檸檬酸月桂醇酯的合成畢業(yè)論文.doc

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1、青島科技大學本科畢業(yè)設計論文檸檬酸月桂醇酯的合成畢業(yè)論文1.文獻綜述1.1檸檬酸檸檬酸是一種重要的有機酸，又名枸櫞酸，無色晶體，常含一分子結(jié)晶水，無臭，有很強的酸味，易溶于水。其鈣鹽在冷水中比熱水中易溶解，此性質(zhì)常用來鑒定和分離檸檬酸。結(jié)晶時控制適宜的溫度可獲得無水檸檬酸。在工業(yè)，食品業(yè)，化妝業(yè)等具有極多的用途。檸檬酸結(jié)構(gòu)式（2-羥基-1,2,3-三羧基丙烷）廣泛存在各種樹葉、棉花、菠蘿、芒果、檸檬、梅等植物葉和果實中，但含量都很低。如在棉花葉中含量達3%。檸檬汁中含量較高，工業(yè)上最初就是從檸檬汁中回收檸檬酸的[1]。1.1.1理化性質(zhì)分子式：C6H8O7；分子量：192.14；熔點(℃)

2、：153；沸點(℃)：(175℃43青島科技大學本科畢業(yè)設計論文分解)；相對密度(水=1)：1.6650；閃點(℃)：100；引燃溫度(℃)：1010(粉末)；爆炸上限%(V/V)：8.0(65℃)；離解常數(shù)（25℃）：Ka1=7.4×10^-4，Ka2=1.7×10^-5，Ka3=4.0×10^-7[3]；溶解性:溶于水、乙醇、丙酮，不溶于乙醚、苯，微溶于氯仿。水溶液顯酸性。[2]　　在室溫下，檸檬酸為無色半透明晶體或白色顆?；虬咨Y(jié)晶性粉末，無臭、味極酸，在潮濕的空氣中微有潮解性。它可以以無水合物或者一水合物的形式存在：檸檬酸從熱水中結(jié)晶時，生成無水合物；在冷水中結(jié)晶則生成一水合物。加

3、熱到78°C時一水合物會分解得到無水合物。在15攝氏度時，檸檬酸也可在無水乙醇中溶解。[4,5]　　檸檬酸結(jié)晶形態(tài)因結(jié)晶條件不同而不同，有無水檸檬酸C6H8O7也有含結(jié)晶水的檸檬酸2C6H8O7·H2O、C6H8O7·H2O或C6H8O7·2H2O。從結(jié)構(gòu)上講檸檬酸是一種三羧酸類化合物，并因此而與其他羧酸有相似的物理和化學性質(zhì)。加熱至175°C時它會分解產(chǎn)生二氧化碳和水，剩余一些白色晶體。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、月桂醇等發(fā)生反應。1.1.2生產(chǎn)方法檸檬酸生產(chǎn)分發(fā)酵和提取兩部分。發(fā)酵：發(fā)酵有固態(tài)發(fā)酵、液態(tài)淺盤發(fā)酵和深層發(fā)酵3種方法。固態(tài)

4、發(fā)酵是以薯干粉、淀粉粕以及含淀粉的農(nóng)副產(chǎn)品為原料，配好培養(yǎng)基后，在常壓下蒸煮，冷卻至接種溫度，接入種曲，裝入曲盤，在一定溫度和濕度條件下發(fā)酵。采用固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸，設備簡單，操作容易。液態(tài)淺盤發(fā)酵多以糖蜜為原料，其生產(chǎn)方法是將滅菌的培養(yǎng)液通過管道轉(zhuǎn)入一個個發(fā)酵盤中，接入菌種，待菌體繁殖形成菌膜后添加糖液發(fā)酵。發(fā)酵時要求在發(fā)酵室內(nèi)通入無菌空氣。深層發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸的主體設備是發(fā)酵罐。微生物在這個密閉容器內(nèi)繁殖與發(fā)酵?，F(xiàn)多采用通用發(fā)酵罐。它的主要部件包括罐體、攪拌器、冷卻裝置、空氣分布裝置、消泡器，軸封及其他附屬裝置。發(fā)酵罐徑高比例一般是1:2.5，應能承受一定的壓力,并有良好的密封性。除通用

5、式發(fā)酵罐外，還可采用帶升式發(fā)酵罐、塔式發(fā)酵罐和噴射自吸式發(fā)酵罐等。43青島科技大學本科畢業(yè)設計論文為了得到產(chǎn)檸檬酸的優(yōu)良菌種，通常是從不同地區(qū)采集的土壤或從腐爛的水果中分離篩選，然后通過物理和化學方法進行菌種選育。例如薯干粉深層發(fā)酵檸檬酸的菌種就是通過檸檬酸不斷變異和選育得到的。菌種適合在高濃度下發(fā)酵，產(chǎn)酸水平較高。檸檬酸的發(fā)酵因菌種、工藝、原料而異，但在發(fā)酵過程中還需要掌握一定的溫度、通風量及pH值等條件。一般認為，黑曲霉適合在28～30℃時產(chǎn)酸。溫度過高會導致菌體大量繁殖，糖被大量消耗以致產(chǎn)酸降低，同時還生成較多的草酸和葡萄糖酸；溫度過低則發(fā)酵時間延長。微生物生成檸檬酸要求低pH，最適

6、pH為2～4，這不僅有利于生成檸檬酸，減少草酸等雜酸的形成，同時可避免雜菌的污染。檸檬酸發(fā)酵要求較強的通風條件，有利于在發(fā)酵液中維持一定的溶解氧量。通風和攪拌是增加培養(yǎng)基內(nèi)溶解氧的主要方法。隨著菌體生成，發(fā)酵液中的溶解氧會逐漸降低，從而抑制了檸檬酸的合成。采用增加空氣流速及攪拌速度的方法，使培養(yǎng)液中溶解氧達到60%飽和度對產(chǎn)酸有利。檸檬酸生成和菌體形態(tài)有密切關(guān)系，若發(fā)酵后期形成正常的菌球體，有利于降低發(fā)酵液粘度而增加溶解氧，因而產(chǎn)酸就高；若出現(xiàn)異狀菌絲體，而且菌體大量繁殖，造成溶解氧降低，使產(chǎn)酸迅速下降。發(fā)酵液中金屬離子的含量對檸檬酸的合成有非常重要的作用，過量的金屬離子引起產(chǎn)酸率的降低,

7、由于鐵離子能刺激烏頭酸水合酶的活性，從而影響檸檬酸的積累。檸檬酸發(fā)酵用的糖蜜原料，因含有大量金屬離子，必須應用離子交換法或添加亞鐵氰化鉀脫鐵方能使用。然而微量的鋅、銅離子又可以促進產(chǎn)酸。提取：在檸檬酸發(fā)酵液中，除了主要產(chǎn)物外，還含有其他代謝產(chǎn)物和一些雜質(zhì)，如草酸、葡萄糖酸、蛋白質(zhì)、膠體物質(zhì)等，成分十分復雜，必須通過物理和化學方法將檸檬酸提取出來。大多數(shù)工廠仍是采用碳酸鈣中和及硫酸酸解的工藝提取檸檬酸。除此之外，還研究成功