Producerea de acid citric

În producția de acid citric utilizat proces de punere în trei fer: 1) cultivarea producătorului pe suprafața unui mediu de creștere solid (solid fermentare); 2) Suprafața de cultivare într-un mediu lichid; 3) adâncimea de scufundare cul-tivirovanie.

Cultivarea pe suprafață mediu solid. Ciuperci Produ-cenți (L. niger) au fost crescute în tăvi pe suprafața tărâțele de orez umed sau grâu. În timpul fermentării pH-ul masei scade la 1.8 - 2.0. După procesul de închidere citric pis lot împreună cu o cantitate mică formată simultan glyukopovoy acid oxalic și se extrage cu apă și apoi supărat, dată sub formă de săruri de calciu. Datorită faptului că tărâța este bogat în fier și alte elemente urme, folosind tulpini A, niger, nu Tel'nykh-sensibilitate la concentrații mari de metale. O astfel cea mai simplă metodă de obținere a acidului citric este utilizat numai în Japonia.

Cultivarea de suprafață într-un mediu lichid. Această metodă este utilizată pe scară largă pentru producerea de acid citric în Europa și America. Suprafața lichidului vărsat în neglubo Kie cuvetă este inoculat cu conidii de ciuperca-produtsepta. Receptacles înmuiere schayut pe rafturi în camere de fermentare cu temperatură controlată. Ciuperca se dezvoltă un film dens pe suprafața de rânduri în nutrienți CFE care conțin concentrații mari de zahăr. Rezultat Li-

Acid monnaya trece din celulele miceliu într-o soluție care, după procesul de închidere este precipitat ca o sare de calciu și apoi transformate în forma de acid liber și se cristalizează.

Obținerea de semințe (spor) se realizează într-un ateliere de spori O disponibilă numai în unele plante, acestea sunt furnizarea de produse-toate lor întreprindere. Prepararea mediului nutritiv și ciuperca conversia zahărului în acid citric, și separarea ulterioară a miceliului în atelierul de fermentație efectuat. Izolarea acidului citric din soluția fermentată și se obține într-o formă cristalină provin din magazin chimic.

Ca producătoare de acid citric prin metoda suprafeței sale de a primi cele mai multe plante din țară, precum și într-un număr de companii din străinătate folosesc tulpini mutante de A. niger (de exemplu, P-1 și P-3).

Producerea semințelor se efectuează în condiții sterile, după cum urmează. Litigii originale collectible cul-excursii sunt semănate pe suprafața agarizovanioy mediu nutritiv, timp de aluminiu turnat într-o suprafață celulară de 10-12 dm 2-schayut ultimele spații în incubator. Pe suprafața mediului este format gros miceliu Single captive, care a fost apoi acoperit cu conidii. După 10 zile de vizionare de film și sacrificarii cele care a găsit sporulare imatur sau infecție. Pe suprafața sporilor miceliene au fost colectate printr-un dispozitiv care funcționează pe principiul unui aspirator, iar apoi acestea sunt uscate într-o cameră de căldură la 28 ° C - 30 ° C, amestecat cu carbon steril activat într-un raport de 1: 2, ambalate în flacoane și borcane de 0,5 sterile - 1 0 l-mi închise cu dopuri de bumbac și depozitate la temperatura camerei. Termenul de valabilitate a litigiului - 6 luni. În această formă, semințele sunt transferate la plante, produce acid.

cultivarea ciupercilor se efectuează în tăvițe plate (înălțime talon - 20 cm) dispuse una deasupra celeilalte în rafturi în camera de fermentare, pot exista două sau mai multe, în funcție de dimensiunea finală. Pe fiecare rack de 8-10 cuvete amplasate distanțate (vertical) este de 30 - 40 cm Acestea sunt realizate din oțel inoxidabil sau pur alumino-TION -. Materialele care nu suferă de coroziune și nu poluează ionii de Fe. Umplerea cuvele mediu steril și drenarea lor soluție fermentată produsă prin duză în fundul recipientului, un furtun conectat cu o conductă ascendentă comună situată în afara camerei. Acest din urmă sistem este echipat cu un dispozitiv de ventilație forțată vytyazhioy alimentarea cu aer steril necesar Temperatura EVAP și umiditate, care este distribuit uniform în întreaga cameră.

Mediul a fost preparat într-un compartiment special. Ca sursa de carbon pentru a aduce zaharoză sale. La început, producția de sfeclă de zahăr cu cristale de acid citric organizației este materia primă. În 1950-e. el a fost înlocuit în fabricile din țara noastră

melasă de sfeclă (de zahăr deșeuri de producție), care co-deține 43-49% zaharoză, este o compoziție chimică complexă și integrează un număr mare de oligoelemente, în primul rând de fier, deprimant formarea acidului de ciuperca. De aceea, înainte de a intra în melasa de mediu ar trebui să fie eliberat din ionii metalici. În SUA, acest lucru se face prin intermediul rășinilor katioioobmennyh. În România, utilizat în mod normal melasei de prelucrare galben sare Cro-vyanoy (KdRe (CN) 6), urmată de fierberea soluției. Ca urmare a fierului și a altor metale grele săruri precipitat și se îndepărtează din soluția de zahăr.

Preparat steril cuvetă umplut cu mediu sterilizat (înălțimea stratului de fluid - 12 cm), care a fost inoculată cu spori de fungi. Conidiile sunt depozitate pe suprafața soluției nutritive, încolțesc, miceliu și a format o peliculă solidă care acoperă întregul mediu de suprafață-schaya. Rata de creștere maximă E Celia observată aproximativ în ziua a 4, însoțită de degajare de căldură forma activă și C02. Procesul de fermentare este o creștere treptată a aciditate totală. PH-ul inițial al mediului - 6.8-7.0 - scade în timpul primelor trei zile de la 4,5, iar la sfârșitul procesului - 3,0.

Activitatea filmelor fungice acide, mici BHA Chal, ajunge na 5 - b-a zi (100 - 105 pas g acid citric 1 m 2 de peliculă pe oră) și apoi menținut la un nivel ridicat (60 - 50 g de acid per 1 m 2 pe oră). Fermentarea poate fi prelungită prin turnarea soluție de zahăr în celulă sau este adus sub filmul un mediu proaspăt. Există trei moduri de bază pentru a gestiona procesul; permanente, detașabile și dolivnoy.

La o creștere permanentă și procesul de producție de acid PROIS ciuperci merge la săruri minerale același mediu care conține și o sursă de carbon. Ultimele (zaharuri cristaline sau melasa) este introdus în mediul într-o cantitate necesară pentru creșterea normală și producția de acid a ciupercii activ.

Metoda de înlocuire de cultivare este adesea denumit de filme Prep-O. Filmul a ciupercii este crescut într-un mediu nutritiv conține săruri minerale zhaschey și carbohidrat. La capătul soluției sale pit-ing creștere din film sunt fuzionate, și a fost spălat cu apă sterilă, și este alimentat sub noul mediu pentru formarea de acid, dar obișnuit conține carbohidrați, dar lipsit de compuși minerali. Această metodă de cultură Coy poate fi o singură schimbare sau mai multe schimburi. În primul caz, după îndepărtarea soluției nutritive sub folie prefabricatelor din nou se toarnă nouă soluție kislotoobra-mations având o concentrație crescută de zahăr, și acolo a locat-ditsya timp relativ lung (4 - 6 zile). Atunci când metoda mnogosmen-SG reciclat de mai multe ori în soluții și drenată înlocuite cu altele noi, în timpul ciclului. Schimbarea de frecvență depinde de activitatea filmelor fungice.

La prepararea metodei acid citric suprafața ei od cei mai importanți factori este camerele de aer în modul, t. E. aerare, temperatura și umiditatea.

La etapa de creștere a miceliului este considerată necesară pentru a menține temperatura soluției nutritive la 34-36 ° C și se alimentează 34 m3 de aer pe oră la 1 m 3 lichid kulturalyyuy. Acest rafalelor de ieșire audio crește pe măsură ce se dezvoltă. Când acidul tsiruet Produ-ciupercă tare și emite multă căldură, cantitatea de aer furnizată în camera se ridică la 15 - 18 m 3 / m 3 pe oră, iar temperatura mediului menținut la un sub-nivel de 28-34 ° C.

În condițiile din fabrică, atunci când sunt utilizate ca producerea de A. niger R-1 LLI A. niger P-3, concentrația de acid citric în finalul procesului este 150-200 soluție g / l fermentație. Acid Li-monnaya este de 96 - 99% din totalul acizilor, iar randamentul este de 85 - 91% din zahărul introdus.

După terminarea culturii bulionul de fermentație din mycelial golit și transferat în acid citric separat într-o uzină chimică. filme fungice sunt recoltate și utilizate pentru obținerea depunerilor enzimei conținute de acesta - pektiiazy sau uscate și utilizate ca aditivi în hrana pentru animale și păsări.

cultivare profundă. Această relativ nouă metodă de producere a acidului citric oferă multe avantaje față de metoda anterioară a suprafeței kultivirova-TION. Aplicarea ei poate îmbunătăți utilizarea mai bună depozite de zone industriale, pentru a crește scara de producție, muncă intensivă și proces vat aproape complet automatizate pentru producerea acidului IU-hanizirovat.

Cu toate acestea, atunci când tehnologiile comparate și suprafețele de cost-TION și metode adânci pentru producerea preferințelor stabilite de multe ori de acid citric este dată în primul rând, deoarece, în acest caz, costul produsului și consumul de energie este mult mai mic.

În prezent, ambele metode sunt utilizate în industrie pro-ducere a acidului citric, cu unele firme prefera sute-Roe cultura tradițională de suprafață, iar altele - zhennoe-imersiune. În România și sa bucurat de ambele.

Tulpinile de A. niger, care acționează în calitate de producători de acid citric la o metodă de suprafață, potrivite pentru utilizare în cultură submersă. Aici se aplică spe-cial selectate sunt în mod natural tulpini sau mutanți. In Ros-folosi aceste tulpini mutante L. niger № 288/9, care este conservată

iyaetsya un conidia separat de miceliu ( „spor conserve“). Înainte de fermentare, acestea sunt amestecate cu cărbune activat sau ridicare-com. Metoda de preparare a materialului de spori este aceeași ca și pentru pro-dutsenta utilizată în cultivarea suprafață. Pro-proces de fermentare constă în două etape: 1) creșterea miceliului în Semănătoarea; 2) creșterii miceliului și kislotoobrazovaiie principal Fermi Tatorey. Ca sursa de carbon în acidul citric prezintă metoda de cultivare adâncă folosind melasa, eliberată de Fe ion, Mn și alte metale prin tratare cu ferrotsiaiidom de potasiu.

Mașina de pre prosterilizovainy însămânțare (care se ridică la 1/10 din volumul fermentatorului principal) de mediu nutritiv dizolvat de tarifare pentru creșterea inoculului conține zhaschuyu-3 - 4% din zahăr, apoi prin inoculator face o suspensie de spori de fungi. Imediat după inoculare în fermentator alimentat cu aer steril, și includ agitator de lucru. Germinarea de spori și format, disponibilitatea miceliu fungice apar in timpul cart prin Spirit purjarea lichid kulturaliuyu continuă și amestecând. mediu Tempera cursă este menținută la aproximativ 32 ° C După 20 - 36 de ore-TION formate prin cultivarea unei granule miceliu cu fluid-cult ralyyuy transmise prin intermediul liniei de inocul în avans fermentator principal-PREPARA tovlenny.

Procesul de bază în fermentator continuă etsya 5 - 7, iar în unele cazuri până la 10 zile, sub aerare continuă a mediului și agitarea acestuia. Mediul inițial de fermentație are o concentrație scăzută de zahăr acid (3 - 4%). O concentrație mai mare a melasei-TION nu poate fi utilizat datorită înaltă sale buferpo-ITS și crearea pH-ul mediului de cultură, nefavorabil pentru teza syn a acidului citric. Deoarece consumul format-mitse ciuperca Liem zahăr din mediu fabricate special gravies PREPARA-tovlennogo concentrat (25 - 28% zahăr) soluție Me-Lassa. Acest lucru se face, de obicei, de trei ori rata de a aduce concentrația finală a zahărului în lichid de cultură până la 12 - 15% din. La sfârșitul fermentației, cantitatea de acid citric este de 50 - 120 g (în funcție de calitatea melasei, iar activitatea unei tulpini) și 80 - 95% din totalul acizilor. Atunci când un activ kislotoobrazovaiiya-Ness scade, procesul se încheie. soluție Kultural-iy a fost eliberat de miceliu prin filtrare sau alte spo-sobom și transmite instalația chimică pentru izolarea și cristalizarea ulterioară a acidului citric. Acesta este recuperat sub formă de colmatare greu de aq ble-pa la sare de calciu temperatură ridicată. Pentru a obține citrat de calciu la soluția filtrată până clorură de calciu kulturalyyumu-bavlyayut (2,5 - 3,0% din cantitatea de acid), soluția a fost încălzită la 100 ° C, și se neutralizează cu var, Ca (OH) 2 sau cretă (CaC03) lapte la un pH egal la 6,8 - 7,0. Precipitatul precipitat tricalcic citrat a fost îndepărtat prin filtrare, se spală gorya-

a cărui descompus cu apă și acid sulfuric. acid citric Stu complet eliberat și intră în soluție, și rămânând în oxalatul precipitat de gips și de calciu a fost îndepărtat prin filtrare. Soluția, după o serie de etape suplimentare de purificare a fost evaporat în vid și cristalizarea produsului se efectuează. Disponibil comercial de cristal dacă acidul monnaya ..

Acidul citric este produs A. niger (și alți fungi) în ciclul acidului tricarboxilic (TCA) prin condensarea oxa-loatsetata și acetil-CoA, siitazoy citrat efectuat.

Necesar pentru oxaloacetatului reacție și acetil-CoA, pentru a forma Xia din două molecule de piruvat, unul supus dekarboksilirova-Niju pentru a forma acetil-CoA, a doua - carboxilarea pentru a da oxaloacetat. Pir cuvă formată de cale fruktozobisfosfatiomu (calea Embden, Meyrgofa-Parnas), toate enzimele care, precum piruvat, piruvat și citrat sintetazei obna-o n y A niger. Ca rezultat al reacțiilor de mai sus, un mol de zahăr-Kula (CGH ^ Og) este transformată într-o moleculă de acid citric kis loturi (C6 H8 07). randamentul obținut ultima non-experimental celule proliferante din A. niger aproape teoretic (95 - 98%).

Se crede că akonitat hydratase (aconitase) și isocitrate degid-rogenaza responsabilă pentru metabolizarea acidului citric în ciclul TCA, deși prezente în celulele fungice în timpul sintezei sale, totuși activelor ness lor limitată cu deficit de ioni metalici (Fe, Mn), valorile Niemi-scăzute de pH și un număr de metaboliți formați. hydratase Akon-TAT - zhelezoprotein: pentru al activa este necesar ion Fe 2+. ca inhibitor al enzimei este acumulat în H2 02. Fe-de fitsitnyh celule fungice. În ceea ce privește isocitrate gură stabilit că ferocianură de potasiu inhibă această enzimă, în legătură cu care devine un efect pozitiv clar al prezenței Bytkov sării într-un mediu în acumularea de acid. Un alt inhibitor al acestuia este acidul citric acumulează într-o cușcă-tuple într-o concentrație mare, și inhibă activitatea enzimei.

Astfel, performanța împotriva ciupercilor cauzează supraproducție de acid citric pot fi rezumate după cum urmează. Acid citric - CTLuri normale metabolit cinstirile coli mici este prezent în celulele de diferite microorganisme. Unii fungi (mai ales A. niger) sunt capabili de a sintetiza cantități mari de acest acid. Supraexpresia acesteia are loc la limitarea creșterii componente minerale fungi-Vania-producătoare de mediu și în timp ce conținutul excesiv de sursa de carbon.

Condițiile care limitează creșterea deficitului de ciuperci de una sau mai multe componente minerale (Fe, Mn, N, P sau S) după

absorbție completă din elementul rar mediu, ea încetează să crească, dar continuă să consume sursa de carbon disponibil în mediu. Astfel, în celulele sale incep sa se acumuleze acid citric, care ulterior eliberată în mediu. Ea poate însă nu complet metabolizat in TCA deoarece iigibirovapiya mai multe enzime (akonitat hydratase, isocitrate, și, eventual, a-cetoglutarat dehidrogenaza).