سیما فایل دانلود نمونه سوال , دانلود پروژه
مقاله تولید اسید سیتریک از کاه گندم به روش تخمیر حالت جامد

عالی

docx 1395 آذر 18 حجم : 3 مگابایت صفحات : 839000 تومان خرید و دانلود

مقاله تولید اسید سیتریک از کاه گندم به روش تخمیر حالت جامد

ابتدا روش بستر جامد برای تولید آن استفاده می‌شد ولی به تدریج روش غوطه وری جایگزین روشهای قبلی شد زیرا در روش غوطه‌وری کنترل بهتر و آسانتر صورت گرفته و نیز شرایط کار بهتر و راندمان بیشتر می‌باشد. مجدداً پس از طی چند دهه روش بستر جامد برای تولید این اسید به دلیل امکان استفاده از ضایعات فراوان و ارزان کشاورزی به عنوان سوبسترا رواج یافت. به هر حال در سالهای اخیر تلاشهای فراوانی برای اصلاح گونه‌های میکروبی مولد اسید سیتریک مخصوصاً آسپرژیلوس نایجر صورت گرفته و از جهت افزایش راندمان تولید و استخراج اسید نیز مورد توجه بوده است.

مقاله تولید اسید سیتریک از کاه گندم به روش تخمیر حالت جامد

دیباچه 1

فصل اول: شناخت کلی اسید سیتریک 

مقدمه 3

1-1) پیشینه 4

1-2) سوبستراهای استفاده شده بای تولید اسید سیتریک 6

1-3)  خواص فیزیکی اسید سیتریک 7

1-4) خواص شیمیایی اسید سیتریک 11

1-5) منابع طبیعی اسید سیتریک 13

1-6) کاربرد اسید سیتریک 15

1-7) مشتقات اسید سیتریک 20

1-7-1) نمکها 20

1-7-2) استرها 21

فصل دوم: بیوشیمی تخمیر و متابولیسم تولید اسید سیتریک 

2-1) بیوشیمی تخمیر 24

2-2) بیو شیمی تخمیر 24

2-2-1) تشکیل اسید سیتریک از پیرووات 27

فصل سوم: روشهای تولید اسید سیتریک 

3-1) MO های مولد اسید سیتریک 32

3-1-1) مخمرها 33

3-1-2) آسپرژیلوس نایجر 33

3-1-2-1) روش جداسازی سویه Aniger مولد اسید سیتریک 34

3-1-2-2) شناسایی اختصاصی Aniger 35

3-2) روش کشت سطحی 37

3-3) روش کشت غوطه‌ور 37

3-4) تخمیر در بستر جامد 38

3-4-1) روش تخمیر کوجی 38

3-5) تأثیر شرایط محیطی بر تولید اسید سیتریک 39

3-5-1) شرایط تغذیه‌ای Aniger 39

3-5-2) تأثیر فلزات trace در تولید اسید سیتریک 40

3-5-3) تأثیر نیتروژن و فسفر در تولید اسید سیتریک 40

3-5-4) تأثیر متانول در تولید اسید سیتریک 41

فصل چهارم: تخمیر در بستر جامدSSF

4-1) تعریف کشت حالت جامد 43

4-2) تفاوتهای اساسی بین کشت حالت جامد و کشت غوطه ور 44

4-3) مقایسة کشت حالت جامد با سایر فرآیندهای تخمیری 46

4-4) مزایایی سیستم کشت حالت جامد 48

4-5) معایب سیستم کشت حالت جامد 48

4-6) مراحل اصلی فرآیند کشت حالت جامد 49

4-7) پارامترهای مؤثر بر فرایند SSF در تولید اسید سیتریک 50

فصل پنجم: کاه گندم 

5-1) تعریف کاه و ویژگیهای ساختاری 53

5-1-1) کربوهیدراتهای ساختمانی 54

5-1-1-1) سلولز 54

5-1-1-2) همی سلولز 55

5-1-1-2) لیگنین 55

5-2) ترکیب شیمیایی کاه گندم 59

5-3) پیش تیمار (Pretreatment) کاه گندم 59

5-3-1) روشهای فیزیکی پیش تیمار کاه گندم 60

5-3-1-1) پیش تیمار کاه گندم با بخار 60

5-3-2) روشهای شیمیایی پیش تیمار کاه گندم 61

5-3-2-1) پیش تیمار کاه با اوره 63

5-3-3) پیش تیمار بیولوژیکی کاه گندم 63

فصل ششم: جداسازی و خالص‌سازی اسید سیتریک 

6-1) استخراج اسید سیتریک 65

6-1-1) فروشویی (Leaching) 65

6-1-2) روش رسوبگیری 66

6-1-3) روش استفاده از استخراج با حلال 68

6-1-4) روش استفاده از غشاء 69

6-1-5) مقایسه بین روشهای مختلف جداسازی اسید 70

6-2) خالص سازی اسید سیتریک 71

فصل هفتم: بررسی جنبة اقتصادی 

7-1) کشورهای عمدة‌ تولید کننده و مصرف کنندة محصول 74

7-2) اهمیت اقتصادی طرح 74

7-3) میزان واردات اسید سیتریک 75

7-4) واحدهای تولیدی و واحدهای در دست اجرای اسید سیتریک 78

منابع مورد استفاده 81

مقدمه

اسید سیتریک یک تری کربوکسیلیک اسید 6 کربنه با فرمول ساختمانی زیر است:نام شیمیایی آن، 2- هیدروکسی 1 و 2 و 3 پروپان تری کربوکسیلیک اسید است.

فرمول شیمیایی:  

اسید سیتریک جزء طبیعی و متابولیت مشترک گیاهان و حیوانات است و به صورت خیلی  گسترده در صنایع غذایی، نوشیدنی و دارویی و غیره استفاده می‌شود. به علت دارا بودن گروههای عاملی مختلف و قابلیت زیست تخریب پذیری، اسید سیتریک و نمکهای آن (عمدتاً Na و K ) کاربردهای صنعتی خیلی زیاد در زمینه‌های مختلف دارند.

کاربرد اسید سیتریک

همانطور که اشاره شد، اسید سیتریک به دو شکل بدون آب و یک آبه تولید می شود. دمای انتقال بین دو فر م  است. شکل بدون آب توسط کریستالیزاسیون از محلولهای آبی داغ بدست می‌آید، در حالیکه شکل یک آبه توسط کریستالیزاسیون در دمای کمتر از  بدست می آید. هر دو صورت در صنعت مصرف می شوند. میزان کاربردهای اسید سیتریک در صنایع مختلف عبارتند از : غذا، شیرینی و نوشابه‌سازی 75% ، داروسازی 10% و سایر صنایع 15% و در غذا، شیرینی و نوشابه‌سازی  بیشتر مصرف داشته و به طور وسیع برای ترشی کردن فرآورده‌های غذایی استفاده می‌شود. میزان استفاده از آن به عنوان پایدار کننده روغنها و چربیها منجر می‌شود. از محلول اسید سیتریک در تمیز کردن بویلرهای ایستگاه قدرت و تجهیزات مشابه استفاده می‌شود. جایی که در شوینده‌ها روی فسفات محدودیت وجود دارد، تری سدیم سیترات در تمیز کننده‌های ویژه و آبهای سخت جایگزین می شود. سیترات آمونیوم آهن هنوز در درمان  کم خونی استفاده می‌شود، اگر چه سایر نمکهای آهن به طور فزاینده‌ای ترجیح دارند. مخلوطی از اسید سیتریک و نمکهای آن دارای ظرفیت بافری خوبی هستند و بوفور در داروسازی، صنایع غذایی و آرایشی استفاده می‌شوند. برای حذف دی اکسید گوگرد خارج شده از دودکش ایستگاههای قدرت پیشنهاد شده از اسید سیتریک استفاده شود. محلول بافری شامل نمک سیترات به عنوان یک عامل ضدعفونی کننده مورد استفاده قرار می گیرد. استرهای اسید سیتریک حاصل از واکنش با طیف وسیعی از الکلها شناخته شده‌اند. بویژه استرهای تری اتیل، تری بوتیل و استیل تری بوتیل به عنوان نرم‌کننده‌های غیرسمی در روکشهای پلاستیکی برای محافظت مواد غذایی استفاده می شود.

از کاربردهای دیگر اسید سیتریک می توان به موارد ذیل اشاره نمود:

1- نوشابه های الکلی و شربتها:

اسید سیتریک به دلیل طعم ترش مطبوع، کمک به جوشش و کربناسیون به عنوان نگاهدارنده در شربتها و نوشابه‌ها مورد استفاده قرار می گیرد. این اسید همچنین سبب جدا شدن فلزات که ایجاد تیرگی نموده و سبب تسریع فساد و رنگ و طعم می شوند، می‌گردد.

2- عصاره میوه‌جات و سبزیجات:

به طور کلی مقادیر پایین PH، یک اثر حفاظتی بر روی پیگمانهای آب میوه جات اعمال می نماید. وجود اسید سیتریک در عصاره میوه‌جات و سبزیجات و نهایتاً افت PH سبب افزایش مقاومت در برابر فساد می گردد. در آب گوجه فرنگی توسط افزودن اسید سیتریک به میزان %0.1 از رشد میکروارگانیسمهای flatsour که سبب از بین رفتن طعم می گردند، جلوگیری می شود. همچنین طعم طبیعی عصاره گریب فروت و سایر میوه‌جات به علت طعم ترش و مطبوعی که اسید سیتریک ایجاد می کند، تشدید می شود.

3- شیرینی جات:

اسید سیتریک به منظور تشدید طعم میوه‌های مختلف مانند توت فرنگی، شاتوت و انگور در شیرینی پزی و بخصوص آبنبات‌سازی استفاده می شود. در موارد بسیاری به علت حلالیت کم ساکیارز نسبت به قندهای احیاء بهتر است که ساکارز  به دو قند ساده دکستروز و Lerulose هیدرولیز شود. اضافه نمودن اسید سیتریک در خلال فرآیند پخت سبب هیدرولیز ساکارز  به قندهای ساده که به آسانی کریستال نمی‌شوند، می‌گردد.

4- دسرها:

در صنعت دسرهای ژلاتینی، کنترل PH از اهمیت  خاصی برخودار می‌باشد. زیرا که کیفیت ژلاتین تابع مقادیر PH است. اسید سیتریک نه تنها PH را در اپتیمم مقدار خود یعنی 2-3.5 تنظیم می‌نماید، بلکه طعم مطبوعی ایجاد می نماید. حلالیت بالا و غیرسمی بودن اسید سیتریک نیز در این صنعت اهمیت بسیار زیاد دارد.

5- ژله و مرباجات:

اسید سیتریک، PH ژله‌ها و مرباجات را به نحوی تنظیم می نماید که پکتین بتواند به خوبی عمل نماید. اضافه نمودن اسید سیتریک پس از تغلیظ نمودن مخلوط پخته شده قند، پکتین و عصاره ژله صورت می گیرد. مقدار اسید سیتریک مصرفی بسته به نوع و خصوصیات پکتین متفاوت است.

6- میوه‌جات منجمد:

اکسیداسیون مواد تولید کننده رنگ مانند کاتکولز (Catechols) سبب بیرنگی میوه‌جات می گردد. هر چند اسید اسکوربیک که به طور طبیعی در میوه‌جات موجود است، به عنوان آنتی اکسیدانت عمل می نماید. لیکن اثر حفاظتی آن تا زمانی است که توسط آنزیمهای میوه از بین نرود. البته برای رفع این مسأله می‌توان از عمل blanching (از بین بردن آنزیمها توسط حرارت) استفاده نمود ولی این فرآیند سبب ایجاد طعم پختگی در میوه ها می شود که این طعم در محصولاتی که به صورت تازه منجمد می شوند، مطلوب نیست. از طرفی وجود فلزات trace از قبیل مس و آهن نیز فساد اسید اسکوربیک را سرعت می بخشد که در این مورد blan ching هیچ تأثیری روی حضور این فلزات ندارد.

اسید سیتریک به دو منظور در بسته‌بندی کردن میوه‌جات منجمد بکار می رود. اول آنکه چون عمل پوست‌گیری، معمولاً توسط مواد قلیایی صورت می گیرد، پس از شستشوی کامل میوه با آب باقیماندة قلیا توسط قرار دادن میوه‌جات سبزیجات و در محلول %1-2 اسید سیتریک خنثی می‌گردد. در غیر این صورت قلیایی باقیمانده، اسید اسکوربیک را از بین می برد. اسید سیتریک با کاهش PH و در نتیجه غیرفعال نمودن آنزیمهای اکسید کننده ، ثبات اسید اسکوربیک و همچنین شرایط پایداری را فراهم می ‌سازد. علاوه بر این با قرار دادن میوه‌جات و سبزیجات در محلول اسید سیتریک، نابودی اسید اسکوربیک توسط فلزات trace به تعویق می افتد. ضمناً با اضافه نمودن اسید سیتریک به همراه اسید دی ریتروبیک و یا سدیم دی اریتروبات به محصولاتی از قبیل هلو، گلابی، گیلاس و معجون میوه‌جات از تغییرات نامطلوب طعم و رنگ ناشی از اکسیداسیون، جلوگیری می شود. اسید سیتریک فلزاتی را که سبب تسریع اکسیداسیون می شوند، به صورت کمپلکس در می ‌آورد که به این ترتیب بی رنگ شدن به تعویق افتاده و طعم ویتامینهای طبیعی حفظ می‌شود.

7- صنایع دارویی:

اسید سیتریک در تهیة مواد دارویی به عنوان ایجاد کننده و تشدید کنندة طعم شربتها و محلولها بکار می‌رود. اسید سیتریک همراه با بی کربنات سدیم هنگام انحلال در آب ایجاد گاز کربنیک می نماید که از این خاصیت اسید در تهیة قرصها و پودرهای جوشان استفاده می گردد. در تهیة‌ این قرصها و پودرها در اشل صنعتی از نمکهای اسید سیتریک از قبیل سیترات سدیم و سیترات پتاسیم نیز استفاده می‌شود.

8- لوازم آرایشی:

اسید سیتریک در صنایع آرایشی نیز مورد استعمال زیادی دارد. شستشوی موی سر با آب حاوی مقداری اسید سیتریک، باعث براق شدن آن می گردد. اسید سیتریک در لوسیونهای مخصوص پوستهای چرب که دارای منافذ بزرگ می باشند و همچنین در لوسیونهای سفید کننده پوست به عنوان تنظیم کنندة PH بکار می رود.

9- شستشوی فلزات:

اسید سیتریک با از بین بردن رنگ، جرم و لکه از سطوح فلزی، درخشندگی آنها را سبب می ‌شود. به منظور تأثیر بیشتر این اسید ابتدا با ذرات گریس، روغن و گرد  غبار از سطوح فلزی زدوده شود. این عمل توسط حلالهای آلی، امولسیونها و یا محلولهای قلیایی صورت می‌پذیرد. در فرمولاسیون اغلب شفاف کننده‌های آلومینیوم، اسید سیتریک نیز وجود دارد.

10- حذف جرم و رنگ:

در اوایل سال 1913 کشف شد که محلولهای آمونیاکی داغ اسید سیتریک در از بین بردن زنگ از وسایل آهنی بسیار مؤثر است. با اضافه نمودن یک پوند هیدروکسید آمونیوم 4/29% به 66/1 پوند اسید سیتریک بدون آب در حضور مقدار مناسب آب، یک حلال شستشوی آماده برای مصرف بدست می‌آید. البته در دمای بیشتر از  این حلال مؤثرتر است. این محلول گذشته از عمل پاک کنندگی مؤثر آن به دلیل غیرسمی بودن از امتیاز خاصی برخوردار است و شخص با استفاده از این محول، در معرض خطرات ناشی از استفاده از ترکیبات دیگر قرار نمی‌گیرد.

11- شستشوی شیمیایی:

استفاده از اسید سیتریک در پاک کننده‌های شیمیایی در سالهای اخیر افزایش یافته است ژنراتورهای بخار با فشار زیاد، شامل قسمتهای مختلف هستند که از مواد austenitic ساخته شده‌اند. از آنجاییکه این مواد نسبت به شستشو با اسیدهای کلردار بسیار حساس می باشند، شستشوی آنها توسط محلول اسید سیتریک جهت تمیز نمودن تجهیزات شیمیایی و راکتورهای اتمی و وسایلی نظیر اینها نیز بکار می رود. پرداخت فلزات بوسیلة جریان برق، آب مس کاری، بازیابی ثانویه نفت، چاپ و موارد متفرقه.اسید سیتریک نقطة شروع تولید انواع استرها، نیتراتهای سدیم، آمونیوم، کلسیم، یون فریک منیزیم، پتاسیم، منگنز و استرانسیم است.

مقاله تولید اسید سیتریک از کاه گندم به روش تخمیر حالت جامد
دریافت شماره تلفن همراه صرفا جهت پشتیبانی می باشد و برای تبلیغات استفاده نمیشود.
تمامی حقوق وب سایت برای سیمافایل محفوظ می باشد . ©
خرید هاست