Processo Produtivo de Ácido Cítrico

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS

CENTRO DE TECNOLOGIA

DISCIPLINA DE MICROBIOLOGIA INDÚSTRIAL

GABRIEL CARVALHO

LIVIA ALVES

KIM ROCHA

NINA BERNACCHI

Processo de Produção de Ácido Cítrico

Maceió

2016

GABRIEL CARVALHO

LIVIA ALVES

KIM ROCHA

NINA BERNACCHI

Processo Produtivo de Ácido Cítrico

Trabalho apresentado a disciplina de Microbiologia Indústrial do curso de Engenharia Química  como requisito parcial para a obtenção de nota da AB2.

Orientadora: Prof. Dr. Renata Rosas

Maceió

2016

SUMÁRIO

1. Abordagem físico-Química        4

2. Abordagem histórica        5

3. O fungo Aspergillus niger        6

4. O processo de produção do ácido acético        7

4.1. Fermentação cítrica pelo processo submerso        8

4.2. Fermentação cítrica em superfície        13

4.3. Fermentação cítrica com substrato sólido (Koji)         14

5. Aplicações        15

1. Abordagem Físico-Química

        Encontrado na maioria das frutas, o ácido cítrico é um ácido orgânico de nome oficial 2-hidroxi-1,2,3-propanotricarboxílico e de formula C6H8O7, tendo assim massa molar de 192,13g/mol. Sua acidez, como sugere seu nome oficial, se dá pela existência de três grupos carboxilas, sendo assim possível a perda de um próton cada quando em soluções, rebaixando assim o pH da solução.

Figura 1: Estrutura do ácido cítrico

[pic 1]

Fonte: http://www.acidocitrico.com.br/site/?p=noticias_ver&categoria=18

        Tem aparência cristalina e é um sólido branco com densidade de 1,665 g/cm3 além de apresentar uma solubilidade de 133g/100mL de água. É, acidulante (formando um ótimo tampão) além de ser de fácil compatibilidade com o organismo (também é atóxico).

        Pela indústria, é produzido tanto na sua forma anidra, obtida por cristalização da solução aquosa quente (acima de 36,6 ºC) e sua forma monohidratada se dá por cristalização abaixo dessa mesma temperatura.

2. Abordagem histórica

        A descoberta do ácido cítrico se dá no século 8 depois de cristo pelo alquimista islâmico Abu Musa Jabir, porém, os eruditos medievais já conheciam a natureza ácida do limão.

        Foi isolado em 1784 por Carl Wilhelm Scheele que conseguiu sua primeira forma de cristalização a partir de suco de limão, depois disso, o ácido só teve introdução na indústria depois de 1826, quando era monopolitizado por o cartel italiano por via do citrato de cálcio, ou sal amargo, utilizado na prevenção e condicionamento de alimentos. Depois dessa data, o ácido cítrico se difundiu mundo a dentro, foi sintetizado a partir do glicerol e da dicloroacetona por Edouard Grimaux (1835-1900) e Roger Adams.

        Existiram ainda outros muitos métodos das quais foram tentados sua síntese, porém não eram viáveis para sua aplicação na indústria, como foi o caso do acumulo desse tipo de ácido pelo microrganismo Citromyces (Penicillium) que, em meio a um ambiente de açucares, acumulava o ácido.

        Só em 1916 foi que Currie constatou o processo fermentativo da espécie fungica Aspegillus niger cujo processo era extremamente viável para sua produção industrial em virtude da sua economia e da sua simplicidade química.

        A partir desse método, em 2007, constatou-se a produção de 1,6 milhões de toneladas utilizada em muitas aplicações.

3. O fungo Aspergillus niger

        Sendo uma das espécies mais comuns do gênero Aspergillus, essa é responsável, como dito anteriormente, pela grande parte da produção de ácido cítrico do mundo.

Figura 2: Aspergillus niger

[pic 2]

Fonte: http://www.revista-fi.com/materias/402.pdf

        Esse fungo está presente no ar e geralmente não causa doença muito sérias mas podem causa. Sendo da ordem dos ascomicetos, é um filamentoso septado e hialina. Além da produção do ácido acético, também participa da cadeira produtiva do ácido gluconico.

4. O processo de produção do Ácido Acético.

        Através da fermentação do fungo, há três formas de se produzir ácido acético.

• Fermentação cítrica pelo processo submerso;
• Fermentação cítrica em superfície;
• O processo Koji, ou fermentação cítrica em estado sólido;

        Sendo diferenciados pela metodologia da fermentação bem como a forma do fungo usado, onde esse é selecionado pelo método de Foster e Davids, cuja metodologia objetiva a separação de linhagem cada mais eficientes nesse processo produtivo.

        O processo fermentativo transforma o açúcar e dextrose em composto com cadeias ramificadas. As soluções açucaradas, matéria prima desse processo, são esfriadas e inoculadas com a espécie fungica.

        

        4.1 Fermentação cítrica pelo processo submerso

        O processo de fermentação submersa consiste na imersão do micélio de Aspergillus niger japonious, sendo esse responsável por o processo. Esse processo é preferido pois é necessário menos espaço e proporciona alta produtividade, reduzindo de 8 para 5 dias o tempo mínimo (GREWAL; KARLA, 1995).

        Como fonte de carboidratos para esse processo, é comum se usar soluções de cana de açúcar (30% a 30% de açúcar invertido) ou de glicose ou de sacarose, devidamente tratado.