Tìm hiểu về các công nghệ sản xuất Axit axetic

Axit axetic là gì?

Axit axetic là một hợp chất hữu cơ có tính axit mạnh và có công thức hóa học là CH3CO2H (cũng được viết dạng CH3COOH).

Đây là loại hóa chất đã được sản xuất từ rất lâu, công nghệ sản xuất axit axetic hiện đại và có ý nghĩa quan trọng trong sản xuất công nghiệp, thực phẩm như giấm ăn, y học,...

Cấu tạo phân tử của Axit Axetic gồm nhóm methyl (-CH3) liên kết với nhóm carboxyl (-COOH). Hóa chất này là một loại chất lỏng không màu, có vị chua và khả năng tan vô hạn trong nước.

Là chất hữu cơ dễ bay hơi và rất dễ cháy, bên cạnh đó, axit axetic còn có thể tác dụng với bazơ tạo thành muối và nước.

Công nghệ sản xuất axit axetic hiện nay

Axit axetic được sản xuất ra bằng một số phương pháp như:

Sản xuất axit Axetic trong công nghiệp

Trong công nghiệp, người ta thường sử dụng những công nghệ sản xuất axit axetic thông qua một số cách như:

• Cacbonyl hóa Metanol: Cho metanol và cacbon monoxit phản ứng với nhau sẽ tạo ra axit axetic.
• Oxy hóa Axetaldehyt

Đây là phương pháp được sử dụng để điều chế hóa chất axit axetic trong ngành công nghiệp. Axetaldehyt là hợp chất có thể bị oxy hóa bởi các oxy có trong không khí và tạo ra axit axetic. Với điều kiện của các chất xúc tác như: ion kim loại, Mangan, Coban, Peroxit, Crom.

• Oxy hóa etylen

Bên cạnh đó, axit axetic còn có thể được điều chế ra từ oxy hóa Etylen. Quá trình này cần sử dụng đến chất xúc tác là Paladi cùng sự hỗ trợ của axit Heteropoly như Tungstosilicic.

Đây được xem là một công nghệ sản xuất axit axetic của các nhà máy lớn cạnh tranh với phương pháp Cacbonyl hóa Metanol đối với các nhà máy có công suất nhỏ.

Phương pháp lên men

Ngoài cách sản xuất Axit axetic trong công nghiệp bằng Oxy hóa và Cacbonyl hóa trên, hóa chất này còn có thể được chế tạo ra bằng một số phương pháp lên men sau:

Phương pháp lên men nhanh

Đầu tiên là phương pháp lên men trong thời gian nhanh hơn. Cho rượu nồng độ 3 - 5% chảy qua lớp phoi bào để thanh trùng và axit hóa vật liệu chất để vi sinh giống dễ thích nghi. Sử dụng nước vô trùng rửa qua và nạp giống vi khuẩn Axetic.

Cho dòng môi trường đi từ trên xuống qua hệ thống phân phối đồng thời thổi khí từ dưới lên. Vi khuẩn sẽ oxy hóa rượu thành axit axetic, thẩm thấu qua màng tế bào ra ngoài và theo dung dịch rơi xuống đáy thiết bị lên men. Quá trình sẽ kéo dài trong thời gian từ 8 đến 10 ngày ở nhiệt độ 24 - 37 độ.

Phương pháp lên men chậm

Tiếp đến là công nghệ sản xuất Axit Axetic bằng lên men chậm, người ta thường sử dụng để điều chế giấm ăn. Đầu tiên cho các nguyên liệu cần thiết như rượu, nước ép nho vào thùng gỗ sồi có thể tích hợp lý. Để trống thể tích lượng rượu rồi đổ thêm vào thùng nước ép nho cho đến khi được nửa thùng.

Sau đó tiến hành để lên men trong điều kiện nhiệt độ thường, kéo dài trong khoảng thời gian 3 - 4 tuần. Kiểm tra rượu còn 0,3 - 0,5% thì lấy giấm ra, bổ sung thêm các chất dinh dưỡng cần thiết vì nếu để lâu, chất lượng sản phẩm sẽ giảm.

Lên men oxy hóa

Khi cung cấp đủ oxy, các vi khuẩn có thể tạo ra axit axetic từ các thực phẩm sinh cồn khác nhau như rượu vang, rượu táo, các loại ngũ cốc, gạo, mạch nha hoặc khoai tây lên men.

Phương pháp kết hợp

Hệ thống lên men của công nghệ sản xuất axit axetic này gồm:

• Lớp trên cùng là lớp đệm chứa vi sinh vật.
• Lớp giữa là một thùng chứa dung dịch sau khi lên men chảy xuống.
• Tầng dưới đáy là hệ thống thổi khí.

Hàm lượng axit axetic có trong dịch ở phương pháp lên men thường không cao. Chỉ ở trong khoảng 5 - 10 % và thường lẫn với các chất khác. Do đó, dịch sau lên men này chỉ có thể sử dụng để chế biến thực phẩm.

Ứng dụng của axit axetic

Axit axetic được ứng dụng trong một số lĩnh vực ngành nghề hiện nay như:

Đối với ngành công nghiệp

• Có khoảng 40% - 45% sản lượng axit axetic được sử dụng để sản xuất Monome Vinyl Axetat đây là sơn và chất kết dính.
• Axit axetic được dùng để làm dung môi hay có tác dụng tạo độ chua nhẹ.
• Acid axetic từ 5 - 7% được gọi là dấm ăn. Được sử dụng chủ yếu trong công nghệ thực phẩm để chế biến đồ hộp, rau, quả, gia vị.
• Hợp chất này còn được dùng trong hóa phân tích để ước tính các chất có tính kiềm yếu hay dùng trong các phòng thí nghiệm lâm sàng để dung giải.
• Axit axetic được dùng làm chất tẩy cặn vôi từ vòi nước, ấm đun nước, dùng trong ngành dệt nhuộm, hóa chất, cao su,...
• Ngoài ra, axit axetic còn được sử dụng trong sản xuất của Cellulose acetate chủ yếu cho phim ảnh và Polyvinyl acetate gỗ keo.

Đối với Y dược

Với công nghệ sản xuất axit axetic hiện đại như ngày nay mà dung dịch có đặc tính kháng khuẩn rất tốt. Được sử dụng như một chất khử trùng với liều lượng nồng độ 1% pha loãng.

Hóa chất này có thể sử dụng như một sản phẩm thay thế cần thiết để ngăn ngừa nhiễm trùng và tiêu diệt các vi khuẩn có hại. Ngoài ra, còn được chế phẩm thành thuốc để chống tiểu đường rất hiệu quả.

Đối với cơ thể con người

Bên cạnh đó, axit axetic còn có những tác dụng vô cùng hữu ích cho cơ thể con người. Đó là khả năng ức chế hoạt động thủy phân đường đôi thành đường đơn, giúp giảm chứng tăng đường huyết sau khi ăn.

Một trong những cách giảm cân an toàn và hiệu quả không gây tác dụng phụ chính là dùng giấm. Sản phẩm giấm axit axetic giúp ngăn chặn sự tích tự mỡ trong cơ thể và gan. Làm giảm lượng calo đưa vào cơ thể mỗi ngày, qua đó làm giảm mỡ dưới da, mỡ nội tạng và giảm cân nặng cơ thể.

Không chỉ có vậy, giấm táo có chứa axit axetic còn được coi là liều thuốc hữu hiệu để chống lão hóa da hiệu quả. Hợp chất còn có thể phản ứng với kim loại tạo ra muối trung hòa, điều này giúp làm tan sỏi trong thận.

Những vấn đề cần lưu ý khi sử dụng axit axetic

Ngoài việc tìm hiểu về các công nghệ sản xuất axit axetic, cần phải chú ý đến một số lưu ý khi sử dụng loại hóa chất này như:

Bảo quản

Đầu tiên là cách bảo quản cho hợp lý, axit axetic phải được để trong kho có mái che, nhiệt độ môi trường thích hợp và thông thoáng. Tránh để sản phẩm ở những nơi có nhiệt độ quá cao, tránh những nơi dễ gây ra cháy nổ, hỏa hoạn. Vì vậy nên giữ axit axetic tránh xa tia lửa, ngọn lửa hoặc nguồn nhiệt.

Sử dụng

Khi sử dụng axit axetic ở dạng chưa chế biến thành giấm hay các sản phẩm khác. Cần lưu ý nên đeo các dụng cụ bảo vệ như mũ, găng tay, quần áo dài tay,....

Nên mang theo các thiết bị hô hấp thích hợp nếu xử lý hóa chất này trong một khu vực có không khí không được tốt. Nên tiến hành rửa ngay nếu bị dây vào da và mắt.

Bên cạnh đó, cũng nên chú ý dùng giấm ăn ở lượng vừa đủ, để hợp chất có thể phát huy hết các khả năng. Tránh trường hợp gây ra các tác dụng phụ không mong muốn.

Lời kết

Bài viết trên đây đã cung cấp rất đầy đủ về công nghệ sản xuất axit axetic và những ứng dụng, lưu ý khi sử dụng loại hóa chất này. Hy vọng đó sẽ là những thông tin hữu ích dành cho bạn đọc!