1
CHƯƠNG 3
Kỹ thuật và phương pháp chung
I. Những ưu điểm của vi sinh vật trong công nghệ sinh học
II. Sơ đồ tổng quát và các công đoạn chính của quá trình lên
men công nghiệp
III. Kỹ thuật và phương pháp cơ bản
3.1. Giống cho sảnxuất
3.2. Nguồndinhdưỡng và môi trường lên men
3.3. Hệ thống thiếtbị
3.4. Thiếtkế công nghệ
3.4. Khử trùng
3.5. Thu nhậnsảnphẩmlênmen
Saccharomyces cerevisiae
Lactic acid bacteria
Lactobacillus acidophilus
Brevibacterium linens
Wine, vinegar, beer, yogurt
Bacillus subtilis
Penicillium
Trichoderma
Spirulina platensis
Aspergillus oryzae
Streptomyces
Antibiotics, enzymes, vitamins
2
QUY TRÌNH LÊN MEN
3.2. Nguồndinhdưỡng và môi trường lên men
•Nước
•Nguồn carbon
•Nguồnnitơ

• Các nguyên liệu đường: mậtrỉ, các loạinước
trái cây, đường đơn, đường kép
• Các nguyên liệuchứa tinh bột
3.2. Nguồndinhdưỡng và môi trường lên
men
Nguồnnitơ
¾ Là thành phầncủanhiềuchất có trong tế bào
¾ Nguồn cung cấp
•Vôcơ
muối ammonium, VD: ammonium phosphate
•Hữucơ
Amino axit, sảnphẩmthủy phân từ protein
3.2. Nguồndinhdưỡng và môi trường lên
men
4
Nguồnnitơ
¾ Nguồnnitơ tổng hợp: SA (sulffat ammonuim), DAP
(Diammonium phosphate), urê.
¾ Nguồn nitrogen tự nhiên:
-Bột đậutương được dùng như là một nguồnnitơ kĩ
thuậttương đốiphổ biến trong nhiềumôitrường
dinh dưỡng.
-Nướcchiếtbắp, cao bắp, cao nấm men.
- Ngoài ra. Có thể sử dụng bột đậu nành hay bột
đậu khác giàu đạm
3.2. Nguồndinhdưỡng và môi trường lên
men
Các nguyên tố khác và vitamin
¾Ngoài nguồnC vàN, môitrường dinh dưỡng
cần đủ các nguyên tốđalượng và vi lượng khác

3.3. Hệ thống thiếtbị
Trướclênmen
-Bể hay bồnchứacơ chất ban đầu để trữ
nguyên liệuchosảnxuất
-Thiếtbị nghiền nguyên liệuthô
-Thiếtbị trộn nguyên liệuvàphachế môi
trường nuôi
-Thiếtbị khử trùng
3.3. Hệ thống thiếtbị
Lên men
Fermentor là gì?
Nơixảyraquátrìnhbiến đổi hóa học, sinh học
Sinh khối
Môi trường nuôi
cấy
Vi sinh vật
Phân tử sinh
học
Sp bậchai
Alcohol
Acetic Acid, etc
7
Fermenter Types
9Shaking Tank
9Bubble Column
9Airlift
9Packed Bed
9Fluidized Bed
Fermentor: Shaking tank
9Working volume = (60-70) % of

Vậnchuyển không khí (Airlift)
Packed bed
9
Fluidized bed
3.3. Hệ thống thiếtbị
Sau lên men
-Thiếtbị tách tế bào
-Thiếtbị phá vỡ tế bào:
Dùng thu nhậncácsảnphẩmnội bào
-Thiếtbị cô đặc: Làm bốchơi, lọc màng, trao đổi ion, hấpthu
-Thiếtbị dùng cho phản ứng tạosảnphẩm
-Thiếtbị kết tinh:
bộtngọt, citric acid…
-Sắckí: tinh chế sảnphẩm
-Thiếtbị sấy
-Các thiếtbịđểchế biếnvàbảoquảnsảnphẩmnhư
rửa, sấy…
3.4. Thiếtkế công nghệ
Thiếtkế công nghệ
Thiếtkế nhà máy
Thiếtkế máy móc
10
Nguyên tắc
•Dựavàođặc điểm sinh lý củagiống VSV
•Dựavàođặc tính sinh hóa
•Dựavàođặc điểmsảnphẩm
3.4. Thiếtkế công nghệ
3.4. Thiếtkế công nghệ
Lên men
Công nghệ

không hoàn toàn, SP
cuốilàcácchấttrung
gian và E.
•Năng lượng tự do
thấphơn
Khác nhau
Lên men hiếukhí
¾Là quá trình chuyển hóa vậtchấtkhicó
mặto
2
¾Oxi ở dạng
• Hòa tan (VSV thường sử dụng – trựctiếp)
• Liên kết (thủy phân cơ chất – gián tiếp)
• Tự do (VSV không sử dụng – không thể)
3.4. Thiếtkế công nghệ
Lên men hiếukhí
Vai trò củacánhkhuấy
¾Làm xáo trộn môi trường
¾Phá lớpsảnphẩmtraođổichất xung
quanh tế bào
¾Làm tăng nhanh tốc độ hòa tan củaoxi
¾Làm tăng tốc độ sinh sảncủavsv
¾Đẩy nhanh các chấtkhí(H
2
S, NH
3
…) ra
khỏimôitrường lên men
3.4. Thiếtkế công nghệ
12

phẩmbậc hai
¾ Thông thường, trên bề mặt có nhiềuván
• Ván: xác chếtvsv, chấthữucơ có tỉ trọng nhỏ
hơn dung dịch -> ảnh hưởng quá trình lên
men, thoát khí độc
• Cầnthiếtkế thiếtbị phá ván
3.4. Thiếtkế công nghệ
Các yếutốảnh hưởng đến quá
trình lên men?
¾ Giống
¾Thành phầndinhdưỡng
¾ pH
¾ Nhiệt độ
¾ Độ ẩm
¾ Hàm lượng oxy hòa tan
¾ Tốc độ khuấytrộn
¾…
3.4. Khử trùng
¾ Loạibỏ các nguồnvấynhiễm (không khí, nước, nguyên liệu…)
¾ Các phương pháp khử trùng
•Nhiệt ướt
•Nhiệtkhô
•Lọc:
bông đá, bông thủy tinh, màng lọc
•Hóachất (NaoH, H
2
O
2
…)
•TiaUV

ếtbị lên men?
7. Trình bày các phương pháp thu nhậnsinhkhối vi sinh vật?
8. Trình bày các phương pháp thu nhậnsảnphẩmtraođổichất
bậc hai?