Để sản xuất giấm ăn người ta dùng phương pháp nào trong các phương pháp sau

Giấm ăn là dung dịch axit axetic, có nồng độ từ 2 -5%

PTHH lên men giấm ancol etylic là : C2H5OH + O2 mengiam⟶30−320C⟶30−320Cmengiam CH3COOH + H2O

b) Dung dịch ancol có VC2H5OH=345.12100=41,4mlVC2H5OH=345.12100=41,4ml

nC2H5OH=41,4.0,846=0,72molnC2H5OH=41,4.0,846=0,72mol

            C2H5OH + O2 mengiam⟶30−320C⟶30−320Cmengiam CH3COOH + H2O

                 x            x                           x               x     mol

Nồng độ dung dịch axit axetic thu được sau phản ứng là

            C%CH3COOH=60x0,975.345+32.x.100%=5%⇒x=0,288C%CH3COOH=60x0,975.345+32.x.100%=5%⇒x=0,288          mol

=> Hiệu suất phản ứng lên men giấm là : H = 0,2880,72.100%=40%

QUY TRÌNH SẢN XUẤT GIẤM1 Sơ đồ quy trình.Sơ đồ quy trình sản xuất giấm từ nguồn nguyên liệu rượu etylic.Rượu trắngPhối trộnLên menSản phẩmĐóng chaiLão hóaTàng trữNhân giốngNướcĐườngGiống vsvSản phẩmHình : Quy trình sản xuất giấm.2 Thuyết minh quy trình.2.1 TrộnMục đích: Tạo sự đồng nhất giữa các nguyên liệu, làm cho nguyên liệu phân bố đềutrong hỗn hợp.−Chuẩn bị cho quá trình lên men sau này được tốt hơn, đạt hiệu suất cao nhất.2.2 Lên menLên men là công đoạn quan trọng nhất của quy trình sản xuất giấm tạo nên hươngvị đặc trưng cho sản phẩm.Mục đích: chuyển hóa rượu thành axit acetic nhờ vi khuẩn acetic trong điều kiệnhiếu khí.Cách thực hiện:Sau khi đã có giống đủ mạnh, người ta chuẩn bị các thiết bị lên men. Tùy theonhững phương pháp mà người ta có thể sử dụng thêm các chất mang như: bã mía, cùibắp…Các chất mang này có tác dụng là giữ cho con men, làm cho dịch lên men trong.Sau khi chuẩn bị thùng lên men xong ta tiến hành cấy con men vào rồi đổ dung dịchcần lên men vào thùng. Vì vsv lên men giấm là vsv hiếu khí nên cần phải cung cấp đầyđủ oxy.Dung dịch giấm sau khi thu nhận được thường có nồng độ thấp. Muốn có nồng độcao hơn ta tiếp tục cho giấm vừa tạo thành đi qua môi trường lên men, làm như vậy nhiềulần ta sẽ có giấm ở nồng độ cao hơn.Phương trình oxi hóa rượu thành axit acetic trong tế bào:C2H5OH + O2  CH3COOH + H2O +177 KcalLên men acetic là quá trình lên oxi hóa rượu thành axit acetic, nhờ vi khuẩn acetictrong điều kiện hiếu khí.Phản ứng xảy ra trong tế bào vi khuẩn, muốn phản ứng xảy ra, C 2H5OH và O2 phảiđược thẩm thấu trong tế bào. Khi đó các enzyme trong tế bào của vi khuẩn tham gia oxihóa rượu thành CH3COOH. Acid acetic đươc tạo thành sẽ thoát khỏi tế bào và tan trongdịch môi trường.RượuC2H5OHO2CH3COOHMôi trườngMôi trườngTế bào vi khuẩnCH3COOHHình : Quá trình oxy hóa rượu thành acid acetic.Trong tế bào của vi khuẩn, quá trình oxi hóa xảy ra rất phức tạp. Quá trình này xảyra qua hai giai đoạn. Các giai đoạn được tóm tắt như sau:C2H5OH + O2  CH3CHO + H2OAcetatldehydCH3CHO + H2O  CH3CH(OH)2Hydrate actaldehydCH3CHO(OH)2 +O2  CH3COOH +O2Ngoài khả năng oxi hóa cồn thành axit acetic, các vi khuẩn acetic còn có khả năngtham gia chuyển hóa một số loại rượu khác thành acid tương ứng và các chất khác.−−Chuyển hóa rượu propyolic acid propyonicChuyển hóa butanol acid butylic.2.3 Tàng trữKhi quá trình lên men vẫn còn tiếp tục, nghĩa là rượu vẫn chưa chuyển hóa hếtthành giấm thì chưa được nhập giấm vào kho. Các thùng giấm phải được đậy kín. Nếu đểmở, các vi khuẩn tạo axit acetic và các enzyme của chúng sẽ dần dần bị oxi hóa và phânhủy. Vì vậy không được để oxi lọt vào thùng giấm.2.4 Lão hóaLão hóa là thời gian mà giấm hình thành, hoàn thiện bên trong thùng, các thay đổithời gian phụ thuộc vào hóa chất, tính chất vật lý và cảm quan. Trong giai đoạn lão hóa,các este được hình thành và mùi chua gắt của giấm tươi sẽ dần biến mất.Màu của giấm dao động từ vàng  nâu  đen trong quá trình lão hóa do sự tích tụcủa các hợp chất, chủ yếu là melanoidins, từ các phản ứng xúc tác của enzyme khôngnhư đường xuống cấp, tính axit và phản ứng Mailard.Độ nhớt: các tính chất chảy của giấm được xác định bởi lực hấp dẫn cụ thể và về sốlượng trọng lượng phân tử cao melanoidins, một lớp không đồng nhất của biopolymersđã hình thành và tích lũy trong quá trình bão hòa.2.5 Đóng chaiGiấm phải được lão hóa và gạn trong trước khi đóng chai. Cho giấm vào chai rồiđậy nút thật kín để ngăn không khí lọt vào chai. Khử trùng giấm bằng cách làm nóngchai giấm ở nhiệt độ 65oC cho tới khi giấm trong chai đạt 60oC trong khoảng 30 phút.Nếu số lượng giấm lớn ta có thể dùng phương pháp: khử trùng tất cả lượng giấm rồi đểnguội đến 24oC thì đóng chai ngay.2.6. Phương tiện bảo quản giấm.Giấm có khả năng ăn mòn cao, thậm chí nó còn ăn mòn cả thép không gỉ nếu tiếpxúc lâu. Sắt rất dễ bị giấm ăn mòn, còn kẽm bị giấm ăn mòn và tạo ra acetat kẽm có mùikhó chịu và rất độc, ngay cả đồng cũng không nên dùng để đựng giấm vì đồng cũng tácdụng đến mùi vị của giấm. Chỉ những vật liệu như: gỗ, nhôm, thủy tinh, cao su cứng, gỗép hoặc giấy đã qua xử lý là có thể dùng để đựng giấm.4. PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN4.1 Các phương pháp lên menCó 4 phương pháp lên men chính:•Phương pháp lên men chậm.• Phương pháp lên men nhanh.• Phương pháp lên men chìm.• Phương pháp kết hợp.4.1.1 Phương pháp lên men chậm.Nước ép NhoNạp vào thùng gỗLên menSản phẩmAxit aceticA. orleaneuseSơ đồ lên men chậmPhương pháp này được người Pháp thực hiện từ rất lâu và được coi như là phươngpháp lên men truyền thống của người Pháp.Nguyên liệu của phương pháp này là nho, giống vi khuẩn axit acetic được sử dụngcho quá trình sản xuất là Acetobacter orleaneuse.Hình : Thùng lên men theo phương pháp Orleans. Thuyết minh quy trìnhTiến hành lên men người ta thường cho 1/5 axit acetic vào thùng lên men có dungtích 250 - 300 lít, tiếp tục cho nước ép nho sao cho toàn bộ khối lượng đạt 2/3 thể tíchthùng lên men. Mục đích cho acetic vào trước là tạo điều kiện cho vi khuẩn lên men pháttriển, mặt khác để ngăn ngừa các vi khuẩn khác phát triển, không bị nhiễm tạp chất, lênmen ở nhiệt độ 23 - 340C. Sau một thời gian trên bề mặt sẽ tạo thành váng chứa nhiềuaxit acetic. Vì thế mà quá trình oxy hóa xảy ra chậm và kết thúc sau vài tuần. Khi kiểmtra rượu còn lại 0,3 - 0,5% sẽ lấy giấm ra, cho dịch dinh dưỡng mới vào. Nếu để lâu, chấtlượng giấm bị giảm nhanh do quá trình oxy hóa giấm xảy ra tiết tục. Giấm thu đượcthường có lượng axit acetic 5 - 6%. Muốn để lâu phải đem đi thanh trùng Paster. Ưu điểm: thơm ngon, dễ sản xuất, thiết bị sản xuất không phức tạp, phù hợp với các cơsở sản xuất nhỏ ở các địa phương. Nhược điểm: thời gian bảo quản ngắn, thời gian lên men kéo dài, năng suất thấp, nồng độacid thấp, mặt bằng sản xuất phải lớn, khó cơ khí hóa, tự động hóa. Hiện nay chỉ còn 1vài nước chậm phát triển còn sử dụng như biện pháp duy nhất để sản xuất giấm trong đócó Việt Nam.4.1.2 Phương pháp lên men nhanh.Sơ đồ lên men nhanhAxit aceticChảy qua lớp phôi bàoBơm nước vô trùngOxy hóa rượuCH3COOHThổi khí từ dưới lênGiống vi khuẩn aceticPhun môi trường vào thiết bịSản phẩmPhương pháp này do người Đức thức hiện theo quy mô công nghiệp. Thiết bị lênmen là một thùng gỗ cao 2,5- 6m, đường kính 1,2- 3m. Tỉ lệ đường kính so với chiều caokhoảng 1/2 là thích hợp nhất. Nguyên liệu lên men là bột ngô, bột ngô được xem như làchất mang, giữ vi sinh vật trong quá trình lên men, nhờ đó mà vi sinh vật không đi theovào sản phẩm cuối cùng. Ngoài ra, ở đáy thiết bị người ta lắp thêm hệ thống phân phối,không khí đi từ dưới lên, môi trường được đưa vào từ trên xuống.Môi trường dùng cho lên men thường có thành phần sau:Thành phầnLượngRượu khan100 lítGlucose700gDiphotphatamon125gDiphotphat Kali50gSulphat Magie20gThành phầnLượngRượu khan100 lítGlucose500gSupephotphat5gSulfatatamon25gCarbonate Kali0.9g Thuyết minh quy trình-Ta dùng axit acetic có nồng độ 3 - 5% chảy qua lớp phôi bào hay lõi bắp có mục đíchthanh trùng vừa có tác dụng axit hóa vật liệu chất mang để vi sinh vật giống dễ thích nghitrong quá trình lên men. Sau đó, dùng nước cất rửa qua và giống vi khuẩn axit acetic vào,vi khuẩn axit acetic sẽ bám vào phôi bào hay lõi bắp. Tiếp đó ta cho dòng môi trường đitừ trên xuống qua hệ thống phân phối dạng phun, môi trường sẽ được phân phối đềukhắp vật liệu, cồn sẽ thấm thấu vào tế bào vi khuẩn và cung cấp khí bằng hệ thống thổikhí từ dưới lên tạo điều kiện để vi khuẩn lên men tốt nhất, vi khuẩn oxy hóa rượu thànhaxit acetic sẽ thấm thấu qua màng tế bào ra ngoài và theo dung dịch xuống đáy thiết bịlên men, ta thu sản phẩm từ đáy thiết bị lên men.Quá trình lên men được thực hiện ở nhiệt độ 24 - 37 0C, thời gian lên men từ 8 - 10ngày. Trong trường hợp dịch lên men cuối cùng chứa lượng axit acetic thấp, ta tiến hànhtái lên men bằng cách bơm chúng ngược trở lại từ trên xuống.Hình : Mô hình thiết bị lên men giấm theo phương pháp lên men nhanh. Ưu điểm: thời gian lên men ngắn, thiết bị đơn giản, năng suất cao. Nhược điểm: hiệu suất không cao do mất mát rượu, acid. Yêu cầu vật liệu bám phải phùhợp.4.4.3. Phương pháp lên men chìm Sơ đồ công nghệLên men + dịch huyền phùNạp vào thùng gỗThổi khíDịch lên menSản phẩm Thuyết minh quy trình:− Người ta thiết kế hệ thống lên men acetic được gọi là axetator (phương pháp bọtkhí).Đây là phương pháp do Ebner và Hromatka phát hiện năm 1949, người tạp ra cácthiết bị lên men là các ái nồi lên men đặc biệt (gọi là Acetator) và cho lên men cóthổi khí. Nhỏ dịch lên men chứa 6 – 12% Etanol và 1 - 3% Acid acetic và quátrình oxy hóa hoàn toàn sau 40 – 96h, sản phẩm chứa 7 – 13% Acid acetic.− Người ta cho dung dịch lên men vào thiết bị và tiến hành thổi khí rất mạnh. Trongdung dịch lên men lúc này có cả vi sinh vật, khi đó trong dịch lên men sẽ tạo rathể huyền phù và dung dịch lên men  hai thể này luôn được trộn lẫn nhau vànhư vậy quá trình diễn ra thật mãnh liệt.− Sau khi etanol được chuyển thành Acid acetic thì cũng được rút bớt ra ngoài và bổxung thêm dịch mới (lên men bán liên tục).− Loài Acetobacter suboxydans rất thích hợp và chuyển hóa toàn bộ etanol thànhAcid acetic với nồng độ cồn 12% trong môi trường có thêm một ít glucose và sụckhí mạnh. Ưu điểm:Hiệu suất cao tối thiểu là 91 – 92% và cao lên tới 98 – 99%. Nhược điểm:Thiết bị phức tạp, tính ổn định không cao và việc cung cấp oxy là quan trọng nhất.4.Hình : Mô hình thiết bị lên men giấm bằng phương pháp chìm.4.1.4. Phương pháp lên men kết hợp Sơ đồ công nghệ.Chảy qua Lớp phôi bàoQuá trình Oxy hóaGiống vi khuẩn aceticBơm nước vô trùngOxy hóa rượuCH3COOHChảy vào thùng đựng dịch lên menLên men +dịch huyền phùThổi khíAxit aceticSản phẩm Thuyết minh quy trìnhNgười ta thiết kế hệ thống lên men bao gồm ba phần sau:•Phần trên là lớp đệm hay lớp chất mang chứa vi sinh vật (giống phươngpháp nhanh).•Lớp giữa chỉ là một thùng chứa dung dịch sau khi lên men ở phần trên chảyxuống.•Dưới cùng là hệ thống thổi khí mạnh, khí sẽ được thổi qua phần dung dịchnày rồi chuyển ngược lên phần trên (giống thiết bị lên men chìm).Hình : Mô hình thiết bị lên men giấm bằng phương pháp lên men kết hợp.Nguyên lý hoạt động của thiết bị:-Môi trường được trộn lẫn với lớp chất mang có chứa vi sinh vật. Khi thổikhí từ dưới lên thì xảy ra quá trình oxy hóa thành Acid acetic chảy xuống lớpchứa dung dịch lên men. Do khí thổi qua lớp dung dịch lên men này nên quátrình oxy hóa tại đây vẫn còn xảy ra, điều này làm hiệu suất củ quá trình lênmen cao hơn. Sau đó người ta thu sản phẩm ở đáy sản phẩm của thiết bị lênmen. Để thu được sản phẩm có độ tinh khiết hơn người ta có thể thực hiệnquá trình tái lên men bằng cách vận chuyển sản phẩm thu được quay ngượclại để tiếp tục quá trình Oxy hóa. Ưu điểm:Hiệu suất rất cao, nồng độ Acid acetic thu được thường khoảng 10 – 12%. Nhược điểm:Thiết bị có yêu cầu kĩ thuật phức tạp, cồng kềnh, yêu cầu giống vi khuẩnphải phù hợp với hai phương pháp lên men nhanh và chìm.4.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men.4.2.1 Nồng độ acetic.Axit acetic sinh ra sẽ gây ảnh hưởng ức chế đến sinh lý của vi khuẩn acetic. Nếunồng độ của axit acetic đạt 8% sẽ ức chế hoạt động của vi khuẩn và nếu nồng độ axitacetic 12 ÷ 14% sẽ ức chế toàn bộ của vi khuẩn.4.2.2 Nồng độ rượu.Tùy từng loại mà chúng có khả năng tồn tại ở những nồng độ rượu khác nhau.Thông thường người ta sử dụng nồng độ rượu từ 11 - 13%. Nếu trong môi trường khôngcó rượu thì vi khuẩn tiếp tục oxy hóa axit acetic để thu nhận năng lượng dùng cho sựsống. Vì thế đây là một quá trình có hại. Trong sản xuất, người ta thường giữ lại độ rượutrong môi trường là 0,3 ÷ 0,5%.4.2.3 Nhiệt độ.Tùy theo từng loài mà nhiệt độ tối ưu cho quá trình oxy hóa khác nhau. Trong sảnxuất, người ta dùng những loài vi sinh có nhiệt độ thích ứng cho quá trình oxy hóa rượuthành acid acetic là 30 ÷ 400C.4.2.4 Độ thoáng khí.Quá trình lên men acetic là quá trình oxi hóa không hoàn toàn vì vậy bắt buộc phảicung cấp vừa đủ lượng oxi để oxi hóa rượu thành axit acetic. Tránh trường hợp oxi hóaacetic thành CO2 và H2O nếu thừa oxi hoặc không oxi hóa hết rượu thành axit acetic nếuthiếu oxi.Trong thực tế sản xuất cần cung cấp 2,5m 3 không khí khi oxi hóa 1 kg rượu khanthành axit acetic. Cần thông gió và vô trùng không khí oxi cho quá trình lên men.4.2.5 Môi trường dinh dưỡng.Nếu chỉ có rượu thì vi khuẩn acetic không thể sống được nên cần bổ sung một sốchất dinh dưỡng khác. Trong 100 lít rượu 10% cồn cần 500g đường glucose hay tinh bộtđã thủy phân, 25g superphotphat, 25g sunphat amôni, ngoài ra còn bổ sung thêm một sốchất sinh trưởng khác.4.3 Một số hiện tượng hư hỏng trong quá trình sản xuất.4.3.1 Giấm bị đục và giảm độ chua.Trong sản xuất giấm, thường xảy ra hai quá trình oxy hóa:••Quá trình oxy hóa C2H5OH thành CH3COOHQuá trình oxy hóa CH3COOH thành CO2 và H2OQuá trình oxy hóa C2H5OH thành CH3COOH là quá trình có lợi cho sản xuất. Quátrình oxy hóa CH3COOH thành CO2 và H2O là quá trình có hại cho sản xuất. Trong quátrình oxy hóa này có thể xảy ra hai hướng: oxy hóa hóa học và oxy hóa sinh học. Oxyhóa sinh học chuyển CH3COOH thành CO2 và H2O xảy ra do nấm men Candida(mycoderma), Acetobacter xylinum, Acetobacter acetic gây ra. Các giống vi sinh vật nàycó khả năng tạo màng nhầy làm cho giấm đục và tạo cặn4.3.2 Hiện tượng lươn giấm.Lươn giấm có tên khoa học là Angiullula aceti. Chúng thuộc loại động vật như giuntròn, rất nhỏ, có màu hồng. Con đực ở tuổi trưởng thành có kích thước 1mm, con cái ởtuổi trưởng thành có kích thước 1 - 2 mmNếu nồng độ giấm < 6%, lươn giấm rất dễ phát triển. Nồng độ giấm cao khoảng >9%, chúng bị ức chế và không thể phát triển đượcLươn giấm thường sử dụng vi khuẩn acetic như nguồn dinh dưỡng. Tuy nhiên,chúng cũng có khả năng sử dụng C2H5OH, CH3COOH, đường, các chất hữu cơ chứa nitođể phát triển. Chúng thường không gây độc cho người mà chỉ gây đục giấm và làm giảmhiệu suất lên men.4.3.3 Bọ giấm.Trong sản xuất giấm, người ta thường thấy hai loại bọ giấm:••Loại to, màu trắng, có kích thước 0,8 - 1,5mmLoại nhỏ, màu nâu, có kích thước 0,3 - 0,4mmBọ giấm làm thay đổi chất lượng của giấm. Nhiều khi bọ giấm xuất hiện với mộtlượng rất lớn và ăn lươn giấm4.3.4 Ruồi giấm.Ở những cơ sở sản xuất giấm, người ta thường thấy có rất nhiều ruồi giấm. Ruồigiấm thường có màu nâu đỏ, có kích thước khoảng 2,5 - 3mm. Ruồi giấm thường pháttriển ở phần trên, phần dưới của thiết bị lên men.Chúng làm giảm axit acetic, sinh ra những ấu trùng ăn vi khuẩn lactic và thường làvật trung gian lây nhiễm các vi sinh vật gây hại giấm.Chúng phát triển mạnh khi có sự oxy hóa mạnh. Chúng đồng hóa rượu, axit aceticvà các loại vi khuẩn.THEO TIÊU CHUẨN CODEX STAN 162-1987Chỉ tiêu cảm quanTên các chỉ Yêu cầutiêuMàu sắcTrắng trong suốt, đục lở, vàng nhạt hoặc vàng nâuMùiThơm mùi đặc trưng của giấm, không mùi tanh kim loạiVịChua dịuTrạng tháiLỏng, không có giun.5.2 Các kim loại gây ô nhiễm.Các kim loại gây ô nhiễm không được lớn hơn số lượng cho phép sau đây:Asen (AS)ChìCadmic (Cd)Thủy ngânThạch tín5.3 Các yêu cầu khácCác yêu cầuGiá trị oxy hoáGiá trị I ốtCác chất rắn bay hơi khônggồm Natri cloruaChất phụ gia thực phẩmSunphur dioxideA.L-ascorbig1mg/kg0.5 mg/kg1mg/kg0.05 mg/kg1mg/kgMức độ tối đa cho phépTừ 0 đến 20Từ 0 đến 250.09%Lượng tối đa70 g/kg400 mg/kgCaramen màu tự nhiênKẹo màuCaramen màuBFD1 mg/kg1mg/kgPhải được chưng cất và đóng gói trong điều kiện vệ sinh tối ưu.Các nguyên liệu thô dùng trong sản xuất phải có nguồn gốc từ nông nghiệp.Các chất ở thể rắn có thể hoà tan, bao gồm cả đường và muối không thấphơn 1.3 gr trên mỗi 1000ml 1% Axit acetic đối với giấm nho và 2 gr mỗi 1000ml1% axit acetic đối với giấm hoa quả và giấm táo.Tổng lượng axit không thấp hơn 60gr một lít (được tính như axit axetic) đốivới giấm nho và 50gr một lít (được tính như axit axetic) đối với các loại giấmkhác.Chất sunfua điôxin dùng để bảo quản không vượt quá 70mg/kg.Chất chống ôxi hoá không quá 400mg/kg.Màu nâu nhạt (EI50A) có thể được thêm vào phù hợp với điều kiện sảnxuất tốt hay không, có thể thêm với lượng lớn nhất 1g/1kg, màu nâu được sản xuấttừ ammonia có thể thêm vào giấm mạch nha với lượng tối đa 1g/1kgKhông có bất kỳ chất phụ gia nào bắt nguồn từ vi sinh vật gây hại.Không có giun giấm hoặc số lượng phụ thêm các chất cặn, không có nhữnglắng cặn do vi sinh vật gây ra.Lượng axit acetic không ít hơn 5%. Không có các loại axit vô cơ : HCl,H2SO4, HNO3.Không có màu nhân tạo trừ màu nâu thông thường (A-150) được thêm vàotuỳ theo điều kiện sản xuất tốt .Không có vị ngọt nhân tạo.TÀI LIỆU THAM KHẢOhttp://luanvan.co/luan-van/nghien-cuu-san-xuat-acida-acetic-theo-phuong-phap-len-mennhanh-bang-nguon-nguyen-lieu-tu-nhien-bcolorcolor-2303/http://luanvan.co/luan-van/vi-khuan-acetic-va-len-men-giam-2829/http://doc.edu.vn/tai-lieu/cong-nghe-san-xuat-dam-11301/http://s4.zetaboards.com/BioFood_Tech/topic/8721204/1/http://www.myanmarvinegar.com/pro-stand.htm.