Производство лимонной кислоты в россии


    Лимонная кислота

    Подкислители (регуляторы кислотности) достаточно широко применяются в пищевой промышленности для придания продуктам острого вкуса, однако, как утверждают специалисты, в практику они вошли прежде всего благодаря другому их свойству — способности увеличивать срок хранения продуктов.

    В России при производстве пищевых продуктов разрешены к применению уксусная, молочная, аскорбиновая, лимонная и некоторые другие кислоты, а также их производные. Так, уксусная кислота давно и активно используется в производстве овощных консервов (и как вкусовая добавка, и как консервант), молочная кислота — для приготовления квасов, квашеных овощей, виннокаменная — для сухих шипучих и не шипучих порошкообразных смесей, овощных и фруктовых консервов, аскорбиновая кислота используется как заменитель лимонной и в основном для витаминизации напитка.

    Самый-самый

    Однако самым популярным подкислителем на сегодняшний день является лимонная кислота, которая не только позволяет придать продукту определенный приятный кислый вкус, но одновременно выступает как антиокислитель и синергист антиокислителей. Специалисты утверждают, что, она содержится по крайней мере в половине всех пищевых продуктов. Не случайно по объему производства лимонная кислота является одним из главных продуктов микробного синтеза, и мировой объем ее производства достигает 400 тыс. тонн в год, что в денежном выражении составляет около 325 млн евро.

    По оценкам специалистов, емкость российского рынка составляет около 13 млн евро (4% мирового рынка в денежном выражении), или около 10 тыс. тонн лимонной кислоты в год.

    Лимонная кислота (Е330) обладает наиболее мягким и приятным вкусом по сравнению с другими пищевыми кислотами, благодаря чему находит самое широкое применение в пищевой промышленности. Главными ее потребителями являются производители напитков (газированных, негазированных безалкогольных и алкогольных, соков и нектаров; здесь она используется как регулятор кислотности, а также с целью придания напиткам приятного и освежающего вкуса) и кондитерских изделий. Помимо самой лимонной кислоты широкое распространение получили ее соли (цитраты — это производные высших жирных кислот и лимонной кислоты). Цитрат натрия Е331, или лимоннокислый натрий, например, относится к вкусовым веществам и задействован при производстве плавленых сыров (как соль-плавитель), сгущенного молока и мармелада, при производстве детских сухих продуктов на молочной основе лимоннокислый натрий используют как буферную соль и как биоэлемент. Существенным преимуществом лимонной кислоты является возможность получения ее в твердом виде, а также отсутствие раздражающего действия на слизистые оболочки дыхательного и пищеварительного тракта.

    О производстве лимонной кислоты

    Само название лимонной кислоты напоминает нам о цитрусовых, хотя лимонная кислота содержится во всех фруктах, а также в хвое, листьях хлопчатника. До начала двадцатых годов прошлого века этот важный продукт получали отжимая сок из лимонов, таким образом удовлетворялось около трех четвертей мировой потребности в лимонной кислоте (из одной тонны лимонов получается 25 кг лимонной кислоты). В настоящее время лимонную кислоту получают путем лимоннокислого брожения сладких отходов сахарного производства — патоки (мелассы), вызванного плесневыми грибами рода Aspergillius niger (Аспергиллиус Нигер), поэтому производство часто располагается совместно с производством сахара. Современная технология производства лимонной кислоты достаточно сложная, энерго- и водоемкая, требующая не только специального оборудования, но и соблюдения высоких санитарно-гигиенических нормативов. Как следствие, на предприятиях небольшой и средней мощности производят лимонную кислоту поверхностным методом культивирования, при этом нет никакой гарантии стабильного качества полученного продукта. Глубинный метод экономически выгоден тогда, когда мощность завода превышает 2500 тонн лимонной кислоты в год, крупные производства, как правило, обеспечивают стабильно высокое качество лимонной кислоты.

    О производителях лимонной кислоты и участниках рынка

    Основными участниками этого сегмента российского рынка являются производители из Китая, которые контролируют почти половину рынка, и еще около 40% приходится на долю российской компании ОАО «Белгородский завод лимонной кислоты (Цитробел)», которая после распада СССР осталась практически единственным производителем лимонной кислоты в России.

    В ближнем зарубежье наиболее крупными производителями лимонной кислоты являются на Украине ОАО «Смелянский сахарный завод» и в Белоруссии Скидельский сахарный завод, но их продукции на российском рынке практически нет. Таким образом, на сегодняшний день на отечественном рынке присутствуют два крупные участника — «Цитробел» и китайские производители.

    Как свидетельствуют специалисты, российская лимонная кислота отвечает всем требованиям ГОСТ 3652-69, всегда сопровождается сертификатами соответствия и удостоверениями качества завода изготовителя. Ирина Корязова, коммерческий директор компании «Аэросвит», отмечает, что по маркировкам на таре и упаковке можно легко определить срок изготовления, срок годности и даже смену, изготовившую эту продукцию. Еще одним большим преимуществом сотрудничества с нашими производителями, считает Ирина Корязова, является открытость наших производителей для сотрудничества и общения. Кроме того, лимонная кислота всегда есть в наличии на складах «Цитробела», и ее всегда можно заказать.

    В отличие от российского «Цитробела», обеспечивающего поставки продукции стабильно хорошего качества, продукция китайских производителей, которую они готовы предложить в объемах практически неограниченных, имеет качество весьма неоднородное, но и цены на эту продукцию варьируются в больших пределах: от очень низких до сопоставимых с ценами российской лимонной кислотой. Специалисты отмечают, что по высоким ценам, сопоставимым с ценами на российскую лимонную кислоту, предлагается продукция хорошего качества, произведенная на крупных китайских предприятиях, аналогах «Цитробела». Но есть целый ряд китайских торговых фирм, которые предлагают лимонную кислоту, произведенную на небольших и очень маленьких заводах, которых в Китае существует множество. Такие маленькие предприятия не могут гарантировать хорошее качество продукции. Торговые фирмы скупают у этих предприятий небольшие объемы лимонной кислоты по очень низким ценам, формируют крупные партии и поставляют их на российский рынок. Цены на эту лимонную кислоту невысоки, но даже в пределах одной партии качество продукта может быть неоднородным. Потребители зачастую имеют претензии и по влажности, по растворимости, по содержанию безводной лимонной кислоты в моногидрате, что вынуждает делать корректировку и добавлять большее количество лимонной кислоты в продукты, что в итоге повышает себестоимость. При этом отследить качество, выявить конкретного производителя, чтобы предъявить претензии, бывает практически невозможно — большинство китайских фирм, работающих на российском рынке, открытостью и готовностью к диалогу не отличаются. Проявляется это прежде всего в том, что даже маркировка зачастую бывает на китайском языке. Возникают сложности и с сопроводительными документами, удостоверениями качества и пр.

    О качестве лимонной кислоты, цене и предпочтениях

    Поэтому нет ничего удивительного в том, что российские предприятия предпочитают использовать в производстве белгородскую лимонную кислоту. И не только российские — многие крупные мультинациональные компании работают на белгородской лимонной кислоте. На этих предприятиях производство осуществляется в соответствии со стандартными технологическими листами, и менять количество ингредиентов в процессе приготовления продукта невозможно. Более того, многие производства на этих предприятиях автоматизированы, все процессы происходят без участия человека, на таких участках стабильное качество ингредиентов — непременное условие.

    Но не только потребители предпочитают работать с белгородской лимонной кислотой. Представители российских компаний, занимающиеся поставками ингредиентов для предприятий пищевой промышленности, отмечают, что ее стабильно хорошее качество не вызывает нареканий у потребителей, и если компания-поставщик не хочет подводить своих клиентов она предпочтет поставлять отечественный продукт.

    Однако объемы производства Белгородского комбината не могут покрыть полностью потребность российских пищевиков в лимонной кислоте, как уже было показано выше — 40% белгородского продукта полностью потребляется отечественным рынком, остальное — китайская «лимонка».

    Поэтому несмотря на нестабильное качество, которое в некоторой степени компенсируется более низкой ценой, часть отечественных предприятий вынужденно, а другие по соображениям экономии покупают китайский продукт, при этом каждое пищевое предприятие само для себя решает насколько можно ему рисковать.

    Протекционистская политика

    Китайские производители лимонной кислоты готовы предложить российскому рынку, как, впрочем, и рынкам европейских стран, лимонную кислоту в очень больших объемах и по очень низким ценам. Подобные намерения зачастую расцениваются европейскими производителями как интервенция, и они предпринимают определенные усилия по защите своих национальных рынков.

    Напомним, что еще в 2001 году ряд крупных мировых компаний — производителей лимонной кислоты (американские компании «Арчер Дэниелс Мидланд» и «Хаарман Энд Реймер», две швейцарские «Хоффман Ля Рош» и «Юнгбунцлауэр», а также голландская «Серестар Биопродактс», принадлежащая концерну «Байер») были обвинены Европейской комиссией в заключении «картельного сговора» в период с 1991 по 1995 год с целью установления фиксированных цен на европейском рынке лимонной кислоты и распределения рыночных долей. Они были обвинены также в том, что в свое время инициировали жесткую ценовую войну, направленную против китайских предприятий — производителей лимонной кислоты, которые проникли на европейский рынок благодаря более низким ценам на свою продукцию.

    В прошлом году о защите своего внутреннего рынка лимонной кислоты объявила Украина. В апреле 2004 года вступило в силу решение о применении окончательных антидемпинговых мер путем взыскания разницы между минимальной ценой и таможенной стоимостью товара. В результате пошлина на импорт лимонной кислоты из Китая составляет 130%.

    А что же Россия? Определенные шаги по защите отечественного рынка от китайской интервенции были предприняты два года назад и российским правительством. В сентябре 2003 года на китайские товары ввели новую пошлину 200 евро на тонну и полтора года назад в апреле ввели минимальную таможенную ставку, с которой можно растаможивать китайские товары — три доллара с килограмма, что значительно превышает стоимость лимонной кислоты. Указ о минимальной таможенной ставке был введен в самый пик сезона для производителей безалкогольных напитков, контейнеры с китайской лимонной кислотой встали на таможне, что вызвало резкий дефицит лимонной кислоты на российском рынке. Рынок отреагировал мгновенно — выросли цены не только на китайскую лимонную кислоту (почти в два раза), но и на отечественную — Белгородский комбинат тоже поднял цены на свою продукцию. В результате изменения таможенных правил лимонной кислоты в России стало очень не хватать. Этим обстоятельством попытались воспользоваться европейские компании. Но, как отмечают специалисты, европейские компании на российском рынке не удержались, не выдержали конкуренции. Безусловно, европейская лимонная кислота имеет хорошее качество, но ее цена слишком высока для российских потребителей, она была сопоставима со стоимостью продуктов, в которых применялась.

    В общем и целом протекционистские действия российского правительства следует признать успешными, и это дает основание считать, что отечественный рынок лимонной кислоты во многом защищен от непредсказуемого развития.

    Таблица
    Ориентировочные дозы внесения моногидрата лимонной кислоты в различные продукты
    Наименование продукта Содержание лимонной кислоты, %
    Твердые карамели 0,8-1,5
    Желейные карамели 0,5-1,5
    Кислое драже 1,0-2,0
    Торты и пирожные 0,2-0,4
    Мороженое 0,2-0,5
    Соки 0,1-0,3
    Безалкогольные напитки 0,2-0,4
    Вина 0,1-0,2
    Ликеры 0,3-0,5
    Овощные и фруктовые консервы 0,1-0,7
    Рыбные консервы опускание в 2% раствор
    Мясные консервы 0,2-0,5
    Кремы, лосьоны 0,05-0,15
    Выпечка 0,5-1,0
    Детское питание 0,02-0,04
    Жиры, маргарины 0,01-0,05

    www.prodindustry.ru

    Российский рынок лимонной кислоты в 2017 г.

    Актуальность: март 2018 г.

    Статья посвящена анализу российского рынка лимонной кислоты. Материал подготовлен на основе исследования «Российский рынок глубокой переработки зерна в 2013 – 1 кв. 2018 гг.».

    По данным исследования, проведенного ID-Marketing, рынок лимонной кислоты в стране представлен в основном импортной продукцией. В частности, после остановки производства лимонной кислоты из-за требования надзорных органов на ООО «Цитробел» в Белгородской области, теперь весь объем спроса покрывается за  счет импортных закупок.  В 2017 году по сравнению с 2016 ООО «Цитробел» был снижен объем выпуска на 67,5% и полностью приостановлен к концу 2017 года.

    По данным ID-Marketing, в 2017 году в РФ было импортировано 44,7 тыс. тонн лимонной кислоты (рост 70,3% к 2016 г.), в первом квартале 2018 года объемы достигли порядка 9 тыс. тонн продукции.

    Бесспорное лидерство в импорте лимонной кислоты в Россию на протяжении многих лет занимает продукция китайских производителей. В 2017 году на ее долю пришлось около 90% совокупного объема поставок. В сравнении с 2016 годом импорт вырос на 71,4%. В первом квартале 2018 года прирост составил 36,5%.

    Доли стран производителей  в импорте лимонной кислоты в Россию в 2017 г., % (натур. выраж.)

    Ведущим производителем в импорте лимонной кислоты в Россию на протяжении последних лет является Weifang Ensign Industry Co Ltd, в частности, в 2017 году на долю ее продукции пришлось 54,5% совокупного объема импорта. Ближайшим конкурентом Weifang Ensign Industry Co Ltd в 2017 году стала компания TTCA Co. Ltd – 31,5% совокупного объема импорта. Объемы поставок лимонной кислоты данного производителя увеличились в сравнении с 2016 годом в 2,1 раза. Всего в 2017 году лимонную кислоту импортировало 213 предприятий в России.

    Видимая емкость рынка лимонной кислоты в 2017 году, по оценкам ID-Marketing, выросла на 24% по сравнению с 2016 годом. При этом импорт занимает 92% видимого потребления. Кроме того, стоит отметить, что на экспорт идет в большей степени лимонная кислота иностранных производителей, завезенная ранее.

    id-marketing.ru

    Статьи

    Решение проблемы продовольственной безопасности России предполагает снижение зависимости от импорта продуктов питания, пищевых ингредиентов, оборудования. В этом отношении необходимо развитие отечественных производств, в том числе и пищевых ингредиентов.

    Ранее в Советском Союзе лимонную кислоту, используемую практически во всех пищевых технологиях, вырабатывали десять заводов.

    В настоящее время в России действует только одно профильное предприятие (ЗАО «ЦИТРОБЕЛ», г. Белгород), которое до сих пор использует в качестве источника углерода свекловичную мелассу – отход сахарного производства.

    Систематическое исследование меласс сахарных заводов различных регионов в течение ряда лет, а также работы зарубежных исследователей по составу свекловичных меласс свидетельствуют о том, что химический состав этого сырья постоянно меняется. Начиная с 60-х годов ХХ в., отмечено заметное снижение величины показателя рН, постепенное увеличение содержания инвертного сахара, кальция, уменьшение содержания общего азота. В последние годы мелассы с рН ниже 6,0 («кислые») поступают уже в начале переработки здоровой сахарной свёклы. Нередко наблюдается резкое повышение в составе мелассы содержания фосфора и натрия, что связано с переработкой свеклы, характеризующейся низкой натуральной щелочностью, и, соответственно, с применением в технологии сахарного производства избыточного количества различных добавок, которые оказывают ингибирующее влияние на жизнедеятельность продуцента лимонной кислоты. Таким образом, непостоянство состава и большое количество примесей не позволяет получать достаточно стабильные технико-экономические показатели. По этим причинам, использование мелассы связано с большим объемом дополнительных работ, так как в процессе отбора и использования в качестве сырья требуется постоянный контроль ее состава и специальная подготовка к ферментации с применением токсичных химических реагентов. В ходе процесса образуется дополнительное количество трудно утилизируемых отходов и стоков.

    Несмотря на высокую производительность, действующий технологический процесс биосинтеза лимонной кислоты на разбавленных мелассных средах перестал полностью удовлетворять запросы развивающейся отрасли. Появилась острая необходимость совершенствования технологической схемы, переход на новые сырьевые ресурсы.

    В этом отношении крахмалы и их гидролизаты, как показывают исследования, являются перспективным сырьем, которое позволяет максимально использовать потенциал микроорганизмов-продуцентов для получения широкого спектра продуктов: из ферментированного раствора - лимонной кислоты и амилолитических ферментов, из мицелиальной массы, которая является отходом, - белка и хитин-глюканового комплекса – ценных пищевых ингредиентов и высокобелковых витаминизированных добавок.

    В связи с этим целью настоящих исследований является сопоставление особенностей и возможностей существующих и вновь разработанных технологий лимонной кислоты с тем, чтобы принять решение по выбору технологии для строительства нового предприятия.

    1 Направления применения лимонной кислоты, её солей, амилолитических ферментов, высокобелковых кормовых добавок, хитин-содержащих биополимеров

    1.1 Лимонная кислота

    Лимонная кислота – это трёхосновная карбоновая оксикислота, хорошо кристаллизующаяся как в виде моногидрата, так и в виде безводной кислоты. Моногидрат и ангидрит различаются по температуре плавления: моногидрат 70ºС, безводная 153ºС. Пищевая лимонная кислота относится к числу органических кислот, получаемых методами микробиологического синтеза. Среди других продуктов биотехнологии она занимает одну из ведущих позиций по объёмам производства.

    Сфера применения лимонной кислоты в народном хозяйстве довольно широкая. Лимонная кислота обладает мягким и приятным вкусом по сравнению с другими пищевыми кислотами, способна выполнять целый ряд полезных технологических функций, благодаря чему находит самое широкое применение в пищевой промышленности в качестве подкислителя и регулятора кислотности пищевой системы, антиоксиданта и комплексообразователя. Её применяют также для устранения мути в вине, торможения образования меланоидинов в сгущенном молоке с сахаром, при рафинации растительных масел, для промывки и дезодорирования жирового сырья; применяют и в качестве консерванта для увеличения сроков сохранности мяса, желе и пресервов. Содержание лимонной кислоты в отдельных пищевых продуктах приведено в таблице 1.

    В медицине и химико-фармацевтической промышленности лимонную кислоту используют в качестве консерванта крови. Способность лимонной кислоты образовывать комплексные соединения реализуется в ряде отраслей промышленности (химической, текстильной, кожевенной, металлургической и др.). Она также находит применение на предприятиях электроэнергетики. Является сырьем для получения ценных пищевых добавок полифункционального действия – цитратов.

    Таблица 1. Содержание моногидрата лимонной кислоты в отдельных пищевых продуктах

    Наименование продукта Содержание лимонной кислоты, %
    Твердые карамели 0,8-1,5
    Желейные карамели 0,5-1,5
    Кислое драже 1,0-2,0
    Торты и пирожные 0,2-0,4
    Мороженое 0,2-0,5
    Соки 0,1-0,3
    Безалкогольные напитки 0,2-0,4
    Вина 0,1-0,2
    Ликеры 0,3-0,5
    Овощные и фруктовые консервы 0,1-0,7
    Рыбные консервы опускание в 2% раствор
    Мясные консервы 0,2-0,5
    Кремы, лосьоны 0,05-0,15
    Выпечка 0,5-1,0
    Детское питание 0,02-0,04
    Жиры, маргарины 0,01-0,05

    В настоящее время объемы мирового производства лимонной кислоты составляют более 2400 тыс. тонн в год; емкость российского рынка - около 30 тыс. тонн в год с тенденцией к ежегодному росту. На рис. 1 представлена динамика производства и импорта в Россию лимонной кислоты.

    Рис. 1

    1.2 Цитраты

    Соли лимонной кислоты применяют в пищевой промышленности, в косметологии, при производстве синтетических детергентов и в других областях.

    Цитрат натрия

    Пищевой цитрат натрия (ГОСТ 31227-2004) широко применяется практически во всех продуктах, указанных в таблице 1.

    Натриевая соль лимонной кислоты, являясь антиокислителем, препятствует прогорканию жиров и жиросодержащих продуктов.

    Антиокислительный эффект основан на способности аниона цитрата связывать находящиеся в незначительном количестве в продуктах катализаторы окисления – тяжелые металлы (Fe, Cu, Ni) и образовывать с ними комплексные соединения. При совместном добавлении лимонной кислоты и цитрата натрия образуется буферная смесь, предотвращающая инактивирующее воздействие следов металлов, содержащихся в сырье и готовой продукции. Натриевая соль лимонной кислоты обладает полезным свойством стимулировать пенообразование и поддерживать механическую устойчивость пены, поэтому эту добавку используют при приготовлении сбивных кондитерских изделий. Цитрат натрия применяют в производстве безалкогольных напитков. Он придает напиткам освежающий соленоватый привкус, улучшает насыщенность углекислотой в процессе газирования. При выработке желейных пектиновых кондитерских изделий (яблочного мармелада и др.) используют цитрат, лактат и тартрат натрия. Их добавляют в яблочное пюре до введения сахара для того, чтобы замедлить образование желе, которое быстро происходит при взаимодействии пектина с сахаром. В производстве желейных кондитерских изделий и джемов используют также буферные свойства цитрата натрия для поддержания величины рН среды на оптимальном уровне.

    Цитрат натрия предупреждает осаждение твердых веществ в процессе выпаривания молока и его хранения. Его используют в качестве стабилизатора и эмульгатора при производстве мороженного и сыра. Добавка цитрата натрия поддерживает вкусовые и ароматические свойства сыра, улучшает его микробиологическую устойчивость.

    Перечисленные выше свойства цитрата натрия предопределяют широкую сферу его применения в различных отраслях пищевой промышленности, в том числе при производстве консервов, диетических продуктов, продуктов детского питания.

    Цитрат натрия применяют при производстве специального питания для космонавтов и спортсменов. Например, цитрат натрия входит в препарат для напитка, применяемого при обезвоживании организма, способствующего быстрому восстановлению гомеостаза за счет гидратации.

    В России и странах СНГ практически отсутствуют традиции применения солей лимонной кислоты в пищевой промышленности. Однако в последние годы появился значительный интерес к цитратам пищевого назначения.

    Роль солей лимонной кислоты в продуктах питания повышается в связи с экологической опасностью. Развитие цивилизации неизбежно порождает загрязнение окружающей среды, пример – Чернобыльская авария, приведшая к глобальным выпадениям цезия-137 и стронция-90, которые проникают в кровь и распространяются по всем органам и тканям. С течением времени при постоянном поступлении с пищей количество стронция и цезия в организме увеличивается, и их влияние на степень облучения становится все более весомым. Поэтому пища должна быть не только полноценной, но и «безвредным лекарством», профилактическим средством, предотвращающим болезни человека, обусловленные вредным влиянием окружающей среды.

    Продукты питания профилактического назначения, содержащие определенные добавки, предназначены для удаления тяжелых металлов и радионуклидов из организма или максимального смягчения их воздействия на ткани и органы человека. К добавкам подобного типа относятся пектин, органические кислоты, в том числе лимонная, пищевые соли лимонной кислоты. Их профилактическое действие – постепенное и планомерное выведение из организма человека ионов тяжелых металлов и радионуклидов. Так, отмечено, что при изготовлении сыра содержание мышьяка, свинца и кадмия было значительно ниже при использовании в качестве плавителя цитрата натрия.

    Применение цитрата натрия в составе рецептур кондитерских изделий в смеси с пектином позволяет увеличить объем использования цитратов в пищевой промышленности.

    В медицине и химико-фармацевтической промышленности цитрат натрия широко применяют для предотвращения свертываемости крови при ее переливании и заготовках, для растворения почечных камней, в качестве послабляющего, для лечения диатезов, как вяжущее и противовоспалительное средство. Растворы цитрата натрия являются эффективными растворителями для ряда плохо растворимых соединений, таких как салициловая, бензойная и галловая кислоты. Цитраты натрия и калия входят в состав диуретиков и сиропов против кашля. Цитраты натрия, калия, аммония, висмута, серебра, железа, меди и других элементов применяют как внутренние и наружные лекарственные средства.

    Цитрат натрия применяют также при изготовлении лечебных кремов, шампуней, полосканий для рта, примочек, прозрачного мыла, зубных паст, репеллентов, заменителей табака, композиций для абсорбции запахов, в составах лекарственных препаратов для желудка и кишечного тракта.

    Технический цитрат натрия (ТУ 2499-003-00343237-98) весьма активно применяется в химической промышленности для производства моющих и чистящих средств. Это обусловлено тем, что цитрат натрия можно использовать взамен фосфатов и полифосфатов натрия, оказывающих отрицательное влияние на экологию прибрежных вод. В свою очередь цитрат натрия не оказывают губительного воздействия на флору и фауну водоёмов.

    Законодательство европейских стран ввело жёсткие нормы на использование фосфатов в моющих средствах. Эти средства изготавливались в основном на основе триполифосфатов. Попадая после употребления в канализационную сеть, они с трудом поддаются утилизации на очистных сооружениях. Поступающий со сточными водами в открытые водоемы фосфор является причиной бурного развития водорослей (в основном агрессивных синезеленых) и связанных с этим нарушением кислородного баланса вод, гибели рыб, развития анаэробной микрофлоры и накопления в водоемах вредных продуктов анаэробного брожения. В настоящее время полностью отказались от применения триполифосфата натрия производители СМС Японии, Швейцарии, Норвегии, Италии, Германии, Австрии, Нидерландов. Сократили его применение на (85-90) % в Бельгии, на (40-50) % в Дании, Швеции, Финляндии, на 30 % во Франции, на 25 % в Великобритании и Испании, на (10-15) % в Греции и Португалии. В США потребление триполифосфата натрия с 1973 года сократилось в 5 раз. В России на этот счёт правовых актов пока не существует.

    В качестве комплексообразующих добавок, способных связывать ионы поливалентных металлов, вместо полифосфатов, особенно в жидких СМС, в указанных выше странах используют цитраты натрия и калия, объем продажи которых для этих целей в мире каждый год увеличивается на 1,1-3,3 %. Цитрат натрия обеспечивает щелочность и буферность моющих средств, смягчает воду. При этом цитраты хорошо поддаются биодеградации как в системах очистки, так и в открытых водоемах, разрушаясь до воды и углекислого газа. В России по экономическому прогнозу стабилизации промышленности в ближайшее время выпуск СМС составит 600 тыс. т в год, для чего потребуется заменителей триполифосфата натрия в объеме 140-150 тыс. т в год. Для того чтобы заменители триполифосфата натрия были конкурентоспособны, цена на них должна позволить снизить себестоимость СМС на 5-10 % без ухудшения их потребительских свойств. По расчетам японских экономистов ежегодная мировая потребность в цитрате натрия для производства моющих средств составляет более 400 тыс. тонн. Потребность России в техническом цитрате натрия для аналогичных целей оценивается в 20-25 тыс. т в год. Цитраты натрия и калия входят в состав моющих средств различных товарных форм как вещества, связывающие ионы поливалентных металлов. При этом содержание цитрата натрия в жидких моющих средствах – 5 %, в порошках – 2,5-40 %; содержание цитрата калия в жидких моющих средствах – 7,5 %. Содержание цитрата натрия в бытовых моющих средствах, вырабатываемых в Западной Европе, достигает 44 %.

    Растворы цитрата натрия используют для борьбы с загрязнениями воды и воздуха. Анионы цитрата поглощают соединения серы, выделяемые в атмосферу рудоплавильными заводами, электростанциями, работающими на угле.

    Цитрат натрия применяют при чистке и обработке тканей, в составах чистящих композиций для поверхностей металлов, при изготовлении краски, для получения растворов цитрата алюминия, в химии для получения комплексных соединений, в средствах покрытия полимерных поверхностей, в технике офсетной печати, гальванотехнике, электронике.

    Цитрат калия

    Цитрат калия применяют там, где нежелательно присутствие ионов натрия – в пищевых продуктах и фармацевтических препаратах, в бессолевых диетах.

    В диетическом питании цитрат калия применяют в смеси с другими солями, например, в виде калий-магниевого цитрата.

    Цитрат калия вводят в состав фармацевтических препаратов, предназначенных, в частности, для противодействия отложению кальциевых почечных камней. Его применяют для приготовления сухих пищевых смесей, при изготовлении зубных паст, лечебных кремов, растираний, прозрачного мыла. Известно использование цитрата калия при изготовлении сигаретной бумаги, особых удобрений, в процессах улавливания сернистых соединений из газового потока, в составах реактивов для крашения текстиля, в составах разжижителей полимерных суспензий, в процессах получения различных химических соединений. Присутствие цитрата калия важно при создании композиций для позитивной проявки цветных пленок, для регенерации катионообменных смол, для печатных плат и др.

    Цитрат кальция

    Широкий спектр использования цитрата кальция при производстве пищевых продуктов и напитков связан с тем, что кальций является важнейшим пищевым микроэлементом. Кальций требуется для адекватного формирования костей и поддержания их состава, он также необходим для реализации различных функций метаболизма. Особенно уместна кальциевая диета при остеопорозе, который характеризуется понижением массы костей, повышением их хрупкости и склонности к переломам. Установлено, что усвоение кальция значительно улучшается, если он поступает в организм в виде цитрата. При этом снижается вероятность образования камней в почках, что часто имеет место при использовании препаратов, содержащих хлорид, карбонат или глюконат кальция. Именно цитрат-анионы являются ингибиторов кристаллизации почечных камней.

    В пищевой промышленности цитрат кальция используют для приготовления различных напитков, предотвращающих разрушение зубной эмали, в составах диетических кальциевых добавок, жевательных резинок, кальциевых приправ к салатам, сладких и замороженных блюд, выпечных изделий и сухих смесей.

    В комплексных добавках, замедляющих остеопороз, цитрат кальция применяют в смеси с кальциевыми солями яблочной, молочной кислот, минеральными добавками и гормоном эстрогеном.

    Цитрат кальция используют в рецептурах мясных продуктов с низким содержанием натрия, при получении комбинированных смесей из высушенных фруктов и зерновых, при обработке риса и продуктов из него, в производстве сигарет, в качестве антислёживающего агента и загустителя в производстве растительного масла.

    Особый интерес для создания функциональных продуктов питания представляют соли кальция и магния, прежде всего, цитраты кальция и магния, которые разрешены для применения в пищевой промышленности.

    Цитраты кальция и магния являются источниками жизненно важных минеральных веществ, крайне необходимых для нормального развития и функционирования организма, профилактики многих заболеваний нервной и сердечно-сосудистой систем человека. Нутриенты в форме цитратов безопасны, имеют высокую биодоступность и хорошо усваиваются организмом. При этом снижается вероятность образования камней в почках, так как именно цитрат-анионы являются ингибиторами их кристаллизации.

    Зарубежный и отечественный опыт свидетельствуют о целесообразности введения вышеназванных цитратов в состав напитков функционального назначения для различных групп населения, в том числе детей, спортсменов, пожилых людей, беременных женщин. Фактором, определяющим успех таких напитков, является объединение полезных свойств и вкусовых характеристик цитратов. Они придают напиткам мягкий, приятно-кислый вкус, использование их имеет преимущество перед карбонатами, хлоридами, фосфатами и глюконатами.

    Кальций и магний участвуют в формировании и поддержании структуры мышечной и костной ткани, свёртывании крови, обеспечении нормальной работы сердца. Недостаток кальция в питании увеличивает опасность рахита у детей, ведёт к возникновению остеопороза и костных переломов, нарушает развитие скелета и зубов, повышает риск сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний. Предлагается использовать цитраты кальция и магния в составах диетических добавок, замедляющих остеопороз. Как показали исследования института, эти добавки можно использовать для обогащения продуктов массового потребления, к которым относятся хлеб и хлебобулочные изделия, молоко и кисломолочная продукция.

    Помимо пищевой промышленности цитрат кальция находит применение в фармацевтической промышленности и медицине, в производстве косметических товаров, в химии.

    Основные функции цитрата кальция в качестве пищевой добавки это – источник легко усвояемого организмом кальция, разрыхлитель, антикоагулянт, антиоксидант, антислёживающий агент, загуститель.

    Всемирная организация здравоохранения (WHO) классифицирует лимонную кислоту и ее соли в списке А(I) с индексом AD1 («неограниченно»), то есть потребление вещества не представляет опасности для здоровья. В рецептурах пищевых продуктов соли лимонной кислоты применяют по принципу «достаточности».

    www.yarko-group.ru

    Производство лимонной кислоты: подготовка, процесс и получение продукта

    Лимонная кислота была открыта несколько сотен лет назад, но об истории ее полноценного производства на промышленных мощностях можно говорить лишь начиная с 1919 года. С этого момента технологи стали применять микробиологические процессы, развитие которых не останавливается по сей день. При этом современное производство лимонной кислоты неоднородно и предполагает разные способы изготовления конечного продукта. Выбор того или иного метода определяется не только характеристиками сырьевых ресурсов конкретного предприятия, но и требованиями целевого рынка потребления.

    Общие сведения о лимонной кислоте

    В качестве регулятора кислотности данный продукт активно применяется в пищевой промышленности. Но лимонную кислоту задействуют не только в целях коррекции вкуса. В зависимости от технологии изготовления она может увеличивать срок годности целевого продукта. С этой точки зрения производство лимонной кислоты в России можно ставить в один ряд с технологиями изготовления аскорбиновой, уксусной и молочной кислотами, а также с их производными.

    Как отмечают специалисты, благодаря своим качествам антиокислителя и синергиста антиокислителей, лимонная кислота сегодня используется едва ли не в половине всех выпускаемых продуктов пищевой промышленности. Популярности данного подкислителя способствуют и ее гастрономические свойства. У этой кислоты приятный и мягкий вкус – во всяком случае, если сравнивать с альтернативными продуктами данного типа. Особенно эти качества проявляются в напитках и кондитерских изделиях. Существует и широкая группа солей, которые получают в условиях микробиологического производства лимонной кислоты – в частности, цитрат натрия далее может использоваться как соль-плавитель. К преимуществам лимоннокислого натрия относят возможность его получения в твердой форме, а также исключение раздражающего эффекта при воздействии на слизистые оболочки систем пищеварения и дыхания.

    Промышленное производство продукта

    Название лимонной кислоты обращает внимание на цитрусовые, однако, эта кислота в разной степени присутствует во всех фруктах, хлопчатнике и хвое. И все же первые производства были организованы именно на базе переработки лимонного сока. В 1920-х годах таким образом получали примерно 25% всей продукции. При этом сама технология изготовления была нерациональной, так как из 1 т лимонов получалось около 25 кг чистого продукта. Сегодня же производство пищевой лимонной кислоты организуется на более технологичных и ресурсоемких методах, предполагающих использование и принципиально новых добавок наподобие патоки и плесневых грибков. Этим, к слову, обуславливаются и логистические решения о расположении производств лимоннокислого натрия рядом с заводами по изготовлению сахара.

    В то же время нельзя сказать, что такого рода производства оправдывают себя по определению в условиях высокого спроса. Дело в том, что по мере повышения технологичности производственного процесса усложняется и оборудование, а это означает увеличение расходов на техническое оснащение и содержание мощностей. Поэтому без продуманного бизнес-плана по производству лимонной кислоты, в котором бы указывались все аспекты организационно-хозяйственной деятельности предприятия не обойтись. Наряду с проектным решением по оснащению производственным оборудованием и разработкой логистических моделей с экономическим обоснованием также потребуется определение оптимальной рецептуры конечного продукта, чтобы он мог конкурировать в определенной нише на рынке. К этому стоит добавить и поправку на жестких санитарно-гигиенических нормативах, которые регулируют практически все технологические нюансы получения данной кислоты.

    Физико-химическое представление технологии

    Современные процессы производства лимонной кислоты в основном строятся на гидролизе крахмальной суспензии, включающей до 30% массы сухих элементов с амилолитической способностью. К ним может добавляться крахмал минеральных солей с сульфатами меди, цинка и железа. Данная основа в последующем проходит ферментацию в питательной среде плесневым грибом.

    В результате ферментации и выделения грибковой биомассы формируется культуральный раствор, в котором изначально содержится до 85% лимонной кислоты. Характерной особенностью полученных на этом этапе кислотоустойчивых ферментов является повышенная амилолитическая активность. Прежде всего, это касается глюкоамилазы и амилазы.

    Технический результат производства лимонной кислоты после прохождения вспомогательных операций оценивается в лабораторных условиях широким спектром показателей качества, среди которых амилолитическая активность культурального раствора.

    Технологии изготовления «лимонки»

    Процесс производства выполняется в несколько технологических этапов на разном оборудовании. Хотя существуют разные конфигурации обустройства заводских мощностей – в том числе моноблочные и сборные модульные. Среди основных же процессов, на которых строится современная технология производства лимонной кислоты, можно выделить следующие:

    1. Оптимизированные процессы технологической подготовки сырьевых материалов для обеспечения необходимых условий для кислотной среды брожения.
    2. Размножение спор в специально организованных условиях.
    3. Процесс брожения в соответствии с характеристиками конкретных сырьевых материалов.
    4. При необходимости выполнение адаптации всех или отдельных сырьевых материалов для процессов брожения.
    5. Отделение кислоты от ферментационных растворов. К слову, методы сепарации в значительной степени определяют конечное качество продукта.
    6. Очистка и кристаллизация полученной кислоты. На этом этапе открываются возможности для модификации продукта и производства других версий кислоты в разных конфигурациях. Например, в рамках общего производства лимонной кислоты могут выпускаться сиропы, моногидрат, обезвоженные составы и дигидрат цитрата натрия. Также может регулироваться содержание химикатов.

    Оборудование для производственного процесса

    Оптимизированный формат технического обустройства современных заводов по выпуску лимонной кислоты предусматривает использование биотехнологических установок. В среднем мощности такого решения по расчету объема выпуска составляют 200-250 т/год, при этом оставляя широкие возможности для получения модифицированных продуктов на основе разных источников сырья. В базовый состав данного оборудования для производства лимонной кислоты входят следующие реакторные и емкостные устройства:

    1. Ферментеры.
    2. Выпарные аппараты.
    3. Фильтры.
    4. Сушилки.
    5. Кристаллизаторы.
    6. Инфраструктура для обеспечения логистических операций.

    Реализация проекта биотехнологической установки позволяет обеспечивать полный производственный цикл, локально снабжая региональных потребителей в полном объеме с минимальным привлечением теплоэнергетических ресурсов.

    Аппаратурно-технологическое решение такого типа отличается использованием штаммов-продуцентов, что обуславливает изначально низкую себестоимость продукта. Данная технология производства лимонной кислоты также характеризуется приемлемым уровнем экологической чистоты для окружающей среды и токсической безопасностью для рабочего персонала.

    Что касается качества выпускаемого продукта, то оно соответствует мировым стандартам пищевой промышленности. Другое дело, что возможен и выпуск технического продукта, предназначенного, в частности, для моющих средств.

    Подготовка сырья для производства лимонной кислоты

    Исходные материалы поступают в производственный процесс после специальной обработки. Ее способ и параметры проведения определяются не только свойствами сырья, но и требованиями к продукту. Также берется во внимание возможность изготовления производных продуктов из лимоннокислого натрия.

    Так или иначе, основным сырьем для производства лимонной кислоты является меласса, содержащая оптимальный коэффициент железа. Что касается ее переработки, то главным этапом в этом процессе является предферментация, необходимая для осаждения состава посредством желтой кровяной соли. Без переработки в дальнейшем эта соль в кислоте может выступать ингибитором изоцитратдегидрогеназов.

    Еще одним компонентом, который может использоваться в качестве сырьевой основы, является грибок Аспергиллиус Нигер. Возникает вопрос – почему в условиях современных технологий для производства лимонной кислоты используют гриб из плесени? Чаще всего его применение требуется для обеспечения функции продуцента. Его химическая формула оптимально подходит для проведения сразу нескольких процессов, которые невозможны или технологически неоправданны при использовании синтетических заменителей. В частности, речь идет о растворении, солификации и последующих процедурах сепарации и очистки.

    Специальная подготовка сырья требуется и в процессах выпуска модифицированных производных из лимонной кислоты. В данном случае также могут применяться дополнительные включения, среди которых этиловый спирт, технические и этанолсодержащие полупродукты с отходами спиртовых заводов. В свою очередь, производство лимонной кислоты из мелассы будет дополняться процессами осветления гексацианоферратом, стерилизацией и кипением.

    При использовании гидрализатов крахмала с умеренным содержанием примесей подготовка сырья должна будет включать процедуру декатионизации и операцию стерилизации в непрерывном режиме.

    Организация процесса размножения спор

    Для эффективного проведения микробиологических процессов требуется качественно подготовленный посевной материал. При синтезе кислоты данный материал в виде спор вносится в бродильный чан в самом начале производственного процесса. В оптимизированном виде технология производства лимонной кислоты на основе мелассы отдельно предусматривает этапы подготовки спор для разведения, в рамках которой также выполняется тестирование. Если планируется долгосрочное производство, то споры сушатся. Это необходимо и для длительного сохранения их функциональных качеств, и для успешного проведения дозации.

    На следующем этапе подготавливаются субстраты, включающие сахарозу, глюкозу или крахмал. Материалы с содержанием крахмала сначала проходят процедуру осахаривания в целях последующего преобразования в глюкозу, которую используют как производственный штамм.

    Поскольку уровень примесей на всех этапах переработки сырья и субстратов может быть чрезмерно высоким, многие производители разрабатывают и специальные методики для первичной очистки данных материалов. Например, глубокая переработка гидролизата крахмала для лимонной кислоты в пищевом производстве может включать операции обессоливания. К универсальным и наиболее доступным методикам очистки от примесей можно отнести те же процедуры стерилизации и кипения с механической фильтрацией.

    Процесс брожения и выделение кислоты

    В современных технологиях обеспечения процесса брожения применяются специальные барботажные ферментеры, которые отбирают по подготовленным штаммам рассмотренного выше плесневого грибка. Подбор осуществляется вместе с тестированием по определенным параметрам, что позволяет организовывать брожение по индивидуальным конфигурациям с учетом особенностей применяемого сырья. В наиболее технологичных процессах производства лимонной кислоты также задействуются инструменты регуляции метаболической активности барботажных микроорганизмов.

    На этапе выделения кислоты стоит задача получить раствор из ферментационной среды с начальным уровнем очистки. В целях повышения степени очистки генерирующая смесь должна быть соответствующим образом подготовлена. В частности, она подвергается следующим процессам предварительной обработки:

    1. Процедура сепарации и осаждения.
    2. Операция отделения мицелия.
    3. Отделение сульфата кальция и разложение ферментационной массы.

    Для сепарации сухих остатков на современных производствах применяются ленточные фильтры с автоматическим управлением. Также и для организации процессов фильтрации осадка задействуются специальные центрифуги и сепараторы с электронными системами регуляции, что повышает точность переработки материала.

    Очистка полученной лимонной кислоты

    Завершающая стадия производства, включающая в себя комплексную обработку уже полученного продукта. В этом процессе применяется активированный уголь с анионо- и катионообменными смолами. Технология такой очистки реализуется в реакторах с неподвижным слоем в несколько этапов:

    1. Процесс выпаривания под определенной температурой.
    2. Кристаллизация в вакууме.
    3. Отсев кристаллов в установке центрифуги.
    4. Сушка с применением псевдоожиженных слоев.
    5. Процедура просеивания.

    Выпаривание производится в выпарном многоступенчатом агрегате с падающей жидкостной пленкой. В результате этого процесса происходит достижение необходимого коэффициента выпарки без снижения потребительских свойств лимонной кислоты. Расход энергетических ресурсов на этом этапе может значительно сокращаться благодаря обеспечению тепловой компрессии на парах.

    Что касается кристаллизации, то данный процесс производства лимонной кислоты выполняется с принудительной циркуляцией. В некоторых технических конфигурациях заводов пищевой промышленности вакуум-кристаллизаторы проектируются на одной конструкционной базе вместе с аппаратами для получения модифицированных и производных лимоннокислого натрия. К примеру, аналогичное оборудование используется при получении обезвоженных продуктов и моногидрата лимонной кислоты.

    Не последнее значение на этапе очистки имеет и операция рециркуляции ферментационного раствора, при которой происходит отделение маточных ферментов от кристаллосодержащей суспензии. Технически данную процедуру реализует центрифуга с непрерывным действием, что дает возможность тонкого контроля характеристик конечной продукции.

    Заключительные процессы осушки и просеивания требуют деликатности в обращении с полученным и очищенным продуктом. На данном этапе будут играть роль и требования к форме выпуска лимонной кислоты – например, фракционирование выполняется в соответствии с проектным размером частиц.

    Отечественный рынок лимонной кислоты

    К основным участникам данного сегмента на российском рынке пищевой промышленности можно отнести производителей из Китая, контролирующих практически половину всех объемов выпуска. Но существенная доля приходится и на российские заводы по производству лимонной кислоты, особое место среди которых занимает предприятие «Цитробел», расположенное в Белгороде. Собственно, это едва ли не единственный отечественный комбинат с мощностями мирового масштаба. Активно сотрудничают коммерческие организации пищевого сектора и с заводами ближнего зарубежья. В этом направлении выделяются украинские и белорусские сахарные заводы, расположенные в Смеле и Скиделе соответственно.

    По словам специалистов, российская лимонная кислота отвечает нормативным требованиям ГОСТа и стандартам оформления тары. Это одно из преимуществ, которое позволяет успешно конкурировать отечественным заводам по производству лимонной кислоты в России с китайскими предприятиями. Так, по сравнению с «Цитробелом», который обеспечивает поставки лимонной кислоты стабильно высокого качества, производители из Поднебесной далеко не всегда гарантируют соответствие продукции жестким стандартам, что отражается и на ценах. Разница определяется уровнем производителя и торговой сети. При этом даже в поставках от крупных компаний характеристики лимонной кислоты в одной партии неоднородны и могут варьироваться. Это подтверждается и в отзывах потребителей, где отмечаются претензии к растворимости и влажности продукта.

    Заключение

    На сегодняшний день объем производства мировых изготовителей лимонной кислоты составляет порядка 800 000 т/год. Столь высокая отдача данного сектора обуславливается тем, что в применении подкислителей заинтересован целый ряд отраслей, среди которых и традиционные сегменты пищевой промышленности, и химико-фармацевтическая сфера. Более того, производные подобных кислот сегодня находят применение даже в оборонной и электронной отраслях, не говоря о сельском хозяйстве и других направлениях промышленности, где востребована техническая функция лимоннокислотных ферментов. В этом отношении можно отметить практику использования цитрата натрия в качестве заменителя активных технологических добавок и синтетических моющих средств.

    Если же говорить о производстве лимонной кислоты в России, то на уровне правительства последние годы были предприняты шаги по защите отечественного рынка с целью стимуляции предприятий, работающих в данной сфере. Но поскольку Белгородский комбинат остается единственным крупным поставщиком лимонной кислоты, временами наблюдается и нехватка продукта. В качестве выхода специалисты предложили изменение таможенных правил, в рамках которых приоритет на ввоз иностранных подкислителей отдавался европейским компаниям, гарантирующим надлежащее качество продукта. Лимонная кислота от крупных производителей биохимии из Японии, Швейцарии и Германии по качеству превосходит отечественные продукты, но цены на нее слишком высоки, поэтому завод «Цитробел» по-прежнему сохраняет конкурентоспособность без ущерба для нужд потребителей.

    Производство лимонной кислоты: подготовка, процесс и получение продукта — полезные знания для бизнеса на News4Smart.ru

    news4smart.ru


    Смотрите также