13
Технология лимонной кислоты Vogelbusch Заводы по производству лимонной кислоты. Компания Vogelbusch хорошо известна благодаря развитию и внедрению передовых технологий в производстве лимонной кислоты, на сегодняшний день это мировой лидер по строительству заводов по производству лимонной кислоты. Причиной этого является не только умение компании подстраивать современные технологии под определенного покупателя и требования рынка: выгода клиентов заключается и в том, что компания является единственной независимой от производителя инженерной компанией с собственными процессами и технологиями. Основываясь на многолетнем опыте в международном строительстве заводов и на более чем двадцатилетнем опыте в строительстве заводов по производству лимонной кислоты, Vogelbusch обладает знаниями и технологиями, способными полностью управлять проектами, связанными с построением заводов по производству лимонной кислоты, начиная от разработки идеи и заканчивая вводом завода в эксплуатацию. Услуги компании включают в себя подготовительные работы, такие как анализ рынка, местоположения, тестирование сырьевых материалов. При желании клиента, выполнение подготовительных работ может быть основано на алгоритмах, признанных международными финансовыми институтами. Услуги по реализации проекта варьируются от основного проектирования, детального проектирования, управления проектом до контроля по строительству и вводу в эксплуатацию завода. Компания также предоставляет услуги по оптимизации и реконструкции существующих систем и заводов. История производства, свойства и применение лимонной кислоты. Лимонная кислота была открыта ученым Шееле в 1784 и до 1919 года производилась исключительно при помощи выделения осадка кальциевой соли из соков цитрусовых и последующего выделения чистой кислоты при взаимодействии с серной кислотой. С 1919 г. в промышленном производстве лимонной кислоты началось использование микробиологических процессов. Кислота производилась из возобновляемых источников сырья или побочных продуктов сахарной и/или крахмальной промышленности. Данная технология продолжает развиваться, минимизируя издержки процесса, увеличивая применение различного сырья и повышая стабильность процесса. Основываясь на этих технических и экономических улучшениях, а также на хороших органолептических, физиологических и химических свойствах, лимонная кислота на сегодняшний день является одной из важнейших пищевых органических кислот. Производство лимонной кислоты в мире находится на уровне 850 000 – 1 000 000 тонн в год. Основные области применения лимонной кислоты можно проследить далее на Графике 1. Основным потребителем является пищевая промышленность, где лимонная кислота используется как окислитель, pH буфер и, совместно с другими составляющими, как консерватор. В производстве моющих средств секвестрационные свойства и способность к биологическому разложению лимонной кислоты делают ее идеальным заменителем фосфата. В связи с мировым ростом озабоченности проблемами окружающей среды и последствиями этого можно предположить, VOGELBUSCH Citric Acid Technology

Технология лимонной кислоты · 2017-09-18 · Технология лимонной кислоты Vogelbusch Заводы по производству лимонной

  • Upload
    others

  • View
    17

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Технология лимонной кислоты · 2017-09-18 · Технология лимонной кислоты Vogelbusch Заводы по производству лимонной

Технология лимонной кислоты

Vogelbusch Заводы по производству лимонной кислоты.

Компания Vogelbusch хорошо известна благодаря развитию и внедрению передовых технологий в производстве лимонной кислоты, на сегодняшний день это мировой лидер по строительству заводов по производству лимонной кислоты. Причиной этого является не только умение компании подстраивать современные технологии под определенного покупателя и требования рынка: выгода клиентов заключается и в том, что компания является единственной независимой от производителя инженерной компанией с собственными процессами и технологиями.

Основываясь на многолетнем опыте в международном строительстве заводов и на более чем двадцатилетнем опыте в строительстве заводов по производству лимонной кислоты, Vogelbusch обладает знаниями и технологиями, способными полностью управлять проектами, связанными с построением заводов по производству лимонной кислоты, начиная от разработки идеи и заканчивая вводом завода в эксплуатацию.

Услуги компании включают в себя подготовительные работы, такие как анализ рынка, местоположения, тестирование сырьевых материалов. При желании клиента, выполнение подготовительных работ может быть основано на алгоритмах, признанных международными финансовыми институтами.

Услуги по реализации проекта варьируются от основного проектирования, детального проектирования, управления проектом до контроля по строительству и вводу в эксплуатацию завода. Компания также предоставляет услуги по оптимизации и реконструкции существующих систем и заводов.

История производства, свойства и применение лимонной кислоты.

Лимонная кислота была открыта ученым Шееле в 1784 и до 1919 года производилась исключительно при помощи выделения осадка кальциевой соли из соков цитрусовых и последующего выделения чистой кислоты при взаимодействии с серной кислотой.

С 1919 г. в промышленном производстве лимонной кислоты началось использование микробиологических процессов. Кислота производилась из возобновляемых источников сырья или побочных продуктов сахарной и/или крахмальной промышленности. Данная технология продолжает развиваться, минимизируя издержки процесса, увеличивая применение различного сырья и повышая стабильность процесса.

Основываясь на этих технических и экономических улучшениях, а также на хороших органолептических, физиологических и химических свойствах, лимонная кислота на сегодняшний день является одной из важнейших пищевых органических кислот. Производство лимонной кислоты в мире находится на уровне 850 000 – 1 000 000 тонн в год. Основные области применения лимонной кислоты можно проследить далее на Графике 1.

Основным потребителем является пищевая промышленность, где лимонная кислота используется как окислитель, pH буфер и, совместно с другими составляющими, как консерватор. В производстве моющих средств секвестрационные свойства и способность к биологическому разложению лимонной кислоты делают ее идеальным заменителем фосфата. В связи с мировым ростом озабоченности проблемами окружающей среды и последствиями этого можно предположить,

VOGELBUSCH Citric Acid Technology

Page 2: Технология лимонной кислоты · 2017-09-18 · Технология лимонной кислоты Vogelbusch Заводы по производству лимонной

что в производстве бытовых и промышленных химикатов в течение нескольких лет будет наблюдаться значительный рост в области применения данных добавок.

В целом, рынку лимонной кислоты многие годы были характерны стабильные уровни роста в 5-7 %, и это продолжится в будущем. Вследствие того что разным областям применения соответствуют разные темпы роста (График 1), применение в областях помимо пищевой промышленности также будет увеличиваться.

62%

12% 11%15%

6,5% 6,5% 2,5%9,5%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

Пищевая промышленность

Производство моющих средств

Фармацевтическая и косметическая промышленности

Другие области применения

Распределение по областям применения, %Темп роста,%

График 1: Применение в промышленности лимонной кислоты и годовой темп роста в потреблении.

Процесс производства лимонной кислоты Vogelbusch

(График 2: Блок-схема процесса производства лимонной кислоты Vogelbusch)

За более чем двадцать лет участия в развитии и промышленном применении производственных процессов по выработке лимонной кислоты, в распоряжении компании имеются:

- специальные процессы размножения спор;

- оптимизированные технологические процессы подготовки различных сырьевых материалов для брожения лимонной кислоты;

- процессы брожения в соответствии с индивидуальными сырьевыми материалами;

- высокоэффективное производственное оборудование, подобранное и адаптированное под различные сырьевые материалы;

- процессы для отделения лимонной кислоты от ферментационного раствора, которые не только гарантируют высокое качество продукта, но и высокий выход и пригодность для автоматизации процесса;

- процессы очистки и кристаллизации лимонной кислоты, которые, в свою очередь, позволяют производить различные конфигурации продукта (обезвоженный, моногидрат, сироп, дигидрат цитрата натрия) в соответствии с общепринятыми стандартами качества (BP, USP и др.) при использовании минимального количества энергии и химикатов;

как и опыт, приобретенный от построения целого ряда стандартных заводов. Благодаря накопленным знаниям, процессы компании Vogelbusch достигают наилучших параметров. Поэтому сегодня компания является одним из основных поставщиков производства заводов лимонной кислоты.

VOGELBUSCH Citric Acid Technology

Page 3: Технология лимонной кислоты · 2017-09-18 · Технология лимонной кислоты Vogelbusch Заводы по производству лимонной

VOGELBUSCH Citric Acid Technology

Page 4: Технология лимонной кислоты · 2017-09-18 · Технология лимонной кислоты Vogelbusch Заводы по производству лимонной

Размножение спор.

Предварительным условием для эффективного микробиологического процесса является наличие посевного материала. В случае синтеза лимонной кислоты, посевной материал добавляется в бродильный чан в виде спор от производственного штамма в начале процесса. Учитывая спрос на высокое качество этого материала, Vogelbusch разработал подходящую технологию для разведения спор и их тестирования. Споры высушиваются, что повышает возможности хранения, а также упрощает дозацию.

Обработка сырья

Субстраты, содержащие глюкозу, сахарозу или крахмал пригодны для производства лимонной кислоты с использованием процесса Vogelbusch. Субстраты, содержащие крахмал, сначала подвергаются процессу осахаривания, чтобы преобразовать крахмал в глюкозу, которая может быть использована производственным штаммом. Основными сырьевыми материалами для производства лимонной кислоты являются:

- гидролизат крахмала;

- сырая сахароза;

- свекольная и тростниковая меласса.

В связи с тем, что уровень примесей данных субстратов сильно варьируется, Vogelbusch разработал специальные технологии для обработки различных сырьевых материалов. В случае гидролизата крахмала с относительно низким уровнем примесей, а также сахара-сырца, подготовка сырья включает обессоливание и последующую непрерывную стерилизацию. В случае субстратов с высоким уровнем примесей, практически все мелассы, сырье реагирует с гексацианоферратом в процессе очистки при одновременном кипении и стерилизации.

Брожение

С помощью барботажного ферментера процесс Vogelbusch является одним из наиболее привлекательных с точки зрения потребления энергии, а также одним из наиболее простых с конструкторской точки зрения.

Специально отобранные производственные штаммы типа Aspergillus niger и точно подобранные под индивидуальные сырьевые материалы процессы для регулирования метаболической активности микроорганизмов гарантируют наилучшие из возможных выходы и уровни производительности.

Выделение лимонной кислоты

Цель выделения лимонной кислоты - получить предварительно очищенный раствор лимонной кислоты из ферментационного раствора. Для этого ферментационный раствор подвергается следующим стадиям процесса:

- отделению мицелия

- осаждение цитрата кальция и сепарация

- разложение цитрата кальция и отделение сульфата кальция

Для отделения сухих остатков, используются преимущественно автоматизированные ленточные фильтры.

Специально выработанные процессы для выделения осадка и разложения цитрата кальция привели не только к минимизации затрат на эту стадию процесса, но и, прежде всего, к высокому уровню воспроизводимости процесса, что существенно влияет на качество конечного продукта.

VOGELBUSCH Citric Acid Technology

Page 5: Технология лимонной кислоты · 2017-09-18 · Технология лимонной кислоты Vogelbusch Заводы по производству лимонной

Очищение и кристаллизация лимонной кислоты

Завершающий этап очистки лимонной кислоты включает в себя взаимодействие раствора лимонной кислоты с активированным углем, катионо- и анионообменными смолами в реакторах с неподвижным слоем. Благодаря автоматизации и принципу работы реактора этот этап процесса также отвечает всем требованиям производственных процессов. Окончательная обработка продукта включает следующие стадии:

- выпаривание

- вакуумную кристаллизацию

- выделение кристаллов в центрифуге

- сушку с использованием псевдоожиженного слоя и

- просеивание

Выпаривание лимонной кислоты осуществляется в многоступенчатом выпарном аппарате с падающей пленкой жидкости, соединяя преимущества деликатного обращения с продуктом и высокого уровня энергетической эффективности. Кроме того, расход энергии может сократиться ещё больше благодаря тепловой паровой компрессии.

Непрерывно работающие вакуум-кристаллизаторы с принудительной циркуляцией используются для кристаллизации лимонной кислоты. Подходящие стратегии измерения и контроля, а также дизайн кристаллизатора позволяют заводам, спроектированным компанией Vogelbusch, производить моногидрат лимонной кислоты и обезвоженный продукт при помощи одного и того же оборудования. Усовершенствованные стратегии рециркуляции маточного раствора, отделенного от кристаллосодержащей суспензии в центрифуге непрерывного действия, позволяют точно контролировать качество конечного продукта.

Процесс осушки отвечает высоким требованиям качества конечного продукта благодаря деликатному обращению с продуктом. С помощью последующего просеивания высушенного конечного продукта, возможно подходящее покупателю фракционирование в соответствии с размером частиц.

Параметры процесса

Таблица 1 предоставляет собой краткую сводную таблицу параметров бродильного процесса. Для простоты, различие определено между чистыми субстратами и мелассой в качестве сырьевого материала.

ПАРАМЕТР Единица измерения

Сырьевой материал чистый меласса

Выход г CAM/г DS мин. 0,84 мин. 0,80 Длительность цикла часы 144 144

Итоговая концентрация г CAM/л мин. 140 мин. 100 CAM – моногидрат лимонной кислоты; DS –способные к брожению сахара как дисахариды

Таблица 1:Основные параметры процесса брожения Vogelbusch

В зависимости от объема примесей в ферментационном растворе и качества сырья, 90-92% выхода достигается на стадиях изоляции и очистки.

VOGELBUSCH Citric Acid Technology

Page 6: Технология лимонной кислоты · 2017-09-18 · Технология лимонной кислоты Vogelbusch Заводы по производству лимонной

VOGELBUSCH Citric Acid Technology

Важные показатели потребления, которые определяют осуществимость процесса, отображены в таблице 2. При оценке этих факторов следует учитывать, что параметры, влияющие на потребление энергии (такие как использование охлаждающей воды и пара, потребление холодной воды), являются зависимыми и от месторасположения завода.

Параметр Потребление на тонну CAM

Химикаты Гашеная известь (70% CaO) кг 710 - 750 Соляная кислота (30 %) кг 170 - 190 Серная кислота (94 %) кг 860 - 910 Щелочь натрия (50 %) кг 140 - 160 Потребление воды и энергии Вода для процесса м3 50 - 56 Деионизированная вода м3 11 - 14 Охлаждающая вода 24 °C МДж 10 350 – 11 300 Охлаждающая вода 32 °C МДж 13 600 – 14 600 Охлаждающая вода 5 °C МДж 1 050 – 1 250 Пар 9 бар кг 8 500 – 9 000 Электроэнергия кВт ч 1 950 – 2 100

Таблица 2: Показатели потребления для процесса производства лимонной кислоты Vogelbusch

0

20

40

60

80

100

120

140

160

18 34,5 43 60 68 84 92 107 115

Кисл

отно

сть в

gC

AM

Час брожения

Бродильный чан 7

Бродильный чан 8

Бродильный чан 9

Бродильный чан 10

Бродильный чан 11

Бродильный чан 12

График 3: Испытательное брожение лимонной кислоты

Page 7: Технология лимонной кислоты · 2017-09-18 · Технология лимонной кислоты Vogelbusch Заводы по производству лимонной

Проекты

Vogelbusch приобрел большой объем знаний, используя опыт ряда различных осуществленных промышленных проектов и сильную базу ноу-хау. Используемое сырье варьируется от сахара-сырца, свекольной и тростниковой мелассы до различных видов гидролизатов крахмала. Таблица 3 предоставляет данные по некоторым заводам, спроектированным компанией.

Наименование завода Мощность

Cargill Inc., Iowa, США 75,0 т/сутки CAM

Ningxia Ferment Factory, Китай 10,9 т/сутки CAA

Tang Shan Starch Glucose Plant, Китай 10,9 т/сутки CAA

Wanquan Citric Acid Plant, Китай 10,9 т/сутки CAA

Yichang Municipal Citric Acid Plant, Китай 10,9 т/сутки CAA

Solaris Chemtech (former Bharat Starch), Индия 60,0 т/сутки CAM

Song Yuan Citric Acid Factory Co., Китай 16,7 т/сутки CAA

Gonzhuling Citric Acid Co., Китай 16,7 т/сутки CAA

Daqing Oil Construction, Китай 33,4 т/сутки CAA

Citro Misr Co., Египет 36,5 т/сутки CAM

Kimia Gharb Gostar, Иран 36,5 т/сутки CAM

CAM – моногидрат лимонной кислоты; CAA – обезвоженная лимонная кислота

Таблица 3: Проекты компании по производству лимонной кислоты

VOGELBUSCH Biocommodities GmbH | Blechturmgasse 11 | A-1051 Вена | Австрия | [email protected]

www.vogelbusch-biocommodities.com

Page 8: Технология лимонной кислоты · 2017-09-18 · Технология лимонной кислоты Vogelbusch Заводы по производству лимонной

c i t r i c a c i dt e ch n o l o g y

w e m a k e b i o t e c h n o l o g y w o r k

Page 9: Технология лимонной кислоты · 2017-09-18 · Технология лимонной кислоты Vogelbusch Заводы по производству лимонной

we make biotechnology work

Well-known for the develop-ment and industrial applicationof leading-edge citric acid pro-cesses, today Vogelbusch is theworld’s leading supplier of citricacid plants. This is not just be-cause we deliver advanced tech-nology tailored to customer andmarket requirements: clients alsobenefit from the fact that weare the only producer-indepen-dent engineering company withproprietary process and enginee-ring know-how.

Based on decades of experiencein international plant constructionactivities and on more than twentyyears of work in the erection ofcitric acid plants, Vogelbusch hasthe know-how and ability tocarry out all project work asso-ciated with the construction of acitric acid plant, from the firstidea through to successful com-missioning.

Services include preparatoryproject work such as marketanalysis, site analysis and testingof raw materials. If required,feasibility studies may be basedon algorithms recognized by inter-national finance institutions.

Project realization services rangefrom basic engineering, detailengineering, project manage-ment and contracting right upto the supervision of erectionand commissioning. Technicalassistance is also provided forthe optimization and recon-struction of existing plants andsystems.

History, Properties and Application of Citric Acid

Discovered by Scheele in 1784, up until 1919 citric acidwas produced exclusively by the precipitation of its calciumsalt from the juices of citrus fruits and the subsequentpreparation of the free acid by treatment with sulfuric acid.

Industrial production of citric acid using a microbialprocess started in 1919. The acid was produced from re-newable sources or by-products from the sugar and/orstarch industry. Improvements of this technology conti-nue to date, resulting in evidently increased economy ofthe process as well as greater variability in the use of rawmaterials and increased process stability.

Based on these technical and economic improvementsand the good organoleptic, physiological and chemicalproperties, citric acid is today one of the most importantorganic foodstuff acids. World-wide production currentlystands at 850,000 to 1,000,000 metric tons per year. Themain areas of application of citric acid can be seen belowin figure 1.

The main consumer is the food industry, where citricacid is particularly used as an acidifying agent, pH bufferand, in combination with other compounds, as a preser-vation agent. In the detergent industry it is the seque-stration characteristics of citric acid and its biodegradabi-lity which make it an ideal substitute for phosphate. Be-cause of the growing worldwide significance of environ-mental concern and the consequences of this for thecomposition of domestic and industrial chemicals, it canbe assumed that there will be a disproportionate growthin this range of applications over the next few years.

Overall, the citric acid market has already been fea-turing stable growth rates of 5 to 7 % p.a. for a goodmany years, and this will continue in the future. Due todiffering growth rates in individual areas of application (fi-gure 1), applications outside the food industry will alsogrow in importance.

Vogelbusch Process for Citric Acid Production

With more than twenty years involvement in the deve-lopment and industrial application of processes for pro-ducing citric acid, today Vogelbusch has at its disposal:

■ Special processes for spore cultivation;

■ Optimized technological processes for the preparation of various raw materials for citric acid fermentation;

■ Fermentation procedures precisely matched to the individual raw material;

■ High-performance production facilities, selected and adapted for different raw material qualities;

■ Processes for isolating the citric acid from fermentationmashes, which, in addition to assuring the quality of the final product, also guarantee high yield and suitability for process automation;

■ Processes for purifying and crystallizing the citric acid, which in turn make it possible to manufacture the various product configurations (anhydrous, mono-hydrate, syrup, sodium citrate) in accordance with internationally acknowledged quality standards (BP, USP and others) with minimal energy and chemical requirements;

as well as having recourse to experience acquired froma long series of reference plants involving the industrialimplementation of these processes. Thanks to the amas-sed references and the accumulated company know-how, best process parameters are achieved with Vogel-busch technology. Thus today Vogelbusch is one of theleading suppliers of citric acid plants.

Spore CultivationA precondition for an efficient microbial production

process is the availability of high-quality inoculation ma-terial. In the case of citric acid synthesis, the inoculationmaterial is added to the fermenter in the form of sporesfrom the production strain at the start of the process.

Vogelbusch Citric AcidPlants

62 %

12 %

70 %

60 %

50 %

40 %

30 %

20 %

10 %

0 %

5,5 %11 %

15 %

food detergents pharmaceuticaland cosmetics

other

6,5 %2,5 %

9,5 %

market share

growth rate

Figure 1: Industrial application of citric acid and annual growth rates in consumption

Page 10: Технология лимонной кислоты · 2017-09-18 · Технология лимонной кислоты Vogelbusch Заводы по производству лимонной

Taking account of the demand for high qualityfor this material, Vogelbusch has developedappropriate technology for spore propagation,harvesting and testing. The spores are driedwhich improves the storage stability as well asthe ease of dosage.

Raw Materials ProcessingIn principle, all substrates containing glucose,

saccharose or starch are well-suited for themanufacture of citric acid using the Vogelbuschprocess. In the case of substrates containingstarch, a saccharification process is introducedbefore the main procedure in order to convertstarch into glucose which can be used by theproduction strain. Prime technical relevance isattached to:

■ Starch hydrolysate

■ Raw sugar and

■ Beet and cane molasses

Due to very widely-differing levels of impuritiesof these substrates, Vogelbusch has developedspecial technologies for raw material processingwhich are adapted to the individual situation. Inthe case of starch hydrolysates with relativelylow impurity, and also with raw sugar solutions,raw material preparation consists of decationiza-tion and subsequent continuous sterilization.

In the case of substrates with a high degree ofimpurity, particularly molasses, the raw materialis subjected to hexacyanoferrate clarification,with simultaneous boiling and decontamination.

FermentationWith bubble column fermenters, the Vogelbusch

process is based on the most attractive type offermenter from the point of view of energyconsumption, as well as the most simple knowntype regarding design considerations.

Specially-selected production strains of thetype Aspergillus niger and processes preciselymatched to the individual raw material for re-gulating the metabolic activity of the micro-organisms used guarantee the best possiblesubstrate yields and productivity.

Citric Acid IsolationThe object of citric acid isolation is to obtain a

largely pre-purified citric acid solution from thefermented mash. To achieve this, the mash issubjected to the following process stages:

■ Mycelium separation;

■ Calcium citrate precipitation and separation

■ Calcium citrate decomposition and gypsum separation

To achieve the separation of the solids, use ismade predominantly of modern, highly-auto-mated filters. Specially developed processes forcalcium citrate precipitation and decompositionhave led not only to the minimization of thecosts for these process stages but, above all, tothe high level of reproducibility of the processwhich is essential for the quality of the finalproduct.

Citric Acid Purification and CrystallizationThe final purification of the citric acid which

follows is effected by treating the isolated citricacid solution with activated carbon, cation andanion exchange resins in fixed bed reactors.Thanks to their automation and reactor designconcept, these process stages also meet all thedemands of a modern production process.

The final processing of the crystalline endproduct involves the following process stages:

■ Evaporation

■ Vacuum crystallization

■ Centrifuging

■ Fluidized bed drying and

■ Classification

The evaporation of the citric acid solution iseffected in multistage falling film evaporatorscombining the advantages of delicate producthandling with high energy efficiency. The speci-fic energy requirement can be reduced evenfurther by thermal vapor compression.

Continuously operated forced-circulation va-cuum crystallizers are used for the crystallizati-on of the citric acid. The appropriate measuringand control strategies, and a crystallizer designmatched to suit them, allow Vogelbusch plantsto produce citric acid monohydrate (CAM) aswell as anhydrous (CAA) using the same equip-ment. Sophisticated strategies for the recircula-tion of the mother liquor, separated from thecrystal mash in a continuous centrifuge, allowfor effective control of the quality of the finalproduct.

The drying process used takes full account ofthe high demands for the quality of the finalproduct by providing delicate product hand-ling. Thanks to the subsequent screening of thedried final product, customer-specific fractio-ning is possible according to particle size.

Process Parameters Table 1 provides a summary of the process

parameters achieved by Vogelbusch in thefermentation process. For the sake of simpli-city, a distinction is drawn between pure sub-strates and molasses as raw material.

Depending on the impurity of the fermen-ted mash and the qualities of the raw materi-als, a yield of 90 to 92 % is achieved in the pro-duct isolation and purification stages.

Harvesting of spores

Fermentation section

Page 11: Технология лимонной кислоты · 2017-09-18 · Технология лимонной кислоты Vogelbusch Заводы по производству лимонной

Figure 3: Block diagram - Vogelbusch process for citric acid production

CATION EXCHANGE

MEDIA STERILISATIONSTEAM

COOLINGWATER

NUTRIENT SOLUTIONDEIONIZED WATER

HYDROCHLORIC ACID 7%

CLARIFICATIONSTERILISATION

STEAM

WASTE WATER SLUDGE

COOLINGWATER

STEAMCOOLING

WATER

STEAM

COOLING WATER

STEAM

ICE WATER

CONDENSATE

WARM ICE WATER

COOLING WATER

COOLING WATER

EXHAUST AIR

MYCELIUM

GYPSUM

WASTE WATER

WASTE WATER

VAPOUR CONDENSATE

MOTHER

LIQUOR

EXHAUST AIR

SLOPS

COMPRESSED AIR

CONDENSATE

COOLING WATER

CONDENSATE

RAW SUGARDEXTROSE SOLUTION

SACCHAROSE SOLUTIONSTARCH HYDROLYSATE

BEET MOLASSESCANE MOLASSES

HEXACYANOFERRATE SOLUTIONPROCESS WATER

NUTRIENT SOLUTION

COOLING WATER

CONDENSATE

SULPHURIC ACID 10%

MYCELIUMFILTRATION

PRECIPITATIONFILTRATION OF

CALCIUM CITRATE

DECOMPOSITION OFCALCIUM CITRATE

GYPSUM FILTRATION

ACTIVATED CARBONTREATMENT

ION EXCHANGE

EVAPORATIONCRYSTALLISATION

CENTRIFUGATION

AIR CONDITIONING

DRYING

CITRIC ACID MONOHYDRATE (CAM)CITRIC ACID ANHYDRATE (CAA)

AMMONIA

CONDENSATE

HOT WATER

HOT WATER

MILK OF LIME

HOT WATER

SULPHURIC ACID 94%

HOT CAUSTIC SODA 4%

CAUSTIC SODA 4%

HYDROCHLORIC ACID 7%

VAPOUR CONDENSATE

COOLING WATER

COOLING WATER

AMBIENT AIR

FERMENTATION

Page 12: Технология лимонной кислоты · 2017-09-18 · Технология лимонной кислоты Vogelbusch Заводы по производству лимонной

The essential consumption figures, whichdetermine feasibility, are compiled for theprocess as a whole in table 2. When evaluatingthese factors, it must be taken into accountthat the characteristic parameters influencing

the total energy consumption (such as coo-ling water and steam consumption, coldwater requirement, etc.) are also dependenton the plant location.

160

140

120

100

80

60

40

20

018 34,5 43 60

AC

IDIT

Y in

gC

AM

/l

68 84 92 107 115

FERMENTATION HOUR

Fermenter 7

Fermenter 8

Fermenter 9

Fermenter 10

Fermenter 11

Fermenter 12

Pilot plant

Table 2 : Specific consumption figures for the Vogelbusch citric acid process

Figure 2: Citric acid test fermentation

Parameter Unit Consumption per t CAM

Chemicals

Slaked lime (70 % CaO) kg 710 - 750

Hydrochloric acid (30 %) kg 170 - 190

Sulfuric acid (94 %) kg 860 - 910

Caustic soda (50 %) kg 140 - 160

Utilities

Process water m3 50 - 56

Deionized water m3 11 - 14

Cooling water 24 °C MJ 10,350 - 11,300

Cooling water 32 °C MJ 13,600 - 14,600

Cooling water 5 °C MJ 1,050 - 1,250

Steam 9 bar kg 8,500 - 9,000

Electrical energy kWh 1,950 - 2,100

Name of plant Capacity

Cargill Inc.,Iowa, USA 75.0 t/d CAM

Ningxia Ferment Factory, PR China 10.9 t/d CAA

Tang Shan Starch Glucose Plant, PR China 10.9 t/d CAA

Wanquan Citric Acid Plant, PR China 10.9 t/d CAA

Yichang Municipal Citric Acid Plant, PR China 10.9 t/d CAA

Solaris Chemtech (former Bharat Starch), India 60.0 t/d CAM

Song Yuan Citric Acid Factory Co., P.R. China 16.7 t/d CAA

Gonzhuling Citric Acid Co., PR China 16.7 t/d CAA

Daqing Oil Construction, PR China 33.4 t/d CAA

Citro Misr Co., Egypt 36.5 t/d CAM

Kimia Gharb Gostar, Iran 36.5 t/d CAM

Table 1: Main process parameters of the Vogelbusch fermentation process

Parameter Unit Raw materialpure substrate molasses

Yield g CAM/g DS min. 0.84 min. 0.80

Cycle duration h 144 144

Final concentration g CAM/l min. 140 min. 100

Reference Plants Vogelbusch has acquired skills from an ex-

tensive series of reference projects, resultingin an exceptionally strong know-how baseand hands-on experience. The range of rawmaterials used extends from raw sugar, beetand cane molasses, to various types of starchhydrolysates. Table 3 shows a compilation ofselected reference plants.

DS - fermentable sugars as disaccharide

Table 3: Selected reference plants

Page 13: Технология лимонной кислоты · 2017-09-18 · Технология лимонной кислоты Vogelbusch Заводы по производству лимонной

A-1050 Wien, Blechturmgasse 11, Austria - Letters: P.O.B. 189, A-1051 Wien

Tel.: +43.1.546 61-0 - Fax: +43.1.545 29 79

[email protected] - www.vogelbusch.com

w e m a k e b i o t e c h n o l o g y w o r k