Получение уксусной кислоты

Биотехнология получение органических кислот.

В настоящее время биотехнологическими (микро-) способами в промышленных масштабах синтезируют ряд органических кислот, лимонная, итаконовая, глюконовая, 2-кетоглюконовая, уксусная, молочная. Из них лимонную, глюконовую, кетоглюконовую и итаконовые кислоты получают лишь микробиологическ5им способом, молочную салициловую и уксусную – как химическим, так и микробиологическим способами, а яблочную – химическим и энзиматическим.

Органические кислоты используют в пищевой, химической, фармацевтической, легкой промышленности, в быту.

Микробиологические процессы получения органических кислот можно разделить на две группы: анаэробные (молочная, пропионовая) и аэробные (уксусная, лимонная, итаконовая, глюконовая). Все органические кислоты являются промежуточными или конечными продуктами катаболизма углеводов.

Получение лимонной кислоты. Производство лимонной кислоты принадлежит к числу старейших промышленных микробиологических процессов – было организовано в 1893 г. Из всех органических кислот по объему производства лимонная кислота занимает 1-е место в мире- составляет около 400 тыс.т в год.

В настоящее время в качестве продуцента лимонной кислоты применяются различные мутантные штаммы A.niger. Используемые в производстве штаммы отличаются большой скоростью роста, легкостью культивирования и высоким выходом ЛК (98-99% в расчете на потребленную сахарозу).

В процессе ферментации можно выделить 2 фазы: 1) активного роста гриба и 2) интенсивного кислотообразования, рост мицелия в этот период становится незначительным. Лимонная кислота накапливается вначале в клетках, а затем выделяется в среду.

Сверхсинтез лимонной кислоты происходит при лимитировании роста грибов минеральными компонентами среды и одновременно избыточном содержании источника углерода. Основным сырьем для производства лимонной кислоты является меласса. Известны два способа ферментации Asp.niger – поверхностный и глубинный.

Для промышленного получения уксуса используют штаммы Acetobacter aceti, A.pasterianus или A.peroxidans, A.xylinum, а также G.oxydans и несколько подвидов этого вида. В качестве сырья для получения пищевого уксуса используют вино, пивное сусло, мед, соки различных фруктов и ягод после спиртового брожения или водный раствор этилового спирта.

Самой старой технологией получения столового уксуса лучшего качества был так называемый медленный, или орлеанский (французкий) процесс, в котором исходным сырьем было легкое виноградное вино, которым на 3/5 заполняли плоские деревянные чаны и туда же наливали столовый уксус, заполняя оставшиеся 2/5 объема. На поверхности смеси развивалась пленка ацетобактерий. После завершения окисления этанола отбирали из чана 10% жидкости, а взамен добавляли столько же вина.

В настоящее время почти везде пищевой уксус согласно так называемому «генераторному», или немецкому (быстрому) процессу, впервые реализованному в 1832 г. Особенность его – создание максимальной поверхности для снабжения воздухом уксуснокислые бактерий и как следствие, быстрое окисление спирта в уксусную кислоту. Процесс ведут в специальных чанах – струйных генераторах.

Более прогрессивным методом считается погруженная ферментация, которую на Западе проводят в ацетаторах Фрингса, в них возможно осуществление хорошей контролируемой аэрации.

Дата добавления: 2013-12-13