กรดอะซิติก/กรดน้ำส้ม (Acetic acid) ประโยชน์ และวิธีผลิตกรดอะซิติก

191

กรดอะซิติก (Acetic acid) หรือ กรดน้ำส้ม หรือ กรดเอทาโนอิก (Ethanoic acid) เป็นกรดอินทรีย์ (Organic acid) มีสูตรทางเคมี คือ CH3COOH จัดเป็นวัตถุดิบสำคัญในการผลิตน้ำส้มสายชู รวมถึงนำไปใช้ประโยชน์ในทางอุตสาหกรรม ด้านการเกษตร และทางการแพทย์

advertisement

คุณสมบัติทางกายภาพ และเคมี
– กรดอะซิติกเป็นของเหลวใส ไม่มีสี
– สูตรโมเลกุล : CH3COOH
– น้ำหนักโมเลกุล : 60.05 กรัม/โมล
– ความหนาแน่น: 1.05 กรัม/ลบ.ซม.
– จุดเดือด : 118.1 °C
– เป็นของแข็งได้ที่อุณหภูมิ 16.67 ◦C หรือต่ำกว่า
– มีกลิ่นฉุนเฉพาะตัว
– รวมตัวได้ดีกับน้ำ แอลกอฮอล์ และกลีเซอรีน

วิธีผลิตกรดอะซิติก
1. วิธีเมทานอลคาร์บอนิเลชั่น (Methanol carbonylation) (นิยมทำในระดับอุตสาหกรรม)
2. วิธีเอทิลีนออกซิเดชั่น (Ethylene oxidation)
3. วิธีอะซิทัลดีไฮด์ออกซิเดชั่น (Acetaldehyde oxidation) โดยใช้เอทานอลเป็นสารตั้งต้น
4. กระบวนการทางชีวภาพโดยการหมัก (Fermentation) โดยใช้แบคทีเรียกรดอะซิติก (Acetic acid Bacteria) โดยใช้เอทานอลเป็นสารตั้งต้น

การผลิตกรดอะซิติกด้วยการหมัก
การผลิตกรดอะซิติกด้วยการหมักในระดับอุตสาหกรรม โดยมีวัตถุดิบที่สำคัญ คือ แป้งมัน ข้าว หรือ น้ำผลไม้ ประกอบด้วย 2 ขั้นตอน ดังนี้
1. การหมักน้ำตาลให้เป็นแอลกอฮอล์ (Alcohol fermentation)
การหมักน้ำตาลให้เป็นแอลกอฮอล์ เป็นกระบวนการหมักแป้งหรือน้ำตาลให้เป็นแอลกอฮอล์ โดยไม่ใช้ออกซิเจน ซึ่งใช้ยีสต์ Saccharomyces cerevisiae ที่อุณหภูมิ 30 ºC นาน 72-78 ชั่วโมง ดังสมการ

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2

2. การหมักแอลกอฮอล์ให้เป็นกรดอะซิติก (Acetic fermentation)
การหมักแอลกอฮอล์ให้เป็นกรดอะซิติก เป็นกระบวนหมักแบบใช้ออกซิเจน โดยใช้แบคทีเรีย Acetobactor sp. เปลี่ยนแอลกอฮอล์ให้เป็นกรดอะซิติก ในช่วงอุณหภูมิการหมัก ประมาณ 15-34 ºC ดังสมการ

2C2H5OH + O2 CH3COOH + H2O

ความปลอดภัย
ความคงตัว และการเกิดปฏิกิริยาเคมี
1. ความเสถียร : มีความเสถียร
2. สารที่เข้ากันไม่ได้ :
– น้ำ
– ความร้อน
– สารออกชิไดซ์รุนแรง
– สารที่ทำปฏิกิริยารุนแรงกับเบส
3. สภาวะที่ควรหลีกเลี่ยง :
– ความร้อน
– น้ำ และความชื้น
4. สารเคมีอันตรายที่เกิดจากการสลายตัว :
– คาร์บอนมอนอกไซด์
– คาร์บอนไดออกไซด์
– อัลดีไฮด์
– คีโตน
5. อันตรายจากปฏิกิริยาพอลิเมอร์ : ไม่เกิดปฏิกิริยา

การเกิดอัคคีภัย และการระเบิด
– จัดเป็นของเหลวไวไฟ สามารถระเบิดได้เมื่อไอกรดสัมผัสกับเปลวไฟ
– ทำปฏิกิริยารุนแรงกับน้ำ

การจัดเก็บ
– เก็บไว้ในภาชนะบรรจุที่ปิดสนิท
– เก็บไว้บริเวณที่อุณหภูมิต่ำ และแห้ง
– เก็บให้ห่างจากความร้อน แหล่งกำเนิดความร้อน บริเวณที่มีอุณหภูมิสูง
– เก็บไว้ให้ห่างจากน้ำ หรือ บริเวณที่มีความชื้นสูง
– เก็บไว้ให้ห่างจากเส้นใยหรือเสื้อผ้าหรือวัสดุไวไฟ
– แหล่งจัดเก็บเข้าออกได้สะดวก

ประโยชน์กรดอะซิติก
1. เป็นวัตถุดิบผลิตน้ำส้มสายชู
น้ำส้มสายชู เป็นผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการนำกรดอะซิติกมาเจือจางให้มีความเข้มข้นประมาณ 4-18% โดยปริมาตร แบ่งออกเป็น 3 ชนิด ได้แก่
1. น้ำส้มสายชูหมัก
น้ำส้มสายชูหมัก หรือ น้ำส้มสายชูแท้ เป็นน้ำส้มสายชูที่ได้จากการหมักเพียงอย่างเดียว โดยใช้วัตถุดิบสำคัญ ได้แก่ แป้งมันสำปะหลัง แป้งจากข้าว หรือแป้งจากเมล็ดธัญพืชอื่นๆ รวมถึงกากน้ำตาล และผลไม้ชนิดต่างๆ ประกอบด้วยขั้นตอนการหมัก 2 ขั้นตอน คือ
– การหมักน้ำตาลให้เป็นแอลกอฮอล์ (alcoholic fermentation)
– การหมักแอลกอฮอล์ให้เป็นกรดอะซิกติก (acetic acid fermentation)

ทั้งนี้ น้ำส้มสายชูหมักที่ได้มาตรฐาน จะต้องมีลักษณะใส ไม่ขุ่น ไม่มีตะกอนหรืออาจมีตะกอนได้บ้าง แต่ต้องเป็นตะกอนที่เกิดขึ้นจากการหมักตามธรรมชาติ มีกลิ่นหอมตามกลิ่นวัตถุดิบที่ใช้หมัก มีความหวานของน้ำตาลเล็กน้อย โดยต้องมีความเข้มข้นของกรดอะซิติก (acetic acid) ไม่น้อยกว่า 4%

2. น้ำส้มสายชูกลั่น
น้ำส้มสายชูกลั่น สามารถผลิตได้หลายวิธี ได้แก่
– ใช้เอทธิลแอลกอฮอล์ (Ethyl Alcohol) ที่มีความเจือจางมาหมักร่วมกับเชื้อน้ำส้มสายชู แล้วนำไปกลั่น
– ใช้น้ำส้มสายชูหมักมากลั่น แล้วทำให้เจือจาง

ทั้งนี้ น้ำส้มสายชูกลั่นที่ได้มาตรฐานจะต้องมีลักษณะใส ไม่มีความขุ่นหรือมีตะกอน โดยต้องมีความเข้มข้นของกรดอะซิติกไม่น้อยกว่า 4% และน้ำส้มสายชูที่ขายตามท้องตลาด ส่วนมากเป็นน้ำส้มสายชูกลั่น

3. น้ำส้มสายชูเทียม
เป็นน้ำส้มสายชูเทียม ที่ใช้กรดอะซิติกสังเคราะห์ (Acetic acid) ความเข้มข้นประมาณ 95% มาเจือจางจนให้เหลือความเข้มข้นประมาณ 4-7% เป็นน้ำส้มสายชูที่มีลักษณะใส ไม่มีสี ทั้งนี้ การผลิตจำเป็นต้องใช้กรดอะซิติกสังเคราะห์ที่มีความบริสุทธิ์สูงจึงจะเหมาะสำหรับนำไปใช้ในอาหารได้

2. ใช้เป็นสารเคมีสำคัญในการทำปฏิกิริยาเคมีในกระบวนการผลิตสารอนุพันธ์ของกรดอะซิติก ได้แก่
– ไวนิลอะซิเตท (Vinyl acetate)
– กรดเทเรฟทาลิค (Terephthalic acid, TPA)
– อะซิเตทเอสเทอร์ (Acetate ester)
– อะซิติกแอนไฮไดร์ (Acetic anhydride)
– เซลลูโลสอะซิเตท (Celluloseacetate)
– ฯลฯ

3. ด้านอาหาร
กรดอะซิติก ถูกใช้เป็นส่วนผสมในอาหารเพื่อป้องกันการเติบโตของเชื้อจุลินทรีย์ที่เป็นสาเหตุทำให้อาหารบูดเน่า ใช้เพื่อปรับความเป็นกรด-ด่างของอาหาร และช่วยยืดอายุการเก็บรักษาอาหาร นอกจากนั้น ยังใช้เพื่อการเพิ่มรสเปรี้ยวในอาหารเป็นสำคัญ ทั้งนี้ ขึ้นอยู่กับชนิดของอาหารที่ต้องการรสเปรี้ยวมากหรือน้อย หากใช้ความเข้มข้นมากจะทำให้เกิดรสเปรี้ยวมาก อาหารที่มีการใช้กรดอะซิติก ได้แก่ น้ำสลัด ผักดอง ผลไม้ดอง และซอสชนิดต่างๆ เป็นต้น [1]

การใช้กรดอะซิติกในอาหาร นิยมใช้ใน 2 รูปแบบ คือ [2]
– ใช้ในรูปของน้ำส้มสายชู ในความเข้มข้นของกรดอะซิติก 5-10%
– ใช้ในรูปสารละลายกรดอะซิติกสังเคราะห์ ความเข้มข้น 25-80%

4. ด้านการเกษตร
กรดอะซิติก ถูกใช้เป็นส่วนผสมของน้ำยาควบคุมเชื้อรา น้ำหมักชีวภาพ หรือผสมน้ำฉีดพ่น เพื่อใช้ควบคุมเชื้อราในแปลงผัก และผลไม้

5. ด้านการแพทย์
กรดอะซิติกเข้มข้นถูกนำมาใช้ในทางการแพทย์ โดยนำกรดอะซิติกมาเจือจางร่วมกับสารประกอบอื่น ได้แก่
– สารประกอบโพรไพลีน ไกลคอล (Propylene glycol)
– สารละลายอะลูมิเนียม อะซิเตรท (Aluminium acetate)
– สารละลายกรดบอริก (Boric acid)
– สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ (Sodium hydroxide)
– สารละลายอะลูมิเนียมซัลเฟต (Aluminium sulfate)
– สารละลายแคลเซียมคาร์บอเนต (Calcium carbonate )
– น้ำบริสุทธิ์

สารประกอบหรือสารละลายเหล่านี้ ใช้เป็นส่วนผสมกับกรดอะซิติกเพื่อเป็นตำรับยาหยอดหู เพื่อยับยั้งการเติบโตของเชื้อราหรือเชื้อจุลินทรีย์ที่เป็นสาเหตุทำให้เกิดหูอักเสบ โดยเฉพาะหูชั้นกลาง [3]

ขอบคุณภาพจาก Alibaba.com/,

เอกสารอ้างอิง
[1] ศิวาพร ศิวเวชช, 2544, กรด, คณะอุตสาหกรรมเกษตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์.
[2] เกรียงศักดิ์ สิงห์แก้ว, 2546, ผลของกรดอะซิติกที่มีต่อคุณภาพและ-
การยืดอายุการเก็บรักษาปลานิลเค็ม.
[3] เภสัชกร อภัย ราษฎรวิจิตร : หาหมอ.คอม, กรดอะซิติก (Acetic acid), ออนไลน์, สืบค้นเมื่อ 14 กรกฎาคม 2560, เข้าถึงได้ที่ : http://haamor.com/th/%E0%B8%81%E0%B8%A3%E0%B8%94%E0%B8%AD%E0%B8%B0%E0%B8%8B%E0%B8%B4%E0%B8%95%E0%B8%B4%E0%B8%81/.

advertisement