膜分離技術(shù)在檸檬酸發(fā)酵中的應(yīng)用十分重要,特別是對于檸檬酸生產(chǎn)的新工藝,無論是離交還是色譜分離,膜分離技術(shù)對發(fā)酵液進(jìn)行澄清過濾都是至關(guān)重要的預(yù)處理步驟。因?yàn)闊o論是離子交換法還是色譜分離法,都需要經(jīng)過良好預(yù)處理的料液通過樹脂柱,否則檸檬酸料液中的一些固體懸浮物及大分子蛋白,會(huì)影響熟知的工作效率,且容易導(dǎo)致樹脂柱結(jié)柱。頻繁反洗不僅損失生產(chǎn)效率,而且耗水量巨大導(dǎo)致廢水較多。
檸檬酸發(fā)酵法工藝:
大體工藝為將蔗糖等發(fā)酵為檸檬酸溶液,該溶液可溶性雜質(zhì)含量太高,傳統(tǒng)工藝采用板框過濾后,用石灰中和生成檸檬酸鈣沉淀,分離沉淀,高溫水洗沉淀后,用硫酸酸解沉淀得到硫酸鈣及粗檸檬酸,再經(jīng)過脫色、離子交換、減壓濃縮、結(jié)晶、干燥等工序得到成品檸檬酸。
存在問題:
1、板框過濾精度低,除雜效果差,濾液含大量有機(jī)雜質(zhì),導(dǎo)致中和后的廢液中BOD含量高,處理成本高;
2、含雜質(zhì)太多的濾液中和時(shí)石灰消耗大,導(dǎo)致后續(xù)硫酸用量大,產(chǎn)生的廢石膏量大;
3、檸檬酸鈣夾帶吸附大量雜質(zhì),后續(xù)洗滌負(fù)擔(dān)重,洗滌廢液量大;
4、長時(shí)間的洗滌導(dǎo)致檸檬酸損耗大,收率低。
膜分離技術(shù)在檸檬酸發(fā)酵液處理過程中的應(yīng)用,主要有兩個(gè)方面,一是直接用于處理檸檬酸發(fā)酵液,二是用作檸檬酸發(fā)酵液的復(fù)濾。
超濾技術(shù)作為檸檬酸分離提取的預(yù)處理技術(shù)之一,是近幾年才出現(xiàn)的一種新方法。是一種簡單的物理篩分過程。用來除去和分離濾液中的蛋白質(zhì)、糖類、色素等雜志。此方法的關(guān)鍵在于選擇抗氧化性、耐酸性較好的超濾膜,如聚礬類膜。
超濾法提取檸檬酸得工藝流程:
檸檬酸發(fā)酵液預(yù)處理→超濾→結(jié)晶→離心分離的母液→干燥→成品
采用超濾技術(shù)提取方法,不使用任何有害物質(zhì),無廢棄物產(chǎn)生,而且實(shí)施簡便,容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,應(yīng)該說實(shí)現(xiàn)了檸檬酸得清潔化生產(chǎn)。
膜分離過濾檸檬酸發(fā)酵液,在分子水平*除去發(fā)酵液中的大分子蛋白、膠體、菌體、多糖等雜質(zhì),濾液澄清度高,檸檬酸純度高,有利于后續(xù)污水的控制及提高產(chǎn)品品質(zhì)、收率。此外還有如下優(yōu)點(diǎn):
1、膜設(shè)備在常溫下運(yùn)行,節(jié)約能耗的同時(shí)不破壞產(chǎn)品中的有效成分。
2、過濾收率較傳統(tǒng)方法高,*的提高了產(chǎn)品的收率。
3、由于雜質(zhì)大部分去除,中和效果好,中和需要的CaCO3用量減少,從而減少后續(xù)工藝中H2SO4的用量,減少產(chǎn)生的廢渣CaSO4的量。
4、中和廢液及洗糖廢水中的有機(jī)雜質(zhì)含量減少,減輕環(huán)保負(fù)擔(dān)。
5、由于檸檬酸鈣夾帶雜質(zhì)減少,故洗糖水量降低,可以減少由于洗糖水溶解檸檬酸鈣造成的產(chǎn)品損失,提高產(chǎn)品收得率。
6、由于濾液質(zhì)量高有利于終產(chǎn)品質(zhì)量中易炭化物指標(biāo)以及機(jī)械雜質(zhì)指標(biāo)的控制。