El proceso tecnológico de producción de ácido cítrico a partir del maíz.
El ácido cítrico es el ácido orgánico más abundante en el mundo y es una sustancia anhidra. El proceso de producción de ácido cítrico incluye principalmente fermentación biológica, extracción de frutos y síntesis química.
El uso de harina de maíz como materia prima para producir ácido cítrico favorece el logro de los objetivos de bajo consumo de energía, baja contaminación y alta eficiencia. Después de filtrar los residuos de maíz y el exceso de proteína, se transfiere al proceso de fermentación. Las bacterias y el líquido de azúcar se mezclan y se introduce aire estéril para una fermentación profunda. El tanque de fermentación se mantiene a una temperatura adecuada de 35 a 37 °C. crecimiento. En comparación con las materias primas tradicionales de papa seca, el uso de maíz como nueva materia prima para producir ácido cítrico tiene las ventajas de una producción rápida de ácido, un ciclo de fermentación corto, un bajo costo y una fuerte capacidad de disolución de oxígeno. En general, el rendimiento total de producción de ácido se puede incrementar en aproximadamente un 10%.
2. Mejora del proceso de fermentación de la harina de maíz
La producción tradicional de ácido cítrico se realiza a partir de patatas secas como materia prima mediante fermentación biológica y extracción de sales cálcicas. Los productos producidos por este método son de mala calidad, alto costo y grave contaminación ambiental. Para ampliar aún más los beneficios económicos, mejorar la eficiencia de la producción y lograr una producción limpia y libre de contaminación, es necesario mejorar el proceso de extracción para la producción de ácido cítrico. En términos de materias primas, se han desarrollado harina de maíz, arroz y paja. El proceso adopta cromatografía iónica industrial, tratamiento de purificación de aguas madre y tecnología de reciclaje de líquidos de azúcar residual, que no sólo reduce eficazmente los costos, sino que también utiliza racionalmente el cítrico restante. ácido a través de procesos optimizados Hay muy pocos subproductos de producción y emisiones de residuos, lo que es beneficioso para el medio ambiente. 2.1 Desarrollo de otros componentes nutricionales del maíz
Cuando el maíz produce ácido cítrico, sólo se utiliza el almidón del maíz. Otros nutrientes del maíz se pueden recuperar, purificar y desarrollar durante el proceso de producción, y se pueden producir subproductos de alto valor agregado, como harina de gluten de maíz, piensos con fibra y aceite de maíz. Esta idea de producción de "comer seco y exprimir" ha mejorado efectivamente los beneficios económicos.
2.2 Fermentación de líquidos claros y ajuste del medio
Para mejorar el efecto del oxígeno disuelto del medio, las impurezas (sólidos) y el exceso de nutrientes en el medio deben eliminarse a tiempo durante el proceso. proceso de producción Las sustancias hacen que el medio de cultivo esté en un estado clarificado, mejoran la capacidad de oxígeno disuelto y acortan el ciclo de fermentación. Además, después de un ajuste razonable, el medio de cultivo natural no necesita agregar componentes como oligoelementos, auxinas, fuentes de nitrógeno, sales inorgánicas, etc., lo que mejora enormemente el medio de cultivo con proporciones adecuadas de varios componentes.
Se mejora la tasa de conversión y la tasa de producción de ácido. 2.3 Tecnología de licuefacción a baja temperatura
En condiciones de presión normales, el uso de tecnología de licuefacción a baja temperatura no solo puede garantizar la calidad del medio de cultivo, sino también cumplir con los requisitos técnicos para una licuefacción completa.
2.4 Aplicación de tecnología de producción de alta tecnología
Al cultivar maíz, seleccione variedades de maíz adecuadas para producir ácido cítrico (como variedades mutantes con alto contenido de almidón) mediante mejoramiento por mutación y use La domesticación con placa de ácido cítrico de alta tecnología de harina de maíz concentrada se utiliza para cultivar y seleccionar cepas de alta calidad con una alta tasa de conversión, un ciclo de fermentación corto y una alta producción de ácido. Aplicar medios de alta tecnología a los procesos de producción de fermentación a gran escala para lograr una doble cosecha de beneficios económicos y ambientales. 2.5 Purificación de las aguas madre
Un proceso mejorado para purificar las aguas madre de ácido cítrico es utilizar ácido sulfúrico concentrado para purificar las aguas madre (para eliminar las sustancias propensas a generar carbono en las aguas madre) y luego introducir la acidólisis. Proceso de acidólisis (para eliminar el ácido después de eliminar las impurezas de la solución) para mejorar la utilización del ácido sulfúrico. Esta mejora del proceso puede reducir eficazmente el consumo y las emisiones de ácido sulfúrico. 2.6 Mejora del proceso de extracción de ácido cítrico
En la actualidad, la mayoría de los fabricantes nacionales de ácido cítrico utilizan el método de la sal de calcio. Hay dos formas principales de mejorarlo. Primero, la solución de ácido cítrico filtrada reacciona con carbonato de calcio para formar hidrogenocitrato de calcio, que luego se metaboliza con ácido sulfúrico para obtener una solución de ácido cítrico de alta concentración. En segundo lugar, una vez completada la concentración, se requiere un dispositivo de filtrado para eliminar el ácido cítrico. Las partículas de carbonato de calcio precipitadas durante el proceso de concentración mejoran eficazmente la tasa de utilización de la resina de intercambio iónico, reducen la carga del intercambio iónico y mejoran la calidad de los productos de ácido cítrico.
2.7 Recuperación del líquido de azúcar residual
En la producción de ácido cítrico, primero se convierte el ácido cítrico en líquido de azúcar residual y luego se lleva a cabo el proceso de fermentación. Aquí presentamos un método para utilizar el líquido de azúcar residual, que consiste en reutilizar el líquido de azúcar residual para la fabricación de pulpa de materia prima, lo que reduce en gran medida la descarga de líquido de azúcar residual, reduce en gran medida el costo del tratamiento de aguas residuales y garantiza la producción de ácido cítrico mientras Ahorro de agua. Calidad y avance de la extracción.
2.8 Método de intercambio iónico de sal de calcio
El método de la sal de calcio es el método tradicional para producir ácido cítrico en mi país. Este año, con el avance de la ciencia y la tecnología, se han optimizado y mejorado los procesos y equipos, y básicamente se ha logrado la automatización de la producción.
2.9 Tecnología de electrodiálisis
La electrodiálisis es una tecnología eficiente de separación de membranas. El principio es combinar radicales citrato e iones de hidrógeno en ácido cítrico bajo la acción de la fuerza del campo eléctrico de permeabilidad selectiva de la membrana de intercambio aniónico y catiónico. Hubo menos pérdida de ácido cítrico durante todo el proceso y el rendimiento promedio alcanzó 92,7. En comparación con el proceso tradicional de extracción de ácido cítrico, este proceso mejorado no requiere la adición de calcio, es más simple y más fácil de lograr. Tiene poco impacto en el medio ambiente, tiene un ciclo de producción corto y es fácil de implementar de forma automatizada. producción. La desventaja es que aumentará el costo de producción de ácido cítrico (el costo de la membrana de la electrodiálisis es mayor) y consumirá más electricidad.
3. Fermentación del ácido cítrico a partir de licor de maceración de maíz
Cuando se utiliza harina de maíz grueso para producir ácido cítrico en el proceso tradicional, hay muchos componentes inútiles en la fermentación debido al maíz grueso. La harina es rica en proteínas, es fácil provocar un crecimiento loco de bacterias y no favorece la producción de ácido. Sin embargo, utilizar corn qing para fermentar ácido cítrico tiene ventajas obvias.
Ventajas de utilizar maíz 3.1 para fermentar ácido cítrico en una noche clara
Después de licuar la harina de maíz, se convierte en noche clara. El contenido de proteína nocturna clara es bajo, las impurezas sólidas y de otro tipo se eliminan eficazmente y el contenido de grasa líquida clara es bajo, lo que mejora la tasa de conversión y el oxígeno disuelto y acorta el ciclo de producción.
3.2 Investigación sobre el proceso de fermentación utilizando suero de maíz como materia prima
Utilizando suero de maíz como materia prima y Aspergillus niger como cepa, se realizó la fermentación en un tanque de fermentación de 300M3 para explorar Ácido cítrico Condiciones óptimas de proceso para la fermentación. Use un medio de cultivo inclinado, use licor de maíz macerado como fuente de nitrógeno, agregue 15% de suero de maíz y 25% de harina de maíz, ajuste la temperatura de fermentación a 37°C, la relación de ventilación a 1:0,3, la cantidad de inoculación a 12, la velocidad de fermentación a 90 r/min, y el valor del pH se ajusta a 5 ~ 6, y la tasa promedio de conversión de azúcar-ácido es tan alta como 64 h. En las condiciones óptimas de fermentación del ácido cítrico, el micelio de la cepa Aspergillus niger es regordete, uniformemente estirado y moderadamente elástico.