Производство лимонной кислоты

Лимонная кислота (СООНСН₂СОН*СООН*СН₂СООН)

Она широко распространена в растительном мире. Особенно много лимонной кислоты содержится в плодах граната – 9%,в плодах цитрусовых –до 6% (в недозрелых лимонах), в ягодах –до 1,5% (в клюкве), листьях хлопчатника, ананасах и др.

Лимонную кислоту применяют в производстве безалкогольных напитков, кондитерских изделий.

Лимонную кислоту можно получать двумя способами:

- механический - извлечение ее из растительного объекта;

- биохимический – сбраживание сахара в лимонную кислоту плесневыми грибами Aspergillus niger.

В промышленности лимонную кислоту производят биохимическим способом.

В качестве сахаросодержащего сырья используют свеклосахарную мелассу.

Технологическая схема получения лимонной кислоты

Схема получения лимонной кислоты состоит из двух циклов:

-разводочный;

-производственный.

В течение разводочного цикла происходит выращивание самого гриба (образование мицелярной пленки) в посевном ферментаторе.

Производственный цикл заключается в использовании образовавшейся пленки гриба для превращения сахара в лимонную кислоту.

Технологическая схема производственного цикла получения лимонной кислоты

- приготовление питательной среды;

- сброживание;

- получение цитрата кальция;

- разложение цитрата кальция;

- упаривание раствора лимонной кислоты;

- кристаллизация;

- сушка;

- упаковка.

Приготовление питательной среды

Осуществляют в ферментаторе, куда вносят подготовленный стерильный раствор мелассы, стерильные растворы питательных солей и стерильную воду для снижения концентрации сахара в среде до 3-4%. Температура раствора – 32-33⁰С.

Сбраживание

Питательную среду засевают мицелием плесневого гриба. Происходит активный рост гриба и кислотонакопление. Наряду с лимонной кислотой накапливаются в незначительных количествах глюконовая и щавелевые кислоты. Оптимальная температура – 31-32⁰С.

Длительность процесса кислотонакопления зависит от активности гриба и длится 5-10 суток.

Сброженный раствор нагревают в ферментаторе до 60-65⁰С, отделяют мицелий и фильтруют в вакуум-фильтре.

Получение цитрата кальция

Для выделения лимонной кислоты к горячему раствору добавляют известковое молоко до рН 6,8-7,5., что способствует выпадению в осадок нерастворимых в горячей воде кальциевых солей лимонной и щавелевой кислот. В горячем растворе остается глюконат кальция.

Полученные нерастворимые соли (цитрат и оксалат кальция) отфильтровывают, промывают горячей водой, подсушивают на фильтре воздухом.

Разложение цитрата кальция

Разложение цитрата кальция в полученном осадке осуществляют путем его обработки строго определенной дозировки серной кислоты. Превышение оптимальной дозировки серной кислоты вызывает процесс разложения оксалата кальция.

После разложения цитрата кальция раствор лимонной кислоты очищают от солей железа и тяжелых металлов и фильтруют.

Упаривание и кристаллизация

Очищенный раствор упаривают в вакуум-аппаратах до концентрации лимонной кислоты в растворе 80% и затем направляют в кристаллизатор.

Кристаллизация лимонной кислоты происходит при медленном охлаждении раствора до температуры 8-10⁰С. По окончании процесса кристаллизации отделяют маточный раствор на центрифуге. Кристаллы промывают холодной водой и сушат при температуре воздуха не выше 35⁰С.

Упаковка и хранение лимонной кислоты

Кристаллы лимонной кислоты просеивают и упаковывают в тканевые льняные мешки или в ящики из гофрированного картона, выстланного пергаментом.

Хранят лимонную кислоту в закрытых помещениях при относительной влажности воздуха 70%.

Требования, предъявляемые к качеству лимонной кислоты

По качественным показателям лимонная кислота делится на 3 сорта6 экстра, высший и 1.

По внешнему виду она должна представлять собой сыпучие сухие бесцветные кристаллы или белый порошок без посторонних примесей. Для кислоты 1 сорта допускается желтый осадок.

Физико-химические показатели, %: содержание лимонной кислоты, не менее 95, содержание золы для сорта экстра – 0,07; высшего – 0,1; первого – 0,35.

Цвет (ед. показателя цветности раствора йодной шкалы) для сорта экстра – 4; высшего – 6; первого – 10.