Bài giảng CÔNG NGHỆ lên MEN KTSXDP

CÁC PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN LÊN MEN BỀ MẶT Bề mặt dịch thể • VSV hiếu khí • Môi trường lỏng • Cấp khí vô trùng, làm mát • Ưu: đơn giản • Nhược: Khó giữ vô trùng Khó cơ khí hóa và tự động hóa Tốn nhân công, tốn diện tích 121517 6 CÁC PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN LÊN MEN BỀ MẶT Bề mặt bán rắn • Các loại hạt mảnh, phế liệu hữu cơ, bã mía,… • Xử lý (nấu chín) bổ sung chất dinh dưỡng • Quạt thổi khí vô trùng, độ ẩm 6070%

CÔNG NGHỆ LÊN MEN

(Fermentation)

MỤC TIÊU HỌC TẬP

Sau khi học xong SV cần:

1.Trình bày được các phương pháp lên men cơ bản

2.Nêu được các yêu cầu kỹ thuật trong quá trình lên men

3.Nêu được các bước trong quá trình xử lý dịch lên men

ĐẠI CƯƠNG VỀ LÊN MEN

• Định nghĩa:

Thuật ngữ sự lên men (fermentation) ra đời

chỉ quá trình biến đổi yếm khí của vsv

CN LÊN MEN LÀ MŨI NHỌN CỦA CNSH

• Đối tượng là VSV: nấm men, nấm mốc,Vi

khuẩn, xạ khuẩn

• Ưu điểm :

- Dễ thích nghi (có ở mọi nơi)

- Không phụ thuộc MT, thời tiết

- Tốn ít diện tích

- Tốc độ sinh trưởng nhanh

- Dễ nuôi cấy (có thể tận dụng phế liệu)

Các phương thức lên men (4)

• Theo kiểu vận hành: gián đoạn, bổ sung, liên tục

• Theo độ kín của hệ thống: LM hở, LM vô trùng

• Theo sự thông khí: hiếu khí, kỵ khí

• Theo kiểu thiết bị sử dụng:

CÁC PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN

- Khó cơ khí hóa và tự động hóa

- Tốn nhân công, tốn diện tích

CÁC PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN

LÊN MEN BỀ MẶT

Bề mặt bán rắn

• Các loại hạt mảnh, phế liệu hữu cơ, bã mía,…

• Xử lý (nấu chín) bổ sung chất dinh dưỡng

• Quạt thổi khí vô trùng, độ ẩm 60-70%

- Khó cơ khí hóa và tự động hóa

- Tốn nhân công, tốn diện tích

CÁC PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN

• LÊN MEN CHÌM ( VSV hiếu khí và kỵ khí)

• Ưu : - Tốn ít diện tích

- dễ cơ giới hóa và tự động hóa

- Kiểm soát toàn bộ dễ dàng

- Chi phí nhân lực cho 1 đv SP thấp

Nhược:

- Kinh phí lớn cho trang thiết bị

- Cán bộ chuyên môn hóa

- Không thể xử lý cục bộ

- Phế liệu thải ra dễ ô nhiễm MT

CÁC PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN

(theo phương pháp- kiểu vận hành)

Lên men bán liên tục -Định kỳ bổ sung chất dinh dưỡng và thu SP

CÁC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ TRONG

CÔNG NGHỆ LÊN MEN

Trước lên men Thiết bị

• Giữ giống TB lên men

• Tuyển chọn giống TB cấp khí

• Chuẩn bị môi trường TB lọc

Trong lên men

• Hoạt hóa giống

• Khử trùng môi trường và thiết bị Trống

• Nhân giống Ép khung bản

• Lên men: - lấy mẫu kiểm tra

- Khuấy trộn

- Làm lạnh

- Cấp khí

- Phá bọt

QUÁ TRÌNH LÊN MEN

– Cung cấp oxy hòa tan

– Thời gian nuôi cấy

– Chất tiền thể

CÁC GIAI ĐOẠN CHÍNH CỦA QUÁ

• Hoạt hóa giống

- Kiểm tra độ thuần khiết

- Kiểm tra khả năng hồi biến tính hoang dại

- Hoạt hóa giống

GĐ CHUẨN BỊ GIỐNG

• NHÂN GIỐNG

- Làm quen với môi trường dịch thể

- Tăng số lượng tế bào ở giai đoạn phát triển

GĐ CHUẨN BỊ MÔI TRƯỜNG

• C,H,O,N: lượng lớn

• P,S,Ca,Fe: lượng vừa

• Mn,Na, Zn, Co: vi lượng

• Nguồn hydrat cacbon:

- Tinh khiết: glucose, saccharose, tinh bột…

- Tạp chất : rỉ đường, bột ngũ cốc, cám,

nước thải nhà máy hoa quả, nhà máy sữa…

- Ng/liệu rẻ tiền, dễ kiếm, tận dụng phụ phẩm

ngành CN khác

MÔI TRƯỜNG – HYDRAT

MÔI TRƯỜNG -HYDAT CACBON

Dầu thực vật:

- Dầu đậu nành, dừa, lạc, hướng dương

+ Nguồn Carbon

+ Dùng trong lên men kháng sinh

+ Dùng trong lên men bổ sung dinh

dưỡng gián đoạn

MÔI TRƯỜNG- NITƠ

Dạng vô cơ : NH4+,

NO3-Dạng hữu cơ : Pepton, các axit amin:

• Dịch thủy phân nấm men hay cao nấm men

• Acid amin, các vitamin nhóm B

• Bột đậu nành sau khi tách dầu

• Khô lạc, protein, axit béo

• Cao ngô, axit amin, peptid

– Nitơ hữu cơ của cao ngô dễ tiêu hóa

– Bổ sung nitơ chất kich thích sinh trưởng

MÔI TRƯỜNG: P, KHOÁNG,…

> Photpho

• P hữu cơ: Bột đậu, bột bắp, bã rượu…

• P vô cơ: KH2PO4, KHPO4

> Vitamin chất kich thích sinh trưởng:

• Cao ngô, rỉ đường, muối cô ban

> Dầu thực vật

> Chất tiền thể: mcg/l

Khử trùng môi trường và thiết bị

Mục đích:

• Tạo độ vô trùng

• Tăng độ tinh khiết của sản phẩm

• Tăng hiệu suất lên men

• Hồ hóa các thành phần chứa tinh bột

CÁC QUÁ TRÌNH TRONG LÊN MEN

• Khuấy trộn và sục khí

- Tăng tiếp xúc giữa các tế bào và môi

trường dinh dưỡng, oxy

- Ngăn cản sự kết lắng của tế bào

- Cung cấp oxy cho tế bào hiếu khí

- Khuấy trộn mạnh quá: phá vỡ tế bào, tạo

pellet chắc, nhỏ

- Khuấy trộn nhẹ quá: tạo các pellet rỗng,

giảm tiếp xúc với oxy và môi trường

THIẾT BỊ LÊN MEN - FERMENTOR

Cấu tạo

• Thủy tinh hoặc thép inox

• V từ 2lit đến 300m khối, tùy quy mô sử

THIẾT BỊ LÊN MEN - FERMENTOR

Yêu cầu kĩ thuật

- Bằng thép không rỉ

- Chịu được áp suất khí khử trùng

- Cung cấp oxy hòa tan cho VSV hiếu khí

- Có cánh khuấy trộn

- Có t/bị trao đổi nhiệt, điều nhiệt

- Có máy đo oxy hòa tan

- Có máy đo pH và tự động điều chỉnh pH

- Có máy dò bọt và tự động phá bọt

Ví dụ 1 kiểu nồi lên men

Vấn đề cấp không khí vô trùng

• Vấn đề khó nhất của CNLM

• Phải tách hết hơi ẩm trong không khí

• Nồng độ VSV/kk phụ thuộc vào vị trí xây dựng

nhà máy ( xa khu dân cư, khu đang xây dựng)

• Yêu cầu phải lọc sạch ≈ tuyệt đối

• Chi phí điện năng cho lọc khí rất lớn

Hệ thống quy trình chế biến sữa chua Vinamilk được điều khiển

bằng hệ thống thiết bị hiện đại theo tiêu chuẩn Châu Âu

CO2 sinh ra khi sản xuất Wisky

SX vaccin ở Việt Nam

Giai đoạn sau lên men

1 Tách sinh khối (lọc, ly tâm…)

2 Giải phóng chất nội bào

Giai đoạn sau lên men

Tách sinh khối:

Lọc môi trường lên men (hoặc ly tâm)

Hạ nhiệt độ xuống đến 4 độ C- giữ hoạt tính Dùng chất trợ lọc ….(diatomits)

Nếu SP/dịch lọc: Loại sinh khối

Nếu SP/sinh khối: loại bớt dịch lọc

Muốn giải phóng hoạt chất ra ngoài tế bào: phá màng tế bào (= acid hóa)

Máy lọc trống

Máy lọc khung bản

Các quá trình sau lên men

Xin trân trọng cảm ơn

sự chú ý lắng nghe!