Отримання молочної кислоти - технологія харчових кислот і оцту

Харчова молочна кислота є водним розчином молочної кислоти, який отримують ферментацією водневмісткої сировини молочнокислими бактеріями Lactobacillus delbrueckil.

Сировиною для виробництва молочної кислоти служить суміш тростинного цукру-сирцю, рафінадної патоки і бурякової меляси.

Тростинний цукор-сирець містить 99,4. 99,6%%, в тому числі 96.5. 98% сахарози, 0.6. 0.9% редукуючих речовин, 0,7. 1% органічних несахаров.

Рафінадна патока є відходом виробництва цукру-рафінаду. Це в'язка коричнева рідина, що містить не менше 72% СВ, в тому числі 49% сахарози, величина рН не нижче 5,5.

В якості збудника молочнокислого бродіння у виробництві молочної кислоти використовують гомоферментативное термофільні бактерії Lactobacillus dеlbrueekil. Ці бактерії добре зброджують глюкозу, мальтозу, фруктозу, галактозу і сахарозу.

Гомоферментатнвное молочнокисле бродіння може бути представлено наступним рівнянням:

С2Н12О6> 2С3 Н6 О3 + 94 мкДж.

Для успішного культивування L delbrueckii необхідна наявність в сахарсодержащих середовищі амінокислот, вітамінів групи В. біостимуляторів ». З цієї цілі використовують сухі солодові паростки, що містять азотисті речовини. вітаміни і біологічно активні речовини, необхідні для нормальної життєдіяльності молочнокислих бактерій.

Оптимальною температурою для бродіння, що викликається L. delbrucckiL є 48--50 # 63; С, яка створює несприятливі умови для більшості інших мікроорганізмів, забезпечуючи збереження культури молочнокислих бактерій.

Отримання посівного матеріалу. Посівну культуру отримують з чистої культури молочнокислих бактерій у виробничій лабораторії шляхом вирощування на стерильній живильному середовищі з солодового сусла. Вирощування посівної культури в лабораторних умовах включає три стадії тривалістю 20. 24 год кожна при температурі 48. 50 # 63; С Четверту стадію вирощування проводять на стерильній виробничому середовищі. Чисту засевной культуру готують на початку виробництва і при необхідності її заміни. У виробничих умовах посівної культурою служить відбір культуральної рідини з попереднього бродильного апарату.

Мал. 2. Технологічна схема виробництва молочної кислоти

Зброджування живильного середовища. До підготовленої ніпельної середовищі додають засевной культуру молочнокислих бактерій, відібрану з іншого апарату, в кількості 20% місткості бродильного апарату. Бродіння проводять при температурі 48 ... 50 # 63; С

При температурі нижче 45 # 63; С розвивається стороння мікрофлора. Короткочасне підвищення температури понад 55 ° С призводить до зниження активності молочнокислих бактерій.

Для нейтралізації утворюється молочної кислоти в бродильний апарат кілька разів на добу додають стерилізоване крейдяне молоко або подрібнений крейда.

В процесі бродіння молочнокислі бактерії зброджують до 2% цукру в добу, для підтримки концентрації цукру в бродить середовищі 3. 4% в бродильний апарат в кілька прийомів вводять 5% -й розчин цукру-сирцю.

Тривалість бродіння 6. 8 діб. Культуральна рідина в кінці бродіння містить до 15% лактату кальцію і 0,2. 0,5% несброженного цукру.

Очищення культуральної рідини. У культуральної рідини знаходяться тверді домішки: крейда, солодові паростки, а також колоїдні частинки. На першому етапі очищення культуральну рідину обробляють вапняним молоком температурою 70 ... 80 # 63; С, при цьому осідає залізо, коагулюють білки, руйнується незброджений цукор. Дня відділення зважених часток культуральну рідину відстоюють протягом 6. 12 год при температурі вище 48 ° С. Відстояну рідину направляють на фільтрування, отриманий фільтрат подають в кристалізатор.

Кристалізація лактату кальцію. Для очищення лактату кальцію від домішок при отриманні молочної кислоти вищого сорту проводять кристалізацію.

У кристалізаторі відфільтровану культуральну рідину доводятдо температури 30 ° С і вносять приманку у вигляді кристалів лактату кальцію попередньої кристалізації в кількості 6. 7% до маси розчину. В процесі утворення центрів кристалізації і росту кристалів суміш поступово охолоджують. Кінцева температура утфеля не повинна перевищувати 10 "С. Тривалість процесу кристалізації 10. 12 год.

Відділення кристалів лактату кальцію. Кристалічний лактат кальцію відокремлюють на фільтр-пресах або центрифугах і пробелівают холодною водою для видалення поверхневої плівки маточного розчину.

Вихід кристалічного лактату кальцію становить близько 80% від його вмісту в утфелс. Матковий розчин використовують для отримання молочної кислоти II сорту. Для цього проводять розкладання лактату кальцію, відділення гіпсу та освітлення розчину активним вугіллям.

Розкладання лактату кальцію. Кристали лактату кальцію розплавляють паром. Отриманий розчин містить 20. 25% лактату.

Лактат кальцію розкладають сірчаною кислотою з утворенням молочної кислоти і нерозчинного осаду - сульфату кальцію:

У реакторі концентрацію розчину лактату кальцію підвищують до 18% і проводять розкладання при температурі близько 80 # 63; С і 0,5% надлишку сірчаної кислоти.

Молочну кислоту 1 copтa отримують без кристалізації лактату кальцію.

Лактат кальцію, що міститься в очищеної культуральної рідини, розкладають сірчаною кислотою.

Очищення розчину молочної кислоти. Отриманий розчин молочної кислоти необхідно чистити. З'єднання заліза осаджують 20% -м розчином гексаціано- (II) -феррата калію, важкі метали і миш'як - сульфідом барію. Для освітлення розчин молочної кислоти обробляють активним вугіллям. Осад, що утворюється в результаті очищення розчину кислоти, відокремлюють фільтруванням. Для видалення домішок мінеральних речовин, фарбувальних і азотистих з'єднань освітлений розчин кислоти очищають за допомогою іонообміну на катіонітових і аніонітових фільтрах. Отриманий розчин молочної кислоти обробляють гексаціано- (II) -ферратом калію і сульфідом барію. Гіпсовий шлам відокремлюють фільтруванням.

Розчин молочної кислоти освітлюють протягом 30 хв при температурі 80 ° С активним вугіллям, який вносять у кількості 3 ... 4% до маси 40% -й молочної кислоти. Потім відпрацював вугілля відокремлюють фільтруванням.

Випарювання розчину молочної кислоти. Отриманий розчин кислоти випарюють в вакуум-апаратах при залишковому тиску не менше 80 кПа до концентрації, що перевищує 40%.

Розлив молочної кислоти. Готову молочну кислоту розливають в скляні пляшки місткістю 10 л. бочки з поліетилену місткістю 50 л. Скляні бутлі укладають в дерев'яні ящики, заповнені пакувальним матеріалом. Молочну кислоту перевозять усіма видами транспорту з дотриманням відповідних правил.

Молочну кислоту зберігають у тарі виробника в закритих складських приміщеннях протягом 1 року з дня вироблення.

Відповідно до вимог нормативних документів харчову молочну кислоту випускають 40% -й концентрації вищого, I і II сортів. Вона являє собою прозору рідину без каламуті і осаду, з слабкий запахом, специфічним для молочної кислоти, кислого смаку і без стороннього присмаку.

Фізико-хімічні показники якості харчової молочної кислоти