Sitroensuurproduksie: voorbereiding, proses en produk

2024 Outeur: Howard Calhoun | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 10:16

Sitroensuur is etlike honderde jare gelede ontdek, maar die geskiedenis van sy volwaardige produksie by industriële fasiliteite kan eers sedert 1919 gepraat word. Van daardie oomblik af het tegnoloë mikrobiologiese prosesse begin toepas, waarvan die ontwikkeling tot vandag toe nie opgehou het nie. Terselfdertyd is die moderne produksie van sitroensuur heterogeen en behels dit verskillende maniere om die finale produk te vervaardig. Die keuse van een of ander metode word nie net bepaal deur die eienskappe van die grondstowwe van 'n bepaalde onderneming nie, maar ook deur die vereistes van die teikenverbruikersmark.

Inleiding tot Sitroensuur

As 'n suurreguleerder word hierdie produk aktief in die voedselbedryf gebruik. Maar sitroensuur word nie net gebruik om smaak reg te stel nie. Afhangende van die vervaardigingstegnologie kan dit die raklewe van die teikenproduk verhoog. Vanuit hierdie oogpunt, die produksie van suurlemoensure in Rusland kan gelykgestel word met die tegnologieë vir die vervaardiging van askorbiensuur-, asyn- en melksure, asook met hul afgeleides.

Volgens kenners word sitroensuur nou in byna die helfte van alle vervaardigde voedselprodukte gebruik as gevolg van sy eienskappe as 'n antioksidant en antioksidant-sinergis. Die gewildheid van hierdie versuurder word ook deur sy gastronomiese eienskappe vergemaklik. Hierdie suur het 'n aangename en sagte smaak - ten minste in vergelyking met alternatiewe produkte van hierdie tipe. Veral hierdie eienskappe word gemanifesteer in drankies en lekkergoed. Daar is ook 'n wye groep soute wat verkry word onder die toestande van mikrobiologiese produksie van sitroensuur - veral natriumsitraat kan dan as 'n smeltsout gebruik word. Die voordele van natriumsitraat sluit in die moontlikheid om dit in vaste vorm te verkry, asook die uitsluiting van 'n irriterende effek wanneer dit aan die slymvliese van die spysverteringstelsel en respiratoriese stelsels blootgestel word.

Produk industriële produksie

Die naam sitroensuur vestig die aandag op sitrusvrugte, maar hierdie suur is in verskillende grade teenwoordig in alle vrugte, katoen en naalde. Nietemin is die eerste produksiefasiliteite juis georganiseer op grond van die verwerking van suurlemoensap. In die 1920's is ongeveer 25% van alle produksie op hierdie manier verkry. Terselfdertyd was die vervaardigingstegnologie self irrasioneel, aangesien ongeveer 25 kg van 'n suiwer produk uit 1 ton suurlemoene verkry is. Vandag word die produksie van voedselsitroensuur georganiseerop meer tegnologiese en hulpbron-intensiewe metodes, wat die gebruik van fundamenteel nuwe bymiddels soos melasse en skimmelswamme behels. Terloops, dit bepaal ook die logistieke besluite oor die ligging van natriumsitraatproduksie naby die suikerfabrieke.

Terselfdertyd kan daar nie gesê word dat sulke produksie homself per definisie regverdig in toestande van hoë aanvraag nie. Die feit is dat namate die vervaardigbaarheid van die produksieproses toeneem, neem die toerusting ook toe, wat 'n toename in die koste van tegniese toerusting en instandhouding van kapasiteit beteken. Daarom is dit onmoontlik om sonder 'n goed deurdagte sakeplan vir die produksie van sitroensuur klaar te kom, wat alle aspekte van die organisatoriese en ekonomiese aktiwiteite van die onderneming sou aandui. Saam met die ontwerpoplossing vir die toerusting van produksietoerusting en die ontwikkeling van logistieke modelle met ekonomiese regverdiging, sal dit ook nodig wees om die optimale formulering van die finale produk te bepaal sodat dit in 'n sekere nis in die mark kan meeding. Hierby is dit die moeite werd om 'n wysiging by te voeg aan die streng sanitêre en higiëniese standaarde wat byna al die tegnologiese nuanses van die verkryging van hierdie suur reguleer.

Fisies-chemiese aanbieding van tegnologie

Moderne prosesse vir die vervaardiging van sitroensuur is hoofsaaklik gebaseer op die hidrolise van styselsuspensie, wat tot 30% van die massa droë elemente met amilolitiese vermoë insluit. Stysel van minerale soute met sulfate van koper, sink en yster kan daarby gevoeg word. Hierdie basis ondergaan daarna fermentasie in 'n voedingsmedium deur 'n skimmelswam.

As gevolg van fermentasie en isolasie van swambiomassa word 'n kultuuroplossing gevorm, wat aanvanklik tot 85% sitroensuur bevat. 'n Kenmerkende kenmerk van suurbestande ensieme wat op hierdie stadium verkry word, is verhoogde amilolitiese aktiwiteit. Eerstens gaan dit oor glukoamilase en amilase.

Die tegniese resultaat van die produksie van sitroensuur nadat dit deur bykomende bedrywighede gegaan het, word in die laboratorium geëvalueer deur 'n wye reeks kwaliteit-aanwysers, insluitend die amylolitiese aktiwiteit van die kultuuroplossing.

Tegnologieë om "suurlemoen" te maak

Die produksieproses word in verskeie tegnologiese stadiums op verskillende toerusting uitgevoer. Alhoewel daar verskillende konfigurasies is om fabrieksfasiliteite te reël - insluitend monoblok en voorafvervaardigde modulêre. Onder die hoofprosesse waarop die moderne tegnologie van sitroensuurproduksie gebaseer is, kan die volgende onderskei word:

1. Geoptimaliseerde prosesse vir die tegnologiese voorbereiding van grondstowwe om die nodige toestande vir 'n suur fermentasie-omgewing te verseker.
2. Reproduksie van spore in spesiaal georganiseerde toestande.
3. Fermentasieproses volgens die eienskappe van spesifieke grondstowwe.
4. Indien nodig, pas alle of individuele grondstowwe vir fermentasieprosesse aan.
5. Skeiding van suur uit fermentasie-oplossings. Terloops, skeidingsmetodes is grootliksgrade bepaal die finale kwaliteit van die produk.
6. Suiwering en kristallisasie van die resulterende suur. Op hierdie stadium maak geleenthede oop vir produkmodifikasie en die vervaardiging van ander weergawes van die suur in verskillende konfigurasies. Byvoorbeeld, as deel van die algemene produksie van sitroensuur, kan stroop, monohidraat, gedehidreerde formulerings en natriumsitraatdihidraat geproduseer word. Chemikalieë kan ook gereguleer word.

Prosestoerusting

Die geoptimaliseerde formaat van die tegniese rangskikking van moderne aanlegte vir die vervaardiging van sitroensuur behels die gebruik van biotegnologiese installasies. Die kapasiteit van so 'n oplossing vir die berekening van die volume van uitset is gemiddeld 200-250 ton / jaar, terwyl dit genoeg geleenthede bied om gemodifiseerde produkte te bekom gebaseer op verskillende bronne van grondstowwe. Die basiese samestelling van hierdie toerusting vir die vervaardiging van sitroensuur sluit die volgende reaktor- en kapasitansietoestelle in:

1. Fermenteerders.
2. Verdampers.
3. Filters.
4. Droeërs.
5. Kristalliseerders.
6. Infrastruktuur om logistieke bedrywighede te ondersteun.

Implementering van die biotegnologiese installasieprojek stel ons in staat om 'n volledige produksiesiklus te verskaf, wat plaaslike verbruikers ten volle voorsien met minimale betrokkenheid van hitte- en kragbronne.

Hardware-tegnologiese oplossing van hierdie tipe word gekenmerk deur die gebruik van vervaardigerstamme, wat lei tot 'n aanvanklik lae koste van die produk. Hierdie tegnologie vir die vervaardiging van sitroensuur word ook gekenmerk deur 'n aanvaarbare vlak van omgewingskoonheid vir die omgewing en toksiese veiligheid vir werkers.

Wat die kwaliteit van die produk betref, dit voldoen aan die internasionale standaarde van die voedselbedryf. Nog iets is dat dit ook moontlik is om 'n tegniese produk vry te stel wat veral bedoel is vir skoonmaakmiddels.

Voorbereiding van grondstowwe vir die vervaardiging van sitroensuur

Die grondstowwe betree die produksieproses na spesiale verwerking. Die metode en parameters daarvan word nie net bepaal deur die eienskappe van die grondstowwe nie, maar ook deur die vereistes vir die produk. Die moontlikheid om afgeleide produkte uit natriumsitraat te vervaardig word ook in ag geneem.

Op die een of ander manier is die hoofgrondstof vir die produksie van sitroensuur melasse, wat die optimale verhouding yster bevat. Wat die verwerking daarvan betref, is die hoofstap in hierdie proses pre-fermentasie, wat nodig is vir die presipitasie van die samestelling deur middel van geelbloedsout. Sonder verdere verwerking kan hierdie sout in suur as 'n inhibeerder van isocitraat dehidrogenases optree.

Nog 'n komponent wat as 'n grondstofbasis gebruik kan word, is die swam Aspergillus Niger. Die vraag ontstaan - hoekom, in die toestande van moderne tegnologie, word 'n skimmelswam gebruik om sitroensuur te produseer? Dikwels is die gebruik daarvan nodig om die funksie van die produsent te verseker. Sy chemiese formule is optimaal virverskeie prosesse gelyktydig uit te voer, wat onmoontlik of tegnologies ongeregverdig is wanneer sintetiese plaasvervangers gebruik word. In die besonder praat ons van ontbinding, solifikasie en daaropvolgende skeidings- en suiweringsprosedures.

Spesiale voorbereiding van grondstowwe word ook vereis in die vervaardiging van gemodifiseerde sitroensuurderivate. In hierdie geval kan addisionele insluitings ook gebruik word, insluitend etielalkohol, tegniese en etanolbevattende tussenprodukte met afval van distilleerderye. Op sy beurt sal die produksie van sitroensuur uit melasse aangevul word deur heksasienferraat verheldering, sterilisasie en kookprosesse.

Wanneer styselhidrolisate met 'n matige inhoud van onsuiwerhede gebruik word, sal grondstofvoorbereiding 'n dekationiseringsprosedure en 'n deurlopende sterilisasie-operasie moet insluit.

Organisasie van die spoorteelproses

Doeltreffende mikrobiologiese prosesse vereis goed voorbereide saad. In suursintese word hierdie materiaal in die vorm van spore heel aan die begin van die produksieproses in die fermentasietenk ingebring. In 'n geoptimaliseerde vorm maak die tegnologie vir die produksie van melasse-gebaseerde sitroensuur afsonderlik voorsiening vir die voorbereiding van spore vir teling, waarbinne toetsing ook uitgevoer word. As langtermynproduksie beplan word, word die spore gedroog. Dit is nodig vir beide langtermynbehoud van hul funksionele eienskappe en vir suksesvolle dosering.

By die volgende stap word substrate voorberei, insluitend sukrose, glukose ofstysel. Materiale wat stysel bevat, word eers versuiker om in glukose omgeskakel te word, wat as 'n produksiestam gebruik word.

Aangesien die vlak van onsuiwerhede in alle stadiums van verwerking van grondstowwe en substrate buitensporig hoog kan wees, ontwikkel baie vervaardigers spesiale metodes vir die primêre suiwering van hierdie materiale. Byvoorbeeld, die verdere verwerking van styselhidrolisaat vir sitroensuur in voedselproduksie kan ontsoutingsstappe insluit. Dieselfde prosedures van sterilisasie en kook met meganiese filtrasie kan toegeskryf word aan die universele en mees toeganklike metodes van suiwering van onsuiwerhede.

Fermentasieproses en suurproduksie

In moderne tegnologieë om die fermentasieproses te verseker, word spesiale borrelende fermenteerders gebruik, wat gekies word volgens voorbereide stamme van die skimmelswam wat hierbo bespreek is. Die seleksie word uitgevoer tesame met toetsing volgens sekere parameters, wat dit moontlik maak om fermentasie volgens individuele konfigurasies te organiseer, met inagneming van die eienskappe van die grondstowwe wat gebruik word. Die mees tegnologies gevorderde prosesse vir die produksie van sitroensuur behels ook gereedskap om die metaboliese aktiwiteit van borrelende mikroörganismes te reguleer.

In die stadium van suurisolasie is die taak om 'n oplossing uit die fermentasiemedium te verkry met 'n aanvanklike suiweringsvlak. Om die suiweringsgraad te verhoog, moet die genererende mengsel behoorlik voorberei word. Dit ondergaan veral die volgende prosessevoorbehandeling:

1. Skeidings- en vereffeningsprosedure.
2. Micelium-skeidingsbewerking.
3. Skeiding van kalsiumsulfaat en ontbinding van die fermentasiemassa.

Vir die skeiding van droë residue in moderne nywerhede word bandfilters met outomatiese beheer gebruik. Ook, vir die organisasie van sedimentfiltrasieprosesse, word spesiale sentrifuges en skeiers met elektroniese beheerstelsels gebruik, wat die akkuraatheid van materiaalverwerking verhoog.

Suiwering van die resulterende sitroensuur

Die finale stadium van produksie, wat die komplekse verwerking van die reeds ontvangde produk insluit. Hierdie proses gebruik geaktiveerde koolstof met anioon- en katioonuitruilharse. Die tegnologie van sulke suiwering word in verskeie stadiums in vastebedreaktore geïmplementeer:

1. Die proses van verdamping by 'n sekere temperatuur.
2. Kristallisasie in vakuum.
3. Kristal-sifting in die sentrifuge.
4. Droog met vloeistofbed.
5. Siftingprosedure.

Verdamping word uitgevoer in 'n multi-stadium verdamper eenheid met 'n vallende vloeistof film. As gevolg van hierdie proses word die vereiste verdampingskoëffisiënt bereik sonder om die verbruikerseienskappe van sitroensuur te verminder. Die verbruik van energiebronne op hierdie stadium kan aansienlik verminder word as gevolg van die voorsiening van termiese kompressie op damp.

Wat kristallisasie betref, word hierdie sitroensuurproduksieproses met gedwonge sirkulasie uitgevoer. In sekereIn die tegniese konfigurasies van voedselindustrie-aanlegte word vakuumkristalliseerders op dieselfde strukturele basis ontwerp saam met toestelle vir die vervaardiging van gemodifiseerde en afgeleides van natriumsitraat. Soortgelyke toerusting word byvoorbeeld gebruik in die vervaardiging van gedehidreerde produkte en sitroensuurmonohidraat.

Nie die laaste waarde by die suiweringstadium is die herwinning van die fermentasie-oplossing, waarin die skeiding van uteriene ensieme van die kristalbevattende suspensie nie. Tegnies word hierdie prosedure deur 'n deurlopende sentrifuge uitgevoer, wat dit moontlik maak om die eienskappe van die finale produk fyn te beheer.

Die finale droog- en sifprosesse vereis delikate hantering van die resulterende en gesuiwerde produk. Op hierdie stadium sal die vereistes vir die vorm van vrystelling van sitroensuur 'n rol speel - fraksionering word byvoorbeeld volgens die ontwerpdeeltjiegrootte uitgevoer.

Binnelandse sitroensuurmark

Die belangrikste deelnemers aan hierdie segment in die Russiese voedselbedryfmark sluit vervaardigers van China in, wat byna die helfte van alle uitset beheer. Maar 'n beduidende deel word ook verantwoordelik vir Russiese fabrieke vir die produksie van sitroensuur, 'n spesiale plek onder wat beset word deur die Citrobel-onderneming in Belgorod. Eintlik is dit amper die enigste huishoudelike aanleg met wêreldklas-vermoëns. Kommersiële organisasies in die voedselsektor werk aktief saam met fabrieke in diein die buiteland. In hierdie rigting staan Oekraïnse en Wit-Russiese suikerfabrieke uit, wat onderskeidelik in Smila en Skidel geleë is.

Volgens kenners voldoen Russiese sitroensuur aan die regulatoriese vereistes van GOST en verpakkingsontwerpstandaarde. Dit is een van die voordele wat huishoudelike sitroensuuraanlegte in Rusland toelaat om suksesvol met Chinese ondernemings mee te ding. Dus, in vergelyking met Citrobel, wat voorrade van konstante hoë geh alte sitroensuur verskaf, waarborg vervaardigers van die Hemelse Ryk nie altyd dat produkte aan streng standaarde voldoen nie, wat ook in pryse weerspieël word. Die verskil word bepaal deur die vlak van die vervaardiger en verspreidingsnetwerk. Terselfdertyd, selfs in aflewerings van groot maatskappye, is die eienskappe van sitroensuur in een bondel heterogeen en kan dit verskil. Dit word ook bevestig in verbruikersresensies, waar klagtes oor die oplosbaarheid en voginhoud van die produk opgemerk word.

Gevolgtrekking

Vandag is die produksievolume van wêreldvervaardigers van sitroensuur ongeveer 800 000 ton/jaar. So 'n hoë opbrengs van hierdie sektor is te danke aan die feit dat 'n aantal nywerhede in die gebruik van versuurmiddels belangstel, insluitend tradisionele segmente van die voedselindustrie en die chemiese en farmaseutiese sfeer. Boonop vind afgeleides van sulke sure vandag toepassing selfs in die verdedigings- en elektroniese industrieë, om nie eens te praat van landbou en ander industrieë waar die tegniese funksie van sitroensuur in aanvraag is nie.ensieme. In hierdie verband kan kennis geneem word van die gebruik van natriumsitraat as 'n plaasvervanger vir aktiewe verwerkingshulpmiddels en sintetiese skoonmaakmiddels.

As ons praat oor die produksie van sitroensuur in Rusland, dan is daar op regeringsvlak die afgelope jare stappe geneem om die binnelandse mark te beskerm om ondernemings wat in hierdie gebied werksaam is, te stimuleer. Maar aangesien die Belgorod-aanleg die enigste groot verskaffer van sitroensuur bly, is daar soms 'n tekort aan die produk. As 'n uitweg het kenners voorgestel dat die doeanereëls verander word, waarvolgens prioriteit vir die invoer van buitelandse versuurmiddels gegee is aan Europese maatskappye wat die behoorlike kwaliteit van die produk waarborg. Sitroensuur van groot biochemiese produsente in Japan, Switserland en Duitsland is beter in geh alte as huishoudelike produkte, maar die pryse is te hoog, so die Citrobel-aanleg bly mededingend sonder om verbruikersbehoeftes in te boet.