Gæringsforsøg
I vores projekt har vi arbejdet med et gæringsforsøg. Det bevidste at man kan lave bioethonel som kan bruges som alternativ brændsel
Overordnet reaktionsskema:
C6H12O6 -> 2CO2 + 2CH3CH2OH
Laboratorieforsøg
Materialer
- 250 ML koniske kolber
- Gærrør
- Phenolrødt
- Termometer
- Glukose
- Bagegær
- Biomasse, f.eks. skræller eller andre rester af frugt eller grøntsager
Teori
Gærsvampe kan omsætte glucose (druesukker: C6H12O6) til alkoholen ethanol (CH3CH2OH) samt gassen carbondioxid (CO2). Reaktionsskema er som følgende (som du skal starte med at afstemme):
C6H12O6 -> 2CO2 + 2CH3CH2OH
Reaktionen er et eksempel på en gæring, hvor ikke alle C-atomerne i glucose bliver omdannet til carbondioxid, da resten bliver bundet i ethanol.
Ethanolgæring har stor anvendelse i bioteknologisk produktion. Ethanolindholdet i vin og spiritus er dannet ved denne reaktion, og brød hæver på grund af carbondioxid fra både respiration og gæring. I produktion af øl, champagne og andre mousserende vine anvendes både ethanol og carbondioxid fra denne gæringsproces. Brus i sodavand kommer normalt også fra ethanolgæring, idet ølbrygningen giver overskud af carbondioxid, som bryggerierne kan tilsætte sodavand.
I princippet kan ethanolgæring tage udgangspunkt i andre carbohydrater end glucose, men dog ikke i hvilket som helst carbohydrat.
Udregningen af omsat masse af glucose ved gæringen kan udregnes til 51,1 %, medens de resterende 48,9 % forsvinder fra gæringsbeholderen som carbondioxid.
Eksperimentelle Data
Herunder ses vores målinger af massetab for hhv. glukose og fruktose under gæringsprocessen.
| Navn | Glukose | Fruktose |
|---|---|---|
| Alt | 48,48g | 49,26g |
| Kun glas | 39,82g | 39,32g |
| Væksen | 8,66g | 9,94g |
| Massefylden | 0,866g | 1,006036217g |
Mængdeberegning (Reaktionsskema)
For at eftervise reaktionen har vi opstillet et molskema. Her har vi beregnet stofmængden (n) ud fra den afmålte masse (m) og molarmassen (M) for de involverede stoffer.
| x | C6H12O6 | CO2 | 2CH3CH2OH |
|---|---|---|---|
| m (Masse) | 12,5g | 3,05g | 6,39g |
| M (Molarmasse) | 180,16 g/mol | 44,01 g/mol | 46,07 g/mol |
| n (Stofmængde) | 0,069384311 mol | 0,069384311 mol | 0,138768623 mol |
Beregning: Stofmængden er beregnet ved formlen: n = m/M
Observation af gasudvikling (Bobletælling)
For at følge gæringsprocessens hastighed løbende, har vi talt antallet af bobler i gærlåsen over en periode på 120 minutter. Dette giver et billede af, hvor hurtigt gæren omsætter sukkerstofferne til CO2.
| Tid (min) | Glukose (bobler) | Frugt (bobler) |
|---|---|---|
| 15 | 4 | 0 |
| 30 | 31 | 0 |
| 45 | 69 | 0 |
| 60 | 47 | 0 |
| 75 | 43 | 6 |
| 90 | 60 | 13 |
| 105 | 67 | 3 |
| 120 | 85 | 6 |
| Antal bobler i alt: | 406 | 28 |
Observation: Der er en markant forskel på de to prøver. Glukose-opløsningen viser hurtig og kraftig aktivitet allerede efter 30 minutter, mens prøven med frugt først viser tegn på gasudvikling efter 75 minutter og med et betydeligt lavere antal bobler.
Dataanalyse: Bobleudvikling over tid
Herunder sammenlignes gæringshastigheden for Glukose og Fruktose via lineære regressionsmodeller.
Glukose model
Ligning: y = 1,1919x + 7,0123
R²: 0,6773
Fruktose model
Ligning: y = 5,0329x + 49,885
R²: 0,4074