Biotechnologické výroby organických kyselin Kyselina octová CH3COOH

princip: oxidativní fermentace pomocí octových tyčinkových bakterií (Acetobacter sp) zařízení: kvasná káď = ocetnice, je rozdělena přepážkami na 3 části, střední část vyplněna bukovými hoblinami s kulturou bakterií

postup: do horní části se přivádí zespodu ředina = l0,8 % roztok ethanolu a l,2% roztok k.octové tento roztok pomalu stéká do střední oxidační části, zde stéká v tenkém filmu po bukových hoblinách, alkohol se dehydrogenuje octovými bakteriemi při t= 30°C

střední část je od spodního shromažďovacího prostoru oddělena roštem, pod něj se vhání kompresorem vzdušný kyslík roztok obohacený o kyselinu octovou = octovina protéká do spodní sběrné části a vede se nazpátek do horní části recirkulace probíhá tak dlouho, až se ve spodní sběrné části nahromadí l2% kys. octová obsahující 0,3 % zbytkového alkoholu (musí tam být aspoň malé množství, aby neprobíhala oxidace až na CO2)

použití: pro průmyslové účely se používá l0-l2% kys. octová, pro konzumní potřebu se filtruje a ředí pitnou vodou na 8 - l0% roztok

Výroba kyseliny mléčné CH3 - CH - COOH OH  princip: zkvašování melasové sacharozy mléčnými tyčinkovými bakteriemi (Lactobacillus delbrückii), sacharoza se enzymatickým systémem zkvašuje na kys. pyrohroznovou CH3 - CO - COOH, ta se dále enzymově hydrogenuje na k. mléčnou

výroba: tyčinkové bakterie se namnoží v propagačních nádobách na sterilní l2% melasové zápaře namnožená kultura se přivádí do fermentačního tanku s l4% melasou kvašení probíhá několik dnů při t = 48°C, pH 6,7 do kvasicího roztoku se postupně přidává hydroxid vápenatý prokvašená zápara obsahuje l0% k. mléčné v podobě převážně mléčnanu vápenatého

dokončí se neutralizace k dokončí se neutralizace k. mléčné pomocí hydroxidu vápenatého, kal se odstraní filtrací kalolisy nebo rotačními filtry filtrát se napouští do rozkladné kádě, kam se přivádí H2SO4 uvolní se kyselina mléčná, oddělí se od síranu vápenatého filtrací na kalolisech

rafinace k. mléčné: provádí se opakovanou krystalizací přes mléčnan vápenatý nebo zinečnatý nověji : extrakčně - surová kyselina mléčná se extrahuje etherem v extraktorech

Kontinuální fermentace (nepřetržitá): melasový kvasící roztok plynule protéká 3 fermentory, 1. je rozkvasný (přivádí se do něj zákvas a živiny), 2. probíhá vlastní kvašení, 3. izolace k.mléčné, do všech tří se dává uhličitan vápenatý, rafinace se provádí krystalizací a extrakcí   použití: potravinářský prům.- výroba šťáv a nápojů, okyselování, konzervace, průmyslově příprava emulzí

výroba: dělí se na 3 úseky: laboratorní fermentační kultivace Výroba kyseliny citronové H2C-COOH   HO-C-COOH H2C-COOH  princip: aerobní fermentace melasové sacharozy pomocí plísně (Kropidlák černý-Aspergillus niger) výroba: dělí se na 3 úseky: laboratorní fermentační kultivace provozní kvašení izolace a rafinace k. citronové

laboratorní fermentační kultivace: v laboratoří se vypěstuje plíseň na agarové půdě při t = 32°C, příprava trvá asi týden, připravená kultura se přenese do baněk se sterilním karborafinem provozní kvašení: hliníkové vany se naplní l5% melasovou záparou ve sterilní kvasné komoře, nad kvasné vany se vhání sterilní vzduch, který rozprašuje plísňové spory s karborafinem, ty se zaočkují na povrchu melasového roztoku při t > 30 °C

kyselina citronová se začne tvořit až po rozvoji plísňového mycelia na povrchu melasového roztoku, kvašení je skončeno za 8 - 9 dnů izolace a rafinace : prokvašený melasový roztok obsahuje l0% kyseliny citronové, mycelium se promyje teplou vodou, kyselina se z melasového roztoku sráží při 90°C roztokem hydroxidu vápenatého

vzniklý citronan vápenatý se odsaje a promývá horkou vodou na rotačních filtrech, potom se rozkládá H2SO4, uvolněná k. citronová se přefiltruje na pískových filtrech a zahustí v odparce, krystalky se odstředí a suší při 30°C

použití: okyselování potravinářských výrobků,výroba kyselin (oxaloctové,akonitové, itakonové = methylenjantarové kyselina)  k. akonitová

Obrázek: COMMONS.WIKIMEDIA.ORG. [online]. [cit. 29.10.2014]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Essig-1.jpg