PL145642B2 - Method of carrying out citric acid fermentation process utilizing by-products of potato processing industry - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób prowadzenia fermentacji kwasu cytrynowego z zastoso¬ waniem ubocznych produktów przemyslu ziemniaczanego.Podstawowym substratem w produkcji kwasu cytrynowego jest najczesciej melasa buraczana lub trzcinowa. Róznorodnyi zmienny sklad melasy stwarza szereg problemów w czasie fermentacji, co utrudnia prowadzenie tego procesu z odpowiednio wysoka wydajnoscia. Dotyczy to zwlaszcza fermentacji wglebnej, w której ze wzgledu na wysokie zuzycie energii czystosc stosowanego surowca ma duze znaczenie dla efektywnosci procesu. Natomiast takie surowce jak melasa inwer¬ towana /high - test melasses/, sacharoza, czy skrobia kukurydziana, nie stwarzaja trudnosci w czasie fermentacji wglebnej i pozwalaja uzyskac kwas cytrynowy z wysoka wydajnoscia przy jednoczesnym skróceniu czasu fermentacji.Hydrol glukozowyjest paramelasa powstajaca w procesie otrzymywania glukozy krystalicznej ze skrobii ziemniaczanej o gestosci okolo 1,3 kg/dm , barwie brunatno-zóltej i zawartosci suchej substancji okolo 60-H3%. Glównym skladnikiem hydrolu sa cukry, których zawiera on okolo 45%, w tym od 33 do 39% wolnych substancji redukujacych. Sole mineralne wystepuja w ilosci okolo 1%, w tym glównie sód, wapn, potas, magnez i cynk. Zawartosc bialka i tluszczu jest minimalna, znacznie mniejsza niz 1%.Znane sa sposoby wykorzystania hydrolu glukozowegojako skladnika pasz, do wytwarzania pozywek przy produkcji antybiotyków oraz w mniejszym stopniu do produkcji spirytusu i do celów paszowych. W Bulgarii prowadzono badania nad wykorzystaniem hydrolu do produkcji biomasy drozdzowej. Brak jest natomiast doniesien o jakichkolwiek próbach zastosowania hydrolu do fermentacji kwasu cytrynowego, mimo ze ze wzgledu na wysoka zawartosc cukrów i czystosc ten kierunek jego spozytkowania wydaje sie najbardziej racjonalny.Sposób prowadzenia fermentacji kwasu cytrynowego wedlug wynalazku polega na tym, ze jako podloze do prowadzenia fermentacji stosuje sie hydrol glukozowy, pochodzacy z procesu wytwarzania glukozy metoda kwasowa lub kwasowo - enzymatyczna hydrolizy skrobii, oczy¬ szczony z pierwiastków stosowanych jako katalizatory w procesie hydrolizy skrobii, lub nieoczyszczony hydrol pochodzacy z hydrolizy eznymatycznej skrobii* uzupelnia sie srodowisko w2 145 642 niezbedne makro- i mikroelementy i prowadzi sie proces fermentacji w warunkach limitowania natleniania w fazie intensywnego wzrostu grzybni w oparciu o poziom stezenia tlenu rozproszo¬ nego, tak aby jego stezenie wynosilo w tym czasie maksymalnie 10% stanu nasycenia, a nastepnie w fazie akumulacji kwasu cytrynowego zwieksza sie natlenienie do poziomu minimum 20% stanu nasycenia.Sposób wedlug wynalazku umozliwia uzyskanie zblizonych wydajnosci kwasu cytrynowego do wskazników wydajnosci uzyskiwanych na skrobii lub cukrze bialym, jednoczesnie przy nizszej cenie surowca. Jest to mozliwe dzieki zastosowaniu metody fermentacji z limitowaniem stezenia tlenu rozpuszczonego w poszczególnych fazach procesu.Przyklad I. Proces fermentacji cytrynowej prowadzono w fermentorze zbiornikowym o pojemnosci 10 dm3 wyposazonym w mieszadlo. Podloze stanowil 30% roztwór hydrolu glukozo¬ wego otrzymancgo na drodze enzymatycznej hydrolizy skrobii uzupelniony w nastepujace ilosci soli mineralnych: NH4NO3 - 2 g/dm3 KH4PO4 - 0,2 g/dm3 MgS04 • 7H20 - 0,2 g/dm3 pH podloza ustalono na poziomie 4,5 za pomoca 5 n HC1. Podloze szczepiono konidiami plesni Aspergillus niger S w ilosci 105 na 1 cjn3. Stosowano staly przeplyw powietrza wynoszacy 0,3 obj. /obj. min. Po 7 dniach fermentacji uzyskano wydajnosc 35,5% bezwodnego kwasu cytrynowego w stosunku do cukru zawartego w podlozu.Przyklad II. Hydrol glukozowy uzyskany metoda hydrolizy kwasowej skrobii po rozcien¬ czeniu do zawartosci suchej masy 50% poddano oczyszczeniu na kationicie Wofatit KPS, a nastepnie na anionicie Wofatit AD-41 celem usuniecia jonów bedacych katalizatorami hydrolizy skrobii, szkodliwie wplywajacymi na kwasotwórcza aktywnosc stosowanych drobnoustrojów.Oczyszczony hydrol rozcienczano do uzyskania stezenia 30%, czyli okolo 15% glukozy, uzupel¬ niano w sole mineralne jak w przykladzie I i rozpoczynano proces fermentacji w fermentorze o pojemnosci 10 dm3, w warunkach sterowania szybkoscia napowietrzania w oparciu o stezenie tlenu rozpuszczonego w podlozu. W fazie intensywnego wzrostu grzybni, tzn. do 70 godziny fermentacji proces prowadzono w warunkach limitowania stezenia tlenu rozpuszczonego na poziomie nizszym od wartosci krytycznej wynoszacej 10%. Nastepnie po tym czasie zwiekszano stopniowo przeplyw powietrza tak, aby stezenie tlenu rozpuszczonego wynosilo minimum 20% stanu nasycenia, az do konca procesu. Po 7 dobach fermentacji uzyskano 70% wydajnosc bezwodnego kwasu cytryno¬ wego w stosunku do cukrów redukujacych zawartych w podlozu.Zastrzezenie patentowe Sposób prowadzenia fermentacji kwasu cytrynowego z zastosowaniem produktów ubocznych przemyslu ziemniaczanego znamienny tym, zejako podloze do prowadzenia fermentacji stosuje sie hydrol glukozowy pochodzacy z procesu wytwarzania glukozy metoda kwasowa lub kwasowo- -enzymatyczna hydrolizy skrobii, oczyszczony z pierwiastków stosowanych jako katalizatory w procesie hydrolizy skrobii lub nieoczyszczony hydrol pochodzacy z hydrolizy enzymatycznej skrobii uzupelnia sie srodowisko w niezbedne makro- i mikroelementy i prowadzi sie proces fermentacji w warunkach limitowania natleniania w fazie intensywnego wzrostu grzybni w oparciu o poziom stezenia tlenu rozpuszczonego, tak aby jego stezenie wynosilo w tym czasie maksymalnie 10% stanu nasycenia, a nastepnie w fazie akumulacjrkwasu cytrynowego zwieksza sie natlenianie do poziomu minimum 20% stanu nasycenia.Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz.Cena 400 zl PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób prowadzenia fermentacji kwasu cytrynowego z zastosowaniem produktów ubocznych przemyslu ziemniaczanego znamienny tym, zejako podloze do prowadzenia fermentacji stosuje sie hydrol glukozowy pochodzacy z procesu wytwarzania glukozy metoda kwasowa lub kwasowo- -enzymatyczna hydrolizy skrobii, oczyszczony z pierwiastków stosowanych jako katalizatory w procesie hydrolizy skrobii lub nieoczyszczony hydrol pochodzacy z hydrolizy enzymatycznej skrobii uzupelnia sie srodowisko w niezbedne makro- i mikroelementy i prowadzi sie proces fermentacji w warunkach limitowania natleniania w fazie intensywnego wzrostu grzybni w oparciu o poziom stezenia tlenu rozpuszczonego, tak aby jego stezenie wynosilo w tym czasie maksymalnie 10% stanu nasycenia, a nastepnie w fazie akumulacjrkwasu cytrynowego zwieksza sie natlenianie do poziomu minimum 20% stanu nasycenia. Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz. Cena 400 zl PL