scan0114

166

Generatory pracują okresowo. Co pewien czas wprowadza się do aparatu porcję surowca (ok. 50% całkowitej ilości użytej w danym cyklu produkcyj. nym) i prowadzi proces, dodając kolejne, coraz mniejsze porcje surowca. Gdy stężenie etanolu w roztworze spadnie do ok. 0,3% otrzymany ocet wypompowuje się z aparatu i rozpoczyna nowy cykl produkcji. Typowy surowiec dla generatorów zawiera 10-13% alkoholu i ok. 1% kwasu octowego oraz odpowiednią ilość pożywek mineralnych. Cykl produkcyjny trwa 8-10 dni. Przeciętna produkcyjność wynosi 40-60 dm³ octu z 1 m³ wiórów na dobę.

Obecnie powszechnie stosuje się hodowlę wgłębną do produkcji octu. Najczęściej prowadzi się proces w sposób półciągły. Początkowe stężenie w każdym cyklu produkcyjnym wynosi 7-10% kwasu octowego i ok. 5% etanolu. Gdy stężenie alkoholu spadnie poniżej 0,3% część octu jest odprowadzana z fermentom i dodawana jest świeża brzeczka zawierająca ok. 12-15% etanolu i do 2% kwasu octowego. Powoduje to odtworzenie początkowych warunków cyklu.

Opróżnienie fermentom musi być dokonywane szybko, aby nie dopuścić do pełnego wyczerpania etanolu. Napełnianie prowadzi się wolno, aby utrzymać stałą temperaturę brzeczki i uniknąć szoku stężeniowego, który może wywołać wystąpienie fazy adaptacji. Końcowe stężenie kwasu octowego wynosi do 15% objętości.

Hodowlę wgłębną prowadzi się w reaktorach zwanych acetatorami. Aparat wykonany jest ze stali kwasoodpomej, zawiera wewnętrzną chłodnicę i wyposażony jest w układ pomiaru stężenia etanolu w roztworze oraz czujniki poziomu cieczy. Klasyczne acetatory niemieckiej firmy Frings wyposażone są w tzw. alkografy, wykorzystujące pomiar temperatury wrzenia płynu do oznaczania stężenia etanolu. Hodowla jest w pełni zautomatyzowana. Aparat jest automatycznie opróżniany gdy stężenie etanolu osiągnie zadaną wartość. Czujniki poziomu pozwalają wypompować z aparatu określoną ilość produktu, pozostała część pozostaje w acctatorze i jest uzupełniania świeżym roztworem, którego dozowanie jest w pełni zautomatyzowane. Jeden cykl produkcyjny trwa 40-48 godzin. Produkcyjność wynosi 250-300 dm³ 10% octu na 1 m³ objętości aparatu na dobę.

W przemyśle przetwórczym, z uwagi na koszty przechowywania, wskazane jest stosowanie octów o stężeniu większym niż 10-15%. Produkcja octu o stężeniu 18-20% wymaga wykorzystania odpowiednich szczepów drobnoustrojów i technik hodowli. Proces prowadzi się dwustopniowo. W pierwszym aparacie uzyskuje się stężenie kwasu poniżej 15%, co umożliwia rozmnażanie bakterii octowych i prowadzenie procesu tak, jak opisano to wcześniej. Alkohol dodawany jest stopniowo tak, aby ogólne stężenie osiągnęło co najmniej 18,5%.

Gdy stężenie kwasu osiągnie 15% część zawartości pierwszego fermentom (ok. 30%) przetłaczane jest do stopnia drugiego. Pierwszy acetator jest ponownie zasilany świeżym surowcem. Na drugim stopniu następuje dalszy wzrost stężenia kwasu, jednocześnie wzrost bakterii słabnie, aż do całkowitego zatrzymania. Bakterie usuwane są z drugiego fermentora wraz z octem.

Ocet otrzymany w wyniku fermentacji, tzw. ocet surowy, poddawany jest oczyszczaniu przez filtrację. Najczęściej stosuje się filtrację z bentonitem, co pozwala na zatrzymanie zanieczyszczeń mechanicznych oraz adsorpcję zanieczyszczeń, zwłaszcza białek powodujących mętnienie octu.

12.2. Kwas cytrynowy 12.2.1. Charakterystyka produktu

Kwas cytrynowy jest hydroksykwasem trójkarboksylowym (rys. 12.1). W warunkach normalnych jest to ciało stałe, krystaliczne o temperaturze topnienia 153°C, dobrze rozpuszczalne w wodzie.

H₂C - COOH

HO-C -COOH

I

H₂C -COOH Rys. 12.1. Kwas cytrynowy

Kwas cytrynowy jest głównie używany w przemyśle spożywczym w produkcji napojów, dżemów, galaretek i słodyczy. Jest również stosowany w przemyśle farmaceutycznym i kosmetycznym. Pochodne kwasu cytrynowego, np. estry, są używane w przemyśle tworzyw sztucznych jako plastyfikatory. Istotne znaczenie ma zastosowanie kwasu cytrynowego jako składnika środków czyszczących i piorących.

W przeciwieństwie do fosforanów stosowanych uprzednio, kwas cytrynowy jest rozkładalny biologicznie co pozwala na wytwarzanie produktów bezpiecznych dla środowiska.

Kwas cytrynowy otrzymywany był aż do lat 30-tych naszego wieku przez wytłaczanie cytryn. W soku cytrynowym zawartość tego kwasu wynosi 7-9%. Po wytłoczeniu soku, kwas cytrynowy wydzielano przez precypitację z solami wapniowymi. Do otrzymania 1 kg kwasu cytrynowego zużywano 30-40 kg cytryn. Na początku naszego wieku produkcja kwasu cytrynowego wynosiła ok. 10 tys. ton i prowadzona była głównie we Włoszech.

Pierwsza mikrobiologiczna instalacja przemysłowa została zbudowana w Belgii w roku 1919. W 1933 r. światowa produkcja kwasu cytrynowego wynosiła 10 400 t, z czego zaledwie 1800 t kwasu otrzymywano z cytryn (Włochy) zaś resztę w wyniku fermentacji (5,1 tys. t w Europie, 3,5 tys. t w USA). Obecnie produkuje się ok 400-500 tys. ton kwasu cytrynowego rocznie.