[发明专利]一种丙酸制备工艺

说明书

本发明属于食品添加剂技术领域，涉及一种丙酸制备工艺；其具体包括以下步骤：灭菌处理、接种、糖化、发酵、过滤、脱色、精馏罐精馏；本发明以淀粉、麦芽为原料，经高温蒸汽灭菌、接种、糖化、发酵，产生发酵液，发酵过程中产生的异味气体进入异味气体处理系统，发酵过程中补充无菌空气、无机氮源，发酵液经结晶、过滤、精馏提出99%发酵丙酸，精馏产生的蒸汽冷凝后用于配制培养基，精馏出的丙酸按照丙酸钙生产流程生产发酵丙酸钙；其整体工艺步骤的设置，提高了丙酸的生产效率和纯度，降低了生产成本，便于工业推广和应用。

技术领域

本发明属于食品添加剂技术领域，涉及一种丙酸制备工艺。

背景技术

丙酸是一种重要的化工原料，丙酸及其盐类在食品、医药、化妆品等行业有着重要的用途。丙酸的生产方法有化学合成法和生物发酵法。微生物可以利用多种可发酵糖来生产丙酸，工业上可先将多种生物质用酸或酶水解成葡萄糖或木糖等单糖，然后引入反应器进行发酵，发酵完成后加入石灰乳，沉淀，过滤后加入硫酸钠进行复分解反应，再经过滤和浓缩，加入硫酸转化后再进行分馏而得，发酵反应器可以采用固定化原生质体塔式反应器，细胞通过如下形式固定：用浸入法使预先灭菌的填充环表面覆盖一层经过灭菌的含20%明胶和1.5%虫胶的溶液，干后用2.5%的戊二醛水溶液喷淋，使填充环表面的高分子发生交联，以增加强度，再用无菌水冲洗，然后以乙二醇灭菌，排放乙二醇后用灭菌氮气吹干净，此后向充满此填充环的反应器中加入丙酸菌培养液，使其在填充环表面形成一层固定细胞膜，然后即可连续加料进行发酵，但化学合成法污染重，成本高、操作条件苛刻，因此，生物发酵法成为制备丙酸的重要途径，其中，生物发酵法中氮源的选用、PH值、原料的选用等对丙酸的生产均具有较大的影响，随着人类生活水平的提高，对健康的重视性也越来越高，对产品的要求也越来越严格，现有生物发酵丙酸具有生产效率低，纯度低，成本高等问题，因此，设计一种生产效率高、成本低的丙酸制备工艺很有应用前景。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，提出设计一种丙酸制备工艺，以提高丙酸的生产效率和纯度。

为了实现上述目的，本发明涉及的一种丙酸制备工艺，其具体包括以下步骤：

（1）灭菌处理：将发酵罐通入0.6Mpa蒸汽蒸煮30-40分钟，通入无菌空气吹扫，干燥；

（2）接种、糖化：向蒸煮罐中加入30-50m³ 的去离子水，然后匀速加入筛选后的淀粉和麦芽糖，其淀粉和麦芽糖的重量组分比为3：1，淀粉和麦芽糖共加入30-50吨，边加入边搅拌，搅拌混合均匀后，加入蒸气蒸煮6-8小时，蒸煮温度为120—145℃，蒸汽压力为0.2MPa；然后降温至85-90℃后，加入淀粉酶、糖化酶和芽孢杆菌，搅拌均匀后，送入发酵罐，进行密闭发酵；

（3）发酵：经接种、糖化后的淀粉和麦芽糖在发酵罐中保温50-70℃，并补充无菌空气，控制空气流量为5m³/h，补充无机氮源，加入碳酸氢钙，控制PH值为3.0-4.5；发酵产生的气体经发酵罐顶部排出进入气体吸收系统；

（4）过滤、脱色：经发酵罐发酵48小时，加压顶部流出发酵液体，发酵液体经过滤后进入发酵液储存罐，过滤出的菌体回收利用；过滤后的发酵液体用泵打入脱色罐，并加入活性炭，加温50-55℃进行脱色后，将滤液送入精馏罐；

（5）精馏罐精馏：控制精馏罐内的加热温度为75-80℃进行精馏，回流比为5：1，塔顶温度53-57℃，塔顶冷凝回流，中部侧线出料至丙酸粗料罐，经检测合格后接收丙酸送至丙酸成品罐，即得丙酸成品；

（6）精馏罐塔顶精馏产生的蒸汽冷凝后形成冷凝液，冷凝液进入塔顶凝液槽，用于配制培养基。

本发明所述的步骤（2）中淀粉酶、糖化酶和芽孢杆菌的重量组分比为4:2.5:0.5。

本发明制备的丙酸质量分数≧99.0%，纯度高，应用前景广阔。