15-2포도당 용액 3,000 L를 발효조에 넣어 초산을 생산한다. 반… | 2015년 식품안전기사실기(필답형) 2회차 기출문제 상세 페이지

(1) 511.11 g

(2) 666.67 g

[해설]

반응식의 계수가 곧 몰비다. 포도당 1몰에서 에탄올 2몰이 생기고, 그 에탄올이 산화되어 초산 2몰이 되므로 포도당 : 에탄올 : 초산 = 1 : 2 : 2다. 분자량은 포도당 180, 에탄올 46, 초산 60이므로 무게비로 바꾸면 $180 : 92 : 120$이 된다.

① 에탄올

$180 : (2\times 46) = 1{,}000\ \mathrm{g} : x \;\Rightarrow\; x=\dfrac{1{,}000\times 92}{180}=\mathbf{511.11\ \mathrm{g}}$

② 초산

$180 : (2\times 60) = 1{,}000\ \mathrm{g} : y \;\Rightarrow\; y=\dfrac{1{,}000\times 120}{180}=\mathbf{666.67\ \mathrm{g}}$

초산은 에탄올을 거쳐 나오므로 앞에서 구한 에탄올 511.11 g을 다시 $46 : 60$으로 환산해도 같은 값이 나온다.

$511.11\times\dfrac{60}{46}=666.67\ \mathrm{g}$

발문에 주어진 3,000 L와 반응열(56 kcal, 114 kcal)은 이 계산에 쓰이지 않는다. 묻는 것이 포도당 1 kg당 이론 수율이기 때문이며, 반응열은 발효조의 냉각 부하를 따질 때 필요한 값이다. 또 여기서 구한 값은 반응이 100 % 진행됐다고 가정한 이론값이므로, 실제 발효에서는 균체 증식과 부산물 생성 때문에 이보다 적게 얻어진다.