Increase of Acetobacter biomass and acidification rate in submerged fermantation

Bacteria growth and acidification rate during submerged acetic acid fermentation were investigated. It was demonstrated that in the considered conditions the functions of bacteria biomass increase and acidification rate are linear.

W pracy badano przebieg półciągłej, wgłębnej fermentacji octowej w fermentorach mikrotechnicznych i przemysłowych. Obserwowano wzrost biomasy Acetobacter oraz kształtowanie się szybkości kwaszenia w czasie cyklu fermentacyjnego. Stwierdzono, że przebieg fermentacji w acetatorze firmy Frings, przedstawiony na rys. 1, znacznie odbiega od wyników badań twórców wgłębnej metody fermentacji octowej Hromatki i współpr. Hromatka i współpr. stwierdzili obecność logarytmicznej fazy wzrostu bakterii i szybkości kwaszenia, podczas gdy w trakcie ponad 40 h fermentacji w acetatorze obserwuje się bardzo powolny przyrost biomasy oraz kwasowości. W skali mikrotechnicznej, w warunkach stężeń kwasu octowego i alkoholu występujących w procesie produkcji octu o mocy 10%, przeprowadzono kilkadziesiąt cykli fermentacyjnych. Czas trwania, końcowe stężenie kwasu octowego i biomasy bakterii w dziesięciu kolejnych cyklach fermentacyjnych przedstawiono w tab. 1. W tab. 2 podano wyniki oznaczeń kwasowości i zawartości biomasy podczas jednego z przedstawionych w tab. 1, wyrównanych cykli fermentacyjnych. W tab. 3 podano wyliczone dla poszczególnych odcinków czasu szybkości kwaszenia. Na rys. 2 przedstawiono funkcje szybkości kwaszenia (η) i stężenia biomasy (X) względem czasu. Analiza regresji tych zmiennych wykazała, że równania liniowe o następujących postaciach: X= αt+X₀ η= αt+ η₀ są dobrymi przybliżeniami tych funkcji. Współczynnik korelacji dla funkcji stężenia biomasy (X) względem czasu (t) wyniósł 0,9980, a dla funkcji szybkości kwaszenia względem czasu η(t)-0,9988. Uzyskane wyniki świadczą o nie wykorzystywaniu potencjalnych możliwości bakterii kwasu octowego w obecnie budowanych fermentorach. Kształtowanie się szybkości kwaszenia w acetatorze firmy Frings wyposażonym w dodatkową dmuchawę przedstawiono na rys. 3.