способ получения лимонной кислоты

Формула изобретения

1. Способ получения лимонной кислоты, включающий ферментацию углеводсодержащего сырья, очистку ферментированного раствора суспензией активированного бентонита, последующее отделение раствора, отличающийся тем, что после отделения раствор обрабатывают углеволокнистым сорбентом, имеющим объем сорбционных пор в пределе 0,30 - 0,80 см³/г, взятого в количестве 2,0 - 12,0 г на 1 дм³ раствора.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве углеволокнистого сорбента используют активированный углеволокнистый материал, выбранный из группы, включающей марки материала АУТ-М, Бусофит-Т, Бусофит-ТМ, Карбопон-актив.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается очистки и обесцвечивания ферментированных сред при направленном биосинтезе лимонной кислоты из углеводсодержащего сырья.

Лимонная кислота является полифункциональным продуктом, и сфера ее применения весьма разнообразна. С ростом потребности в лимонной кислоте в пищевой промышленности актуальной становится задача получения высококачественной жидкой лимонной кислоты. В соответствии с традиционным способом очистка растворов лимонной кислоты происходит многоступенчато: на стадии осаждения цитрата кальция, разложения серной кислотой и фильтрации гипсовой суспензии, путем добавления активированного угля в раствор лимонной кислоты, а также на стадии кристаллизации лимонной кислоты /1/. Данный процесс требует больших энергетических и материальных затрат. При использовании порошкообразного активного угля требуется тщательная фильтрация от частиц угля, установка контрольных фильтров и высокие напорные давления при фильтровании. Чрезмерный расход угля приводит к значительному снижению в растворе содержания кислоты вследствие взаимодействия кислоты и минеральных веществ угля. Кроме того, регенерация отработанного угля представляет собой длительный, сложный и неэкономичный процесс, требующий значительных количеств реагентов и энергии.

Наиболее близким /2/ к предлагаемому способу является способ получения лимонной кислоты, в котором после ферментации углеводсодержащего сырья очищают ферментированный раствор сорбентом, в качестве которого используют суспензию активированного бентонита в количестве 2 - 5 г/дм³ в пересчете на сухой бентонит, раствор выдерживают не менее 40 минут, отделяют осадок, затем фильтруют через слой цеолита, и получают жидкую лимонную кислоту, содержащую 0,52 г белка на 100 г кислоты, 0,04 мас.% зольных веществ, 2,17 г остаточных сахаров на 100 г кислоты и имеющую светло-желтый цвет.

При концентрировании, например, упариванием, полученного раствора лимонной кислоты также увеличивается содержание примесей в растворе, что повышает цветность концентрированного раствора лимонной кислоты, ухудшая ее товарный вид.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является уменьшение цветности и количества примесей в ферментированном растворе лимонной кислоты при сохранении ее содержания в растворе.

Технический результат предлагаемого изобретения достигается тем, что в способе получения лимонной кислоты, включающем ферментацию углеводсодержащего сырья, очистку ферментированного раствора суспензией активированного бентонита, последующее отделение раствора, который после отделения обрабатывают углеволокнистым сорбентом, имеющим объем сорбционных пор в пределе 0,30 - 0,80 см³/г, взятого в количестве 2,0 - 12,0 г на 1 дм³ раствора, причем в качестве углеволокнистого сорбента используют активированный углеволокнистый материал, выбранный из группы, включающей марки материала АУТ-М, бусофит Т, бусофит ТМ, карбопон.

Сведения, подтверждающие возможность достижения технического результата, представлены в примерах.

В примерах использованы углеволокнистые сорбенты, которые выпускаются промышленностью и их качество соответствует ТУ РБ 00204056-076-94 "Сорбент углеродный медицинский АУТ-М", ТУ РБ 00204056-108-95 "Активированный углеволокнистый материал Бусофит", марки Бусофит-Т, Бусофит-ТМ, ТУ РБ 00204056-104-97 "Материал углеродный нетканый Карбопон", марки карбопон-активированный.

Пример 1

Проводят ферментацию сахарозо-минеральной среды плесневым грибом Aspergillus niger глубинным методом.

После отделения грубой фракции мицелия титруемая кислотность раствора составила 15,2%.

В ферментированный раствор добавляют 2 г/дм³ предварительно подготовленной активированной суспензии с содержанием бентонита 10 мас.% и выдерживают смесь в течение 40 минут, после чего осадок отделяют, а раствор, имеющий титруемую кислотность 14,6%, пропускают через слой полотна нетканого углеволокнистого сорбента марки Карбопон-актив, имеющего объем сорбционных пор 0,35 см³/г, взятого в количестве 4,8 г на 1 дм³ раствора. После пропускания определяют показатели очищенного раствора: титруемую кислотность, цветность измерением оптической плотности раствора при длине волны, равной 364 нм, содержание белка методом Лоури, поверхностное натяжение раствора методом отрыва кольца. Полученные данные представлены в таблице.

Пример 2

Проводят ферментацию среды на основе гидролизата крахмала и очистку ферментированного раствора аналогично примеру 1. В качестве углеволокнистого сорбента используют тканое полотно материала марки Бусофит-ТМ, имеющего объем сорбционных пор 0,30 см³/г и взятого в количестве 11,6 г на 1 дм³ раствора. Показатели качества полученного раствора кислоты представлены в таблице.

Пример 3

Проводят ферментацию среды и очистку ферментированного раствора аналогично примеру 1. В качестве углеволокнистого сорбента используют тканое полотно материала марки АУТ-М, имеющего объем сорбционных пор 0,50 см³/г и взятого в количестве 3,0 г на 1 дм³ раствора.

Показатели качества очищенного раствора кислоты представлены в таблице.

Пример 4

Проводят ферментацию среды и очистку ферментированного раствора аналогично примеру 1. В качестве углеволокнистого сорбента используют тканое полотно материала марки Карбопон-актив, имеющего объем сорбционных пор 0,80 см³/г и взятого в количестве 2,0 г на 1 дм³ раствора.

Показатели качества очищенного раствора кислоты представлены в таблице.

Примеры 5 - 8

Проводят ферментацию среды и очистку ферментированного раствора аналогично примеру 1, используют марку материала углеволокнистого сорбента, как соответственно в примерах 1 - 4, а раствор кислоты обрабатывают погружением в него углеволокнистого сорбента, который после выдержки отделяют фильтрованием.

Показатели качества очищенного раствора лимонной кислоты представлены в таблице.

Пример 9 (по прототипу)

Проводят ферментацию и очистку ферментированного раствора аналогично примеру 1, но раствор, имеющий титруемую кислотность 14,6%, пропускают через слой цеолита, взятого в количестве 5 г на 1 дм³ раствора. После фильтрования определяют показатели качества очищенного раствора лимонной кислоты.

Таким образом, по предлагаемому способу получен очищенный раствор лимонной кислоты, в котором, по сравнению с прототипом, сохраняется неизменным содержание кислоты, уменьшены цветность раствора и содержание белковых веществ, кроме того, судя по повышению поверхностного натяжения очищенного раствора до 65,0 - 65,3 10^-3 H/м, уменьшено содержание поверхностно-активных веществ, например, аминокислот, ферментов и других.

Очищенный по предлагаемому способу раствор лимонной кислоты может быть использован для получения известными способами концентрированной лимонной кислоты товарного качества.

Источники информации

1. Технологическая инструкция по производству пищевой лимонной кислоты. - Л.: ЛНИИПП, 1981. - 130 с.

2. Заявка на изобретение РФ N 96114341/13, МПК 6 C 12 P 7/48, Способ получения лимонной кислоты.