Limon kislotasi ishlab chiqarish: tayyorlash, jarayon va mahsulot

2024 Muallif: Howard Calhoun | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-17 10:44

Limon kislotasi bir necha yuz yil oldin kashf etilgan, ammo uning sanoat ob'ektlarida to'liq ishlab chiqarish tarixi haqida faqat 1919 yildan beri gapirish mumkin. Shu paytdan boshlab texnologlar mikrobiologik jarayonlarni qo'llashni boshladilar, ularning rivojlanishi bugungi kungacha to'xtamadi. Shu bilan birga, limon kislotasining zamonaviy ishlab chiqarilishi heterojen bo'lib, yakuniy mahsulotni ishlab chiqarishning turli usullarini o'z ichiga oladi. U yoki bu usulni tanlash faqat ma'lum bir korxona xomashyosining xususiyatlari bilan emas, balki maqsadli iste'mol bozorining talablari bilan ham belgilanadi.

Limon kislotasiga kirish

Kislotalik regulyatori sifatida ushbu mahsulot oziq-ovqat sanoatida faol qo'llaniladi. Ammo limon kislotasi nafaqat ta'mni to'g'rilash uchun ishlatiladi. Ishlab chiqarish texnologiyasiga qarab, u maqsadli mahsulotning saqlash muddatini oshirishi mumkin. Shu nuqtai nazardan, limon ishlab chiqarishRossiyadagi kislotalarni askorbin, sirka va sut kislotalarini ishlab chiqarish texnologiyalari, shuningdek, ularning hosilalari bilan tenglashtirish mumkin.

Mutaxassislarning fikricha, limon kislotasi antioksidant va antioksidant sinergist sifatidagi fazilatlari tufayli hozirda barcha ishlab chiqariladigan oziq-ovqat mahsulotlarining deyarli yarmida qo'llaniladi. Ushbu kislotalashtiruvchining mashhurligi uning gastronomik xususiyatlari bilan ham osonlashadi. Ushbu kislota yoqimli va yumshoq ta'mga ega - hech bo'lmaganda ushbu turdagi muqobil mahsulotlar bilan solishtirganda. Ayniqsa, bu fazilatlar ichimliklar va qandolatchilikda namoyon bo'ladi. Limon kislotasini mikrobiologik ishlab chiqarish sharoitida olinadigan tuzlarning keng guruhi ham mavjud - xususan, natriy sitrat keyinchalik erituvchi tuz sifatida ishlatilishi mumkin. Natriy sitratining afzalliklari uni qattiq shaklda olish imkoniyatini, shuningdek ovqat hazm qilish va nafas olish tizimlarining shilliq qavatlariga ta'sir qilganda tirnash xususiyati beruvchi ta'sirni istisno qilishni o'z ichiga oladi.

Mahsulot sanoat ishlab chiqarish

Limon kislotasi nomi tsitrus mevalariga e'tibor qaratadi, ammo bu kislota barcha mevalarda, paxta va ignalarda turli darajada mavjud. Shunga qaramay, birinchi ishlab chiqarish korxonalari aynan limon sharbatini qayta ishlash asosida tashkil etilgan. 1920-yillarda barcha ishlab chiqarishning 25% ga yaqini shu tarzda olingan. Shu bilan birga, ishlab chiqarish texnologiyasining o'zi mantiqsiz edi, chunki 1 tonna limondan taxminan 25 kg sof mahsulot olingan. Bugungi kunda oziq-ovqat limon kislotasi ishlab chiqarish tashkil etilmoqdamelas va mog'or zamburug'lari kabi tubdan yangi qo'shimchalardan foydalanishni o'z ichiga olgan texnologik va resurslarni ko'p talab qiladigan usullar bo'yicha. Aytgancha, bu natriy sitrat ishlab chiqarishni shakar zavodlari yaqinida joylashtirish bo'yicha logistika qarorlarini ham belgilaydi.

Shu bilan birga, bunday ishlab chiqarish yuqori talab sharoitida ta'rif bilan o'zini oqlaydi, deb aytish mumkin emas. Gap shundaki, ishlab chiqarish jarayonining ishlab chiqarish qobiliyati oshgani sayin asbob-uskunalar ham oshadi, bu esa texnik jihozlar va quvvatlarni saqlash xarajatlarining oshishini anglatadi. Shu sababli, limon kislotasini ishlab chiqarish bo'yicha puxta o'ylangan biznes-rejasiz amalga oshirish mumkin emas, bu korxonaning tashkiliy-xo'jalik faoliyatining barcha jihatlarini ko'rsatadi. Ishlab chiqarish uskunalarini jihozlash va iqtisodiy asosli logistika modellarini ishlab chiqish bo'yicha dizayn echimi bilan bir qatorda, bozorda ma'lum bir o'rinda raqobatlasha oladigan yakuniy mahsulotning optimal formulasini aniqlash kerak bo'ladi. Bunga ushbu kislotani olishning deyarli barcha texnologik nuanslarini tartibga soluvchi qattiq sanitariya-gigiyena me'yorlariga o'zgartirish kiritish kerak.

Texnologiyaning fizik-kimyoviy taqdimoti

Limon kislotasini ishlab chiqarishning zamonaviy jarayonlari asosan kraxmal suspenziyasining gidroliziga asoslangan bo'lib, u amilolitik qobiliyatga ega bo'lgan quruq elementlarning massasining 30% gacha. Ularga mis, sink va temir sulfatlari bilan mineral tuzlarning kraxmalini qo'shish mumkin. Bu asos keyinchalik ozuqaviy muhitda mog'or qo'ziqorini tomonidan fermentatsiyaga uchraydi.

Qo'ziqorin biomassasining fermentatsiyasi va izolyatsiyasi natijasida dastlab 85% gacha limon kislotasini o'z ichiga olgan madaniy eritma hosil bo'ladi. Ushbu bosqichda olingan kislotaga chidamli fermentlarning xarakterli xususiyati amilolitik faollikning oshishi hisoblanadi. Bu birinchi navbatda glyukoamilaza va amilazaga tegishli.

Yordamchi operatsiyalardan o'tgandan keyin limon kislotasini ishlab chiqarishning texnik natijasi laboratoriyada keng ko'lamli sifat ko'rsatkichlari, shu jumladan kultura eritmasining amilolitik faolligi bilan baholanadi.

"Limon" tayyorlash texnologiyalari

Ishlab chiqarish jarayoni turli jihozlarda bir necha texnologik bosqichlarda amalga oshiriladi. Zavod ob'ektlarini tashkil qilish uchun turli xil konfiguratsiyalar mavjud bo'lsa-da, shu jumladan monoblok va prefabrik modulli. Limon kislotasini ishlab chiqarishning zamonaviy texnologiyasiga asoslangan asosiy jarayonlar orasida quyidagilarni ajratib ko'rsatish mumkin:

1. Kislotali fermentatsiya muhiti uchun zarur shart-sharoitlarni ta'minlash uchun xom ashyoni texnologik tayyorlash uchun optimallashtirilgan jarayonlar.
2. Maxsus tashkillashtirilgan sharoitda sporalarning koʻpayishi.
3. Ma'lum bir xom ashyoning xususiyatlariga ko'ra fermentatsiya jarayoni.
4. Agar kerak boʻlsa, barcha yoki alohida xom ashyoni fermentatsiya jarayonlariga moslashtiring.
5. Kislotani fermentatsiya eritmalaridan ajratish. Aytgancha, ajratish usullari asosandarajalar mahsulotning yakuniy sifatini belgilaydi.
6. Olingan kislotaning tozalanishi va kristallanishi. Ushbu bosqichda mahsulotni o'zgartirish va turli xil konfiguratsiyalarda kislotaning boshqa versiyalarini ishlab chiqarish uchun imkoniyatlar ochiladi. Misol uchun, limon kislotasini umumiy ishlab chiqarishning bir qismi sifatida siroplar, monohidratlar, suvsizlangan formulalar va natriy sitrat dihidrat ishlab chiqarilishi mumkin. Kimyoviy moddalar ham tartibga solinishi mumkin.

Texnologik uskunalar

Limon kislotasini ishlab chiqarish uchun zamonaviy zavodlarni texnik joylashtirishning optimallashtirilgan formati biotexnologik qurilmalardan foydalanishni o'z ichiga oladi. O'rtacha ishlab chiqarish hajmini hisoblash uchun bunday yechimning quvvati yiliga 200-250 tonnani tashkil etadi, shu bilan birga turli xil xom ashyo manbalari asosida o'zgartirilgan mahsulotlarni olish uchun keng imkoniyatlar qoldiradi. Limon kislotasini ishlab chiqarish uchun ushbu uskunaning asosiy tarkibi quyidagi reaktor va sig'im qurilmalarini o'z ichiga oladi:

1. Fermentatorlar.
2. Bugʻlatgichlar.
3. Filtrlar.
4. Quritgichlar.
5. Kristalizatorlar.
6. Logistika operatsiyalarini qoʻllab-quvvatlash uchun infratuzilma.

Biotexnologik oʻrnatish loyihasini amalga oshirish bizga issiqlik va energiya resurslarini minimal jalb qilgan holda mahalliy isteʼmolchilarni toʻliq hajmda taʼminlab, toʻliq ishlab chiqarish tsiklini taʼminlash imkonini beradi.

Ushbu turdagi apparat-texnologik yechim ishlab chiqaruvchi shtammlardan foydalanish bilan tavsiflanadi, bu esa mahsulotning dastlab arzon narxiga olib keladi. Limon kislotasini ishlab chiqarishning ushbu texnologiyasi, shuningdek, atrof-muhit uchun maqbul darajadagi ekologik tozalik va ishchilar uchun toksik xavfsizlik bilan tavsiflanadi.

Mahsulot sifatiga kelsak, u oziq-ovqat sanoatining xalqaro standartlariga javob beradi. Yana bir narsa shundaki, u, xususan, yuvish vositalari uchun mo'ljallangan texnik mahsulotni ham chiqarish mumkin.

Limon kislotasi ishlab chiqarish uchun xom ashyoni tayyorlash

Xom ashyo maxsus ishlovdan keyin ishlab chiqarish jarayoniga kiradi. Uning usuli va parametrlari nafaqat xom ashyoning xususiyatlari, balki mahsulotga qo'yiladigan talablar bilan ham belgilanadi. Natriy sitratidan hosilalarni ishlab chiqarish imkoniyati ham hisobga olinadi.

U yoki bu tarzda, limon kislotasini ishlab chiqarish uchun asosiy xom ashyo temirning optimal nisbatini o'z ichiga olgan shinnidir. Uni qayta ishlashga kelsak, bu jarayonning asosiy bosqichi - sariq qon tuzi yordamida kompozitsiyani cho'ktirish uchun zarur bo'lgan oldindan fermentatsiya. Keyinchalik qayta ishlanmay turib, kislota tarkibidagi bu tuz izotsitrat dehidrogenazalarning inhibitori sifatida harakat qilishi mumkin.

Xom ashyo bazasi sifatida ishlatilishi mumkin bo'lgan yana bir komponent Aspergillus Niger qo'ziqorinidir. Savol tug'iladi - nega zamonaviy texnologiyalar sharoitida limon kislotasini ishlab chiqarish uchun mog'or qo'ziqorini ishlatiladi? Ko'pincha, uni ishlatish ishlab chiqaruvchining funktsiyasini ta'minlash uchun talab qilinadi. Uning kimyoviy formulasi eng maqbuldirsintetik o'rnini bosuvchi vositalardan foydalanganda imkonsiz yoki texnologik jihatdan asoslanmagan bir vaqtning o'zida bir nechta jarayonlarni amalga oshirish. Xususan, biz eritish, solikifikatsiya va keyingi ajratish va tozalash jarayonlari haqida bormoqda.

O'zgartirilgan limon kislotasi hosilalarini ishlab chiqarishda ham xom ashyoni maxsus tayyorlash talab etiladi. Bunday holda, qo'shimcha qo'shimchalar, jumladan, etil spirti, distillash zavodlari chiqindilari bilan texnik va etanol o'z ichiga olgan oraliq mahsulotlar ham ishlatilishi mumkin. O'z navbatida, melasdan limon kislotasi ishlab chiqarish geksatsianoferratni tozalash, sterilizatsiya va qaynatish jarayonlari bilan to'ldiriladi.

Oʻrtacha nopoklikdagi kraxmal gidrolizatlaridan foydalanilganda, xomashyo tayyorlashda dekatsiya va doimiy sterilizatsiya jarayoni boʻlishi kerak.

Spor koʻpayish jarayonini tashkil etish

Samarali mikrobiologik jarayonlar yaxshi tayyorlangan urug'ni talab qiladi. Kislota sintezida spora ko'rinishidagi ushbu material ishlab chiqarish jarayonining boshida fermentatsiya tankiga kiritiladi. Optimallashtirilgan shaklda, melas asosidagi limon kislotasini ishlab chiqarish texnologiyasi alohida naslchilik uchun sporalarni tayyorlashni ta'minlaydi, uning doirasida sinov ham amalga oshiriladi. Agar uzoq muddatli ishlab chiqarish rejalashtirilgan bo'lsa, unda sporlar quritiladi. Bu ularning funksional sifatlarini uzoq muddat saqlab qolish uchun ham, muvaffaqiyatli dozalash uchun ham zarur.

Keyingi bosqichda substratlar tayyorlanadi, jumladan saxaroza, glyukoza yokikraxmal. Tarkibida kraxmal bo‘lgan materiallar glyukozaga aylantirish uchun avval shakarlanadi, u ishlab chiqarish shtammi sifatida ishlatiladi.

Xom ashyo va substratlarni qayta ishlashning barcha bosqichlarida aralashmalar darajasi haddan tashqari yuqori bo'lishi mumkinligi sababli, ko'plab ishlab chiqaruvchilar ushbu materiallarni birlamchi tozalash uchun maxsus usullarni ishlab chiqmoqdalar. Misol uchun, oziq-ovqat ishlab chiqarishda limon kislotasi uchun kraxmal gidrolizatini keyingi qayta ishlash tuzsizlantirish bosqichlarini o'z ichiga olishi mumkin. Mexanik filtrlash bilan sterilizatsiya va qaynatishning bir xil tartiblarini iflosliklardan tozalashning universal va eng qulay usullari bilan bog'lash mumkin.

Fermentatsiya jarayoni va kislota ishlab chiqarish

Fermantasyon jarayonini ta'minlash uchun zamonaviy texnologiyalarda yuqorida muhokama qilingan mog'or qo'ziqorinining tayyorlangan shtammlari bo'yicha tanlab olinadigan maxsus ko'pikli fermentatorlar qo'llaniladi. Tanlov ma'lum parametrlar bo'yicha sinov bilan birga amalga oshiriladi, bu esa ishlatiladigan xom ashyoning xususiyatlarini hisobga olgan holda individual konfiguratsiyalar bo'yicha fermentatsiyani tashkil qilish imkonini beradi. Limon kislotasini ishlab chiqarish uchun texnologik jihatdan eng ilg'or jarayonlar, shuningdek, ko'pikli mikroorganizmlarning metabolik faolligini tartibga solish vositalarini ham o'z ichiga oladi.

Kislota izolyatsiyasi bosqichida vazifa fermentatsiya muhitidan dastlabki tozalash darajasiga ega eritma olishdir. Tozalash darajasini oshirish uchun hosil qiluvchi aralashmani mos ravishda tayyorlash kerak. Xususan, u quyidagi jarayonlardan o'tadiOldindan davolash:

1. Ajratish va joylashtirish tartibi.
2. Mitseliyni ajratish operatsiyasi.
3. K altsiy sulfatning ajralishi va fermentatsiya massasining parchalanishi.

Zamonaviy sanoatda quruq qoldiqlarni ajratish uchun avtomatik boshqaruvga ega lentali filtrlar qo'llaniladi. Shuningdek, cho'kindilarni filtrlash jarayonlarini tashkil qilish uchun elektron boshqaruv tizimiga ega maxsus sentrifugalar va separatorlar qo'llaniladi, bu materialni qayta ishlashning aniqligini oshiradi.

Olingan limon kislotasini tozalash

Qabul qilingan mahsulotni kompleks qayta ishlashni o'z ichiga olgan ishlab chiqarishning yakuniy bosqichi. Bu jarayonda anion va kation almashinadigan qatronlar bilan faollashtirilgan uglerod ishlatiladi. Bunday tozalash texnologiyasi statsionar reaktorlarda bir necha bosqichda amalga oshiriladi:

1. Ma'lum bir haroratda bug'lanish jarayoni.
2. Vakuumda kristallanish.
3. Sttrifugada kristall skrining.
4. Suyuq qatlam bilan quritish.
5. Elakdan o'tkazish tartibi.

Bug'lanish ko'p bosqichli bug'lanish moslamasida tushadigan suyuqlik plyonkasi bilan amalga oshiriladi. Ushbu jarayon natijasida limon kislotasining iste'mol xususiyatlarini kamaytirmasdan kerakli bug'lanish koeffitsientiga erishiladi. Bu bosqichda energiya resurslari iste'molini bug'da termal siqishni ta'minlash hisobiga sezilarli darajada kamaytirish mumkin.

Kristallanishga kelsak, bu limon kislotasini ishlab chiqarish jarayoni majburiy aylanish bilan amalga oshiriladi. Ba'zilaridaOziq-ovqat sanoati korxonalarining texnik konfiguratsiyasida vakuumli kristalizatorlar natriy sitratining modifikatsiyalangan va hosilalarini ishlab chiqarish uchun moslamalar bilan bir xil konstruktiv asosda ishlab chiqilgan. Misol uchun, shunga o'xshash uskunalar suvsizlangan mahsulotlar va limon kislotasi monohidratini ishlab chiqarishda qo'llaniladi.

Emas, balki tozalash bosqichida oxirgi qiymati kristal o'z ichiga suspenziya bachadon fermentlari ajratish qaysi fermentatsiya eritmasi, qayta ishlash operatsiya hisoblanadi. Texnik jihatdan bu protsedura uzluksiz sentrifuga yordamida amalga oshiriladi, bu esa yakuniy mahsulot xususiyatlarini nozik nazorat qilish imkonini beradi.

Oxirgi quritish va elakdan o'tkazish jarayoni hosil bo'lgan va tozalangan mahsulotga nozik ishlov berishni talab qiladi. Ushbu bosqichda limon kislotasini chiqarish shakliga qo'yiladigan talablar muhim rol o'ynaydi - masalan, fraksiyalash zarrachalarning dizayn hajmiga muvofiq amalga oshiriladi.

Mahalliy limon kislotasi bozori

Rossiya oziq-ovqat sanoati bozorida ushbu segmentning asosiy ishtirokchilari Xitoy ishlab chiqaruvchilari bo'lib, ular barcha mahsulotning deyarli yarmini nazorat qiladi. Ammo sezilarli ulush limon kislotasi ishlab chiqaradigan Rossiya zavodlariga to'g'ri keladi, ular orasida Belgorodda joylashgan Citrobel korxonasi alohida o'rin tutadi. Aslida, bu jahon darajasidagi quvvatga ega deyarli yagona mahalliy zavoddir. Oziq-ovqat tarmog'idagi tijorat tashkilotlari mamlakatimizdagi zavodlar bilan faol hamkorlik qilmoqdachet elda. Bu yo'nalishda Smila va Skidel shaharlarida joylashgan Ukraina va Belarus shakar zavodlari ajralib turadi.

Mutaxassislarning fikriga ko'ra, rus limon kislotasi GOSTning me'yoriy talablariga va qadoqlash dizayni standartlariga javob beradi. Bu Rossiyadagi mahalliy limon kislotasi zavodlariga Xitoy korxonalari bilan muvaffaqiyatli raqobatlashishga imkon beruvchi afzalliklardan biridir. Shunday qilib, doimiy ravishda yuqori sifatli limon kislotasini etkazib beradigan Citrobel bilan taqqoslaganda, Osmon imperiyasi ishlab chiqaruvchilari mahsulotlarning qat'iy standartlarga javob berishiga har doim ham kafolat bermaydilar, bu narxlarda ham aks etadi. Farqi ishlab chiqaruvchi va tarqatish tarmog'ining darajasi bilan belgilanadi. Shu bilan birga, hatto yirik kompaniyalardan etkazib berishda ham, bir partiyadagi limon kislotasining xususiyatlari heterojen bo'lib, farq qilishi mumkin. Bu mahsulotning eruvchanligi va namligi haqidagi shikoyatlar qayd etilgan iste'molchilarning sharhlarida ham tasdiqlanadi.

Xulosa

Bugungi kunda jahon ishlab chiqaruvchilarining limon kislotasi ishlab chiqarish hajmi yiliga 800 ming tonnani tashkil etadi. Ushbu tarmoqning bunday yuqori rentabelligi bir qator tarmoqlarning kislotalashtiruvchi vositalardan foydalanishga qiziqishi bilan bog'liq, jumladan oziq-ovqat sanoati va kimyo va farmatsevtika sohasining an'anaviy segmentlari. Bundan tashqari, bugungi kunda bunday kislotalarning hosilalari hatto mudofaa va elektron sanoatda ham qo'llanilishini topadi, qishloq xo'jaligi va limon kislotasining texnik funktsiyasi talab qilinadigan boshqa sohalarni hisobga olmaganda.fermentlar. Shu munosabat bilan, natriy sitratini faol ishlov berish vositalari va sintetik yuvish vositalari o'rniga ishlatish amaliyotini ta'kidlash mumkin.

Agar biz Rossiyada limon kislotasi ishlab chiqarish haqida gapiradigan bo'lsak, so'nggi yillarda hukumat darajasida ushbu sohada faoliyat yurituvchi korxonalarni rag'batlantirish maqsadida ichki bozorni himoya qilish choralari ko'rildi. Ammo Belgorod zavodi limon kislotasining yagona asosiy yetkazib beruvchisi bo'lib qolayotganligi sababli, ba'zida mahsulot tanqisligi mavjud. Mutaxassislar vaziyatdan chiqish yo‘li sifatida bojxona qoidalarini o‘zgartirishni taklif qilishdi, unga ko‘ra, chet el kislotasini olib kirishda mahsulotning sifatli sifatini kafolatlaydigan Yevropa kompaniyalariga ustuvorlik berildi. Yaponiya, Shveytsariya va Germaniyadagi yirik biokimyoviy ishlab chiqaruvchilarning limon kislotasi sifati bo'yicha mahalliy mahsulotlardan ustundir, lekin narxlar juda yuqori, shuning uchun Citrobel zavodi iste'molchilar ehtiyojlarini buzmasdan raqobatbardoshligicha qolmoqda.