Производство молочной кислоты

Молочная кислота (СН₃СНОН*СООН)

Она содержится в некоторых растениях и в продуктах, полученных в результате молочнокислого брожения.

Молочная кислота применяется в кондитерской и хлебопекарной промышленности, при производстве безалкогольных и ликеро-водочных напитков, фруктовых соков, эссенций.

Наиболее распространенным способом получения молочной кислоты является процесс сбраживания сахаристых сред определенными молочнокислыми бактериями.

Оптимальные условия молочнокислого брожения:

- концентрация сахара в питательной среде 4-5%;

- рН питательной среды 6,3-6,5;

- температура брожения 50⁰С.

Сырьем для выработки молочной кислоты является пшеничный или кукурузный крахмал, меласса и патока.

Технологическая схема получения молочной кислоты:

- приготовление сусла;

- брожение сусла;

- выделение лактата кальция;

- расщепление лактата кальция;

- упаривание и очистка молочной кислоты;

- расфасовка и хранение.

Приготовление сусла

Осуществляют подготовку питательной среды, имеющей вышеуказанные показатели и параметры, для введения чистых культур МКБ.

Проводят следующие операции:

- смешивание патоки и мелассы в соотношении 1:3;

- осветление сусла активированным углем;

- разбавление сусла водой до 10-12% концентрации;

- проведение инверсии содержащейся сахарозы при помощи серной или

хлорводородной кислоты, так как инвертный сахар лучше усваивается

МКБ, чем сахароза;

- разбавление инвертированного раствора водой до содержания 4-5% сахара;

- обогащение минеральными солями и биостимуляторами роста МКБ (2%

тяжки из солодовых ростков);

- нейтрализация полученного сусла мелом и известью до рН 6,3-6,5;

- стерилизация сусла при 70⁰С;

- охлаждение до 50⁰С.

Сбраживание сусла

В подготовленное сусло вносят чистую культуру термофильных молочнокислых бактерий Дельбрюка, которые имеют температурный оптимум 50⁰С. Уже при температуре 52-53⁰С брожение происходит значительно медленнее. Кроме того, поддерживание этой температуры позволяет не допускать развитие посторонней микрофлоры в сусле.

Суммарное уравнение молочнокислого брожения:

С₆Н₁₂О_6→2СН ₃CHОНСООН + 75,36 кДж

Конечным продуктом брожения является практически одна молочная кислота. Образуются в небольшом количестве побочные продукты – летучие кислоты и ароматические вещества.

Накапливающуюся молочную кислоту нейтрализуют мелом в виде молока или тонкодисперсного порошка. При этом образуется нейтральный лактат кальция и СО₂.

Сбраживание сусла периодическим способом происходит в специальных емкостях в течение 7-10 суток, при непрерывном способе в течение 3-4 суток - в ферментаторах. В первом способе в сусле накапливается 11-14% лактата кальция, во втором – до 20%.

Выделение лактата кальция

Сусло нагревают до 80-90⁰С и добавляют мел. Отстоявшийся слой лактата кальция декантируют и фильтруют при 70-80⁰С.

Полученный фильтрат направляют в кристаллизатор, где охлаждают при непрерывном перемешивании. Происходит кристаллизация лактата кальция, так как при низких температурах он трудно растворяется в воде.

Полученные кристаллы лактата кальция отфильтровывают, промывают водой и плавят.

Расщепление лактата кальция

Расплавленную массу лактата кальция направляют в реактор, где происходит где происходит расщепление серной кислотой при 60-70⁰С:

Са(С₃Н₅О₃)₂ + Н₂SO₄ = СаSO₄↓ + 2C₃Н₆О₃

Полученную сырую молочную кислоту обрабатываю желтой кровяной солью для удаления железа, сульфатом натрия для осаждения тяжелых металлов, а затем осветляют.

Уваривание и очистка раствора молочной кислоты

Очищенную и осветленную сырую молочную кислоту уваривают в вакуум-аппарате до 40%-ной концентрации, обрабатывают желтой кровяной солью, осветляют активированным углем и фильтруют.

Полученную молочную кислоту расфасовывают в стеклянные бутыли или

полиэтиленовые бочки.

Требования, предъявляемые к качеству молочной кислоты

По качественным показателям молочная кислота делится на 3 сорта: высший, 1 и 2. Молочная кислота всех трех сортов должна быть прозрачной жидкостью без осадка и мути со слабым кислым вкусом. Не должна иметь постороннего неприятного запаха, обусловленного присутствием летучих кислот.

Физико-химические показатели:

Содержание общей молочной кислоты,% –40,0. Содержание ангидридов,% – для высшего и 1 сортов 2,5, 2 сорта –5,0. Цвет, ед.показателя цветности раствора йодной шкалы– для высшего сорта - 6,5, 1 сорта- 10 и 2 сорта – 30.