PL163201B1 - Sposób prowadzenia procesu fermentacji kwasu cytrynowego PL - Google Patents

Abstract

1. Sposób prowadzenia procesu fermentacji kwasu cytrynowego metoda powierzchnio- wa lub wglebna za pomoca plesni Aspergillus niger, znamienny tym, ze do fermentujacego roztworu wprowadza sie pozywke melasowa od 2 doby do fermentacji wglebnej i od 4 doby w przypadku fermentacji powierzchniowej w momencie, kiedy pH roztworu obnizy sie do max. 1,5 najkorzystniej 2,0, a dozowanie przerywa sie w chwili kiedy pH roztworu fermen- tujacego wzrosnie do max. 3,7, najkorzystniej 2,9. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób prowadzenia procesu fermentacji kwasu cytrynowego na drodze fermentacji powierzchniowej lub wgłębnej.

Znany proces fermentacji kwasu cytrynowego stosowany powszechnie w przemyśle polega na tym, że podłoże fermentacyjne, najczęściej roztwór melasowy, po sterylizacji wprowadza się do komór fermentacyjnych z tacami umieszczonymi na stelażach, albo w przypadku fermentacji wgłębnej do fermentorów o pojemności od 50 do 150 cm³ i po zaszczepieniu kulturą pleśni, napowietrza a po około 10 dniach kończy proces. Podczas fermentacji powierzchniowej i wgłębnej utrzymuje się temperaturę na poziomie około 30°C. W tych warunkach, szczególnie przy intensywnym nadmuchu powietrza, odparowuje około 50% płynu fermentującego. Powoduje to znaczne podwyższenie stężenia produktu procesu, czyli kwasu cytrynowego - co prowadzi do obniżenia wydajności. Wysokie stężenie podłoża działa trująco na grzybnię, zmniejsza jej aktywność i zwiększa podatność na zakażenia.

Znany jest, na przykład z polskiego opisu patentowego nr 136 163 sposób prowadzenia procesu powierzchniowego fermentacji metodą ciągłą. Według tego sposobu płyn fermentacyjny podawany jest za pomocą pompy z dolnej tacy na pierwszą od góry i przepływając ku dołowi pod grzybnią całego rzędu tac wielokrotnie cyrkuluje. Jest to sposób dynamiczny, brak jest jednak stacjonarnego i prostszego wykorzystania objętości tac w komorze. Sposób ten nie zapewnia właściwego, optymalnego pH w roztworze fermentującym.

Sposób według wynalazku polega na tym, że do fermentującego roztworu wprowadza się świeżą pożywkę melasową, od 2 doby dla fermentacji wgłębnej i od 4 doby dla procesu powierzchniowego w momencie, kiedy pH roztworu obniży się do max. 1,5, a najkorzystniej 2,0, a dozowanie przerywa się w chwili kiedy pH roztworu fermentującego wzrośnie do maksymalnie 3,7, najkorzystniej 2,9. Pożywkę melasową dozuje się raz na dobę do tacy fermentacyjnej lub do fermentora w trakcie trwania procesu fermentacji, począwszy od 5 doby procesu powierzchniowego i 2 doby procesu wgłębnego do uzyskania maksymalnego napełnienia, niezależnie od doprowadzania melasy na podstawie zmieniającego się pH roztworu fermentującego.

Sposób według wynalazku pozwala skrócić czas trwania procesu fermentacji, lepiej wykorzystać grzybnię i podnieść uzysk kwasu cytrynowego w przeliczeniu na 1 dobę procesu.

Przykład I. Do komory fermentacyjnej wprowadzono 1600 litrów wysterylizowanego 30% roztworu melasowego, którego pH wynosiło 6,4, dodano pożywki i zaszczepiono konidiami Aspergillus niger. Po trzech dniach, gdy pleśń się rozwinęła zakwaszono kwasem siarkowym podłoże pod grzybnią do pH 2,2 i uruchomiono pompę, aby odbywał się przepływ podłoża pod grzybnią. Urządzenie automatycznie zaczynało dozować świeże podłoże, gdy pH roztworu fermentującego obniżyło się, wskutek tworzenia się kwasu cytrynowego do 2,1 natomiast przestało dozować gdy pH wzrosło do 2,8, na skutek wprowadzenia roztworu melasy, którego pH = 6,4. Proces fermentacji trwał 15 dni, podczas gdy fermentacja bez zastosowania doprowadzania świeżego podłoża w czasie przebiegu procesu w oparciu o zmiany pH, przebiegała w ciągu 20 dni. Proces według wynalazku umożliwia uzyskanie większej o 24% produkcji kwasu cytrynowego w przeliczeniu na 1 dobę trwania procesu.

Przykład Π. Do fermentora o objętości 60 cm³ wprowadzono 30% roztwór melasowy, wysterylizowano, dodano pożywki w wstępnie namnożoną grzybnię Aspergillus niger. W okresie pierwszej doby fermentacji dodano kwas siarkowy celem obniżenia pH do 3,0. Od drugiej doby wprowadzano pożywkę melasową w momencie kiedy pH roztworu fermentującego spadało do pH = 2,3. Dozowanie przerywano w chwili, kiedy pH wzrastało do 2,9. Proces trwał 5 dni i umożliwił uzyskanie wydajności o około 8% wyższej niż w warunkach bez regulacji dopływu pożywki.

Przykład ΙΠ. Do komory fermentacyjnej na tace wprowadzono 1600 litrów wysterylizowanego 30% roztworu melasy i zaszczepiono konidiami Aspergillus niger. W piątym dniu procesu, gdy pH spadało do 2,0 ze zbiornika nad komorą wprowadzono 300 litrów nowego płynu pod grzybnię, w szóstym 200 litrów, w siódmym 200 litrów, w ósmym 100 litrów, podobnie jak w dziewiątym i dziesiątym dniu. Proces zakończono dwunastego dnia. Proces przebiegał krócej od kontrolnego o 4 dni z wydajnością około 15% wyższą, w odniesieniu do krystalicznego kwasu cytrynowego.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób prowadzenia procesu fermentacji kwasu cytrynowego metodą powierzchniową lub wgłębną za pomocą pleśni Aspergillus niger, znamienny tym, że do fermentującego roztworu wprowadza się pożywkę melasową od 2 doby do fermentacji wgłębnej i od 4 doby w przypadku fermentacji powierzchniowej w momencie, kiedy pH roztworu obniży się do max.

   1,5 najkorzystniej 2,0, a dozowanie przerywa się w chwili kiedy pH roztworu fermentującego wzrośnie do max. 3,7, najkorzystniej 2,9.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że pożywkę melasową dozuje się do tacy fermentacyjnej lub do fermentora w trakcie trwania procesu fermentacji do uzyskania maksymalnego napełnienia, niezależnie od doprowadzania melasy na podstawie zmieniającego się pH roztworu fermentującego.