THIẾT KẾ QUY TRÌNH SẢN UẤT ENZYME PECTIN METHYLESTERASE TỪ Aspergillus niger ĐẠT CÔNG SUẤT 200 TẤNNĂM

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1 1 Tổng quan về enzyme pectin methylesterase 1 1 1 Tổng quan enzyme pectin methylesterase Enzyme pectin methylesterase (PME, EC 3 1 1 11) còn đƣợc gọi là pectinesterase (P.

C ƢƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan enzyme pectin methylesterase 1.1.1 Tổng quan enzyme pectin methylesterase Enzyme pectin methylesterase (PME, EC 3.1.1.11) đƣợc gọi pectinesterase (PE) enzyme thuộc nhóm enzyme pectinase Ngoài enzyme pectin methylesterase, polygalacturonases pectinlyase thuộc nhóm enzyme pectinase (Kohli cộng sự, 2015) Chúng enzyme thủy phân chất pectin có thực vật Chính khả mà chúng đóng vai trị quan trọng q trình bảo quản trái hoa đứng sau enzyme amylase protease Liên kết methyl ester pectin đƣợc thủy phân giải phóng methanol nhờ vào xúc tác PME, từ hình thành pectin có độ methoxyl thấp acid peptic Hiệu suất phân giải pectin PME đạt đến 98% PME enzyme đặc hiệu (Nguyễn Đức Lƣợng cộng sự, 2010) Các PME có nguồn gốc từ thực vật vi khuẩn có pH tối ƣu – Tuy nhiên, hiệu kinh tế thấp thu PME từ nguồn gốc trên, ngƣời ta tiến hành nhiều nghiên cứu chứng minh đƣợc PME cịn thu nhận đƣợc từ nguồn nấm, cụ thể từ Aspergillus sp., an toàn đem lại hiệu kinh tế Cũng mà phƣơng pháp thu nhận PME từ Aspergillus sp đƣợc áp dụng rộng rãi, đặc biệt ngành chế biến đồ uống nƣớc trái (Gonzalez, Rosso, 2011) 1.1.2 Đặ đ ểm PME có phân tử khối vào khoảng 25 – 54 kDa Điểm đẳng điện (pI) PME khác tùy thuộc vào nguồn gốc thu nhận PME pI PME hầu hết trung tính đến kiềm PME đƣợc chiết xuất từ thực vật (Marian Bordenave, 1996) Trong PME sinh tổng hợp từ nấm mốc phần lớn có pI acid Hoạt độ ezyme PME sinh A niger đạt tối đa pH 4,5 40ºC Các PME kiềm làm hình thành pectin đƣợc đề ester hóa tạo gel yếu với ion calcium Trong PME acid tạo pectin đƣợc đề ester hóa tạo gel mạnh với ion calcium Vì nói PME acid kiềm methyl hóa chất pectin theo kiểu (Nguyễn Đức Lƣợng cộng sự, 2010) 1.1.3 Cơ ế tác dụng Pectin chiếm khoảng 35% trọng lƣợng khơ thành tế bào giữ vai trị quan trọng việc định kích thƣớc, dạng, liên quan đến tăng trƣởng phát triển tế bào (Micheli, 2001) Cũng pectin chiếm tỷ lệ lớn có vai trị liên kết tế bào lại tác nhân làm cho dịch bị đục nhớt, ảnh hƣởng không tốt giảm hiệu kinh tế sản xuất nƣớc trái Tuy nhiên, PME giúp phân hủy phần tế bào, tạo điều kiện cho việc tách chiết chất màu, chất thơm dễ dàng giúp làm tăng chất lƣợng cảm quan dịch (Đặng Thị Thu cộng sự, 2012) Hình 1 Phản ứng thủy phân PME (Fabienne Micheli, 2001) PME công vào nhóm ester methyl đơn vị galacturonate nằm kề đơn vị khơng bị ester hóa, phân cắt nhóm methoxy (COOCH3) đứng cạnh nhóm –COOH tự tạo thành acid peptic methanol PME thƣờng đƣợc hoạt hóa ion Ca2+ Mg2+ (Nguyễn Đức Lƣợng cộng sự, 2010) Các nghiên cứu liên quan cho thấy phản ứng PME thuộc trƣờng hợp đơn giản có chất theo phƣơng trình: Trong :  E: enzyme, S: chất, P: sản phẩm  k1, k-1: số tốc độ phản ứng tạo thành chất ES phân ly phức chất ES thành E S  k2: số tốc độ phản ứng tạo thành E P 1.1.4 Ứng dụng Từ năm 1930 đến nay, sản xuất rƣợu vang nƣớc trái PME đƣợc sử dụng phổ biến dễ sản xuất Nấm Aspergillus niger nguyên liệu phổ biến để sản xuất PME ứng dụng vào công nghiệp thực phẩm (Kohli cộng sự, 2015) Do vách tế bào thực vật có lớp pectin nên để làm tăng hiệu suất trích ly ngƣời ta thƣờng phá vỡ cấu trúc pectin để giảm độ nhớt làm dịch chiết Để đạt hiệu cao phá vỡ cấu trúc pectin, PME sử dụng kết hợp với số loại pectinase khác nhƣ pectinlyase, polygalacturonase hay loại callulase, hemicellulase Sự kết hợp PME CaCl2 phƣơng pháp tối ƣu bảo quản rau trái Cơ chế phƣơng pháp theo Trần Thanh Trúc (2013) đƣợc nêu nhƣ sau: Khi có mặt icon Ca2+, pectin mơ thực vật bị khử ester tạo gel giúp thành tế bào trở nên cứng hơn; khơng có mặt ion Ca2+,các enzyme polygalacturonase pectinlyase hoạt động thủy phân ngẫu nhiên mạch polymer pectin rau mềm (sự đề methyl hóa pectin) Hiện nay, sản xuất cà phê, để sinh tổng hợp callulase pectinase giúp phân hủy vỏ cà phê giảm ô nhiễm môi trƣờng, ngƣời ta sử dụng chế phẩm đƣợc kết hợp hai chủng nấm mốc Trichoderma viride Aspergillus niger (Trần Thị Thanh Thuần, Nguyễn Đức Lƣợng, 2009) 1.1.5 Nguồn thu nhận Hiện để sản xuất enzyme nguồn nguyên liệu chủ yếu vi sinh vật Hơn ½ tổng lƣợng enzyme công nghiệp đƣợc sản xuất từ nấm men nấm mốc, 1/3 tổng hợp từ vi khuẩn, lại từ thực vật động vật Chủ yếu vi sinh vật hiếu khí có khả tổng hợp pectinase: nấm men (Sacharomyces fragilis), nấm mốc (Aspergillus sp, Penicillium glaucum, Trichodermasp ) vi khuẩn (Bacillus polymyxa, Bacillus felineus, Flavobacterium pectinovorum…) Theo Lê Thị Thu Trang (2011), loài dễ nuôi cấy, thời gian sinh trƣởng ngắn phát triển nhanh, nấm mốc loại đƣợc sử dụng phổ biến để thu enzyme pectinase thƣơng mại, chủng Aspergillus niger sinh enzyme pectinase nhiều 1.2 Tổng quan nấm Aspergillus niger 1.2.1 Giới thiệu Aspergillus niger loài phổ biến, phân bố rộng rãi tự nhiên, sản phẩm nông-công nghiệp đại lý Trong công nghiệp sản xuất enzyme, chế biến thực phẩm, công nghiệp sản xuất số acid hữu Aspergillus niger loài đƣợc sử dụng nhiều 1.2.2 Phân loại Hình Aspergillus niger Giới (Kingdom): Fungi Ngành (Phylum): Ascomycota Lớp (Class): Eurotiomycetes Bộ (Order): Eurotiales Ho (Family): Trichocomaceae Chi (Genus): Aspergillus Loài (Species): Aspergillus niger 1.2.3 Đặ đ ểm Aspergillus niger dạng sợi gọi khuẩn ty Cấu trúc Aspergillus niger gồm có bào tử dính dài trơn khơng màu nâu, túi nấm trịn đầu xịa, thể bình hai đáy Thành khuẩn ty cấu tạo hình sợi, chitin glucan hai thành thành hóa học Cơ quan sinh sản Aspergillus niger có dạng hình hoa cúc, cuống bào tử trơn nhẵn có phần phình đầu dạng hình cầu, suốt màu nâu nhạt Trên đầu có mọc thể bình quan tạo bào tử đính (conidi) từ thể ngon sinh chuỗi bào tử đính (conidia) Để phân biệt Aspergillus niger với loài khác chi Aspergillus ngƣời ta dựa vào khối bào tử đính đen Hình thức sinh sản Aspergillus niger gồm có hình thức chính: sinh sản sinh dƣỡng sinh sản vơ tính Các bào tử đƣợc sinh trực tiếp khuẩn ty, đặc biệt cuống bào tử trần Aspergillus niger có khả đồng hóa tốt loại đƣờng nhƣ glucose, fructose, saccharose; đồng hóa tốt đƣờng sorbose glactose đồng hóa đƣờng lactose mức trung bình Ngồi ra, Aspergillus niger có khả sinh tổng hợp loại enzyme nhƣ amylase, protease, peptinase… 1.2.4 Phân bố Aspergillus niger có nhiều tự nhiên xác bã động-thực vật Aspergillus niger khơng có khả quang hợp tạo chất hữu mà phải sống nhờ khả hấp thục chất qua bề mặt khuẩn ty Do thƣờng Aspergillus niger sống hoạt sinh ký sinh vật chủ 1.3 Các yếu tố ản 1.3.1 Ản  ƣởn đến q trình sản xuất ƣởng thành ph n mơi t ƣờng Nguồn carbon Để vi sinh vật phát triển tốt carbon thành phần thiếu Cũng nhƣ enzyme khác nhóm pectinase, q trình sinh tổng hợp PME nguồn carbon giàu pectinsex có độ methoxyl hóa cao nhƣ acid pectic, D-galacturonate số nguồn khác (Sajjaanantakul Pitifer, 1991) Không đảm nhận vai trị nguồn carbon mà cịn đóng vai trị chất cảm ứng, xúc tác cho trình sinh tổng hợp PME (Sajjaanantakul Pitifer, 1991; Nguyễn Đức Lƣợng, 2004)  Nguồn n tơ Phân tử enzyme có cấu tạo từ acid amin, acid amin có ảnh hƣởng đến trình tổng hợp enzyme Hơn nữa, acid amin vừa nguồn carbon vừa ngồn nitrogen Nito tham gia trình tạo protein loại aicd nucleic Khi môi trƣờng có tỉ lệ carbon nito tối ƣu thu nhận enzyme nhiều (Nguyễn Đức Lƣợng, 2004)  Nguồn ất Sự có mặt chất cảm ứng đặc điểm môi trƣờng nuôi cấy vi sinh vật thu enzyme pectinase (Nguyễn Đức Lƣợng, 2004)  Nguồn k oán d n dƣỡng Sự sinh trƣởng tổng hợp enzyme pectinase bị ảnh lớn lớn từ nguyên tố đa vi lƣợng Để tổng hợp cấc thành phần quan trọng tế bào coenzyme thiếu phospho, ngồi phospho cịn ảnh hƣởng trực tiếp đến sinh sản nấm sợi Để kích thích hình thành enzyme, lƣu huỳnh có mặt acid amin Độ bền enzyme bị ảnh hƣởng cation Mg2+ Ngoài tổng hợp enzyme bị ảnh hƣởng bới calcium, mangan, corban… (Nguyễn Đức Lƣợng, 2004) 1.3.2 Ản ƣởng nhiệt độ Một yếu tố quan trọng sinh trƣởng vi sinh vật tổng hợp enzyme nhiệt độ Nhiệt độ thích hợp để phát triển Aspergillus niger 28-32ᵒC (Nguyễn Thị Lý Hằng, 2010) Khi nhiệt độ vƣợt ngƣỡng tối đa tối thiểu dẫn đến hạn chế ức chế phát triển nấm mốc 1.3.3 Ản ƣởng pH pH môi trƣờng yếu tổ ảnh hƣởng lớn đến trình sinh trƣởng tổng hợp enzyme vi sinh vật Mơi trƣờng có pH từ 4,0-6,5 thích hợp để ni cấy Aspergillus niger sinh PME Nguồn nitrogen có ảnh hƣởng đến pH môi trƣờng Khi sử dụng muối amonium mơi trƣờng dễ bị acid hóa, sử dụng nitrate mơi trƣờng dễ bị kiềm hóa, sinh khối không bị ảnh hƣởng nhƣng tạo thành enzyme pectinase bị kiềm hãm (Nguyễn Đức Lƣợng, 2004) 1.3.4 Thời gian nuôi cấy Thời gian nuôi cấy nấm mốc Aspergillus niger tƣơng đối dài khoảng 72-144 Aspergillus niger đƣợc nuôi cấy phƣơng pháp bề mặt sâu Do nấm mốc khó tiếp xúc với nguồn chất dinh dƣỡng môi trƣờng nuôi cấy nên gia đoạn sinh trƣởng phát triển kéo dài (Joshi cộng sự, 2006) 2.1 C ƢƠNG P ÂN TÍC , LỰA CHỌN VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ Quy trình công nghệ sản xuất Sơ đồ công nghệ Chuẩn bị nguyên liệu Nhân giống Gieo giống Nuôi cấy giống mốc thu enzyme Bã Lọc khung Kết tủa Ly tâm Enzyme kỹ thuật Bao gói Sấy phun 2.2 Thuyết minh quy trình cơng nghệ 2.2.1 Chuẩn b ngun liệu Thành phần môi trƣờng nuôi cấy Aspergillus niger gồm: àm lƣợng STT Thành ph n Pectin 20 g/L Glucose 60 g/L KH2PO4 0,5 g/L MgSO4 0,25 g/L (NH4)2SO4 10 g/L pH 4,0 Dung dịch pha môi trƣờng (Đệm citrate) 0,1M Môi trƣờng đƣợc hấp tiệt trùng 121ᵒC 20 phút Làm nguội gần đến nhiệt độ ni cấy nhằm tạo điều kiện thích hợp cho vi sinh vật phát triển Đây giai đoạn để kiểm tra loại bỏ thành phần ƣớt khô so với yêu cầu Lƣu ý trình cần làm nhanh để tránh bị nhiễm vi sinh vật tạp (Nguyễn Thị Lý Hằng, 2010) 2.2.2 Nhân giống  Mục đích: Kích hoạt giống gốc cho giống vi sinh vật làm quen với môi trƣờng lên men sản xuất quy mô công nghiệp Tạo đủ lƣợng giống để sản xuất quy mô công nghiệp Tế bào sinh dƣỡng bào tử dạng giống thƣờng đƣợc dùng để tăng số lƣợng tế bào vi sinh vật Trƣờng hợp giống bào tử  Cách tiến hành: Sau việc làm nguội kết thúc, từ môi trƣờng sản xuất trích 10% chuyển qua phịng nhân giống để nhân giống sản xuất Quá trình nhân giống đƣợc thực phòng nhân giống Nấm mốc đƣợc nhân giống nuôi cấy mô trƣờng vô trùng để tránh nhiễm tạp Tỉ lệ nhân giống khoảng 0,2-2% Giống Aspergillus niger ống nghiệm đƣợc giữ trạng thái hoạt động cách cấy chuyền môi trƣờng thạch Czapek với tần suất tháng lần Bảng 2.1 Thành phần môi trƣờng Czapek Saccharose 30g NaNO3 3g K2HO4 1g MgSO4 0,5g KCl 0,5g FeSO4 0,1g Nƣớc 1000mL pH 4-5 Và 10mL dịch tự phân nấm men 2.2.3 Gieo giống  Mục đích: Giống đƣợc phân bố môi trƣờng để tạo điều kiện thuận lợi cho giống phát triển  Cách thực hiện: Sau làm nguội mơi trƣờng đến 28-32ᵒC tiến hành gieo giống với tỉ lệ 16,5% w/v 2.2.4 Nuôi cấy giống  Mục đích: Thu nhận enzyme pectin methylesterase (PME)  Cách thực hiện: Sau gieo giống, canh trƣờng nấm mốc đƣợc chuyển qua cân định lƣợng đƣa vào bình lên men có cánh khuấy sục khí liên tục (Đặng Thị Thu cộng sự, 2004) Giả sử khối lƣợng riêng môi trƣờng nuôi cấy vào thiết bị lọc ρ = 1050 kg/m3 Khối lƣợng sinh khối tạo sau trình lên men : msk= kg khối lƣợng tổng lên men Bể lên men tích lên men V = đƣợc tính nhƣ sau: mlên men = ρ V = 1050 = 1219050 (kg) Lƣợng canh trƣờng thu đƣợc sau loại bỏ sinh khối theo lý thuyết: mcanh trƣờng = mlên men – msinh khối =1219050 – 17303,78 = 1201746,22 (kg) Tỉ lệ tổn thất trình lọc 2%, hiệu suất chuyển hóa q trình lọc 85% (Lê Văn Hoàng, 2004) sinh khối vi sinh sau loại bỏ chứa lƣợng nhỏ canh trƣờng enzyme, nên lƣợng canh trƣờng thu đƣợc sau lọc là: m = mcanh trƣờng 98% 85%= 1201746,22 0.97 0,85= 1001054,60 (kg) Nồng độ sinh khối thu đƣợc sau trình lên men X= 14,9 (g/l) = 14,9 (kg/m3) Do khối lƣợng sinh khối canh trƣờng 14,9 kg/m3 khối lƣợng riêng canh trƣờng nuôi cấy D = 1050 kg/m3 TLTK Nên khối lƣợng riêng canh trƣờng sau loại bỏ sinh khối: D’ = 1050 – 14,9 = 1035,1 (kg/m3) Thể tích canh trƣờng thực tế thu đƣợc sau trình lọc có tính tỉ lệ hao hụt 3% (Shigechi et al., 2004) Vcanh trƣờng sau lọc = = 967,12 (m3) Tổng hoạt lực enzyme PME sau trình lọc khung HLSLo = 5000 × 1001054,60 × 103 = 5,16 × 1010 (UI) Bảng 4.1: Thông tin thiết bị lọc khung Thông tin thiết bị Thông số Tên thiết bị Shuangfa SF 600-ME Model SF 600-ME Kích thƣớc lọc 1800 x 1800 mm Số lọc 4-500 Thể tích lọc 13-15000 L/chu kỳ Diện tích lọc 0.5-2000 m2 Áp lực làm việc 0.4 Mpa Công suất động 1800 W https://www.alibaba.com/product-detail/automatic-membrane-coconut-oil-filterpress_1126797492.html?spm=a2700.7724838.2017115.2.27c96876C7qvKw Tổng thời gian cho chu kì lọc: T= + + Trong đó: : thời gian lọc riêng (s) : thời gian tháo bã, rửa cặn (s) : thời gian dở tải chuẩn máy móc (s) Giả sử chu kì (vịng) lọc khoảng 60 giây Thể tích lọc 13-15000L/chu kỳ mà thể tích lên men V= 1161 m3, để tiết kiệm thời gian cho quy trình sản xuất nên ta chọn thể tích lọc 10000 L/chu kỳ Thời gian để lọc hết thể tích lên men: = = 6966 (s) = 1,94 (h) Do nồng độ chất cặn (sinh khối) cao nên sau chu kì ta tiến hành tháo bã lần Thời gian cho lần tháo bã rửa khung 90s nên thời gian tiêu tốn cho việc tháo bã rửa khung: = 90 = 5224,5 (s) = 1,45 (h) Thời gian dở tải chuẩn bị máy móc sau lần thải bã cho trung bình 60s nên: = 60 = 3483 (s) = 0.97 (h) Tổng thời gian cần cho trình lọc 811m3 canh trƣờng là: T= + + = 1,94 + 1,45 + 0.97 = 4,36 (h) Với thời gian lên men ngày thời gian dành cho trình lọc 4,36 phù hợp 4.2.1 Diện tích màng lọc Các số lọc bề mặt máy lọc có trị số sau: K = 140.10-4 m2/h, C = 1,45.10-2 m3/m2 Năng suất 1m2 máy lọc ép theo phƣơng trình: V2 + 2VC = Kt  V2 + 2.V.1,45.10-2 = 140.10-4 4,36  V = 0,23 m3/m2 Trong chu kỳ lọc sau 4,36 với suất tính đƣợc, bề mặt lọc cần có: Vsau lọc = Vcanh trƣờng sau lọc/ρ = 967,12 /1050 = 0.92 m3 S= = m2 Ta có: S = 2n(a)2 n - số lọc thiết bị a – kích thƣớc lọc Chọn kích thƣớc lọc 1800x1800 mm  n = 0.62 Mà với thời gian máy lọc làm việc 4,36 chọn máy lọc cho 1161 m3 hợp lý 4.3 Tính tốn thiết b kết tủa Chọn thiết bị kết tủa đƣợc chế tạo thép khơng gỉ, có thân hình trụ, đáy phẳng có nắp hình cầu h D H Hình: Sơ đồ cấu tạo thiết bị kết tủa enzyme Ta có: - Thể tích enzyme trƣớc kết tủa: - Khối lƣợng muối cần dùng lƣợng riêng muối g/ = với khối kg/l  Thể tích muối : Tổng thể tích kết tủa: Thơng số thiết bị: : Thể tích thiết bị ( : Thể tích thân thiết bị ( ) ) : Thể tích phần nắp hình chóp cầu ( D: đƣờng kính thiết bị (m) H: chiều cao thân thiết bị, với H=1,6D H: chiều cao nắp thiết bị, với h=0,1D ) Chọn hệ số chứa đầy 0,6 Ta có: ( √ ) √ H= 1,6D = 1,6 x 4,76 = 7,61 (m) h= 0,1D = 0,1 x 4,76 = 0,476 (m) Chiều cao toàn thiếu bị: Đặ đ ểm Thông số (m) Đƣờng kính thiết bị (D) 4,76 Chiều cao thiết bị (H) 7,61 Chiều cao nắp thiết bị (h) 0,476 Chiều cao tổng thiết bị 8,086 Bảng: Thông số thiết bị kết tủa 4.4 Tính tốn thiết b ly tâm Tính tốn chọn thiết bị: - Ta có khối lƣợng enzyme PME trƣớc vào máy ly tâm 10183,299 (kg/mẻ) Khối lƣợng riêng enzyme PME 1,05 kg/l - Thể tích ly tâm mẻ: - Ta có thời gian ly tâm để loại dịch 15 phút = 0,25h [Nguyễn Đức Lƣợng] Giả sử lƣu lƣợng máy 10.000 l/h  Thể tích máy ly tâm đảm nhận đƣợc: 0,25 = 2500 (l) - Số máy ly tâm cần có để ly tâm tồn khối lƣợng enzyme là: - Chọn máy ly tâm với cơng suất nhƣ trên, nhóm chọn máy ly tâm dạng đĩa DHY/DHYC500 hãng Zonelink với thông số máy nhƣ sau: Đặ đ ểm Cơng suất (kW) Kích thƣớc (L Đƣờng kính (cm) Đƣờng kính ngồi (cm) Lƣu lƣợng Áp suất (Mpa) Tốc độ vòng quay (rpm) Số đĩa - Thông số 15.5 (cm) 190 450 10000 0.3 6600 106 Bảng: Thông số máy ly tâm dạng đĩa DHY/DHYC500 Hình: Máy ly tâm dạng đĩa DHY/DHYC500 Đƣờng kính ngồi máy: Đƣờng kính ngồi máy: Tính RCF: RCF = Mà (rad/s)  RCF = - Lƣu lƣợng vào máy ly tâm: (l/h) 4.5 Tính tốn thiết b sấy Chọn thiết bị sấy : Máy sấy phun ly tâm tốc độ cao LPG-150 Bảng: Thông số thiết bị Nắng suất bay lớn (kg/h) Kiểu phun Tốc độ vòng quay đĩa phun (vòng/phút) Đƣờng kính đĩa phun (mm) Đƣờng kính tháp sấy (mm) Công suất gia nhiệt điện kw Kich thƣớc máy (m) Giả sử: 150 Phun ly tâm cao tốc 16000 150 99 5,5 x x Nhiệt độ khơng khí trƣớc vào máy sấy t1= 370C Nhiệt độ khơng khí sau khỏi calorife t1=1200C Nhiệt độ khơng khí sau khỏi máy sấy t2= 600C Trạng thái ban đầu khơng khí trƣớc vào máy sấy trạng thái khơng khí điều kiện tự nên t0 = 270C = 81% Hàm ẩm khơng khí : Theo (Đào Thanh Kê, 2015) Ở nhiệt độ 27oC, áp suất nƣớc bão hịa Pbh=0,0345, áp suất khí P =1 atm X1= 0,622 x = 0,029 (kg ẩm/kgkkk) =0,622 x Nhiệt lƣợng khơng khí khỏi carofe I1= t1+(2493+1,79t1) x X1 =120 + (2493+ 1,79x 120) x 0,029 =198.53 (KJ/kgkkk) Vì tính q trình sấy lý thuyết nên I1=I2 I2= t2+(2493+1,79t2) x X2 198,53 = 60+(2493+1,79x 60)x X2  X2= 0,053 (kg ẩm/kgkkk) : Là hàm ẩm không khí sau sấy Lƣợng khơng khí cần thiết để làm tác nhân sấy = 41,67 (kgkkk/kg ẩm) I= Khối lƣợng vật liệu sấy tính theo khối lƣợng khơ tuyệt dối (kg) mk= m1 x (1-W1) =2753 x (1-0,6)=1101,2 (kg) Giả sử : Tốc độ sấy V= 550 (kg.m3/h) Bề mặt bốc ẩm 70 kg.m3/h) (tham khảo từ thiết bị sấy phun sản phẩm sinh học) Tổng bề mặt bay sản phẩm sấy: F= = =0,26 m2 Thời gian sấy mẻ: T= = =4,31 (h) Nhiệt lƣợng cần dung cho trình sấy q=I x (0,24 x 0,00047 x X1) x (t1-t0) = 41,67 x (0,24 x 0.00047 x 0,018) x (120-37) =830,01(kgcal/kgẩm) Lƣợng không khí cần tiêu tốn 1giờ (kg/h) L= W x I= 3854 x 41,67 =`160596,18 (kg/h) Lƣợng nhiệt tiêu tốn (kcal/h) Q= W x q = 3854 x 830,01= 3198858 ,54 (kcal/h) C ƢƠNG 5: TÍNH TỐN KINH TẾ 5.1 Vốn cố đ nh 5.1.1 Chi phí thiết bị Bảng: Tính tốn thiết bị STT Tên thiết bị Số lƣợng Đơn giá Thiết bị lên men 623.000.000 Thiết bị nhân giống 22.080.000 Thiết bị ly tâm 690.000.000 Thiết bị tủa 55.200.000 Thiết bị lọc 2.300.000.000 Thiết bị sấy LPG-150 1.550.000.000 Thiết bị bao gói SV-L 130.000.000 TỎNG Bảng: Phƣơng tiện vận tải Số lƣợng Đơn giá Xe nâng hàng 120.000.000 Xe vận chuyển nguyên 750.000.000 liệu Xe vận chuyển sản phẩm 750.000.000 TỔNG Tổng chi phí cho thiết bị phƣơng tiện vận tải Thành tiền 623.000.000 44.160.000 1.380.000.000 110.400.000 4.600.000.000 2.300.000.000 260.000.000 9.317.560.000 Thành tiền 360.000.000 2.250.000.000 2.250.000.000 4.860.000.000 TTB = TMÁY+TXE = 9.317.560.000+4.860.000.000 = 14.177.560.000 5.1.2 Chi phí nhà đất, xây dựng Bảng: Chi phí xây dựng STT Tên Diện tích (m3) Chi phí xây dựng Khu Khu sản xuất 3.000 1.500.000.000 sản Kho chứa sản phẩm 1.000 500.000.000 suất Kho chứa nguyên liệu 1.000 500.000.000 Khu xử lý nƣớc thải 500 250.000.000 Khu Giam đốc 20 10.000.000 hành Phó giám đốc 20 10.000.000 Phịng kế tốn- tài 50 25.000.000 Kinh doanh-Maketing 50 25.000.000 Kỹ thuật 40 20.000.000 Phòng nhân giống 70 35.000.000 Căn tin-nhà ăn 50 50.000.000 Phòng bảo vệ 40 20.000.000 Bãi đậu xe 500 20.000.000 Phòng y tế 40 20.000.000 Khu nghỉ cho nhân viên 50 25.000.000 Nhà vệ sinh 40 20.000.000 TỔNG (TCT) 3.255.000.000 Gia sử khu công nghiệp đặt quận Tân Phú với giá thuê mặt 200 triệu/tháng Chi phí thuê đất 20 năm: TĐ=200.000.000 x 12 x 20=48.000.000.000 Tổng chi phí xây dựng thuê mặt bằng: TXD=TCT+TĐ=3.255.000.000+48.000.000.000=51.255.000.000 Tổng vốn cố định TCĐ = TTB+TXD = 14.177.560.000+51.255.000.000 = 65.432.560.000 5.2 Chi phí sản xuất trực tiếp 5.2.1 Chi phí nguyên liệu Bảng: Chi phí nguyên liệu Gía bán Số lƣợng 45.000 23,227 15.000 69,68 160.000 0,58 25.000 0,29 80.000 11,61 100.00 34,84 140.000 3,48 110.000 0,58 75.000 0,12 TỔNG Tổng chi phí nguyên năm với 73 mẻ Nguyên liệu Pectin Glucose KH2PO4 MgSO4 (NH4)2S O4 Sacharose NaNO3 KCl FeSO4 Thành tiền 1.045.215 1.045.200 92.800 7.250 928.800 3.484.000 487.200 63.8000 9.000 7.737.465 TNL = TNL năm x 73 = 564.834.945 VNĐ 5.2.2 Chi phí nhân cơng Bảng: Chi phí nhân viên Chức vụ Số lƣợng Lƣơng/tháng Giam đốc Phó giám đốc Phịng kế hoạch tài Kinh doanhMarketing Nhân viên kỹ thuật Phịng nhân giống 1 20.000.000 15.000.000 6.000.000 Tổng lƣớng/tháng 20.000.000 15.000.000 30.000.000 Tổng lƣơng/năm 240.000.000 180.000.000 360.000.000 7.000.000 35.000.000 420.000.000 6.000.000 6.500.000 18.000.000 26.000.000 216.000.000 312.000.000 Vận hành thiết bị Lái xe vận chuyển nguyên liệu sản phẩm Bảo vệ Nhân viên vệ sinh Y tế Nhân viên nhà ăn-căn tin 4 6.000.000 6.500.000 24.000.000 26.000.000 288.000.000 312.000.000 3 4.500.000 4.000.000 5.000.000 5.000.000 13.500.000 8.000.000 5.000.000 15.000.000 162.000.000 96.000.000 60.000.000 180.000.000 TỔNG 5.2.3 Chi phí n ng 2.828.000.000 ng Bảng: Chi phí lƣợng Năng lƣợng Điện Nƣớc Dầu,nhớt Đơn giá 3.000 11.000 15.000 TỔNG Tổng chi phí trực tiếp Số lƣợng 3.000.000 Kw 1.500.000 m3 3.500 lít Thành tiền 9.000.000.000 16.500.000.000 52.000.000 25.552.000.000 TTT = TNL+TNC+TNaL = 564.834.945+2.828.000.000+25.552.000.000 = 28.944.834.945 VNĐ 5.3 Chi phí sản xuất gián tiếp 5.3.1 Chi phí bảo trì thiết bị Chi phí bảo trì thiết bị chiếm 10% tiền thiết bị tiền cơng trình TBT=10% x (9.317.560.000+3.255.000.000)=1.257.256.000 VNĐ 5.3.2 Chi phí quảng cáo Chi phí quảng cáo 2% chi phí sản xuất trực tiếp TQC=2% x 28.944.834.945=578.896.698VNĐ 5.3.3 Chi phí bảo hiểm Theo Quyết định số 595/QĐ-BHXH mức đóng bảo hiểm ngƣời sử dụng lao động : - Bảo hiểm y tế 3% lƣơng :2.828.000.000 x 3%=84.840.000 VNĐ - Bảo hiểm xã hội 17,5% lƣơng:2.828.000.000 x 17,5%=494.900.000 VNĐ - Bảo hiểm thất nghiệp 1% lƣơng:2.828.000.000 x1%=28.280.000VNĐ Tổng tiền bảo hiểm TBH=84.840.000+494.900.000+28.280.000=608.020.000 VNĐ 5.3.4 Chi phí xử ý n ớc thải Chi phí xử lý nƣớc thải 5% chi phí sản xuất trực tiếp TNT=5% x 28.944.834.945=1.447.241.747VNĐ 5.3.5 Tổng khấu hao Theo quy định phụ lục thông tƣ 45/2013/TT-BTC thời gian khấu hao thiết bị 15 năm phƣơng tiện vận tải 10 năm khu xây dựng 20 năm =1.269.920.667 VNĐ TKH= Tổng chi phí gián tiếp TGT = TBT+TQC+TBH+TNT+TKH = 1.257.256.000+578.896.698+608.020.000+1.447.241.747+1.269.920.667 = 5.161.335.112 VNĐ 5.4 Vốn lƣ động Vốn lƣu động = TTT+TGT=28.944.834.945+5.161.335.112=34.106.170.057 VNĐ 5.5 Tổng vốn đ tƣ TĐT=TCĐ+TLĐ=65.432.560+34.106.170.057=99.538.730.057VNĐ 5.6 Giá sản phẩm Tham khảo giá thị trƣơng giá enzyme pectinase có giá triệu-2 triệu2/kg.Nên đển cạnh tranh thƣơng hiệu khác nên công ty bán với giá 1.500.000/kg dự định công ty bán đƣợc khoảng 60.000kg/năm 5.7 Lợi nhuận Doanh thu= gia thành x thành phẩm=1.500.000 x60.000=90.000.000.000 VNĐ Lợi nhuận trƣớc thuế = Doanh thu - Vốn lƣu động = 90.000.000.000-34.106.170.057=55.893.829.940 VNĐ Theo qui định Việt Nam thuế doanh nghiệp 20% lợi nhuận trƣớc thuế Thuê DNTN = 20% x 55.893.829.940 =11.178.765.990 VNĐ Lợi nhuận ròng = Lợi nhuận trƣớc thuế- Thuế DNTN = 55.893.829.940-11.178.765.990 = 44.715.072.950VNĐ 5.8 Thời gian hoàn vốn Thời gian hoàn vốn = Thời gian hoàn vốn năm tháng =2,1 năm ... sấy 5U/mg Tổng hoạt độ enzyme thu đƣợc trƣớc trình lên men mẻ: 5000 1000 = (U) Nhƣ để thu đƣợc suất đặt 200 tấn/năm ta phải xây dựng quy trình sản xuất với suất enzyme trình lên men 30694,21... hao hụt trình tinh nhƣ để đạt suất 200 tấn/năm ta cần thiết kế bể lên men để thu đƣợc suất 30694,21 kg/mẻ tổng hoạt lực enzyme thu đƣợc UI Nồng độ sinh khối canh trƣờng nuôi Aspergillus niger X... cộng sự, 2006 ) 2.1 C ƢƠNG P ÂN TÍC , LỰA CHỌN VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ Quy trình cơng nghệ sản xuất Sơ đồ công nghệ Chuẩn bị nguyên liệu Nhân giống Gieo giống Nuôi cấy giống mốc thu enzyme