San xuat acetic

Báo cáo: Lên men Dấm


Báo cáo:
1. Vũ Thị Anh
2. Võ Minh Mẫn
3. Võ Đăng Lân
4. Trương Kim Trọng

I.Tổng quan về dấm:
1. Phân loại:
a) Dấm cất ( Dấm gạo):
Nguyên liệu chính: lương thực, đường
Thành phần dinh dưỡng: acid acetic, đường,
Acid hữu cơ, vitamin, muối vô cơ.
b) Dấm pha chế ( Dấm hóa học):
Nguyên liệu chính: acid acetic tinh, nước pha
loãng.
Không có thành phần dinh dưỡng khác.

Phương pháp dùng để tạo giấm:
Truy?n th?ng:
+ Phương pháp chậm
+ Phương pháp liên tục
Hi?n d?i:
+ Phương pháp thông thường
+ Phương pháp lên men chìm
2. Thành phần dinh dưỡng của Dấm:
Chứa các acid amin phong phú
Hàm lượng acid hữu cơ khá nhiều, chủ yếu là acid acetic, ngoài ra còn 10 loại acid lactic, acid citric,..
Chứa vitamin B1, B2, C,..
Muối vô cơ rất phong phú: Na, K, Ca, Fe, Cu, Zn, P…
Chức năng của dấm trong cơ thể người:
Đẩy lùi và trừ bệnh tật
Điều tiết độ kiềm acid dịch thể, duy trì tương đối ổn định của môi trường trong cơ thể.
Giúp tiêu hóa, lợi cho hấp thụ
Phòng già yếu
Diệt khuẩn, kháng độc


Phòng trị cao huyết áp, xơ cứng động mạch
Tăng cường chức năng bài tiết của thận, phòng ngừa sỏi thận trong cơ thể.
Phòng trị bệnh béo phì
Diệt kí sinh trùng như giun đũa, giun kim
Kháng ung thư
Làm đẹp da
Làm tỉnh rượu
II. Tác nhân vi sinh vật:
Vi khuẩn acetobacter là tác nhân chính trong quá trình lên men acetic:
Đặc điểm:
Dạng hình que, tuỳ điều kiện nuôi cấy mà có thể sinh ra các tế bào có hình thái khác nhau
Kích thước thay đổi tuỳ loài (0.3-0.6 x 1.0-8.0μm).

Có thể di động (có tiên mao đơn hoặc chu mao), hoặc không di động (không có tiên mao).
Không sinh nha bào tử.
Hiếu khí bắt buộc.
Chịu được độ acid cao.
Có khả năng đồng hoá nhiều nguồn thức ăn cacbon khác nhau nhưng không sử dụng được tinh bột.
Tế bào đứng riêng lẽ hoặc kết thành từng chuỗi.
Có khả năng tạo thành váng trên môi trường lỏng.
Trên môi trường đặc,khuẩn lạc tròn, đều đặn, đường kính 3 nm.
Đặc điểm sinh trưởng:
Phát triển tốt trên môi trường nước bia, glucose, rươu etylic hay manitol.
Hiếu khí bắt buộc, pH= 5,4 - 5,8; t0 = 25 -30 0C
Oxy hóa etylic thành acid acetic ở pH = 4,5.
Oxy hóa acid acetic, oxy hóa lactate, chuyển glucose thành  gluconate, oxy hóa không hoàn toàn các hợp chất hữu cơ khác để tạo thành các hợp chất ketone, hay các acid hữu cơ tương ứng.
Sử dụng đường, etylic và các acid hữu cơ làm nguồn C, muối amon làm nguồn N.
Một số chất kích thích sinh trưởng như acid nicotine, acid amin, folic và biotin… có vai trò  quan trọng trong sinh trưởng của vi khuẩn acetic.
Có khả năng tổng hợp poly saccaride phân tử lớn

Bảng 1.1 Phân loại vi khuẩn acetic theo Frateur 
1. Một số vi khuẩn thường sử dụng trong lên men giấm
Phải lựa chọn những chủng vi khuẩn thỏa điều kiện:
Phải oxy hoá etylic tốt nhất
Tạo giấm có nồng độ acid acetic cao, chịu được độ cồn và acid cao
Các tính chất ban đầu được giữ nguyên trong suốt quá trình lên men
Các điều kiện phân lập, nuôi cấy, bảo quản giống đơn giản không tốn kém nhiều phù hợp với điều kiện Việt Nam
A. aceti:
    
A. xylinum
      
A. pasteurianum
A. orleaneuse
A. Schiitzenbachii
A. curvum
A.suboxydans
2. Ảnh hưởng của các điều kiện môi trường dinh dưỡng tới quá trình lên men axetic

Ảnh hưởng của oxy :
Càng thoáng khí năng suất càng cao.
Ảnh hưởng nhiệt độ
        Nhiệt độ thích hợp cho acetobacter là từ 25-32oC.
Nhiệt độ thích hợp cho quá trình sản xuất giấm 22-35oC, nhiệt độ tối ưu là 18-24oC, 27-32oC
Ảnh hưởng của các nguồn C, N, P và các nguyên tố vi lượng
Sự acid hóa của dịch lên men:
            Ban đầu người ta thường cho vào 1 lượng giấm nhất định để axit hóa môi trường nhằm:
Ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật
Đưa vào dịch lên men một lượng tế bào nhất định
            Độ acid ban đầu 2-6%.
Hàm lượng etylic trong dịch lên men
            Etylic được sử dụng như cơ chất. Hàm lượng rượu 2-10% thể tích
            Để tránh hiện tượng oxy hoá tiếp tục acid acetic thành CO2 và H2O cần có 1 lượng rượu sót trong sản phẩm từ 0.2-0.5%.
Các chất C, N, P và nguyên tố vi lượng
            Cần bổ sung 1 số muối khoáng (NH4)2SO4, KH2PO4, CaHPO4, FeCl3…
            Cần được bổ sung vitamin, chất kích thích sinh trưởng như pepton, cao nấm men…
            Cần bổ sung sake, muối đậu nành, acid lactic, glycerine  
III. Bản chất sinh hóa:
Lên men axetic là quá trình oxy hóa rượu thành axit axetic, nhờ vi khuẩn axetic, trong điều kiện hiếu khí.

Phương trình tổng quát: 
  
C2H5OH + O2 CH3COOH + H2O + 117 Kcal 
Quá trình oxy hóa rượu thành acid acetic
Ethanol
C2H5OH
O2
CH3COOH
CH3COOH
môi trường
Tế bào
Môi trường
Phản ứng xảy ra trong tế bào của vi khuẩn. Muốn phản ứng được xảy ra, C2H5OH va O2 phải được thẩm thấu vào trong tế bào. Khi đó các enzyme oxy hóa có trong tế bào của vi khuẩn tham gia oxy hóa rượu tạo thành CH3COOH.
CH3COOH được tạo thành sẽ thoát ra khỏi tế bào và tan trong dung dịch môi trường. 
Sản xuất giấm
      Các phản ứng được dùng để sản xuất giấm ăn nhờ A. suboxidans 

CH3OH CH3CHO + 2H
   Sau sự hydrate hóa acetaldehyde sẽ diễn ra 1 loại H2 lần thứ 2 

CH3CH(OH)2  CH3COOH + 2H
      Hidro được NADP nhận và qua các citochrome được chuyển đến O2 là chất nhận điện tử cuối cùng 


alcoholddyhydrogenase
aldehydehydrogenase
IV. Kỹ thuật sản xuất axit axetic
Những yêu cầu kỹ thuật
Nồng độ axetic:
������Axit axetic sinh ra sẽ gây ảnh hưởng ức chế đến sinh lý của vi khuẩn axetic.
� Nồng độ rượu:
����� �Tùy từng loại mà chúng có khả năng tồn tại ở những nồng độ rượu khác nhau. Thông thường nồng độ rượu từ 11-13%.
Trong sản xuất, người ta thường giữ lại độ rượu trong môi trường là 0,3-0,5%
���Nhiệt độ
������ Tùy theo từng loài mà nhiệt độ tối ưu khác nhau, thường là 30-40oC
���Độ thoáng khí
������ Oxy là một yếu tố quan trọng cho quá trình lên men giấm. Càng được thoáng khí khả năng oxy hóa càng tốt

Qui trình làm giấm�
Rượu trắng

Trộn đều

Lên men

Bảo quản

Sản phẩm

Lão hoá

Đóng chai
Nước
đường
Giống vi sinh vật
Các phương pháp lên men
Phương pháp lên men chậm�

Nước ép nho

Thùng gỗ 250-300l

Lên men

Sản phẩm
Axit axetic
Acetobacter orleaneuse

Phương pháp lên men nhanh
����� Axit axetic có nồng độ 3-5%

Lớp phoi bào

Nước vô trùng Giống vi khuẩn axetic
Dòng môi trường từ trên xuống Thổi khí từ dưới lên

������Oxy hóa rượu

CH3COOH

đáy thiết bị lên men.

Thu nhận
Phương pháp lên men chìm
�����Người ta thiết kế hệ thống lên men axetic được gọi là acetator. cho dung dịch lên men vào thiết bị và tiến hành thổi khí rất mạnh thể huyền phù và dung dịch lên men. Hai thể này luôn luôn được trộn lẫn nhau và như vậy, quá trình oxy hóa xảy ra rất mãnh liệt
Phương pháp kết hợp:
������Thiết kế hệ thống lên men bao gồm hai phần:
+ Phần trên là lớp đệm hay lớp chất mang chứa vi sinh vật ( giống phương pháp nhanh),
+ Lớp giữa chỉ là một thùng chứa dung dịch sau khi lên men ở phần trên chảy xuống.
+ Dưới cùng là hệ thống thổi khí mạnh, khí sẽ được thổi qua phần dung dịch này rồi chuyển ngược lên phần trên.

Phương pháp nâng cao nồng độ axit axetic trong dịch lên men
Phương pháp chưng cất:
+ Mục đích: nhận axit axetic có hàm lượng cao hơn.
+ Phương pháp này rất đơn giản và dễ thực hiện.
+ Tuy nhiên, phương pháp này thường tiêu hao nhiều năng lượng và hàm lượng axit axetic thường không cao
Phương pháp chưng cất bằng muối:
Sử dụng một cấu tử có khả năng phân ly mạnh làm thay đổi trạng thái cân bằng lỏng-hơi. Trong chưng cất có sự tham gia của muối CaCl2 hoặc CH3COONa, hiệu suất thu nhận axit axetic thường rất cao
    + Phöông phaùp naøy coù öu ñieåm:
Toán ít naêng löôïng
Saûn phaåm ñaït ñoä tinh khieát cao
+ Tuy nhieân, phöông phaùp naøy cuõng coù nhöõng nhöôïc ñieåm:
Phaûi hoaøn nguyeân caáu töû phaân ly neân toán thieát bò vaø naêng löôïng cho quaù trình naøy
Gaây aên moøn thieát bò
Phương pháp chưng cất- trích
Đặc điểm của phương pháp này như sau:
- Sử dụng một cấu tử trung gian để làm thay đổi độ bay hơi tương đối của các cấu tử trong hỗn hợp
- Thu hồi cấu tử phân ly để sử dụng lại
- Các cấu tử phân ly có tính chọn lọc cao, nên trong quá trình chưng cất cần chọn đúng chất phân ly
Phương pháp chưng cất chân không:
Phương pháp này rất phức tạp. Tuy nhiên, phương pháp này có ưu điểm là thu nhận được sản phẩm có chất lượng cao
Quá trình biến đổi hoá học
pH giảm dần trong quá trình lên men
Rượu: nồng độ giảm nhưng sau lên men cần để lại nồng độ rượu khoảng 0.3-0.5%
Axit axetic: nồng độ tăng dần
Hàm lượng đường giảm
Một số dạng hư hỏng axit axetic
Giấm bị đục và giảm độ chua
Hiện tượng lươn giấm
Bọ giấm
Ruồi giấm
V. MỘT SỐ ỨNG DỤNG QUAN TRỌNG CỦA AXIT AXETIC�
Ứng dụng trong chế biến mủ cao su
Ứng dụng axit axetic trong công nghệ thực phẩm
Ứng dụng trong công nghiệp khácnhư công nghiệp sản xuất chất màu, dung môi hữu cơ, tổng hợp chất dẻo tơ sợi.