Этот относительно молодой метод производства лимонной кислоты обладает многими преимуществами по сравнению с более ранним методом поверхностного культивирования. Его применение позволяет:

  • повысить эффективность использования промышленных площадей,
  • увеличить масштабы производства,
  • механизировать трудоемкие работы,
  • почти полностью автоматизировать технологический процесс получения кислоты.

Однако при сравнении технологии и экономичности поверхностного и глубинного способов получения лимонной кислоты предпочтение чаще отдается первому, поскольку в этом случае себестоимость продукта и расход электроэнергии значительно ниже.

Штаммы A. niger, выступающие в качестве продуцентов лимонной кислоты при поверхностном методе, непригодны для использования в условиях глубинного культивирования. Здесь применяют специально селекционированные природные штаммы или мутанты. В России используют мутантный штамм A. nigerNb288/9, который сохраняется в виде конидий, отделенных от мицелия («споровый консерв»). Перед ферментацией их смешивают с активированным углем или тальком. Способ подготовки спорового материала такой же, как для продуцента, используемого при поверхностном культивировании. Процесс ферментации включает два этапа:

  1. рост мицелия в посевном аппарате;
  2. рост мицелия и кислотообразоваиие в основном ферментаторе.

В качестве источника углерода при существующем методе глубинного культивирования лимонной кислоты используют мелассу, освобожденную от ионов Fe, Мп и других металлов путем обработки ферроциапидом калия.

В предварительно простерилизовапный посевной аппарат загружают питательную среду для подращивания посевного материала, содержащую 3 — 4 % сахара, затем через инокулятор вносят суспензию спор гриба. Сразу после засева в ферментатор подают стерильный воздух и включают в работу мешалку. Прорастание спор и формирование мицелия гриба происходят при непрерывном продувании воздухом через культуральную жидкость и ее перемешивании. Температура среды поддерживается около 32 °С. Через 20 — 36 ч выращивания сформированный в виде гранул мицелий гриба вместе с культуральной жидкостью передается по посевной линии в заранее подготовленный основной ферментатор.

Основной процесс в производственном ферментаторе продолжается 5 — 7, а в некоторых случаях до 10 сут при непрерывной аэрации среды и ее перемешивании. Исходная среда для ферментации имеет низкую концентрацию сахара (3 — 4 %). По мере потребления образовавшимся мицелием гриба сахара из среды производится подлив специально подготовленного концентрированного (25 — 28 % по сахару) раствора мелассы.

Обычно это осуществляется три раза из расчета доведения конечной концентрации сахара в культуральной жидкости до 12 — 15 %. В конце ферментации количество лимонной кислоты достигает 50 — 120 г (в зависимости от качества мелассы, а также активности штамма) и составляет 80 — 95 % общей суммы кислот. Когда активность кислотообразования падает, процесс прекращают. Культуральный раствор освобождают от мицелия фильтрацией или другим способом и передают в химический цех для выделения и последующей кристаллизации лимонной кислоты. Ее извлекают в виде трудно растворимой при высокой температуре соли кальция.

Для получения цитрата кальция к отфильтрованному культуральному раствору добавляют хлористый кальций (2,5 — 3,0% от количества кислоты), раствор нагревают до 100 °С и нейтрализуют известковым Са(ОН)2 или меловым (СаС03) молоком до pH, равного 6,8 — 7,0. Выпавший в осадок трехкальциевый цитрат отфильтровывают, промывают горячей водой и разлагают серной кислотой. Лимонная кислота полностью освобождается и переходит в раствор, а остающиеся в осадке гипс и оксалат кальция удаляют фильтрацией. Раствор после ряда дополнительных стадий очистки упаривают под вакуумом и проводят кристаллизацию продукта. В продажу поступает кристаллическая лимонная кислота.

© 2015-2018 vseobiology.ru | При использовании материалов сайта - прямая ссылка на vseobiology.ru обязательна.

Заказать курсовую

^ Наверх