ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 1 -
MỞ ĐẦU
Axit glutamic là một trong hơn 20 loại axit amin để kiến tạo nên protein cơ thể và
là hợp chất phổ biến nhất trong các protein của các loại hạt ngũ cốc. Axit glutamic
đóng vai rò rất quan trọng trong việc trao đổi chất của cơ thể động vật, nhất là các cơ
quan não bộ, gan và cơ nâng cho khả năng hoạt động của cơ thể. Axit glutamic tham
gia phản ứng thải loại amoniac, một chất độc với hệ thần kinh. Trong y học, axit
glutamic được dùng như thuốc chữa bệnh yếu cơ và choáng. Axit glutamic ( L-AG ) có
công thức cấu tạo phân tử như sau:
HOOC - CH
2
- CH
2
- CH - COOH
NH
2
Axit glutamic tham gia cấu tạo nên chất xám và chất trắng của não, kích thích các
phản ứng oxi hoá của não. Axit glutamic có thể đảm nhiệm chức năng tổng hợp nên
các aminoaxit khác nhau như alanin, lơxin, cystein, …. nó tham gia vào phản ứng
chuyển amin, giúp cho cơ thể tiêu hóa nhóm amin và tách NH
3
ra khỏi cơ thể . Nó
chiếm phần lớn thành phần protein và phần xám của não, đóng vai trò quan trọng trong
các biến đổi sinh hóa ở hệ thần kinh trung ương vì vậy trong y học còn sử dụng axit
glutamic trong trường hợp suy nhược hệ thần kinh nặng, mỏi mệt, mất trí nhớ, sự đầu
độc NH
3
vào cơ thể, một số bệnh về tim, bệnh teo bắp thịt, …Axit glutamic còn dùng
làm nguyên liệu khởi đầu cho việc tổng hợp một số hóa chất quan trọng. Muối natri
của axit glutamic là natri glutamat mà ta quen gọi là mì chính là chất điều vị có giá trị
trong công nghiệp thực phẩm, trong nấu nướng thức ăn hàng ngày.

C; thấp nhất vào các tháng 12, 1, 2, trung bình từ 18
0
C -23
0
C.
Độ ẩm không khí trung bình là 83,4%; cao nhất vào các tháng 10, 11, trung bình từ 85,67 -
87,67%; thấp nhất vào các tháng 6, 7, trung bình từ 76,67 - 77,33%. Hướng gió ổn định chủ
yếu là hướng Đông-Nam Tây-Bắc. [ 10 ]
1.2 Vùng nguyên liệu.
Thành phố Đà Nẵng nằm gần tỉnh Quảng Ngãi. Đây là một địa phương có nguồn
nguyên liệu dồi dào cung cấp cho sản xuất. Ở Quảng Ngãi có nhà máy đường tại khu
công nghiệp Quảng Phú và nhà máy đường tại Phổ Phong huyện Đức Phổ là nguồn
cung cấp lượng rỉ đường cần thiết để sản xuất. Đây là điều kiện thuận lợi nhất để Đà
Nẵng xây dựng nhà máy sản xuất acid glutamic.
1.3 Hợp tác hoá.
Nhà máy sẽ đặt tại khu công nghiệp Hoà Khánh nên các điều kiện về hợp tác hoá
giữa nhà máy và các nhà máy khác rất thuận lợi và sử dụng chung các công trình công
cộng như điện, nước, hệ thống thoát nước, giao thông….vv. Nhờ đó sẽ giảm thiểu vốn
đầu tư ban đầu.
Nhà máy còn đặc biệt hợp tác chặt chẽ với các nhà máy đường để thu mua nguyên
liệu rỉ đường cho sản xuất.
1.4 Nguồn cung cấp điện, hơi và nhiên liệu.
SVTH: Dương Thanh Lam - 06SH
GVHD:PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 3 -
Đà Nẵng là một thành phố lớn lại có khu công nghiệp nên các vấn đề về điện, hơi,
nhiên liệu được thành phố đầu tư đáng kể. Nhà máy sẽ sử dụng nguồn điện và hơi có
sẵn tại khu công nghiệp.
Nhà máy sử dụng nguồn điện lấy từ lưới điện quốc gia. Ngoài ra để đảm bảo cho
quá trình sản xuất được liên tục thì nhà máy còn trang bị máy phát điện dự phòng.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 4 -
Kết luận: tất cả các điều kiện trên là cở sở thuận lợi, có tính khả thi để xây dựng
nhà máy sản xuất axit glutamic tại khu công nghiệp Hoà Khánh của thành phố Đà
Nẵng.

CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN
2.1 Giới thiệu về axit glutamic.
SVTH: Dương Thanh Lam - 06SH
GVHD:PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 5 -
Axit glutamic (L-AG) là loại axit amin cơ thể có thể tổng hợp được, nó có nhiều
trong các loại thực phẩm như protein thịt động vật, thực vật như cà rốt, rong biển…vv
Axit glutamic có công thức phân tử: C
5
H
9
NO
4
Và có công thức cấu tạo:
HOOC - CH
2
- CH
2
- CH - COOH
NH
2
Axit glutamic có trọng lượng phân tử 147,13 bị phân giải ở nhiệt độ 247
÷
249

chứ ít áp dụng vào công nghệ sản xuất.
2.2.4 Phương pháp lên men axit glutamic.
Phương pháp lên men hiện nay đang được sử dụng rộng rãi ở các nước trên thế
giới cũng như ở Việt Nam bởi những ưu nhược điểm sau [3, tr4]:
Ưu điểm:
+ Nguyên liệu rẻ tiền.
+ Ít sử dụng hoá chất, thiết bị chống ăn mòn.
+ Hiệu suất quá trình rất cao, giá thành hạ.
+ Mở rộng khả năng sử dụng nguyên liệu.
Nhược điểm:
+ Quá trình đòi hỏi yêu cầu kỹ thuật cao và nghiêm ngặt.
+ Đảm bảo vô trùng mới tạo sản phẩm.
Phương pháp lên men gồm có phương pháp lên men gián đoạn và phương pháp
lên men liên tục.
2.2.4.1 Phương pháp lên men liên tục.
Cơ chất và các thành phần môi trường được bổ sung liên tục vào thiết bị lên men
và dịch lên men được lấy ra dần. Nhược điểm của phương pháp này là khó đảm bảo vô
trùng trong quá trình lên men, do đó ít được áp dụng vào thực tế [4,tr85].
2.2.4.2 Phương pháp lên men gián đoạn. [4 tr85].
2.2.4.2.1 Phương pháp lên men gián đoạn không bổ sung cơ chất.
Cho toàn bộ cơ chất và hóa chất cần dùng một lần ngay từ ban đầu vào thiết bị lên
men. Chỉ có NH
3
, dầu phá bọt, các chất hoạt động bề mặt… được bổ sung theo nhu cầu
trong quá trình lên men. Lượng môi trường ban đầu thường 60
÷
65% thể tích của
thùng. Khoảng trống của thùng dành cho bọt hoạt động. Phương pháp này thích hợp
với các cơ chất ít có tác dụng ức chế vi sinh vật ở nồng độ 10
÷

+ Lượng tế bào vi khuẩn tăng dần 0,13
÷
0,14 đến 1
+ Hàm lượng axit glutamic chưa có hoặc rất ít.
 Giai đoạn giữa:
Từ giờ thứ 10, 12 đến giờ thứ 24, 26, giai đoạn này giữ cho số tế bào không tăng
thêm nữa hoặc tăng rất ít. Quá trình chủ yếu giai đoạn này là đường và đạm vô cơ thấm
qua màng tế bào vi khuẩn và các quá trình chuyển hóa bởi các men và các phản ứng để
tạo ra axit glutamic trong tế bào. Lượng axit glutamic tạo thành lại hòa tan vào môi
trường làm cho pH giảm dần, CO
2
bay ra, bọt nhiều. Khi đó lượng đường hao nhanh từ
8,9% xuống 2,3%, pH giảm xuống còn dưới 7 cần phải bổ sung ure để pH tăng lên 8,
axit glutamic tăng từ 0 đến 30
÷
40g/l.
 Giai đoan cuối:
Những giờ còn lại tất cả các biểu hiện sinh tổng hợp đều giảm dần cho đến khi
hàm lượng đường chỉ còn
≤
1% thì lên men kết thúc.
2.3 Chủng sản xuất axit glutamic.
Các chủng Corynebacterium Glutamicum được dùng chủ yếu làm giống nuôi cấy
để sản xuất axit glutamic. Trong số này có các chủng trước đây gọi là Micrococcus nay
cũng được xếp vào giống Corynebacterium. Ngoài ra, trong công nghiệp còn thấy dùng
các chủng thuộc Brevibacterium Flavum và Divaricatum. Nhưng chủ yếu nhất vẫn là
chủng Corynebacterium glutamicum không bị giới hạn bởi nồng độ biotin có khả năng
lên men từ tinh bột, rỉ đường, ngô, khoai, khoai mì để tạo ra axit glutamic
SVTH: Dương Thanh Lam - 06SH
GVHD:PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh

Con đường EMP
NADPH
2
NADP
Izoxitrat dehydrogenaza
CO
2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 9 -
trên thế giới hiện nay sản xuất axit glutamic từ rỉ đường và tinh bột sắn, là hai nguồn
nguyên liệu chủ yếu.
Các chất khoáng thường được sử dụng trong quá trình sản xuất bao gồm:
K
2
HPO
4
, MnSO
4
, MgSO
4.,
Nguồn nitơ thường dùng là urê, với tỷ lệ phụ thuộc vào
từng chủng, cũng có thể dùng (NH
4
)
2
SO
4

,(NH
4
)Cl.

cần cho việc tổng hợp protein tế bào và chiếm tới 9,5% trọng lượng phân tử axit
SVTH: Dương Thanh Lam - 06SH
GVHD:PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 10 -
glutamic. Người ta thường dùng các loại muối chứa NH
4
+
như NH
4
Cl, (NH
4
)
2
SO
4
,
(NH
4
)
2
HPO
4
, NH
4
H
2
PO
4
, NH
4

4
: 0,05 ÷ 0,2% FeSO
4
: 0,0005 ÷ 0,01%
KH
2
PO
4
:

0,05 ÷ 0,2% MnSO
4
: 0,0005 ÷ 0,005%
MgSO
4
: 0,025 ÷ 0,1%
Trong đó K
+
,
Fe
+2

và đặc biệt

Mn
2+
là quan trọng để thu lượng lớn axit glutamic.
Ion K
+
cần cho tích lũy axit glutamic nhiều hơn là cho sinh trưởng.

Đa số vi khuẩn sinh axit glutamic sinh trưởng và tạo axit glutamic ở 30
0
C ÷ 35
0
C,
số ít ở 35÷37
0
C, cá biệt ở 41÷43
0
C. Nhiệt độ thích hợp nhất cho quá trình lên men là
26÷37
0
C, trong thực tế lên men ở 30÷32
0
C.
2.6.7 Ảnh hưởng của sự cung cấp oxy và khuấy trộn.
Sự cung cấp oxy và khuấy trộn trong khi lên men có ý nghĩa vô cùng quan trọng.
Do vi khuẩn lên men thuộc loại hiếu khí nên nếu không cung cấp đủ oxy cho chúng,
SVTH: Dương Thanh Lam - 06SH
GVHD:PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 11 -
đồng thời CO
2
sinh ra trong quá trình biến dưỡng quá nhiều thì tế bào vi khuẩn có khả
năng chết làm cho sinh khối giảm kéo theo sự suy giảm cả về lượng axit glutamic sản
xuất. Cung cấp oxy và khuấy trộn nhằm hai mục đích:
• Duy trì nồng độ oxy hoà tan ở mức trên giá trị tới hạn.
• Khống chế nồng độ CO
2
ảnh hưởng rất lớn tới sinh trưởng và tích lũy axit

axit glutamic trong môi trường lên men. [3,tr8]. Vì vậy, em chọn phương pháp lên men
trực tiếp 1 giai đoạn không bổ sung cơ chất để sản xuất axit glutamic.
3.1.4 Chọn phương pháp tinh chế.
Hiện nay có nhiều phương pháp kết tinh axit glutamic từ dịch nuôi cấy, nhưng
phương pháp điểm đẳng điện được áp dụng nhiều và phổ biến. Dựa vào tính chất ở
điểm đẳng điện khác nhau của các aminoaxit có điểm đông tụ khác nhau để tách axit
glutamic ra dễ dàng ( điểm đẳng điện của axit glutamic ở ph=3,22 [6]). Em chọn
phương pháp tinh sạch axit glutamic theo phương pháp điểm đẳng điện. Phương pháp
này đơn giản, dễ thực hiện, đang được áp dụng nhiều.
SVTH: Dương Thanh Lam - 06SH
GVHD:PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 13 -
3.1.5 Chọn dây chuyền sản xuất.
Qua tham khảo quy trình sản xuất bột ngọt của công ty Ajinomoto và một số tài liệu
liên quan em đưa ra quy trình sản xuất axit glutamic như sau:
SVTH: Dương Thanh Lam - 06SH
GVHD:PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
Xử lý rỉ đường
H
2
SO
4
98%
T
0
= 50÷60
0

pH = 8,0
τ = 30÷32 h
T
0
= 30÷32
0
C
40 – 90mg O
2
/ 1lít
urê 1,8%
dầu lạc 0,1%
Giống gốc
Nhân cấp I
CấpII
Lọc tách sinh khối
Cô đặc chân không
( pH = 5,5 – 6, t < 80
0
C, 17÷30 Bx )
Sinh khối VSV
Rỉ đường
Dịch lên men
Bã
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 14 - 3.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ.
3.2.1 Nguyên liệu rỉ đường.
Rỉ đường là nguyên liệu rẻ tiền và dễ kiếm, có hàm lượng biotin cao thuận lợi

tái chế
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 15 -
Mục đích: Trong rỉ đường có chứa nhiều canxi. Đây là kim loại có ảnh hưởng
đến quá trình lên men và kết tinh axit glutamic, vì vậy mục đích chính của quá trình
này là loại canxi khỏi rỉ mật. Ngoài ra, axit sunfuric được sử dụng để loại canxi còn có
vai trò thủy phân đường sacaroza trong rỉ đường thành glucose – nguồn dinh dưỡng
cho vi sinh vật lên men.
Hàm lượng thành phần Ca
2+
trong rỉ đường ban đầu là: 0.3 – 1.2 % [6]
Thông số kỹ thuật: Các điều kiện của quá trình thủy phân rỉ đường [6]
+ Nhiệt độ: 50 – 60
o
C
+ Thời gian: 40 – 60h
+ pH = 2,2 – 3,5; (điều chỉnh bằng H
2
SO
4
98%)
Tiến hành: Dùng H
2
SO
4
98%, đun nóng ở 50÷60
0
C trong vòng 60h. Sau thời gian
lưu khoảng 60h để tinh thể CaSO
4
có kích thước đủ lớn, đem ly tâm hỗn hợp sau xử lý

Thiết bị: Dùng thiết bị nhiệt 2 vỏ, có cánh khuấy PG6000 [12]
Hình 3.1 Thiết bị xử lý rỉ đường [5,tr92]
3.2.3 Ly tâm
SVTH: Dương Thanh Lam - 06SH
GVHD:PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
Hình 3.1: Thiết bị PG6000 [12]
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 16 -
Mục đích: Ly tâm là loại bỏ kết tủa và các chất cặn lắng. Sau thời gian thủy phân
khoảng 60h để tinh thể CaSO
4
có kích thước lớn, đem ly tâm hỗn hợp sau xử lý để
phân tách hai thành phần: Phần lỏng và phần rắn.
Phần lỏng gồm glucoza, fructoza được đưa vào tank để thực hiện tiếp quá trình xử
lý trước khi tiến hành lên men
Phần rắn gồm CaSO
4
, K
2
SO
4
, CaK
2
(SO
4
)
2
tiếp tục ly tâm lần hai để thu dịch lỏng
còn phần rắn được cung cấp cho nhà máy phân bón.
Thiếtbị: Máy ly tâm lọc SG1250 [13]
Hình 5.2 : Thiết bị ly tâm SG1250 [13]

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 17 -
Điều chỉnh pH đến 6,7÷6,9
Thiết bị: Sử dụng thiết bị bằng thép, bên trong có cánh khuấy.
3.2.5 Thanh trùng và làm nguội.
Mục đích: nhằm tiêu diệt các vi sinh vật có trong dich pha chế, đảm bảo độ vô
trùng trước khi tiến hành quá trình lên men. Sau khi thanh trùng xong cần phải hạ nhiệt
độ môi trường tới nhiệt độ lên men.
Thông số kỹ thuật: [1]
• Nhiệt độ thanh trùng:125
0
C
• Thời gian: 15 phút
• Làm nguội đến nhiệt đô: 30
0
C – 32
0
C
Tiến hành dịch được bơm ngựơc chiều với hơi nước, để tạo ra quá trình trao đổi
nhiệt. Thanh trùng ở 125
0
C, thời gian: 15 phút, hơi có áp suất: 0,6 Mpa.
Thiết bị: Dùng thiết bị thanh trùng alpha - laval.
3.2.6 Giống sản xuất.
Mục đích: Là tạo ra đủ số lượng giống cần thiết cho quá trình lên men.
Thông số công nghệ: Sử dụng vi khuẩn Corynebacterium glutamicum. Quá trình
nhân giống được tiến hành qua các bước sau:
SVTH: Dương Thanh Lam - 06SH
GVHD:PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
Hình 3.4. Thiết bị thanh trùng bản mỏng [14]
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 18 -

Thời gian: 28÷32 giờ.
Áp suất: 1kg/cm
2
.
Lượng không khí: 30÷40cm
3
/giờ cho 1m
3
môi trường.
Cánh khuấy hai tầng: 180÷200vòng/phút.
Khi pH giảm đến 7 thì phải bổ sung urê để cho pH tăng lên 8, sử dụng urê 1,2%.
Khi bọt nhiều phải tiếp giống để phá bọt tạo điều kiện để CO
2
thoát ra.
Xử lý dầu: Trong quá trình lên men, do hoạt các nấm men của vi khuẩn, thải ra
nhiều CO
2
, tạo ra nhiều bọt, vì vậy cần phải dùng một lượng dầu thích hợp để phá bọt.
Sử dụng dầu lạc 0,1%.
Tiến hành : Lên men tiến hành qua 3 giai đoạn [4, tr120]
-Giai đoạn đầu : 8÷12h, giai đoạn này chủ yếu là tăng sinh khối. Các chất có
trong môi trường thẩm thấu vào tế bào làm cho vi khuẩn lớn lên đạt kích thước cực đại
SVTH: Dương Thanh Lam - 06SH
GVHD:PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
Hình 3.5: Thiết bị nhân giống [15]
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 19 -
và bắt đầu sinh sản, phân chia. Ở giai đoạn này axit glutamic tạo ra rất ít. pH có tăng từ
6,5÷6,7 lên 7,5÷8 (do bổ sung urê).
-Giai đoạn giữa : từ giờ thứ 10,12 đến giờ thứ 24,26. Giai doạn này không tăng
số lượng tế bào hoặc tăng rất ít Lượng axit sinh ra nhiều làm pH giảm nên phải bổ

M
YG80/ 800 – U
K
B
[17]
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 21 -
3.2.10 Tẩy màu.
Mục đích là dùng than hoạt tính để hấp thụ những chất màu tạo cho dung dịch
axit glutamic có độ trong sáng.
Dịch sau cô đặc được cho vào thiết bị tẩy màu đồng thời với than hoạt tính . Thời
gian lưu lại trong thiết bị là 30 phút. Sau đó đưa đi xử lý tiếp theo
Thiết bị được sử dụng có thân hình trụ làm bằng thép không gỉ , đáy và nắp bằng.

Hình 3.9 Thiết bị tẩy màu
CPG [19]
3.2.11 Lọc ép.
Mục đích: Sau khi dùng than hoạt tính để tẩy màu thì cần phải tách than hoạt tính
ra để đi tái chế, còn dịch được đem đi qua công đoạn kết tinh axit glutamic
Chọn thiết bị lọc: Dùng thiết bị lọc ép X
A
M
S10/ 500 – U
K
B
[20]
Hình 3.10 : Thiết bị lọc ép khung bản X
A
M
S10/ 500 – U
K

Thiết bị: : Thiết bị ly tâm lọc tháo chất rắn tự động ở đáy. [22]
SVTH: Dương Thanh Lam - 06SH
GVHD:PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 23 -
Hình 3.12: thiết bị ly tâm SGZ1500 [22]
3.2.14 Rửa- Lọc băng tải.
Mục đích: Làm sạch tinh thể axit glutamic thu nhận được sau khi ly tâm và làm
giảm độ ẩm của tinh thể axit trước khi tiến hành sấy.
Thiết bị: Sử dụng thiết bị lọc băng tải Belt Fiter. [23]

3.2.15 Sấy
SVTH: Dương Thanh Lam - 06SH
GVHD:PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
Hình 3.13: Thiết bị Belt Fiter [23]
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 24 -
Mục đích của công đoạn này là nhằm tách hoàn toàn nước ra khỏi axit glutamic
trước khi đưa tinh thể axit glutamic vào đóng gói rồi bảo quản.
Tiến hành : Axit glutamic ẩm đưa vào thiết bị sấy nhờ cơ cấu rung và chạy trên
băng chuyền liên tục, không khí nóng được thổi liên tục vào làm bay hơi ẩm và làm
khô axit. Nhiệt độ sấy <80
0
C thường từ 70- 80
0
C là thích hợp.
Quá trình kết thúc axit glutamic chỉ còn độ ẩm khoảng 0,5- 1%.
Thiết bị: Sử dụng máy sấy rung băng tải [23]
3.2.16 Làm nguội
Tinh thể axit glutamic được làm nguội trên băng tải làm nguội trước khi bao gói.
3.2.17 Phân loại, bao gói.
Mục đích: Nhằm phân loại sản phẩm, bảo quản sản phẩm, tạo sản phẩm hoàn