การผลิตกรดซิตริกโดยการหมักด้วย Aspergillus niger

กรดอินทรีย์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในอาหารทั่วโลก

Food Processing & Preservation Global Industrial Scale $3.6 billion

ภาพรวม

Citric acid is the most produced organic acid globally, manufactured primarily through submerged fermentation of Aspergillus niger on sugar-based substrates. Used as an acidulant, flavoring agent, chelating agent, and preservative, citric acid is found in virtually every processed food and beverage. The fermentation process was industrialized by Pfizer in 1919, replacing extraction from Italian lemons. Over 70% of global production is consumed by the food and beverage industry.

กระบวนการทางเคมี

Aspergillus niger is cultivated in stirred-tank bioreactors on molasses or glucose syrup at 28-30 degrees C for 6-10 days under manganese-deficient, high-sugar conditions. The broth is filtered, and citric acid is precipitated as calcium citrate by adding lime, then regenerated with sulfuric acid. The product is purified by carbon treatment and crystallization.

C₆H₁₂O₆ + O₂ →[A. niger, Mn²⁺-deficient] C₆H₈O₇ + CO₂ + H₂O (aerobic fermentation via modified TCA cycle)
C₆H₈O₇ + 3Ca(OH)₂ → Ca₃(C₆H₅O₇)₂ + 6H₂O (precipitation)

วัตถุดิบ

  • Sucrose/glucose syrup — Sugar refining or corn wet milling (Carbon source)
  • Ammonium nitrate (NH₄NO₃) — Chemical synthesis (Nitrogen source)
  • Calcium hydroxide (Ca(OH)₂) — Lime kiln (Precipitation agent)

ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป

  • Citric acid monohydrate (C₆H₈O₇·H₂O) — Food acidulant and preservative (Food-grade, >99.5% purity)
  • Trisodium citrate — Buffering agent in foods and pharmaceuticals (Derived product)
<path stroke-linecap="round" stroke-linejoin="round" d="M12 9v3.75m-9.303 3.376c-.866 1.5.217 3.374 1.948 3.374h14.71c1.73 0 2.813-1.874 1.948-3.374L13.949 3.378c-.866-1.5-3.032-1.5-3.898 0L2.697 16.126zM12 15.75h.007v.008H12v-.008z" />

Environmental Impact

Fermentation generates large volumes of mycelial waste and calcium sulfate (gypsum) byproduct from the precipitation step. Modern plants use direct recovery by ion exchange or liquid-liquid extraction to eliminate gypsum waste. Wastewater has high BOD requiring biological treatment.

ข้อควรพิจารณาด้านความปลอดภัย

นวัตกรรมล่าสุด

Direct crystallization processes eliminating the calcium citrate precipitation step reduce waste by 50%.
Metabolically engineered Yarrowia lipolytica strains are being developed to produce citric acid from waste oils and fats.

ขนาดการผลิต

2500000

ตัน/ปี

$3.6 billion

มูลค่าตลาด

เพิ่มเติมใน %(name)s Food Processing & Preservation

การกลั่นและตกผลึกน้ำตาล

Global Industrial Scale

การผลิตกรดฟอสฟอริกเกรดอาหาร

Global Industrial Scale

การผลิตกรดแลคติกสำหรับการถนอมอาหาร

Global Industrial Scale

การผลิตโมโนโซเดียมกลูตาเมต (MSG) โดยการหมัก

Global Industrial Scale

การผลิตเอนไซม์ไฮ-ฟรุกโตสคอร์นไซรัป (HFCS)

Global Industrial Scale

การสังเคราะห์วิตามินซี (กรดแอสคอร์บิก) ในระดับอุตสาหกรรม

Global Industrial Scale

การหมักเอทานอลสำหรับใช้ในเครื่องดื่มและอุตสาหกรรม

Global Industrial Scale

Frequently Asked Questions

What industry uses การผลิตกรดซิตริกโดยการหมักด้วย Aspergillus niger?
การผลิตกรดซิตริกโดยการหมักด้วย Aspergillus niger is used in the food processing & preservation sector at global industrial scale scale.
What process is involved in การผลิตกรดซิตริกโดยการหมักด้วย Aspergillus niger?
Aspergillus niger is cultivated in stirred-tank bioreactors on molasses or glucose syrup at 28-30 degrees C for 6-10 days under manganese-deficient, high-sugar conditions. The broth is filtered, and citric acid is precipitated as calcium citrate by adding lime, then regenerated with sulfuric acid. T
What is the economic significance of การผลิตกรดซิตริกโดยการหมักด้วย Aspergillus niger?
การผลิตกรดซิตริกโดยการหมักด้วย Aspergillus niger has a market value of $3.6 billion and annual production of 2,500,000 tons.
What is the environmental impact of การผลิตกรดซิตริกโดยการหมักด้วย Aspergillus niger?
Fermentation generates large volumes of mycelial waste and calcium sulfate (gypsum) byproduct from the precipitation step. Modern plants use direct recovery by ion exchange or liquid-liquid extraction to eliminate gypsum waste. Wastewater has high BOD requiring biological treatment.
What raw materials are used in การผลิตกรดซิตริกโดยการหมักด้วย Aspergillus niger?
The main raw materials include: Sucrose/glucose syrup, Ammonium nitrate (NH₄NO₃), Calcium hydroxide (Ca(OH)₂).