Технология пищевых кислот и уксуса

Технология пищевых кислот и уксуса

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОИНЖЕНЕРНЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ имени В.П. ГОРЯЧКИНА»

Кафедра: «Теплотехники и энергообеспечения предприятий »

Реферат

На тему: «Технология пищевых кислот и уксуса»

Выполнил: студент 47 группы

Энергетического факультета Ефремов Е.А.

Руководитель: Малин Н.И.

Москва 2013

Содержание

Введение

Технология получения лимонной кислоты

Технология получения молочной кислоты

Технология получение уксуса

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Пищевые кислоты (лимонная, виннокаменная, молочная, яблочная, уксусная и др.) применяются в кондитерской и консервной промышленности, а также в производстве безалкогольных напитков. Допущенные для пищевых целей органические кислоты безвредны для здоровья, в связи с чем применение большинства их количественно не лимитируется. Использование некоторых пищевых кислот ограничивается. Так, яблочная кислота в кондитерских изделиях допускается в количестве не более 1200 мг/кг, ортофосфорная - не более 600 мг/кг, уксусная кислота в маринадах - 600-800 мг/кг и т. д. В санитарном отношении особого внимания требуют не столько сами кислоты, сколько примеси к ним, возможные в процессе производства кислот и использования при этом недостаточно чистых сырьевых источников.

В отношении примесей установлены строгие требования о недопущении или всемерном их ограничении. Особому нормированию и учету подвергаются соли тяжелых металлов (свинца, меди), а также мышьяк, свободные серная и соляная кислоты и другие примеси.

Примесь мышьяка допускается в виннокаменной, лимонной и яблочной кислотах в количестве не более 0,00014%: в молочной, триоксиглута-ровой, уксусной и ортофосфорной примесь мышьяка не допускается. Соли тяжелых металлов допущены в виннокаменной кислоте в количестве не более 0,005%; в остальных пищевых кислотах соли тяжелых металлов не допускаются. Свободная серная кислота допущена в качестве примеси в количестве, не более 0,05% в виннокаменной, лимонной и яблочной кислотах; в остальных пищевых кислотах примесь свободной серной кислоты не допускается. Свободной соляной кислоты в виде примеси может быть не более 0,02% в виннокаменной кислоте; в других пищевых кислотах она не допускается.

Уксусная кислота - наиболее распространенная пищевая кислота,, применяемая в пищевой промышленности, особенно при приготовлении маринованных изделий, овощных заготовок и консервов.

В данной работе мы подробней остановимся на лимонной, молочной и уксусной кислотах.

Пищевые кислоты широко применяют при производстве кондитерских изделий, пище концентратов, консервов и безалкогольных напитков. В промышленности пищевые кислоты получают биохимическими способами с помощью микроорганизмов. При этом углеводы, содержащиеся в сырье, сбраживаются бактериями и плесневыми грибами.

Получение лимонной кислоты

В пищевой промышленности лимонную кислоту используют з производстве кондитерских изделий, безалкогольных напитков и пищеконцентратов. Пищевую лимонную кислоту получают в процессе ферментации сахарсодержащих сред грибом Aspergillus niger.

Для приготовления сахарсодержащих сред используют меласса. Меласса - это отход свеклосахарного производства, который получают при центрифугировании утфеля последней кристаллизации и отделении кристаллов сахарозы. Свекловичная меласса содержит около 80% СВ, в том числе 46...51 % сахарозы, 0,4...1,5% инвертного сахара, 0,5..2 % раффинозы и др. Содержание азотистых веществ в мелассе составляет (0,8...2.7 %, минеральных веществ - 8,5 %. В состав минеральных веществ мелассы входят калий, магний, кальций, фосфор, железо и др. В мелассу входят также витамины группы В (В|, 02, В$), РР, биотин и лр. Свекловичная меласса, используемая в производстве лимонной кислоты, должна содержать: не менее 75 % СВ, 46 % сахарозы, не более 1 % инвертного сахара, 0,7 % оксида кальция, 0,03 % диоксида серы, 0,05 % фосфорного ангидрида. Величина pH должна быть не ниже 6.5.

Кроме свекловичной мелассы в качестве сырья для приготовления сахарсодержащих сред используют мелассу, получаемую при переработке импортного тростникового сахара-сырца. Сырцовая меласса содержит около 80 % СВ, в том числе около 44 % сбраживаемых сахаров, pH около 6,5,

Ферментация сахара осуществляется плесневым грибом A. niger, который хорошо усваивает глюкозу, фруктозу, сахарозу, плохо - галактозу, лактозу. Однако наибольшее количество лимонной кислоты образуется при сбраживании сред, содержащих сахарозу. Оптимальная концентрация сахара в среде 10...15%.

Процесс получения лимонной кислоты при ферментации сахара может быть представлен следующим уравнением:

С₁₂Н₂₂О₁₁ + ЗО₂ -2С₆ H₈О₇ + ЗН₂О.

При лимоннокислом брожении часть сахара расходуется на процессы роста и дыхания гриба.

Одним из важнейших факторов эффективности производства лимонной кислоты является использование соответствующего штамма гриба A, niger. Штаммы гриба должны давать наибольший выход лимонной кислоты, быть устойчивыми к внешним воздействиям. В условиях поверхностного и глубинного способов ферментации используют разные штаммы гриба, удовлетворяющие соответствующим условиям среды.. niger - аэроб, который не может существовать без кислорода, поэтому ему свойствен поверхностный стелющийся рост, однако в условиях достаточной аэрации размножение может происходить глубинным способом.

К числу важных факторов, влияющих на жизнедеятельность Л. niger, относятся также величина pH, температура, влажность, наличие минеральных веществ. Оптимальная температура для образования лимонной кислоты составляет 31...32 °С, для роста и развития гриба - 35...37 °С Величина pH может находиться в пределах от 3,0 до 7,0, в процессе роста гриба и ферментации значение pH культуральной среды меняется. Минеральные вещества необходимы грибам A. niger в процессе роста и лимоннокислого брожения. Для этого применяют гидрофосфат калия KH₂PO₄,(источник калия и фосфора), сульфат цинка, а в ряде случаев - соля мели и кобальта.

Технологическая схема производства лимонной кислоты приведена на рис. 31.1. Основные стадии процесса проходят в специальных производственных помещениях.

Приготовление питательной среды. D состав питательных сред, используемых для ферментации, входят растворы мелассы и минеральных веществ. Все компоненты питательных сред стерилизуют.

Приготовление мелассных сред различной концентрации заключается в растворении мелассы в воде. Затем величину pH полуустойчивыми к внешним воздействиям. В условиях поверхностного и глубинного способов ферментации используют разные штаммы гриба, удовлетворяющие соответствующим условиям среды.. niger - аэроб, который не может существовать без кислорода, поэтому ему свойствен поверхностный стелющийся рост, однако в условиях достаточной аэрации размножение может происходить глубинным способом. К числу важных факторов, влияющих на жизнедеятельность Л. niger, относятся также величина pH, температура, влажность, наличие минеральных веществ. Оптимальная температура для об разования лимонной кислоты составляет 31...32 ˚С, для роста и развития гриба - 35...37 ˚С. Величина pH может находиться в пределах от 3_,0 до 7,0, в процессе роста гриба и ферментации значение pH культуральной среды меняется. Минеральные вещества необходимы грибам A. niger в процессе роста и лимоннокислого брожения. Для этого применяют гидрофосфат калия KH₂PO₄; (источник калия и фосфора), сульфат цинка, а в ряде случаев - соля мели и кобальта.

Технологическая схема производства лимонной кислоты приведена на рис. 31.1. Основные стадии процесса проходят в специальных производственных помещениях.

Рис. 1. Технологическая схема производства лимонной кислоты

Приготовление питательной среды. В состав питательных сред, используемых для ферментации» входит растворы мелассы и минеральных веществ. Все компоненты питательных сред стерилизуют.

Приготовление мелассных сред различной концентрации заключается в растворении мелассы в воде. Затем величину pH полученного раствора доводят до 6,8...7,2 путем добавления серной кислоты или раствора карбоната натрия, после обработки раствор кипятят. Для удаления ионов тяжелых металлов в мелассную среду вносят растворы гексациано-(2)-феррата калия и трилона Б. Далее добавляют растворы солей (ZnSO₄, КН2РО4) и стерильную воду для доведения концентрации среды до необходимой величины.

Получение посевною материала. Посевной материал для глубинной и поверхностной ферментации готовят централизованно. Посевной материал представляет собой конидии Л. niger производственного штамма, обладающие высокими всхожестью и продуктивностью, не содержащие посторонней микрофлоры.

Посевной материал получают размножением конидий на сусло-агаровых фенах в стерильным условиях.

Ферментация. Глубинная ферментация. Способ глубинной ферментации включает выращивание мицелия и основную ферментацию.

Мицелий выращивают в посевном ферментаторе, объем которого составляет 10 % объема основною ферментатора. Ферментатор представляет собой стальной вертикальный цилиндрический сосуд, снабженный водяной рубашкой, устройствами для подачи воздуха и перемешивания культуральной жидкости. К 3%-й мелассной питательной среде температурой 35...36°С добавляют суспензию конидий, которую готовят предварительно за 5...6 ч. смешивая сухие конидии с мелассной средой и выдерживая в термостате при 32 ˚С. Мицелий выращивают при температуре 34…35°С. непрерывном перемешивании и аэрации среды. Количество воздуха, подаваемого для аэрации среды, увеличивают в процессе роста мицелия, после 24...30 ч и до окончания культивирования подают 90... 100 м³/ч. В процессе наращивания периодически осуществляют контроль чистоты культуры. Продолжительность выращивания мицелия 18...28 или 28...36 ч.

Основную ферментацию проводят в ферментаторах вместимостью 50 или 100 м³. Готовят стерильную мелассную питательную среду З%-й концентрации температурой 32...33 °С, из посевного ферментатора поступает подросший мицелий. В тишине первых суток после засева мицелий разрастается, начинается интенсивное брожение, что приводит к снижению содержания стара в фене. Когда содержание сахаре составит 0,4...0‚8 %, в ферментатор подливают концентрированную мелассную среду, содержащую 20…25 % сахара. Обычно в процессе ферментации делают 3...4 подлива. Суммарную концентрацию сахара в исходном объеме среды доводят до 12…13%.

В процессе глубинной ферментации большое внимание уделят аэрации культуральной жидкости, так как грибы нуждаются в постоянном поступлении кислорода. В ферментаторе вместимостью 100 м³ в течение первых суток увеличивают подачу воздуха со 100... 150 до 2200 м³/ч и поддерживают на данном уровне до окончания ферментации.

Температуру среды в процессе брожения поддерживают в пределах 31... 32 °С.

О завершении процесса брожения сулят по изменению величины титруемой кислотности культуральной жидкости. Если титруемая кислотность практически не изменяется в течение 4...8 ч, то брожение заканчивают. При этом культуральную жидкость в ферментаторе нагревают паром до 65…70 °С‚ а затем перекачивают в сборник

Съем лимонной кислоты. т. е. количество. полученное с 1 м³ объема ферментатора за сутки, составляет 8...10кт.

Мицелий отделяют и промывают на вакуум-фильтрах. После отделения культуральной жидкости мицелий промывают горячей водой температурой около 100 °С. Содержание кислоты в отмытом мицелии не должно превышать 0.2 %.

Поверхностная ферментация. Ферментацию проводят в закрытых камерах, на стеллажах которых установлены плоские кюветы прямоугольного сечения. Кюветы изготавливают из алюминия или нержавеющей стали (размеры кюветы: длина 7 м, ширина 1.8, высота 0.2 м).

Необходимую температуру в камере поддерживают с помощью приточно-вытяжной вентиляции.

Кюветы заполняют мелассной питательной средой, содержание сахара в которой 13…16 %, высота слоя среды 12...18 см. Затем проводят посев сухими спорами гриба A. niger.Начальный период процесса, продолжающийся около трех суток, включает рост гриба и формирование пленки мицелия на поверхности среды в кювете. При этом поддерживают температуру 33..34 °С.

В процессе ферментации температуру культуральной жидкости поддерживают на уровне 30…32 °С. Ферментацию завершают, когда в среде остается 2…3% сахара от введенного количества, кислотность достигает около 20%. После окончания брожения сливают культуральную жидкость, под пленку мицелия подливают горячую воду для удаления лимонной кислоты. После промывания мицелий снимают с кювет, а культуральную жидкость и промывную воду направляют на выделение лимонной кислоты.

Способ поверхностной ферментации устарел и значительно уступает глубинному способу. Способ глубинной ферментации позволяет обеспечить более высокую скорость брожения, стерильные условия процесса, сокращает затраты ручного труда.

Получение цитрата кальция. Культуральная жидкость содержит лимонную, глюконовую и щавельную кислоты. Содержание лимонной кислоты от общего содержания кислот составляет при глубинном способе 80...85%. при поверхностном - 97…99 %.

В процессе выделения из культуральной жидкости лимонную кислоту осаждают в виде малорастворимого цитрата кальция. Культуральную жидкость обрабатывают известковым молоком до рН >6 при температуре около 90 °С. Происходит реакция нейтрализации лимонной, глюконовой и щавелевой кислот, в результате образуется осадок цитрата и оксалата кальция. Отделение осадка осуществляют на вакуум-фильтрах. Полученный на фильтре осадок промывают водой температурой не ниже 90 °С.

Разложение цитрата кальция. Промытый осадок обрабатывают серной кислотой в реакторе из кислотоупорной стали. В реакторе из осадка готовят суспензию, концентрация которой обеспечит получение 25%-го раствора лимонной кислоты. Температуру суспензии доводят до 75 °С и добавляют техническую серную кислоту в количестве, обеспечивающем ее избыток в растворе, т.е. 5..10 т/л. При этом происходит экзотермическая реакция разложения цитрата кальция с образованием лимонной кислоты и осадка сульфата кальция, температура реакционной смеси возрастает примерно до 90 °С.

При поддержании таких условий процесса оксалат кальция остается в осадке, так как для его разложения требуется большой избыток серной кислоты.

После разложения цитрата кальция в реактор добавляют 10%-й раствор гексациано-(II)-феррата калия или кальция для осаждения ионов трехвалентного железа, в результате чего образуется осадок берлинской лазури. Для осветления раствора лимонной кислоты вносят активный уголь. Осаждение тяжелых металлов и мышьяка проводят сульфидом бария.

Очистка и выпаривание раствора лимонной кислоты. Осадок отделяют на вакуум-фильтрах, промывают его водой температурой около 90 °С до содержания лимонной кислоты в промывной жидкости не более 0,1 %. Промывную воду смешивают с фильтратом, среднее содержание лимонной кислоты в смеси должно быть не ниже 16%.

Полученный раствор лимонной кислоты выпаривают в вакуум-аппарате при остаточном давлении около 80кПа, что позволяет уменьшить цветность раствора. Конечная плотность раствора составляет 1,26…1,28 г/см3. В процессе выпаривания раствора выпадает осадок сульфата цинка. После выпаривания раствор лимонной кислоты осветляют активным углем в количестве 1,5…2% к массе лимонной кислоты в растворе. Активный уголь и сульфат цинка отделяют фильтрованием.

Осветленный раствор лимонной кислоты поступает на второе выпаривание при остаточном давлении около 80кПа. Раствор концентрируют до плотности l,37…1,38 г/см3, при этом содержание кислоты в растворе составит 69..71 %. Концентрированный раствор фильтруют и подают в кристаллизатор.

Кристаллизация лимонной кислоты. Охлаждение горячего раствора проводят в кристаллизаторе при непрерывном перемешивании. Пересыщение, необходимое для образования центров кристаллизации, достигается при снижении температуры концентрированного раствора. При температуре около 37 °С вносят затравку кристаллов лимонной кислоты в количестве 0,05% к массе раствора. Образование и рост кристаллов происходят при снижении температуры до 8 °С. При этой температуре утфель, который представляет собой смесь кристаллов и маточного раствора, выдерживают в течение 30 мин.

Отделение кристаллов кислоты. Кристаллы отделяют от маточного раствора на центрифугах. Полуденные кристаллы пробеливают - опрыскивают водой температурой не выше 35 °С для удаления пленки маточного раствора на их поверхности. После центрифутирования влажность кристаллов лимонной кислоты составляет 2...3%.

Сушка кристаллов. Кристаллы лимонной кислоты сушат в условиях, обеспечивающих удаление поверхностной влаги и сохранение кристаллизационной воды, для чего используют барабанные или ленточные пневматические сушилки, в которых кристаллы высушивают воздухом при температуре 35 °С

Упаковывание и хранение лимонной кислоты. После сушки кристаллы кислоты охлаждают, просеивают и упаковывают. Лимонную кислоту выпускают в упакованном виде, для реализации через розничную торговлю кислоту фасуют по 10…100 г. в пакеты из полиэтиленовой пленки или этикетировочной бумаги, ламинированной полиэтиленом, или пачки из бумаги с вкладышем.

Лимонную кислоту хранят в закрытых помещениях при относительной влажности воздуха не выше 70%. Срок хранения лимонной кислоты 6 мес. со дня изготовления.

В соответствии с требованиями ГОСТ 908-99 лимонную кислоту вырабатывают следующих сортов: экстра, высший, I с содержанием не менее 99.5% лимонной кислоты в пересчете на моногидрат. Лимонная кислота представляет собой бесцветные кристаллы или белый порошок без комков, для кислоты I сорта допускается желтоватый оттенок. Вкус кислый, без постороннего привкуса, 25%-й раствор кислоты в дистиллированной воде не должен иметь запаха. Содержание золы для сорта экстра не более 0,07 %, для высшего- 0,1, для I-0,35%.

Получение молочной кислоты

Пищевая молочная кислота представляет собой водный раствор молочной кислоты, который получают ферментацией углеводсодержащего сырья молочнокислыми бактериями Lactobacillus delbrueckil.

Сырьем для производства молочной кислоты служит смесь тростникового сахара-сырца, рафинадной патоки и свекловичной мелассы.

Тростниковый сахар-сырец содержит 99,4...99,6% %, в том числе 96.5...98% сахарозы, 0.6...0.9 %редуцирующих веществ, 0,7...1 % органических несахаров.

Рафинадная патока является отходом производства сахара-рафинада. Это вязкая коричневая жидкость, содержащая не менее 72 % СВ, в том числе 49% сахарозы, величина рН не ниже 5,5.

В качестве возбудителя молочнокислого брожения в производстве молочной кислоты используют гомоферментативные термофильные бактерии Lactobacillus dеlbrueekil. Эти бактерии хорошо сбраживают глюкозу, мальтозу, фруктозу, галактозу и сахарозу.

Гомоферментатнвное молочнокислое брожение может быть представлено следующим уравнением:

С₂Н₁₂О₆ →2С₃ Н₆ О₃ + 94 МкДж.

Для успешного культивирования L delbrueckii необходимо наличие в сахарсодержащей среде аминокислот, витаминов группы В. биостимуляторов». С этой целые используют сухие солодовые ростки, содержащие азотистые вещества. витамины и биологически активные вещества, необходимые для нормальной жизнедеятельности молочнокислых бактерий.

Оптимальной температурой для брожения, вызываемого L. delbrucckiL является 48-50 ˚С, которая создает неблагоприятные условия для большинства других микроорганизмов, обеспечивая сохранение культуры молочнокислых бактерий.

Брожение протекает в средах с рН около 5,5 при увеличении рН появляется опасность заражения среды посторонними бактериями. Образующаяся при брожении моловшая кислота угнетает L. delbrueckii, поэтому кислоту, накапливающуюся в процессе ферментации, нейтрализуют мелом. В результате образуется растворимый лактат кальция. Кислотность поддерживают на уровне 0.3...0,4%. Содержание лактата кальция в культуральной жидкости в конце брожения должно составлять 15…16%. Выход молочной кислоты в процессе ферментации составляет в среднем 85...86 % к массе сахара.Технологическая схема производства молочной кислоты приведена на рис. 2.

Подготовка питательной среды. При переработке сахаросодержащего сырья питательную среду готовят непосредственно в бродильном аппарате. Сахар-сырец, мелассу или рафиналную патоку растворяют в водеь полагают среду с содержанием сахара 3...4 %. Раствор нагревают до 70 ˚С и пастеризуют при этой температуре а течение 1ч. Затем раствор охлаждают до 48..50 ˚С и добавляют 15 % солодовых ростков к массе сахара.

Получение посевного материала. Посевную культуру получают из чистой культуры молочнокислых бактерий в производственной лаборатории путем выращивания на стерильной питательной среде из солодового сусла. Выращивание посевной культуры в лабораторных условиях включает три стадии продолжительностью 20...24 ч каждая при температуре 48...50 ˚С Четвертую стадию выращивания проводят на стерильной производственной среде. Чистую засевную культуру готовят в начале производства и при необходимости ее замены. В производственных условиях посевной культурой служит отбор культуральной жидкости из предыдущего бродильного аппарата.

Рис. 2. Технологическая схема производства молочной кислоты

Сбраживание питательной среды. К подготовленной ниппельной среде добавляют засевную культуру молочнокислых бактерий, отобранную из другого аппарата, в количестве 20 % вместимости бродильного аппарата. Брожение проводят при температуре 48…50˚С

При температуре ниже 45 ˚С развивается посторонняя микрофлора. Кратковременное повышение температуры более 55 °С приводит к снижению активности молочнокислых бактерий.

Для нейтрализации образующейся молочной кислоты в бродильный аппарат несколько раз в сутки добавляют стерилизованное меловое молоко или измельченный мел.

В процессе брожения молочнокислые бактерии сбраживают до 2 % сахара в сутки, для поддержания концентрации сахара в бродящей среде 3...4 % в бродильный аппарат в несколько приемов вводят 5%-й раствор сахара-сырца.

Продолжительность брожения 6...8 сут. Культуральная жидкость в конце брожения содержит до 15 % лактата кальция и 0,2...0,5 % несброженного сахара.

Очистка культуральной жидкости. В культуральной жидкости находятся твердые примеси: мел, солодовые ростки, а также коллоидные частицы. На первом этапе очистки культуральную жидкость обрабатывают известковым молоком температурой 70…80˚С, при этом осаждается железо, коагулируют белки, разрушается несброженный сахар. Дня отделения взвешенных частиц культуральную жидкость отстаивают в течение 6...12 ч при температуре выше 48 °С. Отстоявшуюся жидкость направляют на фильтрование, полученный фильтрат подают в кристаллизатор.

Кристаллизация лактата кальция. Для очистки лактата кальция от примесей при получении молочной кислоты высшего сорта проводят кристаллизацию.

В кристаллизаторе отфильтрованную культуральную жидкость доводятдо температуры 30 °С и вносят затравку в виде кристаллов лактата кальция предыдущей кристаллизации в количестве 6...7 % к массе раствора. В процессе образования центров кристаллизации и роста кристаллов смесь постепенно охлаждают. Конечная температура утфеля не должна превышать 10 "С. Продолжительность процесса кристаллизации 10... 12 ч.

Отделение кристаллов лактата кальция. Кристаллический лактат кальция отделяют на фильтр-прессах или центрифугах и пробеливают холодной водой для удаления поверхностной пленки маточного раствора.

Выход кристаллического лактата кальция составляет около 80% от его содержания в утфелс. Маточный раствор используют для получения молочной кислоты II сорта. Для этого проводят разложение лактата кальция, отделение гипса и осветление раствора активным углем.

Разложение лактата кальция. Кристаллы лактата кальция расплавляют паром. Полученный раствор содержит 20...25 % лактата.

Лактат кальция разлагают серной кислотой с образованием молочной кислоты и нерастворимого осадка - сульфата кальция:

Са(С₃Н₅О₃)2 + H2S04 →2С₃Н₆О₃ + CaS0₄.

В реакторе концентрацию раствора лактата кальция повышают до 18% и проводят разложение при температуре около 80 ˚С и 0,5 % избытке серной кислоты.

Молочную кислоту 1 copтa получают без кристаллизации лактата кальция.

Лактат кальция, содержащийся в очищенной культуральной жидкости, разлагают серной кислотой.

Очистка раствора молочной кислоты. Полученный раствор молочной кислоты подвергают очистке. Соединения железа осаждают 20%-м раствором гексациано-(II)-феррата калия, тяжелые металлы и мышьяк - сульфидом бария. Для осветления раствор молочной кислоты обрабатывают активным углем. Осадок, образующийся в результате очистки раствора кислоты, отделяют фильтрованием. Для удаления примесей минеральных веществ, красящих и азотистых соединений осветленный раствор кислоты очищают с помощью ионообмена на катионитовых и анионитовых фильтрах. Полученный раствор молочной кислоты обрабатывают гексациано-(II)-ферратом калия и сульфидом бария. Гипсовый шлам отделяют фильтрованием.

Раствор молочной кислоты осветляют в течение 30 мин при температуре 80 оС активным углем, который вносят в количестве 3…4 % к массе 40%-й молочной кислоты. Затем отработавший уголь отделяют фильтрованием.

Выпаривание раствора молочной кислоты. Полученный раствор кислоты выпаривают в вакуум-аппаратах при остаточном давлении не менее 80 кПа до концентрации, превышающей 40%.

Полученный концентрированный раствор молочной кислоты дополнительно осветляют активным углем, проверяют на полноту разложения лактата, на содержание железа, тяжелых металлов и мышьяка. Раствор кислоты обрабатывают гексациано-(П)-ферратом калия и сульфидом бария. Затем кислоту фильтруют, доводят умягченной водой до стандартной концентрации 40% и выдерживают в течение 2...10 суток.

Розлив молочной кислоты. Готовую молочную кислоту разливают в стеклянные бутыли вместимостью 10 л. бочки из полиэтилена вместимостью 50 л. Стеклянные бутыли укладывают в деревянные ящики, заполненные упаковочным материалом. Молочную кислоту перевозят всеми видами транспорта с соблюдением соответствующих правил.

Молочную кислоту хранят в таре изготовителя в закрытых складских помещениях в течение 1 года со дня выработки.

В соответствии с требованиями нормативных документов пищевую молочную кислоту выпускают 40%-й концентрации высшего, I и II сортов. Она представляет собой прозрачную жидкость без мути и осадка, со слабый запахом, специфическим для молочной кислоты, кислого вкуса и без постороннего привкуса.

Готовая молочная кислота содержит различные продукты дегидратации, которые называются ангидридами. При увеличении концентрации кислоты содержание ангидридов возрастает. Образование ангидридов приводит к снижению кислотности, ухудшает качество кислоты (табл. 1).

Таблица 1

Физико-химические показатели качества пищевой молочной кислоты

В молочной кислоте определяют содержание железа, мышьяка, сульфатов, проводят пробы на наличие бария, солей тяжелых металлов, ферроцианидов, цианистоводородной кислоты, свободной серной кислоты.

Получение уксуса

лимонная молочная кислота уксус

Столовый уксус представляет собой слабый водный раствор уксусной кислоты, получаемый при окислении этанола уксуснокислыми бактериями или при разбавлении уксусной эссенции водой. Уксус используют при изготовлении майонезов, соусов, консервов, а также в качестве приправы.

Основное сырье для производства спиртового уксуса - спирт-сырец из зерна, картофеля или их смеси, ректификованный спирт I сорта. Для выработки фруктового уксуса используют сухие плодово-ягодные виноматериалы.

Ферментация осуществляется уксуснокислыми бактериями Acetobacter aceti.

Окисление этанола уксуснокислыми бактериями можно представить в виде суммарного уравнения

С2Н5ОН + O2 → СН3СООН + Н2O + 487 кДж.

Уксуснокислые бактерии - строгие аэробы, так как уксусная кислота образуется только в присутствии кислорода воздуха. Оптимальная температура для развития бактерий - около 30 оС. Бактерии могут развиваться в среде с рН около 3,0, оптимальными же значениями рН являются 5,4…6,3. Накапливающаяся при ферментации уксусная кислота угнетает клетки бактерий, в результате чего снижается скорость кислотообразования.

Содержание спирта в сбраживаемом сусле 6…10 o6. %. Повышенная концентрация спирта в среде затрудняет развитие уксуснокислых бактерий.

Уксуснокислые бактерии могут окислить уксусную кислоту с образованием диоксида углерода и воды. Этот процесс переокисления происходит, если окислен весь спирт, содержащийся в сбраживаемом сусле. Он приводит к снижению выхода уксусной кислоты. Для предотвращения переокисления ферментацию заканчивают при содержании 0,2...0,3 об. % неокисленного спирта в сброженном сусле.

В питательной среде должны находиться сахара, минеральные соли, содержащие дзот, фосфор, серу, калий и магний.

Технологическая схема производства столового уксуса циркуляционным способом приведена на рис. 3.

Рис.3. Технологическая схема производства столового уксуса циркуляционным способом

Сусло для ферментации готовят из спирта, воды и добавок, обеспечивающих развитие бактерий. С этой целью в сусло вносят минеральные соли (сульфат аммония, диаммоннийфосфат, гидрофосфат калия, суперфосфат), сахара (техническая глюкоза, крахмальная патока, солодовое сусло).

Ферментацию проводят в генераторах-окислителях, изготовленных из дерева, керамики, нержавеющей стали и других кислотоустойчивых материалов.

Для увеличения площади поверхности окислительного взаимодействия в генератор вводят наполнитель - стружку из бука, граба, березы. Уксуснокислые бактерии закрепляются на поверхности стружек.

Стружку орошают подготовленным суслом, бактерии окисляют спирт в уксусную кислоту. Из сборника сусло с помощью насоса через теплообменник повторно перекачивают в ороситель. Оптимальная температура для интенсивного кислотообразования в верхней часта генератора 28…32 ˚C, в нижней - 32...З6 ˚С. Процесс ферментации продолжается 4…5 сут., накопление уксусной кислоты составляет 9...10%. Высокая производительность генератора обеспечивается необходимой аэрацией среды. Полученный уксус сливают, оставляя в генераторе небольшое его количество, и начинают следующий цикл. В генератор-окислитель подают приготовленное сусло.

Подученный уксус осветляют, для этого его обрабатывают оклеивающими материалами (желатин, рыбий клей) и активным углем. Образующийся осадок отделяют фильтрованием.

Для улучшения вкуса и запаха уксус выдерживают в дубовых бочках.

Стандартную кислотность пищевого уксуса получают, разбавляя его водой до требуемой концентрации уксусной кислоты.

Готовый уксус пастеризуют для получения продукта, стойкого при хранении. Уксус разливают для розничной продажи в бутылки, а для использования в промышленности - в бочки и бутыли.

В зависимости от вида сырья и содержания уксусной кислоты получают пищевой спиртовой уксус 6, 9, 12%-й концентрации и фруктовый 6%-й.

Уксус должен быть прозрачным, без мути, осадка, слизи, посторонних включений. Запах и вкус соответствуют виду уксуса. Фруктовый уксус может иметь слабый запах исходного сырья без посторонних запахов и привкусов.

Наличие свободных минеральных кислот и солей тяжелых металлов в уксусе не допускается.

Уксус хранят в хорошо вентилируемых помещениях при температуре от 0 до 20 ˚С и относительной влажности воздуха 75…80%. Срок хранения в бутылках: 6%-го - 6 мес., 9%-го и 12%-го - 12, фруктового - 3 мес.

Заключение

Органические кислоты содержатся во всех пищевых продуктах, придавая им специфический вкус и аромат. Во многих свежих плодах и ягодах содержится целый набор органических кислот (как правило, это яблочная, лимонная, виннокаменна кислоты). В других продуктах органические кислоты образуются в процессе технологической обработки (при созреваниитеста, при квашении овощей, при брожении и формировании айн и т. д.). При этом они выполняют роль вкусовых, а иногда и бактерицидных веществ (например, молочная кислота в квашениях). Пищевые органические кислоты можно получать путем синтеза (например, микробиологического) и затем добавлять их в кондитерские изделия, напитки и другие продукты для улучшения их вкуса и аромата. Органические кислоты являются биологически активнымивеществами, участвуют в окислительно-восстановительных процессах, происходящих в живом организме. Содержание органических кислот в плодах, ягодах и овощах от 0,5 до 3%. Суточная потребность организма человека в них около 2 г.

Список используемой литературе:

1.   Технология пищевых производств /Под. Ред. Л.П. Ковальской.- М.: Колос, 1997

2.       Технология пищевых производств /Под. Ред. А.П. Нечаева- М.: Колос, 2005

.        http://www.findpatent.ru/patent/217/2175014.html