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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