[go: up one dir, main page]

RU2050422C1 - Method for production of citric acid - Google Patents

Method for production of citric acid Download PDF

Info

Publication number
RU2050422C1
RU2050422C1 SU925032081A SU5032081A RU2050422C1 RU 2050422 C1 RU2050422 C1 RU 2050422C1 SU 925032081 A SU925032081 A SU 925032081A SU 5032081 A SU5032081 A SU 5032081A RU 2050422 C1 RU2050422 C1 RU 2050422C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrolyzer
electrolysis
citric acid
anode
target product
Prior art date
Application number
SU925032081A
Other languages
Russian (ru)
Original Assignee
Акционерное общество закрытого типа "Деко"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество закрытого типа "Деко" filed Critical Акционерное общество закрытого типа "Деко"
Priority to SU925032081A priority Critical patent/RU2050422C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2050422C1 publication Critical patent/RU2050422C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

FIELD: food industry. SUBSTANCE: method involves growing fungus-producing cultural crop, fermenting it in nutrient medium to receive a cultural liquid and separating an end product therefrom. The cultural liquid or filtrate thereof is subjected to electrolysis before separation of the end product. Electrolysis is conducted in an electrolyzer with a separator or in an electrolyzer without a diaphragm at current density of 0,01-0,1 А/сm2 and specific electric power consumption of 0.017-0.24 A/l. The electrolyzer cathode and anode are made of stainless steel and oxidized ruthenium, respectively. EFFECT: higher purity and retained yield of end product. 4 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к способам получения лимонной кислоты путем совмещения электрохимического синтеза и культивирования гриба-продуцента на мелассных средах, в том числе и при воздействии биологических стимуляторов. The invention relates to the food industry, in particular to methods for producing citric acid by combining electrochemical synthesis and cultivation of a producer fungus on molasses media, including when exposed to biological stimulants.

Ближайшим к изобретению техническим решением является способ получения лимонной кислоты, предусматривающий выращивание посевной культуры, гриба-продуцента, ферментацию в питательной среде, содержащей источник углерода, источник азота, минеральные соли при аэрации перемешивании, введение в среду стимулятора процесса и выделение целевого продукта, причем в качестве стимулятора используют комплекс горьких веществ хмеля в количестве 0,003-0,001% который вводят в среду либо при выращивании посевной культуры, либо через 24-48 ч от начала ферментизации (авт. св. СССР N 1011684, кл. С 12 Р 7/48). При этом в качестве источника углерода используют мелассу, в качестве источника азота аммонийсодержащие вещества, в качестве минеральных солей калий-, цинк-, оксалат- и гексацианоферратсодержащие вещества. Closest to the invention, the technical solution is a method for producing citric acid, comprising growing a seed crop, a producer fungus, fermenting in a nutrient medium containing a carbon source, a nitrogen source, mineral salts during aeration by stirring, introducing a process stimulator into the medium and isolating the target product, as a stimulant, a complex of bitter hop substances in an amount of 0.003-0.001% is used, which is introduced into the medium either when growing a seed crop, or 24-48 hours after the start of the enzyme nationalities (ed. St. USSR N 1011684, class C 12 P 7/48). In this case, molasses is used as a carbon source, ammonium-containing substances are used as a nitrogen source, and potassium-, zinc-, oxalate- and hexacyanoferrate-containing mineral salts are used.

Недостатком такого способа является невысокое качество получаемого целевого продукта, выражающееся в повышенном содержании в продуктах микробиологического синтеза органических полупродуктов, осаждаемых совместно с лимонной кислотой, причем удаление их в процессе очистки целевого продукта крайне затруднено и сопряжено с большими потерями лимонной кислоты. The disadvantage of this method is the low quality of the target product obtained, expressed in the increased content in the products of microbiological synthesis of organic intermediates precipitated together with citric acid, and their removal during the purification of the target product is extremely difficult and involves large losses of citric acid.

Целью изобретения является повышение частоты при сохранении выхода целевого продукта. The aim of the invention is to increase the frequency while maintaining the yield of the target product.

Это достигается тем, что в способе получения лимонной кислоты, включающем выращивание посевной культуры гриба-продуцента, ферментацию в растворе мелассы с добавкой аммоний-, калий-, цинк-, фосфат-, оксалат- и гексацианоферратсодержащих веществ при аэрации, перемешивании с получением культурной жидкости и выделением из нее целевого продукта, перед выделением целевого продукта культуральную жидкость подвергают электролизу или культуральную жидкость предварительно фильтруют и полученный фильтрат подвергают электролизу. This is achieved by the fact that in the method for producing citric acid, which includes growing a seed culture of a producer fungus, fermentation in molasses solution with the addition of ammonium, potassium, zinc, phosphate, oxalate and hexacyanoferrate-containing substances during aeration, stirring to obtain a culture fluid and isolating the desired product from it, before isolating the target product, the culture fluid is electrolyzed or the culture fluid is pre-filtered and the resulting filtrate is electrolyzed.

Другим отличием является то, что электролиз ведут в электролизере с сепаратором или в бездиафрагменном электролизере. Another difference is that the electrolysis is carried out in a cell with a separator or in a diaphragmless cell.

Кроме того, электролиз ведут при плотности тока 0,01-0,1 А/см2 и удельном расходе электроэнергии 0,017-0,24 А/л. Причем в качестве катода электролизера используют нержавеющую сталь, а в качестве анода окисно-рутениевый анод.In addition, electrolysis is carried out at a current density of 0.01-0.1 A / cm 2 and specific energy consumption of 0.017-0.24 A / L. Moreover, stainless steel is used as the cathode of the electrolyzer, and a ruthenium oxide anode is used as the anode.

Предлагаемый способ получения лимонной кислоты заключается в следующем. The proposed method for producing citric acid is as follows.

Предварительно готовят посевную культуру. Для этого мелассу разбавляют водой до содержания сахара 5% вносят в раствор необходимое количество гексацианоферрата калия, оксалата аммония, хлористого магния. Полученную суспензию нейтрализуют содой, добавляют однозамещенный фосфат калия и сульфат цинка. Полученную смесь стерилизуют, охлаждают до 36оС, вносят споры штамма Л-4, при необходимости добавляют биологические стимуляторы и термостатируют при перемешивании в течение 24 ч.Pre-prepared seed culture. To do this, molasses is diluted with water to a sugar content of 5%; the necessary amount of potassium hexacyanoferrate, ammonium oxalate, and magnesium chloride are added to the solution. The resulting suspension is neutralized with soda, monosubstituted potassium phosphate and zinc sulfate are added. The resulting mixture was sterilized, cooled to 36 ° C., spores introduced strain A-4, optionally added biological stimulants and incubated with stirring for 24 hours.

Параллельно готовят культуральную жидкость. Для этого мелассу разбавляют водой 1: 1, вносят те же реагенты (кроме сульфата магния), что и для приготовления посевной культуры, нейтрализуют, стерилизуют, охлаждают до 32оС и вносят 1/10 от объема ранее приготовленного посевного материала. Ферментизацию проводят в течение 5-7 сут. при подкормке стерильной мелассой и поддержании стабильного общего объема среды. Электролиз культуральной жидкости осуществляют по окончании культивирования без отделения биомассы либо предварительно отфильтровывают биомассу образовавшихся хлопьев гриба-продуцента и полученный маточник подают в электролизер.In parallel, prepare the culture fluid. To do this, molasses is diluted with water 1: 1, the same reagents (except magnesium sulfate) are added as for the preparation of the seed culture, neutralized, sterilized, cooled to 32 ° C and 1/10 of the volume of the previously prepared seed is introduced. Fermentation is carried out for 5-7 days. when feeding with sterile molasses and maintaining a stable total volume of the medium. The electrolysis of the culture fluid is carried out at the end of cultivation without separation of the biomass, or the biomass of the resulting flakes of the producer fungus is pre-filtered and the resulting mother liquor is fed to the electrolyzer.

Электролизер может быть выполнен в виде стакана, в котором плоскопараллельно расположены нерастворимые электроды. Причем катод предпочтительно нержавеющая сталь, никель, платинированный титан, графит или стеклографит; анод графит, стеклографит, платина, но предпочтительно ОРТА. Электролизер может быть бездиафрагменным или с диафрагмой-сепаратором, в качестве которой используются фильтровальная ткань и другие известные, в том числе модифицированные материалы. В случае наличия диафрагмы культуральная жидкость последовательно проходит через обе электродные камеры. При этом плотность тока при электролизе составляет 0,01-0,1 А/см2, а удельный расход электроэнергии 0,017-0,24 А/л.The electrolyzer can be made in the form of a glass, in which insoluble electrodes are located in parallel with the electrode. Moreover, the cathode is preferably stainless steel, Nickel, platinum titanium, graphite or glass graphite; the anode is graphite, glass graphite, platinum, but preferably ORTA. The electrolyzer can be diaphragmless or with a diaphragm-separator, which is used as a filter cloth and other known, including modified materials. In the case of a diaphragm, the culture fluid passes sequentially through both electrode chambers. Moreover, the current density during electrolysis is 0.01-0.1 A / cm 2 , and the specific energy consumption is 0.017-0.24 A / L.

После завершения культивирования и электролиза лимонную кислоту выделяют из культуральной жидкости традиционным образом через осаждение цитрата кальция и экстракцией из осадка разбавленной серной кислотой целевого продукта. After completion of the cultivation and electrolysis, citric acid is isolated from the culture liquid in the traditional manner through precipitation of calcium citrate and extraction of the desired product from the precipitate with diluted sulfuric acid.

П р и м е р 1. Навеску мелассы 100 г растворяют в 800 мл горячей водопроводной воды. В полученный раствор вносят 2,4 г оксалата калия и 0,2 г гексацианоферрата калия. После перемешивания раствор корректируют рН 10%-ным раствором соды, добавляют 2 г хлористого аммония, 120 мг однозамещенного фосфата калия, 250 мг сульфата магния и 5 мг сернокислого цинка. Все реактивы вносят предварительно растворенными в минимальном объеме воды. После введения всех реагентов раствор доводят до 1 л, стерилизуют, охлаждают до 36оС и засевают конидиями.PRI me R 1. A portion of molasses 100 g is dissolved in 800 ml of hot tap water. 2.4 g of potassium oxalate and 0.2 g of potassium hexacyanoferrate are added to the resulting solution. After stirring, the solution is adjusted with pH 10% soda solution, add 2 g of ammonium chloride, 120 mg of monosubstituted potassium phosphate, 250 mg of magnesium sulfate and 5 mg of zinc sulfate. All reagents are pre-dissolved in a minimum volume of water. After introducing all the reagent solution was adjusted to 1 L, sterilized, cooled to 36 ° C and inoculated with conidia.

После этого колбы оставляют на 24 ч в термостате при перемешивании. After that, the flasks are left for 24 hours in a thermostat with stirring.

Через 24 ч подрощенным мицелием засевают мелассную среду, приготовленную так же, как и для выращивания посевной культуры, с тем отличием, что в нее не добавляют соли магния, а количество добавляемого хлористого аммония соответствует 1,7 г/л. Исходная концентрация сахара в приготовленных мелассных средах 14,5 г/л. Соотношение объема мелассной среды и посевного материала 10:1. After 24 hours, molasses medium, prepared in the same way as for growing a seed crop, is seeded with mycelium grown, with the difference that magnesium salts are not added to it, and the amount of ammonium chloride added is 1.7 g / l. The initial sugar concentration in the prepared molasses media is 14.5 g / l. The ratio of the volume of molasses medium and seed 10: 1.

Полученную культуральную жидкость помещают в термостат, где при аэрации и перемешивании осуществляют культивирование при 32оС, продолжительность которого 5 сут. По окончании культивирования, о котором судят по темпам прироста кислотности среды, культуральную жидкость разделяют на две части: первая подвергается грубому фильтрованию с целью отделения биомассы и выпавших солей кальция; вторая остается необработанной. Кроме того, из второй части отбирают 1 л культуральной жидкости и формируют контрольный раствор. После этого маточник от фильтрования и нефильтрованную культуральную жидкость разделяют на порции по 1 л и направляют на электролиз.The resulting culture fluid was placed in an incubator, where aeration and stirring culture is carried out at 32 ° C, the duration of which is 5 days. At the end of the cultivation, which is judged by the growth rate of the acidity of the medium, the culture fluid is divided into two parts: the first is subjected to coarse filtration in order to separate the biomass and precipitated calcium salts; the second remains untreated. In addition, 1 liter of culture fluid is taken from the second part and a control solution is formed. After this, the mother liquor from filtration and unfiltered culture fluid are divided into 1 l portions and sent to electrolysis.

Электролизер представляет собой стакан с прямоугольным дном, в боковых стенках которого имеются пазы для установки электродов на фиксированном расстоянии и мембранной рамки (рамки с диафрагмой). Кроме того, электролизер имеет набор штуцеров, позволяющий использовать его в проточном режиме и в режиме перемещения дополнительных емкостей и насосов. Материал электродов: катод нержавеющая сталь, анод ОРТА. Электрообработка проводится по вариантам 1 контроль, 2-4 без отделения биомассы, 5-7 обработка маточника после фильтрования. Съем лимонной кислоты и показатели качества целевого продукта приведены в табл. 1. The electrolyzer is a glass with a rectangular bottom, in the side walls of which there are grooves for installing electrodes at a fixed distance and a membrane frame (frame with a diaphragm). In addition, the electrolyzer has a set of fittings that allows you to use it in flow mode and in the mode of movement of additional tanks and pumps. Electrode material: stainless steel cathode, ORTA anode. Electric processing is carried out according to options 1 control, 2-4 without separation of biomass, 5-7 processing of the mother liquor after filtering. The removal of citric acid and quality indicators of the target product are given in table. 1.

Выход лимонной кислоты определяли титрованием аликвоты пробы, прошедшей через электролизер. Выделение целевого продукта осуществляли нейтрализацией предварительно фильтрованного раствора известью (до рН 7,5-8,0) и экстракцией из полученного осадка лимонной кислоты с помощью 5%-ной серной кислоты. The yield of citric acid was determined by titration of an aliquot of the sample passed through the cell. The selection of the target product was carried out by neutralizing the pre-filtered solution with lime (to a pH of 7.5-8.0) and extracting citric acid from the resulting precipitate with 5% sulfuric acid.

Полученный экстракт далее выпаривали до начала кристаллизации целевого продукта, который отфильтровывали, сушили и определяли параметры качества. The resulting extract was then evaporated before the crystallization of the target product, which was filtered, dried and quality parameters determined.

П р и м е р 2. Подращивание посевного материала, формирование культуральной жидкости, ферментация и выделение целевого продукта осуществляются также, как и в примере 1. Отличием является наличие в электролизере сепаратора (хлориновый бельтинг). Кроме того, катод никелированная сталь; анод графит. Плотность тока 0,04 А/см2. Удельный расход электроэнергии 0,041 А/л, при этом обрабатываемый маточник последовательно проходит через катодную и анодную камеры электролизера. Выход лимонной кислоты 6,96 кг/м3 сут. при массовой доле 99,51% содержании альдегидов 0,012% проба на легко обугливающиеся вещества "выдерживает".PRI me R 2. Cultivation of seed, the formation of the culture fluid, fermentation and isolation of the target product are carried out as in example 1. The difference is the presence in the electrolyzer of a separator (chlorine belting). In addition, the cathode is nickel-plated steel; graphite anode. The current density of 0.04 A / cm 2 . The specific energy consumption is 0.041 A / l, while the processed mother liquor sequentially passes through the cathode and anode chambers of the electrolyzer. The yield of citric acid is 6.96 kg / m 3 days. with a mass fraction of 99.51% aldehyde content, 0.012% of the sample for easily carbonized substances “withstands”.

П р и м е р 3. Все основные технологические операции осуществляются также, как и в примерах 1 и 2. Электролизер проточный, параметры электролиза по примеру 2. Варьируется только материал электродов. Контроль ведется по выходу лимонной кислоты (табл. 2). PRI me R 3. All basic technological operations are carried out as in examples 1 and 2. The flow cell, electrolysis parameters in example 2. Only the material of the electrodes varies. Control is conducted on the yield of citric acid (table. 2).

Как видно из примеров 1-3, предложенные параметры электролиза являются оптимальными, при отклонении от которых либо происходит снижение выхода целевого продукта (пример 3), либо ухудшение его качества (пример 1). Варианты конструкции электролиза на процессы значительного влияния не оказывают (пример 2). As can be seen from examples 1-3, the proposed electrolysis parameters are optimal, when deviating from which either a decrease in the yield of the target product (example 3), or a deterioration in its quality (example 1). The design options of electrolysis on the processes do not have a significant impact (example 2).

Таким образом, преимущества предлагаемого способа по сравнению с известным заключаются в улучшении качества целевого продукта при сохранении выхода. Улучшаемыми показателями качества при этом являются содержание легко окисляемых веществ и гранулометрический состав лимонной кислоты, что важно при получении международного сертификата качества. Thus, the advantages of the proposed method compared with the known are to improve the quality of the target product while maintaining the output. The improved quality indicators are the content of easily oxidized substances and the granulometric composition of citric acid, which is important when obtaining an international quality certificate.

Claims (4)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИМОННОЙ КИСЛОТЫ, включающий выращивание посевной культуры гриба-продуцента, ферментацию в растворе мелассы с добавкой аммоний-, и калий-, и цинк-, и форсфат-, и оксолат-, и гексацианоферратсодержащих веществ при аэрации, перемешивания с получением культуральной жидкости и выделением из нее целевого продукта, отличающийся тем, что перед выделением целевого продукта культуральную жидкость подвергают электролизу или культуральную жидкость предварительно фильтруют и фильтрат подвергают электролизу. 1. METHOD FOR PRODUCING LEMONIC ACID, including growing a seed culture of a producer fungus, fermentation in molasses solution with the addition of ammonium, and potassium, and zinc, and forcefate, and oxolate, and hexacyanoferrate-containing substances during aeration, mixing to obtain a culture liquid and the isolation of the target product from it, characterized in that before the isolation of the target product, the culture fluid is subjected to electrolysis or the culture fluid is pre-filtered and the filtrate is subjected to electrolysis. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что электролиз ведут в электролизере с сепаратором или в бездиафрагменном электролизере. 2. The method according to claim 1, characterized in that the electrolysis is carried out in an electrolyzer with a separator or in a diaphragmless electrolyzer. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что электролиз ведут при плотности тока 0,01 0,1 А/см2 и удельном расходе электроэнергии 0,017 0,24 А/л.3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the electrolysis is carried out at a current density of 0.01 0.1 A / cm 2 and a specific energy consumption of 0.017 0.24 A / L. 4. Способ по пп.1 3, отличающийся тем, что в качестве катода электролизера используют нержавеющую сталь, а в качестве анода - оксинорутениевый анод. 4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that stainless steel is used as the cathode of the electrolyzer, and an oxinoruthenium anode is used as the anode.
SU925032081A 1992-04-14 1992-04-14 Method for production of citric acid RU2050422C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU925032081A RU2050422C1 (en) 1992-04-14 1992-04-14 Method for production of citric acid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU925032081A RU2050422C1 (en) 1992-04-14 1992-04-14 Method for production of citric acid

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2050422C1 true RU2050422C1 (en) 1995-12-20

Family

ID=21599233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU925032081A RU2050422C1 (en) 1992-04-14 1992-04-14 Method for production of citric acid

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2050422C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2142025C1 (en) * 1998-05-05 1999-11-27 Коробов Константин Леонидович Method of compounds synthesis
RU2191828C2 (en) * 1998-05-27 2002-10-27 Арзуманов Егише Николаевич Method of preparing citric acid from alkaline citrate solutions
RU2433211C2 (en) * 2006-02-08 2011-11-10 Дайнэмик Фуд Ингридиентс Корп. Methods for electrolytic production of erythrose or erythritol

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1011684, кл. C 12P 7/48, опублик.1981. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2142025C1 (en) * 1998-05-05 1999-11-27 Коробов Константин Леонидович Method of compounds synthesis
RU2191828C2 (en) * 1998-05-27 2002-10-27 Арзуманов Егише Николаевич Method of preparing citric acid from alkaline citrate solutions
RU2433211C2 (en) * 2006-02-08 2011-11-10 Дайнэмик Фуд Ингридиентс Корп. Methods for electrolytic production of erythrose or erythritol

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Finogenova et al. Organic acid production by the yeast Yarrowia lipolytica: a review of prospects
NO136756B (en)
US5532148A (en) Process for producing of citric acid and monovalent citrate salts
SU1435159A3 (en) Method of producing l-carnitine
RU2050422C1 (en) Method for production of citric acid
CN109266578B (en) Escherichia coli ACThr1032 and application thereof in fermentation production of L-threonine
CN102703334B (en) Strain producing erythritol and method for producing erythritol by using strain
CN117126898B (en) Process for preparing valine by biotechnology
US3933586A (en) Method of making l-aspartic acid from fumaric acid
FI97067C (en) Riboflavin producing microorganism strains, selection and fermentation processes
EP1096020B1 (en) Process for the manufacture of citric acid
SU1575946A3 (en) Method of manufactg concentrate of clucosoomerase
CN110372606B (en) Method for separating and purifying cytosine from microbial fermentation liquor
RU2119952C1 (en) Method of yeast production
CN110408672B (en) Method for extracting D-lactic acid from D-lactic acid waste liquid
RU2090611C1 (en) Strain of yeast yarrowia lipolytica - producer of citric acid, method of producing citric acid and method of sodium citrate isolation
RU2843044C1 (en) Method of producing comenic acid
CN111574390A (en) Efficient green production and extraction process of amino acid
DE2616673C2 (en) Microbiological process for the production of L (+) - tartaric acid and its salts
SU1089116A1 (en) Method for producing biomass of microorganisms
RU2084530C1 (en) Method of citric acid producing
KR900007000B1 (en) Novel candida utilis and process for production of protein
SU816154A1 (en) Method for preparing biomass
Krumphanzl et al. Continuous fermentation and isolation of lactic acid
KR100345847B1 (en) Method for producing cefazoline by immobilized enzyme