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 می&zwnj شود. 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 زمینه&zwnj های مختلف دارند.
1-1) پیشینه:
این اسید اولین بار در سال 1784 توسط Scheel از آبلیمو جداسازی و کریستالیه شد. اولین بار به طور تجاری در سال 1826 توسط John و Edmond sturge در انگلستان تولید گردید. در سال 1869 در انگلستان از کلسیم سیتریت وارده در ایتالیا تهیه گردید. سیترات کلسیم را یک کارتل دولتی ایتالیا به نرخ بالایی فروخته بود. این قیمت بالا توسعة خرید سیترات کلسیم و تولید اسید سیتریک را به تعویق انداخت. در سال 1880 اسید سیرتیک توسط Adam و Grimux سنتز شد. از آن زمان تا حال روشهای سنتزی متعددی ارائه شده&zwnj اند که هیچ کدام به تولید صنعتی نرسیده&zwnj اند و دلیل آن بازدهی کم و عدم توجیه اقتصادی این روشها نسبت به سایر روشهای تولید است. شروع تولید اسید سیتریک به روش تخمیر به سال 1893 بر می گردد. زمانی که wehmer (گیاه&zwnj شناسی آلمانی) تشخیص داد که اسید سیتریک متابولیت کپکهای سیترومایسس ففریا نیز (citromyces pfefferionis) و سیترومایسس گلابر (glaber) است.
کوشش های زیاد wehmer برای تولید اسید سیتریک ناموفق بوده&zwnj اند تا اینکه کوری در سال 1917 تولید انبوه اسید سیتریک به روش تخمیر سطحی را با آسپرژیلوس نایجر پایه&zwnj گذاری کرد. بعداً کوری به چاس فیرز پیوست و در سال 1923 کارخانة تولید اسید سیتریک به روش جدید را راه&zwnj اندازی کردند. این تخمیر با رشد میکروارگانیسم به صورت کشت سطحی همراه بود. تولید میکروبی اسید سیتریک با روش کشت سطحی ادامه یافت تا اینکه اولین بار در سال 1951 فرآیند تخمیر غوطه&zwnj وری پیشرفته در ایالت متحده امریکا توسعه داده شد. ابداع این فرآیند تحول عمده ای در تولید اسید سیتریک ایجاد کرد.
از سال 1965 به بعد پیشرفت به سمت معرفی فرآیندهایی بود که در آن زمان از مخمرهای خاصی برای تولید اسید سیتریک استفاده شد. در این فرآیندها ابتدا از کربوهیدراتها و سپس از آلکانهای نرمال استفاده می&zwnj شد. البته زمانی که هیدروکربنها به عنوان مادة خام استفاده می شدند، محصولات نفتی ارزان بودند و طبیعتاً تولید اسید در آن شرایط از نظر اقتصادی مقرون به صرفه بود به طوری که چاس فیرز پس از یک دوره استفاده از هیدروکربن به سمت استفاده از کربوهیدراتها تغییر جهت داد. علاوه بر این، شرکت Liquichimica در ایتالیای جنوبی کارخانة دیگری با ظرفیت تولید سالیانه 50 تن سیتر ات سدیم از آلکانهای نرمال، تأسیس کر د که پس از دورة کوتاهی تعطیل شد. علاوه بر دو روش تخمیر سطحی و غوطه&zwnj ور، روش کشت حالت جامد نیز برای تولید اسید سیتریک قابل استفاده است. از این روش بیشتر در کشورهای آسیایی جنوب شرقی استفاده می شود. به طوری که هم اکنون 20% اسید سیتریک مصرفی ژاپن از این روش تولید می شود. در سه دهه اخیر تمایل فزاینده&zwnj ای برای استفاده از مواد خام جامد و کم ارزش صورت گرفته است.
دیباچه1
فصل اول: شناخت کلی اسید سیتریک 2
مقدمه3
1-1) پیشینه4
1-2) سوبستراهای استفاده شده بای تولید اسید سیتریک6
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) نمکها20
1-7-2) استرها21
فصل دوم: بیوشیمی تخمیر و متابولیسم تولید اسید سیتریک 23
2-1) بیوشیمی تخمیر24
2-2) بیو شیمی تخمیر24
2-2-1) تشکیل اسید سیتریک از پیرووات27
فصل سوم: روشهای تولید اسید سیتریک 31
3-1) M.O های مولد اسید سیتریک32
3-1-1) مخمرها33
3-1-2) آسپرژیلوس نایجر33
3-1-2-1) روش جداسازی سویه A.niger مولد اسید سیتریک 34
3-1-2-2) شناسایی اختصاصی A.niger35
3-2) روش کشت سطحی 37
3-3) روش کشت غوطه&zwnj ور 37
3-4) تخمیر در بستر جامد38
3-4-1) روش تخمیر کوجی38
3-5) تأثیر شرایط محیطی بر تولید اسید سیتریک 39
3-5-1) شرایط تغذیه&zwnj ای A.niger 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 جامد (SSF) 42
4-1) تعریف کشت حالت جامد43
4-2) تفاوتهای اساسی بین کشت حالت جامد و کشت غوطه ور44
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 جامد48
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 52
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 سلولز55
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 خالص&zwnj سازی اسید سیتریک 64
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 اسید70
6-2) خالص سازی اسید سیتریک 71
فصل هفتم: بررسی جنبة اقتصادی 73
7-1) کشورهای عمدة&zwnj 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
شامل 90 صفحه فایل word
