THIẾT KẾ QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYME ɑ AMYLASE TỪ BACILLUS SUBTILLIS VỚI NĂNG SUẤT 200 TẤNNĂM

THIẾT KẾ QUY TRÌNH SẢN XUẤT ENZYMEɑ AMYLASE TỪBACILLUS SUBTILLIS VỚI NĂNG SUẤT 200TẤNNĂMMỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1 1 1 Sơ lược về emzyme ɑ Amylase 1 1 1 1 Khái niệm 1 1 1 2 Phân loại, danh pháp 2 1 1 3 Cấu trúc phân tử 2 1 1 4 Tính chất α amylase 2 1 1 5 Cơ chế xú. Nƣớc ta là nƣớc có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, rất thuận lợi cho sự pháttriển của vi sinh vật. Đó là lợi thế giúp cho ngành công nghiệp sản xuất enzymepháttriển mạnh mẽ. Chế phẩm enzyme amylase của nấm mốc có vai trò đặcbiệt quan trọng đối với rƣợu cồn, thực phẩm lên men, công nghiệp dệt, sản xuấtthức ăn gia súc và cả trong y học.Để đáp ứng nhu cầu sử dụng enzyme ngày càng cao với quy mô côngnghiệp, các nhà máy công suất lớn ra đời để sản xuất lƣợng enzyme cần thiếtcho thị trƣờng. Từ đó đƣa đến vấn đề tính toán thiết kế các thiết bị, quy mô, sảnlƣợng lợi nhuận cũng nhƣ những rủi ro có thể xảy ra đối với hệ thống nhà máysản xuất. Xuất phát từ nhƣ cầu và tính ứng dụng rộng rãi của enzyme lipase, đềtài “Thiết kế quy trình sản xuất enzyme ɑ amylase từ Bacillus subtillis vớinăng xuất 200 tấnnăm”.

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ĐẶT VẤN ĐỀ CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Sơ lƣợc emzyme ɑ-Amylase 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Phân loại, danh pháp 1.1.3 Cấu trúc phân tử 1.1.4 Tính chất α-amylase 1.1.5 Cơ chế xúc tác 1.1.6 Ứng dụng α-amylase 1.2 Bacillus subtillis 1.2.1 Đặc điểm vi khuẩn 1.2.2 Bộ gen 1.2.3 Phân loại khoa học 1.2.4 Đặc điểm nuôi cấy a Môi trƣờng cấy b Tối ƣu hóa điều kiện để tạo α-amylase cao B subtilis c Nồng độ nitơ tinh bột tối ƣu d Ảnh hƣởng pH nhiệt độ e Thời gian tối ƣu để sản xuất α -amylase 1.2.5 Đặc điểm sinh hóa 1.2.6 Ứng dụng Bacillus subtilis a Ảnh hƣơng thành phần môi trƣờng dinh dƣỡng b Ảnh hƣởng điều kiện nuôi c pH môi trường d Độ thơng khí e Mật độ tế bào 1.3 Lựa chọn phƣơng pháp nuôi cấy CHƢƠNG LỰA CHỌN, PHÂN TÍCH, QUY TRÌNH SẢN XUẤT 14 2.1 Lựa chọn công nghệ 14 2.1.1 Phƣơng pháp lọc 14 2.1.2 Phƣơng pháp ly tâm 17 2.1.3 Phƣơng pháp sấy 17 2.2 Lựa chọn nguồn nuôi cấy Bacillus subtillis 19 2.2.1 Nguồn Carbon 19 2.2.2 Nguồn Nitơ 20 2.2.3 Môi trƣờng nuôi cấy 21 2.3 Lựa chọn phƣơng pháp nuôi cấy B subtillis 21 2.4 Phƣơng pháp thu nhận enzyme ɑ -amylase 23 QUY TRÌNH SẢN XUẤT 26 Thuyết minh quy trình 27 CHƢƠNG TÍNH TỐN CÂN BẰNG VẬT CHẤT 30 3.1 Kế hoạch sản xuất 30 3.2 Tính tốn cân vật chất cho giai đoạn 30 3.2.1 Quá trình sấy 30 3.2.2 Quá trình ly tâm 31 3.2.3 Quá trình kết tủa 31 3.2.4 Quá trình lọc bỏ sinh khối 31 CHƢƠNG TÍNH TỐN THIẾT BỊ 33 4.1 Tính tốn thiết bị lên men 33 4.1.1 Tính tốn thiết kế bể lên men 33 4.1.2 Thiết kế cánh khuấy 34 4.1.3 Kiểm soát nồng độ oxy 35 4.2 Các thiết bị tinh 38 4.2.1 Thiết bị lọc khung 38 4.2.2 Thiết bị kết tủa 40 4.2.3 Thiết bị ly tâm lạnh 42 4.2.4 Thiết bị sấy phun 45 CHƢƠNG TÍNH HIỆU QUẢ KINH TẾ 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Enzyme ɑ- amylase Hình 1.2 Cơng thức enzyme ɑ- amylase Hình 1.3 Vi khuẩn Bacillus subtilis Hình 1: Thiết bị lọc khung 14 Hình 2: Thiết bị lọc màng 15 Hình 2.3: Sơ đồ thiết bị sấy thăng hoa 18 Hình 2.4: Hệ thống thiết bị sấy phun 19 Hình 2.5 Sơ đồ quy trình cơng nghệ 26 Hình 4.1 Thiết bị lên men CCT-24000C 34 Hình 4.2 Thiết bị lọc khung MPF – 1500 39 Hình 4.3 Thiết bị ly tâm DHC630 43 Hình 4.4 Thiết bị sấy phun LPG - 300 45 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Enzyme từ số loại vi sinh vật Bảng 2.2: Thành phần mật rỉ đƣờng 20 Bảng 2.3: Thành phần vitamin mật rỉ đƣờng 20 Bảng 2.4: So sánh dung môi dùng để kết tủa enzyme 24 Bảng 4.1 Thông tin thiết bị khung 39 Bảng 2: Bảng thông tin thiết bị ly tâm lạnh 42 Bảng 3: Thông số thiết bị sấy phun LPG-300 45 LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực đồ án, chúng em có hội cập nhật vận dụng kiến thức lý thuyết từ cơng trình nghiên cứu giới vào thực nghiệm Kết thu đƣợc đồ án mang lại cho chúng em nhiều kiến thức mới, kinh nghiệm thực tế cần thiết để vận dụng vào công việc sau Để hoàn thành đƣợc đồ án, chúng em nhận đƣợc giúp đỡ nhiều thầy cô bạn bè Nay chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến: Ban Giám Hiệu, Ban Chủ Nhiệm thầy cô khoa Công nghệ Sinh học, đặc biệt thầy trƣởng khoa, Phòng quản lý khoa học Đào tạo sau đại học, Trƣờng Đại học Cơng nghiệp Thực phẩm TP Hồ Chí Minh tạo điều kiện sở vật chất trang bị cho chúng em thực đề tài Thầy Phạm Minh Tuấn - Giáo viên hƣớng dẫn bên cạnh, động viên chia sẻ kinh nghiệm quý báo suốt trình chúng em thực đề tài Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè thầy cô quan tâm theo dõi, ủng hộ động viên chúng em suốt trình học tập làm việc trƣờng Do thời gian hạn chế kiến thức chƣa sâu, nên đồ án cịn có nhiều thiếu sót, chúng em mong nhận đƣợc góp ý quý thầy để đề tài đƣợc hồn thiện ĐẶT VẤN ĐỀ Trong môi trƣờng vi sinh vật nhóm có khả chuyển hóa vật chất mạnh Vi sinh vật đóng vai trị quan trọng q trình chuyển hóa Emzyme chất xúc tác đƣợc tạo thành tế bào sinh vật đƣợc ứng dụng nhiều lĩnh vực nhƣ : công nghiệp sữa, công nghiệp sản xuất chất tẩy rửa, công nghiệp giấy, công nghiệp hóa dầu cơng nghiệp thực phẩm Ngành cơng nghệ enzyme đƣợc phát triển mạnh từ năm 1960, nhờ ứng dụng công nghệ lên men vi sinh vật Ngày nay, việc khai thác sử dụng enzyme khơng cịn q trình thủ cơng, mang tính chất truyền thống mà phát triển thành ngành công nghiệp vớii kĩ thuậtt hoàn chỉnh đem lại lợi nhuận không nhỏ Năm 1980, chế phẩm amylase đƣợc sản xuất đến 320 Năm 1984-1990, ngƣời ta tiêu tốn 15-20 triệu USD cho nhu cầu sử dụng enzyme Nƣớc ta nƣớc có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, thuận lợi cho phát triển vi sinh vật Đó lợi giúp cho ngành cơng nghiệp sản xuất enzyme phát triển mạnh mẽ Chế phẩm enzyme amylase nấm mốc có vai trị đặc biệt quan trọng rƣợu cồn, thực phẩm lên men, công nghiệp dệt, sản xuất thức ăn gia súc y học Để đáp ứng nhu cầu sử dụng enzyme ngày cao với quy mô công nghiệp, nhà máy công suất lớn đời để sản xuất lƣợng enzyme cần thiết cho thị trƣờng Từ đƣa đến vấn đề tính tốn thiết kế thiết bị, quy mô, sản lƣợng lợi nhuận nhƣ rủi ro xảy hệ thống nhà máy sản xuất Xuất phát từ nhƣ cầu tính ứng dụng rộng rãi enzyme lipase, đề tài “Thiết kế quy trình sản xuất enzyme ɑ- amylase từ Bacillus subtillis với xuất 200 tấn/năm” CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Sơ lƣợc emzyme ɑ-Amylase 1.1.1 Khái niệm α-amylase enzyme xúc tác thủy phân liên kết α-1,4-glucoside nằm bên phân tử tinh bột glycogen Là enzyme kim loại Nếu khơng có diện ion Canxi phân tử enzyme không hoạt động đƣợc α-amylase phân cắt cacbonhydrate chuỗi dài tạo maltotriose maltose từ amylose hay tạo maltose, glucose dextrin từ amylopectin Do hoạt động vị trí α-1,4 chất nên hoạt động phân cắt α-amylase nhanh β-amylase Ở động vật, α-amylase làenzyme tiêu hóa Hình 1.1 Enzyme ɑ- amylase Hình 1.2 Cơng thức enzyme ɑ- amylase Trang 1.1.2 Phân loại, danh pháp α-amylase (1,4-α-D-glucan glucanhydrolase) thuộc nhóm enzyme thủy phân (hydrolase), họ 13 (GH 13), mã số EC 3.2.1.1 Xúc tác phản ứng nội thủy phân liên kết 1,4-α-D-glucosidic chuỗi đƣờng đa có chứa nhiều đơn vị D-glucose liên kết với vị trí α-1,4 Tên khác: glycogenase; endoamylase; Taka-amylase A Tên hệ thống: 1,4-α-D-glucan glucanhydrolase 1.1.3 Cấu trúc phân tử Gồm tiểu đơn vị A, B, C A tiểu đơn vị lõi có cấu trúc đặc trƣng helix (α/β)8 – barrel, đƣợc nối với tiểu đơn vịC (C-terminal) có cấu trúc đoạn β– sheet song song Tiểu đơn vị B gồm đoạn β – sheet đƣợc lồng vào đoạn β–sheet thứ ba đoạn β – helix thứ hai tiểu đơn vị A Tiểu đơn vị B định độ bền liên kết enzyme chất Một ion Canxi nối hai tiểu đơn vị A B Tùy thuộc vào dạng enzyme mà có số tiểu đơn vị khác đƣợc gắn vào đầu C-hay đầu N-của phân tử protein.Trung tâm hoạt động α-amylase có chứa nhóm – COOH -NH2 Khối lƣợng phân tử α-amylase khác loài Bacillus α-amylase vi khuẩn công nghiệp chủ yếu đƣợc sản xuất từ B subtilis var amyloliquefaciens var Amylosacchariticus có trọng lƣợng phân tử (MW) 49.000 dalton (Da) (theo Fisher Stein, 1960) 60.000 Da (Geranum, 1979) Khi có mặt Zn, enzyme liên kết tạo dạng dimer có MW 100.000 Da α-amylase khơng chứa co-enzyme, nhiên cần nguyên tử gam Ca cho mol enzyme để ổn định cấu trúc ngăn không cho protease phân hủy enzyme 2+ 1.1.4 Tính chất α-amylase Tính chất đặc trƣng α-amylase khả dextrin hóa cao nên làm cho phản ứng màu tinh bột với iod bị biến đổi nhanh chóng Kết tác động α-amylase thƣờng làm giảm nhanh độ nhớt hồ tinh bột ngƣời ta gọi α-amylase amylase dextrin hóa hay amylase dịch hóa α-amylase dễ tan nƣớc, dung dịch muối, dung dịch đệm rƣợu lỗng α-amylase hoạt động khơng cần chất hoạt hóa cần Ca với vai trò đồng yếu tố để xúc tác thủy phân tinh bột Canxi có tác dụng ổn định tốt Trang α-amylase trình thủy phân nhiệt hay kiềm, tăng độ bền α-amylase trƣớc tác nhân gây biến tính tác dụng phân hủy protease pH tối ƣu α-amylase vi khuẩn khoảng 6,0 –7,0 α-amylase bị bất hoạt nhanh pH thấp 4,5 – 4,7 có mặt tác nhân tạo phức với Canxi nhƣ EDTA, polyphosphate, oxalate, chlorine tự chất oxy hóa α-amylase vi khuẩn thƣờng bền nhiệt α-amylase từ loài vi sinh vật khác trồng, chúng hoạt động nhiệt độ mà α-amylase nấm mốc ngũ cốc bị bất hoạt Nhiệt độ tối ƣu α-amylase khoảng 54 - 63oC (Hopek, 2006) Đối với α-amylase Bacillus subtilis nhiệt độ tối ƣu đạt đến 70 - 80oC α-amylase từ nguồn khác có thành phần amino acid khác nhau, loại α-amylase đƣợc cấu tạo từ tổ hợp amino acid đặc hiệu riêng.Tuy nhiên, hàm lƣợng tryptophan, tyrosine thƣờng chiếm ƣu Các glutamic acid aspartic acid chiếm khoảng 1/4 tổng lƣợng amino acid cấu thành phân tử enzyme 1.1.5 Cơ chế xúc tác Phản ứng thủy phân tinh bột α-amylase thƣờng xảy qua hai giai đoạn: Giai đoạn đầu giai đoạn dịch hóa: số liên kết phân tử bị đứt độ nhớt hồ tinh bột giảm nhanh Giai đoạn thủy phân dextrin phân tử lớn vừa tạo thành Nhờ tinh bột chuyển thành maltose, glucose dextrin phân tử thấp Tuy nhiên, thƣờngα-amylase thủy phân tinh bột chủ yếu thành dextrin phân tử thấp, khơng cho màu với Iod maltose Bảng 1.1 Enzyme từ số loại vi sinh vật Tính chất enzyme Nguồn vi sinh vật Nhiệt độ tối pH tối ƣu 70 - Bacillus sp 50 8.0-9.0 Bacillus strin 60 8.0 Bacillus stearothermophilus 68 - Bacillus thermocatenietus 60-70 8.0-9.0 ƣu Bacillus acidocaldarius Trang Bacillus thermoleovorans 70-75 7.5 Geobacillus sp 70 9.0 Pseudomonas sp 65 9.6 Pseudomonas sp 90 11.0 90 - Pyrococcus furiosus 100 - Pyrococcus horikoshii 97 5.6 Pyrococcus horikoshii 95 7.0 Pyrobaculum calidifontis 1.1.6 Ứng dụng α-amylase Là enzyme quan trọng ứng dụng nhiều lĩnh vực nhƣ thực phẩm, dƣợc phẩm, công nghiệp dệt, chăn nuôi Trong công nghiệp thực phẩm: - Sản xuất rƣợu, bia, nƣớc trái - Sản xuất bánh, bánh mì: tinh bột tựnhiên có amylase ngũ cốc nhƣng hàm lƣợng chúng không đủ nên việc bổs ung α-amylase cải thiện tính chất bánh nhƣ làm tăng độ nở xốp mùi vị bánh - Chế biến tinh bột, sản xuất đƣờng maltose, syroglucose, syro fructose Dịch giàu glucose đƣợc sử dụng công nghiệp sản xuất bột ngọt, công nghiệp lên men, sản xuất nƣớc trái cây, làm mứt Glucose tinh thể đƣợc sử dụng y tế, phần dinh dƣỡng cho bệnh nhân, sản xuất dịch truyền Syro fructose đƣợc dùng sản xuất đồ uống chứa lƣợng, bánh kẹo, nƣớc sản phẩm sữa Làm mềm vải công nghiệp dệt: Trong sản xuất vải có giai đoạn hồ hóa làm vải hơn, ngƣờita hồ hóa tinh bột Sau dệt ngƣời ta phải loại bỏ chất tham gia hồ hóa cách xửlý với α-amylase - Sản xuất thức ăn gia súc giúp cải thiện tiêu hóa: Bổ sung hỗn hợp α-amylase, cellulase, β-glucanase vào sinh khối cỏ ủ chua nhằm tăng suất tiêu hóa vật ni Bổ sung α-amylase, protease vào phần thức ăn cho heo dƣới tuần tuổi nhằm gia tăng tốc độ phát triển heo con, ngăn phát sinh bệnh tiêu chảy phổ biến heo Trang Tính tốn thơng số cho q trình sấy Giả sử nhiệt độ khơng khí ngồi trời t0 = 300C có  = 70%  Chọn nhiệt độ đầu vào t1 = 1600C nhiệt độ đầu t2 = 850C  Từ t0 = 300C = 70% tra giảng đồ Ramzim ta có do= 0,018 kg ẩm/kg khơng khí khơ  Khi enthalpy hỗn hợp khơng khí ẩm trƣớc vào calorifer là: H0 = Trong đó: :nhiệt dung riêng khơng khí khơ, kJ/kg; (Ck = kJ/kg) : enthapy nƣớc 00C, kJ/kg; (r0 = 2493 kJ/kg) : nhiệt dung riêng nƣớc, kJ/kg.0C; (Ch = 1.97 kJ/kg 0C) to: nhiệt độ khơng khí bên ngồi (oC) H0= 30 + (2 493 + 1.97 x 30) 0.018 = 76 (kJ/kg kkk)  Enthalpy hỗn hợp khơng khí trƣớc vào buồng sấy t1 = 160 C (với d1) H1= Trong đó: d1 : nhiệt dung riêng khơng khí khơ (kJ/kg) t1: nhiệt độ đầu vào : enthapy nƣớc 00C, kJ/kg; (r0 = 2493 kJ/kg) : nhiệt dung riêng nƣớc, kJ/kg.0C; (Ch = 1.97 kJ/kg 0C)  H1 (kJ/kg kkk)  Vì q trình sấy enthalpy khơng khí khơng đổi suốt trình nên H1 = H2 Nhiệt độ t2 = 85 oC khơng khí sau khỏi buồng sấy, ta có enthalpy H2 = 210.55 (kJ/kg kkk)  Độ ẩm khơng khí sau khỏi phòng sấy H2= d2 = 80 + (2493 + 1.97 85)  d2  = 0.047 (kJ/ kg khơng khí khơ) Lƣợng khơng khí khơ cần để làm bay 1kg ẩm: gk =  d2 (kg kkk/ kg ẩm bay hơi) Lƣợng khơng khí khơ cần cho q trình sấy 46 Gk =  = = 18973.79 (kg kkk/h) Nhiệt lƣợng riêng tiêu tốn cho trình sấy:  = 4639.66 (kJ/kg ẩm) = qs = Công suất tiêu thụ trình sấy: Q = qS W = 4639.66 550.24 = 2552926.52 (kW) Thiết kế thiết bị sấy  Giả sử ta chọn thời gian lƣu khí 25 s mật độ dịng khí 0,98 kg/m3  Ta tích buồng sấy là: 25 = 18090,47 m3 V buồng sấy  Chọn thiết bị sấy có buồng sấy hình trụ với đƣờng kính D, chiều cao H, đáy có dạng hình nón với góc nghiêng hình nón chiều cao h Thiết bị sấy có chiều cao H sấy = H+h   Giả sử: Đƣờng kính = chiều cao (D = H) góc Thể tích buồng sấy: ( V buồng sấy √ = 60o )  Vậy đƣờng kính buồng sấy √ √  H= (m) h= 20.11 (m)  Chiều cao thiết bị sấy Hsấy = 43.5 (m) 47 CHƢƠNG TÍNH HIỆU QUẢ KINH TẾ 5.1 Vốn cố định  Chi phí thiết bị lắp đặt S S Tên thiết bị TT Thiết bị tiệt trùng UHT Đơn giá (USD) Thành tiền (VND) 18.170 840.362.5 00 21.987 508.449.3 75 Máy ly tâm lạnh DHC630 30.000 3.468.750 000 Thiết bị lọc màng R.O 245 11.331.25 Thiết bị sấy phun LPG-300 110.000 2.543.750 000 Thiết bị lên men 10000L 20.750 959.687.5 00 Máy lắc trộn 3040 GFL 1.850 85.562.50 Thiết bị nhân giống HG-FJ 200L 1.980 91.575.00 Bể chứa sản phẩm 2.050 189.625.0 00 3.802 87.921.25 Cân 500kg DIGI28SS 260 18.037.50 Thiết bị bao gói 6.800 314.500.0 00 Máy tính để bàn 550 50.875.00 1 1 Máy phối trộn Coulter Mixer LDH-2 ố lƣợng Tủ cấy vi sinh JEIOTECH-11B 48 Tủ lạnh bảo quản mẫu Blood Bank A Selecta 990 45.787.50 Thiết bị chiếu sáng LP-50CODT 80 9.250.000 Quạt đứng cơng nghiệp Hawin-HS-600-205W 54 3.746.250 Chi phí thiết bị 9.229.210 625 Chi phí lắp đặt =8% chi phí thiết bị 738.336.8 50 9.967.547 475 Tổng tiền  Tổng chi phí cho thiết bị lắp đặt: TTB = 9.967.547.475 VNĐ  chính: Tổng vốn đầu tƣ cho thiết bị phụ khác chiếm 5% chi phí thiết bị TTB phụ = 5% x 9.967.547.475 = 498.377.374 VNĐ  Tổng chi phí đầu tƣ cho lắp đặt mua sắm toàn hệ thống thiết bị: Tthiết bị = TTB + TTB phụ = 9.967.547.475 + 498.377.374 = 10.465.924.849 (VNĐ)  Chi phí xây dựng nhà xƣởng S TT S Cơng trình Phân xƣởng Kho chứa ố lƣợng Diện tích (m2) 2.000 2.000 200 200 Tổng diện tích (m2) 49 nguyên liệu Kho chứa hoá chất Khu xử lí rác thải Kho chứa thành phẩm 150 150 200 200 1.000 1.000 Khu cấp nƣớc 50 50 Nhà hành 150 150 Phòng giám sát 10 30 Căntin 70 70 Phòng bảo vệ 10 30 Phòng y tế 20 20 Nhà xe 100 100 Nhà vệ sinh 50 200 300 300 1 1 Đƣờng+ khuôn viên Tổng diện tích xây dựng 4.500 Tham khảo giá thuê đất 35.000VND/m2/tháng = 157.500.000 VNĐ Tổng chi phí thuê đất cho năm = 1.890.000.000 VNĐ Chi phí xây dựng nhà xƣởng 2.000.000 VNĐ/m2= 9.000.000.000 VNĐ Tổng chi phí xây dựng nhà đất Txây dựng = 10.890.000.000 VNĐ  Chi phí vận chuyển S TT Phƣơng tiện vận chuyển S Đơn giá (VNĐ) ố lƣợng Tổng giá (VNĐ) 50 Xe nâng (nguyên liệu thành phẩm) 80.000 000 400.000 000 Xe vận chuyển nguyên liệu+ hóa chất 600.000 000 1.800.00 0.000 Xe vận chuyển sản phẩm 400.000 000 800.000 000 Xe vận chuyển rác thải 300.000 000 900.000 000 3.900.00 0.000 Tổng chi phí vận chuyển  Tổng vốn cố định: TCĐ = Tthiết bị + Tvận chuyển + Txây dựng = 10.465.924.849 + 3.900.000.000 + 10.890.000.000  TCĐ = 25.255.924.849 VNĐ 5.2 Vốn lƣu động  Chi phí sản xuất trực tiếp  Chi phí nhiên liệu năm nhà máy S TT Nhiên liệu Điện Nƣớc (sản xuất + sinh hoạt) Xăng Dầu nhớt Đ Số lƣợng ơn vị k W m Lí t Lí t tiền 800 000 2.10 3.780.000.00 20 000 11.4 00 228.000.000 000 19.0 40 19.040.000 800 14.4 10 11.528.000 Tổng chi phí nhiên liệu ( cập nhật ngày 2.6) Đơn Thành giá (VNĐ) 4.038.568.00 51  Chi phí nguyên liệu năm Đơn giá (VNĐ/kg) Khối lƣợng (kg) Thành phần Chiết thịt bò Thành tiền (VNĐ) 1142.5 1,700 ,000 1.942.250.000 68.55 160 10.968.000 NaCl 114.25 120 13.710.000 Peptone 1142.5 540 616.950.000 MgSO4.7H2O 114.25 170 19.422.500 CaCl2.2H2O 1142.5 180 205.650.000 22.85 240 5.484.000 Mật rỉ đƣờng 114250 4,5 514.125.000 Chiết nấm 1142.5 1,700 ,000 1.942.250.000 (NH4)2SO4 38.2 140 5.348.000 190.7 1,100 ,000 209.770.000 Tổng chi phí nguyên liệu Tnguyên liệu 5.485.927.500 KH2PO4 Tinh bột men Bacillus subtilis  Chi phí nhân S TT Chức vụ Số lƣợng Lƣơng/tháng/ng ƣời Tổng lƣơng/tháng Giám đốc 30.000.000 30.000.000 PGĐ kỹ thuật 20.000.000 20.000.000 PGĐ kinh 24.000.000 24.000.000 52 doanh thuật 9.000.000 36.000.000 Nhân viên hành 7.500.000 22.500.000 Nhân viên KT-TC 8.000.000 16.000.000 Nhân viên kinh doanh 7.500.000 37.500.000 6.000.000 12.000.000 Nhân viên kho 5.500.000 11.000.000 Công nhân 6.000.000 36.000.000 Y tế 5.500.000 5.500.000 Bảo vệ 5.000.000 15.000.000 Tạp vụ 5.000.000 10.000.000 Vận chuyển 6.000.000 24.000.000 1 1 Nhân viên kỹ Nhân viên nhà ăn Tổng lƣơng cho năm 3.594.000.0 00 Tiền BHXH = 21% x lƣơng 772.710.000 Tiền BHYT = 3% lƣơng 107.820.000 Tiền thƣởng tết = tháng lƣơng 299.500.000 Phụ cấp 5% lƣơng 179.700.000 Tổng quỹ lƣơng nhân năm 4.953.730.0 00 → Tổng chi phí trực tiếp TTT = Tnhân + Tnguyên liệu + Tnhiên liệu = 4.953.730.000 + 5.485.927.500 + 4.038.568.000 53 = 11.478.225.000 VNĐ  Chi phí gián tiếp S Thành tiền (VNĐ) Chi phí TT Chi phí xử lý mơi trƣờng = 2% *Chi phí trực tiếp 229.564.500 Bảo dƣỡng thiết bị = 10% *Chi phí thiết bị 670.305.875 Chi phí vận chuyển = 5% *Chi phí trực tiếp 573.911.250 Chi phí quảng cáo = 6% *Chi phí trực tiếp 688.693.500 Tổng chi phí sản xuất gián tiếp 2.162.475.125 VNĐ  Vốn lƣu động = Chi phí trực tiếp + chi phí gián tiếp = 11.478.225.000 + 2.162.475.125 = 13.640.700.125 VNĐ  Tổng vốn đầu tƣ = vốn cố định + vốn lƣu động = 25.255.924.849 + 13.640.700.125 = 38.896.624.974 VNĐ  Khấu hao 10 năm = 10% *Vốn cố định = 10% * 25.255.924.849 =2.525.592.485 VNĐ Giả sử tiền đầu tƣ 100% vay vốn ngân hàng với lãi suất 14%/năm Lãi vốn vay đầu tƣ = 14%* Vốn đầu tƣ =14%* 38.896.624.974 = 5.445.527.496 VNĐ  Tổng chi phí = Vốn lƣu động+ Khấu hao + Lãi suất năm =13.640.700.125+2.525.592.485 + 5.445.527.496 = 21.611.820.106 VNĐ 54  Lợi Nhuận dòng tiền Giá sản xuất 1kg enzyme Giá thành = = = 108.059 VNĐ  Giá bán sản phẩm thị trƣờng Giả sử công ty lấy lợi nhuận 50%  Giá sản phẩm = 108.059 x (1 + 0,5) = 162.088VNĐ So với giá thị trƣờng, sản phẩm enzym amylase có giá 14 USD/kg = 323.750 VNĐ/kg Nên nhóm chọn giá sản phẩm 180.000 VNĐ/kg  Tổng doanh thu năm: = Sản lƣợng * giá bán = 200 000 * 180 000 = 36.000.000.000 VNĐ  Lợi nhuận trƣớc thuế = Doanh thu – VLĐ – Khấu hao = 36.000.000.000 - 13.640.700.125 -2.525.592.485 = 19.833.707.390 VNĐ  Thuế TNDN (20%) = mức thuế * lợi nhuận trƣớc thuế = 19.833.707.390* 20% = 3.966.741.478 VNĐ  Lợi nhuận ròng = Lợi nhuận trƣớc thuế - Thuế TNDN = 19.833.707.390 - 3.966.741.478 = 15.866.965.912 VNĐ  Dòng tiền = Lợi nhuận ròng + Khấu hao = 15.866.965.912 + 2.525.592.485 = 18.392.558.397 VNĐ Thời gian hoàn vốn = = 1,4 năm = Thời gian hoàn vốn : khoảng 17 tháng  Giá trị NPV: NPV = ∑ Trong đó: 55 CFt : dịng tiền dự án năm t CFo: vốn đầu tƣ ban đầu dự án n: tuổi thọ dự án (1 + r)t : tỉ lệ chiết khấu hay tỉ lệ đại hóa Tiêu chuẩn lựa chọn: o Khi NPV < 0, dự án từ chối o Khi NPV = 0, doanh nghiệp lựa chọn từ chối dự án o Khi NPV > 0, dự án khả thi  Giả sử: o Thời gian vận hành tính khoảng 10 năm o Hệ số chiết khấu 10% o Dòng tiền khơng đổi Nă Dịng tiền Hệ số chiết khấu 10% 25.255.924.849 m Giá trị -25.255.924.849 18.392.558.397 (1 + 0,1)1 16.720.507.6 30 18.392.558.397 (1 + 0,1)2 15.200.461.4 90 18.392.558.397 (1 + 0,1)3 13.818.601.3 50 18.392.558.397 (1 + 0,1)4 12.562.364.8 60 18.392.558.397 (1 + 0,1)5 11.420.331.6 90 18.392.558.397 (1 + 0,1)6 10.382.119.7 20 18.392.558.397 (1 + 0,1)7 9.438.290.65 18.392.558.397 (1 + 0,1)8 8.580.264.23 18.392.558.397 (1 + 0,1)9 7.800.240.21 56 10 (1 + 0,1)10 18.392.558.397 7.091.127.46 NPV1 113.014.309 306 NPV1 > => dự án nên đầu tƣ  Tỉ lệ hoàn vốn nội IRR: Tỷ suất thu hồi vốn nội (IRR) lãi suất chiết khấu mà NPV dự án Dựa theo cơng thức, ta tính đƣợc IRR = ( Giả sử: o o o Thời gian vận hành tính khoảng 10 năm Hệ số chiết khấu 15% Dịng tiền khơng đổi N Dịng tiền 25.255.924.849 Hệ số chiết khấu 15% ăm Giá trị -25.255.924.849 18.392.558.397 (1 + 0,15)1 15.993.529.04 18.392.558.397 (1 + 0,15)2 13.907.416.56 18.392.558.397 (1 + 0,15)3 12.093.405.70 18.392.558.397 (1 + 0,15)4 10.516.004.96 18.392.558.397 (1 + 0,15)5 9.144.352.138 18.392.558.397 (1 + 0,15)6 7.951.610.554 18.392.558.397 (1 + 0,15)7 6.914.443.960 18.392.558.397 (1 + 0,15)8 6.012.559.966 18.392.558.397 (1 + 0,15)9 5.228.313.014 57 (1 + 0,15)10 18.392.558.397 4.546.359.142 NPV2 92,307,995,03 Từ ta có bảng thơng số sau: R NPV 10% 113.014.309.30 15% 92,307,995,034 → IRR = 37.29% → Dự án khả thi TÀI LIỆU THAM KHẢO Abhishek Kumar Singh, M M (2012) Overview of Fungal Lipase: A Review Appl Biochem Biotechnol doi:10.1007/s12010-011-9444-3 AltafAhmed Simair, A S Q., et (2017) Production and Partial Characterization of Hindawi Publishing Corporation doi:10.1155/2017/9173040 Biền Văn Minh (2008) Vi sinh vật công nghiệp Đại học Huế Bilad, M R., Discart, V., Vandamme, D., Foubert, I., Muylaert, K., & Vankelecom, I F J (2013) Harvesting microalgal biomass using a magnetically induced membrane vibration (MMV) system: Filtration performance and energy consumption Bioresource Technology, 138, 329-338 Cihangir, N., & Sarikaya, E (2004) Investigation of lipase production by a new isolate of Aspergillus sp World Journal of Microbiology & Biotechnology, 20, 193-197 Da cam Kumar , L K., et (2012) Isolation, production and application of lipase/esterase from Bacillus sp strain DVL43 Journal of Microbiology and Biotechnology Research, tr 521 - 528 Đặng Thị Thu, & Ngô Tiến Hiển (2004) Nghiên cứu công nghệ sản xuất số loại dầu béo lipase Viện công nghệ thực phẩm Gulati, R S., et (2011 ) Fermentation and downstream processing of lipase from Aspergillus terreus Process Biochemistry 36(1-2), tr 146 - 155 doi:10.1016/S0032-9592(00)00201-6 58 10 Hồng, L V (2004) Các q trình thiết bị Công nghệ Sinh học thực phẩm NXB Khoa học Kĩ thuật Hà Nội 11 Ikram-ul-Haq , H A., Javed Iqbal, M.A Qadeer (2002) Production of alpha amylase by Bacillus licheniformis using an economical medium Department of Botany, GC University 12 King, T P (1972) Separation of proteins by ammonium sulfate gradient solubilization Biochemistry doi:10.1021/bi00753a010 13 Lê Văn Hồng (2004) Các q trình thiết bị cơng nghệ sinh học NXB Khoa học kỹ thuật 14 Lê Văn Việt Mẫn (2011) Công nghệ chế biến thực phẩm ĐH Quốc gia Tp.HCM 15 M.R.Bilada, V D., et (2013) Harvesting microalgal biomass using a magnetically induced membrane vibration (MMV) system: Filtration performance and energy consumption Bioresource Technology, tr 329-338 16 MICHAEL DAUNER, T S., AND UWE SAUER (2001) Bacillus subtilis Metabolism and Energetics in Carbon-Limited and Excess-Carbon Chemostat Culture JOURNAL OF BACTERIOLOGY 17 Nguyễn Đức Lƣợng (2004) Công nghệ enzyme Đại học quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh 18 Nguyễn Hồng Lộc (2007) Giáo trình nhập mơn công nghệ sinh học Đại học Huế 19 Nguyễn Thị Hiền (2006) Cơng nghệ sản xuất mì sản phẩm lên men cổ truyền Đại học Bách khoa Hà Nội 20 Phạm Thành Hổ (2005) Giáo trình Nhập môn công nghệ sinh học NXB Giáo dục Việt Nam 21 Quản Lê Hà, & Nguyễn Thị Hiền (2011) Công nghệ sản xuất axit amin ứng dụng NXB Giáo dục Việt Nam 22 Rajiv Datar, C.-G R (1987) Centrifugal separation in the recovery of intracellular protein from E coli The Chemical Engineering Journal, tr 49-56 23 RK Saxena, A S., et (2003) Purification strategies for microbial lipases Journal of Microbiological Methods, tr 1-18 24 Silvana Menoncin, N M D (2010) Study of the Extraction, Concentration, and Partial Characterization of Lipases Obtained from Penicillium verrucosum using Solid-State Fermentation of Soybean Bran Food Bioprocess Technol, tr 537–544 59 25 Waze Aimée Mireille Alloue, J D., et (2007) Storage of Yarrowia lipolytica lipase after spray-drying in the presence of additives Process Biochemistry, tr 1357-1361 26 Wu, S.-J (2012) Degradation of k-carrageenan by hydrolysis with commercial alpha-amylase School of Marine Science and Technology 60 ... xảy hệ thống nhà máy sản xuất Xuất phát từ nhƣ cầu tính ứng dụng rộng rãi enzyme lipase, đề tài ? ?Thiết kế quy trình sản xuất enzyme ɑ- amylase từ Bacillus subtillis với xuất 200 tấn/năm” CHƢƠNG... cầu sử dụng enzyme ngày cao với quy mô công nghiệp, nhà máy công suất lớn đời để sản xuất lƣợng enzyme cần thiết cho thị trƣờng Từ đƣa đến vấn đề tính tốn thiết kế thiết bị, quy mô, sản lƣợng lợi... Ammonium sulphate, từ giá thành sản phẩm cao Trang 24 Từ so sánh lựa chọn phƣơng pháp kết tủa muối ammonium sulphate để sản xuất ɑ -amylase Trang 25 QUY TRÌNH SẢN XUẤT Giống B .subtillis Mơi trƣờng