На Урале предложили создавать лимонную кислоту с помощью микроорганизмов

12:22, 26 сентября 2022

Новая технология решит сразу две проблемы — экологическую и импортозамещение

Более 60 % лимонной кислоты ежегодно используется в промышленности: металлургии, нефтедобыче, медицине и смежных областях. Фото: Алина Спиридонова.

Новая разработка ученых поможет создать в России собственное производство лимонной кислоты, которая сейчас полностью импортируется. Новый метод более технологичный и экологичный, так как предполагает более рациональное использование микроскопических грибов для биосинтеза кислоты из отходов производства сахара или продуктов глубокой переработки зерна. Также он позволяет избежать большого объема отходов, сточных вод и газовых выбросов. Об этом сегодня рассказал сотрудник лаборатории «Математическое моделирование в физиологии и медицине с использованием суперкомпьютерных технологий» УрФУ Алексей Бюлер в эфире радио «Комсомольская правда».

Ранее в России для производства «лимонки» использовали традиционный способ выделения кристаллической кислоты из свекловичной мелассы с применением цитрата кальция. Это приводило к образованию значительных объемов отходов производства: на 1 кг полученного продукта приходилось 2 кг гипсового отхода. Такой гипс не применим в строительных целях, а его переработка требует больших энергозатрат, поэтому весь гипс, как правило, направляли в отходы, что создавало серьезную нагрузку на окружающую среду. Из-за этого несколько лет назад был закрыт единственный российский завод, производивший лимонную кислоту. Новый поточный метод с использованием мембранных (ультрафильтрация) и электродиализных технологий, который предлагают ученые, позволит синтезировать и выделять лимонную кислоту без ущерба для экологии.

«Наша технология сильна тем, что мы предлагаем безгипсовую технологию производства, где для отделения лимонной кислоты будут использоваться специальные мембраны и электродиализ. Благодаря разделению мембранными системами и далее под действием электрического поля лимонная кислота из ферментированного раствора выводится в отдельный поток, затем концентрируется и кристаллизуется. Активная биомасса-продуцент при этом возвращается обратно в процесс синтеза лимонной кислоты. В современных условиях с помощью этой технологии мы решим не только проблему уменьшения количества отходов, но и поспособствуем импортозамещению такого востребованного продукта», — поясняет Алексей Бюлер.

Лимонная кислота — один из главных естественных консервантов, который используют в большинстве консервированных продуктов, а также сухих смесей, шипучих напитков, плавленых сыров. Кроме того, большая доля применения кислоты приходится на промышленную отрасль. Например, в нефтедобыче она заменяет соляную и серную кислоты для очистки скважин как более экологически чистый продукт. Ученый также отмечает, что сегодня цена лимонной кислоты высока, поэтому использование электроэнергии для ее производства будет экономически целесообразно.

Справка

Для промышленного производства лимонной кислоты в качестве субстрата применяют мелассу — отход сахарного производства. В мелассе содержатся несахара сока сахарной свеклы или сахарного тростника. Традиционный способ выделения лимонной кислоты включает ее осаждение известковым молоком с последующим растворением цитрата кальция серной кислотой, отделение сульфата кальция из раствора фильтрацией и выделение лимонной кислоты из раствора обесцвечиванием, обессоливанием, выпаркой, кристаллизацией и сушкой.

При таком способе получения лимонной кислоты в производстве образуется большое количество жидких стоков, содержащих минеральные кислоты и соли, и одновременно накапливается большое количество твердых отходов (гипс, отработанный уголь и т. д.). В результате этого технология становится громоздкой и трудоемкой.