Способ производства лимонной кислоты

 

<4Е 4. 4ЭКЗ ЗИ ЛЯ и л1 .. - 4и11Р е., ;1 Л;. опигсХйие (<>) 432186

Союз Советскии

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 13.10.72 (21) 1836739/28-13 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.06.74. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 05.11.74 (51) М. Кл. С 12d 1/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР но делам иэооретении и открытии (53) УДК 663.14(088.8) (72) Авторы изобретения

Г. И. Журавский, О. Ф. Терентьева, В. А. Смирнов, В. Ф. Федосеев и И. В. Аглиш

Ленинградский межотраслевой научно-исследовательский институт пищевой промышленности (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЛИМОННОЙ КИСЛОТЫ

Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к производству лимонной кислоты способом непрерывной ф ер мента ции.

Известен способ производства лимонной кислоты путем выращивания продуцирующих ее плесневых грибов в питательной среде, содержащей источник углерода, азота, минеральные соли, с последующим выделением лимонной кислоты из культуральной жидкости одним из известных способов.

Недостатками способа периодического брожения являются короткая продолжительность периода активного кислотообразования у гриба, частые перезарядки ферментеров, значительная продолжительность подготовительно-заключительных операций и большой расход посевного материала.

С целью обеспечения непрерывности процесса, повышения и стабилизации выхода лимонной кислоты по предлагаемому способу процесс выращивания плесневых грибов осуществляют постадийно в непрерывном потоке, например в батарее последовательно соединенных ферментеров, поддерживая на каждой стадии условия, необходимые для роста гриба и кислотообразования, путем подачи необходимого количества питательной среды и аэрирующего агента, при этом на конечной стадии процесса при снижении биосинтез а лимонной кислоты в культуральную жидкость добавляют нейтрализующее вещество и производят возврат части культуры гриба на первую стадию процесса.

5 Питательную среду вводят со скоростью, обеспечивающей полную замену ее на каждой стадии (в каждом ферментере) за 24 час с коэффициентом притока среды 4%, Количество подаваемого аэрирующего аген10 та составляет в первом ферментере 15—

20 м /и".час, а в последующих постепенно увеличивают от 20 до 30 м",и час.

Нейтрализующее вещество вводят в виде

15 едкой щелочи в количестве, необходимом для нейтрализации /з образовавшейся лимонной кислоты.

Пример 1. В качестве основного сырья используют сахар. Питательную среду, содер20 жащую 120 г сахара, 2,5 г NH4NOq, 0,16 г

КН Р04 и 0,25 г MgSO4)(7HqO в 1 л среды, стерилизуют известным способом и из стерилизационной установки непрерывным потоком подают в первый ферментер, куда одновре25 менно из посевного ферментера подают подрощенный мицелий гриба Aspergillus niger штамм № 288/9 в количестве 10% к объему засеваемого раствора. Ферментер заполняют в течение 12 час — времени, обеспечиваю.

ЗО щего достаточное разрастание мицелия.

432186

Составитель Л. Минеева

Техред 3. Тараненко

Редактор В. Блохина

Корректор А. Дзесова

Заказ 2956/8 Изд. Ке 1768 Тираж 456 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4!5

Типография, пр. Сапунова, 2

По заполнении первого ферментера культура непрерывным потоком поступает во второй ферментер, затем в третий, четвертый и пятый (последний) . Сброженный раствор направляют на выделение лимонной кислоты.

Скорость притока свежей среды обеспечивает полную замену ее в каждом ферментере за 24 час, при этом длительность полного оборота всего ряда ферментеров составляет

120 час, а коэффициент притока среды 4 /о.

В первом ферментере температура поддерживается 34 С, во всех последующих — 30—

31 С, количество подаваемого воздуха на аэрацию в первом ферментере — 15—

20 м /м час, в последующих ферментерах постепенно увеличивается от 20 до 30 м /м час.

Выход лимонной кислоты от сахара составляет 73,8, съем кислоты 16,63 кг/м за сутки.

При периодическом ведении процесса выход кислоты от сахара был 60о/о, а съем кислоты

12,5 кг/м за сутки.

Таким образом, при непрерывном процессе выход кислоты увеличивается на 13,8 /о, а съем кислоты с единицы объема ферментера на 33о/о

Пример 2. В качестве сырья используется свекловичная меласса.

Мелассный раствор, известным способом обработанный желтой кровяной солью и разбавленный до 4о/о-ной концентрации по сахару, содержит в 1 л 2,5 г NH4NO, 0,16 г

КН РО4, 0,25 г MgSO4+7H>O и 0,001 r

Хп$04 7Н О.

После стерилизации и охлаждения его подают в первый ферментер, засев которого и переток среды из ферментера в ферментер производят также, как и в примере 1, но в этом случае во второй и третий ферментеры из сборника непрерывно поступает, предварительно обработанный желтой кровяной солью, стерильный раствор мелассы с концентрацией сахара 27 /о в таком количестве, чтобы суммарная концентрация сахара во втором ферментере в пересчете на исходный объем раствора была выше на 40, а в третьем ферментеРе на 8о/о (4о/о+4о/о)

Скорость притока среды в ферментеры регулируется активностью процесса и зависит от скорости притока среды в первый ферментер.

Выход лимонной кислоты от сахара достигает 86,8 /о, съем лимонной кислоты

17,38 кг/м за сутки.

При периодическом процессе выход лимонной кислоты составил 58,3, а съем кислоты — 11,66 кг/м за сутки.

Следовательно, при непрерывном процессе выход кислоты возрастает на 28,5о/о, а съем кислоты на 38,3о/о.

Пример 3. Питательная среда и ведение

5 процесса те же, что и в примере 2, но в третий ферментер с притоком мелассного раствора подается NaOH в количестве, необходимом для нейтрализации /з образовавшейся лимонной кислоты.

10 Выход лимонной кислоты от сахара составляет 91 /о, а ее съем — 18, 25 кг/м за сутки.

В контроле выход лимонной кислоты был равен 60,2/о, а съем — 12,04 кг/мз за сутки.

Следовательно, при непрерывном процессе

15 в сочетании с частичной нейтрализацией лимонной кислоты выход ее уеличивается на

31 6о/о, а съем на 51 6о/о.

Предмет изобретения

20 1. Способ производства лимонной кислоты путем выращивания продуцирующих ее плесневых грибов в питательной среде, содержащей источники углерода, азота, минеральные соли, с последующим выделением лимонной

25 кислоты из культуральной жидкости одним из известных способов, отличающийся тем, что, с целью обеспечения непрерывности процесса, повышения и стабилизации выхода лимонной кислоты, процесс выращивания

30 плесневых грибов осуществляют постадийно в непрерывном потоке, например в батарее последовательно соединенных ферментеров, поддерживая на каждой стадии условия, необходимые для роста гриба и кислотообразо35 вания путем подачи необходимого количества питательной среды и аэрирующего агента, при этом на конечной стадии процесса при снижении биосинтеза лимонной кислоты в культуральную жидкость добавляют нейтрализую40 щее вещество и производят возврат части культуры гриба на первую стадию процесса.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что питательную среду вводят со скоростью, обеспечивающей полную замену ее на каждой

45 стадии (в каждом ферментере) за 24 час с коэффициентом притока среды 4 .

3. Способ по пп. 1 и 2, о тлич а ющи йся тем, что количество подаваемого аэрирующего агента составляет в первом ферментере 15—

50 20 м /м час, а в последующих постепенно увеличивают от 20 до 30 м /м час.

4. Способ по пп. 1, 2 и 3, отлича ющийс я тем, что нейтрализующее вещество вводят в виде едкой щелочи в количестве, необходи55 мом для нейтрализации /з образовавшейся лимонной кислоты.