MD974Z - Procedeu de obţinere a acidului lactic din zer fermentat - Google Patents

Procedeu de obţinere a acidului lactic din zer fermentat Download PDF

Info

Publication number
MD974Z
MD974Z MDS20150123A MDS20150123A MD974Z MD 974 Z MD974 Z MD 974Z MD S20150123 A MDS20150123 A MD S20150123A MD S20150123 A MDS20150123 A MD S20150123A MD 974 Z MD974 Z MD 974Z
Authority
MD
Moldova
Prior art keywords
lactic acid
whey
fermented whey
chamber
cathode
Prior art date
Application number
MDS20150123A
Other languages
English (en)
Russian (ru)
Inventor
Мирча БОЛОГА
Ирина ВУТКАРЕВА
Original Assignee
Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы filed Critical Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы
Priority to MDS20150123A priority Critical patent/MD974Z/ro
Publication of MD974Y publication Critical patent/MD974Y/ro
Publication of MD974Z publication Critical patent/MD974Z/ro

Links

Landscapes

  • Dairy Products (AREA)

Abstract

Invenţia se referă la industria laptelui, şi anume la un procedeu de obţinere a acidului lactic din zer fermentat.Procedeul, conform invenţiei, include prelucrarea electrolitică a zerului fermentat cu aciditate titrabilă de 100…200ºT în camera catodică a unui electrolizor cu membrană ionoselectivă şi catod sub formă de plasă. În camera anodică a electrolizorului se debitează soluţie de hidrogenocarbonat de sodiu NaHCO3. Procesul de electroliză se efectuează la un pH de 4…6 şi la o densitate a curentului anodic de 0,01...0,02 А/cm2, cu separarea acidului lactic din soluţie.

Description

Invenţia se referă la industria laptelui, şi anume la un procedeu de obţinere a acidului lactic din zer fermentat.
Este cunoscut un procedeu de purificare a zerului de impurităţi minerale. Zerul fermentat este încălzit, centrifugat, răcit, trecut printr-o coloană umplută cu cationitul KU-2-8, apoi zerul cu conţinut de acid lactic se concentrează prin evaporare în vacuum [1].
Dezavantajul acestui procedeu constă în utilizarea unui utilaj costisitor.
De asemenea, este cunoscut un procedeu de separare a acidului lactic din zer într-un electrodializator cu şase camere: două camere electrodice, două pentru zer şi două camere pentru concentrare. Camera anodică se umple cu soluţie de acid sulfuric 0,1 N, iar cea catodică cu soluţie 0,1 N de sodă caustică. În camerele pentru zer este admis zerul fermentat cu concentraţia acidului lactic de 2%, densitatea curentului se menţine la 0,02 A/cm2 [2].
Dezavantajele acestui procedeu constau în necesitatea utilizării unui filtru de vid pentru separarea preventivă a fracţiei de albumină prin amestecarea în rezervor cu un coagulant (10% soluţie de NaOH), urmată de sedimentare şi filtrare. Astfel, procedeul prevede utilizarea electroliţilor puternici, cum ar fi acidul sulfuric şi soda caustică.
În calitate de cea mai apropiată soluţie serveşte procedeul de separare a acidului lactic din soluţie în electrodializator. Conform acestui procedeu zerul este fermentat cu bacterii lactice până la pH=4,5 şi este admis în camera catodică. Camera anodică se umple cu soluţie de 1...2% de acid lactic pentru a asigura conductibilitatea soluţiei la etapa iniţială de funcţionare a electrodializatorului. Blocul pentru titrarea automată se reglează în intervalul pH-lui de 4,5...6,0. Pe parcursul procesului de electrodializă are loc trecerea acidului lactic din camera catodică a electrodializatorului în camera anodică, unde se concentrează. Înlocuirea zerului prelucrat cu altul proaspăt se realizează periodic [3].
Dezavantajul acestui procedeu constă în necesitatea reglării automate a pH-ului zerului.
Problema tehnică pe care o rezolvă invenţia propusă este reducerea duratei tratării zerului fermentat fără supraîncălzirea lui şi obţinerea acidului lactic în stare pură L(+) la regimuri optime.
Problema se rezolvă prin aceea că procedeul de obţinere a acidului lactic din zer fermentat include prelucrarea electrolitică a zerului fermentat cu aciditate titrabilă de 100…200ºT în camera catodică a unui electrolizor cu membrană ionoselectivă şi catod sub formă de plasă, cu debitarea în camera anodică a electrolizorului a soluţiei de 0,1% de hidrogenocarbonat de sodiu NaHCO3. Procesul de electroliză se efectuează la un pH de 4…6 şi la o densitate a curentului anodic de 0,01...0,02 А/cm2, cu separarea acidului lactic din soluţie.
Invenţia se explică cu ajutorul desenelor din fig. 1-4, care reprezintă:
˗ fig. 1, schema instalaţiei pentru electroliză,
˗ fig. 2, schimbarea acidităţii active în timpul prelucrării electrolitice a zerului fermentat (camera catodică),
˗ fig. 3, rezultatul spectroscopiei mostrei din camera catodică a zerului fermentat până la aciditatea titrabilă de 150°T (pH=3,7),
˗ fig. 4, rezultatul spectroscopiei mostrei din camera catodică a zerului fermentat până la aciditatea titrabilă de 100°T (pH=3,85).
În fig. 1 schematic este prezentată instalaţia care funcţionează conform procedeului propus. Aceasta conţine corpul 1 din dielectric, catodul 2 din oţel sub formă de plasă, membrana ionoselectivă 3, anodul din grafit 4, ştuţul 5 de admisie a zerului fermentat, ştuţul 6 pentru evacuarea soluţiei de acid lactic, ştuţurile 7 pentru admisia electrolitului (0,1% soluţie de NaHCO3), ştuţurile 8 pentru evacuarea zerului prelucrat.
Scopul multor cercetări ale procesului formării acidului lactic este optimizarea obţinerii produsului finit, efectuând reacţia în soluţii apoase. Astfel este necesară determinarea limitei superioare a valorii acidităţii zerului preventiv fermentat, la care procesul obţinerii acidului lactic prin electroliză este optim.
Ionii hidroxilici se formează la catod cu aceeaşi viteză cu care la anod se consumă ionii carboxilaţi, pe parcursul electrolizei concentraţia ionilor carboxilaţi va rămâne aproximativ constantă datorită surplusului de acid, pH-ul electrolitului va fi slab acid aproape pe tot parcursul electrolizei şi va creşte brusc numai spre finalul ei, indicând finalizarea reacţiei. Acest proces este numit metoda deficitului de sare. La fel este cunoscut că grupa carboxil se formează la suprafaţa electrodului în rezultatul reacţiei de recombinare în intervalul pH-ului de 2...7. În aceste condiţii are loc reducerea acidului lactic, ceea ce poate fi folosit cu succes la separarea lui prin procesul de electroliză (Томилов А. П., Феоктистов Л. Г. Электрохимия органических соединений. Москва, 1976, p. 296).
Exemplul 1
Camera catodică a instalaţiei se umple cu zer fermentat până la aciditatea titrabilă de 100ºT, grade Thorner, (aciditatea activă pH=3,85), iar camera anodică se umple cu 0,1% soluţie de NaHCO3. Prelucrarea se realizează la tensiunea de 30 V şi densitatea curentului de 0,02 A/cm2. Schimbarea acidităţii active în camerele catodice ale electrolizorului sunt prezentate în fig. 2. În momentul iniţial are loc creşterea valorii pH-ului, legată de eliminarea componentelor ionogene. Ulterior, în experimente creşte gradul de ionizare, pH-ul în camera catodică la fel creşte.
Exemplul 2
Camera catodică a instalaţiei se umple cu zer fermentat până la aciditatea titrabilă de 150ºT (pH=3,7), iar camera anodică se umple cu 0,1% soluţie de NaHCO3. Prelucrarea se realizează la tensiunea de 30 V şi densitatea curentului de 0,02 A/cm2. În acest caz (zerul are o aciditate mai înaltă) pH-ul în camera catodică după o creştere neesenţială la începutul procesului rămâne la nivelul 4,1...4,2. Acest proces se numeşte metoda deficitului de sare.
Exemplul 3
Metoda deficitului de sare poate fi realizată, având pH-ul iniţial al zerului fermentat mai mare decât 4,3 (caracteristic pentru fermentarea cu drojdii), cum este descris în cea mai apropiată soluţie. Astfel camera catodică se umple cu zer fermentat până la aciditatea titrabilă de 200ºT (nivelul pH=4,3), iar camera anodică se umple cu 0,1% soluţie de NaHCO3. Procesul se realizează la densitatea curentului de 0,01 A/cm2. Aciditatea activă după o mică creştere se menţine la nivelul 4,8...5,15.
Concentraţia acidului lactic în camera anodică (camera concentratului) atinge valori maxime de 9...10% în primele 10...15 min (tab. 2, 3 şi 4).
După componenţa fracţiilor ce conţin azot şi indicele de aciditate, la o oră de tratare electrică, se observă următoarea deosebire: componenţa compuşilor azotoşi în procesul electrolizei în cazul unor valori mai mici ai acidităţii titrabile se micşorează cu 35%, ceea ce poate fi explicat prin eliminarea compuşilor azotoşi micromoleculari, care disociază în soluţii apoase, cu sporirea gradului de ionizare (tab. 1). Ca urmare a electronegativităţii diferite a atomilor de oxigen şi azot, a capacităţii la influenţa reciprocă în grupul COOH, disociaţia legăturilor -N-H-, -O-H şi -COOH se deosebeşte pentru variantele prezentate în tab. 1.
Rezultatele analizei mostrelor primelor două exemple (zerul fermentat până la 100 şi 150ºT) prin metoda spectroscopiei după o oră de tratare electrică sunt prezentate în fig. 3 şi 4, din care se observă un avantaj evident al mostrei cu zer mai acid, în diagrama acestuia se observă picuri mai înalte.
Pentru a preveni oxidarea anodică a acidului lactic în acid acetic se recomandă utilizarea membranei cationice în camera anodului.
Astfel procedeul propus este ecologic pur, iar acidul lactic se obţine în stare pură L(+) la regimuri optime.
Tabelul 1
Schimbarea conţinutului zerului
pH Indice de aciditate mg/l mg/l Substanţe superfecial active, mg/l Zerul nefermentat fără tratare electrică 4,6 1150 121,5 0,92 Zerul cu pH iniţial 3,7, după tratare electrică (1oră) 4,2 1020 118,2 1,15 Zerul cu pH iniţial 3,85, după tratare electrică (1oră) 10,3 1715 79,0 0,97 0,63
Tabelul 2
Schimbarea parametrilor zerului fermentat (рН 3,85) în procesul tratării electrolitice
Timpul, min Zer fermentat până la 100ºT (рН - 3,85) pH-ul camerei catodice Tempe-ratura camerei catodi-ce, ºC pH-ul camerei concen-tratului Temperatura camerei concentratului, ºC Conţinutul acidului lactic, % Camera catodică Camera concentratului 5 4,3 20 7,0 23 63,1 81,1 20 5,8 26 3,5 30 59,3 77,7 30 7,5 38 3,45 41 50,4 75,0 40 9,0 42 2,4 43 50,2 72,9 55 10.3 44 2,0 45 50,0 72,5
Tabelul 3
Schimbarea parametrilor zerului fermentat (рН 3,7) în procesul tratării electrolitice
Timpul, min Zer fermentat până la 150ºT (рН - 3,7) pH-ul camerei catodice Tempe-ratura camerei catodi-ce, ºC pH-ul camerei concen-tratului Temperatura camerei concentratului, ºC Conţinutul acidului lactic, % Camera catodică Camera concentratului 5 3,7 20 6,5 23 67,0 100 20 3,9 23 3,3 27 67,5 88,2 30 4,0 25 2,9 28 66,5 83,8 40 4,1 23 2,4 28 62,4 83,2 55 4,2 24 2,2 30 60,7 83,1
Tabelul 4
Schimbarea parametrilor zerului fermentat (рН 4,3) în procesul tratării electrolitice
Timpul, min Zer fermentat până la 200ºT (рН - 4,3) pH-ul camerei catodice Tempe-ratura camerei catodi-ce, ºC pH-ul camerei concen-tratului Temperatura camerei concentratului, ºC Conţinutul acidului lactic, % Camera catodică Camera concentratului 5 4,3 15 6,2 20 63,4 90,9 20 4,7 26 3,0 30 63,7 89,0 30 4,85 28 2,6 31 60,7 83,8 40 5,0 33 2,6 33 59,2 82,9 55 5,15 34 2,4 35 60,2 81,1
1. RU 2084162 C1 1997.07.20
2. Болога М., Котелев В., Литинский Г., Рудаков А., Кирилова Л., Лащевская Е., Пономарь Т. Электробиотехнология переработки молочной сыворотки, 1987, № 10, p. 15-16
3. SU 1293218 A1 1987.02.28

Claims (1)

  1. Procedeu de obţinere a acidului lactic din zer fermentat, care include prelucrarea electrolitică a zerului fermentat cu aciditate titrabilă de 100…200ºT în camera catodică a unui electrolizor cu membrană ionoselectivă şi catod sub formă de plasă, cu debitarea în camera anodică a electrolizorului a soluţiei de 0,1% de hidrogenocarbonat de sodiu NaHCO3, procesul de electroliză se efectuează la un pH de 4…6 şi la o densitate a curentului anodic de 0,01...0,02 А/cm2, cu separarea acidului lactic din soluţie.
MDS20150123A 2015-09-08 2015-09-08 Procedeu de obţinere a acidului lactic din zer fermentat MD974Z (ro)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
MDS20150123A MD974Z (ro) 2015-09-08 2015-09-08 Procedeu de obţinere a acidului lactic din zer fermentat

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
MDS20150123A MD974Z (ro) 2015-09-08 2015-09-08 Procedeu de obţinere a acidului lactic din zer fermentat

Publications (2)

Publication Number Publication Date
MD974Y MD974Y (ro) 2015-12-31
MD974Z true MD974Z (ro) 2016-08-31

Family

ID=55068712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
MDS20150123A MD974Z (ro) 2015-09-08 2015-09-08 Procedeu de obţinere a acidului lactic din zer fermentat

Country Status (1)

Country Link
MD (1) MD974Z (ro)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3794949A1 (de) * 2019-09-23 2021-03-24 DMK Deutsches Milchkontor GmbH Verfahren zur gekoppelten herstellung von süssmolke und milchsäure aus sauermolke

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU626751A1 (ru) * 1977-04-08 1978-10-05 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Молочной Промышленности Способ получени коагул нта из молочной сыворотки дл производства творога
SU1293218A1 (ru) * 1984-12-26 1987-02-28 Институт биохимии АН БССР Электродиализатор дл выделени молочной кислоты из раствора
SU1358891A1 (ru) * 1986-03-11 1987-12-15 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Молочной Промышленности Способ подготовки молочной сыворотки дл производства продуктов питани
RU2084162C1 (ru) * 1995-10-10 1997-07-20 Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии Способ очистки молочной творожной и/или подсырной сыворотки от минеральных примесей ионитами
MD3496F1 (ro) * 2006-06-29 2008-02-29 Institutul De Fizica Aplicata Al Academiei De Stiinte A Moldovei Electrolizor cu diafragma
MD3793F1 (ro) * 2008-03-20 2009-01-31 Institutul De Fizica Aplicata Al Academiei De Stiinte A Moldovei Procedeu de procesare a zerului
MD3924B1 (ro) * 2008-10-31 2009-06-30 Institutul De Fizica Aplicata Al Academiei De Stiinte A Moldovei Procedeu de prelucrare a zerului
MD139Y (ro) * 2009-04-23 2010-02-26 Institutul De Fizica Aplicata Al Academiei De Stiinte A Moldovei Procedeu de prelucrare a zerului
  • 2015

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU626751A1 (ru) * 1977-04-08 1978-10-05 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Молочной Промышленности Способ получени коагул нта из молочной сыворотки дл производства творога
SU1293218A1 (ru) * 1984-12-26 1987-02-28 Институт биохимии АН БССР Электродиализатор дл выделени молочной кислоты из раствора
SU1358891A1 (ru) * 1986-03-11 1987-12-15 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Молочной Промышленности Способ подготовки молочной сыворотки дл производства продуктов питани
RU2084162C1 (ru) * 1995-10-10 1997-07-20 Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии Способ очистки молочной творожной и/или подсырной сыворотки от минеральных примесей ионитами
MD3496F1 (ro) * 2006-06-29 2008-02-29 Institutul De Fizica Aplicata Al Academiei De Stiinte A Moldovei Electrolizor cu diafragma
MD3793F1 (ro) * 2008-03-20 2009-01-31 Institutul De Fizica Aplicata Al Academiei De Stiinte A Moldovei Procedeu de procesare a zerului
MD3924B1 (ro) * 2008-10-31 2009-06-30 Institutul De Fizica Aplicata Al Academiei De Stiinte A Moldovei Procedeu de prelucrare a zerului
MD139Y (ro) * 2009-04-23 2010-02-26 Institutul De Fizica Aplicata Al Academiei De Stiinte A Moldovei Procedeu de prelucrare a zerului

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Болога М., Котелев В., Литинский Г., Рудаков А., Кирилова Л., Лащевская Е., Пономарь Т. Электробиотехнология переработки молочной сыворотки, 1987, № 10, p. 15-16 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3794949A1 (de) * 2019-09-23 2021-03-24 DMK Deutsches Milchkontor GmbH Verfahren zur gekoppelten herstellung von süssmolke und milchsäure aus sauermolke

Also Published As

Publication number Publication date
MD974Y (ro) 2015-12-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
MX2011005159A (es) Recuperacion de litio de soluciones acuosas.
US20220144673A1 (en) Electrodialyzer and electrodialysis system for co2 capture from ocean water
CN101906654B (zh) 一种铜电解液净化方法
JP2001508925A (ja) リチウムの回収および精製
JP2013173629A (ja) 高純度水酸化リチウムの製造方法
CN107022769B (zh) 一种从含有碳酸锂的材料中提取高纯度单水氢氧化锂的方法及装置
CN103952718A (zh) 一种甲基磺酸亚锡稳定溶液制备方法
RU2620228C1 (ru) Способ электрохимической регенерации медно-аммиачного травильного раствора
CN104694978A (zh) 一种废电解液的处理方法及处理装置
MD974Z (ro) Procedeu de obţinere a acidului lactic din zer fermentat
JP2018150596A (ja) 有機物生成システム及び有機物の製造方法
US7217349B2 (en) Method of separating multivalent ions and lactate ions from a fermentation broth
CN114477568B (zh) 回收利用含溴废水的方法
RU2481425C2 (ru) Способ очистки электролитов хромирования
WO2009000050A1 (en) Electrolytic method for controlling the precipitation of alumina
RU2372399C2 (ru) Способ извлечения винно-кислых соединений из виноградной выжимки
US2159074A (en) Process for varying the ph value of solutions
TWI428279B (zh) 自水溶液中回收鋰
RU2635106C1 (ru) Способ получения концентрата адипиновой кислоты и натриевой щелочи из щелочных стоков производства капролактама
JPS61261488A (ja) アミノ酸アルカリ金属塩の電解法
RU2681195C1 (ru) Способ получения концентрата адипиновой кислоты и натриевой щелочи из щелочных стоков производства капролактама
MD1562Z (ro) Procedeu de obţinere a acidului acetic din zer fermentat
JP2010142203A (ja) 発酵残渣を用いた飼料もしくは肥料の製造方法
RU2114687C1 (ru) Способ получения труднорастворимых соединений металлов
CN111302387A (zh) 一种高纯度锡酸钾的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
FG9Y Short term patent issued
KA4Y Short-term patent lapsed due to non-payment of fees (with right of restoration)