Быстрый способ уксусного брожения
Страница 1

Статьи » Микробиологический синтез уксусной кислоты » Быстрый способ уксусного брожения

Впервые данный метод был описан немецким ученым Бургавом в 1732 году.

При этом способе, тайно разработанном в Германии и проданном в 1823 г. Шуценбахом, затор, содержащий этанол, стекает сверху вниз в башенном ацетаторе, сквозь большой слой буковой стружки, тщательно вымоченной в уксусе, в то время как снизу поступает свежий воздух. Для загрузки в аппараты подходят только буковые стружки, закрученные в рулон диаметром от 2 до 5 см и высотой от 3 до 6 см. Они служат уксуснокислым бактериям основой с большой поверхностью и покрываются толстым слоем этих бактерий. Серьезные требования предъявляются и к древесине. Она должна быть совершенно лишена любых видов гнили, так же можно сказать, что по этой и другим причинам стружки для уксусного производства имеют довольно высокую стоимость. Применение других наполнителей, таких, как виноградные гребни и фашины, увеличивающих активную поверхность, было известно уже в XVII в.

При запуске в производство окислительного чана для производства уксуса можно осуществлять засев чистой культурой А. aceti. Способ Шуценбаха является непрерывным.

Основным аппаратом, в котором получают уксусную кислоту по методу Шуценбаха, является деревянный чан конической формы. На расстоянии 200 – 300 мм от основного днища в нем устанавливают горизонтальную перфорированную перегородку. Верхняя часть аппарата на 2/3 заполняется стружками, которые орошаются питательной для бактерий средой, содержащей некоторое количество уксусной кислоты (чаще всего это 6%-ный раствор), этиловый спирт (3 – 4%) и небольшое количество аммонийных и фосфатных солей. По мере протекания раствора бактерии, закрепившиеся, или иммобилизованные на стружках, окисляют спирт в уксусную кислоту. В нижней части аппарата скапливаются готовая продукция – 9%-ный уксус. В процессе окисления выделяется тепло, которое повышает температуру внутри аппарата до 30 – 35 ºС. В результате разницы температур создается естественная и довольно интенсивная конвекция. Воздух поступает в патрубки под ложным днищем, проходит через аппарат и выходит в верхней его части. Так сама собой осуществляется аэрация, необходимая для работающих бактерий.

В аппарат Шуценбаха загружается 1 – 1,5 м3 стружек. На одном предприятии работают десятки таких аппаратов. Производительность аппаратуры при работе по данному способу низка и составляет не более 1,5 кг уксусной кислоты на 1 м3 стружек в сутки (в пересчете на 100%-ную уксусную кислоту). При этом выход уксуса (от теоретически возможного при использовании исходного количества этилового спирта) не превышает 75%. Процесс ведется непрерывно, десятилетиями, без смены бактерий и стружки. Высокая кислотность заливаемого в аппарат раствора необходима для того, чтобы другие бактерии не могли «заселить» аппарат и испортить, таким образом, продукт. Это дает возможность вести производство уксуса без соблюдения стерильности. Единственный спутник уксусных бактерий в этом процессе – мелкие нематоды – угрицы. Они питаются бактериями и тоже легко переносят высокие концентрации уксусной кислоты. Уксус очищают от них фильтрованием после пастеризации, в результате которой они погибают и выпадают в осадок. [5, 7]

Рис. 1. Аппарат Шуценбаха: 1 – деревянная коническая емкость; 2 – слой буковых стружек.

Способу Шуценбаха аналогичен циркуляционный способ Фрингса, в настоящее время на подавляющем большинстве предприятий производство уксуса ведется именно этим способом. Эта технология имеет немало общего с методом Шуценбаха. Здесь также используются аппараты, наполненные стружками, также на стружках иммобилизованы уксуснокислые бактерии, и также масса стружек орошается питательным раствором, содержащим спирт, уксусную кислоту и минеральные соли. Однако есть и существенные различия между этими методами. Прежде всего, это касается размера аппаратов. На некоторых предприятиях объем их заполнения стружками рабочей камеры достигает 60 м3. В такой аппарат (рис. 2.): через специальную распределительную систему подают 10%-ный раствор спирта со скоростью в несколько раз большей, чем по методу Шуценбаха. При помощи насоса раствор многократно циркулирует через аппарат до тех пор, пока весь спирт не окислиться и не образуется 9%-ный раствор кислоты. Около 10% исходного чистого спирта в этом процессе теряется. Цикл длится 5 – 6 дней, после чего повторяется.

Рис. 2. Аппарат Фрингса: 1 – корпус; 2 – ложное перфорированное днище; 3 – слой буковых стружек; 4 – циркуляционный насос; 5 – змеевик системы термостатирования; 6 – распределительное устройство.

В аппаратах большого объема тепловыделение оказывается настолько значительным, что в них приходится встраивать специальные теплообменники. Чаще всего в рабочей камере располагают змеевики, по которым циркулирует охлаждающая вода, но иногда приходится устраивать еще и дополнительные, так называемые выносные теплообменники, которые устанавливают снаружи аппарата в циркуляционном контуре. [5, 7]

Страницы: 1 2


Прочие статьи:

Развитие гипофиза (Hypophysis cerebri)
Как уже ранее, при описании развития первичной ротовой полости, ynоминалось вкратце, придаток мозга (hypophysis cerebri) имеет два отдельных зачатка. Один из них берет начало из эктодермы первичной ротовой полости (карман Ратке) и образуе ...

Критерии научного познания
Для определения критериев естественно-научного познания направлениями методологии науки сформулировано несколько принципов. Один из них получил название принципа верификации: какое-либо понятие или суждение имеет значение, если оно сводим ...

Проблемы происхождения и эволюции вселенной
В 1927 году бельгийский ученый Джордж Леметр предположил возникновение и расширение Вселенной из сверхплотного состояния, представив этот процесс в виде Большого взрыва, а предположение, что первоначальное вещество было сверхплотным и оче ...

Разделы