acid citric

Trường: Đại học sư phạm Hà Nội 2
SV: Nguyễn Hữu Khang
Lớp: K34E- Sinh
GVHD: PGS.TS Đinh Thị Kim Nhung
BÀI THUYẾT TRÌNH
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ACID CITRIC
Acid Citric

C
6
H
8
O
7
có trong chanh, quả mâm xôi

Là acid mạnh, tan trong nước và tạo vị chua dễ chịu

Đầu tiên được tinh chế vào 1784 bởi Scheele bằng phương pháp kết tủa
citrat canxi khi bổ sung hydroxit canxi vào nước chanh

Công nghệ lên men tạo acid citric thực hiện ở Bi năm 1919 và Mĩ vào
năm 1923
Công nghệ sản xuất acid citric

Acid citric được sản xuất bằng công nghệ lên men chìm hoặc lên men bờ
mặt sử dụng A.niger trên cơ chất là rỉ đường hoặc siro glucose

Ưu điểm lên men chìm: khả năng chống tạp nhiễm, tự động hóa trong
tiếp giống và lên men, thời gian lên men ngắn và năng suất cao

D ch lên menị
Mu i ố
Citrat canxi
Lên men
Tách k t t aế ủ
Trung hoà
Tinh chế
K t tinhế
Axit Citric
R đ ngỉ ườ
Tinh b tộ
Nguyên li u khác ệ
N m m cấ ố
Ca(OH )
2
,CaCO
3
10%
H
2
SO
4
Cô đ cặ
Sơ đồ quy trình sản xuất acid citric
1. Môi trường lên men

Sinh tổng hợp acid citric thực hiện trên môi trường có nồng độ đường cao
và sự phát triển sợi nấm bị hạn chế bởi các yếu tố dinh dưỡng (P, Mn, Fe,
Zn)


Thành phần môi trường như: succrose, hoặc glucose, NH
4
NO
3
,
KH
2
PO
4,
MgSO
4
.7H
2
O, Fe
2+
, Zn
2+
, Cu
2+
…

Nguồn N: nitrat amon, sunphat amon

Methanol (3-6%), dầu ngô, lạc, oliu (0,1-0,5%), tinh bột (0,025-0,5%)
đều có tác dụng tốt sinh tổng hợp acid citric
2. Quá trình lên men
Thực hiện trong điều kiện vô trùng:
o
Bào tử từ giống gốc sang môi trường aga
o

Sau 3-6 ngày nuôi cấy ở 30
0
C, bào tử thu hoạch và nuôi cấy trên môi
trường tinh bột
o
Sinh khối được truyền trực tiếp vào nồi lên men dung tích 10-20m
3
để
tạo giống dạng hạt chứa 1-5.10
5
hạt cho 1 lit môi trường
o
Giống dạng hạt được tiếp sang môi trường lên men công nghiệp ở nồng
độ 5-10%

Quá trình lên men cần đảm bảo 28-35
0
C, pH ở mức 2,2-2,6 và nhu cầu
oxy là 0,3-0,5 kgm
-3
h
-1


pH thấp và nồng độ oxy hòa tan cao đóng vai trò quyết định

pH quá thấp hạn chế sinh tổng hợp acid citric

Quá trình tạo bọt được khống chế bằng việc bổ sung các chất phá bọt


Gián đoạn trong việc cung cấp không khí không ảnh hưởng nhiều tới quá
trình nếu nông độ oxy hòa tan >20% của nồng độ bão hòa

Nếu lượng oxy hòa tan ở mức 0 trong 85 phút, sau đó việc cấp khí khôi
phục lại bình thường thì sản lượng citric giảm 20%
3. Thu hồi và tinh chế acid citric
Thực hiện 1 trong 3 cách:

Kết tinh trực tiếp khi cô đặc dịch lọc

Kết tủa ở dạng tetrahydrat citrat canxi

Phương pháp chiết pha lỏng
Phương pháp phổ biến là kết tủa citrat

Sinh khối nấm và các chất không tan được lọc dùng hệ thống lọc băng
liên tục

Citrat canxi được kết tủa từ dịch lọc bằng cách bổ sung hydroxit canxi vôi

Ở 70
0
C sản phẩm là tricanxium tetrahydrat vô định hình

Ở 90
0
C sản phẩm chủ yếu là dicalcium hydro citrat tinh thể

Trường hợp lên men chìm, việc loại bỏ acid oxalic là không cần thiết bởi
trong quá trình này pH có thể dễ dàng khống chế


Lượng acid citric trong dịch lọc có thể được kết tủa lần nữa nhờ việc bổ
sung vôi cho tới khi pH= 5,8

Phần kết tủa được lọc tiếp bằng một băng lọc khác và phần dịch được loại
bỏ

Việc rửa kết tủa nhằm loại bỏ các tạp chất bám theo như đường, protein
thủy phân từ sinh khối nấm

Các tinh thể sau khi rửa và acid sunfuric 98% được chuyển đồng thời vào
hỗn hợp chứa 40% acid citric pH=0,5-0,6

Phản ứng tiếp theo tạo acid citric và tủa dihydrat sulphat canxi (thachj
cao)

Sau đó dịch lọc được xử lý loại màu bằng than hoạt tính

Các ion kim loại, sunphat canxi được laoij bỏ bởi cột trao đổi cation
mạnh và anion yếu (bước loại khoáng)

Dung dịch sau đó được cô tới nồng độ 700kgm
-3

và chuyển vào hệ thống
kết tinh chân không ở nhiệt độ 35
0
C

Tinh thể acid citric được tách bằng ly tâm và làm khô trong hệ thống sấy

tần sôi 2 giai đoạn

Giai đoạn đầu sử dụng khí nóng 90
0
C

Giai đoạn 2: khí ở 20
0
C, độ ẩm 30-40% bởi các tinh thể tạo ra rất háo
nước

20% dịch gốc được pha loãng với nước rửa thiết bị, loại màu và chuyển
ngược về bước xử lý bằng canxi hydroxit

Phần còn lại dịch gốc được loại màu, loại khoáng và quay về bộ phận kết
tinh

Quy trình tách chiết pha lỏng, acid citric được tách từ dịch lên men sử
dụng hỗn hợp trilaurylamine, n-octanol và C
10-
hoặc C
11-
isoparafin.

Dịch chiết được gia nhiệt và rửa bằng nước theo chiều ngược tạo ra sản
phẩm là dịch 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
Một số hướng tương lai trong sản xuất acid citric


Công nghệ lên men mẻ có thể được thay thế bằng công nghệ lên men bán
liên tục nhằm nâng cao năng suất và hạ giá thành

Thay thế nguyên liệu rỉ đường bằng tinh bột tủy phân nhằm giảm độ phức
tạp trong quá trình thu hồi
Sản xuất acid citric

Ứng dụng trong đời sống
-Trong nguyên liệu thực vật acid citric và acid malic thường đi kèm với nhau, có vị ngọt dịu nên
thường được dùng để điều vị trong các sản phẩm rau quả và bánh kẹo.
-Trong công nghiệp, trước kia acid citric được sản xuất từ chanh, ngày nay được sản xuất từ rỉ đường
bằng phương pháp lên men acid citric.
- Acid citric được ứng dụng nhiều trong công nghiệp thực phẩm (N ước giải khát, bánh, kẹo, mứt,
sữa,…), trong công nghiệp hóa chất, trong công nghiệp nhuộm, công nghiệp luyện kim,
Thank you !