Zitronensäureanlagen

Knowhow und Technologielizenzen.

Vogelbusch-Technologie für Zitronensäure

Zitronensäure - auch Citronensäure - ist eine der am häufigsten eingesetzten organischen Säuren. In der Lebensmittel- und Getränkeindustrie ist Zitronensäure unverzichtbar als Säuerungsmittel, pH-Puffer und - in Kombination mit anderen Materialien - als Konservierungsmittel. Ihre komplexierenden Eigenschaften und ihre biologische Abbaubarkeit machen sie zu einer wichtigen Komponente in Waschmitteln, Pharmazeutika und Kosmetika.

Zitronensäure kommt natürlich in verschiedenen Zitrusfrüchten vor. Für die Großproduktion von Zitronensäure zur Deckung der industriellen Nachfrage bilden verschiedene Stärkehydrolysate, Rohr- oder Rübenmelasse und Zucker die Rohstoffquelle.

Wir planen Zitronensäure-Anlagen mit firmeneigener Technologie und liefern die Ausrüstung dafür.

Häufig gestellte Fragen

und Antworten zur Anlagenerrichtung finden Sie weiter unten in den  » FAQ's

Blockdiagramm

Vogelbusch-Prozess zur Produktion von Zitronensäure

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Ein hauseigener Stamm von Aspergillus niger wird für die Zitronensäurefermentation verwendet. Das Produkt unterliegt einer Reihe von Isolations-, Reinigungs- und Endbearbeitungsschritten.

Entfernung von Verunreinigungen aus Substraten
ROHMATERIALVORBEREITUNG

Aufgrund der unterschiedlichsten Verunreinigungen von Substraten bietet Vogelbusch an die jeweilige Situation angepasste Technologien für die Rohstoffaufbereitung.

Melasse erfordert oft eine Hexacyanoferrat-Klärung mit gleichzeitigem Kochen und Sterilisieren.

Im Falle von Stärkehydrolysaten mit relativ geringer Verunreinigung sowie von Zuckerlösungen besteht die Rohstoffvorbereitung aus einer Dekationisierung und anschließender (kontinuierlicher) Sterilisation.

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Fermentation
BIOLOGISCHE REAKTION

Vogelbusch besitzt eigene Stämme von Aspergillus niger, die für die industrielle Zitronensäurefermentation ausgewählt und verbessert wurden.

Wir passen unsere Fermentationsverfahren speziell an das eingesetzte Rohmaterial an, um die Ausbeute zu maximieren. Um den Prozess zu starten, wird der Fermenter mit Sporen beimpft, die im Labor vor Ort gezüchtet und getestet wurden. Die gezielte Zugabe von Nährstoffen, Spurenelementen und spezifischen Inhibitoren regelt die Stoffwechselaktivität der Mikroorganismen und sorgt so für konstant hohe Produktionsraten.

Unser Blasensäulen-Fermentersystem für die Submersfermentation von Zitronensäure zeichnet sich durch ein einfaches Design und einen geringen Energieverbrauch aus.

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Sporengewinnung

Voraussetzung für eine effiziente mikrobielle Produktion ist die Verfügbarkeit hochwertigen Impfmaterials. Im Falle der Zitronensäure-Synthese wird das Impfmaterial dem Fermenter in Form von Sporen zugesetzt. Unter Berücksichtigung der Nachfrage nach hoher Qualität für dieses Material hat Vogelbusch eine geeignete Technologie für die Sporenvermehrung, Ernte und Prüfung entwickelt. Die Sporen werden getrocknet, was die Lagerstabilität verbessert sowie eine einfache Dosierung ermöglicht.

Mehr über » VB Sporenbox

Prozessparameter

Zusammenfassung der im Fermentationsverfahren erzielten Prozessparameter an den Beispielen von Reinsubstraten (Rohzucker, Glukose, Hydrolysat) und Melasse. 

Parameter
(bezogen auf Fermentation)
Einheit
Reinsubstrat
Melasse

Fermentationsausbeute 

g CAM/g DS*

min 0.84

min 0.80

Endkonzentration

g CAM/l

min 140

min 100

*) fermentierbare Zucker als Disaccharid

Abhängig von der Rohstoffqualität und der Verunreinigung der fermentierten Maische wird in den Produktisolations- und Reinigungsstufen eine Ausbeute von 90 bis 92 % erreicht.

Trennung und Konditionierung von Endprodukten
PRODUKTISOLIERUNG UND KONZENTRATION

Ziel der Zitronensäure-Isolierung ist es, eine weitgehend vorgereinigte Zitronensäurelösung aus der fermentierten Maische zu erhalten. Die Maische wird in mehreren Prozessstufen vom Mycel getrennt und die Zitronensäurelösung isoliert.

Während die meisten unserer Anlagen das traditionelle Kalk-Schwefelsäure-Verfahren zur Reinigung verwenden, kann dieser Schritt nun durch chromatographische Methoden ersetzt werden.

Die weitere Aufreinigung der Zitronensäure erfolgt durch Behandeln der isolierten Zitronensäurelösung mit Aktivkohle, Kationen- und Anionenaustauscherharzen in Festbettreaktoren. Dank ihres Automatisierungs- und Reaktorkonzepts erfüllen diese Prozessstufen alle Anforderungen an einen modernen Produktionsprozess.

Für die Endverarbeitung wird die Zitronensäurelösung in mehrstufigen Fallfilmverdampfern konzentriert, die die Vorteile einer schonenden Produktbehandlung mit hoher Energieeffizienz kombinieren. Der spezifische Energiebedarf kann durch thermische Dampfkompression oder alternativ durch mechanische Dampfkompression noch weiter reduziert werden.

Für die Kristallisation der Zitronensäure werden kontinuierlich betriebene Zwangsumlauf-Vakuumkristallisatoren eingesetzt. Die entsprechenden Mess- und Kontrollstrategien und unsere darauf abgestimmte Kristallisatorauslegung ermöglichen es, Zitronensäure als Monohydrat oder Anhydrat unter Verwendung derselben Ausrüstung herzustellen. Ausgefeilte Strategien für die Rezirkulation der Mutterlauge, die von der Kristallmasse in einer kontinuierlichen Zentrifuge getrennt wird, erlauben eine effektive Kontrolle der Qualität des Endprodukts.

Die Wirbelschichttrocknung berücksichtigt die hohen Anforderungen an die Qualität des Endprodukts durch eine schonende Produktbehandlung. Die anschließende Siebung des getrockneten Endprodukts macht die kundenspezifische Fraktionierung nach Partikelgröße möglich.

1 ca crystals
Qualität nach internationalen Standards

Zitronensäure ist als Pulver und in flüssiger Form erhältlich. Unsere Produktreinigungs- und Kristallisationsverfahren ermöglichen die Produktion unterschiedlichster Qualitäten wie

  • CAM - Zitronensäuremonohydrat,
  • CAA - Zitronensäureanhydrat,
  • Sirup und
  • Natriumzitrat,

und entsprechen internationalen Qualitätsstandards für Lebensmittel-, Industrie- und Pharma-Qualitäten, einschließlich BP, USP und FCC.

Herstellerunabhängiger Technologieanbieter

Ihre Vorteile aus unserem Knowhow

  • Eigene Technologieentwicklung mit besten Leistungsdaten
  • Im hauseigenen Labor können Ihre speziellen Rohstoffe getestet und optimiert werden
  • Ausgewählte, bewährte Upstream- und Downstream-Prozesse sorgen für eine optimale Produktqualität
  • Eigenentwicklungen für Apparate zur Sporenvermehrung und Pilotfermentation vorhanden
  • Referenzprojekte auf vier Kontinenten 

Durchschnittliche Verbrauchszahlen

Die hier angeführten Zahlen sind Richtwerte. Sie können sich abhängig von der Anlagenkonfiguration und der verwendeten Ausrüstung von Fall zu Fall unterscheiden.

  • Stärkehydrolysat

    Verbrauch für 1000 kg CAM
    Glukose kg 1,350
    Prozesswasser * 48
    Demineralisiertes Wasser 16
    Kühlwasser 24 °C ** 470
    Kühlwasser 29 °C *** 260
    Dampf 9 bar kg 7,200
    Elektroenergie kWh 2,350
    *) Tatsächlicher Prozessbedarf; der Gesamtverbrauch kann durch die Regenerierung von Abwasser reduziert werden.
    **) dt = 4.5K
    ***) dt = 10K
    Zusätzlich werden Chemikalien benötigt, deren Bedarf sich an der Rohstoffqualität und Verfahrenskombination orientiert.
  • Melasse

    Verbrauch für 1000 kg CAM
    Rübenmelasse kg 3,000
    Zuckergehalt * % 50
    Prozesswasser ** 45
    Demineralisiertes Wasser 2
    Kühlwasser 24 °C *** 550
    Kühlwasser 29 °C **** 280
    Dampf 9 bar kg 7,200
    Elektroenergie kWh 2,500
    *) Fermentierbarer Zucker als Disaccharid
    **) Tatsächlicher Prozessbedarf; der Gesamtverbrauch kann durch die Regenerierung von Abwasser reduziert werden.
    ***) dt = 4.5K
    ****) dt = 10K
    Zusätzlich werden Chemikalien benötigt, deren Bedarf sich an der Rohstoffqualität und Verfahrenskombination orientiert.

Unsere Referenzprojekte für Zitronensäure

4 KGG
Zitronensäureanlage in Kermanshah
KIMIA GHARB GOSTAR - Kermanshah, Iran

Die Kapazität der Anlage von Kimia Gharb Gostar Industries Co. beträgt 36 Tonnen pro Tag. Es ist die erste im Iran realisierte Zitronensäureanlage. Die Anlage ist sowohl für die Verarbeitung von Rohzucker als auch für die Verwendung von Zuckerrübenmelasse geeignet. Die Inbetriebnahme und der derzeitige Betrieb erfolgen mit Rohzucker. Das...

4-citrom0
Zitronensäureanlage nahe Kairo
CITRO MISR - 10th of Ramadan City, Ägypten

Für Citro Misr wurde das Vogelbusch-Zitronensäureverfahren für den Einsatz von Rohzucker als Fermentationssubstrat weiterentwickelt. Dazu wurde die Sporenanzucht angepasst und die Fructoseverwertung in der Fermentation optimiert. Die Anlage hat eine Tageskapazität von 36,5 Tonnen hochwertiger Zitronensäure (CAM, CAA, Trisodiumcitratdihydrat). Neben der Prozesstechnik und dem Engineering lieferte Vogelbusch das Schlüsselequipment für die...

FAQ - Fragen & Antworten

Die hier angeführten typischen Informationen können je nach Anlagenkonfiguration variieren. Für eine individuelle Auskunft schicken Sie uns bitte eine Nachricht mit Angaben zu Ihrem Projekt.

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Prozessanlagen

Weitere Informationen zu den Prozessschritten der Zitronensäureproduktion finden Sie hier

Aufbereiten der Ausgangsmaterialien für die Biokonversion.
Rohstoffbearbeitung
Enzymatische Konversion von Stärke in Zucker.
Hydrolyse
Umwandeln von Substraten mit Hilfe von Mikroorganismen.
Fermentation
Fest-flüssige und flüssig-flüssige Trennung von Medien.
Zentrifugierung
Konzentrieren von Produkten und Behandeln von Abwasser.
Eindampfung
Entfernen von ionischen Verunreinigungen und Verfärbungen.
Ionenaustausch
Abtrennen von schwebenden Teilen.
Filtrierung
Reinigen und Formulieren des Produktes.
Kristallisation
Endbearbeitung von Produkten und Nebenprodukten.
Trocknung

Neuigkeiten

F.O. Licht's World Ethanol & Biofuels Conference
2020.10.22

03. - 05. November 2020 in Brüssel, Belgien