Đồ án tốt nghiệp Năm 2009
MỞ ĐẦU
Enzyme là chất xúc tác sinh học có hoạt lực cao, có phân tử lượng lớn từ 20.000 đến
1.000.000 dalton. Enzyme có thể hòa tan trong nước và dung dịch muối loãng và có mặt trong tất
cả các cơ thể sinh vật sống.
Enzyme là những chất không thể điều chế được bằng phương pháp tổng hợp hóa học.
Người ta thường thu nhận chúng từ nguồn tế bào động vật, thực vật hoặc vi sinh vật. Với những
ưu điểm vượt trội - tốc độ sinh trưởng nhanh, hệ enzyme phong phú và có hoạt tính cao, môi
trường nuôi cấy rẻ tiền, dễ kiếm, vi sinh vật đã trở thành nguồn nguyên liệu thu enzyme chủ yếu
thu hút được nhiều quan tâm của các nhà nghiên cứu và sản xuất.
Enzyme được ứng dụng rộng rãi và phổ biến trong ngành công nghiệp thực phẩm như công
nghệ sản xuất bia, sữa, phomai, bánh nướng… Ngoài ra enzyme còn đóng vai trò quan trọng trong
các ngành công nghiệp khác như công nghiệp dệt, nhuộm, sản xuất giấy và bột giấy, trong công
nghiệp thuộc da, bột giặt và các chất tẩy rửa, đặc biệt trong công nghiệp dược phẩm và y tế… Qua
đó cho thấy enzyme đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống hằng ngày của con người. Vì vậy,
yêu cầu phát triển ngành công nghiệp enzyme là hết sức cần thiết.
Mặt khác, hàng năm các nhà máy chế biến tinh bột sắn thải ra hàng trăm ngàn tấn bã thải.
Theo ước tính, một nhà máy chế biến có công suất 30-100 tấn/ngày thì sẽ sản xuất được 7,5 - 25
tấn tinh bột, kèm theo đó là khối lượng lớn vỏ lụa sắn. Lượng vỏ lụa này hiện nay vẫn chưa được
xử lý riêng rẽ gây mùi hôi thối, ô nhiễm môi trường cho cộng đồng dân cư sống quanh khu vực
nhà máy chế biến tinh bột sắn. Chính vì vậy cần có phương pháp xử lí để giảm thiểu độ ô nhiễm
đồng thời tạo ra những sản phẩm có giá trị, nâng cao hiệu quả sử dụng nguyên liệu.
Xuất phát từ thực tế đo, ý tưởng sử dụng vỏ lụa sắn – thành phần chứa hàm lượng
cellulose rất cao, làm môi trường nuôi cấy vi sinh vật để sản xuất cellulase có nhiều ưu điểm. Nó
không chỉ góp phần tạo ra nguồn enzyme mang lại nhiều ứng dụng trong cuộc sống hằng ngày
của con người mà còn góp phần giải quyết tình trạng ô nhiễm môi trường của các nhà máy tinh
bột sắn.
Với những lập luận trên, tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất chế
phẩm enzyme cellulase từ vỏ lụa sắn theo phương pháp bề mặt”.
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất chế phẩm enzyme Cellulase
SVTH: Lê Trung Nghĩa – Lớp 04SH GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
Lấy nguồn nguyên liệu chủ yếu từ các nguồn phế thải của nhà máy sản xuất
tinh bột sắn Quảng Nam (nay chuyển thành Công ty cổ phần Fococev Quảng Nam)
có thể cung cấp đủ nguồn nguyên liệu cho phân xưởng sản xuất quanh năm. Năm
1988, UBND tỉnh Quảng Nam cho xây dựng nhà máy tinh bột sắn tại thôn 1, xã
Quế Cường, huyện Quế Sơn.
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất chế phẩm enzyme Cellulase
SVTH: Lê Trung Nghĩa – Lớp 04SH GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
-2-
Đồ án tốt nghiệp Năm 2009
1.4. Hợp tác hoá:
Nhà máy sản xuất enzyme được đặt trong khu kinh tế mở Chu Lai nên quá
trình hợp tác hoá được tiến hành chặt chẽ. Do đó việc sử dụng những công trình
chung như: điện, nước, giao thông, …được tiến hành thuận lợi và giảm bớt chi phí
đầu tư cho xây dựng.
1.5. Nguồn cung cấp điện:
Nhà máy sử dụng nguồn điện cung cấp từ lưới điện của khu công nghiệp.
1.6. Nguồn cung cấp hơi:
Nhiên liệu chủ yếu là dầu FO dùng đốt nóng lò hơi của nhà máy. Nhà máy sử
dụng hơi từ phân xưởng hơi của nhà máy.
1.7. Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lý nước thải:
Nguồn nước dùng trong sản xuất là nguồn nước của thành phố.
Nước thải được chuyển vào hệ thống xử lý nước thải chung của nhà máy rồi
sau đó chuyển ra nguồn nước thải của thành phố.
1.8. Năng suất của phân xưởng:
- Năng suất enzyme thô đạt 5 triệu kg sản phẩm/năm.
- Tỷ lệ chế phẩm cho dây chuyền sản xuất sản phẩm enzyme thô là 60%.
- Tỷ lệ chế phẩm cho dây chuyền sản xuất sản phẩm enzyme kỹ thuật là 40%.
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất chế phẩm enzyme Cellulase
SVTH: Lê Trung Nghĩa – Lớp 04SH GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
-3-
2.1.2. Tính chất vật lý của cellulose:
+ Cellulose không tan trong nước mà chỉ có thể bị phồng lên do hấp thụ nước.
2.1.3. Tính chất sinh học của cellulose:
+ Cellulose bị phân huỷ ở nhiệt độ bình thường hoặc ở nhiệt độ 40
÷
50
0
C nhờ
các enzyme phân huỷ cellulose được gọi chung là cellulase. Cellulose bị phân huỷ
khi đun nóng với acid hoặc với kiềm ở nồng độ khá cao.
+ Trong tế bào thực vật, cellulose liên kết chặt chẽ với hemicellulose, pectin,
lignin. Điều này ảnh hưởng rất nhiều đến sự phân huỷ cellulose của enzyme.
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất chế phẩm enzyme Cellulase
SVTH: Lê Trung Nghĩa – Lớp 04SH GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
-4-
Đồ án tốt nghiệp Năm 2009
Hình 2.1. Cấu trúc phân tử cellulose
2.1.4. Một số lưu ý trong sinh tổng hợp enzyme cellulase:
- Nhiều nhà nghiên cứu cho biết cellulose là nguồn cơ chất thích hợp nhất đối
với sự tổng hợp cellulase. Rõ ràng đây là sự tổng hợp mang tính chất cảm ứng mà
cellulose là “chất cảm ứng”. Do đó nồng độ của nó trong môi trường nuôi sẽ có ảnh
hưởng lớn đến năng suất của quá trình nuôi cấy.
- Một số chất có tác dụng ức chế sinh tổng hợp cellulase như glucose, succinat,
citrat, các sản phẩm trung gian của chu trình kreb….
- Cao nấm men, cao bắp, pepton có thể là chất tăng sinh tổng hợp cellulase ở một số
chủng vi sinh vật. Một số acid amin như: aspartic, valin…tăng cường tổng hợp cellulase.
- Nguyên tố vi lượng cần thiết cho sự tổng hợp cellulase như: Fe, Mn, Zn, Co,
….pH thích hợp cho tổng hợp cho đa số nấm tích tụ cellulase là 4,6. Nhiệt độ thích
hợp cho tổng hợp cellulase là 28
÷
sinh vật phát triển tạo thành enzyme. Glycerin chỉ có tác dụng kích thích vi sinh vật
sinh trưởng và phát triển, không cảm ứng tổng hợp enzyme.
2.2.2. Nguồn Nito:
Các nguồn nitơ vô cơ thích hợp nhất đối với các sinh vật sinh cellulase là muối
nitrat. Đối với các giống của bộ nấm bông (Hyphomycetates) nguồn nitơ tốt nhất lại
là (NH
4
)
2
HPO
4
. Nói chung các muối amon ít tác dụng nâng cao hoạt lực enzyme
này, thậm chí còn ức chế quá trình tổng hợp, vì rằng môi trường trong các muối này
làm cho môi trường acid hóa. Điều này không những ức chế trong quá trình sinh
tổng hợp enzyme mà còn có thể làm mất hoạt tính enzyme sau khi tạo thành.
Natri nitrat làm cho môi trường kiềm hóa, tạo điều kiện thuận lợi cho sự tạo
thành cellulase. Các hợp chất nitơ hữu cơ có tác dụng khác nhau đến sinh tổng hợp
cellulase. Điều này phụ thuộc vào điều kiện sinh lý của từng chủng giống. Cao ngô
và cao nấm men có tác dụng nâng cao hoạt lực cellulase của vi sinh vật, nhưng với
cao ngô khả năng sinh tổng hợp C
1
– và C
2
– cellulase cao hơn so với cao nấm men.
2.2.1. Nguồn khoáng chất:
Những nguyên tố khoáng (Fe, Mn, Zn, B, Mo, Cu,…) có ảnh hưởng rõ rệt đến
khả năng tổng hợp cellulase của vi sinh vật Zn, Mn, Fe có tác dụng kích thích tạo
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất chế phẩm enzyme Cellulase
SVTH: Lê Trung Nghĩa – Lớp 04SH GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
-6-
12
O
11
+ n/2H
2
→ n C
6
H
10
O
5
+ Giai đoạn 2: là sự oxy hoá các đường đơn thành CO
2
và H
2
O.
Phương trình phản ứng:
C
6
H
10
O
6
+ O
2
→ RCHOH-COOH + CO
2
+ H
2
O +Q
cả.
Niêm vi khuẩn phân huỷ cellulose chủ yếu được tìm thấy trong các giống
Cytophaga, Sporocytophaga và Soran-gium. Chúng sống trong các loại đất ít acid,
trung tính và ít kiềm.
Trên bờ mặt các vật liệu chứa cellulose, niêm vi khuẩn phát triển trong dạng thể
nhầy không có hình dạng xác định, lan rộng, vô màu, màu vàng, da cam, hoặc đỏ. Tế bào
của niêm vi khuẩn bám sát vào sợi cellulose và chỉ thuỷ phân chúng khi bám sát vào
chúng, khuẩn lạc của niêm vi khuẩn được tạo thành trên các môi trường thạch.
Niêm vi khuẩn có thể sử dụng nguồn carbon không chỉ cellulose mà còn cả
các nguồn hydrat carbon khác như tinh bột chẳng hạn. Tuy nhiên, các loài của giống
Cytophaga và Sporocytophaga ưa thích cellulose hơn cả. Nitrat là nguồn nitrogen
tốt đối với niêm vi khuẩn. Niêm vi khuẩn nhận được năng lượng khi oxy hoá các
sản phẩm của sự phân giải cellulose thành CO
2
và H
2
O.
2.3.4. Xạ khuẩn: (18)
Xạ khuẩn là nhóm vi sinh vật có khả năng phân huỷ các hợp chất hữu cơ cao
phân tử như cellulose, lignin…có trong bã thực vật để tạo thành các hợp chất trung
gian, tổng hợp các chất mùn.
Xạ khuẩn là một nhóm vi sinh vật đơn bào, chúng phân bố rộng rãi trong tự
nhiên, thậm chí trên những cơ chất mà vi khuẩn và nấm mốc không phát triển được.
Xạ khuẩn tham gia tích cực vào các quá trình chuyển hoá nhiều hợp chất hữu
cơ trong tự nhiên. Chúng sinh sản ra chất kháng sinh từ acid amin tạo thành trong
quá trình trao đổi chất của vi khuẩn quang hợp và các chất hữu cơ. Các chất kháng
sinh này tiêu diệt vi khuẩn và nấm gây hại. Ngoài ra, xạ khuẩn còn có khả năng sinh
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất chế phẩm enzyme Cellulase
SVTH: Lê Trung Nghĩa – Lớp 04SH GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
-8-
SVTH: Lê Trung Nghĩa – Lớp 04SH GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
-9-
Đồ án tốt nghiệp Năm 2009
+ Nuôi cấy bề mặt không cần sử dụng nhiều thiết bị phức tạp, do đó việc vận
hành công nghệ cũng như đầu tư ban đầu vừa đơn giản vừa không tốn kém.
+ Trong trường hợp bị nhiễm vi sinh vật lạ rất dễ xử lý.
- Tuy nhiên phương pháp này có những nhược điểm:
+ Chỉ có thể nuôi cấy gián đoạn.
+ Tốn nhiều diện tích cho quá trình nuôi cấy.
2.5. Sắn và vỏ lụa sắn:
2.5.1. Tình hình cây sắn: (20)
- Sản xuất và tiêu thụ sắn trên thế giới: Sản lượng sắn thế giới đang tăng, cụ
thể là năm 2006 đạt 226,34 triệu tấn củ tươi so với 2005/06 là 211,26 triệu tấn và
1961 là 71,26 triệu tấn. Nước có sản lượng sắn nhiều nhất thế giới là Nigeria (45,72
triệu tấn), kế đến là Thái Lan (22,58 triệu tấn) và Indonesia (19,92 triệu tấn). Việt
Nam đứng thứ mười trên thế giới về sản lượng sắn (7,71 triệu tấn). Nước có năng
suất sắn cao nhất hiện nay là Ấn Độ (31,43 tấn/ha), kế đến là Thái Lan (21,09
tấn/ha), so với năng suất sắn bình quân của thế giới là 12,16 tấn/ha (FAO, 2008).
Mức tiêu thụ sắn bình quân toàn thế giới khoảng 18 kg/người/năm. Sản lượng sắn
của thế giới được tiêu dùng trong nước khoảng 85% (lương thực 58%, thức ăn gia súc
28%, chế biến công nghiệp 3%, hao hụt 11 %), còn lại 15% (gần 30 triệu tấn) được xuất
khẩu dưới dạng sắn lát khô, sắn viên và tinh bột (CIAT, 1993). Nhu cầu sắn làm thức ăn
gia súc trên toàn cầu đang giữ mức độ ổn định trong năm 2006 (FAO, 2007).
- Sản xuất và tiêu thụ sắn tại Việt Nam:
+ Ở Việt Nam, sắn là cây lương thực, thức ăn gia súc quan trọng sau lúa và
ngô. Năm 2005, cây sắn có diện tích thu hoạch 432 nghìn ha, năng suất 15,35 tấn/ha,
sản lượng 6,6 triệu tấn, so với cây lúa có diện tích 7.326 ha, năng suất 4,88 tấn/ha, sản
lượng 35,8 triệu tấn, cây ngô có diện tích 995 ha, năng suất 3,51 tấn/ha, sản lượng gần
một triệu tấn (FAO, 2007). Cây sắn là nguồn thu nhập quan trọng của các hộ nông dân
nghèo do sắn dễ trồng, ít kén đất, ít vốn đầu tư, phù hợp sinh thái và điều kiện kinh tế
gây ra tình trạng ô nhiễm trầm trọng.
Nhà máy sản xuất tinh bột sắn Quảng Nam với công suất thiết kế 60 tấn tinh bột sắn/
ngày sẽ thải ra môi trường một lượng vỏ lụa sắn rất lớn. Lượng chất thải này vừa gây mùi hôi
vừa làm ô nhiễm nguồn nước. Thôn 1, xã Quế Cường, huyện Quế Sơn, Quảng Nam có 287
hộ, 1235 nhân khẩu đa phần phải chịu ảnh hưởng từ sự ô nhiễm do nhà máy thải ra.
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất chế phẩm enzyme Cellulase
SVTH: Lê Trung Nghĩa – Lớp 04SH GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
-11-
Đồ án tốt nghiệp Năm 2009
Hình 2.3. Hình ảnh về nguồn vỏ lụa sắn của nhà máy tinh bột sắn Quảng Nam
2.5.3. Cấu tạo củ sắn: (19)
Củ sắn có kích thước trung bình dài 25 ÷ 38 cm, đường kính 3 ÷ 6 cm. Tùy
theo giống, điều kiện đất đai và thời gian thu hoạch mà củ sắn có kích thước trên
dưới kích thước trung bình. Cấu tạo của củ sắn gồm 4 phần chính:
+ Vỏ gỗ (còn gọi là vỏ lụa) có màu nâu sẫm hoặc màu nâu vàng, bao bọc
bên ngoài củ sắn, dày 0,2 ÷ 0,6 mm, chiếm khoảng 0,5 ÷ 0,3 trọng lượng toàn củ.
Lớp vỏ gỗ cấu tạo chủ yếu là cellulose và hemicellulose, cho nên mặc dù rất mỏng
nhưng cứng và bền. Vỏ gỗ có nhiệm vụ bảo vệ củ sắn khỏi tác động của các yếu tố
bên ngoài gây hư hỏng.
+ Vỏ thịt (còn gọi là vỏ cùi) nằm trong lớp vỏ gỗ, có màu trắng, vàng,
hoặc hồng tuỳ theo giống và thời gian thu hoạch, vỏ thịt dày 1,5 ÷ 6,0 mm, chiếm
khoảng 5 ÷ 7% khối lượng củ sắn. Trong vỏ thịt chứa khoảng 2,9 ÷ 3,2% protein,
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất chế phẩm enzyme Cellulase
SVTH: Lê Trung Nghĩa – Lớp 04SH GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
-12-
Đồ án tốt nghiệp Năm 2009
5 ÷ 8% tinh bột, 2,7 ÷ 3,2 cellulose và là nơi tập trung nhiều nhất glucoxianogenic
trong củ sắn: 14,04 ÷ 21,60 mg HCN/100g, ngoài ra còn có các sắc tố và enzyme.
+ Thịt sắn nằm trong lớp vỏ thịt và là phần quan trọng nhất của củ sắn,
chiếm khoảng 90% khối lượng toàn củ. Thịt sắn khi mới đào thì có màu trắng, mịn.
Trấu : 19,6%
MgSO
4
: 0,05%
KH
2
SO
4
: 0,2%
NH
4
NO
3
: 0,15%
2.7. Nước:
2.7.1. Yêu cầu chất lượng nước:
Nước là thành phần cơ bản nhất và thường được sử dụng với số lượng rất
nhiều trong nuôi cấy vi sinh vật. Do đó chất lượng nước phải được đảm bảo để
không xảy ra những phản ứng hóa học khi tiến hành lên nem hoặc không để xảy ra
những tác động của vi sinh vật lạ xâm nhập từ nước vào quá trình lên men.
Chất lượng nước phải đảm bảo các chỉ tiêu: độ cứng, khả năng oxy hóa, sinh vật lạ.
2.7.1.1. Độ cứng:
Độ cứng của nước được thể hiên bằng sự có mặt của các cation Ca
2+
, Mg
2+
có
trong nước.
Nước cứng tạm thời là nước chứa muối cacbonat của hai ion trên.
Nước cứng vĩnh cữu là nước cứng chứa các anion Cl
Sữa vôi để loại bỏ cacbonat nhờ áp dụng tính chất không tan của CaCO
3
và
MgCO
3
các muối cacbonat này không tan tức thời mà được tách ra bằng cách gạn
lắng. Phương pháp này đơn giản, rẻ tiền nên dùng đối các nước giàu bicacbonat.
Sử dụng các cột nhựa trao đổi ion để loại bỏ kim loại.
2.7.2.2. Điều chỉnh vi sinh vật:
Xử lý bằng các chất oxy hóa mạnh: ozon, clodioxit, nước javel,…
Tiệt trùng bằng các tia cực tím làm phá hủy cấu trúc tế bào của vi sinh vật.
Tiệt trùng bằng màng siêu lọc với lỗ lọc 0,4 micromet. Tuy nhiên phương
pháp này giá thành cao.
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất chế phẩm enzyme Cellulase
SVTH: Lê Trung Nghĩa – Lớp 04SH GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
-15-
Đồ án tốt nghiệp Năm 2009
Chương 3 CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN
CÔNG NGHỆ
3.1. Chọn dây chuyền công nghệ:
Trong công nghiệp sản xuất enzyme hiện nay có hai phương pháp: phương
pháp nuôi cấy bề mặt và phương pháp nuôi cấy chìm.
So sánh hai phương pháp ta thấy phương pháp nuôi cấy bề mặt có những ưu
điểm sau:
- Nuôi bề mặt rất dễ thực hiện, qui trình công nghệ không phức tạp.
- Lượng enzyme được tạo thành từ nuôi cấy bề mặt thường cao hơn rất nhiều
so với nuôi cấy chìm.
- Chế phẩm enzyme thô sau khi thu nhận rất dễ sấy khô và bảo quản.
- Nuôi cấy bề mặt không cần sử dụng nhiều thiết bị phức tạp, do đó việc vận
hành công nghệ cũng như đầu tư ban đầu vừa đơn giản vừa không tốn kém.
Làm nguội
33 - 34
0
C
Cấy giống
Khay
Thanh trùng
khay
Phân phối vào khay nuôi
Nuôi cấy 28 – 32
0
C
Thu nhận chế phẩm (W: 60%)
enzyme
Nghiền (W: 60%)Sấy băng tải
W
s
=10%
Nghiền
Sản phẩm
thô
Cô đặc
Sản phẩm enzyme kỹ
thuật
Sấy phun
120
0
C
Ngô
Nghiền, định lượng
bunke định lượng, và đựơc vít tải chuyển đến bộ phận phối trộn.
Loại 2: Kích thước quá lớn thì được chuyển lại vào máy nghiền để tiếp tục
nghiền.
3.2.1.2. Nguyên liệu trấu:
- Mục đích: Bổ sung trấu với mục đích tạo độ tơi xốp và tránh nguyên liệu bị
kết dính.
- Cách tiến hành: Trấu từ kho chứa được đưa đi làm sạch, sau đó được gàu tải
chuyển lên bunke định lượng, và từ bunke xả xuống thiết bị trộn.
3.2.1.3. Nguyên liệu ngô:
Nghiền, định lượng:
- Mục đích: Ngô được nghiền và bổ sung vào nguyên liệu nhằm tạo đủ điều
kiện dinh dưỡng cho mốc phát triển tốt.
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất chế phẩm enzyme Cellulase
SVTH: Lê Trung Nghĩa – Lớp 04SH GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
-18-
Đồ án tốt nghiệp Năm 2009
- Cách tiến hành: Ngô từ kho chứa được nghiền đạt kích thước cần thiết sau đó
được định lượng vào thiết bị phối trộn.
3.2.2. Phối trộn:
- Mục đích: Tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lên men sau này.
- Cách tiến hành: Hỗn hợp bột sắn, trấu, nước, muối khoáng và các chất dinh
duỡng cần thiết khác được định lượng và trộn đều theo tỉ lệ đã tính toán.
Nước làm ẩm, phục vụ trực tiếp cho thanh trùng, đảm bảo chế độ làm ẩm cho
quá trình nuôi cấy, độ ẩm tối ưu là 58% ÷ 60%.
3.2.3. Thanh trùng:
- Mục đích: Làm cho môi trường được tinh khiết về phương diện vi sinh vật,
làm chín để biến hình tinh bột và protein.
- Cách tiến hành: thanh trùng bằng hơi nước nóng ở 140
0
C. Thời gian giữ
4
1g
MgSO
4
.7H
2
O 0.5g
KCL 0.5g
FeSO
4
0.01g
10 ml dịch tự phân nấm men.
pH = 4 ÷ 5
- Mục đích:
+ Kích hoạt giống gốc và cho giống vi sinh vật làm quen với môi trường lên
men sẽ sản xuất trên quy mô công nghiệp.
+ Tạo đủ lượng giống để sản xuất trên quy mô công nghiệp.
- Cách tiến hành:
Nhân giống trên máy lắc.
Môi trường trong giai đoạn này cũng là môi trường trên mốc giống được nuôi
trong bình tam giác 1 lít và được đặt trên máy lắc.
Từ môi trường sản xuất sau khi làm nguội kết thúc, trích ra 10% chuyển qua
phòng nhân giống để nhân giống sản xuất. Quá trình nhân giống sản xuất cũng được
thực hiện trên khay và được thực hiện trong phòng nhân giống.
3.2.6. Gieo giống:
- Mục đích: Phân bố giống đều trên môi trường nuôi cấy nhằm tạo điều kiện
thuận lợi cho giống phát triển tốt.
- Cách tiến hành: Sau khi làm nguội môi trường đến nhiệt độ 33
0
C ÷ 34
Trong giai đoạn này cần quan tâm đến chế độ nhiệt độ. Tuyệt đối không được
để nhiệt độ cao hơn 30
0
C vì thời kỳ này giống rất mẫn cảm với nhiệt độ.
- Giai đoạn 2:
Giai đoạn này kéo dài 14 ÷ 18 giờ tiếp theo. Trong giai đoạn này có những
thay đổi cơ bản sau:
+ Toàn bộ bào tử đã phát triển thành sợi nấm và sợi nấm bắt đầu phát triển rất
mạnh. Các sợi nấm này tạo ra những mạng sợi chằng chịt khắp trong các hạt môi
trường, trong lòng môi trường.
+ Môi trường được kết lại khá chặt.
+ Độ ẩm của môi trường giảm dần.
+ Nhiệt độ của môi trường tăng nhanh có thể lên đến 40
0
C ÷ 45
0
C .
+ Các chất dinh dưỡng bắt đầu giảm nhanh do sự đồng hoá của nấm sợi.
+ Các loại enzyme được hình thành, trong đó cellulase hình thành nhiều nhất.
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất chế phẩm enzyme Cellulase
SVTH: Lê Trung Nghĩa – Lớp 04SH GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
-21-
Đồ án tốt nghiệp Năm 2009
+ Lượng oxy trong môi trường giảm và CO
2
tăng dần, do đó trong giai đoạn
này cần thông khí mạnh và điều chỉnh nhiệt độ khoảng 29
0
C ÷ 30
0
enzyme thô. Khi thành tế bào bị phá vỡ, các enzyme nội bào chưa thoát khỏi tế bào
sẽ dễ dàng thoát khỏi tế bào.
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất chế phẩm enzyme Cellulase
SVTH: Lê Trung Nghĩa – Lớp 04SH GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
-22-
Đồ án tốt nghiệp Năm 2009
- Cách thực hiện:
Canh trường nấm mốc sau khi sấy được gàu tải chuyển sang máy nghiền.
Kết thúc quá trình nghiền, canh trường nấm mốc được gàu tải chuyển vào
bunke chứa và chuyển sang kho bảo quản.
3.2.11. Trích ly:
- Mục đích: Chế phẩm sau khi nghiền sẽ được chiết lấy dịch enzyme dùng cho
việc tạo ra chế phẩm enzyme kỹ thuật.
- Cách thực hiện: Sau khi nghiền phá vỡ cấu trúc tế bào, ta có thể chiết xuất
enzyme bằng các dung môi khác nhau như nước, dung dịch đệm, muối trung tính.
Sau đó dịch enzyme sẽ được đưa vào thiết bị cô đặc.
3.2.12. Cô đặc:
Mục đích của giai đoạn này là nâng cao nồng độ chất khô từ 4 - 6g/l tới 15 -
20 g/l, cho thêm một số chất bảo quản để đưa dung dịch đạt nồng độ 35 – 40 g/l
.Sau đó dịch cô đặc sẽ được đưa vào thiết bị sấy phun.
3.2.13. Sấy phun:
- Mục đích: của giai đoạn này là tạo sản phẩm enzyme kỹ thuật dạng bột để
tiện cho quá trình bảo quản và vận chuyển.
- Cách thực hiện: Dịch enzyme sau khi cô đặc được đưa vào thiết bị sấy phun
với nhiệt độ đầu vào là 120
0
C và đầu ra là 60
0
C.
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất chế phẩm enzyme Cellulase
4
: 0,05%
Bột ngô : 20% KH
2
PO
4
: 0,2%
Trấu : 19,6% NH
4
NO
3
: 0,15%
Bảng 4.1 Bảng tỉ lệ hao hụt qua các công đoạn
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất chế phẩm enzyme Cellulase
SVTH: Lê Trung Nghĩa – Lớp 04SH GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
-24-
Đồ án tốt nghiệp Năm 2009
Công đoạn Tỉ lệ hao hụt (%)
Phối trộn 2
Thanh trùng 1
Làm nguội 0,8
Gieo giống 0,1
Đưa canh trường vào thiết bị 0,5
Nuôi cấy 0,5
Thu nhận chế phẩm 0,5
Dây chuyền gia công bột vỏ sắn
Phân loại, làm sạch 3
Nghiền, định lượng 3
Dây chuyền gia công bột ngô
1,0100
100
16891,892 =
−
×
(kg/ngày)
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất chế phẩm enzyme Cellulase
SVTH: Lê Trung Nghĩa – Lớp 04SH GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
-25-
Copyright: Tài liệu đại học ©