obtención del ácido citrico

8/10/2019 obtención del ácido citrico

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HISTORIA DEL ACIDO CITRICO

• En 1784, Scheedle aisló por primera vez el ácido cítrico en formacristalina a partir del jugo de limones.

• En 1860 comenzó a obtenerse el ácido cítrico de las frutas mediante eluso de sales de calcio. Este proceso tenía un rendimiento muy bajo.Eran necesarias de 30 a 40 toneladas de limones para obtener unatonelada de ácido cítrico.

• Wehmer indicó en 1893 que algunos hongos (especies de Penicillium)podían producir ácido cítrico cuando se desarrollaban en solucionesazucaradas y sales inorgánicas .

• Desde 1920 en adelante fueron desarrollados con éxito procesos de

fermentación, en donde se utiliza generalmente cepas del hongoAspergillus Níger, aunque también han sido empleadas ciertas cepasde levaduras. En 1923, los hermanos Pfizer logran obtener ácido cítricoa partir de Aspergillus Níger y la fermentación del azúcar. Comosustrato se utilizó melazas de remolacha y se está diversificando ensustratos como sacarosa, melazas de caña o jarabe de glucosa.



El ácido cítrico es un ácido orgánico tricarboxílico relativamente

fuerte y muy soluble en agua, con 6 átomos de carbono que estápresente en la mayoría de las frutas, sobre todo en cítricos como ellimón y la naranja. su nombre proviene del latín citrus que significalimón. Su fórmula química es C6H8O7.

El ácido cítrico y sus sales (los citratos) son muy utilizados porque

no son tóxicos, se puede manipular de forma segura, fácil, ademásson biodegradables.

¿QUE ES EL ACIDO CÍTRICO?



DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO

El ácido cítrico, es un sólido translúcido o blanco, inodoro, sabor ácidofuerte pero no desagradable, fluorescente al aire seco. Cristaliza a partirde soluciones acuosas concentradas calientes en forma de grandesprismas rómbicos, con una molécula de agua, la cual pierde cuando secaliente a 100°C, fundiéndose al mismo tiempo.



OBTENCIÓN

El ácido cítrico se obtiene por un proceso de

fermentación. Originalmente se obtenía porextracción física del ácido del zumo de limón. Hoyen día la producción comercial de ácido cítrico serealiza sobre todo por procesos de fermentaciónque utilizan dextrosa o melaza de caña de azúcarcomo materia prima y Aspergillus niger como

organismo de fermentación.

El proceso de obtención tiene varias fases como la preparación delsustrato de melaza, la fermentación aeróbica de la sacarosa por elaspergillus, la separación del ácido cítrico del sustrato por precipitación alañadir hidróxido de calcio o cal apagada para formar citrato de calcio.Después se añade ácido sulfúrico para descomponer el citrato de calcio.La eliminación de impurezas se realiza con carbón activado o resinas deintercambio iónico, se continúa con la cristalización del ácido cítrico, elsecado o deshidratación y el empaquetado del producto.



CONDICIONES AMBIENTALES DE LA FERMENTACIÓN

PH: el empleo de pH bajo favorece la producción de ácido cítrico,suprime la de oxálico, reduce al mínimo el peligro de contaminacionesy facilita la esterilización. El intervalo de pH más satisfactorio es de 1 a2%.

TEMPERATURA: la temperatura óptima para las cepas productoras deácido cítrico se encuentra entre 25°C y 35°C.

AIREACIÓN:la formación de ácido cítrico es un fenómeno deoxidación y por lo tanto, el oxígeno no debe faltar nunca. Para cultivosde superficie, la circulación de aire saturado de humedad debe ser de200 ml de aire por hora y por gramo de micelio. Para procesos amicelio sumergido, la cuba se airea con oxígeno o aire a presión(presión en la cuba, 2 a 3 atm), regulando la velocidad del agitador demanera de disolver más de 100 mg de O2 por litro y por minuto.



OBTENCIÓN DEL ÁCIDO CÍTRICO POR MEDIO DEA SPERGILL US NÍGER

La preparación del ácido cítrico consiste, en términos generales, enuna fermentación aeróbica del azúcar, utilizando un cultivo deAspergillus Níger que es un hongo que produce como metabolitoprimario ácido cítrico, por eso en este proceso se usa como agentefermentador. Luego la posterior purificación, mediante el proceso cal-sulfúrico y la recuperación final del producto.

Materias Primas

• Melaza o jarabe de Caña de Azúcar.• Ácido sulfúrico•

cal apagada• Resinas de Intercambio Iónico.• Amoniaco• Carbón activado.



Materias Primas (Proceso a partir de A sp erg ill u s Níg er )

Melaza o jarabe de Caña de Azúcar

Líquido viscoso de color castaño oscuro que se obtiene comoproducto secundario en la fabricación del azúcar de caña.

las melazas se utilizan también para fabricar alcohol industrial, ácidoacético, ácido cítrico, levaduras y en general para cualquier procesodonde se requiera de un medio de cultivo que sirva como fuente denutrientes para facilitar la germinación, crecimiento y reproducciónde los microorganismos productores de determinado metabolito eneste caso del ácido cítrico.



Ácido sulfúrico

El ácido sulfúrico es un ácido fuerte, muy corrosivo lo cualmayormente se comporta como un agente oxidante.

En el proceso es muy importante porque reacciona con el citrato decalcio y lo hace precipitar en forma de yeso o sulfato cálcico,permitiendo liberar el ácido cítrico presente.

Cal apagada (Ca (OH)2)

El agua de cal, que es una disolución alcalina decal apagada en agua.

En la elaboración de ácido cítrico es usada paraformar citrato de calcio y así poder separar elácido cítrico.



Amoniaco, NH3

Gas de olor picante, incoloro, de fórmula NH3, muy soluble en agua.

En la fermentación de la glucosa con Aspergillus Níger, el amoniacorepresenta una importante fuente de nitrógeno, útil para que se llevea cabo la germinación y crecimiento del hongo.

Carbón activo

Es un mineral usado como secuestrante departículas iónicas de metales, dichas partículas se

producen por medio de las materias primas oreacciones producidas entre ellas y los aditivos;estas se van adhiriendo a la corriente del proceso,causando daños en las propiedades del productofinal: color, apariencia, consistencia, sabor, olor,etc.



OBTENCIÓN DE ÁCIDO CÍTRICO POR ASPERGILLUS NÍGERDIAGRAMA DE BLOQUES



PROCESO DE PRODUCCIÓN

1. Preparación del sustrato (melaza)

El objetivo de esta primera etapa del proceso es la purificacióndel jarabe.

Se inicia mezclando el jarabe con agua para diluirlo; una vezdiluido se pasa por un filtro de vacío para eliminar los sólidossuspendidos y las impurezas de la melaza.

Luego el jarabe es pasado por una celda de intercambio iónicopara retirar los iones del flujo. Después el jarabe es sometido aun proceso de pasteurización que consiste en elevar latemperatura a 105°C durante tres minutos y bajarla nuevamentehasta 37°C.



3. Purificación del ácido cítricoEl ácido cítrico debe ser separado del micelio, el microorganismo muerto,el azúcar residual, las proteínas producidas por la fermentación y otrasimpurezas solubles. Para lo cual se lleva a cabo el proceso denominado

cal-sulfúrico: se basa en tratar el licor madre con una lechada de la cal(Ca(OH)2 cal apagada) de lo cual se forma citrato de calcio. Este citratoresultante es lavado y el micelio es filtrado. Posteriormente se añade ácidosulfúrico para descomponer el citrato de calcio. Y se forma sulfato decalcio el cual es retirado de la solución por medio de un filtro rotatorio alvacío. y se constituye como un desperdicio.

2. FermentaciónUna vez pasteurizado, es bombeado al fermentador, donde se lleva a cabola transformación de la sacarosa en ácido cítrico por medio del AspergillusNíger.

El Aspergillus Níger es inoculado en este fermentador.

Se hace el ajuste del pH y se añaden nutrientes .

Luego de la fermentación, el flujo es pasado por un filtro rotatorio al vacío

para separar el micelio.





6. SecadoSe realiza en un equipo de lecho fluidizado, que permite retirarhumedad hasta cumplir con las especificaciones.

7. ClasificaciónEstos cristales son alimentados a un clasificador con 4 mallas en elinterior. Aquí se separan en tres presentaciones (cristal, granular ygranular fino). Es rechazado cualquier material fuera de los tamañosestándares, es decir, los terrones y el polvillo.

8. EmpaqueLos tamaños anteriormente clasificados son empacados en bolsainterior de polietileno y exterior de polipropileno.



SECTOR USO Y APLICACIÓN

Bebidas Saborizante y regulador del pH; incrementa la efectividad de losconservantes antimicrobianos.

Dulces y Conservas Acidulante y regulador del pH para lograr una óptima gelificación.

Caramelos Acidulante y regulador del pH con el objetivo de alcanzar la máximadureza de los geles.

Verduras procesadas En combinación con ácido ascórbico, previene la oxidación.

Alimentos congeladosAyuda a la acción de los antioxidantes; inactiva enzimas previniendoefectos indeseables; inhibe el deterioro del sabor y color.

Frutas y hortalizasenlatadas

Disminuye el pH; al actuar como quelante: previene la oxidaciónenzimática y la degradación del color, resalta el sabor.

Aceites y grasas Previene la oxidación.

Confitería y repostería Se utiliza como acidulante, resaltador de sabores y para optimizar lascaracterísticas de los geles.Quesos pasteurizadosy procesados En forma de sal, como emulsificante y texturizante.

Lácteos Estimulante en cremas batidas.

Carnes Se utiliza como auxiliar del procesado y modificador de textura.

USOS EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA



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