Quy trinh san xuat acid lactic pdf

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC & KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
BÀI TIỂU LUẬN
ĐỀ TÀI
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT AXIT XITRIC
GVHD: TRẦN QUỐC HUY
SVTH : NGUYỄN TRƯƠNG TÚY NGỌC
THANH TRẦN NGỌC TRÂM
PHÙNG NGUYỄN TUYẾT HẠNH
TRẤN KIẾN QUỐC
1. TỔNG QUAN VỀ ACID CITRIC
2. SẢN XUẤT ACID CITRIC
3. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ACID CITRIC
4. KẾT LUẬN
1. TỔNG QUAN VỀ ACID CITRIC
Acid citric là một acid hữu cơ yếu. Nó là một chất bảo quản tự nhiên và cũng được sử dụng
để bổ sung vị chua cho thực phẩm hay các loại nước ngọt
Acid citric có công thức chung là C
6
H
8
O
7
.

Acid citric là sản phẩm kết tinh trong suốt, không
màu hoặc ở thể rắn dạng viên màu trắng; điểm nóng
chảy 153
o
C, tỷ trọng 1,542; ở 100
o

C bị dung giải; ở
130
o
C bay hơi thành acid citric khan.
Tính chất
- Tính axit của axit Citric là do ảnh hưởng của nhóm carboxyl -COOH, mỗi nhóm carboxyl có thể cho đi
một proton để tạo thành ion xitrat.
- Ở nhiệt độ phòng thì axit xitric tồn tại ở dạng tinh thể màu trắng dạng bột hoặc ở dạng khan.
- Khi nhiệt độ trên 175
0
C thì nó phân hủy tạo thành CO
2
và nước
Ứng dụng
50 % chất tạo độ chua 20 % ứng dụng thực phẩm khác
20% ứng dụng chất tẩy rửa 10 % ứng dụng phi thực phẩm
2. SẢN XUẤT ACID CITRIC
Cơ chế hình thành axit Citric
Quá trình này glucose được chuyển hoá thành acid
pyruvic theo con đường EMP , sau đó acid pyruvic tiếp
tục chuyển hoá thành acid citric
Phương trình chung được viết tổng quát như sau:
2C
6
H
12
O
6
+ 3O
2

→ 2C
6
H
8
O
7
+ 4H
2
O
2. SẢN XUẤT ACID CITRIC
VSV dùng trong sản xuất axit Citric

Có nhiều loài nấm mốc có khả năng
oxy hóa gluxit thành acid citric như
Rhizopus,Aspergillus, Penicillium. Quan
trọng nhất là Aspergillus niger,
Aspergillus niger
o
Aspergillus niger là một loại nấm
sợi
o
Nhiệt độ tối ưu ở 35 - 37°C , pH từ
1,4 đến 9,8
o
A. niger là vi sinh vật hiếu khí phát
triển trên các chất hữu cơ
Các yếu tố ảnh hưởng
Vi sinh vật
Nguyên liệu
pH môi trường

Sự thoáng khí
Nhiệt độ
Thời gian lên men
3. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
SẢN XUẤT ACID CITRIC
Công nghệ sản xuất axit xitric
Nguyên liệu
Được chia thành hai loại:
● Vật liệu thô với hàm lượng tro thấp, trong đó các cation có thể được loại bỏ bởi các quá trình chuẩn.
● Vật liệu thô với hàm lượng tro và tổng số các cơ chất không đường cao.
Dùng rỉ đường phải xử lý trước khi pha môi trường: thường trộn rỉ đường với 2 nước, thêm 0,5% tanin (so với lượng rỉ
đường). Tanin trước khi dùng cho vào một ít nước rồi đun nóng cho tan. Đổ dịch tanin tan và nóng vào rỉ đường.
Chuẩn bị môi trường nuôi cấy
Hoạt hóa giống

Vi sinh vật có khả năng sinh tổng hợp axit Citric thấy có các loài vi nấm (Aspergillus, Penicillium,…), nấm men (Candida
lipolytica, C. guillermondii,…) và vi khuẩn (Arthrobacter) trên môi trường glucose, sac

Trong số này có hoạt lực cao hơn cả là Aspergillus niger và được dùng rộng rãi trong công nghiệp citric.
Tiêu chuẩn chọn giống trong công nghiệp sản xuất acid citric

Hoạt lực sinh acid citric cao và ổn định, không dễ bị biến đổi và thoái hóa

Chịu được nồng độ acid cao, hình thành acid citric nhanh, do đó hạn chế được
khả năng phát triển của tạp khuẩn, ít nhiễm tạp khuẩn trong sản xuất

Không hoặc ít hình thành các hợp acid hữu cơ khác


Để nấm mốc phát triển tốt, giữ pH = 6.


Để lên men tốt giữ
pH = 3,4– 3,5.

Điều chỉnh pH = HCl.

Nhiệt độ nuôi cấy thích hợp là 31 -37
0
C.
Aspergillus niger
Điều kiện phát triển tối ưu giống
Aspergillus niger
2. Quá trình lên men:
- Thực hiện trong điều kiện vô trùng, chuyển bào tử từ giống gốc sang môi trường agar.
- Sau 3- 6 ngày nuôi cấy ở 30
o
C, bào tử được thu hoạch và nuôi cấy trên môi trường tinh bột để tạo khoảng
10
11
bào tử cho 1cm
3
môi trường.
- Sinh khối có thể được truyền trực tiếp vào nồi lên men dung tích 10- 20 m
3
để tạo giống dạng hạt chứa 1 -
5×10
5
hạt cho một lít môi trường. Giống dạng hạt được tiếp sang môi trường lên men công nghiệp với nồng
độ 5 – 10% (v/v).


Nhiệt độ lên men trong khoảng 28 – 35
o
C

pH môi trường cần được khống chế ở giá trị 2,2 – 2,6 bằng việc bổ sung kiềm (NH
3
).

Với tốc độ sinh acid citric trong lên men công nghiệp nấm mốc sẽ có nhu cầu oxy là 0,3 – 0,5 kgm
-3
h
-1
.

pH thấp và nồng độ oxy hòa tan cao đống vai trò quyết định.

pH quá thấp sẽ hạn chế sinh tổng hợp acid citric

Quá trình tạo bọt được khống chế bằng việc bổ sung các chất phá bọt
3. Thu hồi và tinh chế acid citric
Thu hồi acid citric có thể được thực hiện theo 1 trong 3 phương pháp:
+ Kết tinh trực tiếp khi cô đặc dịch lọc;
+ Kết tủa ở dạng tetrahydrate citrat canxi;
+ Chiết pha lỏng.
Phương pháp phổ biến nhất là kết tủa citrat.

Sinh khối nấm và các chất không tan được lọc dùng hệ thống lọc băng liên tục. Canxi citrat được kết tủa
từ dịch lọc bằng cách bổ sung canxi hydroxit.
•
Ở nhiệt độ 70

o
C, sản phẩm chủ yếu là tricalcium citrate tetrahydrate vô định hình.
•
Ở 90
o
C, sản phẩm chủ yếu lại là dicalcium hydro citrate tetrahydrate tinh thể.

Lượng acid citric còn sót lại trong dịch lọc có thể được kết tủa một lần nữa bằng cách bổ sung thêm vôi
cho tới khi pH đạt giá trị 5,8.

Phần kết tủa được lọc tiếp bằng một băng lọc khác và phần dịch lọc loại bỏ.

Kết tủa ở dạng dicalcium hydro citrate sử dụng ít canxi hydroxit hơn và tương tự như vậy cũng cần ít acid
sunfuric hơn trong quá trình chuyển hoá tiếp theo.
Việc rửa phần kết tủa nhằm loại bỏ các tạp chất bám theo như đường, protein thuỷ phân từ sinh khối nấm.

Tinh thể acid citric được tách bằng ly tâm và làm khô trong hệ thống sấy tầng sôi 2 giai đoạn.
Giai đoạn đầu sử dụng khí nóng 90
o
C và giai đoạn hai sử dụng khí ở nhiệt độ 20
o
C với độ ẩm tương đối là
30 - 40 % .

Khoảng 20% dịch gốc được hoà loãng với nước rửa thiết bị, loại màu, và chuyển ngược về bước xử lý
bằng canxi hydroxide. Phần còn lại của dịch gốc được loại khoáng, loại màu và quay về bộ phận kết tinh.
Tinh thể acid citric
- Trong quy trình tách, chiết pha lỏng, acid citric được tách từ dịch lên men sử dụng hỗn hợp trilaurylamine, n
– octan và C
10

hoặc C
11
isoparafin.
- Dịch chiết được gia nhiệt và rửa bằng nước theo chiều ngược, tạo sản phẩm là acid citric. Dịch thu acid sau
đó được xử lý bằng cột than hoạt tính, cô đặc và kết tinh như trong quy trình nêu trên.
Cảm ơn cô và các bạn đã lắng
nghe!