Sitrik asit üretimi: hazırlama, işlem ve ürün

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 10:43

Sitrik asit birkaç yüz yıl önce keşfedildi, ancak endüstriyel tesislerde tam teşekküllü üretiminin tarihi ancak 1919'dan beri konuşulabilir. O andan itibaren, teknoloji uzmanları, gelişimi bugüne kadar durmayan mikrobiyolojik süreçleri uygulamaya başladılar. Aynı zamanda, modern sitrik asit üretimi heterojendir ve nihai ürünü üretmenin farklı yollarını içerir. Bir veya başka bir yöntemin seçimi, yalnızca belirli bir işletmenin hammaddelerinin özellikleriyle değil, aynı zamanda hedef tüketici pazarının gereksinimleriyle de belirlenir.

Sitrik Asite Giriş

Asitlik düzenleyici olarak bu ürün gıda sektöründe aktif olarak kullanılmaktadır. Ancak sitrik asit sadece tadı düzeltmek için kullanılmaz. Üretim teknolojisine bağlı olarak hedeflenen ürünün raf ömrünü uzatabilir. Bu açıdan limon üretimiRusya'daki asitler, askorbik, asetik ve laktik asitlerin üretim teknolojilerinin yanı sıra bunların türevleriyle aynı seviyeye getirilebilir.

Uzmanlara göre, antioksidan ve antioksidan sinerjist nitelikleri nedeniyle sitrik asit artık üretilen tüm gıda ürünlerinin neredeyse yarısında kullanılmaktadır. Bu asitleştiricinin popülaritesi, gastronomik özellikleriyle de kolaylaştırılmaktadır. Bu asit, en azından bu türden alternatif ürünlerle karşılaştırıldığında, hoş ve hafif bir tada sahiptir. Özellikle bu nitelikler içeceklerde ve şekerlemelerde kendini gösterir. Sitrik asidin mikrobiyolojik üretim koşulları altında elde edilen geniş bir tuz grubu da vardır - özellikle sodyum sitrat daha sonra bir eritme tuzu olarak kullanılabilir. Sodyum sitratın avantajları, katı halde elde etme olasılığının yanı sıra, sindirim ve solunum sistemlerinin mukoza zarlarına maruz kaldığında tahriş edici bir etkinin hariç tutulmasını içerir.

Ürün endüstriyel üretimi

Sitrik asit adı turunçgillere dikkat çeker, ancak bu asit tüm meyvelerde, pamukta ve iğnelerde değişen derecelerde bulunur. Bununla birlikte, ilk üretim tesisleri tam olarak limon suyunun işlenmesi temelinde organize edildi. 1920'lerde tüm üretimin yaklaşık %25'i bu şekilde elde ediliyordu. Aynı zamanda, üretim teknolojisinin kendisi mantıksızdı, çünkü 1 ton limondan yaklaşık 25 kg saf ürün elde edildi. Günümüzde gıda sitrik asit üretimi organize edilmektedir.melas ve küf mantarları gibi temelde yeni katkı maddelerinin kullanımını içeren daha teknolojik ve kaynak yoğun yöntemler üzerinde. Bu arada, şeker fabrikalarının yakınında sodyum sitrat üretiminin yeri ile ilgili lojistik kararları da bu belirliyor.

Aynı zamanda, bu tür üretimin yüksek talep koşullarında tanımı gereği kendini haklı çıkardığı söylenemez. Gerçek şu ki, üretim sürecinin üretilebilirliği arttıkça ekipman da artıyor, bu da teknik ekipman maliyetinde ve kapasitelerin bakımında artış anlamına geliyor. Bu nedenle, işletmenin örgütsel ve ekonomik faaliyetlerinin tüm yönlerini gösterecek olan sitrik asit üretimi için iyi düşünülmüş bir iş planı olmadan yapmak imkansızdır. Üretim ekipmanını donatmak ve ekonomik gerekçelerle lojistik modeller geliştirmek için tasarım çözümünün yanı sıra, pazarda belirli bir niş içinde rekabet edebilmesi için nihai ürünün optimal formülasyonunu belirlemek de gerekli olacaktır. Buna, bu asidi elde etmenin neredeyse tüm teknolojik nüanslarını düzenleyen katı sıhhi ve hijyenik standartlarda bir değişiklik eklemeye değer.

Teknolojinin fiziko-kimyasal sunumu

Sitrik asit üretimi için modern işlemler, esas olarak, amilolitik yeteneğe sahip kuru elementlerin kütlesinin %30'unu içeren nişasta süspansiyonunun hidrolizine dayanır. Bunlara bakır, çinko ve demir sülfatlı mineral tuzların nişastası eklenebilir. Bu baz daha sonra bir küf mantarı tarafından besleyici bir ortamda fermantasyona uğrar.

Mantar biyokütlesinin fermantasyonu ve izolasyonunun bir sonucu olarak, başlangıçta %85'e kadar sitrik asit içeren bir kültür çözeltisi oluşur. Bu aşamada elde edilen aside dirençli enzimlerin karakteristik bir özelliği, artan amilolitik aktivitedir. Her şeyden önce, bu glukoamilaz ve amilaz ile ilgilidir.

Yardımcı işlemlerden geçtikten sonra sitrik asit üretiminin teknik sonucu, kültür çözeltisinin amilolitik aktivitesi de dahil olmak üzere çok çeşitli kalite göstergeleri ile laboratuvarda değerlendirilir.

"Limon" yapma teknolojileri

Üretim süreci, farklı ekipmanlar üzerinde birkaç teknolojik aşamada gerçekleştirilir. Fabrika tesislerinin düzenlenmesi için farklı konfigürasyonlar olmasına rağmen - monoblok ve prefabrik modüler olanlar dahil. Modern sitrik asit üretim teknolojisinin dayandığı ana süreçler arasında aşağıdakiler ayırt edilebilir:

1. Asidik bir fermantasyon ortamı için gerekli koşulları sağlamak için hammaddelerin teknolojik olarak hazırlanması için optimize edilmiş süreçler.
2. Özel olarak organize edilmiş koşullarda sporların çoğ altılması.
3. Belirli hammaddelerin özelliklerine göre fermantasyon süreci.
4. Gerekirse, tüm veya tek tek hammaddeleri fermantasyon süreçleri için uyarlayın.
5. Fermantasyon çözeltilerinden asidin ayrılması. Bu arada, ayırma yöntemleri büyük ölçüdedereceler ürünün nihai kalitesini belirler.
6. Ortaya çıkan asidin saflaştırılması ve kristalleştirilmesi. Bu aşamada, ürün modifikasyonu ve asidin diğer versiyonlarının farklı konfigürasyonlarda üretilmesi için fırsatlar açılır. Örneğin, genel sitrik asit üretiminin bir parçası olarak şuruplar, monohidrat, susuz formülasyonlar ve sodyum sitrat dihidrat üretilebilir. Kimyasallar da düzenlenebilir.

Proses Ekipmanı

Sitrik asit üretimi için modern tesislerin teknik düzenlemesinin optimize edilmiş formatı, biyoteknolojik tesislerin kullanımını içerir. Ortalama olarak, üretim hacmini hesaplamak için böyle bir çözümün kapasitesi 200-250 ton / yıl iken, farklı hammadde kaynaklarına dayalı modifiye ürünler elde etmek için geniş fırsatlar bırakmaktadır. Sitrik asit üretimi için bu ekipmanın temel bileşimi aşağıdaki reaktör ve kapasitans cihazlarını içerir:

1. Fermenterler.
2. Evaporatörler.
3. Filtreler.
4. Kurutucular.
5. Kristalleştiriciler.
6. Lojistik operasyonları destekleyecek altyapı.

Biyoteknolojik kurulum projesinin uygulanması, bölgesel tüketicilere ısı ve güç kaynaklarının minimum katılımıyla yerel olarak tam olarak tedarik ederek tam bir üretim döngüsü sağlamamıza olanak tanır.

Bu türün donanım-teknolojik çözümü, ürünün başlangıçta düşük maliyetine yol açan üretici suşlarının kullanılmasıyla karakterize edilir. Sitrik asit üretimine yönelik bu teknoloji, aynı zamanda çevre için kabul edilebilir düzeyde bir çevre temizliği ve işçiler için toksik güvenlik ile karakterize edilir.

Ürünün kalitesine gelince, gıda sektörünün uluslararası standartlarını karşılıyor. Başka bir şey de, özellikle deterjanlar için tasarlanmış bir teknik ürünün piyasaya sürülmesinin de mümkün olmasıdır.

sitrik asit üretimi için hammaddelerin hazırlanması

Hammaddeler özel işlemlerden sonra üretim sürecine girer. Yöntemi ve parametreleri, yalnızca hammaddelerin özelliklerine göre değil, aynı zamanda ürün gereksinimlerine göre de belirlenir. Sodyum sitrattan türev ürünler üretme olasılığı da dikkate alınır.

Öyle ya da böyle, sitrik asit üretimi için ana hammadde, optimal demir oranını içeren melastır. İşlenmesine gelince, bu işlemdeki ana adım, bileşimin sarı kan tuzu vasıtasıyla çökeltilmesi için gerekli olan ön fermantasyondur. Daha fazla işlenmeden asit içindeki bu tuz, izositrat dehidrojenazların bir inhibitörü olarak işlev görebilir.

Hammadde tabanı olarak kullanılabilecek diğer bir bileşen ise Aspergillus Niger mantarıdır. Soru ortaya çıkıyor - neden modern teknolojilerin koşullarında sitrik asit üretmek için bir küf mantarı kullanılıyor? Çoğu zaman, üreticinin işlevini sağlamak için kullanılması gerekir. Kimyasal formülü aşağıdakiler için idealdir:sentetik ikameler kullanıldığında imkansız veya teknolojik olarak gerekçesiz olan birkaç işlemi aynı anda yürütmek. Özellikle, tasfiye, talep ve müteakip ayırma ve saflaştırma prosedürlerinden bahsediyoruz.

Modifiye sitrik asit türevlerinin üretiminde de hammaddelerin özel olarak hazırlanması gerekir. Bu durumda, etil alkol, teknik ve etanol içeren, damıtım atıklarıyla ara ürünler dahil olmak üzere ek inklüzyonlar da kullanılabilir. Buna karşılık melastan sitrik asit üretimi hekzasiyanoferrat arıtma, sterilizasyon ve kaynatma işlemleri ile tamamlanacaktır.

Orta derecede safsızlık içeriğine sahip nişasta hidrolizatları kullanıldığında, ham madde hazırlığının bir dekatyonizasyon prosedürünü ve sürekli bir sterilizasyon işlemini içermesi gerekecektir.

Spor üreme sürecinin organizasyonu

Verimli mikrobiyolojik süreçler iyi hazırlanmış tohum gerektirir. Asit sentezinde, spor şeklindeki bu malzeme, üretim sürecinin en başında fermantasyon tankına verilir. Optimize edilmiş bir formda, melas bazlı sitrik asit üretimi için teknoloji, ayrıca testlerin de yapıldığı üreme için sporların hazırlanmasını sağlar. Uzun süreli üretim planlanıyorsa sporlar kurutulur. Bu, hem fonksiyonel niteliklerinin uzun süreli korunması hem de başarılı dozlama için gereklidir.

Bir sonraki adımda, sakaroz, glikoz veyanişasta. Nişasta içeren malzemeler ilk önce bir üretim suşu olarak kullanılan glikoza dönüştürülmek üzere sakkarize edilir.

Hammaddelerin ve alt tabakaların işlenmesinin tüm aşamalarındaki kirlilik seviyesi aşırı yüksek olabileceğinden, birçok üretici bu malzemelerin birincil saflaştırılması için özel yöntemler geliştiriyor. Örneğin, gıda üretiminde sitrik asit için nişasta hidrolizatının daha fazla işlenmesi, tuzdan arındırma adımlarını içerebilir. Aynı sterilizasyon ve mekanik filtrasyon ile kaynatma prosedürleri, safsızlıklardan arındırmanın evrensel ve en erişilebilir yöntemlerine atfedilebilir.

Fermantasyon süreci ve asit üretimi

Fermantasyon sürecini sağlamak için modern teknolojilerde, yukarıda tartışılan küf mantarının hazırlanan suşlarına göre seçilen özel kabarcıklı fermenterler kullanılır. Seçim, kullanılan hammaddelerin özellikleri dikkate alınarak fermantasyonun bireysel konfigürasyonlara göre düzenlenmesine izin veren belirli parametrelere göre testlerle birlikte gerçekleştirilir. Sitrik asit üretimi için teknolojik olarak en gelişmiş süreçler, aynı zamanda köpüren mikroorganizmaların metabolik aktivitesini düzenlemek için araçlar içerir.

Asit izolasyonu aşamasında, görev fermantasyon ortamından başlangıç saflaştırma seviyesine sahip bir çözelti elde etmektir. Saflaştırma derecesini arttırmak için, üretici karışım uygun şekilde hazırlanmalıdır. Özellikle, aşağıdaki süreçlerden geçer:ön işlem:

1. Ayırma ve yerleşme prosedürü.
2. Miselyum ayırma işlemi.
3. Kalsiyum sülfatın ayrılması ve fermantasyon kütlesinin ayrışması.

Modern endüstrilerde kuru kalıntıların ayrılması için otomatik kontrollü kayış filtreler kullanılır. Ayrıca tortu filtrasyon işlemlerinin organizasyonu için elektronik kontrol sistemli özel santrifüjler ve ayırıcılar kullanılmaktadır, bu da malzeme işlemenin doğruluğunu arttırmaktadır.

Ortaya çıkan sitrik asidin saflaştırılması

Alınan ürünün karmaşık işlenmesini içeren üretimin son aşaması. Bu işlem, anyon ve katyon değişim reçineleri ile aktif karbon kullanır. Bu tür arıtma teknolojisi, sabit yataklı reaktörlerde birkaç aşamada uygulanmaktadır:

1. Belirli bir sıcaklıkta buharlaşma süreci.
2. Vakumda kristalleşme.
3. Santrifüjde kristal tarama.
4. Akışkan yatak ile kurutma.
5. Eleme prosedürü.

Buharlaştırma, düşen bir sıvı filmi olan çok aşamalı bir buharlaştırıcı ünitesinde gerçekleştirilir. Bu işlem sonucunda sitrik asidin tüketici özelliklerini düşürmeden gerekli buharlaşma katsayısına ulaşılır. Bu aşamada enerji kaynaklarının tüketimi, buhar üzerinde termal sıkıştırma sağlanması nedeniyle önemli ölçüde az altılabilir.

Kristalizasyona gelince, bu sitrik asit üretim süreci cebri sirkülasyonla gerçekleştirilir. bazılarındaGıda endüstrisi tesislerinin teknik konfigürasyonlarında, vakumlu kristalleştiriciler, modifiye edilmiş ve sodyum sitrat türevlerinin üretimi için cihazlarla birlikte aynı yapısal temelde tasarlanır. Örneğin, kurutulmuş ürünler ve sitrik asit monohidrat üretiminde benzer ekipmanlar kullanılmaktadır.

Saflaştırma aşamasındaki son değer, kristal içeren süspansiyondan uterus enzimlerinin ayrıldığı fermentasyon solüsyonunun geri dönüşüm işlemi değildir. Teknik olarak, bu prosedür, nihai ürünün özelliklerini hassas bir şekilde kontrol etmeyi mümkün kılan sürekli bir santrifüj ile gerçekleştirilir.

Son kurutma ve eleme işlemleri, elde edilen ve saflaştırılmış ürünün hassas bir şekilde işlenmesini gerektirir. Bu aşamada, sitrik asidin salınım biçimine ilişkin gereksinimler bir rol oynayacaktır - örneğin, tasarım parçacık boyutuna göre fraksiyonlama gerçekleştirilir.

Yerli sitrik asit pazarı

Rus gıda endüstrisi pazarındaki bu segmentin ana katılımcıları, tüm üretimin neredeyse yarısını kontrol eden Çin'den üreticilerdir. Ancak, Belgorod'da bulunan Citrobel işletmesi tarafından işgal edilen özel bir yer olan sitrik asit üretimi için Rus fabrikaları da önemli bir paya sahiptir. Aslında bu, dünya standartlarında kapasitelere sahip neredeyse tek yerli fabrika. Gıda sektöründeki ticari kuruluşlar, bölgedeki fabrikalarla aktif olarak işbirliği yapmaktadır.yurt dışı. Bu doğrultuda sırasıyla Smila ve Skidel'de bulunan Ukrayna ve Belarus şeker fabrikaları öne çıkıyor.

Uzmanlara göre, Rus sitrik asidi GOST ve ambalaj tasarım standartlarının düzenleyici gereksinimlerini karşılıyor. Bu, Rusya'daki yerli sitrik asit tesislerinin Çinli işletmelerle başarılı bir şekilde rekabet etmesine izin veren avantajlardan biridir. Bu nedenle, sürekli olarak yüksek kaliteli sitrik asit tedarik eden Citrobel ile karşılaştırıldığında, Celestial Empire'dan üreticiler, ürünlerin katı standartları karşıladığını her zaman garanti etmezler ve bu da fiyatlara da yansır. Fark, üretici ve dağıtım ağının seviyesine göre belirlenir. Aynı zamanda, büyük şirketlerden yapılan teslimatlarda bile, bir partideki sitrik asidin özellikleri heterojendir ve değişebilir. Bu, ürünün çözünürlüğü ve nem içeriğiyle ilgili şikayetlerin belirtildiği tüketici incelemelerinde de onaylanmıştır.

Sonuç

Bugün dünya sitrik asit üreticilerinin üretim hacmi yaklaşık 800.000 ton/yıl'dır. Bu sektörün bu kadar yüksek getirisi, gıda endüstrisinin geleneksel bölümleri ve kimya ve farmasötik alanı da dahil olmak üzere bir dizi endüstrinin asitleştiricilerin kullanımıyla ilgilenmesinden kaynaklanmaktadır. Ayrıca, bu tür asitlerin türevleri bugün, sitrik asidin teknik işlevinin talep edildiği tarım ve diğer endüstriler bir yana, savunma ve elektronik endüstrilerinde bile uygulama bulmaktadır.enzimler. Bu bağlamda, aktif işleme yardımcıları ve sentetik deterjanlar için bir ikame olarak sodyum sitrat kullanma uygulaması not edilebilir.

Rusya'da sitrik asit üretiminden bahsedecek olursak, bu alanda faaliyet gösteren işletmeleri teşvik etmek için son yıllarda hükümet düzeyinde iç piyasayı korumaya yönelik adımlar atıldı. Ancak Belgorod tesisi sitrik asidin tek büyük tedarikçisi olmaya devam ettiğinden, bazen ürün sıkıntısı yaşanmaktadır. Bir çıkış yolu olarak, uzmanlar, ürünün uygun kalitesini garanti eden Avrupalı şirketlere yabancı asitleştiricilerin ithalatına öncelik verilen gümrük kurallarının değiştirilmesini önerdiler. Japonya, İsviçre ve Almanya'daki büyük biyokimyasal üreticilerin ürettiği sitrik asit, kalite açısından yerli ürünlere göre daha üstün, ancak fiyatlar çok yüksek, bu nedenle Citrobel tesisi, tüketici ihtiyaçlarından ödün vermeden rekabet gücünü koruyor.