Общие сведения и технологические свойства лимонной кислоты

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЛИМОННОЙ КИСЛОТЫ

В природе это вещество встречается довольно часто, главным образом в незрелых плодах цитрусовых, ананасов, груш, инжира, брусники, клюквы и др. Лимоны и апельсины были главными источниками естественной (растительной) лимонной кислоты, которую производили преимущественно в Италии, где в середине XIX в. начали действовать первые заводы по произ­водству кристаллической лимонной кислоты. Затем аналогичные заводы начали действовать в Калифорнии (США), на Гавай­ских островах и в Вест-Индии.

Для получения лимонной кислоты путем микробного синтеза в лабораторных условиях использовали микромицеты (Aspergillus clavatus, Penicillium luteum, P. citricum, Mucor piriformis, Ustina vulgaris и др.), но для промышленного биосинтеза наиболее подходящим оказался Aspergillus niger. Впоследствии из него было селекционировано множество производственных штаммов для биосинтеза лимонной кислоты из сахарозы.

Многие органические вещества сбраживаются микромицетами и могут быть трансформированы в лимонную кислоту, но максимальный выход получается при биосинтезе из сахарозы или фруктозы. В последнее время успешно завершены эксперименты по биосинтезу лимонной кислоты дрожжами (Candida lipolytica и др.) из парафинов и низших спиртов (этанола) с высоким выхо­дом (80—140%).

Лимонная кислота по объему производства является одним из главных продуктов микробного синтеза. Ее общий выпуск в различных странах достигает 400 тыс. т в год (по данным В. А. Смирнова, 1983). Лимонную кислоту получают в основ­ном из мелассы. Заводы небольшой или средней мощности производят лимонную кислоту поверхностным методом культи­вирования. Глубинный метод экономически выгоден тогда, когда мощность завода превышает 2500 т лимонной кислоты в год.

Лимонную кислоту широко используют в кулинарии и в пи­щевой промышленности для приготовления безалкогольных на­питков, мармелада, вафель, пастилы и др. Лимонная кислота включена в рецептуры некоторых сортов колбас и сыра, ее при­меняют в виноделии, для рафинирования растительных масел, для производства сгущенного молока. С помощью лимонной кислоты сохраняются естественные вкус и аромат при длитель­ном хранении в замороженном состоянии мяса и рыбы.

При умеренном употреблении лимонная кислота стимулирует деятельность поджелудочной железы, возбуждает аппетит, способствует усвоению пищи.

Натриевые соли лимонной кислоты стимулируют вспенивание и механическую устойчивость пен, поэтому лимонную кислоту ценят кулинары, ее также применяют для изготовления шампу­ней и моющих средств. Последнее имеет важное экологическое значение, так как лимонная кислота и ее соли легко поддаются микробиологической деградации при очистке канализационных вод.

 

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Физические свойства

В табл.2.1 дана характеристика некоторых физических свойств лимонной кислоты

Молекулярная Масса	Температура Плавления,0С	Плотность, d420	Удельное вращение,[α]*D	Растворимость при 20 0С, безводного вещества на 100 г воды
192,12		1,6650

Теплофизические свойства

Теплота сгорания лимонной кислоты равна (в кДж/(г-моль)): лимонной безводной 1985,3 и гидратной 1972,3.

Растворение лимонной кислоты в воде сопровождается поглощением тепла и соответственно понижением температуры раствора. За теплоту растворения обычно принимают изменение энтальпии (теплового эффекта), связанное с растворением единицы количества растворяемого вещества в избыточном количестве чистого растворителя, т.е. при бесконечном разбавлении. Под последним практически понимают концентрацию вещества в растворе 0,01 моля и меньше.

При кристаллизации лимонной кислоты теплота выделяется и температура раствора повышается. Экспериментальное определение теплоты кристаллизации встречает затруднение, поэтому за абсолютное ее значение принимают теплоту растворения (изменение энтальпии), но с обратным знаком.

 

МЕЛАССА КАК ИСХОДНОЕ СЫРЬЕ

Для промышленного производства лимонной кислоты в качестве субстрата применяют мелассу – отход сахарного произваодства.

Меласса — оттек (маточный раствор), получаю­щийся при отделении кристаллов сахарозы на центрифугах от последней кристаллизации. В мелассе содержатся несахара сока сахарной свеклы или сахарного тростника, не удаляемые при его химической очистке, и сахароза, которую методом кристаллизации выделять уже экономически невыгодно. При выработке сахара выход мелассы в расчете на безводную колеблется от 3 до 6% к массе сахарной свеклы. С мелассой отходит от 10 до 15% всего сахара, содержащегося в перерабатываемой свекле.

В соответствии с видом исходного сырья для производства сахара различают свекловичную и тростниковую мелассу. В России сахарный тростник не произрастает, но на свеклосахарных и сахарорафинадных заводах перерабатывают импортный тростни­ковый сахар-сырец на белый сахар-песок и сахар-рафинад. В пер­вом случае получаемую мелассу называют сырцовой; во втором случае, независимо от исходного сырья,— рафинадной патокой. Производство мелассы в России составляет около 4,5 млн. т в год.

Заготовка мелассных сред

Мелассу заготавливают на сахарных заводах на основании предварительных испытаний по ферментации, в конце сентября – ноябре. Меласса, заготовленная в более поздние сроки, обычно характеризуется пониженным выходом лимонной кислоты. Заготавливают мелассу исходя из 15-месячного запаса.

Меласса считается пригодной для производства лимонной кислоты, если в оптимальных условиях подготовки и ферментации в поверхностных условиях (в стаканах с площадью дна 0,42 дм², концентрации сахара 15%, высоте слоя 9см, продолжительности ферментации 7сут и соответствующем штамме – поверхностном или глубинном) будет получен съем: на мелассе для глубинной ферментации не менее 1800г/(м², сут), для подливов – не менее 1500; на мелассе для поверхностной ферментации – не менее 1400г/(м², сут).

Так как процесс биохимической оценки качества меласс очень длителен, то для поверхностного способа производства лимонной кислоты предложены ускоренные методы: по накоплению инверт­ного сахара в среде на вторые сутки ферментации и по величине съема на третьи сутки для штаммов Р-l и Р-3.

При наличии на вторые сутки ферментации в культуральной жидкости не менее 90г инвертного сахара в 1л возможен съем, удовлетворяющий требованиям к мелассе.

Второй метод дал также хорошие результаты. Съем лимонной кислоты на седьмые у и на третьи сутки х ферментации выражается уравнением:

у = 526 + 1,03х.

Достаточно высокий коэффициент корреляции (0,885) свиде­тельствует о тесной связи между у и х. Точность прогнозирования по первому и последнему методам ±10%.

 

Стерилизация мелассных сред

При возникновения производства лимонной кислоты предполагали, что благодаря сильному подкислению среды во время ферментации не следует бояться инфекции. Однако, вскоре выяснилось, что это не так и обсеменение посторонними микроорганизмами наносит вред производству.

Наиболее надежным и экономичным способом стерилизации является тепловая – насыщенным водяным паром. Температура должна быть выше летальной для наиболее стойких споровых форм. При преобладании спороносящих бактерий выдерживают температуру 125-130⁰С и экспозицию не меньше 30мин. Нужно добиваться уничтожения всех микроорганизмов (стерильности) среды, но так как в производстве это очень трудно, то для оставшегося пренебрежимо малого (технически допустимого) количества микрофлоры, а также для посторонних микроорганизмов, случайно попавших со сжатым воздухом и другими путями, создают неблагоприятные для развития условия добавлением в среду антимикробных веществ, т.е. проводят защищенную ферментацию.

Формалина, обычно применяемого с этой целью при поверхностной ферментации, достаточно 0,006-0,01% к массе мелассы, большая доза отрицательно действует на кислотообразующую способность А. пigег. Эффективен фурациллин в концентрации 10-15мг/л (добавляют при температуре 50⁰С), 5-нитрофурилроданид и другие производные фурана.

Испытаны также муравьиная кислота, кремнефтористый натрий, пентахлорфенолят натрия, но они одновременно снижают выход лимонной кислоты. Сульфамидные препараты не подавляют бактерий. Бактерицидные концентрации антибиотиков (млн. ед./м³): стрептомицин 40, биомицин 4, тетрамицин 2, полимиксин 1. Известны рекомендации по применению неомицина, низина, левомицетина, полимиксина, а при вспышке дрожжевой инфекции – леворина. Однако, обладая эффективным антимикробным действием и отсутствием отрицательного влияния на А. niger, антибиотики имеют тот недостаток, что они очень дороги.

Тепловая стерилизация мелассных сред при указанной выше температуре снижает качество их для биохимической переработки. С целью «смягчения» теплового режима целесообразно тепловую обработку проводить в присутствии антимикробных веществ. Снижение температуры без существенного изменения состава питательной среды может быть достигнуто также предварительной обработкой ферментным препаратом, расщепляющим стенки бактерий и спор. Во всех случаях, когда требуется сохранить термолабильные компоненты среды, стерилизацию ведут при более высокой температуре и соответственно меньшем времени, так как с повышением температуры скорость гибели микро­организмов возрастает быстрее скорости разрушения этих ком­понентов.

Предложено применение и других методов стерилизации мелассы: различными видами лучистой энергии (УФ-лучи, γ-лучи, лазерное излучение), ультразвуком, импульсными электрическими разрядами, наложением электромагнитных полей сверхвысокой частоты, фильтрацией через антимикробные волокна и т.д., но они пока не нашли применения в производстве.

 

 

Выбор способа ферментации

Процесс производства лимонной кислоты включает все основ­ные стадии микробиологической технологии (рис. 6):

1. получение посевного материала;

2. подготовка сырья-мелассы к ферментации;

3. подготовка и стерилизация воздуха;

4. ферментация;

5. отделение биомассы продуцента — мицелия;

6. выделение из культурной жидкости лимонной кислоты и получение ее в кристаллическом виде.

 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА

Рис. 6 Технологическая схема производства лимонной кислоты

Общую схему производства лимонной кислоты можно представить следующей схемой:

 

1 -, 2-, 3-

 

Рисунок – Назв

 

В промышленном производстве лимонной кислоты применяется несколько вариантов процесса.

· Поверхностный способ

· Глубинная ферментация

 

Поверхностный способ

Жидкофазнойферментации A.niger. Приготовление питательной среды при поверхностном способе культивирования осуществляют в варочном котле. Мелассу разбавляют кипящей водой в соотношении 1:1 и, добавляя серную кислоту, доводят рН раствора до значения 6,7 – 7,2. Для осаждения солей железа и тяжелых металлов водят при кипячении определенное количество раствора желтой кровяной соли. В раствор мелассы при температуре 60 – 70 С последовательно добавляют источники азота, фосфора, макро- и микроэлементов. Содержание сахаров в среде должно составлять 12 – 16%.

Основная ферментация осуществляется в специальных камерах, представляющих собой закрытые помещения, в которых на стеллажах расположены кюветы. Кюветы прямоугольной формы изготавливают из алюминия или нержавеющей стали. Заполнение кювет питательной средой и слив из них культуральной жидкости осуществляется через штуцеры в дне кювет. Камеры оборудованы системой для подачи нагретого стерильного воздуха.

Перед началом нового цикла ферментации камеры и кюветы тщательно моют и стерилизуют параформалиновой смесью с последующей дегазацией пароаммиачной смесью. После стерилизации и охлаждения камер в кюветы наливают питательную среду слоем от 12 до 18 см. с помощью специального устройства для распыления в питательную среду вносят посевной материал – конидии гриба A.niger.

Через сутки после засева образуется тонкая серовато-белая пленка мицелия, которая по истечении трех суток сильно утолщается и приобретает складчатую структуру. Температуру в период активного роста мицелия гриба поддерживают в предела 34 – 36 С при умеренной аэрации. В период активного кислотообразования температуру снижают до 32 – 34 С, а подачу воздуха увеличивают в 3 – 4 раза. По мере снижения интенсивности кислотообразования и уменьшения количества выделяемой теплоты подачу воздуха в камеру постепенно уменьшают. Процесс ферментации прекращают, когда в растворе остается 1 – 2% сахаров, а содержание кислот в культуральной жидкости достигает 12 – 20%.

Культуральную жидкость сливают из кювет в сборник, откуда ее подают в химический цех для выделения лимонной кислоты. Содержание лимонной кислоты в культуральной жидкости составляет 12 – 20%.

Мицелий отмывают от кислоты горячей водой и используют как корм для скота.

Способ называется бессменным. По сменному способу после сливания культуральной жидкости под пленку A.niger вводят немного воды температурой 30 – 32 0С, выдерживают 0,5 часов, промывную жидкость сливают, вводят свежую мелассную среду и ферментируют. По доливному способу ферментации на 4-5 сутки под пленку A.niger доливают свежую питательную среду в количестве, компенсирующем уменьшения объема вследствие испарения влаги. При работе этими способами экономится расход конидий, реже перезаряжаются камеры и появляется возможность ферментировать низкокачественные мелассы, не пригодные для выращивания грибной пленки.

Периодические способы имеют ряд недостатков: ферментация происходит с небольшой скоростью; мицелий по окончании цикла выбрасывают, хотя он еще активен, а получение нового мицелия связано с затратой конидий, мелассы и времени на его выращивание; во всех кюветах трудно поддерживать заданную температуру, поэтому ферментация происходит неравномерно.

Предложенные непрерывные способы предусматривают протекание мелассной среды по каскаду кювет под предварительно выращенной пленкой мицелия A.niger или под секциями его, движущимися на транспортере в одном направлении со средой в плоском ферментаторе туннельного типа.

Наряду с поверхностным способом ферментации на жидких средах за рубежом известны способы ферментации на твердых средах. Твердофазная ферментация предусматривает использование импрегнированного средой пористого твердого материала, как багасса, картофель, пульпа сахарной свеклы др. в определенных пропорциях. Материал стерилизуют и инокулируют суспензией спор. Инкубируют в лотках при 25 – 30 0С в течение 6 – 7 дней. После инкубирования содержимое экстрагируют водой, концентрируют, цитрат осаждают и очищают.

1 - цистерна для мелассы, 2 - центробежные насосы, 3 - реактор для разбавления мелассы,
4 - стерилизатор, 5 - бродильная камера, 6 - сборник сбраживаемых растворов,
7 - нейтрализатор, 8, 10 - нутч-фильтры, 9 - расщепитель, 11 - сбор-ник-монтежю,
12 - вакуум-аппарат, 13-дисольвер, 14 - фильтр-пресс, 15 - кристаллизатор, 16 - приемник,
17 - сушилка, 18 - готовая продукция, 19 - сборник фильтрата

Рис. 6.1 Технологическая схема получения лимонной кислоты из мелассы поверхностным способом (жидкофазная ферментация)

 

Мицелий продуцента либо используют для выделения фермента пектиназы, либо высушивают и поставляют на корм скоту и домашней птице (желательно - в обезвреженном - убитом виде); наконец, он может быть использован, как источник флавинов.

6.2.Глубинный способпроизводства

На современных заводах принято глубинное культивирование гриба, характеризующее более высокой продуктивностью, чем первый процесс. При этом инокулированная среда наливается хорошо аэрируемые ферментеры с перемешиванием и контролем аэрации. Глубинная ферментация возможна в разных вариантах: периодическом с подпиткой и непрерывном.

Процесс получения лимонной кислоты при глубинном культивировании гриба A.niger проводят в ферментаторах объемом 100 м3. В качестве посевного материала используют подросший мицелий, полученный в посевных аппаратах объемом 10 м3.

Раствор мелассы и для посевного, и для производственного ферментаторов готовят также, как и при поверхностном культивировании, только исходный раствор мелассы для глубиной ферментации должен содержать не более 4% сахаров. По ходу ферментации, когда концентрация сахара резко снижается, проводят дробное добавление стерильного мелассного раствора, содержащего 25 – 28% сахаров. Добавляют этот раствор в таком количестве, чтобы концентрация сахаров в ферментаторе составляла 12 – 15%.

В посевной аппарат, заполненный питательной средой, засевают суспензию конидий, которую предварительно выдерживают 5 – 6 часов в термостате при 32 С. Культуру выращивают при 34 – 35 С при постоянном перемешивании и аэрации. В процессе культивирования строго контролируют режим подачи воздуха в ферментатор, расход которого увеличивают к концу ферментации почти в 10 раз. О₂ должен находиться как минимум в концентрации 20 – 25% от насыщения. В период интенсивного вспенивания среды небольшими порциями вводят химический пеногаситель (олеиновую кислоту). Процесс подращивания мицелия заканчивают через 30—36 ч, когда содержание кислот в культуральной жидкости достигает 1—2%. Подросший мицелий передают для засева питательной среды в производственный ферментатор.

Процесс кислотообразования в ферментаторе продолжается 5—7 сут при непрерывной аэрации и температуре 31—32 0С. Расход воздуха постепенно увеличивают с 400 м3/ч в начале процесса до 2200 м3/ч к концу ферментации. Дробную добавку подливного раствора проводят 2—3 раза, поддерживая концентрацию Сахаров, в растворе в пределах 12—15%. Конец процесса определяют по общей кислотности и концентрации сахаров. (Поменять тире)

После окончания процесса ферментации культуральную жидкость нагревают острым паром до 60—65 ⁰С и сливают в сборник, а оттуда подают на вакуум-фильтр для отделения и промывки биомассы мицелия. Промытый мицелий используется как корм для скота. Основной раствор лимонной кислоты вместе с промывными водами передается в химический цех для выделения лимонной кислоты.

Общая технологическая схема получения лимонной кислоты при глубинной ферментации A.niger приведена на рис. 6.3

1 - емкость с мелассой, 2 - приемник мелассы, 3 - весы, 4 - варочный котел, 5 - центробежный насос, 6 - промежуточная емкость, 7 - стерилизующая колонка, 8 - выдерживатель,
9-холодильник, 10 - посевной аппарат, 11 - головной ферментатор, 12 - стерилизующие фильтры, 13 - емкость для хранения мелассы, 14 - промежуточный сборник, 15 - барабанный вакуум-фильтр, 16 - приемник для мицелия, 17 - вакуум-сборник для мицелия, 18 - вакуум-сборник фильтрата культуральной жидкости

 

Рис. 6.2. Технологическая схема получения лимонной кислоты при глубинной ферментации продуцента

Согласно подсчетам глубинный метод экономически выгоден в тех случаях, когда мощность завода превышает 2,5 тыс. тонн лимонной кислоты в год, в противном случае поверхностный метод оказывается предпочтительнее из-за меньших энергозатрат и себестоимости продукции

Отделение мицелия и отмывку от него лимонной кислоты проводят на барабанных вакуум-фильтрах 15 непрерывного действия. Культуральную жидкость из приемного сборника 14 центробежным насосом 5 передают в корыто вакуум-фильтра, где мицелий отделяют. Культуральный раствор собирают в сборнике 18, а мицелий – в сборнике 17. Фильтрат из сборника 14 подают на химическую обработку, а промытый мицелий удаляют. Содержание кислоты в отмытом мицелии не должно превышать 0,2.

В собранной культуральной жидкости содержится смесь органических кислот – лимонная, глюконовая, щавелевая и неиспользованный сахар в примерном соотношении 45-50:3:1:7, то есть лимонная кислота составляет от 80 до 90%. Ее выделяют химическим путем – добавляют к нагретой до 100 ⁰С культуральной жидкости известковое молоко – Са(ОН)₂ или мел – СаСО₃, доводя рН до 6,8-7,0; это количество составляет примерно 2,5-3%; трехзамещённый кальция цитрат, хуже растворимый в горячей воде, чем в холодной, выпадает в осадок вместе с оксалатом кальция (кальция глюконат остается в растворе); осадок отфильтровывают, промывают горячей водой и гидролизуют серной кислотой. Свободная лимонная кислота остается в растворе, а негидролизованный оксалат кальция и образовавшийся гипс – CaSO4 остаются в осадке. Раствор лимонной кислоты очищают, подвергают вакуум-упариванию и кристаллизуют. Кристаллы кислоты высушивают и фасуют.

 

Выпуск

 

Выше было описано получение лимонной кислоты из углеводосодержащего сырья в результате микробиологического синтеза (ферментации) с использованием нетоксикогенных штаммов гриба Aspergillus niger, предназначенную для применения в пищевой промышленности при производстве пищевых продуктов в качестве пищевой добавки Е 330.

Лимонная кислота должна соответствовать показателям, предусмотренным ГОСТ 908 – 2004 (взамен ГОСТ 908 – 79). Это должны быть бесцветные кристаллы или белый порошок, без комков, для кислоты I сорта допускается желтоватый оттенок, вкус кислый, без постороннего привкуса, 2%-ный раствор кислоты в дистиллированной воде должен не иметь запаха, быть прозрачным и не содержать механических примесей, структура – сыпучая, сухая, на ощупь не липкая, без посторонних примесей.

Лимонная кислота выпускается только в упакованном виде: реализуемая через розничную сеть – в мелкой фасовке массой нетто 10 – 100 г; предназначенная для предприятий пищевой и других отраслей промышленности – в крупной фасовке массой нетто 10 – 40 кг. При фасовке допускаются отклонения по массе нетто, не превышающие при массе до 50 г ± 4%, от 50 до 110 г ± 3%. При упаковки кислоты в ящики и мешки допускаются отклонения, не превышающие ± 0,5%.

 

СОДЕРЖАНИЕ

1. Общие сведения и технологические свойства лимонной кислоты

2. Физико-химические свойства

2.1. Физические свойства

2.2. Теплофизические свойства

2.3. Растворимость в воде и органических растворителях

3. Основанные способы производства и сырье

4. Меласса как исходное сырье

4.1. Химический состав свекловичной мелассы

4.2. Заготовка мелассных сред

4.3. Стерилизация мелассных сред

5. Культура Aspergillus niger – продуцент лимонной кислоты

6. Технологическая схема

6.1. Поверхностный способ

6.2. Глубинный способ

7. Выпуск

Список используемой литературы

 

 

 

 

СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГИИ И ПРОМЫШЛЕННОСТИ

 

Реферат

по дисциплине: общая химическая технология
на тему: «Технология получения лимонной кислоты»

 

 

Выполнила: студентка 341 класса

Ткачивская А.С.

Проверила: преподаватель

Храброва Е.А.

 

Севастополь

Список используемой литературы:

1. В.А. Смирнов “Пищевые кислоты (Лимонная, молочная, уксусная)” Москва “Лёгкая пищевая промышленность” 1983

2. Г.К. Лиепиньш,М.Э. Дунце «Сырье и питательные субстраты для промышленной биотехнологии», Рига «ЗИНАТНЕ»1986

3. Р.Я. Карклиньш, Г.К. Лиепиньш «Микробиологический синтерз лимонной кислоты», Рига «ЗИНАТНЕ» 1993

4. К.П.Гапонов «Процессы и аппараты микробиологических производств». Москва, «Легкая и пищевая промышленность», 1981

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЛИМОННОЙ КИСЛОТЫ

В природе это вещество встречается довольно часто, главным образом в незрелых плодах цитрусовых, ананасов, груш, инжира, брусники, клюквы и др. Лимоны и апельсины были главными источниками естественной (растительной) лимонной кислоты, которую производили преимущественно в Италии, где в середине XIX в. начали действовать первые заводы по произ­водству кристаллической лимонной кислоты. Затем аналогичные заводы начали действовать в Калифорнии (США), на Гавай­ских островах и в Вест-Индии.

Для получения лимонной кислоты путем микробного синтеза в лабораторных условиях использовали микромицеты (Aspergillus clavatus, Penicillium luteum, P. citricum, Mucor piriformis, Ustina vulgaris и др.), но для промышленного биосинтеза наиболее подходящим оказался Aspergillus niger. Впоследствии из него было селекционировано множество производственных штаммов для биосинтеза лимонной кислоты из сахарозы.

Многие органические вещества сбраживаются микромицетами и могут быть трансформированы в лимонную кислоту, но максимальный выход получается при биосинтезе из сахарозы или фруктозы. В последнее время успешно завершены эксперименты по биосинтезу лимонной кислоты дрожжами (Candida lipolytica и др.) из парафинов и низших спиртов (этанола) с высоким выхо­дом (80—140%).

Лимонная кислота по объему производства является одним из главных продуктов микробного синтеза. Ее общий выпуск в различных странах достигает 400 тыс. т в год (по данным В. А. Смирнова, 1983). Лимонную кислоту получают в основ­ном из мелассы. Заводы небольшой или средней мощности производят лимонную кислоту поверхностным методом культи­вирования. Глубинный метод экономически выгоден тогда, когда мощность завода превышает 2500 т лимонной кислоты в год.

Лимонную кислоту широко используют в кулинарии и в пи­щевой промышленности для приготовления безалкогольных на­питков, мармелада, вафель, пастилы и др. Лимонная кислота включена в рецептуры некоторых сортов колбас и сыра, ее при­меняют в виноделии, для рафинирования растительных масел, для производства сгущенного молока. С помощью лимонной кислоты сохраняются естественные вкус и аромат при длитель­ном хранении в замороженном состоянии мяса и рыбы.

При умеренном употреблении лимонная кислота стимулирует деятельность поджелудочной железы, возбуждает аппетит, способствует усвоению пищи.

Натриевые соли лимонной кислоты стимулируют вспенивание и механическую устойчивость пен, поэтому лимонную кислоту ценят кулинары, ее также применяют для изготовления шампу­ней и моющих средств. Последнее имеет важное экологическое значение, так как лимонная кислота и ее соли легко поддаются микробиологической деградации при очистке канализационных вод.

 

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Физические свойства

В табл.2.1 дана характеристика некоторых физических свойств лимонной кислоты

Молекулярная Масса	Температура Плавления,0С	Плотность, d420	Удельное вращение,[α]*D	Растворимость при 20 0С, безводного вещества на 100 г воды
192,12		1,6650

Теплофизические свойства

Теплота сгорания лимонной кислоты равна (в кДж/(г-моль)): лимонной безводной 1985,3 и гидратной 1972,3.

Растворение лимонной кислоты в воде сопровождается поглощением тепла и соответственно понижением температуры раствора. За теплоту растворения обычно принимают изменение энтальпии (теплового эффекта), связанное с растворением единицы количества растворяемого вещества в избыточном количестве чистого растворителя, т.е. при бесконечном разбавлении. Под последним практически понимают концентрацию вещества в растворе 0,01 моля и меньше.

При кристаллизации лимонной кислоты теплота выделяется и температура раствора повышается. Экспериментальное определение теплоты кристаллизации встречает затруднение, поэтому за абсолютное ее значение принимают теплоту растворения (изменение энтальпии), но с обратным знаком.