Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Органические кислоты находят широкое применение в фармацевтической, текстильной и других областях промышленности. Пищевая промышленность – основной потребитель лимонно, уксусной и молочной кислот. Считают, что продукты естественного брожения более предпочтительны, чем синтетические кислоты, так как присутствующие в них следы различных примесей могут быть безвредны для организма.
Лимонная кислота
Лимонная кислота – трехосновная оксикислота, кристаллизующаяся из водных растворов в виде бесцветных, прозрачных, ромбической формы кристаллов. Моногидратная форма лимонной кислоты имеет М=210. При хранении, особенно быстро при нагревании, до 40-50 градусов, теряется кристаллизационная вода. При 100 градусах теряется полностью. При температуре кристаллизации 36,6 градусов и выше выделяется безводная лимонная кислота с молекулярной массой 192, далее при 175 разлагается. Используется для приготовлений светочувствительных фотоэмульсий и т.д. Мировое производство лимонной кислоты в настоящее время составляет около 800 тыс. тонн в год.
Получают лимонную кислоту из мелассы микробиологическим синтезом, применяя главным образом микроскопические грибы Aspergillus niger, выращивая поверхностным или глубинным способом.
Производство кислоты включает в себя следующие технологические стадии:
Синтез лимонной кислоты связан с циклом дикарбоновых кислот и происходит в результате конденсации какой-либо кислоты с четырьмя атомами углерода и двумя карбоксильными группами.
CH3COOH – CH3COOH – CH2COOH – COHCOOH – CH2COOH
Образовавшаяся из уксусной щавелевоуксусная кислота образует лимонную кислоту посредством реакций гликолиза, а также ряда реакций, замкнутых в цикл Кребса.
Для производства лимонной кислоты используют штамм Aspergillus niger. Исходную культуру хранят в смеси с активным углем. Тщательно проверенная на микробиологическую чистоту и биохимическую активность, музейная культура используется для приготовления посевного материала, который размножают в пробирках с агаризованной средой, а затем в колбах и кюветах на твердой питательной среде.
Сложные органические вещества, особенно сахара, сбраживаются с получением лимонной кислоты. Хороший источник углерода – глюкоза, фруктоза, сахароза, мальтоза; для промышленного производства лимонной кислоты применяют мелассу: нестандартное сырье, химический состав которого зависит от качества сахарной свеклы, технологий переработки и условий хранения.
Сбраживать растворы мелассы можно поверхностным способом: при таком способе она подается в варочный котел где разбавляетя кипящей водой в соотношении 1:1. pH раствора доводится до значения 6,8 – 7,2, при кипячении вводится раствор желтой кровяной соли для осаждения железа и солей тяжелых металлов с таким расчетом, чтобы избыток свободного ферроцианида не превышал 10 мг/%, так как он угнетает развитие микроорганизмов. В раствор мелассы при температуре 60-70 градусов последовательно добавляют источники фосфора и другие минеральные вещества, например – сульфат цинка, стимулярующий биосинтез лимонной кислоты и рост мицелия.
Для активного биосинтеза лимонной кислоты в смеси должны содержаться цинк, магний, калий и другие элементы в небольших количествах. Готовая среда температуры 45-50 градусов передается в бродильные камеры. Культивирование гриба осуществляется в кюветах из нержавеющей стали или алюминия. При поверхностном культивировании различают бессменный, бессменный с доливами и односменный режим.
Брожение прекращают, когда в растворе остается 1 – 1,2 процента сахара и общая титруемая кислотность в растворе достигает 15-20%. Сброженный раствор сливают в сборник. После слива вымывных вод мицелий отмывают от кислоты горячей водой. Кислые растворы, собранные из подложного днища запарника подают на фильтр-пресс, мицелий используется на корм скоту.
При поверхностном способе брожения основные растворы содержат 12-20 процентов органических кислот в пересчете на лимонную кислоту, 0,5-2 % несброженных сахаров и другие продукты метаболизма. Лимонная кислота в сброженных растворах составляет 94-98%