Open
Close

Чем отличается уксус от уксусной кислоты 70. Натуральный и синтетический уксус – в чем отличие? Вариации бальзамического уксуса

Это один из базовых продуктов, получаемых в процессе промышленного органического синтеза. Уксусная кислота не имеет цвета, но отличается специфическим запахом и вкусом, ее получение осуществляется посредством окисления определенного альдегида; из-за своих химических свойств, она способна причинить существенный вред человеку, поэтому жидкость используется лишь в форме водных растворов. Более половины произведенного продукта тратится на изготовление полимеров, а также производных винилацетата и целлюлозы.

Для производства уксусной эссенции необходимы особенно мощные уксуснокислые бактерии, которые становятся возможными при определенных температурах и поставках витаминов и минералов. В отличие от других производителей, которые технически производят свой уксус, нам удается сделать нашу сущность 100% органической с кислотой 20%.

Наконец, уксус разливают в бутылки и упаковывают. Теперь он готов к доставке и может развить свой полный вкус дома и усовершенствовать салаты, соусы и другие любимые блюда. Свежие салаты, классический томат-моцарелла, вкусные варианты макарон и сливочные десерты приглашают вас насладиться жизнью.

Что такое уксусная кислота

Это синтетический продукт, образованный путем брожения этанола и углеводов или после естественного скисания сухих винных сортов. Этановая кислота принимает участие в обменных процессах, осуществляющихся в организме человека. Кислую жидкость, кроме того, используют для приготовления консервации, маринадов. Определенные свойства продукта делают его незаменимым во множестве химических соединений, средствах бытового значения.

И один из наших смелых бальзамикосов, который радует всю семью, какой бы красочной она ни была. Из красного и белого винограда получается вино, которое ферментируется с винным уксусом. Виноград придает ему типичный ароматический вкус. Например, красное вино уксус прекрасно сочетается с соусами и также подходит как маринад для мяса. Можно сказать, что винный уксус содержит вино. Но во время процесса ферментации алкоголь как можно больше деградирует, что делает его безопасным для детей.

Что такое бальзамический уксус?

Бальзамический уксус сделан из виноградного уксуса и очищен виноградной лозой. Для этой цели можно использовать только 7 выбранных сортов винограда. Кроме того, он хранится не менее 60 дней. Это дает ему особенно фруктовый и мягкий оттенок, который мы так ценим.

Формула

В состав уксусной кислоты входит уксус 3-9% уксус и 70-80% уксусная эссенция. Соли и эфиры продукта называются ацетатами. Обычный уксус, который используется в кулинарии, содержит яблочную, аскорбиновую, уксусную и молочную кислоты. Ежегодно в мире производят около 5 миллионов тонн этановая кислоты. Ее химическая формула имеет следующий вид: C2H4O2.

Совсем просто: в отличие от большинства других кремов мы не используем сахар. Уксус производится из вина, где бактерии уксусной кислоты превращают спирт в уксусную кислоту. В зависимости от того, какое вино используется в качестве основы уксуса, вы получаете различные виды уксуса. Их можно использовать по-разному на кухне. Узнайте больше о различных типах уксуса здесь.

Винный уксус сделан из красного или белого виноградного вина. Содержание уксусной кислоты составляет шесть процентов. Уксус, сделанный из красного вина, более вкусный, чем уксус из белого вина, благодаря танинам. Поэтому он хорошо сочетается с мясными блюдами, игрой и красной капустой. Уксус белого вина довольно мягкий и поэтому хорошо сочетается с рыбой и легкими соусами. Чем лучше вино вы используете в качестве основы, тем выше качество уксуса.

Получение

Из чего делают уксусную кислоту сегодня? Для получения жидкости технического назначения используется древесный черный порошок, который содержит большое количество смолистых веществ. Самым выгодным химическим способом получения продукта является окисления этаналя или ацетальдегида, который в промышленности получают либо посредством гидратации ацетилена с солями ртути (метод называют реакцией Чугаева) или же окислением этилового спирта над раскаленной медью. Ацетальдегид самостоятельно окисляется кислородом и трансформируется в уксусную кислоту.

Фруктовый уксус производится из соответствующего фруктового вина путем конверсии с использованием уксуснокислых бактерий. Кислотность относительно низкая, всего пять процентов. Фруктовый уксус имеет более мягкий и фруктовый вкус, чем винный уксус. Он подходит для приправы салатов, приготовленных блюд и соусов или маринадов. Самыми известными являются сорта яблочного и грушевого уксуса, поскольку они являются самыми дешевыми для производства. Говорят, что яблочный уксус имеет преимущества для здоровья; Он обладает антибактериальными свойствами и также должен детоксифицировать и детоксифицировать организм, если вы принимаете две столовые ложки, разведенные ежедневно.

Раствор уксусной кислоты транспортируется на разные расстояния в автомобильных или железнодорожных цистернах, произведенных из специальных видов нержавеющих стальных материалов. На складах жидкость хранится в герметичных контейнерах, емкостях, бочках под навесами либо в специальных помещениях. Заливать и хранить кислоту в полимерной таре допускается максимум на протяжении одного месяца.

Яблочный уксус содержит много минералов, например, он имеет высокое содержание калия. Основой для этого служат, например, водка, виски или зерно. Из-за высокого содержания кислоты его необходимо тщательно дозировать. В противном случае, он имеет нейтральный вкус и не имеет характерного аромата. Поскольку уксус спиртов требует более короткого времени созревания, чем винный уксус, и поэтому его дешевле производить, его часто используют в качестве добавки в пищевой промышленности.

Он используется для приготовления соусов, кетчупа или маринадов. Он также служит для того, чтобы положить огурцы или сквош на место, так как естественная консервация уксусной кислоты. Бальзамический уксус популярен среди средиземноморской кухни. Бальзамический уксус производится исключительно из виноградного сусла. Ему нужен длительный период созревания. Он может быть произведен только в двух регионах Италии; в Реджо-Эмилии и Модене. Этот уксус должен выдерживать в деревянных бочках не менее 12 лет.

Концентрация

Растворы уксусной кислоты, которые применяются пищевой промышленностью, бытовой кулинарии, консервации, называются уксусом и уксусной эссенцией. Абсолютная концентрированная кислота называется ледяной, поскольку при замерзании она преобразуется в массу, напоминающую по структуре лед. Разная концентрация уксусной кислоты обуславливает следующую классификацию продукта:

Древесина испаряется, а уксус концентрируется. Существуют также более дешевые сорта, которые были произведены промышленно и доступны в каждом супермаркете. Он состоит из белого вина, утолщенного виноградного сока и сахарного кулера для окраски. Период созревания значительно ниже, чем традиционный, но должен длиться как минимум 60 дней. Этот бальзамический уксус доступен за несколько евро, но имеет и другой вкус. Уксус риса используется для сезонного рисования суши.

Из других алкогольных ферментированных крахмалистых продуктов можно производить с использованием соответствующего уксуса для бактерий. В Азии рисовый уксус сделан из рисового вина. Кислотность составляет всего два-четыре процента и имеет более высокое содержание сахара, поэтому этот уксус более мягкий, чем европейские сорта. Это так желательно азиатским потребителям, поскольку технически также можно было бы получить рисовый уксус с более высоким содержанием уксусной кислоты. Уксус для риса используется для ароматизации различных азиатских продуктов, например, для риса суши.

  • эссенция (содержит 30-80% кислоты, является компонентом медикаментов от зуда, грибков);
  • ледяная (раствор 96%, используется для удаления мозолей, бородавок);
  • столовый уксус (имеет концентрацию 3, 6 или 9%, активно используется для бытовых целей);
  • ацетатное вещество (эфир кислоты);
  • натуральный яблочный уксус (имеет низкий кислотный процент, применяется косметологами, кулинарами);
  • бальзамический уксус (настоянный на определенных пряных растениях столовый продукт).

Свойства

Прозрачная жидкость обладает резким запахом, имеет плотность 1,05 г/см2. Физические свойства уксусной кислоты обуславливают ее замерзание при температуре 16,6 градусов, при этом субстанция приобретает вид прозрачных кристаллов, напоминающих лед (из-за этого концентрированную кислую жидкость называют ледяной). Кислота имеет способность активно поглощать влагу из воздуха, она может нейтрализовать основные окислы и гидраты, и, кроме того, вытеснять из углекислых солей углекислоту.

Солодовый уксус производится из ферментированного солодового пюре. В Англии этот уксус очень популярен и подается там, например, для рыбной ловли и чипсов. Для салатов это напряжение слишком острое. В Испании херес ферментируется, чтобы сделать хересный уксус. Эта специальность более кислотная, чем другие сорта, и поэтому используется в блюдах с сильным вкусом, таких как салаты из рукколы, одуванчика или колбасы. Он также используется для маринования игровых блюд.

Ароматизированный уксус с зеленью. Добавляя травы и специи, винный уксус приобретает особый аромат. Его можно использовать для приправы, маринования и для повязок. В последние годы тенденция распространилась, чтобы выпить как безалкогольный аперитив с уксусом. Это благородные сорта уксуса, которые имеют длительное время хранения и, таким образом, развивают особенно тонкий вкус. Уксус действует своей кислотой, дезинфицирующей против бактерий во рту. Он также сенсибилизирует вкусовые рецепторы и стимулирует аппетит.

Влияние уксусной кислоты на организм человека

Уксусный продукт причислен к веществам с третьим классом опасности из-за своей воспламеняемости и опасного воздействия на организм. При любых работах с субстанцией специалисты используют современные средства защиты (противогазы). Даже добавка в пищу Е-260 может быть токсичной для организма, однако степень ее воздействия зависит от концентрации и качества продукта. Опасное влияние уксуса на организм возможно при кислотности выше 30%. Если концентрированная субстанция будет взаимодействовать с кожей/слизистым оболочками, на теле проявятся сильные химические ожоги.

Однако следует отметить, что уксусная кислота повреждает зубную эмаль. Уксусная кислота является чисто синтетическим продуктом. Он содержит высококонцентрированную уксусную кислоту, доля которой составляет более 15 процентов. Сущность является коррозионной и не должна потребляться неразбавленной. Так как он не содержит дополнительных натуральных ароматизаторов в дополнение к уксусной кислоте, он просто кислый. Поэтому уксусная эссенция также не является альтернативой натуральному уксусу, но является хорошей биологической очищающей и очищающей жидкостью.

При разумном использовании средства, уксус поможет устранить многие заболевания и косметические дефекты. Так, уксусный продукт применяется для терапии простуды и ревматизма в качестве препарата для растирания. Кислая жидкость, кроме того, оказывает бактерицидный эффект: натуральный антисептик помогает уничтожить грибки и прочую патогенную флору при ангине, фарингите, молочнице. Полезен уксус для волос, поскольку является отличным средством против перхоти. Для кожи жидкость используют при косметических обертываниях и как средство против зуда после укуса насекомых.

Уксус - это сильно кислая приправа и консервант, который вырабатывается путем ферментации алкогольных жидкостей с помощью уксуснокислых бактерий. Уксусная кислота может быть получена как органически, так и химически. Химически произведенную уксусную кислоту можно назвать и продавать только как так называемую уксусную сущность, но не как уксус. Как уксус, согласно закону, можно назвать и продать только биологически производную уксусную кислоту.

Подготовка уксуса является одним из старейших в мире процессов производства продуктов питания. Уксуснокислые бактерии плавают на поверхности ферментированной алкогольной жидкости и образуют похожую на галлеты массу - так называемую гайку из уксуса. В этом процессе спиртовая жидкость, подлежащая ферментации, находится в движении. В процессе круглой прокачки или циркуляции чипы в баке постоянно стекаются с исходной жидкостью. Жидкость непрерывно струйно струится в больших цилиндрических контейнерах, так называемых чипсах, поверх стружки из бука, где сидят бактерии уксусной кислоты. В этом методе превращение спирта в уксусную кислоту занимает всего несколько дней. Этот метод подходит для крупномасштабного производства. Спиртовая жидкость, подлежащая ферментации, находится в резервуаре. Кислород прессуется непосредственно в жидкость, чтобы поддерживать в нем бактерии уксусной кислоты, бактерии подвешены непосредственно в жидкости.

  • Сырье лежит в деревянных бочках.
  • Процесс формирования стружки.
Уксус на самом деле является консервантом и поэтому долговечен.


Передозировка

Воздействие уксусного продукта на организм человека напоминает влияние азотной, серной или соляной кислот, при этом главное отличие состоит в поверхностной воздействие уксуса. Смертельной для человека дозой продукта является 12 мл: это количества равно примерно стакану столового уксуса или 20-40 мл эссенции. Уксусные пары при попадании в легкие становятся причиной развития пневмонии с осложнениями. Другие симптомы передозировки – это:

Тем не менее, тепло, свет и воздух влияют на уксус и вызывают образование уксуса в естественных уксусах. Поэтому рекомендуется держать уксус прохладным, темным и закрытым. Если уксус-мама все еще плавает в вашем уксусе, вы можете с нетерпением ждать его - это доказательство того, что вы купили натуральный продукт. Если вы хотите избавиться от гайки из уксуса, то вы просто съедите уксус через фильтр для бумажного кофе, а затем похож на желеобразную массу, и уксус снова станет яснее!

Кстати, кислотность должна составлять не менее 5% для фруктовых и столовых уксусов и не менее 6% для уксусов. Простые виды уксуса и коммерческие уксусные концентраты до 30% подходят для использования при приготовлении пищи в виде аперитива или пищеварительного тракта, а также в качестве консерванта также очень хороши для декальцинации варочных котлов и электрических кухонных приборов.

  • геморрагия печени;
  • некроз тканей;
  • ожог внутренних органов;
  • изъязвление органов ЖКТ;
  • нефроз с сопутствующим отмиранием почечных клеток.

Применение уксусной кислоты

Кислая жидкость широко применяется в разнообразных сферах. Она незаменима для фармакологии, поскольку служит компонентом аспирина, фенацетина и других лекарственных препаратов. Во время нитрования ароматические амины NH2-группы защищаются путем введения ацетильной группы СН3СО – это тоже распространенная реакция, в которой участвует уксус. Важную роль продукт играет при производстве ацетона, ацетилцеллюлозы, разных синтетических красителей.

Растительное растительное масло получают путем выдавливания растений или их семян. Кстати, разница между жиром и маслом - это просто консистенция при разных температурах, т.е. их прочность. Когда жир становится жидким при комнатной температуре, он называется маслом.

С точки зрения питания, жир имеет плохую репутацию во времена так называемых «легких» продуктов. Жиры жизненно важны для людей. Жир внедряет наши внутренние органы, защищает их от ударов, дает эластичность кожи, изолирует организм от холода и тепла, является отличным источником энергии и быстро активирует хранение энергии.

Без продукта не обходится изготовление различной парфюмерии и негорючих типов пленок. Часто кислую жидкость используют в пищевой промышленности, в роли добавки Е-260. При этом без уксуса не обходится бытовая кулинария и консервирование. При окрашивании основные виды солей кислоты выполняют функцию специальных протрав, обеспечивая крепкую связь текстильных волокон с красителем. Уксусные соли часто используются для ликвидации самых стойких растений-вредителей.

Однако жиры также страдают от некоторых рисков для здоровья в связи с сердечно-сосудистыми заболеваниями, особенно животными жирами. Поэтому особенно важно обратить внимание на тип и состав поглощенного жира. Дайте вашему телу высококачественные жиры в форме механически прессованных, растительных масел и избегайте «скрытых» насыщенных жиров.

Насыщенные или ненасыщенные жирные кислоты? Если одна жирная кислота имеет меньше максимального количества 2 атомов водорода на один атом углерода, она называется ненасыщенной. В точке, где отсутствуют два атома водорода, соседние атомы углерода претерпевают так называемые двойные связи. Это создает «пробел» в цепочке. Если цепь имеет только одну двойную связь, то есть только один промежуток, это мононенасыщенная жирная кислота, такая как. олеиновой кислоты. С более двойными связями он называется полиненасыщенной жирной кислотой.

В медицине

В фармакологии и медицинской сфере жидкость применяется как основа лекарственных средств, к примеру ацетилсалициловой кислоты (аспирина). Кроме того, из нее получают уксуснокислые соли свинца и алюминия, которые выполняют роль вяжущих средств и используются для лечения воспалительных процессов разной этимологии. Уксус оказывает жаропонижающее, противовоспалительное, болеутоляющее действие, поэтому он используется при головной боли, лихорадке, невралгии и пр.

Кислая субстанция часто комбинируется с другими лекарственными средствами в народной медицине для лечения множества патологий – полиартрита, лишаев, ревматизма, педикулеза, алкогольного отравления, бородавок, радикулита, пр. Примеры применения продукта:

  1. Обтирание при высокой температуре. Лучше использовать рисовый, яблочный или винный натуральный уксус, но можно взять и обычный столовый (6 или 9%). На 0,5 л теплой воды следует добавить 1 ст. л. уксуса, перемешать состав, после чего использовать для растираний.
  2. Средство от атеросклероза. Из 4 головок чеснока и 5 лимонов нужно выжать сок, смешать компоненты с 0,5 л меда и 50 мл уксуса (яблочного). Принимать состав нужно по 1 ст. л., смешав с ½ ст. воды, трижды за сутки. Курс терапии составляет 3 месяца.


В косметологии

Свою эффективность продукт показал при борьбе с лишним весом и дряблостью кожи. Курс обертываний с уксусом позволяет практически полностью устранить целлюлит. Кроме того, известно о применении жидкости для терапии прыщей, угрей и перхоти: такой результат достижим благодаря бактерицидным свойствам уксуса. Примеры применения продукта:

  1. Уксусный пилинг. Сложенную в несколько слоев марлю окунают в слегка подогретый винный уксус (предварительно нужно сделать прорези для губ и глаз). Компресс помещают на лицо на 10 минут. После снятия материала еще час нужно ходить, не умываясь. После нужно взять салфетку либо губку средней жесткости, протереть ею лицо, после чего умыться прохладной водой.
  2. Средство против мозолей. Следует смешать 1 литр теплой воды с 0,5 ст. яблочного уксуса и 1 ст. л. пищевой соды. Ноги парят не меньше 15 минут, после с помощью пемзы ороговевшие ткани легко снимаются.

Видео

Кандидат биологических наук Н. КУСТОВА

Множество блюд в кухнях разных народов мира невозможно приготовить без уксуса. Не обойтись без него в заготовках, да и в качестве простой приправы уксус подают ко многим кушаньям. Изготовление уксуса, как и виноделие, один из древнейших технологических процессов, освоенных человеком. Но если в производстве вина за последние несколько тысячелетий не произошло принципиальных изменений (использование современного оборудования не в счет), то в производстве уксуса в 70-х годах ХХ века случилась настоящая революция.

Рис. 1. Аппарат Шуценбаха: 1 - деревянная коническая емкость; 2 - слой буковых стружек.

Рис. 2. Аппарат Фрингса: 1 - корпус; 2 - ложное перфорированное днище; 3 - слой буковых стружек; 4 - циркуляционный насос; 5 - змеевик системы термостатирования; 6 - распределительное устройство.

Рис. 3. Схема ферментера для производства уксуса: 1 - корпус из нержавеющей стали; 2 - перемешивающее устройство; 3 - аэратор (его обычно называют барботером); 4 - змеевик системы термостатирования.

Рис. 4. Схема установки для получения уксуса в непрерывном режиме. Переток жидкости из аппарата в аппарат происходит из-за разницы давлений в "воздушной подушке", возникающей за счет разного заглубления переточных труб h: h2 > h3 > h4 > h5.

Начнем с того, что главным компонентом пищевого уксуса является уксусная кислота. Получать ее можно двумя способами: химическим - из продуктов сухой перегонки древесины и микробиологическим - в результате уксуснокислого брожения спиртосодержащих жидкостей, таких, как виноградное вино, сидр, пивное сусло, забродившие мед и соки различных фруктов или водный раствор этилового спирта (С 2 Н 5 ОН). В таких жидкостях окисление этанола до уксусной кислоты проводят в большинстве случаев уксусные бактерии Acetobacter aceti. В результате в готовом продукте оказывается не только кислота, но и небольшое количество сложных эфиров, альдегидов и других органических соединений. Именно благодаря этим веществам пищевой уксус обретает присущий ему особый вкус и приятный аромат. Разведенная же водой уксусная кислота, полученная химическим путем, лишена таких качеств. Считается, что в пищевой промышленности и в быту лучше использовать уксус, изготовленный биохимическим способом.

Технология производства уксуса имеет интересную и сложную историю. Еще в первом тысячелетии до новой эры виноделы заметили, что, если вино оставить в открытом сосуде, оно через некоторое время прокисает и превращается в уксус. Этим наблюдением и пользовались долгое время, не вдаваясь особенно в суть того, что происходит при этом с продуктом.

Один из самых "древних" способов производства уксуса принято называть орлеанским. В деревянные бочки особой формы, расположенные в утепленном помещении в несколько рядов одна над другой, в начале процесса заливают 10-12 л готового нефильтрованного уксуса. Эта порция - своего рода закваска, ведь в нефильтрованном уксусе содержится достаточно большое количество бактерий. К уксусу приливают примерно 10 л профильтрованного вина. Через восемь дней, если процесс идет нормально, доливают еще 10 л, и так до тех пор, пока бочка не заполнится до половины объема. После этого около 40 л готового продукта сливают, а к оставшемуся - вновь добавляют фильтрованное вино, и цикл повторяется. Весь цикл занимает от недели до месяца, зато продукт обладает таким высоким качеством, что этот неэффективный способ до сих пор применяется в винодельческих районах Франции.

Наряду с орлеанским способом существовал метод, описанный немецким ученым Бургавом (Boerhave) в 1732 году. Сейчас эта технология известна под названием "метод Шуценбаха". Суть его в том, что спиртосодержащую жидкость (в описании Бургава упоминается раствор хлебного спирта) пропускали сверху вниз через объем, заполненный тщательно вымоченными в уксусе крупными буковыми стружками. Эта технология оказалась значительно более производительной, чем орлеанский способ, и во всем мире она используется до сих пор.

И все же до работ Пастера в середине XVIII века не было понятно, за счет чего вино превращается в уксус. Пастер в большой статье "Исследование свойств уксуса" ("Etude sur le vinaegre") показал, что стерильный раствор спирта в воде на открытом воздухе практически не окисляется, а образование уксусной кислоты происходит благодаря работе уксусных бактерий. И для того, чтобы спирт окислялся эффективно, в жидкости необходимо создать оптимальные условия для их развития. Оказалось, что лучше всего эти микроорганизмы чувствуют себя при температуре около 30 о С и при концентрации спирта, не превышающей 12-14%. Дальнейшие (уже современные) исследования показали, что максимальная скорость роста А.aceti достигается при более низкой концентрации спирта. Характерной особенностью этих бактерий является и высокая потребность в кислороде. Долгое время считалось, что из-за сравнительно низкой растворимости кислорода в воде (и в растворе этилового спирта тоже) бактерии могут развиваться только на поверхности жидкости или в ее тонкой пленке. Это не противоречило и имевшемуся к тому времени промышленному опыту. При орлеанском методе бактерии развиваются в основном в верхнем слое жидкости в виде слизистой пленки, а при методе Шуценбаха жидкость стекает тонким слоем по поверхности стружек (рис. 1). Производительность аппаратуры, что по одному, что по другому способу, обычно составляет от 2 до 8 кг 100%-ной уксусной кислоты с 1 м 3 объема аппарата в сутки.

Основным аппаратом, в котором получают уксусную кислоту по методу Шуценбаха, является деревянный чан конической формы. На расстоянии 200-300 мм от основного днища в нем устанавливают горизонтальную перфорированную перегородку. Верхняя часть аппарата на 2/3 заполняется стружками, которые орошаются питательной для бактерий средой, содержащей некоторое количество уксусной кислоты (чаще всего это 6%-ный раствор), этиловый спирт (3-4%) и небольшое количество аммонийных и фосфатных солей. По мере протекания раствора бактерии, закрепившиеся, или, как теперь принято говорить, иммобилизованные на стружках, окисляют спирт в уксусную кислоту. В нижней части аппарата скапливается готовая продукция - 9%-ный уксус. В процессе окисления выделяется тепло, которое повышает температуру внутри аппарата до 30-35 о С. В результате разницы температур создается естественная и довольно интенсивная конвекция. Воздух поступает в патрубки под ложным днищем, проходит через аппарат и выходит в верхней его части. Так сама собой осуществляется аэрация, необходимая для работающих бактерий.

Несколько слов стоит сказать о стружках. Это не просто отходы от обработки древесины. Для загрузки в аппараты подходят только буковые стружки, закрученные в рулон диаметром от 2 до 5 см и высотой от 3 до 6 см. Серьезные требования предъявляются и к древесине. Она должна быть совершенно лишена любых видов гнили. Словом, стружки для уксусного производства - вещь совсем не дешевая.

В аппарат Шуценбаха загружается 1-1,5 м 3 стружек. На одном предприятии работают десятки таких аппаратов. Производительность аппаратуры при работе по данному способу низка и составляет не более 1,5 кг уксусной кислоты на 1 м 3 стружек в сутки (в пересчете на 100%-ную уксусную кислоту). При этом выход уксуса (от теоретически возможного при использовании исходного количества этилового спирта) не превышает 75%. Процесс ведется непрерывно, десятилетиями, без смены бактерий и стружки. Высокая кислотность заливаемого в аппарат раствора необходима для того, чтобы другие бактерии не могли "заселить" аппарат и испортить таким образом продукт. Это дает возможность вести производство уксуса без соблюдения стерильности. Единственный спутник уксусных бактерий в этом процессе - мелкие нематоды - угрицы. Они питаются бактериями и тоже легко переносят высокие концентрации уксусной кислоты. Уксус очищают от них фильтрованием после пастеризации, в результате которой они погибают и выпадают в осадок.

В настоящее время на подавляющем большинстве предприятий производство уксуса ведут циркуляционным способом Фрингса. Эта технология имеет немало общего с методом Шуценбаха. Здесь также используются аппараты, наполненные стружками, также на стружках иммобилизованы уксуснокислые бактерии, и также масса стружек орошается питательным раствором, содержащим спирт, уксусную кислоту и минеральные соли. Однако есть и существенные различия между этими методами. Прежде всего, это касается размера аппаратов. На некоторых предприятиях объем их заполненной стружками рабочей камеры достигает 60 м 3 . В такой аппарат (рис. 2) через специальную распределительную систему подают 10%-ный раствор спирта со скоростью в несколько раз большей, чем по методу Шуценбаха. При помощи насоса раствор многократно циркулирует через аппарат до тех пор, пока весь спирт не окислится и не образуется 9%-ный раствор кислоты. Около 10% исходного чистого спирта в этом процессе теряется. Цикл длится 5-6 дней, после чего повторяется.

В аппаратах большого объема тепловыделение оказывается настолько значительным, что в них приходится встраивать специальные теплообменники. Чаще всего в рабочей камере располагают змеевики, по которым циркулирует охлаждающая вода, но иногда приходится устраивать еще и дополнительные, так называемые выносные теплообменники, которые устанавлива ют снаружи аппарата в циркуляционном контуре.

При получении уксуса циркуляционным способом удельная производительность достигает 6-8 кг кислоты в сутки на 1 м 3 рабочего объема аппарата.

Но и у этого метода оказались существенные недостатки, главным из которых был, пожалуй, размер аппаратов. В начале шестидесятых годов ХХ века появилась технология, при которой уксуснокислые бактерии стали культивировать в специальных аппаратах - ферментерах в жидкости, - так называемый метод периодического глубинного культивирования.

Ферментеры для глубинного культивирования уксусных бактерий - это изготовленные из нержавеющей стали емкости, внутри которых размещаются перемешивающие устройства и аэраторы различных конструкций (рис. 3).

Процесс получения уксуса при периодическом глубинном способе заключается в следующем. От предыдущего цикла в аппарате остается жидкость (примерно 1/3 рабочего объема аппарата), которая служит посевным материалом для следующего цикла. В аппарат заливается до рабочего объема питательная смесь, содержащая уксусную кислоту и этанол. Перемешивающее устройство интенсивно перемешивает жидкость, а через аэратор непрерывно подается воздух. В начале цикла условия жизни для бактерий резко меняются, и в результате некоторое время не наблюдается их заметного роста, эта стадия в развитии микроорганизмов называется лаг-фазой. По окончании лаг-фазы концентрация спирта начинает уменьшаться, а кислоты - наоборот, расти. Некоторое время в аппарат приходится порциями добавлять раствор спирта. После того как концентрация уксуса достигает 9-10%, около 2/3 объема жидкости отбирается как готовый продукт, и цикл повторяется.

Производительность глубинных аппаратов в несколько раз выше, а сами они в несколько раз меньше, чем аппараты, заполненные стружками, в них значительно меньше потери этанола. Кроме того, отпадает необходимость применения древесных стружек. Немаловажно и то, что при глубинном способе возрастает культура производства.

В начале 70-х годов прошлого столетия у группы сотрудников кафедры "Машины и аппараты микробиологических производств" в Московском институте химического машиностроения (теперь это Московский государственный университет инженерной экологии), возглавляемой профессором Петром Ивановичем Николаевым, возникла идея совместить в промышленном масштабе микробиологические методы с приемами постановки и ведения процессов, хорошо отработанными в химической технологии. Для этого пришлось провести целый комплекс серьезных исследований. Вот ведь парадокс: процесс был известен уже как минимум два с половиной тысячелетия, но до середины ХХ века оставался в основном эмпирическим. До этого момента усовершенствования технологий касались прежде всего устройства аппаратов, а микробиологические аспекты разрабатывались весьма слабо.

В 60-е годы стали появляться работы, посвященные физиологии и биохимии уксусных бактерий. Они были направлены на изучение влияния концентрации кислорода и состава питательной среды, включая как минеральный фон, так и влияние этанола и самой уксусной кислоты. В это же время на кафедре микробиологии Ленинградского университета под руководством профессора М. С. Лойцянской были проведены исследования систематики, морфологии и физиологии этих бактерий. Были выделены штаммы бактерий, растущих в очень простой по составу среде, обладающей большой окислительной активностью, что оказалось необычайно полезно для промышленного производства уксуса.

Оптимальная температура для роста Acetobacter aceti - 25-30 о С. В качестве источника азота уксуснокислые бактерии используют минеральные соли, предпочтительно аммонийные. Ацетобактеры сами синтезируют все необходимые витамины и поэтому растут в питательных средах без их добавления.

Лучшим соединением углерода для бактерий рода Acetobacter является уксусная кислота. Хорошо растут они также в средах, содержащих этиловый спирт или молочную кислоту, превращая их в уксусную.

Исследованиями Ю. Л. Игнатова было показано, что накапливаемая в процессе уксусная кислота снижает окислительную активность бактерий и уменьшает удельную скорость роста клеток. Этот факт позволил П. И. Николаеву с сотрудниками организовать процесс получения уксусной кислоты в батарее из нескольких аппаратов глубинным способом в непрерывном режиме. В результате получилась оригинальная технологическая схема, в которой процесс получения 9%-ной уксусной кислоты ведут в четырех-пяти последовательно соединенных ферментерах (рис. 4). В такой батарее в первых двух, по ходу жидкости, аппаратах при сравнительно низкой концентрации уксусной кислоты бактерии размножаются с большой скоростью при высокой окислительной активности, что обеспечивает высокую продуктивность процесса. В последних по ходу жидкости аппаратах, работающих, напротив, при высоких концентрациях уксусной кислоты, продуктивность снижается, в них происходит в основном доокисление оставшегося в растворе спирта. Общая производительность всех аппаратов батареи значительно выше, чем одного, выпускающего уксус 9%-ной концентрации. Ю.Л. Игнатов показал, что производительность единицы рабочего объема аппарата, работающего по батарейному способу, может достигать 49,4 кг уксусной кислоты с 1 м 3 в сутки.

Разработанный способ был на удивление быстро внедрен на нескольких заводах. Сейчас по этой технологии работают Экспериментальный пищекомбинат в Балашихе, уксусные цеха в городах Горловка и Днепродзержинск на Украине, завод в Словакии.

Кандидат биологических наук Н. КУСТОВА, доцент Московского государственного университета инженерной экологии. Подробности для любознательных

Краткие сведения о химизме окисления этанола в уксусную кислоту Acetobacter aceti

Итоговая реакция окисления этилового спирта в уксусную кислоту выглядит следующим образом:

Acetobaсter aceti

С 2 Н 5 ОН СН 3 СООН + Н 2 О + Q

По современным представлениям, окисление этилового спирта уксуснокислыми бактериями вида Acetobaсter aceti - двухфазный процесс. Этанол окисляется алкоголь- и альдегиддегидрогеназами с образованием уксусной кислоты и двух молекул НАДН 2 . (Этот фермент отвечает за перенос водорода в дыхательной цепи.)

Алкогольдегидрогеназа Acetobacter aceti содержит недавно открытую простетическую группу метоксантин, или пирролохинолинхинон. Этот фермент находится на внешней стороне плазматической мембраны и катализирует окисление этанола в уксусную кислоту. Метоксантин частично попадает в питательную среду и в пищевой уксус, придавая ему слегка желтоватую окраску.