Производство на лимонена киселина

При производството на лимонена киселина се използва процес три FER ментация: 1) култивиране на производителя върху повърхността на твърда среда растеж (твърдо състояние ферментация); 2) култивиране на повърхността в течна среда; 3) дълбочина на потапяне задънена tivirovanie.

Култивиране на твърда среда повърхност. Гъби-произ-сто (L. нигер) се отглеждат в плитки тави на повърхността на влажната ориз трици или пшеница. По време на ферментацията рН на масата пада до 1.8 - 2.0. След процеса на затваряне лимонена коте много заедно с малко количество едновременно образува glyukopovoy оксалова киселина и се екстрахира с вода и след това разстройство, дава под формата на калциеви соли. Поради факта, че трици е богата на желязо и други микроелементи, като се използват щамове А, нигер, не Tel'nykh чувствителност на високи концентрации на метали. Такива най-прост метод за получаване на лимонена киселина се използва само в Япония.

култивиране на повърхността в течна среда. Този метод се използва широко за производство на лимонена киселина в Европа и САЩ. Повърхността на течност разлята neglubo Kie кювета се инокулира с конидии на гъбата-produtsepta. Съдовете омекотяване-schayut на рафтове в контролирана температура ферментационни камери. Гъбата развива плътен филм на повърхността на хранителни вещества CFE редове, съдържащи високи концентрации на захар. Получената Li-

monnaya киселина преминава от мицел клетки в разтвор, от който, след процеса на затваряне се утаява като калциева сол и след това се превръща във формата на свободна киселина и кристализира.

Получаването на семена (спори) се извършва в спори O семинари на разположение само в някои растения, те са осигуряване на техния продукт, всички предприятия. Получаване на хранителната среда и гъбички превръщане на захар в лимонена киселина и последващо отделяне на мицела в ферментация извършва магазина. Изолиране на лимонена киселина от ферментиралото разтвора и се получи в кристална форма с произход от химически магазин.

Както производство на лимонена киселина чрез метода на повърхността си да получи повечето растения на страната, както и в редица компании в чужбина използват мутантни щамове на А.нигер (например, Р-1 и Р-3).

Производство на семена се извършва в стерилни условия, както следва. Спорове оригинални колекционерски задънена екскурзии се засяват по повърхността agarizovanioy хранителна среда, време-лят алуминий в клетка площ от 10-12 дм 2-schayut последните помещения в инкубатора. На повърхността на средата се образува дебел плен Единична мицел, който след това се покрива с конидии. След 10-дневен срок от филм за гледане и бракувани тези, които намери незрели образуване на спори или инфекция. На повърхността на спорите мицелът се отделя чрез устройство, работещ на принципа на прахосмукачка, след което те се сушат в топлинна камера при 28 - 30 ° С, смесва се със стерилна активен въглен в съотношение 1: 2, опаковани в стерилни колби и буркани от 0.5 - 1 0 л-ми затворени с тапи от памук и се съхранява при стайна температура. Срокът на годност на спора - 6 месеца. В тази форма, семената се пренася в растения, произвежда киселина.

култивиране на гъби се осъществява в плоски подложки (височина топчета - 20 cm), разположени една над друга в рафтове в камерата за ферментация, може да има две или повече в зависимост от крайния размер. На всеки зъбни 8-10 съдове, разположени на разстояние (вертикално) е 30 - 40 cm Те са изработени от неръждаема стомана или чист алумино-ТА -. Материалите, които не страдат от корозия и не замърсяващи Fe йони. Пълнене кювети стерилна среда и източване на тях ферментирало разтвор, получен през дюзата в дъното на контейнера, маркуч свързан с общ вертикален намира извън камерата. Последният Системата е оборудвана с принудителна вентилация vytyazhioy осигуряване стерилен подаване на въздух необходимо изпарят температура и влажност, която се разпределя равномерно в цялата камера.

Средата се получава в специално отделение. Като източник на въглерод, за да приведе своето захароза. На първо производство на лимонена киселина кристал захарно цвекло на организацията е суровината. През 1950-те години. Той бе заменен в заводите в страната ни

меласа от цвекло (захарно отпадъци производство), които съвместно притежава 43-49% захароза, е сложен химичен състав и интегрира голям брой микроелементи, предимно желязо, потискащи образуването на киселина от гъбата. Ето защо, преди да влезе в меласата на околната среда трябва да бъде освободен от металните йони. В САЩ това се прави чрез katioioobmennyh смоли. В България обикновено се използва за обработка на меласа жълт Кро-vyanoy сол (KdRe (CN) 6), последвано от кипене на разтвора. В резултат на желязо и други тежки метали соли утайка и се отстраняват от разтвора на захар.

Получава стерилен кювета напълнена със стерилизирана среда (височината на слоя течност - 12 cm), която се инокулира с гъбични спори. Спори се отлагат върху повърхността на разтвора на хранителни вещества, кълнове, гъбен мицел и формира твърд филм, покриващ цялата повърхност-schaya среда. Максималната скорост на растеж E Силия наблюдава приблизително на 4-тия ден, придружени от активна форма отделяне на топлина и С02. Процесът на ферментация е постепенно увеличаване на общата киселинност. Първоначалното рН на средата - 6.8 - 7.0 - намалява по време на първите три дни до 4.5, и в края на процеса - до 3.0.

Активността на киселина гъбични филми, малък ВНА чал, достига Na 5 - б-ия ден (100 - 105 грама лимонена па киселина 1 m 2 на филм на час) и след това се съхраняват при високо ниво (60 - 50 грама на киселина на 1 м 2 на час). Ферментацията може да бъде удължен чрез изливане захарен разтвор в клетката или се довежда под филма на прясна среда. Има три основни начина за управление на процеса; постоянен, подвижен и dolivnoy.

В постоянен растеж и киселина производствен процес prois гъби движение на същата среда, съдържаща минерални соли и източник на въглерод. Последните (кристални захари или меласа) се въвеждат в средата, в количество, необходимо за нормалния растеж и киселина производство на активното гъбички.

метод заместване на отглеждането често се нарича чрез препаративна O филми. Филмът на гъбата се отглежда в хранителна среда съдържа минерални соли, zhaschey и въглехидрати. В края на неговия растеж разтвор яма-позиция от филма са кондензирани, и се промива със стерилна вода, и се подава под новата среда за образуване на киселина, но обикновената съдържащи въглехидрати, но лишен от минерални съединения. Този метод Coy култура може да бъде едносменен или режим на смени. В първия случай, след отстраняването на хранителния разтвор под сглобяема филм отново излее ново решение kislotoobra-mations с повишена концентрация на захар, и там той тучни-ditsya относително дълъг период от време (4 - 6, дни). Когато метод mnogosmen-SG рециклирана няколко пъти в разтвори отводнени и се заменят с нови по време на цикъла. Промяната на честота зависи от активността на гъбични филми.

При получаването на метода на лимонена киселина повърхността им външен диаметър най-важните фактори е въздушните камери в режим, т. Е. аерация температура и влажност.

В етапа на растеж на мицел се счита за необходимо да се поддържа температурата на хранителния разтвор при 34-36 ° С и се подава 34 m3 въздух на час на 1 м 3 kulturalyyuy течност. Тази аудио изход Поривите увеличат, тъй като тя се развива. Когато гъби-трудно произ tsiruet киселина и отделя много топлина, количеството на въздух, доставен в камерата се повишава до 15-18 m 3 / m 3 за час и температурата на средата се поддържа при под-ниво на 28-34 ° С

В заводски условия, когато се използва като производство на А.нигер R-1 LLI А.нигер Р-3, концентрацията на лимонената киселина в края на процеса е 150-200 г / л ферментационен разтвор. Li-monnaya киселина е 96-99% от общите киселини и добив му е 85-91% от въведената захар.

След завършване на ферментацията култура бульон от изпразва и се прехвърля в отделна лимонена киселина в химически завод мицел. гъбични филми се събират и се използват за получаване на депозитите на ензима, съдържащи се в него - pektiiazy или изсушени и използвани като добавки към храна за животни и птици.

Deep отглеждане. Този сравнително нов метод за производство на лимонена киселина предлага много предимства пред по-рано метод на повърхността kultivirova-ТА. Нейното прилагане може да се подобри, за да по-добри депозити употреба на индустриални зони, за да се увеличи обема на производство, IU-hanizirovat трудоемки и почти напълно автоматизиран процес на ДДС за производство на киселина.

Въпреки това, когато сравняват технологии и разходно-ционни повърхности и дълбоки методи за получаване на преференции зададена лимонена киселина често се дава на първо място, тъй като в този случай цената на продукта и консумация на енергия е много по-ниска.

Понастоящем двата метода се използват в промишлен про-дането на лимонена киселина, с някои фирми предпочитат сто Roe традиционен повърхност култура, и други - zhennoe-потапяне. В България и се радва на двете.

Щамове на А.нигер, в качеството на производителите на лимонена киселина при метод повърхност, подходящи за използване в потопена култура. Тук се прилага спе-циален избран са естествено срещащи се щамове или мутанти. В Ros използване тези мутантен щам L. нигер № 288/9, която се запазва

iyaetsya конидии отделя от мицел ( "спори консерви"). Преди ферментация, те се смесват с активен въглен или подемник-ком. Методът за получаване на спори материал е същата като за про-dutsenta използва в култивиране повърхност. Pro-процес на ферментация се състои от два етапа: 1) растеж на мицел в редосеялката; 2) мицел растеж и kislotoobrazovaiie главно Ферми Tatorey. Като източник на въглерод в лимонена киселина представя дълбоко метод култивиране използване меласа, освободен от Fe йони, Mn и други метали чрез третиране с калиев ferrotsiaiidom.

предварително prosterilizovainy посев машина (която възлиза на 1/10 от обема на основната ферментатора) чрез зареждане разтваря хранителна среда за отглеждане на инокулат съдържа zhaschuyu 3 - 4% захар, след това през инокулатор направи суспензия от спори на гъбата. Веднага след инокулиране във ферментатора хранени със стерилен въздух, и включват работа бъркалка. Кълняемостта на спорите и формира, наличие на гъбични мицел се появят по време на непрекъснато продухване дух количка-чрез kulturaliuyu течност и разбъркване. Темпера ход среда се поддържа около 32 ° С След 20-36 часа, ЛИЗАЦИЯ образуван чрез отглеждане на мицел пелети с култ-ralyyuy течност предава чрез линия инокулум предварително Смес,-tovlenny главния ферментатор.

Основният процес в производствения ферментатор продължава etsya 5-7, а в някои случаи до 10 дни при непрекъснато аериране на средата и разбъркването. първоначалната ферментационна среда има ниска концентрация на захар (3-4%). По-високата концентрация на меласа-ЛИЗАЦИЯ не може да се използва поради своята висока buferpo-STI и създаване на рН на културалната среда, неблагоприятна за син-тезата на лимонена киселина. Както консумация mitse оформени захар Liem гъбички от среда специално изработени сокове Смес,-tovlennogo концентрира (25-28% захар) разтвор Me-Lassa. Това обикновено се прави три пъти скоростта на донесе крайната концентрация на захар и в течност до 12 на - 15%. В края на ферментацията, количеството на лимонена киселина е 50-120 г (в зависимост от качеството на меласа, и активността на щам) и 80-95% от общите киселини. Когато актив-ност kislotoobrazovaiiya един пада, процесът се прекратява. Kultural-Iy разтвор се освобождава от мицел чрез филтруване или друга спортна-sobom и предава на химически завод за изолиране и последваща кристализация на лимонена киселина. Тя се извлича под формата на твърд замърсяване на воден можно-па при висока температура калциева сол. За да се получи калциев цитрат към филтрувания разтвор до kulturalyyumu-bavlyayut калциев хлорид (2.5 - 3.0% от размера на киселина), разтворът се загрява до 100 ° С и се неутрализира с вар, Са (ОН) 2 или варовик (СаС03) мляко до рН равна на 6,8 - 7,0. Утаеният цитрат трикалциев утайка се отфилтрува, промива се gorya-

чиито разлага с вода и сярна киселина. Лимонена киселина Стю напълно освобождава и преминава в разтвор, и останалата утайка в гипс и калциев оксалат се отстранява чрез филтруване. Разтворът след редица допълнителни етапи на пречистване се изпарява под вакуум и кристализация на продукта се извършва. В търговската мрежа кристално дали monnaya киселина ..

Лимонена киселина се произвежда А.нигер (и други гъби) в цикъла на трикарбоксилна киселина (ТСА) чрез кондензиране окса-loatsetata и ацетил-СоА, извършва цитрат siitazoy.

Необходимо за реакция оксалацетат и ацетил-СоА до образуване Xia от две молекули пируват, един подлага dekarboksilirova-niju да се образува ацетил-СоА, а вторият - карбоксилиране до получаване оксалоацетат. Пир вана, образуван от fruktozobisfosfatiomu път (траектория Embden, Meyrgofa-Parnas), всички ензими, които, както и пируват, пируват, и цитрат синтаза obna-о п у А нигер. В резултат на горните реакции, един мол от захарно Кула (CGH ^ Ог) се превръща в една молекула на лимонена Kis партиди (С6 H8 07). Експериментално получава добив последната не-пролифериращи клетки на А.нигер близо до теоретичен (95-98%).

Смята се, че akonitat хидратаза (aconitase) и изоцитрат degid-rogenaza отговорен за метаболизма на лимонената киселина в цикъла на ТСА, въпреки че присъства в гъбични клетки по време на неговия синтез, обаче тяхната актив-ност ограничава с дефицит на метални йони (Fe, Mn), Niemi-ниски стойности на рН и редица метаболити, образувани. Akon-тат хидратазна - zhelezoprotein: за да го активирате е необходимо йон Fe 2+. като инхибитор на ензима се натрупва в Н2 02. Fe-де fitsitnyh гъбични клетки. Относно изоцитрат устата установено, че калиев фероцианид потиска този ензим, във връзка с което става ясно положителен ефект от присъствието на Bytkov сол в среда на натрупването на киселина. Друг му инхибитор е лимонена киселина се образува в клетка-кортежи във висока концентрация, и инхибира активността на ензима.

По този начин, ефективността срещу гъбички причинява свръхпродукция на лимонена киселина могат да бъдат обобщени, както следва. Лимонена киселина - нормалните метаболитни CTLs в отличие малки коли присъства в клетките на различни микроорганизми. Някои гъбички (особено А.нигер) са в състояние да синтезират големи количества от тази киселина. Неговата свръхекспресия настъпва при ограничаване на растежа на гъбички-Ваня-произвеждащи минерални компоненти на средата и докато прекомерно съдържание на въглероден източник.

Условията ограничаващи растежа на гъбички дефицит на една или повече минерални компоненти (Fe, Mn, N, P или S) след

пълно усвояване от среда оскъдна елемент, тя престава да расте, но продължава да се консумират на разположение източник на въглерод в средата. Така в своите клетки започват да се натрупват лимонена киселина, която впоследствие освободени в средата. Тя, обаче, не може да метаболизира напълно в TCA защото тя iigibirovapiya няколко ензими (akonitat хидратаза, изоцитрат, а вероятно и а-кетоглутарат дехидрогеназа).