Kako se citrat industrijski proizvodi?
Kao dobavljača citrata, često me pitaju o procesu industrijske proizvodnje citrata. U ovom postu na blogu istražit ću pojedinosti o tome kako se citrat proizvodi u industrijskim razmjerima, istražujući metode, sirovine i ključne korake uključene u proces.
Sirovine
Primarna sirovina za industrijsku proizvodnju citrata obično je izvor ugljikohidrata. Često korišteni ugljikohidrati uključuju melasu, saharozu i glukozu. Melasa, nusproizvod šećerne industrije, popularan je izbor zbog svoje relativno niske cijene i visokog sadržaja šećera. Saharoza, koja se može dobiti iz šećerne trske ili šećerne repe, i glukoza, koja se često dobiva iz kukuruznog škroba, također se široko koriste.
Osim ugljikohidrata, presudnu ulogu u proizvodnji citrata imaju i određeni mikroorganizmi. Aspergillus niger, filamentozna gljiva, najčešće je korišten mikroorganizam u industrijskoj citratnoj fermentaciji. Ova gljiva ima sposobnost učinkovite pretvorbe ugljikohidrata u limunsku kiselinu pod određenim uvjetima. Drugi mikroorganizmi, kao što su kvasci poput Yarrowia lipolytica, također se istražuju za proizvodnju citrata, posebno u nekim specijaliziranim primjenama.
Proces fermentacije
Proces fermentacije srce je industrijske proizvodnje citrata. Može se podijeliti na potopljenu fermentaciju i fermentaciju u čvrstom stanju, pri čemu je potopljena fermentacija najčešće korištena metoda.
Potopljena fermentacija
U potopljenoj fermentaciji, ugljikohidratni supstrat se otapa u vodi kako bi nastao tekući medij. Ovaj medij se zatim sterilizira kako bi se eliminirali svi konkurentski mikroorganizmi. Nakon sterilizacije podloga se inokulira odabranim mikroorganizmom, obično Aspergillus niger.
Fermentacija se odvija u velikim fermentorima, čiji volumen može biti od nekoliko kubičnih metara do nekoliko stotina kubičnih metara. Ovi fermentori opremljeni su mješačima kako bi se osiguralo ispravno miješanje medija i mikroorganizama, kao i sustavima za prozračivanje za opskrbu kisikom. Kisik je neophodan za rast i metabolizam Aspergillus niger.
Uvjeti fermentacije, kao što su temperatura, pH i brzina miješanja, pažljivo se kontroliraju. Optimalna temperatura za proizvodnju citrata pomoću Aspergillus niger je obično oko 30 - 32°C. pH medija se održava na kiseloj razini, obično između 2 - 3, jer to pogoduje proizvodnji limunske kiseline. Proces fermentacije obično traje nekoliko dana, tijekom kojih mikroorganizam troši ugljikohidrate i pretvara ih u limunsku kiselinu.
Fermentacija u čvrstom stanju
Kruta fermentacija uključuje uzgoj mikroorganizama na čvrstom supstratu, poput poljoprivrednih ostataka ili žitarica. Ova metoda ima neke prednosti, poput manje potrošnje vode i mogućnosti korištenja jeftinih supstrata. Međutim, ima i neka ograničenja, uključujući poteškoće u kontroli uvjeta fermentacije i povećavanju procesa.
Oporavak i pročišćavanje
Kada fermentacija završi, sljedeći korak je obnavljanje i pročišćavanje citrata iz fermentacijske juhe.
Odvajanje biomase
Prvi korak u procesu obnavljanja je odvajanje biomase (stanica mikroorganizama) od fermentacijske smjese. To se obično radi filtracijom ili centrifugiranjem. Filtriranje se može provesti pomoću različitih vrsta filtara, kao što su rotirajući vakuum filtri ili membranski filtri. Centrifugiranje uključuje centrifugiranje bujona pri velikim brzinama kako bi se čvrsta biomasa odvojila od tekuće faze.
Oporavak citrata
Nakon odvajanja biomase potrebno je povratiti citrat u tekućoj fazi. Jedna uobičajena metoda je taloženje. Kalcijev hidroksid ili kalcijev karbonat dodaju se u juhu kako bi se formirao talog kalcijevog citrata. Talog kalcijevog citrata se zatim odvoji od tekućine filtracijom.
Precipitat kalcijevog citrata se zatim tretira sa sumpornom kiselinom kako bi se ponovno pretvorio u limunsku kiselinu i formirao kalcijev sulfat (gips) kao nusprodukt. Gips se ukloni filtracijom, a dobivena otopina limunske kiseline dalje se pročisti.
Pročišćavanje
Otopina limunske kiseline dobivena iz prethodnog koraka još uvijek sadrži nečistoće, kao što su bojila, proteini i drugi organski spojevi. Pročišćavanje se provodi kroz niz koraka, uključujući kromatografiju ionske izmjene, obradu aktivnim ugljenom i kristalizaciju.
Kromatografija ionske izmjene koristi se za uklanjanje anorganskih iona iz otopine. Tretman aktivnim ugljenom pomaže u uklanjanju bojila i nekih organskih nečistoća. Kristalizacija je posljednji korak u procesu pročišćavanja. Otopina pročišćene limunske kiseline se koncentrira i ohladi, uzrokujući kristalizaciju limunske kiseline. Kristali se zatim odvajaju od matične tekućine filtracijom ili centrifugiranjem i suše kako bi se dobio konačni citratni produkt.
Različite vrste citrata
Na tržištu su dostupne razne vrste citrata, svaki sa svojim jedinstvenim svojstvima i primjenama.
Željezov citratje koordinacijski spoj željeza i limunske kiseline. Često se koristi u farmaceutskoj industriji kao dodatak željezu te u prehrambenoj industriji kao bojilo i antioksidans.
Natrijev željezni citratje još jedan važan citratni spoj. Izvor je željeza i koristi se u obogaćivanju hrane iu nekim farmaceutskim pripravcima.
Kalcijev citratje kalcijeva sol limunske kiseline. Široko se koristi kao dodatak kalciju u farmaceutskoj i prehrambenoj industriji zbog visokog sadržaja kalcija i dobre bioraspoloživosti.
Kontrola kvalitete
Kontrola kvalitete bitan je dio industrijske proizvodnje citrata. Konačni citratni proizvod mora zadovoljiti stroge standarde kvalitete u pogledu čistoće, kemijskog sastava i fizičkih svojstava.
Čistoća citrata obično se određuje titracijom ili tekućinskom kromatografijom visoke učinkovitosti (HPLC). Analiza kemijskog sastava provodi se kako bi se osiguralo da proizvod sadrži točnu količinu citrata i drugih komponenti. Fizička svojstva, kao što su veličina čestica, sadržaj vlage i topljivost, također se pažljivo prate.
Zaključak
Industrijska proizvodnja citrata složen je proces koji uključuje više koraka, od odabira sirovina do fermentacije, oporabe, pročišćavanja i kontrole kvalitete. Kao dobavljač citrata, razumijem važnost proizvodnje citratnih proizvoda visoke kvalitete koji zadovoljavaju različite potrebe naših kupaca.
Ako ste zainteresirani za kupnju citratnih proizvoda, bilo da jeŽeljezov citrat,Natrijev željezni citrat, iliKalcijev citrat, slobodno nas kontaktirajte za više informacija i za početak pregovora o nabavi. Posvećeni smo pružanju najboljih proizvoda i usluga.
Reference
- Roehr, M. i Kubicek, CP (1983). Biotehnologija proizvodnje limunske kiseline. Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology, 27, 1 - 50.
- Soccol, CR, Vandenberghe, LPS, Rodrigues, C. i Pandey, A. (2006.). Proizvodnja limunske kiseline fermentacijom u čvrstom stanju: pregled. Brazilski časopis za kemijsko inženjerstvo, 23(2), 171 - 180.
- Singh, A. i Kumar, A. (2017). Mikrobna proizvodnja limunske kiseline: pregled. Biointerface Research in Applied Chemistry, 7(3), 5651 - 5660.
