Лимон қышқылының ерітіндісін тазалау

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

М. ӘУЕЗОВ атындағы ОҢТҮСТІК ҚАЗАҚСТАН МЕМЛЕКЕТТІК

УНИВЕРСИТЕТІ

Без названия.png

Аналитикалық баяндама

Пәні: Тағам биотехнологиясының негізгі құрал жабдықтары

Тақырыбы: Лимон қышқылын өндірудің технологиясын құру.

Орындаған: Тоқтар Назерке Арманқызы

Тобы: ХТ-18-5к4

Қабылдаған: Елеманова Жанар Рахманбердіқызы.

Аналитикалық талдаудың өзектілігі мынада : лимон қышқылының қандай қасиеттері бар, оны қолдану салалары. Лимон қышқылының табиғи және өнеркәсіптік өндірісімен танысу.

Мақсаты:

тағамдық өнімдер қышқылдылығына және тағамдық қышқылдар түрлеріне шолу жасау;
лимон қышқылын ферменттік әдіспен өндіру технологиясына талдау жасау;
лимон қышқылын өндірудің маңызына және лимон қышқылын түзуші Aspergillus niger культурасына сипаттама беру;
лимон қышқылын ферменттік әдіспен өндіру технологиясын құрастыру;
негізгі технологиялық жабдықтар таңдау;

Мазмұны:

1. Кіріспе

2. Негізгі бөлім

2. 1 Лимон қышқылын қарапайым және биотехнологиялық жолмен алу;

2. 2 Лимон қышқылы өндірісінің продуценті- Aspergillus niger;

2. 3 Лимон қышқылын ферменттік әдіспен алудың тереңдік әдісі;

2. 4 Лимон қышқылы өндірісінде қолданылатын құрылғылар.

3. Қорытынды

4. Пайдаланылған әдебиет

Кіріспе

Қазіргі уақытта көптеген қышқылдар (лимон, сірке, сүт және т. б. ) микробиологиялық синтез арқылы алынады. Тамақ өнеркәсібі дәстүрлі түрде лимон, сірке және сүт қышқылдарының негізгі тұтынушысы болып табылады, өйткені адам ағзасына зиянсыздығына байланысты синтетикалық қышқылдарға қарағанда табиғи ашыту өнімдеріне артықшылық беріледі. Ашытылған ерітінділер бұл-лимон, глюкон қышқылы және қымыздық қышқылы, ашытылмаған қант және минералды қоспалардың қоспасы. Лимон қышқылының мөлшері барлық қышқылдардың 80…98% құрайды. Ол ерітіндіден кальций цитратының нашар еритін тұзын қалыптастыру үшін кальций катиондарымен байланыстыру арқылы шығарылады.

Лимон қышқылы - табиғи тағам қышқылы. Көп мөлшерде лимонда болады. Қазіргі уақытта лимон қышқылының темекі сабағынан, қарақаттан, ит бүлдіргеннен жəне тағы басқа көптеген шикізаттардан бөліп алады. Лимон қышқылы - өте маңызды микробиологиялық өндірістің негізі өнімінің бірі болып табылады. Лимон қышқылы көп мөлшерде тағам өнеркəсібінде жəне əртүрлі сусындар өндірісінде, фармацевтикалық өнеркəсіпте, техникалық мақсатта қолданады. Металл өндірісінде де пайдаланылады. Тағам өнеркəсібінде: кондитер, шарап, алкогольсіз сусын өндірісінде қолданады. Оны қолдану жылдам ерігіштігіне жəне жағымды қышқыл дəм беруімен қатар, төмен улылығына байланысты. Наубайхана өнімдеріне қамыр көтерілуі үшін ғана емес, оның созылғыш болуына əсер етуі үшін, көптеген сусындарға дəруменденуі үшін қосады. Тағамға тек қышқылдандырғыш ретінде ғана емес, сонымен қатар антитотықтырғыш ретінде пайдаланады. Мамандардың айтуы бойынша, кем дегенде бүкіл тағамдардың жартысының құрамында лимон қышқылы болуы қажет.

Негізгі бөлім

2. 1 Лимон қышқылын қарапайым және биотехнологиялық жолмен алу;

Лимон қышқылы(С6Н8О7) - тағамдық антиоксидант Е 330. Ақ түсті криссталдық зат, балқу температурасы - 153°С, суда, этил спиртінде жақсы ериді, диэтил эфирінде аз ериді. Әлсіз үшнегізді қышқыл. Тұзы мен эфирін цитраттар деп атайды. Қанттардың лимон қышқылдық ашу арқылы алынатын өнімі.

Лимон қышқылының құрылымдық формуласы:

274px-Zitronensäure_-_Citric_acid.svg.png

Лимон қышқылы Ең алғаш лимон қышқыл 1784 жылы швед дәріханашысы Карл Шееле толық піспеген лимон шырынынан бөліп алған болатын және ХХ ғасырдың 30-шы жылдарына дейін Италияда цитрусты жемістерден алынған. 1933 жылы Чехославакияда, ал 1935 жылы Кеңес Одағында қанттан Aspergillus niger зең саңырауқұлағының көмегімен биохимиялық синтез әдісі арқылы лимон қышқылының өндірісі құрылды.

Қазіргі кезде лимон қышқылын алатын шикізаттардың негізгілерінің бірі - қызылшалы меласса .

Меласса - соңғы кристаллизациядағы центрифугаларда сахароза кристалдарын бөліп алуы арқылы алынған сірне(аналық ерітінді) . Қайта өңделген қызылша массасының 5%-ы меласса шығымын құрайды.
Тазалық- 56-62%, тұтқырлық - 40оС-та 4-8Па*с; рН 6-8; тығыздық - 1445кг/м3.

Лимон қышқылы микробиологиялық өндірістің негізгі өнімдерінің бірі - саңырауқұлақтар көмегімен өндіріледі. Кейбір саңырауқұлақтар лимон қышқылының продуценттері бола алады. Оларды атап айтатын болсақ: Aspergillus niger. Asp. avamon, Asp. fonsecalus. Asp. luchensis, Asp. wenti, Asp. usani, Asp. lanosus. Asp. flavus, Penicillium jantinellum, Penic. restrictum. vinde, Mucor pinformis, Ustilina vuigaris, т. б. көптеген штамдар 195 продуценттері. Бактериялардың арасынан лимон кышқылын Arthrobacter paraffineus. Corynobacterium т. б. түрлері түзе аталы. Ал өндірісте тек Aspergillus niger мен Asp. wenti және ашытҡылардын кейбір пайдаланады. Penicillium-re қарағанда, Aspergillus лимон қышқылын көбірек түзеді.

Лимон қышқылы өндірісінің прцесстерінің негізгі сатылары:

Қоректік ортаны дайындау

Себу материалын алу

Ферментация

Кальций цитратын алу

Кальций цитратының ыдырауы

Лимон қышқылының ерітіндісін тазалау

Ерітіндіні буландыру

Лимон қышқылының кристалдануы

Қышқыл кристалдарының бөлінуі

Кристалдарды кептіру

Лимон қышқылы

1-сурет. Лимон қышқылы өндірісінің химиялық цехының технологиялық сызбасы.

1-ашытылған ерітінділер жинағы; 2-сорғы; 3-әк сүтінің жинағы; 4-бейтараптандырғыш; 5-нутч-фильтр кальций цитратын бөліп алу үшін; 6-реактор; 7-күкірт қышқылын өлшейтін күбіше; 8-аралық жинақ; 9-гипсті бөлуге арналған таспалы вакумм-сүзгі; 10-вакуум-жинақ; 11-вакуум-сорғы; 12-сорғы; 13-лимон қышқылы ерітіндісінің жинағы; 14-барометрлік тұзақ ерітіндісі; 15-бірінші булау вакуум аппараты; 16-бу компрессоры; 17-барометрлік өзек; 18-вакуум-сорғы; 19-монтежю; 20-сүзгі-пресс; 21-кристаллизатор; 22-екінші тығындау вакуум-аппараты; 23-аралық жинақ; 24-центрифуга; 25-жатыр ерітіндісінің жинағы; 26-барабан кептіргіш; 27-трясосито; 28-буып-түйілген лимон қышқылы.

2. 2 Лимон қышқылы өндірісінің продуценті- Aspergillus niger

Aspergillus niger-аспергилдер тұқымдасы, қалталы саңырауқұлақтар тобына жатады. Саңырауқұлақтар денесі түссіз, жұқа жіпше өзара қатты тармақтанып және байланыстырылған жіпшумақ түзеді. Жіпшелер көлденең аралықта сұрыпталған; жіпшелерінің диаметрі - 3-6 мкм. A. niger зең саңырауқұлағы сахароза, глюкоза, фруктозаны жақсы, лактоза мен галактозаны нашар сіңіреді. Лимон қышқылы көп мөлшерде сахарозасы бар ортада ашу арқылы түзіледі. Ортада қанттың оптимальды концентрациясы - 1015%.

Aspergillus niger пішінін лимон қышқылын метаболизмнің өнімі ретінде өндіру мүмкіндігі 1917 жылы американдық тағам химик Джеймс Курри тарабынан анықталды. Aspergillus niger өсіру процесі және лимон қышқылын алу үшін сахароза немесе глюкозаны метаболиздеуге мүмкіндік беретін тиімді және арзан болды. Лимон қышқылының шексіз жеткізілімін жасау мүмкін болған соң, Pfizer және Citrique Belge сияқты компаниялар оны өнеркәсіптік ауқымда өндіре бастады.

Лимон қышқылын алу үшін алдымен аспергиллус нигерді құрамында 20% қанты бар, 0, 3% азот қышқыл аммоний тұзы бар қоректік ортада +30-32°-та өсіреді. Екі тәуліктен кейін бұл ортаның бетінде саңырауқүлақ қалың қыртыс түзіп өседі. Осы кезде оның астындағы коректік ортаны ағызып алады да саңырауқұлақты қайнатылып суытылған сумен жуады. Осы ыдысқа енді таза, алдын ала қайнатылған құрамында қоректік тұздары жоқ таза қант ерітіндісін құяды. Осы кезде саңырауқұлақ қанттан лимон қышқылын тез арада түзе бастайды. Мұндағы ашыту үшін салынған қанттың 50-60%-тейі лимон қышқылына айналады. Бұдан әрі оны тазартады да техникалық қажетке жұмсайды. Лимон қышқылымен бірге ерітіндіде көбінесе кымыздық қышқылы да түзіледі.

Көмірқышқылдардың лимон қышқылына дейін ашылуы.

Көмірқышқылдардың лимон қышқылына дейін ашылуы. Қанттың лимон қышқылына айналуында зең саңырауқұлақтары, оның ішінде аспергиллус нигер негізгі роль атқарады. Сондықтан бұл микроорганизм техникалық жолмен қанттан лимон қышқылын алуда кеңінен қолданылады. Соңғы кездерге дейін лимон қышқылы лимон жемісінен алынатын. Онда 7-9%-тей лимон қышқылы болады. Едәуір мөлшерде лимон кышқылын өндіру үшін көп мөлшерде лимон жемісі қажет болар еді және лимон қышқылын бұлай өндіру өнеркәсіп үшін экономикалық жағынан тиімсіз. Сондықтан да ғылым бүл мәселені микроорганизмдерді пайдалана отырып шешу керектігін үсынды. Лимон қышқылын алу үшін алдымен аспергиллус нигерді құрамында 20% қанты бар, 0, 3% азот қышқыл аммоний түзы бар қоректік ортада +30-32°-та өсіреді. Екі тәуліктен кейін бүл ортаның бетінде саңырауқұлақ қалың қыртыс түзіп өседі. Осы кезде оның астындағы қоректік ортаны ағызып алады да саңырауқүлақты қайнатылып суытылған сумен жуады. Осы ыдысқа енді таза, алдын ала қайнатылған құрамында қоректік тұздары жоқ таза қант ерітіндісін құяды. Осы кезде саңырауқұлақ қанттан лимон қышқылын тез арада түзе бастайды. Мүндағы ашыту үшін салынған қанттың 50-60%-тейі лимон қышқылына айналады. Бұдан әрі оны тазартады да техникалық қажетке жұмсайды. Лимон қышқылымен бірге ерітіндіде көбінесе қымыздық қышқылы да түзіледі. Бұл процестің биохимиялық табиғаты жөнінде ғылымда бірқатар көзқарастар бар. Бірақ қай-қайсысы болмасын бүл құбылысты әлі толық дәлелдей алмай отыр.

2. 3 Лимон қышқылын ферменттік әдіспен алудың тереңдік әдісі

Тереңдік ферментация . Көлемі негізгі ферментатордың 10%-ын құрайтын егу ферментаторда жіпшумақты өсіреді. Мелассалы қоректік ортаның 3% - на алдын-ала 5-6 сағат бұрын құрғақ конидийді мелассалы ортамен араластырып, термостата 32°С-та ұсталынған, конидий суспензиясын қосады. Егу ферментаторында спора шығынының нормасы ерітіндіге - 1 г/м3 құрайды.

Меласса ерітінділерін ашытудың терең әдісімен процесс сыйымдылығы 50 м3 болатын ферментаторларда жүргізіледі, бір реттік тиеу - 38 м3 (сурет. 4. 2) . Конидиялар сыйымдылығы 5 м3, жұмыс көлемі 3 м3 болатын себу аппараттарында өніп шығады. Барлық аппараттар тот баспайтын болаттан жасалған Х18Н9Т. Егу үшін де, өндірістік ферментаторлар үшін де ерітіндісі беткі өсіру сияқты дайындалады, ашыту тереңдігіне арналған бастапқы ерітіндісінде 4% - дан аспайтын қант болуы керек. Ашыту кезінде, қант концентрациясы күрт төмендеген кезде, құрамында 25-28% қант бар стерильді меласса ерітіндісін бөлшек қосу жүзеге асырылады. Бұл ерітінді ферментатордағы қант концентрациясы 12 - 15% болатындай мөлшерде қосылады.

Қоректік ортамен толтырылған егу машинасына конидия суспензиясы себіледі, ол термостатта 5-6 сағат бұрын 32 С температурада сақталады, дақыл 34-35 С температурада үнемі араластырылып, аэрациямен өсіріледі. Өсіру процесінде ферментаторға ауа беру режимі қатаң бақыланады, оның шығыны ашыту аяқталғаннан кейін шамамен 10 есе артады. О2 қанығудың кемінде 20-25% концентрациясында болуы тиіс. Ортаның қарқынды көбіктенуі кезінде химиялық көбіктендіргіш (олеин қышқылы) кішкене бөліктерге енгізіледі. Мицелийді өсіру процесі культуралық сұйықтықтағы қышқыл мөлшері 1-2% жеткенде 30-36 сағаттан кейін аяқталады. Өсіп келе жатқан мицелий қоректік ортаны өндірістік ферментаторға себу үшін беріледі.

Ферментатордағы қышқыл түзілу процесі үздіксіз аэрация кезінде және 31-32 0С температурада 5-7 күнге созылады, ауа шығыны біртіндеп процестің басында 400 м3/сағ-тан ашыту соңында 2200 м3/сағ-қа дейін артады. Тұздық ерітіндісінің бөлшек қоспасы 2-3 рет, қант концентрациясын сақтай отырып, ерітіндіде 12-15% аралығында жүзеге асырылады. Процестің аяқталуы қанттың жалпы қышқылдығы мен концентрациясымен анықталады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.