Kyselina citrónová, ktorú ľudia všeobecne nazývajú citrónová soľ, je bezfarebná a kryštalická organická zlúčenina. Jej vzorec je C6H8O7. Je to slabá kyselina nachádzajúca sa v tele mnohých zvierat a takmer všetkých rastlín. Obzvlášť citrusové plody obsahujú vysoké množstvo kyseliny citrónovej, pričom obsah kyseliny citrónovej v citróne je 80 percent.
Kyselina citrónová je dôležitá organická kyselina, ktorá je rozpustná vo vode a je prírodnou konzervačnou látkou a potravinárskou prísadou. Používa sa v potravinárskom priemysle na zvýšenie trvanlivosti potravín a niektorých organických látok a na ochutenie niektorých nealkoholických nápojov. Používa sa tiež pri výrobe cukroviniek. Podľa rozdielu v obsahu vody ju možno rozdeliť na monohydrát kyseliny citrónovej a bezvodú kyselinu citrónovú.
Kyselina citrónová sa používa ako prísada do potravín od konca 19. storočia. Hoci sa kyselina citrónová, ktorá sa dnes používa čoraz častejšie, nachádza v citrónovom a citrusovom ovocí, kyselina citrónová sa vyrába z cukru, pretože jej výroba z prírodných zdrojov je náročná a nákladná. Prevažuje tu priemyselná výroba pomocou kultúry
Priemyselná výroba a izolácia kyseliny citrónovej
Pri priemyselnej výrobe je kultúra kŕmená sacharózou, aby produkovala kyselinu. Potom sa kultúra odfiltruje a kyselina je vyzrážaná pomocou Ca(OH)2 (hydroxidu vápenatého). Za vzniknutého Ca3(C6H5O7)2 (citrátu vápenatého) sa kyselina získava pomocou H2SO4 (kyseliny sírovej).
Živné médium, ako je melasa a 13% sacharóza, dopĺňané H3PO4 (kyselinou fosforečnou) a K4Fe(CN)6·3H2O (ferokyanidom draselným), sa vie vyrábať aj subzmerným spôsobom, pri ktorom dochádza k premiešavaniu a prevzdušňovaniu média, v ktorom sú výživné látky pre mikroorganizmy. Spoločnosť COFCO Engineering využíva vysokoúčinnú mikrobiálnu fermentačnú technológiu využívajúcu ako jadro vynikajúce kmene, ako je
Podrobný proces izolácie a purifikácie kyseliny citrónovej
Príprava surovín a skvapalňovanie
Proces začína spracovaním kukurice. Kukurica uložená v dočasnom zásobníku sa prepravuje korčekovým výťahom do dočasného skladovacieho zásobníka drviča. Pred privedením práškového materiálu do zmiešavacej nádrže prechádza dávkovaním, pulverizáciou, vzduchovou dopravou, cyklónovou separáciou, závitovkovou dopravou a odstraňovaním prachu. Do miešacej nádrže sa pridá voda, zohreje sa a zmieša s amylázou, čím sa získa kukuričná kaša.
Suspenzia sa čerpá na prúdové skvapalňovanie. Skvapalnená kvapalina sa filtruje cez doskový filtračný lis. Filtračný zvyšok sa suší v sušiarni so zväzkom rúrok a balí, zatiaľ čo prefiltrovaná číra cukrová tekutina sa používa na fermentáciu.
Fermentácia
Číra cukrová tekutina zo sekcie predbežnej úpravy sa používa ako zdroj uhlíka na fermentáciu. Zavedú sa kvalifikované mikrobiálne kmene a privedie sa sterilný vzduch. Teplota je riadená chladením cez vnútorné a vonkajšie špirály vo fermentačnej nádrži, pričom sa udržiava vhodná teplota a objem vzduchu na fermentáciu kyseliny citrónovej. Po fermentácii sa fermentačný bujón dočasne skladuje v prepravnej nádrži, potom sa zahrieva a sterilizuje cez výmenník tepla.
Ako sa vyrába kyselina citrónová? Od fermentácie po čistenie | Priemyselná mikrobiológia
Fermentačný bujón sa oddelí pomocou doskového kalolisu, pričom kvapalina sa odošle do extrakčnej časti a tuhý vlhký kyslý zvyšok sa vysuší v sušičke s rúrkami, ochladí sa vzduchovou dopravou a zabalí sa na externý predaj.
Extrakcia a neutralizácia
Fermentačná číra kvapalina s kyselinou citrónovou z fermentačnej sekcie je rozdelená na dve časti pre TCC neutralizačnú reakciu a DCC neutralizačnú reakciu. Jedna časť čírej kvapaliny sa zmieša so zriedenou kyselinou DCC a vstupuje do reakčnej jednotky TCC, aby reagovala s uhličitanom vápenatým za vzniku citranu vápenatého. Druhá časť čírej kvapaliny reaguje s citrátom vápenatým vyrobeným z neutralizácie DCC za vzniku hydrogéncitrátu vápenatého.
Suspenzia z neutralizačných reakcií TCC a DCC sa oddelí pomocou vákuového pásového filtra. Spoločnosť COFCO Engineering inovatívne vyvinula proces extrakcie hydrogencitrátu vápenatého a úspešne ho implementovala na priemyselnej úrovni vo veľkom meradle.
Acidolýza a kryštalizácia
Filtračný koláč hydrogéncitrátu vápenatého z neutralizácie DCC sa používa v acidolýznej reakčnej jednotke, kde sa zmiešava s koncentrovanou kyselinou sírovou. Výsledná reakčná suspenzia sa oddelí vákuovým pásovým filtrom a filtrát sa ďalej filtruje cez dvojstupňový doskový filtračný lis, čím sa získa rafinovaná acidolýzna kvapalina. Filtračný koláč síranu vápenatého oddelený vákuovým pásovým filtrom sa dopravuje do zásobníka síranu vápenatého pomocou závitovkového dopravníka.
Vyčistená acidolýzna kvapalina z extrakčnej časti sa zahustí a potom ochladením vykryštalizuje. Oddelí sa pomocou odstredivky, čím sa získajú vlhké kryštály monohydrátu kyseliny citrónovej.
Sušenie a balenie
Vlhké kryštály sa sušia v sušiarni s fluidným lôžkom, preosievajú sa a plnia do zásobníka. Po odvážení, balení a detekcii kovu sa získa konečný produkt monohydrát kyseliny citrónovej. Jadrom činnosti sú medzinárodne vyspelé kmene, procesy a výrobné technológie.
Analýza kyseliny citrónovej
Štúdie stanovenia kyseliny citrónovej v potravinách a nápojoch sa vykonávajú v autorizovaných laboratóriách. V týchto štúdiách sa používa vysokoúčinná kvapalinová chromatografia (HPLC), ktorá poskytuje mobilnú fázu pri veľmi vysokom tlaku a separáciu pri veľmi vysokom rozlíšení.
tags: #izolacia #kyseliny #citronovej