Uzalishaji wa asidi ya citric: maandalizi, mchakato na bidhaa

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:41

Asidi ya citric iligunduliwa miaka mia kadhaa iliyopita, lakini historia ya uzalishaji wake kamili katika vituo vya viwanda inaweza tu kusemwa tangu 1919. Kuanzia wakati huo, wanateknolojia walianza kutumia michakato ya microbiological, maendeleo ambayo haijasimama hadi leo. Wakati huo huo, uzalishaji wa kisasa wa asidi ya citric ni tofauti na unahusisha njia tofauti za utengenezaji wa bidhaa ya mwisho. Uchaguzi wa njia moja au nyingine hauamuliwa tu na sifa za malighafi ya biashara fulani, lakini pia na mahitaji ya soko la watumiaji linalolengwa.

Utangulizi wa Asidi ya Citric

Kama kidhibiti cha asidi, bidhaa hii inatumika kikamilifu katika tasnia ya chakula. Lakini asidi ya citric hutumiwa sio tu kurekebisha ladha. Kulingana na teknolojia ya utengenezaji, inaweza kuongeza maisha ya rafu ya bidhaa inayolengwa. Kwa mtazamo huu, uzalishaji wa limaoAsidi nchini Urusi zinaweza kuwekwa sawa na teknolojia za utengenezaji wa asidi askobiki, asetiki na lactic, na pia na derivatives zao.

Kulingana na wataalamu, kwa sababu ya sifa zake kama antioxidant na antioxidant synergist, asidi ya citric sasa inatumika karibu nusu ya bidhaa zote za chakula zinazotengenezwa. Umaarufu wa acidifier hii pia huwezeshwa na mali zake za gastronomiki. Asidi hii ina ladha ya kupendeza na nyepesi - angalau ikilinganishwa na bidhaa mbadala za aina hii. Hasa sifa hizi zinaonyeshwa katika vinywaji na confectionery. Kuna pia kundi kubwa la chumvi ambazo hupatikana chini ya hali ya uzalishaji wa kibaolojia wa asidi ya citric - haswa, citrate ya sodiamu inaweza kutumika kama chumvi inayoyeyuka. Faida za sitrati ya sodiamu ni pamoja na uwezekano wa kuipata katika hali dhabiti, pamoja na kutengwa kwa athari ya kuwasha inapofunuliwa na utando wa mucous wa mfumo wa usagaji chakula na upumuaji.

Uzalishaji wa bidhaa viwandani

Jina la asidi ya citric huvutia matunda ya machungwa, hata hivyo, asidi hii inapatikana kwa viwango tofauti katika matunda, pamba na sindano. Walakini, vifaa vya kwanza vya uzalishaji vilipangwa kwa usahihi kwa msingi wa usindikaji wa maji ya limao. Katika miaka ya 1920, karibu 25% ya uzalishaji wote ulipatikana kwa njia hii. Wakati huo huo, teknolojia ya utengenezaji yenyewe haikuwa ya busara, kwani takriban kilo 25 za bidhaa safi zilipatikana kutoka kwa tani 1 ya mandimu. Leo, uzalishaji wa asidi ya citric ya chakula unapangwajuu ya mbinu zaidi za kiteknolojia na zinazotumia rasilimali nyingi, zikihusisha matumizi ya viungio vipya kama molasi na ukungu. Kwa njia, hii pia huamua maamuzi ya vifaa juu ya eneo la uzalishaji wa citrate ya sodiamu karibu na viwanda vya sukari.

Wakati huo huo, haiwezi kusemwa kuwa uzalishaji kama huo unajihalalisha kwa ufafanuzi katika hali ya mahitaji makubwa. Ukweli ni kwamba kadiri utengenezaji wa mchakato wa uzalishaji unavyoongezeka, ndivyo vifaa vinaongezeka, ambayo inamaanisha kuongezeka kwa gharama ya vifaa vya kiufundi na matengenezo ya uwezo. Kwa hiyo, haiwezekani kufanya bila mpango wa biashara uliofikiriwa vizuri kwa ajili ya uzalishaji wa asidi ya citric, ambayo ingeonyesha vipengele vyote vya shughuli za shirika na kiuchumi za biashara. Pamoja na ufumbuzi wa kubuni wa kuandaa vifaa vya uzalishaji na kuendeleza mifano ya vifaa na uhalali wa kiuchumi, itakuwa muhimu pia kuamua uundaji bora wa bidhaa ya mwisho ili iweze kushindana katika niche fulani kwenye soko. Kwa hili inafaa kuongeza marekebisho kwa viwango vikali vya usafi na usafi ambavyo vinadhibiti karibu nuances zote za kiteknolojia za kupata asidi hii.

Uwasilishaji wa teknolojia ya kemikali-fizikia

Michakato ya kisasa ya utengenezaji wa asidi ya citric inategemea hasa hidrolisisi ya kusimamishwa kwa wanga, ambayo inajumuisha hadi 30% ya wingi wa vipengele kavu vilivyo na uwezo wa amiloliti. Wanga wa chumvi za madini na sulfates za shaba, zinki na chuma zinaweza kuongezwa kwao. Msingi huu huchachushwa katika kiungo cha virutubisho na ukungu.

Kama matokeo ya kuchacha na kutengwa kwa majani ya kuvu, suluhisho la utamaduni huundwa, ambalo hapo awali lina hadi 85% ya asidi ya citric. Kipengele cha sifa ya enzymes sugu ya asidi iliyopatikana katika hatua hii ni kuongezeka kwa shughuli za amylolytic. Kwanza kabisa, hii inahusu glucoamylase na amylase.

Matokeo ya kiufundi ya utengenezaji wa asidi ya citric baada ya kupitia shughuli za usaidizi hutathminiwa katika maabara na viashirio vingi vya ubora, ikiwa ni pamoja na shughuli ya amilolitiki ya suluhisho la utamaduni.

Teknolojia za kutengeneza "limao"

Mchakato wa uzalishaji unafanywa katika hatua kadhaa za kiteknolojia kwenye vifaa tofauti. Ingawa kuna usanidi tofauti wa kupanga vifaa vya kiwanda - pamoja na kizuizi cha monoblock na zile za kawaida za msimu. Miongoni mwa michakato kuu ambayo teknolojia ya kisasa ya uzalishaji wa asidi ya citric inategemea, zifuatazo zinaweza kutofautishwa:

1. Michakato iliyoboreshwa ya utayarishaji wa kiteknolojia wa malighafi ili kuhakikisha hali muhimu kwa mazingira ya uchachushaji tindikali.
2. Uzalishaji wa mbegu katika hali maalum iliyopangwa.
3. Mchakato wa uchachushaji kulingana na sifa za malighafi mahususi.
4. Ikihitajika, badilisha malighafi yote au mahususi kwa michakato ya uchachishaji.
5. Kutenganishwa kwa asidi kutoka kwa miyeyusho ya uchachushaji. Kwa njia, njia za kujitenga ni kwa kiasi kikubwadigrii huamua ubora wa mwisho wa bidhaa.
6. Usafishaji na ukaushaji wa asidi inayotokana. Katika hatua hii, fursa hufunguliwa kwa urekebishaji wa bidhaa na utengenezaji wa matoleo mengine ya asidi katika usanidi tofauti. Kwa mfano, kama sehemu ya uzalishaji wa jumla wa asidi ya citric, syrups, monohydrate, michanganyiko isiyo na maji, na dihydrate ya citrate ya sodiamu inaweza kuzalishwa. Kemikali pia zinaweza kudhibitiwa.

Kifaa cha Mchakato

Muundo ulioboreshwa wa mpangilio wa kiufundi wa mimea ya kisasa kwa ajili ya utengenezaji wa asidi ya citric unahusisha matumizi ya usakinishaji wa kibayoteknolojia. Kwa wastani, uwezo wa suluhisho kama hilo kwa kuhesabu kiasi cha pato ni tani 200-250 / mwaka, huku ukiacha fursa nyingi za kupata bidhaa zilizobadilishwa kulingana na vyanzo tofauti vya malighafi. Muundo wa kimsingi wa kifaa hiki kwa ajili ya utengenezaji wa asidi ya citric ni pamoja na kiyeyeyuta na vifaa vya uwezo vifuatavyo:

1. Vichachuzi.
2. Evapopora.
3. Vichujio.
4. Vikaushi.
5. Miwani.
6. Miundombinu ya kusaidia shughuli za usafirishaji.

Utekelezaji wa mradi wa usakinishaji wa kibayoteknolojia huturuhusu kutoa mzunguko kamili wa uzalishaji, kuwapa watumiaji wa eneo husika kikamilifu na ushirikishwaji mdogo wa rasilimali za joto na nishati.

Suluhisho la kiteknolojia la maunzi la aina hii lina sifa ya matumizi ya aina za mzalishaji, ambayo husababisha bei ya chini ya bidhaa hapo awali. Teknolojia hii ya utengenezaji wa asidi ya citric pia ina sifa ya kiwango kinachokubalika cha usafi wa mazingira kwa mazingira na usalama wa sumu kwa wafanyikazi.

Kuhusu ubora wa bidhaa, inakidhi viwango vya kimataifa vya sekta ya chakula. Jambo lingine ni kwamba inawezekana pia kutoa bidhaa ya kiufundi iliyokusudiwa, haswa, kwa sabuni.

Maandalizi ya malighafi kwa ajili ya utengenezaji wa asidi ya citric

Malighafi huingia katika mchakato wa uzalishaji baada ya usindikaji maalum. Njia na vigezo vyake vinatambuliwa sio tu na mali ya malighafi, bali pia na mahitaji ya bidhaa. Uwezekano wa kutengeneza bidhaa zinazotokana na sodiamu citrate pia huzingatiwa.

Kwa njia moja au nyingine, malighafi kuu ya utengenezaji wa asidi ya citric ni molasi, ambayo ina uwiano kamili wa chuma. Kuhusu usindikaji wake, hatua kuu katika mchakato huu ni fermentation kabla, ambayo ni muhimu kwa ajili ya mvua ya utungaji kwa njia ya chumvi ya damu ya njano. Bila usindikaji zaidi, chumvi hii katika asidi inaweza kufanya kazi kama kizuizi cha dehydrogenase za isocitrate.

Kipengele kingine kinachoweza kutumika kama msingi wa malighafi ni kuvu Aspergillus Niger. Swali linatokea - kwa nini, katika hali ya teknolojia ya kisasa, kuvu ya mold hutumiwa kuzalisha asidi ya citric? Mara nyingi, matumizi yake inahitajika ili kuhakikisha kazi ya mtayarishaji. Muundo wake wa kemikali ni bora kwakutekeleza michakato kadhaa mara moja, ambayo haiwezekani au haina msingi wa kiteknolojia wakati wa kutumia vibadala vya syntetisk. Hasa, tunazungumza kuhusu kufutwa, kuomba na taratibu zinazofuata za kujitenga na utakaso.

Maandalizi maalum ya malighafi yanahitajika pia katika utengenezaji wa viasili vya asidi ya citric vilivyobadilishwa. Katika kesi hii, inclusions za ziada zinaweza pia kutumika, ikiwa ni pamoja na pombe ya ethyl, intermediates za kiufundi na ethanol na taka kutoka kwa distilleries. Kwa upande mwingine, utengenezaji wa asidi ya citric kutoka molasi utakamilishwa na ufafanuzi wa hexacyanoferrate, sterilization na michakato ya kuchemsha.

Unapotumia wanga wa hidrolisaiti na maudhui ya uchafu wa wastani, utayarishaji wa malighafi utahitaji kujumuisha utaratibu wa kutenganisha na operesheni inayoendelea ya kufunga kizazi.

Mpangilio wa mchakato wa kuzaliana kwa spore

Michakato yenye ufanisi ya kibayolojia inahitaji mbegu iliyotayarishwa vyema. Katika awali ya asidi, nyenzo hii kwa namna ya spores huletwa kwenye tank ya fermentation mwanzoni mwa mchakato wa uzalishaji. Katika fomu iliyoboreshwa, teknolojia ya utengenezaji wa asidi ya citric inayotokana na molasi hutoa kando kwa utayarishaji wa spora za kuzaliana, ndani ambayo upimaji pia hufanywa. Ikiwa uzalishaji wa muda mrefu umepangwa, basi spores hukaushwa. Hii ni muhimu kwa uhifadhi wa muda mrefu wa sifa zao za utendaji na kwa ufanisi wa kipimo.

Katika hatua inayofuata, substrates hutayarishwa, ikiwa ni pamoja na sucrose, glucose auwanga. Nyenzo zilizo na wanga husafishwa kwanza ili kubadilishwa kuwa glukosi, ambayo hutumika kama aina ya uzalishaji.

Kwa kuwa kiwango cha uchafu katika hatua zote za usindikaji wa malighafi na substrates inaweza kuwa ya juu kupita kiasi, watengenezaji wengi wanabuni mbinu maalum za utakaso wa kimsingi wa nyenzo hizi. Kwa mfano, usindikaji zaidi wa hidrolizati ya wanga kwa asidi ya citric katika uzalishaji wa chakula unaweza kujumuisha hatua za kuondoa chumvi. Taratibu zile zile za utakasaji na kuchemsha kwa uchujaji wa kimitambo zinaweza kuhusishwa na mbinu za ulimwengu zote na zinazoweza kufikiwa za utakaso kutokana na uchafu.

Mchakato wa uchachushaji na uzalishaji wa asidi

Katika teknolojia za kisasa za kuhakikisha mchakato wa uchachushaji, vichachisho maalum vya kutengeneza maji hutumiwa, ambavyo huchaguliwa kulingana na aina zilizotayarishwa za ukungu zilizojadiliwa hapo juu. Uchaguzi unafanywa pamoja na kupima kulingana na vigezo fulani, ambayo inaruhusu kuandaa fermentation kulingana na usanidi wa mtu binafsi, kwa kuzingatia sifa za malighafi kutumika. Michakato ya juu zaidi ya kiteknolojia ya utengenezaji wa asidi ya citric pia inahusisha zana za kudhibiti shughuli za kimetaboliki ya vijidudu vinavyobubujika.

Katika hatua ya kutengwa kwa asidi, kazi ni kupata suluhisho kutoka kwa chombo cha uchachishaji na kiwango cha awali cha utakaso. Ili kuongeza kiwango cha utakaso, mchanganyiko wa kuzalisha lazima uwe tayari kwa kufaa. Hasa, hupitia taratibu zifuatazomatibabu:

1. Taratibu za kutenganisha na kusuluhisha.
2. Operesheni ya kutenganisha Mycelium.
3. Mtengano wa salfati ya kalsiamu na mtengano wa wingi wa uchachushaji.

Kwa kutenganisha mabaki makavu katika viwanda vya kisasa, vichujio vya mikanda vilivyo na udhibiti wa kiotomatiki hutumiwa. Pia, kwa ajili ya shirika la michakato ya kuchuja sediment, centrifuges maalum na separators na mifumo ya kudhibiti umeme hutumiwa, ambayo huongeza usahihi wa usindikaji wa nyenzo.

Usafishaji wa asidi ya citric inayotokana

Hatua ya mwisho ya uzalishaji, ambayo inajumuisha uchakataji changamano wa bidhaa ambayo tayari imepokelewa. Mchakato huu hutumia kaboni iliyoamilishwa na anion na resini za kubadilishana cation. Teknolojia ya utakaso kama huo inatekelezwa katika vinusi vya kitanda kisichobadilika katika hatua kadhaa:

1. Mchakato wa uvukizi katika halijoto fulani.
2. Crystallization katika utupu.
3. Uchunguzi wa kioo kwenye sehemu ya katikati.
4. Kukausha kwa kitanda cha maji maji.
5. Taratibu za kupepeta.

Uvukizi hufanywa katika kitengo cha uvukizi cha hatua nyingi na filamu ya kioevu inayoanguka. Kutokana na mchakato huu, mgawo wa uvukizi unaohitajika unapatikana bila kupunguza mali ya walaji ya asidi ya citric. Matumizi ya rasilimali za nishati katika hatua hii yanaweza kupunguzwa kwa kiasi kikubwa kutokana na utoaji wa mgandamizo wa joto kwenye mvuke.

Kuhusu uwekaji fuwele, mchakato huu wa kutengeneza asidi ya citric hufanywa kwa kulazimishwa kuzunguka. Katika baadhiKatika usanidi wa kiufundi wa mimea ya tasnia ya chakula, fuwele za utupu zimeundwa kwa msingi sawa wa kimuundo pamoja na vifaa vya utengenezaji wa marekebisho na derivatives ya citrate ya sodiamu. Kwa mfano, vifaa kama hivyo hutumika katika utengenezaji wa bidhaa zisizo na maji na asidi ya citric monohidrati.

Siyo thamani ya mwisho katika hatua ya utakaso ni uendeshaji wa kuchakata myeyusho wa uchachushaji, ambapo utenganisho wa vimeng'enya vya uterasi kutoka kwa kusimamishwa kwa fuwele. Kitaalam, utaratibu huu unafanywa na centrifuge inayoendelea, ambayo inafanya uwezekano wa kudhibiti vyema sifa za bidhaa ya mwisho.

Michakato ya mwisho ya kukausha na kupepeta inahitaji ushughulikiaji maridadi wa bidhaa iliyotokana na iliyosafishwa. Katika hatua hii, mahitaji ya aina ya kutolewa kwa asidi ya citric yatachukua jukumu - kwa mfano, ugawaji unafanywa kulingana na saizi ya chembe ya muundo.

Soko la ndani la asidi ya citric

Washiriki wakuu katika sehemu hii katika soko la sekta ya chakula nchini Urusi ni pamoja na wazalishaji kutoka Uchina, ambao wanadhibiti karibu nusu ya mazao yote. Lakini sehemu kubwa pia inahesabiwa na viwanda vya Kirusi kwa ajili ya uzalishaji wa asidi ya citric, mahali maalum kati ya ambayo inamilikiwa na biashara ya Citrobel iliyoko Belgorod. Kwa kweli, hii ni karibu mmea pekee wa ndani wenye uwezo wa kiwango cha kimataifa. Mashirika ya kibiashara katika sekta ya chakula yanashirikiana kikamilifu na viwanda nchininje ya nchi. Katika mwelekeo huu, viwanda vya sukari vya Kiukreni na Belarus vinajitokeza, vilivyoko Smila na Skidel, mtawalia.

Kulingana na wataalamu, asidi ya citric ya Urusi inakidhi mahitaji ya udhibiti wa GOST na viwango vya muundo wa vifungashio. Hii ni moja ya faida ambayo inaruhusu mimea ya ndani ya asidi ya citric nchini Urusi kushindana kwa mafanikio na makampuni ya biashara ya Kichina. Kwa hivyo, kwa kulinganisha na Citrobel, ambayo hutoa vifaa vya asidi ya citric ya hali ya juu, watengenezaji kutoka kwa Dola ya Mbingu hawahakikishi kila wakati kuwa bidhaa hukutana na viwango vikali, ambavyo pia vinaonyeshwa kwa bei. Tofauti imedhamiriwa na kiwango cha mtengenezaji na mtandao wa usambazaji. Wakati huo huo, hata katika utoaji kutoka kwa makampuni makubwa, sifa za asidi ya citric katika kundi moja ni tofauti na zinaweza kutofautiana. Hili pia linathibitishwa katika ukaguzi wa watumiaji, ambapo malalamiko kuhusu umumunyifu na unyevu wa bidhaa yanabainishwa.

Hitimisho

Leo, kiasi cha uzalishaji wa watengenezaji wa asidi ya citric duniani kote ni takriban tani 800,000 kwa mwaka. Urejesho mkubwa kama huu wa sekta hii unatokana na ukweli kwamba idadi ya viwanda vinavutiwa na matumizi ya asidi, ikiwa ni pamoja na makundi ya jadi ya sekta ya chakula na nyanja ya kemikali na dawa. Aidha, derivatives ya asidi hizo leo hupata matumizi hata katika sekta ya ulinzi na elektroniki, bila kutaja kilimo na viwanda vingine ambapo kazi ya kiufundi ya asidi ya citric inahitajika.vimeng'enya. Kuhusiana na hili, mazoezi ya kutumia sodium citrate kama mbadala wa visaidizi amilifu vya usindikaji na sabuni za sanisi inaweza kuzingatiwa.

Ikiwa tunazungumza juu ya utengenezaji wa asidi ya citric nchini Urusi, basi katika kiwango cha serikali katika miaka ya hivi karibuni hatua zimechukuliwa kulinda soko la ndani ili kuchochea biashara zinazofanya kazi katika eneo hili. Lakini kwa kuwa mmea wa Belgorod unabaki kuwa muuzaji mkuu pekee wa asidi ya citric, wakati mwingine kuna uhaba wa bidhaa. Kama njia ya nje, wataalam walipendekeza kubadilisha sheria za forodha, ambazo kipaumbele cha uagizaji wa asidi ya kigeni kilitolewa kwa makampuni ya Ulaya ambayo yanahakikisha ubora unaofaa wa bidhaa. Asidi ya citric kutoka kwa wazalishaji wakuu wa biokemikali nchini Japani, Uswizi na Ujerumani ni bora zaidi kwa ubora kuliko bidhaa za nyumbani, lakini bei ni ya juu sana, kwa hivyo mmea wa Citrobel unaendelea kuwa wa ushindani bila kuathiri mahitaji ya watumiaji.