EA003211B1 - Method of obtaining of citric acid and its salts thereof by means of periodical continuous fermentation of fungus aspergillus niger - Google Patents
Method of obtaining of citric acid and its salts thereof by means of periodical continuous fermentation of fungus aspergillus niger Download PDFInfo
- Publication number
- EA003211B1 EA003211B1 EA200200267A EA200200267A EA003211B1 EA 003211 B1 EA003211 B1 EA 003211B1 EA 200200267 A EA200200267 A EA 200200267A EA 200200267 A EA200200267 A EA 200200267A EA 003211 B1 EA003211 B1 EA 003211B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- citric acid
- medium
- stage
- fermentation
- salts
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается способа получения лимонной кислоты и ее солей, которые могут использоваться в пищевой промышленности, медицине, фармокологии.The invention relates to the microbiological industry and relates to a method for producing citric acid and its salts, which can be used in the food industry, medicine, pharmacology.
Известны способы получения лимонной кислоты и ее солей из ферментационных растворов, получаемых при культивировании различных микроорганизмов: дрожжей (патент РФ 695230, патент РФ 2007459, патент РФ 842106, патент РФ 2096461), грибов (авт. св. СССР 1592336, патент РФ 1296580), бактерий (авт. св. СССР 1221243), консорциума дрожжей и грибов (патент РФ 2098485). Несмотря на разнообразие продуцентов лимонной кислоты при промышленном производстве лимонной кислоты, предпочтение отдается грибам АкрегдШш шдег.Known methods for producing citric acid and its salts from fermentation solutions obtained by the cultivation of various microorganisms: yeast (RF patent 695230, RF patent 2007459, RF patent 842106, RF patent 2096461), mushrooms (ed. St. USSR 1592336, RF patent 1296580) , bacteria (ed. St. USSR 1221243), a consortium of yeast and fungi (RF patent 2098485). Despite the variety of producers of citric acid in the industrial production of citric acid, the preference is given to mushrooms Akregdshsh shdeg.
Известны способы получения лимонной кислоты путем культивирования гриба ЛкрегдШик шдег на различных углеводсодержащих средах: крахмале, молочной сыворотке, этиловом спирте, сахаре, мелассе (патент РФ 213238, Авт. св. СССР 1211290, патент РФ 2095416, патент РФ 2076906) при периодическом, отъемнодоливном или непрерывном культивировании (патент РФ 2095416, патент РФ 907072, патент РФ 2076906).Known methods for producing citric acid by cultivation of the fungus Lkregd Shik shdeg on various carbohydrate-containing environments: starch, whey, ethyl alcohol, sugar, molasses (RF patent 213238, Auth. St. USSR 1211290, RF patent 2095416, RF patent 2076906) with periodic, weaning or continuous cultivation (RF patent 2095416, RF patent 907072, RF patent 2076906).
Наиболее близким к заявленному изобретению относится способ получения лимонной кислоты, описанный в патенте РФ 2125607. Согласно данному патенту лимонную кислоту получают путем ферментации гриба АкрегдШш шдег ВКПМ Р - 718 на мелассной питательной среде в две стадии. На первой стадии используют мелассу с рН среды 4,0 - 5,0, температура выращивания 32-34°С, через 30-48 ч от начала культивирования начинают непрерывную подачу мелассы и питательной среды со скоростью разбавления 0,025-0,03 ч-1. На второй стадии используют перетекающую с первой стадии суспензию микроорганизмов, процесс ведут при 30-32°С и рН 2,0-3,0. Отбор суспензии осуществляют с той же скоростью. Маточные растворы, образующиеся при кристаллизации лимонной кислоты, используют для дополнительного получения солей лимонной кислоты. При реализации данного изобретения концентрация лимонной кислоты в среде составляет 73-75 г/л. Выход от РВ 91-95%.The closest to the claimed invention relates to a method of obtaining citric acid, described in the patent of the Russian Federation 2125607. According to this patent, citric acid is obtained by fermentation of the fungus Akregd Shshdeg VKPM P - 718 on molasses nutrient medium in two stages. In the first stage, molasses is used with a pH of 4.0-5.0, the growth temperature is 32-34 ° C, and after 30-48 hours from the start of cultivation, a continuous supply of molasses and nutrient medium is started at a dilution rate of 0.025-0.03 h -1 . In the second stage, a suspension of microorganisms flowing from the first stage is used, the process is carried out at 30-32 ° C and pH 2.0-3.0. The selection of the suspension is carried out at the same speed. Uterine solutions formed during the crystallization of citric acid, is used to further obtain salts of citric acid. When implementing this invention, the concentration of citric acid in the environment is 73-75 g / L. The output from PB 91-95%.
Известно, что на синтез лимонной кислоты оказывают влияние условия культивирования, качество посевного материала, состав питательной среды.It is known that the synthesis of citric acid is influenced by the cultivation conditions, the quality of the seed, and the composition of the nutrient medium.
В описанном патенте указано, что подращивание мицелия на питательной среде, содержащей мелассу, сахарозу, этиловый спирт и микроэлементы (Ζη, Со, Мо) способствует улучшению качества засевного материала. Однако в патенте не приводятся данные о выходе лимонной кислоты до и после подращивания мицелия при вышеописанных условиях. Кроме того, при выращивании гриба АкрегдШик шдег на питательных средах с разными источниками углерода используют один и тот же состав минеральных солей, что не позволяет создать оптимальные условия для выращивания гриба и накопления им лимонной кислоты.The described patent states that growing mycelium on a nutrient medium containing molasses, sucrose, ethyl alcohol and trace elements (Ζη, Co, Mo) contributes to improving the quality of the seed. However, the patent does not provide data on the yield of citric acid before and after growing mycelium under the above conditions. In addition, when growing AkregdShik shdeg mushroom on nutrient media with different carbon sources, the same composition of mineral salts is used, which does not allow creating optimal conditions for mushroom cultivation and their accumulation of citric acid.
Задача изобретения заключается в интенсификации процесса производства лимонной кислоты и повышении его эффективности.The objective of the invention is to intensify the production of citric acid and increase its effectiveness.
Решение поставленной задачи обеспечивается за счет применения технологических приемов, способствующих улучшению качества посевного материала и оптимизации условий культивирования и выделения лимонной кислоты, что позволяет в условиях периодической ферментации повысить выход лимонной кислоты и при непрерывном режиме увеличить скорость протока до 0,05 - 0,06 ч-1.The solution of the task is provided through the use of technological methods that improve the quality of the seed and optimize the cultivation conditions and the release of citric acid, which allows, under periodic fermentation, to increase the yield of citric acid and, in continuous mode, increase the flow rate to 0.05 - 0.06 h -1 .
Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. На стадии приготовления посевного материала с целью улучшения его качества используют наполнитель конидий, содержащий измельченные отруби, пептон, измельченный сахар, измельченную лимонную кислоту. Применение данного наполнителя конидий обеспечивает не только сохранность спор, но и способствует повышению их биохимической активности. Использование данного наполнителя наряду со снижением расхода конидий, способствует повышению биосинтеза лимонной кислоты на 7% и увеличению активности прорастания (всхожести) конидий на 15%.The essence of the invention is as follows. At the stage of preparation of the seed material with the aim of improving its quality, a conidia filler containing crushed bran, peptone, powdered sugar, crushed citric acid is used. The use of this conidium filler not only ensures the safety of spores, but also contributes to the increase of their biochemical activity. The use of this filler, along with a reduction in the consumption of conidia, contributes to an increase in the biosynthesis of citric acid by 7% and an increase in the activity of germination (germination) of conidia by 15%.
На стадии ферментации с целью создания оптимальных по минеральному составу условий культивирования для гриба АкрегдШик шдег и повышения выхода лимонной кислоты в среду культивирования вводят азот в виде аммонийных солей, сульфат железа и неионогенный ПАВ (Твин-40). При этом оптимальное количество солей азота и железа на среде с сахаромсырцом составляет 1 г/л и 8-9 г/л соответственно, а на среде с мелассой 2 г/л и 10 -15 г/л соответственно. Количество вводимого ПАВ составляет 120-170 г/л. Ферментацию ведут при начальном рН среды 4,5-5,5. Оптимизация минерального состава, рН среды и введение в среду культивирования ПАВ повышает выход лимонной кислоты в среднем на 12%.At the stage of fermentation, in order to create optimal mineral composition of cultivation conditions for the fungus Akregd Shik Shdeg and increase the yield of citric acid, nitrogen is introduced into the culture medium in the form of ammonium salts, ferrous sulfate and non-ionic surfactant (Tween-40). The optimal amount of salts of nitrogen and iron on the medium with sugar moths is 1 g / l and 8-9 g / l, respectively, and on the medium with molasses 2 g / l and 10 -15 g / l, respectively. The amount of surfactant is 120-170 g / l. Fermentation is carried out at an initial pH of 4.5-5.5. Optimization of the mineral composition, pH of the medium and the introduction of surfactant into the culture medium increases the yield of citric acid by an average of 12%.
Применение вышеописанных технологических приемов при непрерывном режиме культивировании позволяет увеличить скорость протока среды до 0,05-0,06 ч-1. Полученная на стадии ферментации лимонная кислота ( кристаллическая или очищенные производственные растворы) далее направляется на получение солей лимонной кислоты (цитрата натрия или цитрата калия).The use of the above-described technological methods in the continuous mode of cultivation allows you to increase the flow rate of the medium to 0.05-0.06 h -1 . The citric acid obtained during the fermentation stage (crystalline or purified production solutions) is then sent to obtain citric acid salts (sodium citrate or potassium citrate).
В реактор, снабженный мешалкой, змеевиком - охладителем, РН-метром, термометром, загружают раствор щелочи (40% раствор ΝαΟΗ или 35-40% раствор КОН). Затем после включения мешалки и подачи воды на охлаждение в реактор подают 50-60% раствор лимонной ки3 слоты. Нейтрализацию ведут до уровня рН=7,27,6 (в случае ΝαΟΗ) или рН 7,8-8,0 (при использовании КОН), не допуская при этом повышения 1° до 80°С.A solution of alkali is loaded into a reactor equipped with a stirrer, a cooling coil, a PH meter, a thermometer (40% solution α or 35-40% KOH solution). Then, after turning on the mixer and supplying water for cooling, 50-60% solution of lemon Ki3 slots is fed to the reactor. Neutralization is reduced to pH = 7.27.6 (in the case of ΝαΟΗ) or pH 7.8-8.0 (using KOH), while not allowing an increase of 1 ° to 80 ° C.
Процесс выпарки и кристаллизации ведут в вакуум-кристаллизаторе, представляющем собой вертикальный аппарат, снабженный мешалкой, термометром, вакуумметром. Выпарку ведут при 0,8-0,9 ат, не допуская подъема температуры выше 80°С.The process of evaporation and crystallization is carried out in a vacuum crystallizer, which is a vertical apparatus equipped with a stirrer, thermometer, vacuum gauge. The residue is carried out at 0.8-0.9 at, not allowing the temperature to rise above 80 ° C.
При достижении плотности упариваемого раствора цитрата натрия до 1,48-1,54 кг/дм3 (цитрата калия до 1,58 кг/дм3) процесс заканчивают и переходят к кристаллизации.When reaching the density of the evaporated sodium citrate solution to 1.48-1.54 kg / dm 3 (potassium citrate to 1.58 kg / dm 3 ), the process is completed and transferred to crystallization.
При этом подают в змеевик воду и охлаждают массу до 1°=42-45° (или до 20°С). При этом получают трехзамещенный 2-водный цитрат натрия (или трехзамещенный 1-водный цитрат калия).At the same time, water is supplied to the coil and the mass is cooled to 1 ° = 42-45 ° (or to 20 ° C). You get three-substituted 2-aqueous sodium citrate (or three-substituted 1-aqueous potassium citrate).
Полученные кристаллы отделяют от маточного раствора в фильтрующей центрифуге с непрерывной выгрузкой осадка и сушат в сушилке с псевдоожиженном слоем. Затем проводят рассев кристаллов по фракциям, нестандартные кристаллы возвращают на перекристаллизацию. Товарный продукт фасуют в бумажные мешки.The obtained crystals are separated from the mother liquor in a filtration centrifuge with continuous discharge of sediment and dried in a fluidized bed dryer. This is followed by sieving of crystals into fractions; non-standard crystals are returned to recrystallization. The product is packaged in paper bags.
Пример 1.Example 1
Посевной материал готовили следующим образом: сухие конидии смешивали в соотношении 1:1 с наполнителем следующего состава:The seed was prepared as follows: dry conidia were mixed in a 1: 1 ratio with the filler of the following composition:
измельченные отруби - 50%;crushed bran - 50%;
пептон - 35%;peptone - 35%;
измельченный сахар -14%;crushed sugar -14%;
измельченная лимонная кислота - 1%.crushed citric acid - 1%.
Для получения однородного посевного материала конидии с наполнителем перемешивали в течение 60 ч. Всхожесть данного посевного материала составляет 95% (в контрольном варианте - 80%).To obtain a homogeneous inoculum, conidia with a filler was mixed for 60 hours. The germination rate of this inoculum was 95% (in the control variant, 80%).
Гриб Лкр.шдег выращивали на среде с мелассой:Mushroom Lcr.shdeg grown on medium with molasses:
Меласса - 2% (по РВ);Molasses - 2% (by PB);
(ΝΗ4)2§Ο4 - 2 г/л;(ΝΗ4) 2§Ο4 - 2 g / l;
КН2РО4 - 0,2г/л;KN 2 PO 4 - 0.2 g / l;
Μ§8Ο4·5Η2Ο - 0,25 г/л;Μ§8Ο4 · 5Η2Ο - 0.25 g / l;
2пО48О4-7Н2О - 0,005 г/л;2po 4 8O 4 -7H 2 O - 0.005 g / l;
Ρе8Ο4·7Η2Ο - 15 г/л.Ρе8Ο 4 · 7Η 2 Ο - 15 g / l.
рН среды устанавливали 4,5. Дополнительно в среду культивирования вносят ПАВ (Твин-40) в количестве 170 мг/л.pH was adjusted to 4.5. Additionally, surfactant (tween-40) in the amount of 170 mg / l is added to the culture medium.
Выращивание ведут в условиях непрерывного режима в 2-х последовательно соединенных ферментерах.The cultivation is carried out under continuous conditions in 2 serially connected fermenters.
I стадию осуществляют при начальной величине рН=4,5 и 1°=32°С. Через 26 ч от начала ферментации, после снижения интенсивности образования мицелия, процесс переводят на непрерывный режим путем непрерывной подачи в среду раствора мелассы (с содержанием РВ8%) и питательных солей со скоростью Д=0,05 ч-1. Перетекающая суспензия с такой же скоростью поступает на вторую стадию (во второй ферментер), где ферментацию ведут при температуре 30°С. Величину рН на второй стадии снижают до 2,0. Концентрация лимонной кислоты в среде составляет 86 г/л.I stage is carried out at the initial value of pH = 4.5 and 1 ° = 32 ° C. After 26 hours from the start of fermentation, after reducing the intensity of mycelium formation, the process is transferred to a continuous mode by continuously feeding molasses solution (containing PB8%) and nutrient salts at a rate of D = 0.05 h -1 to the medium. Flowing suspension with the same speed enters the second stage (the second fermenter), where the fermentation is carried out at a temperature of 30 ° C. The pH value in the second stage is reduced to 2.0. The concentration of citric acid in the medium is 86 g / l.
Пример 2.Example 2
То же, что и в примере 1, но выращивание ведут на среде следующего состава:Same as in example 1, but the cultivation of lead on the medium of the following composition:
Сахар - 95 г/л;Sugar - 95 g / l;
(ΝΠ4)28Ο4 - 1 г/л; КН2РО4 - 0,2 г/л;(ΝΠ4) 28Ο4 - 1 g / l; KH2PO4 - 0.2 g / l;
\1д8О%11<) - 0,25 г/л;\ 1d8O% 11 <) - 0.25 g / l;
ΖηδΟ^^ - 0,005 г/л;ΖηδΟ ^^ - 0.005 g / l;
Ρе8Ο4·7Н2Ο - 8,5 г/л;Ρе8Ο 4 · 7Н 2 Ο - 8.5 g / l;
рН среды 5,5.pH of 5.5.
Концентрация лимонной кислоты составляет 79 г/л.The concentration of citric acid is 79 g / l.
Пример 3.Example 3
То же, что и в примере 1, но в среду культивирования добавляют Твин-40 в количестве 120 мг/л. Скорость протока Д = 0,06 ч-1.Same as in example 1, but tween-40 in an amount of 120 mg / l is added to the culture medium. The flow rate is D = 0.06 h -1 .
Концентрация лимонной кислоты составляет 90 г/л.The concentration of citric acid is 90 g / l.
Пример 4.Example 4
То же, что и в примере 1, но процесс ведут в периодическом режиме в течение 7 суток.Same as in example 1, but the process is conducted in periodic mode for 7 days.
Концентрация лимонной кислоты в среде составляет 110 г/л.The concentration of citric acid in the medium is 110 g / l.
Пример 5.Example 5
В реактор, снабженный рубашкой, подают 40%-ый раствор ΝαΟΗ и 60%-ый раствор лимонной кислоты до тех пор, пока рН среды не установится 7,5. Полученный раствор упаривают при 0,9 атм до концентрации цитрата натрия 1,5 кг/л. Полученный раствор охлаждают до температуры 45°С. Выпавшие кристаллы трехзамещенного цитрата натрия отделяют на центрифуге и сушат.A 40% ΝαΟΗ solution and 60% citric acid solution are fed to the jacketed reactor until the pH of the medium is 7.5. The resulting solution was evaporated at 0.9 atm to a concentration of sodium citrate of 1.5 kg / l. The resulting solution is cooled to a temperature of 45 ° C. The precipitated crystals of three-substituted sodium citrate are separated in a centrifuge and dried.
Пример 6.Example 6
В реактор подают 35%-ый раствор КОН и 50 %-ый раствор лимонной кислоты до тех пор, пока рН раствора не установится 8,0. Полученный раствор упаривают при 0,8 атм до концентрации цитрата калия 1,58 кг/л. Далее раствор охлаждают до температуры 20°С. Выпавшие кристаллы цитрата калия отделяют центрифугированием и сушат.A 35% KOH solution and a 50% citric acid solution are fed into the reactor until the pH of the solution is set to 8.0. The resulting solution was evaporated at 0.8 atm to a concentration of potassium citrate of 1.58 kg / l. Next, the solution is cooled to a temperature of 20 ° C. The precipitated crystals of potassium citrate are separated by centrifugation and dried.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EA200200267A EA003211B1 (en) | 2002-01-25 | 2002-01-25 | Method of obtaining of citric acid and its salts thereof by means of periodical continuous fermentation of fungus aspergillus niger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EA200200267A EA003211B1 (en) | 2002-01-25 | 2002-01-25 | Method of obtaining of citric acid and its salts thereof by means of periodical continuous fermentation of fungus aspergillus niger |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA200200267A1 EA200200267A1 (en) | 2003-02-27 |
EA003211B1 true EA003211B1 (en) | 2003-02-27 |
Family
ID=28685814
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA200200267A EA003211B1 (en) | 2002-01-25 | 2002-01-25 | Method of obtaining of citric acid and its salts thereof by means of periodical continuous fermentation of fungus aspergillus niger |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA003211B1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108624630A (en) * | 2018-05-15 | 2018-10-09 | 日照金禾博源生化有限公司 | A method of shortening the citric acid fermentation period |
-
2002
- 2002-01-25 EA EA200200267A patent/EA003211B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA200200267A1 (en) | 2003-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2107097C1 (en) | Method of preparing lysine | |
CN108285915B (en) | Fermentation method of gibberellic acid | |
US2576932A (en) | Fermentation process for production of vitamin b12 | |
US2363227A (en) | Fermentation process for the production of riboflavin | |
JP4623766B2 (en) | Osmolarity controlled fermentation method for acarbose preparation | |
EA003211B1 (en) | Method of obtaining of citric acid and its salts thereof by means of periodical continuous fermentation of fungus aspergillus niger | |
JPH10127274A (en) | Bead yeast composition and its production | |
US2906671A (en) | Process of producing gibberellic acid by cultivation of gibberella fujikuroi | |
RU2096461C1 (en) | Yeast strain yarrowia lipolytica - producer of citric acid and method of citric acid production | |
RU2125607C1 (en) | Continuous method of producing citric acid and its salts | |
RU2092547C1 (en) | Method of activation of microbiological processes, plant growth and plant cells | |
RU2132878C1 (en) | Method of gluconic acid salts and citric acid producing | |
US2477763A (en) | Treatment of corn steepwater | |
US20060270004A1 (en) | Fermentation processes with low concentrations of carbon-and nitrogen-containing nutrients | |
WO2003106690A1 (en) | Fed batch solid state fermentation for the production of mycophenolic acid | |
US6303351B1 (en) | Process for the continuous production of citric acid by fermentation | |
US2500825A (en) | Pteroyldiglutamylglutamic acid and preparation of the same | |
US3461035A (en) | Process for increasing the yield of yeast | |
RU2093578C1 (en) | Method of preparing the food protein product | |
SU1097673A1 (en) | Method for preparing gluocamylase from protein fodder | |
SU464615A1 (en) | Liquid nutrient medium for the cultivation of catalase producer | |
RU1419152C (en) | Method for production of citric acid | |
US3156627A (en) | Caramelized glucose in glutamic acid production | |
SU1615178A1 (en) | Method of producing cellulase | |
US3069329A (en) | Production of griseofulvin |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM |
|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): RU |