TIỂU LUẬN TÌM HIỂU CÁC THIẾT BỊ LÊN MEN

Thiết bị trước lên men• Nồi phản ứng Dùng để trộn đều nguyên liệu và pha chế môi trường nuôi cấy Cửa quan sát Cửa thoát chất tải Đầu nối ống nạp nguyên liệu Ống quá áp Ống nối để nạp ch

Tiểu luận môn: Công nghệ lên men thực phẩm

Tìm hiểu các thiết bị lên men

Người thực hiện:

1.Nguyễn Thị Hồng- 581128 (K58CNSTHA)

2.Bùi Thị Nga- 581157 (K58CNSTHA)

3 Nguyễn Thị Yến- 581203 (K58CNSTHA)

Vi sinh vật

Cơ chất

Thiết bị lên men

Ngày xưa

Ngày nay

Trước lên men

Trong lên men

Sau lên men

1 Thiết bị trước lên men

 Bể hay bồn (Tank)

 Máy nghiền

Thiết bị để xử lý nguyên liệu

Thiết bị để trộn đều nguyên liệu và pha chế môi

trường nuôi cấy như nồi phản ứng

Thiết bị khử trùng

1 Thiết bị trước lên men

Máy nghiền búa

Máy nghiền hai trục

Hệ thống tank

Dưới đây là hình ảnh của một số thiết bị trước lên men

1 Thiết bị trước lên men

• Nồi phản ứng

Dùng để trộn đều nguyên liệu và pha chế môi trường nuôi cấy

Cửa quan sát Cửa thoát chất tải

Đầu nối ống nạp nguyên liệu Ống quá áp

Ống nối để nạp chất tải

Ống chảy tràn sản phẩm

Cửa vào chất tải nhiệt

Làm bằng thép hay

bằng gang tráng men

Dạng xilanh đứng có thể tích từ 0,1- 100m3

Sau khi nạp vào thiết bị một

lượng nước nhất định, tiến

hành chất liệu các cấu tử

dạng hạt bằng băng tải.Môi

trường sẽ được đun nóng

đến một nhiệt độ đã cho

bằng phương tiện điều

chỉnh tự động

1 Thiết bị trước lên men

•Thiết bị khử trùng

Thường dùng hơi nước áp

suất và trong sản xuất lớn

thì việc khử trùng các môi

trường nuôi cấy, dụng cụ

sẽ được tiến hành trong

các nồi hơi:

2 Hệ thống lên men (Bioreactor)

Bioreactor là thiết bị quan trọng để thực hiện các quá trình sản xuất sinh học như lên men bia, acid hữu cơ, acid amin, kháng sinh, enzyme, vaccine, xử lý chất thải

Trong thiết bị lên men vi sinh vật được phân tán trong môi trường, khí

O2 và các chất dinh dưỡng được tế bào hấp thụ đồng thời các sản phẩm như nhiệt độ, CO2, các chất biến dưỡng không cần thiết phải được loại ra khỏi tế bào

Có hai loại lên men chính là: lên men chìm và lên men nổi

Cả lên men chìm và lên men nổi đều có thể tiến hành trong điều kiện hiếu khí hoặc kỵ khí

2 Hệ thống lên men (Bioreactor)

2.1 Thiết bị lên men chìm

 Hệ thống sử dụng các thiết bị thông khí và khuấy trộn cơ học

 Hệ thống sử dụng hệ thống bơm cơ học hoặc bơm khí động học

2.2 Thiết bị lên men rắn (Thiết bị lên men nổi)

2.2.1 Thiết bị lên men rắn ở quy mô phòng thí nghiệm

2.2.2 Thiết bị lên men rắn ở quy mô công nghiệp

2.2.3 Sản phẩm của lên men rắn

2.1.1 Các sản phẩm lên men trong công nghiệp thực phẩm

2.1 Thiết bị lên men chìm

Tùy theo tính chất của quá

trình lên men mà các thiết bị

lên men sẽ khác nhau ít hoặc

nhiều. 

Cấu tạo chung của thiết bị lên men

Phá bọt

Đưa canh trường

Đưa cơ chất, dưỡng chất

Đưa axit hay kiềm

Lớp áo nước để gia nhiệt

Đưa khí vào

Lấy mẫu kiểm tra

7 : đưa nước hay hơi nước

vào và ra thùng để gia nhiệt,

làm lạnh hay điều hòa nhiệt

độ cho môi trường lên men

8 : đưa hơi nước vào thùng

để thanh trùng hay tiệt trùng rồi sau đó dẫn nước ngưng

2.1 Thiết bị lên men chìm

Để nâng cao khả năng thông khí và khuấy trộn người ta sử dụng hai

hệ thống bioreactor phổ biến sau:

• Hệ thống sử dụng các thiết bị

thông khí và khuấy trộn cơ học

Bồn lên men với hệ thống khuấy trộn ở trung tâm

Các thiết bị này có chứa một

hoặc nhiều cánh khuấy

Các cánh khuấy giúp tăng O2 hòa tan,

giúp các thành phần trong bồn lên men

được phối trộn đều với nhau, tạo điều

kiện cho chất dinh dưỡng và khí O2

thấm vào trong tế bào, cho phép trao

đổi nhiệt tốt hơn

2.1 Thiết bị lên men chìm

• Hệ thống sử dụng hệ thống bơm cơ học hoặc bơm

khí động học

Các thiết bị mà bên trong nó có trang bị các vòi phun, ống khuếch tán, các bộ làm sủi bọt để nạp không khí đều thuộc loại này

Không khí vào được sử dụng để khuấy trộn canh trường, để đảm bảo nhu cầu oxy cho vi sinh vật và để thải các chất chuyển hoá

 Ngoài ra còn có một số thiết

bị lên men khác như :

- Thiết bị lên men có giá thể

hạt dạng nhỏ giọt

- Thiết bị lên men dạng sủi bọt

- Thiết bị lên men có giá thể

hạt trong môi trường lỏng

2.1 Thiết bị lên men chìm

Thiết bị lên men khuấy trộn bằng khí động học và thông

gió môi trường

Khớp nối

Tb thổi khí Ông xoắn

Cửa

Cầu thang

Ống khuếch tán có miệng loa ở đáy

Ống quá áp

Trong quá trình này khí được

sục từ đáy của thiết bị lên men

tạo thành bọt và đi lên làm cho

chất lỏng cũng đi lên

Hệ thống lên men loại này đã

được dùng để sản xuất sinh

khối protein từ methanol nhờ

Methylophilus methylotrophus

2.1.1 Các sản phẩm lên men trong công nghiệp thực phẩm

Các sản phẩm từ sữa (phô mai, sữa chua), sản phẩm từ cá và thịt

Thức uống (rượu, trà và cà phê)

Nấm men bánh mì (Baker’s yeast)

Phu gia thực phẩm ( chất chống oxi hóa, chất tạo màu, gia vị, ) Các thực phẩm truyền thống (nước tương, tempeh, miso)

Amino acid, vitamin

Các sản phẩm từ tinh bột

Glucose, siro có hàm lượng fructose cao (high-fructose syrup) Các protein được cải biến, pectin

2.2 Thiết bị lên men rắn

2.2.1 Thiết bị lên men rắn ở quy mô phòng thí nghiệm

Hệ thống SSF quy mô PTN

2.2.2 Thiết bị lên men rắn ở quy mô công nghiệp

Thiết bị lên men

có sục khí không đảo trộn

2.2.3 Sản phẩm của lên men rắn

 Cơ chất sử dụng: hạt ngũ cốc, cám lúa mì, mùn cưa hay gỗ dăm bào, và nhiều loại nguyên liệu từ động vật và thực vật

 Thực phẩm lên men cơ chất rắn:

- Ở phương Đông: nước tương, temped, sản xuất enzyme trên quy mô công nghiệp

- Ở phương Tây: thức ăn giá súc ủ chua (silage), nuôi trồng nấm, sản xuất phô mát và sauerkraut, và làm phân bón từ thực vật và chất thải động vật

- Một số sản phẩm khác : ethanol, methane, sinh khối sinh vật có thể ăn được (edible biomass)

3 Thiết bị sau lên men

Qúa trình sau lên men liên quan đến tách chiết và tinh chế sản phẩm thành dạng thích hợp cho mục đích sử dụng

Các loại sản phẩm như amino acid, vitamin, acid hữu cơ, dung môi, enzyme, vaccine, protein trị liệu, kháng thể đơn dòng…

Bởi vậy thiết bị sau lên men được chia làm hai nhóm chính: Thiết bị dùng để tách chiết dịch lên men trong bioreactor thành pha lỏng và pha rắn; Thiết bị dùng để tinh sạch sản phẩm

3.1 Thiết bị dùng để tách chiết dịch lên men

Qúa trình xử lý sau lên men phụ thuộc rất nhiều vào tính chất vật lý

Thiết bị tách tế bào: Các bồn lắng, các loại máy li tâm, bộ lọc ép hoắc lọc chân không quay Đây là các thiết bị dùng cho công nghệ thực phẩm.

Thiết bi phá vỡ tế bào:

Dùng thu nhận các sản phẩm nội bào như máy siêu âm ( Sonicator), máy

sử dụng áp suất cao (French press), máy lắc phá vỡ tế bào bằng bột thủy tinh.

Để tiến hành cô đặc người ta sử dụng phương pháp trích lý, làm kết tủa hoặc sử dụng các thiết bị cô đặc làm bốc hơi, lọc màng, trao đổi ion hấp thụ

Cô đặc là quá trình làm tăng nồng độ của chất rắn hòa tan trong dung dịch bằng cách tách 1 phần dung môi ở dạng hơi hay kết tinh chất tan.

Máy li tâm

Máy siêu âm (sonicator) Thiết bị cô đặc chân không

3.2 Thiết bị dùng để tinh chế sản phẩm

Thiết bị sử dụng để tinh chế sản

phẩm bao gồm các thiết bị sắc ký hấp

thụ, sắc ký ái lực, sắc ký trao đổi ion,

thiết bị kết tinh dùng cho một số sản

phẩm như bột ngọt…

Ngoài ra còn có thiết bị dùng cho

phản ứng tạo sản phẩm, thiết bị sấy

dùng để chế biến và bảo quản sản

phẩm…

Qúa trình xử lý sau lên men là một

công đoạn tốn nhiều chi phí trong toàn

bộ quá trình sản xuất Sự cải tiến quá

trình xử lý sau lên men sẽ giúp tăng hiệu

quả và giảm chi phí của toàn bộ quy trình

Sắc ký trao đổi ion

1 Kết luận

Lên men là một quá trình tương đối phức tạp, cần khống chế chặt chẽ theo quy trình công nghệ hiện đại để quá trình lên men đạt hiệu quả cao

Tùy theo điều kiện cụ thể mà ta sẽ có những điểm ưu tiên nhất định hay những yêu cầu tiên quyết Từ đó, chọn lựa thiết bị lên men phù hợp

Thiết kế quá trình xử lý sau lên men phải phù hợp với từng sản phẩm và giá thành sản phẩm

• Ngô Xuân Mạnh (2013) Giáo trình công nghệ sinh học thực

phẩm Nhà xuất bản Đại Học Nông Nghiệp.

• Nguyễn Hữu trí (9/2011) Công nghệ lên men Ngày truy

cập16/2/2016.http://www2.hcmuaf.edu.vn/data/nhtri/Chuong

%202%20Cong%20nghe%20len%20men%201.pdf

• Lê Văn Hoàng Các phần máy và các thiết bị chẩn bị nguyên

liệu Ngay truy cập 16/2/2016 Đường dẫn

http://voer.edu.vn/c/may-va-thiet-bi-chuan-bi-nguyen-lieu/51712eb9/e53e0bddo

• Nguyễn Quốc Hải (9/2014) Luận văn đề tài sấy tầng sôi

Ngày truy cập 16/2/2016

http://luanvan.co/luan-van/de-tai-say-tang-soi-57371/

•

http://hoctp.com/cong-nghe-san-xuat/qua-trinh-thiet-bi-len-men/qtlm42-chuan-bi/index.html