На рис. 7 изображена технологическая схема микробиологического синтеза уксусной кислоты. Римскими цифрами обозначены основные материальные потоки, арабскими цифрами обозначено технологическое оборудование.
I. – посевной материал;
II. – исходное сырье для приготовления питательной среды;
III. – питательная среда;
IV. – этанол;
V. – атмосферный воздух;
VI. – воздух на выходе из батареи реакторов;
VII. – уксусная кислота после синтеза;
VIII. – бентонит;
IX. – лимонная кислота;
X. – отходы (биомасса, бентонит);
XI. – очищенный продукт готовый к расфасовке.
1. – инокулятор для получения посевного материала; 2. – реактор для приготовления питательной среды; 3. – напорный бак для питательной среды; 4. – напорный бак для этанола; 5. – вихревой насос; 6. – паровая колона для подогрева питательной среды до температуры стерилизации; 7. – выдерживатель питательных сред при температуре стерилизации; 8. – теплообменник для охлаждения стерильных питательных сред; 9. – ферментатор; 10. – компрессор; 11. – осветлитель; 12. – фильтр пресс; 13. – сборник готового очищенного продукта; 14. – фасовочный аппарат.
Ферментацию проводят в батарее, состоящей из пяти последовательно соединенных ферментаторов. Каждый аппарат снабжен мешалкой, барботером и змеевиковым теплообменником. В первый ферментатор загружается посевной материал, и непрерывно подаются питательная среда, а также стерильный воздух. При этом создаются оптимальные условия для быстрого размножения уксуснокислых бактерий. Первый ферментатор является генератором уксуснокислых бактерий для всех последующих аппаратов; в нем также происходит окисление этилового спирта в уксусную кислоту.
Культуральная жидкость передается из ферментатора в ферментатор за счет давления, создаваемого воздухом. В каждом ферментаторе обеспечиваются условия, способствующие интенсивному окислению этилового спирта в уксусную кислоту. Для поддержания нужной концентрации спирта во второй, третий, четвертый и пятый аппараты добавляют 40%-ный этиловый спирт. Температура и интенсивность аэрации от ферментатора к ферментатору снижаются. Но при всем этом для процесса окисления требуется достаточно большие количества кислорода, который поступает с помощью компрессора, вместе с атмосферным воздухом, в каждый аппарат батареи, через барботер.
Посевную культуру уксуснокислых бактерий выращивают в лаборатории, в колбах на качалках, а затем в инокуляторе на жидкой питательной среде, после чего полученный посевной материал подают в первый ферментатор, где происходит генерация уксуснокислых бактерий.
Так же, в первый ферментатор подается питательная среда, которая проходит стадию стерилизации, данная стадия заключается в том, что питательную среду нагревают в паровой колоне до температуры стерилизации, затем подают в выдерживатель, где питательная среда находится заданное время при температуре стерилизации, после чего ее подают в теплообменник, где происходит охлаждение уже стерильной питательной среды, затем в напорный бак и после этого среда подается в ферментатор.
После того как культуральная жидкость пройдет через все пять аппаратов, она выходит из последнего с концентрацией уксусной кислоты не ниже 9 % и не выше 9,2 – 9,3 %. Воздух, который также выводиться из последнего аппарата уходит в атмосферу, не нуждаясь в какой – либо очистке, а культуральная жидкость попадает на стадию осветления. Ее осветляют бентонитом с добавлением небольшого количества лимонной кислоты. После перемешивания раствор уксуса подают на фильтр пресс, где из него отдельно выводятся отходы – это биомасса и бентонит, а так же отфильтрованный раствор уксуса, который поступает в сборник готового продукта, а затем на фасовочный аппарат (розлив).
Рис. 7. Технологическая схема микробиологического синтеза уксусной кислоты.
Прочие статьи:
Огнёв Сергей Иванович
Огнёв Сергей Иванович (5.11.1886-20.12.1951) - советский зоолог, заслуженный деятель науки РСФСР (1947). Выдающийся зоолог-позвоночник, глава московской школы териологии в 1930–1940 гг. Происходит из семьи потомственной московской интелли ...
Организация научных исследований в Российской Федерации
Система научных учреждений РФ
Рассматривая такое многогранное явление, как наука, можно выделить три его функции: отрасль культуры, способ познавания мира, специальный институт (в это понятие входят не только высшие учебные заведения, но ...
Виды инструктажей и порядок их проведения
Вводный инструктаж: проводят со всеми вновь принимаемыми на работу, независимо от их образования, стажа работы по данной профессии или должности; с временными работниками, командированными, учащимися и студентами, прибывшими на производст ...