OBTENCIÓN DEL ÁCIDO CÍTRICO POR MEDIO DE ASPERGILLUS NÍGER
La preparación del ácido cítrico consiste, en términos generales, en una fermentación
aeróbica del azúcar, utilizando un cultivo de Aspergillus Níger que es un hongo que
produce como metabolito primario ácido cítrico, por eso en este proceso se usa como
agente fermentador. Luego la posterior purificación, mediante el proceso cal-sulfúrico
y la recuperación final del producto.
Materias Primas
(2)
Melaza o jarabe de Caña de Azucar.
Ácido sulfúrico
Cal viva, Oxido de Calcio, (CaO)
Resinas de Intercambio Iónico.
Amoniaco
Carbón activado.
1.Preparación del sustrato (melaza)
(1,2)
El objetivo de esta primera etapa del proceso es la purificación del jarabe. Se inicia
mezclando el jarabe con agua para diluirlo; una vez diluido se pasa por un filtro de
vacío para eliminar los sólidos suspendidos y las impurezas de la melaza. Luego el
jarabe es pasado por una celda de intercambio iónico para retirar los iones del flujo.
Después el jarabe es sometido a un proceso de pasteurización que consiste en elevar
la temperatura a 105
0C(2)
durante tres minutos y bajarla nuevamente hasta 37
0C(2)
. La
pasteurización se lleva a cabo primero en un calentador de evaporación instantánea,
después se utiliza un circuito de acumulación y un enfriador de jarabe.
2.Fermentación
(1,2)
Una vez pasteurizado, es bombeado al fermentador el cual es un recipiente rígido de
150 m
3(2)
en donde se lleva a cabo la transformación de la sacarosa en ácido cítrico por
medio del Aspergillus
Níger. El Aspergillus
Níger es inoculado en este fermentador.
Se hace el ajuste del pH y se añaden nutrientes (amoniaco NH3, sales de
fermentación). El aire estéril se burbujea dentro del fermentador. Luego de la
fermentación, el flujo es pasado por un filtro rotatorio al vacío para separar el
micelio. La masa conformada por el micelio y el microorganismo muerto se denomina
biomasa o torta y constituye un subproducto o un efluente del proceso.
3.Purificación del ácido cítrico
(2)
El ácido cítrico debe ser separado del micelio, el microorganismo muerto, el azúcar
residual, las proteínas producidas por la fermentación y otras impurezas solubles. Para
lo cual se lleva a cabo el proceso denominado cal-sulfúrico: se basa en tratar el licor
madre con una lachada de la cal (Ca(OH)2 cal apagada)de lo cual se forma citrato de
calcio. Este citrato resultante es lavado y el micelio es filtrado. Posteriormente se
añade ácido sulfúrico para descomponer el citrato de calcio. Por lo tanto en esta etapa
se forma sulfato de calcio el cual es retirado de la solución por medio de un filtro
rotatorio al vacío y se constituye como un desperdicio o como un subproducto del
proceso.
3.1 Celdas primarias de carbón activado
(2)
En estas celdas son removidas las impurezas solubles que producen color a la solución
de Ácido Cítrico y en general sustancias orgánicas contenidas en el licor. Debido que a
lo largo del proceso se añaden sustancias que aumentan la cantidad de iones
contenidos en la solución de acido Cítrico, antes de cristalizarlo hay que retirar estos
iones (Ca
++
y SO
4
=
) para estos se usan celdas de resinas de intercambio iónico.
La corriente alimenta los evaporadores de doble o de triple efecto donde se busca
retirar la mayor cantidad de agua para pasar al cristalizador.
3.2 Cristalización
(1,2)
En este proceso se separan los cristales formados del liquido saturado que se
denomina licor madre. Este licor se recircula a la etapa de intercambio iónico (celdas
de carbón) o al tanque de tratamiento por cal. Los cristales de ácido cítrico húmedos
se redisuelven y se recristalizan al vacío. Luego pasan a la centrifuga en donde es
eliminado el licor madre de los cristales formados.
3.3 Secado
(1,2)
Se realiza en un equipo de lecho fluidizado, que permite retirar humedad hasta
cumplir con las especificaciones.
3.4 Clasificación
(2)
Estos cristales son alimentados a un clasificador con 4 mallas en el interior. Aquí se
separan en tres presentaciones (cristal, granular y granular fino). Es rechazado
cualquier material fuera de los tamaños estándares, es decir, los terrones y el polvillo.
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