 我国发酵有机酸工业的现状与发展趋向 6

一、市场概况与发展趋向 6

二、与国外的差距 9

第二篇 柠檬酸 11

第一章 柠檬酸及其盐类、酯类和衍生物的性质和用途 11

第一节 柠檬酸发展简史 11

第二节 柠檬酸的命名及理化性质 13

一、柠檬酸的命名 13

二、柠檬酸的物理性质 13

三、柠檬酸的化学性质 19

第三节 柠檬酸盐类的理化性质 21

一、柠檬酸钠盐 21

二、柠檬酸钾盐 22

三、柠檬酸钙盐 22

四、柠檬酸铵盐 23

五、柠檬酸铁 24

六、柠檬酸铁铵盐 24

七、柠檬酸镁 24

八、柠檬酸铋 25

九、柠檬酸镍 25

十、柠檬酸锰 25

十一、柠檬酸铜 25

十二、柠檬酸银盐 25

十三、柠檬酸锌 25

十四、柠檬酸钡 25

一、柠檬酸的用途 26

第四节 柠檬酸及其盐类、酯类和衍生物的用途 26

二、柠檬酸盐类的用途 30

三、柠檬酸酯类的用途 30

四、柠檬酸衍生物的性质和用途 32

第二章 柠檬酸发酵原料及生产方法 34

第一节 柠檬酸发酵原料 34

第二节 柠檬酸发酵和提取方法 34

一、发酵 34

二、提取 35

第三章 柠檬酸发酵微生物及发酵机理 37

第一节 柠檬酸发酵生产菌种 37

一、黑曲霉(Asp.niger) 37

二、解脂假丝酵母(Candida lipolytica) 40

第二节 黑曲霉柠檬酸高产菌的形态特征和生理特征 41

一、黑曲霉柠檬酸高产菌的形态特征 41

二、黑曲霉柠檬酸高产菌的生理特征 41

一、黑曲霉柠檬酸生产菌的选育 42

第三节 黑曲霉柠檬酸生产菌的选育及保藏 42

二、黑曲霉柠檬酸生产菌的保藏方法 51

第四节 黑曲霉柠檬酸生产菌的纯化与复壮 55

一、黑曲霉柠檬酸生产菌的分纯 55

二、黑曲霉柠檬酸生产菌退化的预防和复壮 56

三、分纯、复壮菌种的质量要求 58

第五节 黑曲霉柠檬酸生产菌的扩大培养 58

一、菌种的扩大培养 59

二、影响种子质量的因素 61

第六节 柠檬酸发酵机制及代谢调控 63

一、柠檬酸生物合成途径 63

二、黑曲霉柠檬酸发酵的代谢调控 66

三、黑曲霉柠檬酸发酵机制 71

第七节 我国柠檬酸菌种选育工作的进展 71

一、概述 71

二、我国柠檬酸菌种的选育 72

二、菌种选育工作的经验体会 75

第四章 柠檬酸生产的上游工程 77

第一节 发酵原料的预处理 77

一、淀粉质原料的液化 77

二、糖蜜原料的预处理 81

第二节 柠檬酸发酵的灭菌工作 83

一、灭菌要求与灭菌方法 83

二、培养基湿热灭菌的基本概念 84

第三节 无菌空气的制备 90

三、柠檬酸发酵培养基灭菌 90

一、空气中微生物的分布情况 91

二、柠檬酸发酵对无菌空气的质量要求 91

三、介质过滤空气除尘原理 92

四、过滤压力降问题 96

五、柠檬酸发酵常用的空气过滤器 97

六、无菌空气制备系统流程和要求 99

七、无菌空气的检查 100

一、黑曲霉柠檬酸发酵条件控制 101

第四节 柠檬酸深层发酵工艺 101

二、柠檬酸深层发酵工艺流程 106

三、薯干原料发酵工艺 106

四、玉米原料发酵工艺 114

五、淀粉原料发酵工艺 115

六、小麦面粉原料发酵工艺 118

七、糖蜜原料发酵工艺 119

八、葡萄糖(二)母液发酵工艺 121

第五节 柠檬酸表面发酵工艺 124

一、概述 124

二、表面发酵柠檬酸生产用的微生物 124

三、表面发酵工艺 128

四、其他影响表面发酵的几个因素 132

五、表面发酵菌膜的处理和利用 134

六、表面发酵工艺优缺点分析 134

三、生产工艺 135

二、主要原料 135

第六节 固体发酵柠檬酸工艺 135

一、生产工艺流程 135

四、柠檬酸的提取 138

第七节 正烷烃发酵柠檬酸 138

一、概述 138

二、石油发酵柠檬酸工艺 139

三、柠檬酸和异柠檬酸的分离 140

第八节 柠檬酸深层发酵染菌分析及防治 140

一、柠檬酸发酵常见的污染菌 141

二、污染菌的检查 141

三、染菌的原因分析 142

四、防、治染菌措施 143

第二节 钙盐离子交换工艺 146

一、钙盐离子交换工艺流程 146

第一节 概述 146

第五章 柠檬酸生产下游工程 146

二、钙盐离子交换工艺程序 147

第三节 溶剂萃取(液-液萃取)工艺 192

一、基本概念 192

二、工艺简介 192

第四节 全离子交换法提取工艺 197

一、离子交换工艺的基本概念 197

二、离子交换机制 198

三、全离子交换法提取柠檬酸的工艺流程 201

四、全离子交换法提取柠檬酸的操作规程 202

第五节 电渗析提取工艺 203

一、电渗析工作原理 204

二、电渗析设备装置 205

三、提取柠檬酸工作原理和程序 206

第六节 连续离子交换法提取工艺(ISEP) 208

一、ISEP原理 208

二、柠檬酸提取色谱工艺说明 209

一、概述 210

二、ILCS工艺的基本原理 210

第七节 色谱分离(ILCS)工艺 210

三、ILCS工艺与分离设备的组装方式 211

第八节 精品柠檬酸生产工艺 213

一、精品柠檬酸的概念 213

二、精品柠檬酸的生产工艺(CAA) 213

第九节 柠檬酸盐类生产工艺 216

一、柠檬酸钠生产工艺(一步法) 216

二、柠檬酸氢铵生产工艺 218

三、柠檬酸钾生产工艺 220

第六章 柠檬酸生产设备 222

第一节 国内外柠檬酸生产设备综述 222

一、概况 222

二、比较 222

一、薯干粉碎设备 224

第二节 原料破碎和预处理设备 224

二、玉米干脱胚粉碎设备 225

三、玉米湿法加工设备 225

四、培养基液化、灭菌和冷却设备 225

第三节 发酵设备 225

一、机械搅拌通风式发酵罐 227

二、节能型发酵罐 234

三、其他新型发酵罐 235

第四节 柠檬酸过滤设备 237

一、板框压滤机 237

二、水平带式真空过滤机 237

三、真空转鼓过滤机 239

四、桶式真空过滤机 239

五、翻盘式真空过滤器 240

六、加压叶片式过滤机 240

七、微孔精密过滤机 242

第五节 中和、酸解和化工贮罐 243

第六节 脱色柱、离子交换柱 243

第七节 蒸发、结晶设备 244

一、多效蒸发器 244

二、其他型式的蒸发器 245

三、结晶器 245

四、附属设备 247

第八节 离心机 249

一、特性比较 249

二、离心机型式 251

第九节 干燥设备 257

一、常见的干燥设备 257

二、辅助装置 261

第十节 发酵辅助设备 263

一、培菌设备 263

二、空气压缩机 264

三、空压机入口空气的处理设备 265

四、压缩空气的净化设备 266

五、过滤器 267

第十一节 冷冻机(组) 271

一、活塞式氨制冷机(组) 271

二、氟利昂冷水机(组) 271

三、溴化锂冷水机(组) 271

第十二节 泵类 271

一、清水泵 271

二、浆液泵 271

三、耐酸离心泵 273

四、真空泵 274

五、计量泵 274

第十三节 通风机 275

第十四节 凉水塔 275

一、固体物料的计量装置 276

二、流体的计量装置 276

第十五节 生产计量装置 276

三、密度计量装置 279

第七章 仪表和控制 281

第一节 引言 281

第二节 控制系统 282

一、人工控制系统 282

二、自动控制系统 282

三、组合控制系统 284

第三节 过程变量的测定方法 285

一、温度 285

二、压力 285

三、流量 287

四、物位测量 289

五、搅拌轴功率测定 290

六、泡沫的探测和控制 290

九、二氧化碳电极 291

八、排气分析 291

七、溶氧测定和控制 291

第八章 质检与统计 292

第一节 产品质量标准 292

第二节 发酵原料的质量标准 295

第三节 化工原料及辅料的质量标准 295

第四节 质检 296

一、产成品的检验方法 296

二、半成品及原辅材料的检验方法 296

第五节 柠檬酸生产统计方法 302

一、行业统计办法 302

二、综合能耗的折算 305

三、热力折算 305

第九章 环保、卫生、安全 307

第一节 环境保护 307

一、环保法规 307

二、环保统计常见名称解释 307

三、污染源污染环境强度的表示方法 309

四、国家规定的环境质量与排放标准 310

五、柠檬酸行业“三废”排放现状 311

六、柠檬酸行业“三废”防治概况 312

七、柠檬酸发酵COD平衡分析 314

八、柠檬酸工业“三废”的治理途径 316

第二节 卫生管理 331

第三节 安全生产 331

一、国家制定的安全法规 331

二、柠檬酸生产的安全技术 332

三、柠檬酸厂曾发生过的安全事故案例 336

第三篇 乳酸及乳酸钙 337

第一章 乳酸及乳酸钙工业概况及理化性质 337

第一节 乳酸及乳酸钙工业发展简史 337

一、世界乳酸及乳酸钙工业发展简史 337

二、国内乳酸及乳酸钙工业发展简史 338

第二节 乳酸及乳酸钙工业生产概况 338

第三节 乳酸及乳酸钙工业科技进展 339

第四节 乳酸及乳酸钙的理化性质 340

一、乳酸及乳酸钙的命名及分子结构 340

二、乳酸及乳酸钙的理化性质 340

第五节 乳酸及乳酸钙的用途 344

一、乳酸的用途 344

二、乳酸钙的用途 345

三、其他乳酸衍生物的用途 346

第二章 乳酸发酵机理及发酵工艺 347

第一节 乳酸细菌发酵机理 347

一、同型乳酸发酵 347

二、异型乳酸发酵 347

三、双歧(Bifidus)发酵途径 348

第二节 米根霉发酵机制 348

第三节 乳酸生产菌种 349

一、细菌 349

三、常用乳酸细菌的分离与培养 350

二、米根霉(Rhizopus oryzae) 350

四、米根霉乳酸产生菌的分离选育 353

第四节 乳酸生产原料的性质和要求 354

第五节 乳酸生产原料的预处理 358

第六节 细菌发酵乳酸工艺 358

一、乳酸生产工艺流程 358

二、乳酸细菌的扩大培养 360

三、细菌乳酸发酵技术 361

四、细菌乳酸发酵技术要点 364

五、细菌乳酸发酵过程和发酵动力学 365

第七节 米根霉发酵L-乳酸工艺 367

一、L-乳酸生产流程 367

二、L-乳酸发酵生产技术 367

三、L-乳酸发酵过程与动力学曲线 369

第八节 乳酸发酵生产新技术 369

一、固定化细胞和固定化酶技术 370

二、原位产物分离(ISPR)乳酸发酵 371

第三章 乳酸提取和精制工艺 374

第一节 发酵液的预处理 374

一、乳酸细菌发酵液 374

二、米根霉发酵液 374

第二节 乳酸提取工艺 374

一、乳酸钙前结晶工艺 374

二、乳酸钙直接酸解(一步法)工艺 378

第三节 乳酸提取新技术 379

一、乳酸锌结晶工艺 379

二、溶剂萃取法提取乳酸 380

三、离子交换法提取乳酸 381

四、电渗析法提取乳酸 381

五、其它提取纯化技术 382

第四节 乳酸及乳酸钙的精制 382

一、乳酸钙的精制工艺 382

二、乳酸的精制工艺 383

三、乳酸及乳酸钙精制新技术 386

第五节 乳酸及乳酸钙的质量标准和分析方法 388

一、乳酸的质量标准 388

二、乳酸钙的质量标准 388

三、乳酸生产中主要的分析项目 389

第六节 乳酸和乳酸钙的包装与贮运 389

第四篇 醋酸 390

第一章 发酵醋酸工业概况及醋酸的理化性质 390

第一节 醋酸发酵简史 390

一、我国食醋酿造史 390

二、国外醋酸发酵史 391

第二节 食醋发酵工业的现状与发展 392

一、我国食醋发酵工业现状 392

二、我国著名食醋介绍 392

三、我国食醋发酵工业与国外比较 393

四、我国食醋发酵技术开发 394

第三节 醋酸的理化性质 396

第四节 食醋的成分和功能 399

一、食醋的成分 399

二、食醋的功能 404

第二章 醋酸发酵机理和发酵工艺 407

第一节 醋酸发酵机理 407

一、食醋发酵的基本概念 407

二、食醋发酵机理 407

第二节 醋酸生产菌种 409

一、食醋工业常用的糖化菌 409

二、食醋工业常用的酵母菌 411

三、食醋工业常用的醋酸菌 412

四、醋酸菌的分类和菌种分离、保藏 412

第三节 食醋发酵原料及原料处理 415

一、原料分类和成分 415

二、原料预处理 417

一、糖化工艺 418

第四节 食醋发酵工艺 418

二、酒精发酵工艺 421

三、醋酸发酵工艺 424

第五节 国内常用食醋生产方法 427

一、固态发酵法 427

二、酶法液化通风回流法 429

三、液态深层发酵法 432

四、浇淋法 434

五、固定化细胞发酵法 436

第三章 醋酸和食醋的提取工艺 440

第一节 醋酸的提取工艺 440

一、分馏(精馏) 440

二、恒沸(脱水)蒸馏 440

三、溶剂萃取 441

一、基本概念 442

第二节 各类食醋的提取工艺 442

四、联合提取法 442

二、各类食醋的提取工艺 443

第三节 食醋质量标准和检验方法 446

一、我国醋酸质量标准 446

二、我国食醋质量标准和卫生要求 447

三、食醋产品检验方法 449

第一节 工艺设计 450

一、设计依据和主要工艺技术参数 450

二、物料衡算 451

三、设备选型 454

第二节 环境保护建议方案 456

一、废水处理 456

二、废渣处理 457

第三节 卫生质量控制和管理要点 457

第一节 衣康酸发展简史及前景 458

第一章 衣康酸 458

第五篇 其他有机酸 458

第四章 食醋工厂设计和管理要点 459

第二节 衣康酸的理化性能及用途 460

一、衣康酸的理化性能 460

二、衣康酸的主要用途 464

三、衣康酸生产和消费分布情况 467

第三节 衣康酸的生物合成机理 468

第四节 衣康酸发酵微生物及其诱变筛选 471

一、衣康酸发酵微生物 471

二、衣康酸发酵菌种的选育 472

三、菌种的保藏 475

四、菌种的纯化和复壮 476

第五节 衣康酸发酵工艺 476

一、蔗糖为原料衣康酸发酵工艺 476

二、淀粉为原料衣康酸发酵工艺 481

三、以低脂玉米粉为原料的衣康酸发酵工艺 484

四、以木薯粉、甘薯粉为原料的衣康酸发酵工艺 488

五、衣康酸发酵近期进展 489

第六节 衣康酸提取工艺 491

一、浓缩结晶法提取工艺 491

二、其他提取工艺 494

第七节 衣康酸生产环境保护 499

第八节 衣康酸的产品质量标准 499

第九节 衣康酸的检验方法 500

一、衣康酸定性检验方法 500

二、衣康酸定量检测方法 500

三、色值及杂质成分的测定 502

第二章 葡萄糖酸及其衍生物 503

第一节 葡萄糖酸的发展概述 503

第二节 D-葡萄糖酸的理化性质 504

第三节 D-葡萄糖酸的生产原理和方法 504

一、生产原理 504

二、生产方法及存在问题 505

第四节 葡萄糖酸的用途 506

第五节 葡萄糖酸质量标准 507

一、美国药典标准 507

二、日本标准 507

第六节 发酵法生产葡萄糖酸钙 507

一、D-葡萄糖酸钙一般介绍 507

二、葡萄糖酸钙的生产工艺 508

第七节 D-葡萄糖酸钙的质量标准 510

第八节 葡萄糖酸-δ-内酯 510

一、葡萄糖酸-δ-内酯的一般介绍 510

二、葡萄糖酸-δ-内酯的制造方法 510

三、葡萄糖酸-δ-内酯的质量标准 512

四、葡萄糖酸-δ-内酯美国药典标准(1995年23版) 513

五、使用葡萄糖酸-δ-内酯的配方(摘要) 514

第九节 发酵法生产葡萄糖酸钠 515

一、概述 515

二、葡萄糖酸钠质量标准 516

三、葡萄糖酸钠的用途 517

第十节 葡萄糖酸钾 517

一、葡萄糖酸钾的生产工艺 517

二、葡萄糖酸钾的质量标准 518

第十一节 葡萄糖酸亚铁 518

一、葡萄糖酸亚铁的制造方法 518

二、葡萄糖酸亚铁的质量标准 519

三、葡萄糖酸亚铁使用限量 519

第十二节 葡萄糖酸锌 520

一、葡萄糖酸锌的合成路线 520

二、葡萄糖酸锌的质量标准 520

第十三节 葡萄糖酸镁 521

第十四节 葡萄糖酸铜 521

第十五节 葡萄糖酸锰 522

第一节 导言 524

第二节 2-酮基-D-葡萄糖酸钙发酵原理 524

第三章 2-酮基-D-葡萄糖酸及异维生素C钠 524

第三节 2-酮基-D-葡萄糖酸的菌种筛选 526

第四节 定性与定量分析方法 526

一、定性分析方法 526

二、2-酮基-D-葡萄糖酸钙的产物鉴定 527

第五节 发酵条件 528

第六节 中试工艺参数 529

第七节 荧光极毛杆菌的菌种复壮、保藏方法 529

三、噬菌体检出方法 530

四、抗噬菌体的措施 530

第八节 防止2-酮基-D-葡萄糖酸钙发酵染菌与噬菌体 530

二、荧光极毛杆菌抗噬菌体菌株的筛选 530

一、染菌原因 530

第九节 2-酮基-D-葡萄糖酸钙的提取 531

第十节 异维生素C钠的制造 531

第十一节 间接发酵新工艺生产-D-异维生素C钠 534

三、D-异维生素C钠的测定 535

二、D-异维生素C钠盐中游离Ca2+的测定 535

第十二节 半成品和成品的检验方法 535

一、2-酮基葡萄糖酸甲酯测定 535

第十三节 异维生素C钠的质量标准 536

第十四节 异维生素C钠的用途 537

一、在酒类方面的应用 537

二、在水果蔬菜罐头中的应用 538

三、在畜鱼肉制品中的应用 538

四、乳制品 539

第四章 苹果酸 540

第一节 苹果酸简史 540

第二节 苹果酸的生理功能和用途 541

一、苹果酸的生理功能 541

二、苹果酸及其盐类的用途 542

第三节 苹果酸的理化性质 543

一、理化性能 543

一、菌体量的测定 544

二、毒理学依据 544

第四节 苹果酸生产的有关分析方法 544

二、苹果酸检测方法 545

三、富马酸定量检测 546

四、高效液相色谱法 546

第五节 苹果酸的生产方法 547

一、从植物果实中直接提取法 547

二、化学合成法 547

三、一步发酵法 547

四、二步发酵法 552

五、固定化细胞生产L-苹果酸 555

第六节 固定化细胞工业化生产L-苹果酸 563

一、菌种培养 563

四、活菌体固定 564

六、固定化细胞酶转化 564

五、固定化细胞的酶活力 564

三、菌体收集 564

二、发酵 564

七、L-苹果酸提取工艺 565

第七节 食用级苹果酸的质量标准 566

第八节 对各种苹果酸生产方法的评价 567

第五章 L-(+)-酒石酸及其盐类 568

第一节 概述 568

第二节 酒石酸的用途和毒性 569

一、产品用途 569

二、毒性 572

第三节 酒石酸的生产方法 572

一、从酒石制取L-(+)-酒石酸 572

二、一步发酵法制取酒石酸 574

三、二步发酵法生产酒石酸 574

四、固定化菌体转化法生产L-(+)-酒石酸 583

一、酒石酸盐的鉴别方法 585

第五节 酒石酸盐的制造方法、质量标准及用途 585

第四节 酒石酸的质量标准 585

二、酒石酸盐类的制法、质量标准和用途 586

第六章 曲酸 597

第一节 曲酸的性质及用途 597

一、曲酸的分子结构 597

二、曲酸的理化及生物学性质 597

三、曲酸的安全性 598

四、曲酸的用途 598

第二节 发酵法生产曲酸的菌种和工艺 600

一、菌种 600

二、发酵培养基及发酵条件 601

第三节 曲酸的提取及精制 602

一、浓缩结晶法 602

二、浓缩结晶及萃取法 602

第四节 菌体及残糖的利用 603

附表1 发酵罐常见故障及处理方法 604

附表 604

附表2 带搅拌常压容器常见故障及处理方法 605

附表3 板框压滤机常见故障及处理方法 605

附表4 真空浓缩器(水力喷射式)常见故障及处理方法 606

附表5 振动流化床干燥器常见故障及处理方法 606

附表6 三足式离心机常见故障及处理方法 607

附表7 W型真空泵常见故障及处理方法 607

附表8 水环真空泵常见故障及处理方法 608

附表9 离心水泵常见故障及处理方法 608

附表10 活塞式空压机常见故障及处理方法 609

附表11 螺杆式冷冻机常见故障及处理方法 611

附表12 活塞式制冷压缩机常见故障及处理方法 612

附录 614

附录1 主要有机酸生产企业简介 614

附录2 主要有机酸配套企业简介 628

主要参考文献 639