Pécs Miklós: Biotermék technológia
Szerves savak
SZERVES SAVAK Mind prokarióták, mind eukarióták termelnek savakat, nincs különbség. Anyagcserében: Az aeroboknál: a szénforrások szerves savakon keresztül oxidálódnak. Ha nem megy végig (hiányos anyagcsereutak) → savtermelés
4. SZERVES SAVAK
Anaeroboknál: sok NADH keletkezik → reduktív közeg → akkor van savtermelés, ha nem redukálódik tovább alkohollá
1
2
Felhasználása
Citromsav Képlete:
Körülbelül 60%-ban az ital- és élelmiszer ipar használja fel pl:
Összegképlete: C6H8O7
gyümölcslevek és gyümölcslé sűrítmények, lekvárok ízesítése, konzerválása – a száma: E330
Molekulatömeg: 192 g/mól
Tulajdonságai: Fehér, kristályos, kellemesen savanyú ízű anyag Háromértékű gyenge sav, így savasításra illetve pufferek készítésére fel lehet használni
A gyógyszeriparban is felhasználják pl: vas-citrátot a vas bevitelére, a nátrium sóját véralvadás gátlásra, kalcium bevitelre az angolkór megelőzésére, és kozmetikumok tartósítására
Előfordulása: A TCA (vagy Szent-Györgyi-Krebs) ciklus része, ezért szinte a legtöbb szervezetben előfordul Bizonyos citrusféléknek a termésében (lime, citrom) a szárazanyagnak akár a 8%-át is elérheti a citromsav, ennek a kinyerésére is vannak eljárások
Felhasználják a fémiparban felületek tisztítására, passziválásra (salétromsav helyett – ahol ez nem alkalmazható)
Pufferolásra használják a háztartási tisztítószerekben
Mosószerekben is felhasználják a víz lágyítására a foszfátok helyett mert nem okoz eutrofizációt, ami miatt a foszfát alapú lágyítok bizonyos országokban be vannak tiltva. 3
Termelés 1929 1953 1976 1980 2007
4
Történet
5 000 t/év 50 000 t/év 200 000 t/év 350 000 t/év 1 600 000 t/év
1784 - SCHELE izomból izolálja 1923-ig citrus termésekből termelik 1913 - ZAHORSKY citromsav termelő törzset szabadalmaztat 1917 - CURRIE: felületi eljárás, cukor, pH=2, Hozam: ~60 % 1918 - Első CS üzemek Belgium, Pfizer (USA), Sturge (Anglia)
Több mint egy milliárd dolláros piac A többi szerves savval ellentétben kizárólag fermentációs úton termelik (régebben: citrusfélék terméséből)
1928 - Felületi üzem Kaznejov, melasz. LEOPOLD: K-ferrocianid +20 % 1950 - Perquin, Kluyver Lab., Szűcs (P-limitáció) SZUBMERZ! +80 % 1960 - n-paraffin: Candida (Szardínia)
5
BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudomány Tanszék
6
1
Pécs Miklós: Biotermék technológia
Szerves savak
Citromsav ciklus Szentgyörgyi-Krebs ciklus
Bioszintézis
Acetil-CoA
NADH
Pyr + CoA+NAD+
A glikolízíssel kezdődik (vázlatosan):
OXÁLACETÁT
Piruvát - dehirogenáz komplex
glükóz → fruktóz-6-P → fruktóz-1-6-P → … → PEP →
CITRÁT
NAD+
Acetil-CoA
Acetil-CoA+ CO2+ NADH
cis-AKONITÁT
MALÁT
→ piruvát → acetil-CoA → citrátkör
* GLIOXILÁT
Az A. niger-nél a citoszolban működik egy anaplerotikus reakció is: → piruvát → oxál-acetát → malát
FUMARÁT IZO-CITRÁT FADH
*
Melléktermék képződés:
FAD+
Pyr+ CO2+ ATP
NAD+ CO2 SZUKCINÁT
NADH
6
oxál-acetát → oxálsav + ecetsav
α-KETOGLUTARÁT
Piruvát - karboxiláz
CoA GTP
OXÁLACETÁT+ADP +Pi
NAD+
SZUKCINIL-CoA
CO2
GDP 7
Citromsav bioszintézis
* Anaplerotikus reakciók
NADH
8
Citromsav bioszintézis Anyagcsere mérnöki beavatkozás: – a továbbalakulás megakadályozása: olyan mutánsok kellenek aminek az akonitáz és izocitrát dehidrogenáz aktivitása kicsi. – a citrát szintetáz aktivitása legyen nagy – a citromsav felhalmozódása miatt nincs oxálacetát képződés, ez az anaplerotikus utakon át történik (mint a lizinnél): Piruvát + CO2 + ATP → malát + Pi + ADP (Mg, Fe és K ionok kellenek a piruvát karboxiláznak)
TCT
PEP + CO2 + ADP → oxál-acetát + ATP (Mg, K, Mn és ammónium ionok kellenek a PEP karboxiláznak) 9
10
Szubsztrátok, törzsek
Tápoldat
Melaszt, keményítő hidrolízátumot és hulladék szénhidrátot használnak mint szénforrást (szacharóz, glükóz) A melasszal a probléma, hogy ha szennyezett, például a Fe, Mn vagy Zn ionok mennyisége túl magas, akkor negatívan hat a termelésre – ilyenkor ioncserélő oszlopokon kivonják a kationokat. Általában Aspergillus niger vagy A. wentii törzseket használnak (magas hozam, elnyomható az izo-citromsav, és glükonsav termelés) Szénhidrogéneken is lehet fermentálni magas konverzióval Candida lipolytica törzzsel, de a probléma az alkánok rossz vízoldhatósága és nagyobb arányban keletkezik izocitromsav. Másrészt meg kell szabadulni a szénhidrogén nyomoktól, mert egyesek karcinogének. (+ a kőolaj ára)
C-forrás: lásd fent N-forrás: NH4+ (vagy NO3-). NH4+ jobb: lásd bioszintézis. Az ammónia elfogyasztásával savanyodik a közeg: jó hatású P felesleg: kedvez a citromsav és oxálsav képződésnek Nyomelemek: Fe, Mn és Zn limit szükséges. Ha kevés a Fe: lassú növekedés és cukorfelhasználás → A vas az akonitáz kofaktora! A szaporodáshoz 2000 µg Fe/liter az optimális, a savtermelő szakaszban 50 – 200 µg/l, Befolyásolja a pelletképződést is. A vastartalom csökkentésére a melaszt ioncserélni kell, vagy K-ferrocianidot adnak. Csak rozsdamentes készülékekben! A vas hatását ellensúlyozza: - MeOH - Cu adagolása - alacsonyabb hőmérséklet Mn > 20 µg/l felett a citromsavképződés csökken
11
12
BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudomány Tanszék
2
Pécs Miklós: Biotermék technológia
Szerves savak
Fermentációs paraméterek
Tápoldat A citromsav ki- és belépése a sejtbe eltérő mechanizmussal történik: Kifelé aktív transzporttal megy, a sejt „meg akar szabadulni” a fölös citromsavtól. Befelé viszont Mn-kelát formájában tud belépni, ezért is fontos a Mn-szintet 20 µg/l alatt tartani. A melaszt pl. Mnmentesíteni kell (ioncsere, a Fe eltávolítással együtt).
Oldott oxigén koncentráció: ha alacsony, csökken a citromsav termelés → intenzív levegőztetés, néha O2 dúsítás! Ha kimarad a levegőztetés: a savtermelés leáll (a sejtszaporodás újraindul) Kulcskérdés a morfológia → pelletképződés →
13
14
Felületi tenyésztés
Fermentációs paraméterek
Zárt kamrák: mosható, dezinficiálható (HCHO, gőz …) Állványokon tálcák (alumínium, rozsdamentes), (~4 x 2,5 x 0,25 m) kb: 400-1200 l tápoldat. Tápoldat: híg melasz (cukor: 15-20%) + tápanyagok pH=6-6,5 K-ferrocianid - melasz minőség szerint: próbafermentáció Funkciója: Fe, Mn, Zn eltávolítás, Feleslegük a növekedést limitálja és a citromsav képződést növeli. C= 10 – 100 mg/l Inokulum: konídium szuszpenzióval (100-150 mg/m2) Fermentáció: steril levegőbefúvás: nedvesség, hőmérséklettartás, O2 bevitel, CO2 eltávolítás Jelentős a bepárlódás: 30-40 % Fermentációs idő: 10-15 nap Hozam: 65-75 % Produktivitás: 7-8 kg citromsav/m3/nap. De olcsó.
pH: a melléktermékek képződését – fertőzési kockázatot befolyásolja Optimális pH=1.5 – 2.8 • pH < 3 csak citromsav-képződés (az extracelluláris glükóz-oxidáz inaktiválódik) • pH = 6 felett oxálsav képződés • pH = 3-6 oxál- és glükonsav képződés is • ha nincs pufferolva a közeg, a pH gyorsan 3 alá megy – de a melasz erősen pufferol → savanyítás kénsavval • ilyen savas közegben kicsi a befertőződés veszélye. Hőmérséklet: Optimális = 28 – 33°C Ha <28 °C a citromsav képződési sebesség csökken Ha >33 °C → oxálsav képződés 15
16
Szubmerz tenyésztés
Felületi tenyésztés
120-220 m3 keverős reaktor 200-1000 m3 air-lift, merülő-sugaras (pelletképzés)! Tápoldat: melasz tisztítás (ioncsere – K-ferrocianid) kukorica (elfolyósítás - elcukrosítás) Inokulálás: konídium vagy vegetatív (pellet) inokulum: 12 órával rövidebb! Fermentáció: levegőztetés: 0,2-1 vvm (O2 dúsítás)! hőmérséklet: 28-33 oC pH szabályozás: 2-2,6 2-3 nap pelletképződés, 5-8 nap citromsav képződés (függ a cukor koncentrációtól, és a használt törzstől) Általában fed batch: 5% cukorral indul. Majd cukor és K-ferrocianid rátáplálás Fermentor:
Répamelasz Spóra
Levegő
Melasz tart.
micélium elválasztás
fermentlé sterilizálás
fermentáció
Micélium (állattakarmány)
Anyag el.
17
BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudomány Tanszék
18
3
Pécs Miklós: Biotermék technológia
Szerves savak
Szubmerz tenyésztés
Szubmerz tenyésztés
Fermentáció: Állandó mikroszkópos megfigyelés (pellet) Levegő
citromsav konc.: 130 g/l melaszon; 200-250 g/l cukorból
Nádmelasz
Spóra
Konverzió: 87-92 %; oltóanyag előállítás
Produktivitás: 0,67-0,75 kg citromsav/m3*h; ~16-18 kg citromsav/m3*nap
Melasz tart.
sterilizálás fermentáció
micélium elválasztás Micélium (hulladék)
Fruktóz: a szacharózból képződik invertálódással. Kezdetben polimerizálódhat.
Anyag el.
19 19
A feldolgozás lépései
A feldolgozás lépései
micélium szűrő segédanyag
1. MICÉLIUM ELVÁLASZTÁS
2. OXALÁT FERROCIANID ELTÁVOLÍTÁS
1. Micélium elválasztás → vákuum dobszűrő 0,2 – 1,0 mm átmérőjű pellet a jó → Newtoni szuszpenzió, nyálkaképzés nehezíti a szűrést, szűrősegédanyag → pl. szalmatörek 2. Oxalát mentesítés → kevés Ca(OH)2 adagolása → Ca-citrát ne csapódjon ki → csak Ca(H2citrát)2–ig „titrálják” Klarifikálás → pl. nyomó szűrő, Funda szűrő, 3. Ca-citrát kicsapás → fontos paraméterei: citromsav koncentráció, hőmérséklet 70-90 oC, pH ~7, Ca(OH)2 adagolás üteme, mono-, di-, tricalcium citrát egyensúly → oldhatóság forrón kisebb! nagy kristályok képződése előnyös → szennyezések pH=7, 18-25%-os CaO, nagy mennyiségű hő szabadul fel → hasznosítás, szűrés → vákuum dobszűrőn 4. citromsav felszabadítása 60-70 %-os H2SO4–val, (1-2 g/l feleslegben), a képződő gipszet vákuum dobszűrőn szűrik.
mésztej + FeCl3 hulladék
3. KALCIUM-CITRÁT KICSAPÁS ÉS ELVÁLASZTÁS
4. CITROMSAV FELSZABADÍTÁS ÉS GIPSZ ELVÁLASZTÁS
20
mésztej fermentlé
H2SO4 gipsz 21
22
A feldolgozás lépései-II
Feldolgozás, izolálás
1. SZÍNTELENÍTÉS ÉS IONMENTESÍTÉS fermentáció
aktív szén, gyanta, regeneráló sav jelentős sótartalmú oldat
2. KONCENTRÁLÁS Citragil (takarmány)
cefre
3. KRISTÁLYOSÍTÁS KRISTÁLY SZEPARÁLÁS
bepárlás
citromsav nyersoldat
4. SZÁRÍTÁS kicsapás
citrát elválasztás
citromsav felszabadítás
gipsz elválasztás gipsz (hulladék)
5. APRÍTÁS, OSZTÁLYOZÁS
6. CSOMAGOLÁS 23
BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudomány Tanszék
24
4
Pécs Miklós: Biotermék technológia
Szerves savak
A feldolgozás lépései - 2
Tisztítás citromsav nyersoldat
5. Színanyagok eltávolítása → aktív szenes oszlopon Ionok eltávolítása → kationcserélő, anioncserélő, regenerálás erős savval ill. bázissal 6. Tiszta citromsav oldat koncentrációja: 200-250 g/l → további koncentrálás - Többfokozatú vákuum bepárló , kb. 40 oC 7. Kristályosítás vákuumkristályosítóban 36,5 oC alatt → képződő termék citromsav-monohidrát 40 oC felett → vízmentes termék szűrőcentrifuga → az anyalúg visszavezetése a folyamatba 8. Szárítás 36,5 oC alatti hőmérsékleten (kristályvízvesztés veszélye)
ioncserés sótalanítás
bepárlás
kristályosítás
centrifugálás
szárítás
aprítás osztályozás
CSOMAGOLÁS
25
26
ECETSAV ELŐÁLLÍTÁSA
Melléktermékek, szennyvíz 1 tonna citromsavra számítva: Micélium: ~135 kg (25 – 30% fehérje, 15 – 20% szénhidrát) Takarmány – trágya – papíripar Gipsz: 1,4 t építőipar Szennyvíz: 8 m3, 5 – 6 % szárazanyag; KOI ≈ 50 000 mg/l Feldolgozása: Bepárlás (szárazanyag: 65 – 70 %) takarmány-kiegészítő (Citragil) (Az ár nem fedezi a költségeket) Élesztősítés: Torula 14 kg/m3 Biogáz: ANAMAT eljárás. Kilép: CH4, CO2, víz aerob és anaerob eljárás kombinációja
A legősibb technológia: a bor „megecetesedik”, borecet Cukrok etanol ecetsav Saccharomyces cerevisiae Acetobacter aceti Felületi kultúra: töltött oszlopban csorog lefelé a kb. 10 %os alkohol, felfelé áramlik a levegő. Biofilm alakul ki. Konverzió > 90 %. Nem steril, a befertőződéstől védi az alkoholtartalom és a savas pH. (de: „ecetangolna”) Szubmerz tenyésztés: Acetobacter fajok, cél, hogy ne oxidáljon CO2 + vízzé, hanem megálljon az ecetsavnál. Más források: földgázból parciális oxidációval, fa száraz lepárlásával
27
ÚJ LEHETŐSÉG: HOMOACETOGÉNEK
28
ÚJ LEHETŐSÉG: HOMOACETOGÉNEK Fermentáció típusa
Egyes Clostridium törzsek képesek CO2 fixálásra:
Produktivitás (g*l-1*h-1)
Ecetsav konc. (g*l-1)
0,9 4 2,5 10
120 22 7 37
1 C6H12O6 + 2 H2O 2 CH3-COOH + 2 CO2 + 8 H+ + 8e 2 CO2 + 8 H+ + 8e CH3-COOH + 2 H2O C6H12O6 3 CH3-COOH !
Szakaszos Folyamatos sejtvisszatáplálás Folyamatos sejtvisszatáplálás nélkül Forgódobos fermentor
A 2 CO2–ból autotróf CO2-fixálással egy új acetil-CoA képződik. Miért? Sok Clostridium kemoautotróf, képes H2+CO2 vagy CO gáz-keveréken növekedni, mint egyedüli szénforráson. Előny: +50% hozam, Hátrány: lassú folyamat
Szakaszos: glükóz rátáplálás, semlegesítés dolomittal Félfolytonos: lefejtés 50%-ig Forgótányéros: egyfajta immobilizálás, a tányér felületére biofilm tapad Elméleti konverzió: 1 g/g, a gyakorlatban 90-95% 29
BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudomány Tanszék
30
5
Pécs Miklós: Biotermék technológia
Szerves savak
ECETSAV
GLÜKONSAV ELŐÁLLÍTÁSA 1928 – felületi tenyésztés cukron, Penicillium notatum 80-87% -os konverzió Ma: főleg Aspergillus niger, mellette baktériumok: Gluconobacter suboxydans, metanolhasznosítók, pl. Ps. ovalis
Felhasználása: Ipar: erős sav, reakciók, alapanyag, Vízkőoldás Élelmiszeripar: tartósítás Új: jégmentesítés: só helyett Ca- vagy Mg-acetát
Bioszintézis: baktériumoknál: egy lépés, membránhoz kötött dehidrogenáz gombáknál: két lépésben, a második a sejten kívül megy 31
GLÜKONSAV ELŐÁLLÍTÁSA
32
FERMENTÁCIÓS TECHNOLÓGIA A két szubsztrátot – glükóz és O2 – bőségesen kell bevinni. Glükóz: rátáplálás, mert az egyszeri adagolás lelassítja a folyamatot. Kihozatal: 0,90-0,95 (glükózra)
A glükóz-oxidáz enzim molekuláris oxigént használ fel és H2O2-ot termel. Ezt a kataláz elbontja. (Kioltási gyűrűt eredményezhet, régen azt hitték, hogy antibiotikumot termel a törzs - blamázs).
Oxigén: igen erőteljes levegőztetés, intenzív keverés, nagy fejnyomás. DO-t magas értéken tartani.
33
34
FERMENTÁCIÓS TECHNOLÓGIA
FERMENTÁCIÓS TECHNOLÓGIA pH: 5,5 alá nem szabad engedni, mert az enzimrendszer inaktiválódik. Szabályozása: CaCO3-tal automatikus, ill. +NaOH-dal, mert a Na só jobban oldódik. N és P: a termelési szakaszban limitáló koncentrációban, inkább nyugvósejtes tenyészet. Feldolgozás: - a micélium szűrése, - bepárlás, - kicsapás CaCO3-tal, - elválasztás Micélium hasznosítása: - újrafelhasználás fermentációhoz, - enzim-kinyerés (glükóz oxidáz, kataláz) Törzsfejlesztés: az enzimet a goxB gén kódolja. Génmanipulációval: derepresszált mutáns, 36 óra alatt lefut a ferm. 35
BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudomány Tanszék
36 36
6
Pécs Miklós: Biotermék technológia
Szerves savak
7 250 000 Kapacitás: 5 000 t/a Beruházási költség: GLÜKONSAV Egység Egység/t Egység/a Ár,$/egység Költség Üzemeltetési költség $/t $/a Közvetlen költségek
KÖLTSÉGELEMZÉS
Nyersanyagok Dextróz Kalcium-karbonát Gabonaáztató lé (szilárd tartalom) Kénsav Magnézium-szulfát (heptahidrát) Diammónium-foszfát Monokálium-foszfát
t t
1,14 0,23
607 21
691,98 4,83
t
0,012
260
3,12
t t
0,002 0,012
75,5 277,83
0,15 3,33
t t
0,02 0,001
264 340
5,28 0,34 709,03
Munkabérek
Üzemeltetők Művezető Üzemvezető
fő/év fő/év fő/év
8 4 1
25 600 29 100 35 100 71,26 58
Karbantartás /a beruházás 4%-a/ Szolgáltatás Villamos energia Technológiai víz Hűtővíz Gőz
kWh m m t
1 000
3
5
3
60
vízforgatás
0,041 0,17
41 0,85
0,017
1,02
3,5
Eddig összesen Közvetett költségek Rezsi költség /a munkabérek 75%-a/ Adók és biztosítás /a beruházás 2%-a/ Értékcsökkenési leírás /a beruházás 1O%-a/ Eddig összesen Összesen
11
38,5 81,37 919,66
145 227,45 1147,11
GLÜKONSAV
≈60 %
3 545 204 116 35 356 290
Felhasználási területek: nem korrozív sav Fémipar (tisztítás, rozsdátlanítás) Üvegipar Detergensekben (komplexképző) Gyógyszeripar (vízoldhatóságot javítja, Ca, Fe) Cementadalék
150 800 400 100 300 ≈6 % 000
Termelés: ~100.000 t/év Cégek: AKZO (NL), Carlo Erba (I), Merck (D), Mallinkrodt (USA)
406 850 ≈7 % 4 598 300 267 225 145 000 725 000 ≈12 % 1 137 225 5 735 525
37
ALMASAV ELŐÁLLÍTÁSA
38
ALMASAV ELŐÁLLÍTÁSA
Egylépéses konverzióval fumársavból.
A termék kicsapásával az egyensúlyinál jobb konverzió érhető el:
Törzs: Corynebacterium glutamicum, nyugvósejtes tenyészet Enzim: fumaráz, sztereoszelektív, csak L-malátot termel. Körülmények: pH = 8, t = 25 °C Egyensúly: 15 : 85 aránynál (oldatban) Kristályfermentáció 39
40
ALMASAV ELŐÁLLÍTÁSA
ALMASAV ELŐÁLLÍTÁSA
Feldolgozás: a Ca-malátot kénsavval bontják, a gipszet leszűrik, ioncserével tisztítják, bepárolják, kristályosítják.
Amino GmbH eljárása: Corynebacterium glutamicum, szakaszos üzem, nem steril, p-OH-benzoésav észterek Imidazol és idegen fehérje adagolás javítja az enzim aktivitást 2000 t/év, kihozatal: 85 %, 150 g/l Tisztaság: > 99 % Tanabe eljárás: (eltérések) Brevibacterium flavum, immobilizált sejtek (carragenan gél) 1000 literes csőreaktor, pH = 6,5-8 , t = 37 °C Konverzió: 80% (egyensúlyi), kihozatal: 70 %
41
BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudomány Tanszék
42
7
Pécs Miklós: Biotermék technológia
Szerves savak
ALMASAV ELŐÁLLÍTÁSA
A TEJSAV ELŐÁLLÍTÁSA Az (L)-tejsav tipikusan az anaerob anyagcsere terméke, a piroszőlősav hidrogénezésével keletkezik.
Éves igény: ~ 40.000 t Felhasználás: Élelmiszeripar (sav – cukor arány) gyümölcs és zöldség készítmények, üdítők, lekvárok, édességek Kozmetikai ipar Gyógyszeripar
A természetben előfordul: - savanyú káposzta - kovász
- aludttej, kefír - kovászos uborka
43
44
A TEJSAV ELŐÁLLÍTÁSA
A TEJSAV ELŐÁLLÍTÁSA
Alternatív előállítások: Szintetikusan: acetaldehid + HCN Bioszintézis (anaerob): Heterofermentatív: 1 tejsav/molekula glükóz Homofermentatív: 2 tejsav/molekula glükóz (nincs CO2!) Törzsek: - coccusok, - bacillusok, -néhány fonalas gomba Iparban: Lactobacillusok Tápanyagigény: komplex, szerves nitrogént igényelnek, fehérje-hidrolizátumokat. Szénforrás: glükóz, galaktóz, a poliszacharidokat bontani
A fermentáció körülményei: Anaerob, levegőztetés nem kell, N2 öblítés viszont igen. Pufferolás: a keletkező tejsavat közömbösíteni kell, mivel károsítja a sejteket. Lehet: CaCO3-tal (automatikus, de szilárd fázis), Alkáli lúgokkal (jelentősen hígítja a fermentlevet) NH3 gáz befúvatásával (drágább, de nem hígít) Kidolgoztak szakaszos és folytonos technológiákat, a leghatékonyabb a sejtvisszatáplálásos.
45
46
A TEJSAV ELŐÁLLÍTÁSA
A TEJSAV ELŐÁLLÍTÁSA
Feldolgozás: „klasszikus”, kalcium-laktátos lé: - a hőmérsékletet 80-90 °C-ra emelik, - az oldat pH-ját kalcium-hidroxiddal 10-11 közé állítják. a kalcium laktát teljes egészében oldatba megy. - a levet melegen szűrik - kénsavval felszabadítják a tejsavat, a kalcium gipsz formájában kicsapódik. - a csapadékos oldatot leszűrik, - a kapott tejsav oldat tetszőlegesen töményíthető, akár 80-90 %-ig, atmoszférikus vagy csökkentett nyomáson.
Feldolgozás: Alkáli, vagy ammónium-laktátos lé: - a sejtek elválasztása után mindenképpen savval szabadítják fel a tejsavat, rengeteg só képződik Koncentrálás, tisztítás Bepárlás. Membránműveletek: egyre inkább terjednek A sejtek elválasztására mikroszűrés, Az oldott molekulák szétválasztására nanoszűrés, A laktát só koncentrálására elektrodialízis A sav felszabadítására bipoláris elektrodialízis.
47
BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudomány Tanszék
48
8
Pécs Miklós: Biotermék technológia
Szerves savak
A TEJSAV FELHASZNÁLÁSA – Élelmiszeripar (tartósítás, ízesítés, sütőipari adalékok, malolaktikus erjesztés) – Textil festés, kikészítés, bőrcserzés – Műgyanták, celofán – Ragasztók, detergensek – Kozmetikai ipar (AHA) – Gyógyszeripar Legújabban: „zöld kémia” – Lebontható műanyagok (polilakton) gyártása – Észterei a „zöld” = környezetkímélő oldószerek 49
BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudomány Tanszék
9