Acido citrico

Obtención del ácido cítrico por medio del Aspergillus niger


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 procesocal-sulfúrico y la recuperación final del producto.
Materias Primas
Melaza o jarabe de Caña de Azucar. 
Ácido sulfúrico 
Cal viva, Oxido de Calcio, (CaO) 
Resinas de Intercambio Iónico. 
Amoniaco 
Carbón activado.
Preparación del sustrato de melaza
El objetivo de esta primera etapa del proceso es la purificación del jarabe. Se inicia mezclando el jarabe con agua para diluirlo; una vez diluidose 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 105ºC durante tres minutos y bajarla nuevamente hasta 37ºC. La pasteurización se lleva a cabo primero enun calentador de evaporación instantánea, después se utiliza un circuito de acumulación y un enfriador de jarabe.
Fermentación
Una vez pasteurizado, es bombeado al fermentador el cual es un recipiente rígido de 150 m3 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 ajustedel pH y se añaden nutrientes (amoniaco, 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.
Purificación del ácido cítrico
Elácido 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 esfiltrado. 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.

Celdas primarias de carbón activado
En estas celdas son removidas las impurezas solubles que producencolor 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 SO4=) para estos se usan celdas de resinas de intercambio iónico.
La corriente alimenta los evaporadores de doble ode triple efecto donde se busca retirar la mayor cantidad de agua para pasar al cristalizador.
Cristalización
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 alvacío. Luego pasan a la centrifuga en donde es eliminado el licor madre de los cristales formados.
Secado
Se realiza en un equipo de lecho fluidizado, que permite retirar humedad hasta cumplir con las especificaciones.
Clasificación
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...