Технология получения пищевого уксуса

Уксуснокислое брожение, вызываемое уксуснокислыми бактериями, сопровожда­ется окислением этилового спирта в уксусную кислоту. Под действием уксуснокислых бак­терий происходит окисление этанола в уксусную кислоту: СН₃СН₂ОН + O₂ ⁼ СН₃СООН + Н₂О + 490 кДж.

Процесс уксуснокислого брожения вызывается действием окислительного фермен­та алкогольоксидазы.

Способностью превращать этиловый спирт в уксусную кислоту обладают различ­ные виды уксуснокислых бактерий. Но в производстве спиртового уксуса используют два вида бактерий с наибольшей кислотообразующей способностью: бактерии Шюценбаха (Bact. Schuzenbachi) и бактерии Курвум (Bact. curvum).

Концентрация уксусной кислоты и спирта. Кислая реакция среды благоприятна для жизнедеятельности уксуснокислых бактерий, и они хорошо развиваются при рН 3. Но уксусная кислота, накапливаясь в сбраживаемой среде, угнетающе действует на жизнедея­тельность продуцирующих бактерий. После накопления в растворе 8% уксусной кислоты, развитие бактерий становится менее энергичным и, при содержании 12-14% кислоты, пре­кращается совершенно. Для сохранения естественно чистой культуры от заражения неже­лательными видами бактерий, следует вести производство при содержании уксуса около 10%. Предельная концентрация спирта в сбраживаемой среде для одних видов бактерий составляет 6-7 об. %, для других 9-14 об. %, а для бактерий генераторного способа 11-13 об. %; наивысшим пределом считается концентрация спирта 15 об. %. При отсутствии же этилового спирта в сбраживаемой среде бактерии начинают энергично потреблять уксус­ную кислоту. Потребление уксусной кислоты уксуснокислыми бактериями называется переокислением и является серьезным бедствием уксусного производства. Поэтому на уксус­ных заводах заботятся о том, чтобы в сливе с окислительных генераторов всегда остава­лось необходимое количество (0,3-0,5%) несброженного спирта.

Аэрация. Окисление спирта в уксусную кислоту происходит только в том случае, если бактерии входят в непосредственное соприкосновение с кислородом воздуха, который играет роль акцептора водорода. В анаэробных же условиях уксуснокислые бактерии ис­пользуют питательный субстрат, не образуя уксусной кислоты. Поэтому наличие больших количеств свободного кислорода в значительной мере обусловливает нормальный ход процесса брожения. Теоретически, необходимое количество кислорода составляет 32 части на 46 частей безводного спирта по массе или 2,3 м³ воздуха на 1 кг безводного спирта.

Температура. Большое значение для нормального течения уксуснокислого броже­ния имеет температура среды. Температура от 6 до 10ºС является минимальной, ниже нее прекращается жизнедеятельность всех уксуснокислых бактерий. При температуре 12-15ºС бактерии размножаются медленно, а в интервале 15-34ºС они нормально развиваются, быстро размножаются, образуя цепочки. При низких температурах брожение протекает очень медленно, а слишком высокие температуры усиливают испарение спирта и уксусной кислоты, увеличивая тем самым производственные потери. Температурный оптимум раз­личен для разных видов уксуснокислых бактерий. Для размножения бактерий Шюценбаха наиболее благоприятна температура около 28°С, для бактерий курвум 35-37ºС. При бо­лее высоких температурах интенсивность размножения и кислотообразования начинает снижаться. В производственной практике температуру брожения поддерживают на уровне 32-34ºС.

Сырье и питательные смеси. Наилучшим сырьем для уксусного производства является спирт, полученный из зерно-картофельного сырья. Применяют для переработки как ректификованный спирт, так и спирт-сырец. Уксус из спирта-сырца обладает лучшим ароматом. Но при повышенном содержании сивушного масла в спирте-сырце производст­венный процесс нарушается, так как высшие спирты угнетают развитие уксуснокислых бактерий.

Для нормальной жизнедеятельности бактерий, в состав сбраживаемой среды (сусла) должны входить не только вода, спирт и уксусная кислота, но и минеральные соли, углеводы и легкоусвояемые азотсодержащие вещества. Источником усвояемых углеводов служат сахара, азота - соли аммония. Необходимые минеральные элементы (калий, магний, кальций, железо, фосфор и серу) вводят в среду в виде сульфатов и кислых фосфатов. Так, на каждый гектолитр безводного спирта, подлежащего окислению, вводится в генератор такая питательная смесь: 25 г. суперфосфата, 25 г. сульфата аммония, 0,9 г. поташа и 500 г. технической глюкозы или крахмальной патоки (в пересчете на сухое вещество).

Технологическая схема получения уксуса непрерывным способом 1 - воздуходувки, 2 – ресивер, 3 – ротаметр, 4, 7 – окислители, 5 - теплообменники типа «труба в трубе», 6, 17 – насосы, 8, 9 - рас­ходомеры сусла, 10, 11 и 13 - емкости для сусла, 12 - мерник для спирта, 14 – сборник, 15 – сборник для ингредиентов, 16 – чан для купажирования, 18 – спиртоловушка

4.4 Технология производства витамина В₁₂

Витамин В₁₂ (цианкобаламин) обладает высокой биологической активностью с широким спектром действия. В первую очередь, витамин В₁₂ необходим для нормального кроветворениря и созревания эритроцитов, он является эффективным противоанемическим препаратом. Цианкобаламин применяют для лечения злокачественного малокровия, железодефицитных анемий, апластических анемий у детей и т.п. Этот препарат назначают также при лучевой болезни, заболеваний печени, полиневритах, болезни Дауна, детском церебральном параличе и многих других

Важное значение витамин В₁₂ имеет и для животноводства. Его недостаток тормозит рост животных, приводит к серьезным заболеваниям. Витамин В₁₂ повышает усвояемость белка растительных кормов и является необходимым фактором полноценного питания животных. Для животноводства отечественной промышленностью выпускается кормовой концентрат витамина В₁₂ (КМБ-12), который по эффективности почти не уступает кристаллическому препарату, но является более дешевым и доступным для широкого

Типовой технологический процесс производства кормового концентрата витамина В₁₂, принятый отечественной промышленностью, включает следующие основные стадии:

1. Метановое брожение;

2. Стабилизация метановой бражки;

3. Концентрирование бражки;

4. Сушка кормового концентрата. Фасовка и упаковка КМБ-12.

Термофильное метановое брожение осуществляется смешанной культурой анаэробных метанобразующих бактерий. Субстратом для метанового брожения служит ацетонобутиловая или спиртовая барда. Ацетонобутиловую барду получают в результате выращивания Clostridium acetobutylicum, сбраживающий паточно-мучные заторы. Из барды отгонкой удаляют образовавшиеся растворители (ацетон, бутанол), добавляют CoCl₂ из расчета 4 г/м³ и 0,5 % метанола как стимуляторы биосинтеза цианкобаламинов. В качестве стимуляторов вносят также карбамид и диаммонийфосфат.

Таким образом, производство КМБ-12 осуществляется в комплексе с производством бутанола, ацетона, этанола и других органических растворителей, получаемых с использованием бродильных процессов. При этом продукты жизнедеятельности одной группы бактерий используются в качестве питательных веществ для другой группы и в конечном итоге органические вещества, составляющих основу питательных сред, разлагаются до углекислого газа и метана.

Непрерывное термофильное брожение смешанной культуры проводят в ферментаторах в нестерильных условиях при температуре 56±1°С. Ферментаторы представляют собой крупные стальные или железобетонные емкости вместимостью до нескольких сотен кубометров. Ацетонобутиловая барда непрерывно подается в нижнюю часть емкости, а сверху отбирается созревшая бражка. Скорость подачи барды регулируют так, чтобы время пребывания ее в ферментаторе соответствовало продолжительности процесса брожения, которое составляют обычно - 2 –2,5 суток. Процесс метанового брожения сопровождается выделением значительных количеств газов, до 20 м³ газов на 1 м³ барды, в основном метана (65%) и CO₂ (30%), что вызывает обильное пенообразование, а, следовательно, требует подачи пеногасителей.

Метановая бражка из ферментаторов поступает в выпарные аппараты. Предварительно перед выпариванием метановую бражку подкисляют соляной кислотой до рН=5,0-5,3 и добавляют сульфит натрия (0,07-0,1 %) для стабилизации кобаломидов во время упаривания и сушки. Бражку в четырехкорпусных выпарных аппаратах сгущают до содержания сухих веществ 20 % и передают на стадию сушки.

Сгущенную метановую бражку высушивают в распылительной сушилке до содержания сухих веществ не менее 94%. В качестве теплоносителя в распылительной сушилке используют топочные газы, полученные при сжигании газов, выделяющихся в процессе метанового брожения.

Сухой кормовой концентрат витамина В₁₂ (КМБ-12) представляет собой коричневый мелкодисперсный порошок, содержащий не менее 100 мкг/г витамина В₁₂. Концентрат очень гигроскопичен, потому его герметически упаковывают в полиэтиленовые мешки не более чем по 15 кг, чтобы исключить длительное хранение продукта, после вскрытия упаковки.

Рис. 5.2 Технология получения витамина В₁₂

Дата добавления: 2014-11-25