چگونه از ضایعات کشاورزی اسید سیتریک تولید می شود؟

چگونه از ضایعات کشاورزی اسید سیتریک تولید می شود؟

بسیاری از اسیدهای آلی مانند اسید سیتریک، اسید لاکتیک، اسید ایتونیونیک و اسید سوکسینیک محصول میکروبی بسیار مهم هستند. با این حال، در میان اینها اسید سیتریک به دلیل سمیت کم بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. اسید سیتریک (CA) را می توان از طریق فرآیندهای شیمیایی تولید کرد، اما فرآیندهای میکروبیولوژیکی با استفاده از A. niger هنوز مورد استفاده در تولید تجاری است. اگرچه بسیاری از میکروارگانیسم ها برای تولید اسید سیتریک مورد ارزیابی قرار گرفته اند، با این حال، قارچ A. nigger به دلیل عملکرد بهتر تولید نسبت به سایر میکروارگانیسم ها برای سنتز تجاری اسید سیتریک از سایر میکروارگانیسم ها برتر است. کار با آن آسان است، می تواند مواد اولیه ارزان قیمت را تخمیر کند و بازده بالایی را به همراه آورد. ما قصد داریم شما را با چگونگی تولید اسید سیتریک از ضایعات کشاورزی آشنا کنیم.

تولید میکروبی اسید سیتریک از طریق تخمیر حالت جامد روشی است، که با زباله های کشاورزی و صنعتی، اسید سیتریک تولید می شود.

اسید سیتریک را می توان از منابع طبیعی (به عنوان مثال لیمو، لیموترش و پرتقال) یا منابع مصنوعی (به عنوان مثال واکنش شیمیایی و تخمیر میکروبی) به دست آورد.

تولید اسید سیتریک از ضایعات کشاورزی

امروزه توجه چشمگیری به استفاده کارآمد از زباله و مدیریت آن معطوف شده است. تعدادی از ارزش افزوده به زباله های کشاورزی برای این منظور با هدف کاهش زباله های زیست محیطی، کنترل آلودگی و حمایت از مفهوم بازیافت مورد ارزیابی قرار می گیرد. باقیمانده زباله های کشاورزی مشترک مانند کاساوا، باقیمانده سیب زمینی، پوست موز، باگاس، زباله آناناس، سیب، سویا، سبوس گندم، پوست میوه کیوی، چوب مرکبات، نیشکر به عنوان ماده اولیه برای سنتز اسید سیتریک مورد بهره برداری قرار گرفته است. استفاده از مواد اولیه ارزان و پسماند زباله های کشاورزی به عنوان منبع کربن برای تولید اسید سیتریک در بخش صنعت فراهم شده است.

برای تشویق مدیریت مواد زائد، اثربخشی هزینه، کاهش هزینه ها و عملکرد کارآمد و خروجی از این روش ها استفاده می شود.

در شرایط بهینه، روند کار باید طی ۴ روز به پایان برسد. مهمترین مزیت تخمیر حالت جامد، عملکرد برتر آن و توانایی استفاده از باقیمانده های کشاورزی و ارزان قیمت و به طور گسترده ای در دسترس به عنوان بسترهای تولید زیستی است. به آب کمتری نیاز دارد و هزینه عملیاتی کمتری دارد و به تجهیزات پیچیده ای نیاز ندارد. نیازی به پیش تصفیه وجود ندارد، زیرا این سیستم نسبت به حضور عناصر کمیاب نسبت به تخمیر غوطه ور کمتر حساس است.

۱٫ جداسازی اسید سیتریک از آب لیمو

اسید سیتریک یک اسید ۶ کربنی است که برای اولین بار از آب لیمو جدا شد. اولین بار در سال ۱۷۸۴ از آب لیمو گرفته شد. این روش تا اواخر قرن نوزدهم انحصار خود را به عنوان تنها منبع تجاری برای تولید اسید سیتریک حفظ کرده است.

تخمیر قارچ (A. nger) باعث تولید اسید سیتریک از آب لیمو می شود. از این روش در کشورهایی که مقدار زیادی لیمو وجود دارد مانند مکزیک و آمریکا استفاده می شود.

۲٫ تولید اسید سیتریک با نشاسته ذرت

ذرت سومین غلات مهم جهان، در کنار برنج و گندم و دارای بالاترین پتانسیل تولید در بین غلات است. این گیاه بیشترین محصول غلات در سطح جهان و یکی از اصلی ترین محصولات غلات غرب آفریقا و مهمترین ماده غذایی غلات در نیجریه است. هر قسمت از گیاه ذرت دارای ارزش اقتصادی است: برای تولید انواع زیادی از مواد غذایی و غیرغذایی می توان از دانه، برگ، ساقه، ریشه آن استفاده کرد. در حال حاضر دفع ساقه ذرت مشکلات اقتصادی و زیست محیطی قابل توجهی را به وجود می آورد، از این رو نیاز به بهره برداری کارآمد آن وجود دارد. تلاش برای استفاده در تولید اسید سیتریک با استفاده از روش تخمیر غوطه وری آغاز شده است.

تولید اسید سیتریک از ساقه ذرت با تخمیر زیر آب با استفاده از آسپرژیلوس نیجر جدا شده از خاک انجام می شود.

تولید اسید سیتریک از ضایعات کشاورزی: پودر ساقه ذرت مخلوط شده با ۵۰٪ ساکارز و ۱ گرم نیترات آمونیوم بیشترین عملکرد اسید سیتریک را نسبت به سایر منابع کربن و نیتروژن دارد. نتایج نشان می دهد که ساقه ذرت یک بستر مناسب و ارزان برای تولید اسید سیتریک است و می تواند به عنوان زباله های ارزش افزوده زراعی در تولید اسید سیتریک باشد.

۳٫ تولید اسید سیتریک از تخمیر زباله آناناس

زباله آناناس که یکی از مواد زائد که به تخریب محیط زیست در شهرها کمک می کند، جمع آوری، پوره شده و آب عصاره ای برای تخمیر اسید سیتریک از آن استفاده می شود. این روش توسط تخمیر حالت جامد با استفاده از آسپرژیلوس نیجر انجام می شود.

اسید سیتریک به دلیل کاربردهای بیشمار دارای پتانسیل اقتصادی بالایی است. بیشتر آن توسط تخمیر میکروبی با استفاده از Aspergillus niger  تولید می شود. با توجه به افزایش تقاضا و بازارهای رو به رشد، همیشه نیاز به کشف و توسعه تکنیک ها و راهکارهای تولید بهتر برای بهبود بازده تولید و کارایی بازیابی محصول است. برای حمایت از مقیاس عظیم تولید، ضروری و مهم است که فرآیند تولید با بهره گیری از زباله های زراعی و صنعتی به راحتی در دسترس و ارزان و ضمن حفظ بازده تولید بالا، سازگار با محیط زیست باشد. در این مقاله، مواد اولیه تولید اسید سیتریک توضیح داده شده است.