Thiết kế nhà máy sản xuất chế phẩm enzyme amylase theo phương pháp bề mặt năng suất enzyme thô là 24 tấnngày

MỞ ĐẦUTinh bột là sản phẩm tự nhiên quan trọng nhất có nhiều ứng dụng trong công nghiệp và trong đời sống con người. Nhiều nước trên thế giới sử dụng nguồn tinh bột từ khoai tây, lúa mì, ngô (sắn), còn riêng ở nước ta thì sử dụng gạo và khoai mì là nguồn tinh bột chủ yếu. Để thực hiện quá trình thuỷ phân tinh bột trong thực tế sản xuất người ta thường sử dụng enzyme amylase. Enzyme amylase có thể tìm thấy ở nhiều nguồn khác nhau như amylase từ thực vật, động vật và VSV. Hiện nay, các nhà sản xuất có thể sử dụng amylase có khả năng chịu nhiệt cao mà không bị mất hoạt tính, chẳng hạn amylase được tách chiết từ VSV. Sử dụng amylase để thủy phân tinh bột cần năng lượng xúc tác thấp, không yêu cầu cao về thiết bị sử dụng, giảm chi phí cho quá trình tinh sạch dịch đường. Nguồn amylase có thể lấy từ mầm thóc, mầm đại mạch (malt), hạt bắp nảy mầm, hay từ nấm mốc… Nguyên liệu cho sản xuất là gạo, bắp, khoai mì... Đây là những nguồn nguyên liệu rẻ tiền có thể tìm thấy dễ dàng ở nước ta. Nhờ những ưu điểm trên mà enzyme amylase được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp: chế biến thực phẩm, dệt, y dược... Do đó, việc nắm rõ phương pháp sản xuất enzyme amylase để ứng dụng vào thực tế sản xuất là nhu cầu cần thiết.Trên cơ sở đó tôi được bộ môn giao cho thực hiện đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất chế phẩm enzyme amylase theo phương pháp bề mặt năng suất enzyme thô là 24 tấnngày .Tuy nhiên, do kiến thức còn hạn chế, thời gian thiết kế có hạn, hơn nữa tài liệu tham khảo không nhiều nên bài viết còn nhiều thiếu sót mong được sự đóng góp của thầy cô và các bạn là điều cần thiết

Đồ án tốt nghiệp Trang 1 Khoa Hóa MỞ ĐẦU Tinh bột là sản phẩm tự nhiên quan trọng nhất có nhiều ứng dụng trong công nghiệp và trong đời sống con người. Nhiều nước trên thế giới sử dụng nguồn tinh bột từ khoai tây, lúa mì, ngô (sắn), còn riêng ở nước ta thì sử dụng gạo và khoai mì là nguồn tinh bột chủ yếu. Để thực hiện quá trình thuỷ phân tinh bột trong thực tế sản xuất người ta thường sử dụng enzyme amylase. Enzyme amylase có thể tìm thấy ở nhiều nguồn khác nhau như amylase từ thực vật, động vật và VSV. Hiện nay, các nhà sản xuất có thể sử dụng amylase có khả năng chịu nhiệt cao mà không bị mất hoạt tính, chẳng hạn amylase được tách chiết từ VSV. Sử dụng amylase để thủy phân tinh bột cần năng lượng xúc tác thấp, không yêu cầu cao về thiết bị sử dụng, giảm chi phí cho quá trình tinh sạch dịch đường. Nguồn amylase có thể lấy từ mầm thóc, mầm đại mạch (malt), hạt bắp nảy mầm, hay từ nấm mốc… Nguyên liệu cho sản xuất là gạo, bắp, khoai mì Đây là những nguồn nguyên liệu rẻ tiền có thể tìm thấy dễ dàng ở nước ta. Nhờ những ưu điểm trên mà enzyme amylase được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp: chế biến thực phẩm, dệt, y dược Do đó, việc nắm rõ phương pháp sản xuất enzyme amylase để ứng dụng vào thực tế sản xuất là nhu cầu cần thiết. Trên cơ sở đó tôi được bộ môn giao cho thực hiện đề tài: " Thiết kế nhà máy sản xuất chế phẩm enzyme amylase theo phương pháp bề mặt năng suất enzyme thô là 24 tấn/ngày ". Tuy nhiên, do kiến thức còn hạn chế, thời gian thiết kế có hạn, hơn nữa tài liệu tham khảo không nhiều nên bài viết còn nhiều thiếu sót mong được sự đóng góp của thầy cô và các bạn là điều cần thiết. Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày. SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng Minh Đồ án tốt nghiệp Trang 2 Khoa Hóa CHƯƠNG I LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT Hòa vào công cuộc thúc đẩy nền kinh tế cũng như công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước ở miền trung nói chung và Đà Nẵng nói riêng, nhiều khu công nghiệp đã được xây dựng và đang trên đà phát triển, trong đó có khu công nghiệp Hoà Cầm tại Đà Nẵng. KCN Hòa Cầm là nơi tập trung nhiều ngành công nghiệp quan trọng, giải quyết công ăn việc làm cho nhiều người. Tốc độ đô thị hóa ngày càng nhanh, khu công nghiệp Hòa Cầm ngày càng thu hút được nhiều nhà đầu tư và nhanh chóng trở thành khu công nghiệp lý tưởng. Vì vậy tôi chọn xây dựng nhà máy sản xuất enzyme amylaza theo phương pháp nuôi cấy bề mặt năng suất enzyme thô là 24 tấn/ngày tại KCN - Hòa Cầm. 1.1. Đặc điểm tự nhiên Việc chọn KCN Hòa Cầm tại thành phố Đà Nẵng - làm địa diểm xây dựng nhà máy mang lại cho chúng ta rất nhiều thuận lợi về mặt tự nhiên. Với vị trí địa lý rất lý tưởng: phía Bắc giáp tỉnh Thừa Thiên Huế, phía Nam và phía Tây là tỉnh Quảng Nam, còn Phía Đông là biển Đông rộng lớn. KCN - Hòa Cầm với diện tích 266 ha, nằm cách trung tâm thành phố Đà Nẵng 8km, cách các công trình hạ tầng quan trọng như : cảng biển Tiên Sa, cảng biển Liên Chiểu, sân bay quốc tế Đà Nẵng khoảng từ 5 đến 7km. Khí hậu Đà Nẵng chia ra làm hai mùa nắng và mưa. Mùa nắng từ tháng 1- 8, mùa mưa từ tháng 9-12, nhiệt độ trung bình là 26÷28 o C, độ ẩm trung bình 80÷84%, hướng gió chủ yếu là đông-nam. Với điều kiện tự nhiên, khí hậu như vậy việc xây dựng nhà máy sản xuất enzyme amylaza là hoàn toàn có cơ sở. Hơn thế, điều kiện đất đai, khí hậu của Quảng Nam - Đà nẵng thuận lợi cho việc trồng các loại cây giàu tinh bột như: lúa, ngô, khoai, sắn… 1.2. Nguồn cung cấp nguyên liệu Tuy ngành nông nghiệp của Đà Nẵng không được xếp vào loại phát triển trong vùng nhưng nó rất gần với Huế, Quảng Nam, Bịnh Định các tỉnh có ngành nông nghiệp vượt trội so với Đà Nẵng kể cả về diện tích lẫn chất lượng cây nông nghiệp. Trong đó Ngô ở Quảng Nam rất nổi tiếng, đặc biệt là ngô Hội An. Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày. SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng Minh Đồ án tốt nghiệp Trang 3 Khoa Hóa 1.3. Hợp tác hoá Nhà máy đặt trong khu công nghiệp nên việc hợp tác hóa, liện hợp hóa được tiến hành chặt chẽ, do đó việc sử dụng những công trình điện, nước, giao thông, cũng như việc nhập nguyên liệu và tiêu thụ sản phẩm… được tiến hành thuận lợi 1.4. Nguồn cung cấp điện Nhà máy sử dụng nguồn điện cung cấp từ lưới điện của khu công nghiệp. Để đề phòng mất điện nhà máy có lắp đặt thêm máy phát điện dự phòng. 1.5. Nguồn cung cấp nhiệt Nhiên liệu chủ yếu là dầu FO dùng đốt nóng lò hơi của nhà máy. Nhà máy sử dụng hơi từ phân xưởng hơi của nhà máy. 1.6. Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lý nước thải Nước là nhu cầu không thể thiếu được, nguồn nước cung cấp cho nhà máy được lấy từ công ty cấp nước Đà Nẵng. Để chủ động nguồn nước nhà máy có thể tự xây dựng thêm các bể chứa nước. Nước thải, thải ra được chuyển vào hệ thống xử lý nước thải chung của nhà máy, rồi sau đó chuyển ra nguồn nước thải của thành phố. 1.7. Giao thông Để thuận lợi cho việc nhập nguyên vật liệu, trang thiết bị, bao bì, nhiên liệu…và xuất sản phẩm ra khỏi nhà máy thì giao thông đóng vai trò quan trọng. Những năm gần đây thành phố Đà Nẵng liên tục nâng cấp cơ sở hạ tầng mạng lưới giao thông đô thị, cảng biển, sân bay ngày càng khang trang hiện đại cho nên rất thuận tiện. 1.8. Nguồn lao động Là những người am hiểu về vi sinh vật cũng như về enzyme chủ yếu là kỹ sư tốt nghiệp ngành công nghệ sinh học từ các trường đại học trong và ngoài nước. 1.9. Năng suất nhà máy Nhà máy được thiết kế theo năng suất đủ cung cấp cho toàn miền trung lượng chế phẩm enzyme thô 24 tấn/ngày. Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày. SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng Minh Đồ án tốt nghiệp Trang 4 Khoa Hóa CHƯƠNG II TỔNG QUAN 2.1. Tổng quan về enzyme Amylase Amylase là một hệ enzyme rất phổ biến trong thế giới sinh vật. Các enzyme này thuộc nhóm enzyme thủy phân, xúc tác phân giải liên kết nội phân tử trong nhóm polysaccharide với sự tham gia của nước: R.R’ + H-OH  RH + R’OH Hiện nay, người ta đã biết rõ 6 loại enzyme amylase và được xếp vào 2 nhóm: endoamylase (enzyme nội bào) và exoamylase (enzyme ngoại bào). - endoamylase : α – amylaza ( α -1,4 glucan-4-glucanhydrolaza ) α – amylaza ( α -1,4 glucan-4-mantohydrolaza ) Oligo – 1,6-glucozidaza ( Dextrin-1,6-glucanhydrolaza ) - exoamylase :Glucoamylaza ( γ -1,4 glucan-glucohydrolaza) Glucolidaza hay mantaza (-D-glucozit-glucohydrolaza) Transglucozilaza (-1,4-glican:D-glucoza-4-glucozitransferaza) • Endoamylase gồm có α-amylase và nhóm enzyme khử nhánh. Nhóm enzyme khử nhánh này được chia thành 2 loại: Khử trực tiếp là Pullulanase, khử gián tiếp là Transglucosylase và maylo-1,6-glucosidase. Các enzyme này thủy phân các liên kết bên trong của chuỗi polysaccharide. • Exoamylase gồm có β-amylase và γ-amylase. Đây là những enzyme thủy phân tinh bột từ đầu không khử của chuỗi polysaccharide. 2.2. Đặc tính và cơ chế tác dụng của enzyme amylase 2.2.1. α -amylase α-amylase từ các nguồn khác nhau có thành phần amino acid khác nhau, mỗi loại α-amylase có một tổ hợp amino acid đặc hiệu riêng. α-amylase là một protein giàu tyrosine, tryptophan, acid glutamic và aspartic. Các glutamic acid Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày. SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng Minh Hình 2.1. Cấu trúc không gian - amylase [19] Đồ án tốt nghiệp Trang 5 Khoa Hóa và aspartic acid chiếm khoảng ¼ tổng lượng amino acid cấu thành nên phân tử enzyme: - α-amylase có ít methionine và có khoảng 7-10 gốc cysteine. - Trọng lượng phân tử của α-amylase nấm mốc: 45000-50000 Da - Amylase dễ tan trong nước, trong dung dịch muối và rượu loãng. - Protein của các α-amylase có tính acid yếu và có tính chất của globuline. - Điểm đẳng điện nằm trong vùng pH=4,2-5,7 - α-amylase là một metaloenzyme. - Mỗi phân tử α-amylase đều có chứa 1-30 nguyên tử gam Ca/mol, nhưng không ít hơn 1-6 nguyên tử gam Ca/mol. Ca tham gia vào sự hình thành và ổn định cấu trúc bậc 3 của enzyme, duy trì hoạt động của enzyme (Modolova, 1965). Thành phần amino acid của α-amylase ở nấm mốc Aspergillus Oryzase như sau (g/100 g protein): Bảng 2.1. Thành phần amino acid của α-amylase ở nấm Aspergillus Oryzase α-amylase có khả năng phân cách các liên kết α-1,4- glucoside nằm ở phía bên trong phần tử cơ chất (tinh bột hoặc glycogen) một cách ngẫu nhiên, α- amylase không chỉ thủy phân hồ tinh bột mà nó thủy phân cả hạt tinh bột nguyên song với tốc độ rất chậm. Quá trình thủy phân tinh bột bởi α- amylase là quá trình đa giai đoạn. +Ở giai đoạn đầu (giai đoạn dextrin hóa):Chỉ một số phân tử cơ chất bị thủy phân tạo thành một lượng lớn dextrin phân tử thấp (α-dextrin), độ nhớt của hồ tinh bột giảm nhanh (các amylose và amylopectin đều bị dịch hóa nhanh). Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày. SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng Minh alamine 6,8 glycine 6,6 valine 6,9 leucine 8,3 Isoleucine 5,2 prolin 4,2 phenylalanine 4,2 tyrosine 9,5 trytophan 4,0 xetin 6,5 trionin 10,7 cystein +cystine 1,6 glutamic acid 6,9 amide 1,5 Đồ án tốt nghiệp Trang 6 Khoa Hóa +Sang giai đoạn 2 (giai đoạn đường hóa): Các dextrin phân tử thấp tạo thành bị thủy phân tiếp tục tạo ra các tetra-trimaltose không cho màu với iodine. Các chất này bị thủy phân rất chậm bởi α-amylase cho tới disaccharide và monosaccharide. Dưới tác dụng của α-amylase, amylose bị phân giải khá nhanh thành oligosaccharide gồm 6 - 7 gốc glucose. +Sau đó, các mạch glucose này bị phân cách tiếp tục tạo nên các mạch glucose colagen cứ ngắn dần và bị phân giải chậm đến maltotetrose và maltotriose và maltose. Sản phẩm thủy phân của amylose chứa 13% glucose và 87% maltose. Tác dụng của α-amylase lên amylopectin cũng xảy ra tương tự nhưng vì không phân cắt được liên kết α-1,6-glycoside ở chỗ mạch nhánh trong phân tử amylopectin nên sản phẩm cuối cùng, ngoài các đường nói trên (72% maltose và 19% glucose) còn có dextrin phân tử thấp và isomaltose 8%. Tóm lại, dưới tác dụng của α-amylase, tinh bột có thể chuyển thành maltotetrose, maltose, glucose và dextrin phân tử thấp. Tuy nhiên, thông thường α-amylase chỉ thủy phân tinh bột thành chủ yếu là dextrin phân tử thấp không cho màu với Iodine và một ít maltose. Khả năng dextrin hóa cao của α-amylase là tính chất đặc trưng của nó. Vì vậy, người ta thường gọi loại amylase này là amylase dextrin hóa hay amylase dịch hóa. 2.2.2. β -amylaza (α-1,4-glucan-mantohydrolase) β -amylaza xúc tác sự thuỷ phân các liên kết α -1,4 glucan trong tinh bột, glucogen và polisacarit đồng loại, phân cắt tuần tự gốc mantoza từ một đầu không khử của mạch. Mantoza tạo thành có cấu hình β - vì thế mà amylaza này gọi là β -amylaza. Theo đặt tính tác dụng lên tinh bột, β -amylaza khác α - amylaza ở một số điểm sau: - β -amylaza hầu như không thuỷ phân hạt tinh bột nguyên lành mà thuỷ phân mạnh mẽ hồ tinh bột. - β -amylaza phân giải 100% amylaza thành mantoza và phân giải 54 – 58% amylopectin thành mantoza. Quá trình thuỷ phân amylopectin từ đầu không khử của các nhánh ngoài cùng. Mỗi nhánh ngoài có từ 20 – 26 gốc glucoza nên tạo thành được 10 – 12 phân tử mantoza. Khi gặp liên kết α -1,4 glucozit đứng Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày. SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng Minh Đồ án tốt nghiệp Trang 7 Khoa Hóa kế cận liên kết β -1,6 glucozit thì β -amylaza ngừng tác dụng. Phần sacarit còn lại là dextrin phân tử lớn có rất nhiều liên kết β -1,6 glucozit và được gọi là β - dextrin. Tác dụng của β -amylaza lên hồ tinh bột có thể diễn biến bằng sơ đồ sau: Tinh bột amylaza- β (54 – 58%) mantoza + (42 – 46%) β -dextrin 2.2.3. Glucoamylaza Thuỷ phân liên kết α -1,4 glucan trong polisacarit, tách tuần tự từng gốc glucoza một khởi đầu không khử trong mạch. Glucoamylaza có khả năng xúc tác thuỷ phân liên kết α -1,4 lẫn β -1,6 glucan, glucoamylaza của vi sinh vật khác nhau thì khác về mức độ phân giải tinh bột. Sơ đồ thuỷ phân gluxit bởi glucoamylaza có thể biểu diễn như sau: Tinh bột hay oligosacarit delemaRh. 100% glucoza Tinh bột hay oligosacarit nigerAsp. (80 – 85%) glucoza + oligosacarit 2.2.4. Oligo – 1,6 – glucodaza Enzyme này thuỷ phân các liên kết α -1,6 glucozit trong izomantoza, panoza và các dextrin tới hạn và có thể chuyển hoá các cơ chất này đến các đường lên men được. Chúng thuỷ phân dextrin sâu sắc hơn là α và β -amylaza, do vậy mantoza được tích tụ nhiều trong dịch thuỷ phân. 2.2.5. α -glucozidaza hay mantoza Thuỷ phân mantoza thành glucoza, nhưng không thuỷ phân tinh bột có khả năng chuyển các gốc glucozit sang đường và rượu. Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày. SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng Minh Hình.2.2. Cấu trúc không gian-amylaza Đồ án tốt nghiệp Trang 8 Khoa Hóa 2.2.6 Transglucozilaza [13, tr 169-224] Nó có cả hoạt tính trans-feraza lẫn hoạt tính thuỷ phân. Transglucozilaza thực hiện chuyển các gốc glucozit sang mono-, di- và oligosacarit, xúc tác tạo thành các liên kết α -1,4 và β -1,6 glucozit. Sự có mặt của Transglucozilaza trong các chế phẩm amylaza (dùng trong công nghiệp rượu) là điều không mong muốn. Glucoamylaza xúc tác sự thủy phân tinh bột, còn transglucozilaza lại tổng hợp các izosacarit từ các sản phẩm thủy phân này, do đó nó làm giảm bớt mức độ thủy phân sâu sắc tinh bột và làm cho dịch thủy phân có vị đắng. 2.3. Các nhóm vi sinh vật tham gia tổng hợp amylaza Muốn thu được các enzyme amylaza với hiệu suất cao cần phải tiến hành phân lập và chọn giống vi sinh vật để tuyển chọn lấy những chủng hoạt động. Sự tổng hợp enzyme amylaza không những chỉ phụ thuộc vào các tính chất di truyền của vi sinh vật mà còn phụ thuộc và thành phần môi trường và điều kiện nuôi cấy Bảng 2.2. Tính chất của amylase thu nhận từ các nguồn khác nhau. [1] Nguồn thu nhận Giới hạn pH (pH tối ưu) Khối luợng phân tử (Dalton) Nhiệt độ tối ưu ( o C) B. subtilis 4,5-6,5 48.000 60 B. licheniformis 5,0-9,0 22.500 90 B.stearothermophilus 4,0-5,2 96.000 80 Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày. SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng Minh Hình 2.3. Aspergillus oryzae Đồ án tốt nghiệp Trang 9 Khoa Hóa B. cereus 6,0-7,0 90.000 50-55 Pseudomonas 6,7-7,0 62.000 45 Tụy 6,0-7,0 45.000 Malt 4,5-9,5 52.000 70 Asp.oryzae 5,0 51.000 50-60 Từ kết quả tham khảo từ các tài liệu:[1,16]Tôi quyết định chọn chủng nấm mốc Asp.Oryzae để tiến hành nuôi thu nhận chế phẩm enzyme amylaza, bởi vì chủng này tổng hợp nhiều enzyme glucoamylaza. Đồng thời enzyme chiết xuất từ nấm mốc dễ loại bỏ các khuẩn ty của nấm trong môi trường sản xuất enzyme. 2.3.1. Nấm mốc Aspergillus oryzae: Asp.oryzae là một loại vi nấm thuộc bộ Plectascales, lớp Ascomycetes. Cơ thể sinh trưởng của nó là một hệ sợi bao gồm những sợi rất mảnh, chiều ngang 5-7 µm, phân nhánh rất nhiều và có vách ngăn, chia sợi thành nhiều bao tế bào (nấm đa bào). Từ những sợi nằm ngang này hình thành những sợi đứng thẳng gọi là cuống đính bào tử, ở đó có cơ quan sinh sản vô tính. Cuống đính bào tử của Asp.oryzae thường dài 1-2 mm nên có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Phía đầu cuống đính bào tử phồng lên gọi là bọng. Từ bọng này phân chia thành những tế bào nhỏ, thuôn, dài, gọi là những tế bào hình chai. Ðầu các tế bào hình chai phân chia thành những bào tử đính vào nhau, nên gọi là đính bào tử. Ðính bào tử của Asp.oryzae có màu vàng lục hay màu vàng hoa cau… Giống Asp.oryzae là giàu các enzyme thủy phân nội bào và ngoại bào (amylase, protease, pectinasa,…), ta rất hay gặp chúng ở các kho nguyên liệu, trong các thùng chứa đựng bột, gạo… đã hết nhưng không được rửa sạch, và ở cặn bã bia, bã rượu, ở lỏi ngô, ở bã sắn… Chúng mọc và phát triển có khi thành Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày. SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng Minh Hình 2.4. Asp.oryzae phát triển trên gạo Đồ án tốt nghiệp Trang 10 Khoa Hóa lớp mốc, có màu sắc đen ,vàng… Màu do các bào tử già có màu sắc. Các bào tử này, dễ bị gió cuốn bay xa và khi gặp điều kiện thuận lợi sẽ mọc thành mốc mới. 2.4. Dinh dưỡng của vi sinh vật Thành phần của môi trường dinh dưỡng là yếu tố có tác dụng quan trọng đến hoạt động sống của vi sinh vật và khả năng sinh tổng hợp enzyme. Đứng trên quan điểm điều khiển sinh tổng hợp các sản phẩm theo chủ đích thì trong thành phần môi trường dinh dưỡng phải có đủ các chất đảm bảo được sự sinh trưởng bình thường của vi sinh vật và tổng hợp enzyme. Vi sinh vật muốn phát triển được cần phải cung cấp các hợp chất chứa: C, N, H, O,….ngoài ra trong môi trường còn chứa các khoáng vi lượng, đa lượng, vitamin, đôi khi người ta còn bổ sung một số axit amin, bazơ purin (adênin, guamin…) 2.4.1. Nguồn thức ăn cacbon Nấm mốc có thể sử dụng khoảng 75 hợp chất không chứa Nitơ. Tinh bột, dextrin và mantoza với nồng độ thích hợp là những chất cảm ứng sinh tổng hợp hệ enzyme amylaza. 2.4.1.1. Cám gạo Lúa là cây lương thực chính của gần nửa số dân trên thế giới, mà đặc biệt trồng nhiều ở các nước khu vực Đông Nam Á. Lúa là loại cây ưa ẩm và ấm nên được trồng nhiều ở các vùng châu thổ của các con sông lớn. Cây lúa thuộc họ hoà thảo, có tới hơn 20 loại giống lúa khác nhau. Nhưng trồng nhiều nhất và có ý nghĩa kinh tế nhất là lúa mùa. Cám gạo là một phế phẩm khi xay xát hạt lúa để loại bỏ lớp vỏ tạo ra hạt gạo. Trong cám gạo có chứa tương đối đủ các chất phù hợp cho sự phát triển của vi sinh vật đặc biệt là nấm sợi, hàm lượng tinh bột chiếm lượng lớn. Bảng 2.3. Thành phần hoá học trung bình của cám STT Thành phần Đơn vị Số lượng 1 Protein % 12,2 2 Lipit % 22,7 3 Gluxit tổng số % 40,3 4 Cellulose % 6,3 5 Tro % 6,5 Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày. SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng Minh [...]... đưa vào thiết bị bao gói Enzyme amylase kỹ thuật được đóng trong các túi polyetylen 2 lớp, mỗi túi có khối lượng 1500g Trên mỗi túi có ghi đầy đủ các thông số: ngày sản xuất, tên sản phẩm, công ty sản xuất, hạn sử dụng và hướng dẫn sử dụng Kết thúc quá trình bao gói sản phẩm được đưa đến kho bảo quản Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày... làm giảm hoạt lực của enzyme 3.2.7 Thu nhận chế phẩm enzyme Kết thúc quá trình nuôi cấy, canh trường enzyme sau nuôi cấy được vận chuyển lên bunke chứa bằng gàu tải Dựa theo mục đích sử dụng, 40% lượng canh trường được đưa vào dây chuyền chế biến enzyme thô Còn lại đưa qua dây chuyền chế biến enzyme kỹ thuật Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt năng suất enzyme thô. .. 140oC, 50-60 phút Nhân giống sản xuất Làm nguội 38-40oC Khay Cấy giống Thanh trùng khay Phân phối vào khay nuôi Nuôi cấy 28-32oC (t=30-60h) Thu nhận chế phẩm enzyme Nghiền Sấy Nghiền Bao gói Sản phẩm thô H2O Trích ly Bã Cô đặc Sấy phun 120oc Bao gói Sản phẩm enzyme kỹ thuật dạng bột Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày SVTH: Châu Thị... Tổng kết Trong dây chuyền sản xuất sản phẩm thô, ta chỉ sử dụng 40% tổng canh trường nấm mốc sau khi nuôi cấy, 60% còn lại dùng sản xuất enzyme kỹ thuật Bảng 4.4 Bảng tổng kết Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng Minh Đồ án tốt nghiệp Trang 36 Khoa Hóa Lượng hao hụt Năng suất. .. : 240 00 100 = 240 24,02 (kg/ngày) 100 − 0,1 Lượng sản phẩm hao hụt : Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng Minh Đồ án tốt nghiệp Trang 27 Khoa Hóa 0,1 = 24, 02 (kg/ngày) 100 240 24,02 4.2.1.2 Nghiền Tỉ lệ hao hụt 2 % Lượng canh trường nấm mốc trước công đoạn nghiền : 100 = 245 14,31... Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng Minh Đồ án tốt nghiệp Trang 32 Khoa Hóa Dây chuyền enzyme kỹ thuật sử dụng 60% lượng canh trường enzyme sau khi nuôi cấy Lượng chế phẩm thô đưa vào dây chuyền là : 147521,27 60 = 84 424, 28 (kg/ngày) 100 4.2.7.1.Nghiền Lượng hao hụt 2% Lượng chế. .. thường cao hơn rất nhiều so với nuôi cấy bề sâu - Chế phẩm enzyme thô sau khi thu nhận rất dễ sấy khô và bảo quản Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng Minh Đồ án tốt nghiệp Trang 17 Khoa Hóa - Nuôi cây bề mặt không cần sử dụng nhiều thiết bị phức tạp, do đó việc vận hành... enzyme thô chiếm 40% tổng lượng chế phẩm thu được : 56282,86 100 = 140707,14 (kg/ngày) 40 4.2.2 Dây chuyền sản xuất chung 4.2.2.1 Thu nhận chế phẩm thô Tỉ lệ hao hụt 0,5 % Lượng canh trường nấm mốc trước khi thu nhận : 140707,14 100 = 141414,21 (kg/ngày) 100 − 0,5 Lượng hao hụt : Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày SVTH: Châu Thị Lâm... định chọn phương pháp nuôi cấy bề mặt trên môi trường bán rắn sử dụng chủng nấm mốc Aspergyllus oryzae với dây chuyền công nghệ như sau: Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng Minh Đồ án tốt nghiệp Trang 18 Khoáng chất Khoa Hóa Bột ngô Cám gạo Trấu Nghiền Làm sạch Làm sạch... chỉ tiêu: độ cứng, khả năng oxy hóa, sinh vật lạ 2.6.1.2 Độ cứng Độ cứng của nước được thể hiên bằng sự có mặt của các cation Ca 2+, Mg2+ có trong nước Nước cứng tạm thời là nước chứa muối cacbonat của hai ion trên Nước cứng vĩnh cữu là nước cứng chứa các anion Cl -,SO42-,NO3- Độ cứng của Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày SVTH: Châu . tấn/ngày. SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng Minh Đồ án tốt nghiệp Trang 16 Khoa Hóa CHƯƠNG III CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 3.1. Chọn dây chuyền công nghệ [1] Enzyme. năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày. SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng Minh Đồ án tốt nghiệp Trang 3 Khoa Hóa 1.3. Hợp tác hoá Nhà máy đặt trong khu công nghiệp nên việc. năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày. SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng Minh Đồ án tốt nghiệp Trang 4 Khoa Hóa CHƯƠNG II TỔNG QUAN 2.1. Tổng quan về enzyme Amylase Amylase