Thiết kế máy sản xuất enzyme amylase từ vi sinh vật Asp.niger bằng phương pháp lên men bề mặt, công suất 5000 tấnnăm với độ đậm đặc tăng gấp 10 lần so với sản phẩm lên men thô

amylase xúc tác sự thủy phân các liên kết α- 1,4- glucan trong tinh bột, glucogenβ-và polysaccharide, phân cắt từng nhóm maltose từ đầu không khử của mạch.Maltose có cấu hình β vì thế en

Mục lục

Mục lục 1

Lời mở đầu 5

Chương 1 6

TỔNG QUAN TÀI LIỆU 6

1.1 Giới thiệu về enzyme amylase 6

1.1.1 Enzyme amylase: 6

1.1.1.1 α-amylase (1)amylase (1) 6

1.1.1.2 β-amylase (1) amylase: 7

1.1.1.3 γ-amylase (1) amylase (glucoamylase): 8

1.1.1.4 Oligo-amylase (1)1,6-amylase (1) glucosidase: 9

1.1.1.5 α -amylase (1) dextrin-amylase (1)6-amylase (1)glucosidase (pullulanase): 10

1.1.1.6 α – glucosidase hay maltase: 10

1.1.2 Ứng dụng (2) 11

1.1.2.1 Trong công nghiệp sản xuất rượu bia: 11

1.1.2.2 Trong sản xuất bánh mỳ 11

1.1.2.3 Trong chế biến thức ăn gia súc 12

1.1.2.4 Trong công nghiệp dệt 12

1.1.2.5 Trong y học 12

1.2 Tổng quan về nấm mốc Asp.niger và phương pháp lên men bề mặt 12

1.2.1 Asp.niger [3] 12

1.2.1.1 Lịch sử phát hiện 13

1.2.1.2 Đặc điểm hình thái: 13

1.2.1.3 Đặc điểm sinh học: 14

1.2.1.4 Đặc điểm sinh hóa: 14

1.3 Nguồn dinh dưỡng của Asp.niger 15

1.3.1 Nguồn thức ăn Carbon: 15

1.3.2 Nguồn thức ăn Nitơ: 17

1.3.3 Nguồn thức ăn khoáng: 17

Chương 2 18

CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN THIẾT BỊ 18

2.1 Chọn dây chuyền công nghệ 18

2.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ 20

2.3.1 Nguyên liệu 20

2.3.1.1 Nguyên liệu cám gạo 20

2.3.1.2 Nguyên liệu trấu 20

2.3.1.3 Nguyên liệu bã đậu nành 20

2.3.2 Phối trộn 20

2.3.3 Thanh trùng 20

2.3.4 Làm nguội 20

2.3.5 Nhân giống sản xuất 21

2.3.6 Gieo giống 21

2.3.7 Lên men 21

2.3.8 Nghiền mịn 23

2.3.9 Trích ly và lọc 23

2.3.10 Cô đặc chân không 24

2.3.11 Đóng gói 24

Chương 3 25

TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 25

3.1 Kế hoạch sản xuất của phân xưởng 25

3.2 Cân bằng vật chất 26

3.2.1 Bao gói 26

3.2.2 Cô đặc chân không 27

3.2.3 Lọc 27

3.2.4 Trích ly 28

3.2.5 Nghiền mịn 29

3.2.6 Làm nguội 29

3.2.7 Thanh trùng 29

3.2.8 Phối trộn 29

3.2.9 Lượng nguyên liệu ban đầu 30

3.3 Tổng kết 31

Chương 4: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 33

4.1 Gàu tải cám gạo lên bunke [ Tr54, 8] 33

4.2 Bunke chứa cám gạo 35

4.3 Vít tải vận chuyển cám gạo đến chân máy sàng [8, Tr 56] 36

4.4 Máy sàng 37

4.5 Vít tải vận chuyển cám gạo đến máy trộn 38

4.6 Gàu tải bã đậu nành lên bunke 38

4.7 Bunke chứa bã đậu nành 39

4.8 Máy nghiền bã đậu nành (9) 39

4.9 Vít tải vận chuyển bã đậu nành đến máy trộn 40

4.10 Gàu tải trấu lên bunke 40

4.11 Bunke chứa trấu 40

4.12 Vít tải vận chuyển trấu đến máy trộn 41

4.13 Thùng chứa nước cho phối trộn 41

4.14 Máy trộn môi trường dinh dưỡng 41

4.15 Gàu tải nguyên liệu từ máy trộn đến thiết bị thanh trùng 42

4.16 Thiết bị thanh trùng 43

4.17 Băng tải làm nguội 44

4.18 Máy trộn để trộn đều giống 45

4.19 Thiết bị nuôi cấy 45

4.20 Gàu tải canh trường lên bunke 46

4.21 Máy nghiền trục đứng [9] 47

4.22 Bunke chứa canh trường nấm mốc 47

4.23 Vít tải vận chuyển từ bunke chứa canh trường đến máy nghiền 48

4.24 Gàu tải canh trường sau nghiền lên máy trích ly 48

4.25 Thiết bị trích ly 49

4.26 Tính thùng chứa nước dùng trong trích ly 49

4.27 Máy lọc 50

4.28 Thiết bị cô đặc chân không (10) 51

4.29 Thiết bị bao gói sản phẩm 52

4.30 Tổng kết 53

Lời mở đầu

Công nghệ sinh học là nền tảng của nên kinh tế tri thức, thu hút nhiều nhà khoahọc tập trung nghiên cứu trong nhiều lĩnh vực như: công nghệ tế bào, công nghệenzyme và protein, công nghệ vi sinh vật, công nghệ lên men, công nghệ môitrường, …

Ngành công nghệ enzyme được phát triển mạnh từ những năm 1960, nhờ ứngdụng công nghệ lên men vi sinh vật và gần đây hơn là nhờ thành tựu của côngnghệ di truyền Ngày nay, việc khai thác và sử dụng enzyme không còn là quátrình thủ công, mang tính chất truyền thống mà đã phát triển thành một ngànhcông nghiệp với những kỹ thuật hoàn chỉnh và đem lại lợi nhuận không nhỏ Năm

1980, chế phẩm amylase được sản xuất được sản xuất đến 320 tấn Năm

1984-1990, người ta đã tiêu tốn 15-20 triệu USD cho nhu cầu sử dụng enzyme này (2)Nước ta là nước có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, rất thuận lợi cho sự phát triểncủa vi sinh vật Đó là lợi thế giúp cho ngành công nghiệp sản xuất enzyme pháttriển mạnh mẽ Chế phẩm enzyme amylase của nấm mốc có vai trò đặc biệt quantrọng đối với rượu cồn, thực phẩm lên men, công nghiệp dệt, sản xuất thức ăn giasúc và cả trong y học

Chính vì vậy tôi chọn đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất enzyme amylase từ visinh vật Asp.nigerbằng phương pháp lên men bề mặt, công suất 5000 tấn/nămvớiđộ đậm đặc tăng gấp 10 lần so với sản phẩm lên men thô

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Giới thiệu về enzyme amylase

Hình 1.1 Cấu trúc không gian của α-amylase (1)amylase

α-amylase từ các nguồn khác nhau có rất nhiều điểm giống nhau α-amylase

có khả năng phân cắt các liên kết α-1,4-glucoside nằm ở phía bên trong phân tử cơchất một cách ngẫu nhiên, không theo một trật tự nào α-amylase không chỉ thủy

phân hồ tinh bột mà nó còn thủy phân cả hạt tinh bột nguyên, song với tốc độ rấtchậm.

Khả năng dextrin hóa cao của α-amylase là tính chất đặc trưng của nó Dướitác dụng của α-amylase tinh bột có thể chuyển thành maltose, glucose hoặc dextrinphân tử thấp Tuy nhiên, thông thường α-amylase chỉ thủy phân tinh bột chủ yếuthành dextrin phân tử thấp không cho màu với Iodine và một ít maltose

Một số tính chất của enzyme amylase:

pH tối thích cho enzyme α-amylase từ nấm sợi là 4.0-4.8 Đặc biệt

enzyme α-amylase từ Asp.nigercó thể chịu được pH=2.5-2.8.

Nhiệt độ tối thích cho các hoạt động xúc tác của α-amylase từ các nguồnkhác nhau cũng không đồng nhất, α-amylase của nấm sợi rất nhạy cảm đốivới tác động nhiệt Nhiệt độ tối thích của nó là 50ºC và bị vô hoạt ở 70ºC(Kozmina, 1991)

α-amylase của nấm sợi không tấn công liên kết α-1,6- glucosidase củaamylopectin nên khi thủy phân nó sẽ tạo thành các dextrin tới hạn phânnhánh

1.1.1.2 β-amylase (1) amylase:

Hình 1.2 Cấu trúc phân tử β-amylase (1)amylase

amylase hiện diện phổ biến ở thực vật, đặc biệt là hạt nảy mầm amylase xúc tác sự thủy phân các liên kết α- 1,4- glucan trong tinh bột, glucogen

β-và polysaccharide, phân cắt từng nhóm maltose từ đầu không khử của mạch.Maltose có cấu hình β vì thế enzyme này được gọi là enzyme β- amylase

Tác dụng của β- amylase lên hồ tinh bột có thể biểu diễn bằng sơ đồ sau:Tinh bột ->maltose (54-58%) + β- dextrin (42-46%)

β- amylase là một abumin, trung tâm xác tác chứa nhóm –SH, nhóm COOH và vòng imidazol của các gốc histindine

X-β- amylase không bền khi có Ca2+ X-β- amylase bị kìm hãm bởi Cu2+, Hg2+ ,urea, iodine, ozon,…

β- amylase chịu nhiệt kém hơn α-amylase nhưng bền với acid

Nhiệt độ tối thích của β- amylase là 55ºC, nó bị bất hoạt ở 70ºC

pH tối thích 5.1-5.5

1.1.1.3 γ-amylase (1) amylase (glucoamylase):

Hình 1.3 Cấu trúc phân tử glucoamylase

γ- amylase chủ yếu được tạo ra bởi các vi sinh vật Đặc biệt là kiểu nấm mốcAspergillus, Penicillum, Rhizopus

γ- amylase từ phân tử nấm mốc là các protein có khối lượng phân tử daođộng rất lớn từ 27.000 đến 112.000Dal.

γ- amylase có thể giải phóng ra β-D-glucose bằng cách thủy phân lặp lạinhiều lần các liên kết α-1,4 của mạch α-glucan từ đầu không khử, chúng cũng thủyphân được các liên kết α-1,5 và α-1,3 nhưng rất chậm

γ- amylase có thủy phân hoàn toàn tinh bột, glucogen, amylopectin, dextrin,panose, isomaltose và maltose thành glucose mà không cần có sự tham gia của cácenzyme khác γ- amylase thủy phân các polysaccharide có phân tử lớn nhanh hơn

so với các phân tử nhỏ

Đa số các γ-amylase có hoạt lực cao nhất ở vùng có pH 3.5-5.5 và nhiệt độ50ºC Nó bền với acid hơn α-amylase nhưng kém bền hơn trong rượu, acetone

1.1.1.4 Oligo-amylase (1)1,6-amylase (1) glucosidase:

Hình 1.4 Cấu trúc oligo-amylase (1)1,6-amylase (1)glucosidase

Enzyme này có thể thủy phân liên kết α-1,6- glucoside trong isomaltose,panose và các dextrin tới hạn thành đường có thể lên men được

Oligo 1,6-glucosidase có nhiều trong các vi sinh vật đồng thời cũng có nhiềutrong các hạt nảy mầm

Nhiệt độ tối thích cho enzyme này là 40ºC và pH tối thích là 5.1.

1.1.1.5 α -amylase (1) dextrin-amylase (1)6-amylase (1)glucosidase (pullulanase):

Enzyme này có thể thủy phân các liên kết α-1,6 của tinh bột, glucogen,pululan và các dextrin tới hạn và có thể chuyển hóa các cơ chất này đên đường lênmen được

Pullulanase phân giải các liên kết α-1,6 glucoside bị bao quanh tứ phía bởicác liên kết α-1,4 Nó còn có khả năng thủy phân những dextrin phân tử thấp chỉgồm 2 gốc maltose nối với nhau bằng liên kết α-1,6 glucoside Tác dụng đồng thờicủa α-amylase và pullulanase làm nó bị thủy phân hoàn toàn

Hình 1.5 Cấu trúc pullulanase

1.1.1.6 α – glucosidase hay maltase:

Nhiều loại nấm sợi sản sinh enzyme này Giống như glucomylase, nó thủyphân maltose thành glucose nhưng không thủy phân tinh bột Maltase vàglucozyltranferase là một enzyme đồng nhất vừa có khả năng thủy phân liên kết α-1,4 trong các glucopiranoside vừa có khả năng chuyển các gốc glucoside sangđường và rượu

1.1.2 Ứng dụng (2)

1.1.2.1 Trong công nghiệp sản xuất rượu bia:

Trong công nghệ sản xuất bia truyền thống, các nước phương Tây chủ yếu sửdụng amylase từ malt để thủy phân tinh bột ở giai đoạn đường hóa Như vậy cầnrất nhiều mầm đại mạch để sản xuất bia ở quy mô lớn, dẫn đến chi phí cao cho sảnxuất và giá thành sản phẩm Để khắc phục điều này, các nhà sản xuất sử dụng chếphẩm enzyme amylase thay thế một phần malt Nhờ vậy, giá thành của sản phẩmđược giảm trong khi đó sản phẩm vẫn giữ được đặc trưng của bia

Trong công nghiệp sản xuất rượu từ nguồn nguyên liệu tinh bột, mỗi nước sửdụng một nguồn nguyên liệu khác nhau Ở Mỹ, người ta sử dụng nguyên liệu từbột ngô để sản xuất cồn, còn ở Brazin lại sử dụng khoai mỳ, ở nước ta và một sốnước khác sử thì sử dụng gạo Trong giai đoạn đường hóa người ta bắt buộc phải

sử dụng enzyme amylase Người Nhật đã biết sử dụng enzyme của nấm mốc trongquá trính đường hóa để sản xuất rượu sake cách đây hơn 1700 năm Ở Mỹ, mãiđến thế kỷ XIX khi người Nhật đưa nấm mốc Aspergillus sang mới biết sử dụngenzyme này thay cho amylase của malt trong sản xuất bia Nhờ sự du nhập này màngười Mỹ đã tiết kiệm được chi phí khổng lồ cho công nghiệp sản xuất rượu, bia

1.1.2.2 Trong sản xuất bánh mỳ

Đây là ngành tiêu thụ một lượng lớn tinh bột và enzyme thủy phân tinh bột.Amylase được thêm vào trong hỗn hợp bột để phân giải tinh bột thành các dextrinngắn hơn và những dextrin này sẽ được lên men Sự thêm malt và amylase vàohỗn hợp bột làm tăng thể tích và cải thiện kết cấu sản phẩm nướng

Từ lúc bắt đầu, amylase được thêm vào trong suốt quá trình chuẩn bị bộtnhão để sinh ra những hỗn hợp lên men Bên cạnh việc sinh ra hỗn hợp lên men,amylase cũng có tác dụng chống ôi trong việc nướng bánh mỳ và duy trì độ mềmmịn cho sản phẩm nướng (Olesen, 1991)

1.1.2.3 Trong chế biến thức ăn gia súc

Trong chế biến thức ăn gia súc, thành phần ngũ cốc chiếm một khối lượng rấtlớn Trong khối lượng này, thành phần tinh bột rất cao Để tang hiệu suất sử dụngnăng lượng từ nguồn tinh bột người ta thường cho them enzyme amylase vào.Enzyme này sẽ tham gia vào quá trình phân giải tinh bột thành đường, giúp quátrình chuyển hóa tinh bột tốt hơn

1.1.2.4 Trong công nghiệp dệt

Ngươi ta sử dụng enzyme amylase của vi khuẩn để tẩy tinh bột và làm chomềm vải Trong vải thô thường chứa khoảng 5% tinh bột và các tạp chất khác Do

đó, để làm mềm vải và tang khả năng nhúng nước, người ta dung enzyme từ vikhuẩn hay nấm mốc Phương pháp dung enzyme không làm tổn hại vải, độ maodẫn tốt, đảm bảo vệ sinh

1.1.2.5 Trong y học

Amylase cùng các enzyme khác được dùng trong y học để làm thuốc chữamột số bệnh do thiếu enzyme, kém khả năng chuyển hóa vật chất, bệnh về tiêuhóa, thần kinh,… Amylase được sử dụng phối hợp với coenzyme A, cytocrom C,ATP để điều chế thuốc trị bệnh tim mạch, thần kinh,…

1.2 Tổng quan về nấm mốc Asp.niger và phương pháp lên men bề mặt

1.2.1 Asp.niger [3]

Giống Aspergilluscó khoảng 200 loài phân bố khắp nơi trong tự nhiên, trong

đó có loài Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Aspergillus sojae,… có giá trị sử

dụng trong sản xuất enzyme, rượu, acid hữu cơ,…

VanTieghem là người đầu tiên phát hiện và phân lập chủng nấm mốc

Asp.niger từ hạt chứa nhiều dầu như hạt đậu nành, đậu phộng, hạt ngũ cốc, ngô,… Asp.niger cũngđược phân lập từ các sản phẩm lên men cổ truyền (Lương Đức

Phẩm, 2004)

1.2.1.1 Lịch sử phát hiện

Giống Aspergillus do Michelli lần đầu tiên được mô tả lần đầu vào năm

1729 Năm 1901 Wehmer đã cho ra đời một chuyên luận phân loại giống nấm bấttoàn này

Raper và Fennell (1965) chỉ dung một số tên Aspergillus cho tất cả các loài tạo thành bào tử trần Như vậy, Asp.niger có vị trí phân loại như sau:

Dưới kính hiển vi nấm Asp.nigercó khuẩn ty phân nhánh, có vách ngăn, bào

tử đính không nằm trong bọc bào tử, cuống sinh thể bình phình ra rõ rệt ở 2 đầutạo bọng hình cầu 5-6 x 20-30mm, đôi khi 6-10 x 60-70mm Thể bình gồm 2 lớp,lớp thứ nhất hình tam giác cân ngược, lớp thứ 2 hình chai; bào tử đính xòe ra, hìnhcầu xù xì, có gai nhọn, màu nâu đen đến đen than, đường kính 4-5mm

Hình 1.6 Asp.niger trên đĩa thạch

Hình 1.7 Bào tử Asp.niger

1.2.1.3 Đặc điểm sinh học:

Asp.nigerlà vinh sinh vật hiếu khí bắt buộc, dị dưỡng hóa năng, sinh sản bằng

bào tử, sinh trưởng được ở nhiệt độ tối thiểu 6-8ºC, tối đa 45-47ºC, tối ưu 25-28

ºC, độ ẩm tối thiểu 23% Độ ẩm môi trường thích hợp để lên men bán rắn là 65%

60-Asp.nigersinh trưởng và phát triển khi có mặt O2, pH tối ưu 4-6,5 Tuy nhiên,

theo Patt (1981) cũng có những chủng Asp.nigersinh trưởng được ở pH=2.

Trên môi trường thạch Czapek, Asp.nigermọc thưa, đường kính khuẩn lạc

khoảng 4cm Bổ sung 0,5% cao nấm men vào môi trường làm khuẩn lạc

Asp.nigermọc tốt và to hơn, đạt đường kính trung bình khoảng 6cm.

Trên môi trường thạch malt, khuẩn lạc mọc tốt nhưng không to như trên môitrường thạch Czapek-cao nấm men

1.2.1.4 Đặc điểm sinh hóa:

 Khả năng lên men đường:

Asp.nigercó khả năng đồng hóa tốt các loại đường đơn và đường đôi như: glucose, fructose, maltose, xylose, manose, saccharose Asp.niger đồng hóa được

galactose, lactose ở mức độ kém hơn

 Khả năng tổng hợp enzyme:

α-amylase (1) amylase: Asp.niger có khả năng tổng hợp α- amylase ngoại bào để thủy

phân nhanh tinh bột tạo thành dextrin và một ít maltose và glucose.

Protease:Asp.niger có khả năng tạo thành 2 loại protease Protease thứ nhất

phân giải protein thành polypeptid, pepton; protease thứ hai tiếp tục chuyển hóacác sản phẩm trên thành acid amin

Cellulase:Asp.nigercó khả năng tạo cellulase, chủ yếu là cellulase Cl,

cellulase Cx và b-glucosidase hay cellobiase

Pectinase, Xylanase:Asp.nigercó khả năng tạo pectinase, xylanase ở nhiệt độ

tối thích 25 độ C, pH 5,6

Ngoài ra, Asp.niger còn có khả năng tổng hợp hàng loạt enzym khác như:

lipase, mananase

1.3 Nguồn dinh dưỡng của Asp.niger

Thành phần dinh dưỡng là yếu tố có tác dụng quan trọng đến hoạt động sốngcủa vi sinh vật và khả năng sinh tổng hợp enzyme Đứng trên quan điểm điềukhiển khả năng sinh tổng hợp các sản phẩm có chủ đích thì thành phần môi trườngdinh dưỡng phải đáp ứng được yêu cầu chính là phải có độ hoàn thiện đảm bảo.Trong môi trường dinh dưỡng phải có đủ các chất đảm bảo sự sinh trưởng bìnhthường của vi sinh vật và sinh tổng hợp enzyme Vi sinh vật cần phải được cungcấp đầy đủ các chất chứa các nguyên tố: C, O, H, N, S, Ngoài ra môi trường cònphải có các khoáng đa lượng, vi lượng, vitamin, có trường hợp người ta còn bổsung thêm acid amin

1.3.1 Nguồn thức ăn Carbon:

Nấm mốc có thể sử dụng khoảng 75 hợp chất không chứa Nitơ Tinh bột,dextrin, maltose với nồng độ thích hợp là những chất cảm ứng sinh tổng hợp hệenzyme amylase Ảnh hưởng của nguồn Carbon tới cường độ sinh tổng hợpenzyme amylase theo thứ tự sau:

Tinh bột > dextrin >Maltose >Saccharose > Glucose >Lactose >Arabinose >Galacose > Manose

a) Cám gạo:

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 visinh vật đặc biệt là nấm sợi, hàm lượng tinh bột chiếm lượng lớn

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của cám (Gene và ctv, 2002)

1.3.2 Nguồn thức ăn Nitơ:

Nguồn Nitơ dễ hấp thụ nhất đối với vi sinh vật là NH3 và NH4+ Tỷ trọng giữaCacbon và Nitơ trong môi trường có ý nghĩa lớn đối với vi sinh vật và sự tạo thànhamylase Thường sử dụng muối NH4NO3 để làm nguồn Nitơ

Nguồn Nitơ hữu cơ thường dùng để nuôi cấy vi sinh vật là peptone loại chếphẩm thủy phân không triệt để của một nguồn protein nào đó

1.3.3 Nguồn thức ăn khoáng:

Các nguyên tố đa lượng và vi lượng có ảnh hưởng lớn tới sinh trưởng và tổnghợp các enzyme amylase của vi sinh vật

Mg2+ có ảnh hưởng tới độ bền nhiệt của enzyme, thiếu Mg2+ sẽ có ảnhhưởng xấu đến sự tổng hợp mọi amylase của nấm mốc Nguồn Mg2+ thường được

sử dụng là MgSO4

Photpho cần để tổng hợp các thành phần quang trọng của sinh chất (axitnucleic, photpholipit) và nhiều co-enzyme, đồng thời để phosphoride hóa gluxittrong quá trình oxy hóa sinh học Nguồn photpho thường là KH2PO4

Chương 2 CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN

Hoạt hóa giống

Nhân giống sản xuất

Phối trộn

Thanh trùng (140oC)

2.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ

2.3.1 Nguyên liệu

2.3.1.1 Nguyên liệu cám gạo

Cám gạo được gàu tải vận chuyển lên bunke chứa, sau đó được vít tải vậnchuyển từ bunke đến sàng phân loại Cám gạo đạt yêu cầu được vít tải vận chuyểnđến máy trộn

2.3.1.2 Nguyên liệu trấu

Trấu được gàu tải lên bunke chứa, sau đó được vít tải vận chuyển đến máytrộn

2.3.1.3 Nguyên liệu bã đậu nành

Bã đậu nành được gàu tải lên bunke chứa Sau đó vít tải vận chuyển bã đậu nành từ bunke đến máy nghiền Sau khi nghiền xong, vít tải vận chuyển bã đậu nành đến máy trộn

2.3.2 Phối trộn

Mục đích: Trộn đều môi trường dinh dưỡng

Hỗn hợp cám gạo, bã đậu nành, trấu, chất khoáng,và các chất dinh dưỡng cầnthiết được trộn đều Hoạt tính amylase và hàm lượng protein cao nhất (358,552UI/g CT và 41,484mg/g) ở môi trường có tỷ lệ cám: trấu: bã đậu nành là 2:1:1.Hàm lượng và hoạt tính amylase ở môi trường có tỷ lệ cám: trấu: bã đậu nành là1:2:1 cũng khá cao Môi trường có tỷ lệ cám: trấu: bã đậu nành là 1:1:2 cho hàmlượng và hoạt tính amylase thấp.(5)

2.3.3 Thanh trùng

Mục đích: cám và các nguyên liệu khác có chứa nhiều VSV, để đảm bảochủng nuôi phát triển bình thường cần phải thanh trùng

Tiến hành: hấp thanh trùng dưới áp suất hơi 1÷ 1.5atm, nhiệt độ 140˚C thờigian 45-50 phút.

Thời gian làm nguội phải ngắn để hạn chế sự nhiễm VSV

2.3.5 Nhân giống sản xuất

Giống trong ống nghiệm được giữ ở trạng thái hoạt động bằng cách cấytruyền mỗi tháng một lần trong các môi trường thạch sapec

Thành phần môi trường thạch sapec:

Nước 1000mlSaccroza 30gNaNO3 3g

MgSO4.7H2O 0.5gKCL 0.5g

10 ml dịch tự phân nấm men

pH = 4 ÷ 5

Nhân giống trên máy lắc

Cũng môi trường trên mốc giống được nuôi trong bình tam giác 1 lít và đượcđặt trên máy lắc

Từ môi trường sản xuất sau khi làm nguội kết thúc, trích ra 10% chuyển quaphòng nhân giống để nhân giống sản xuất

2.3.6 Gieo giống

Sau khi làm nguội môi trường đến nhiệt độ 35oC ÷ 40oC ta tiến hành gieogiống, tỷ lệ gieo giống là 10% Sau đó trộn đều môi trường dinh dưỡng và giống

2.3.7 Trộn đều giống và môi trường dinh dưỡng

Sau khi kết thúc quá trình gieo giống, canh trường nấm mốc được gàu tảichuyển lên bunke trung gian Từ bunke này canh trường qua vít tải định lượngđồng thời được chuyển đến máy trộn để trộn đều giống và môi trường dinh dưỡng

Thời gian nuôi cấy nấm mốc khoảng 36 ÷ 60 giờ, trung bình thường là 42giờ

Quá trình nuôi cấy trong môi trường bán rắn nuôi bằng phương pháp bề mặttrải qua các giai đoạn sau:

Giai đoạn 1:

Giai đoạn này thường kéo dài 10 ÷ 14 giờ kể từ thời gian bắt đầu nuôi cấy.Trong giai đoạn này có những thay đổi sau:

+ Nhiệt độ tăng chậm

+ Sợi nấm bắt đầu hình thành và có màu trắng hoặc màu sữa

+ Thành phần dinh dưỡng bắt đầu có sự thay đổi

+ Khối môi trường còn rời rạc

+ Enzyme mới bắt đầu hình thành

Trong giai đoạn này cần quan tâm đến chế độ nhiệt Tuyệt đối không được đểnhiệt độ cao hơn 30˚C vì thời kỳ này giống rất mẫn cảm với nhiệt độ.

+ Môi trường được kết lại khá chặt

+ Độ ẩm của môi trường giảm dần

+ Nhiệt độ của môi trường tăng nhanh có thể lên đến 40˚C ÷ 45˚C

+ Các chất dinh dưỡng bắt đầu giảm nhanh do sự đồng hoá của nấm sợi

+ Các loại enzyme được hình thành, trong đó enzyme amylase hình thànhnhiều nhất

+ Lượng oxy trong môi trường giảm và CO2 tăng dần, do đó trong giai đoạnnày cần thông khí mạnh và điều chỉnh nhiệt độ khoảng 29˚C ÷ 30˚C

Cần dừng quá trình nuôi cấy và thu nhận enzyme trong giai đoạn này Vì tronggiai đoạn này bào tử được hình thành nhiều và làm giảm hoạt lực của enzyme

2.3.9 Nghiền mịn

Mục đích : vừa phá vỡ tế bào vừa làm nhỏ các thành phần của tế bào Khithành tế bào bị phá vỡ, các enzyme nội bào chưa thoát khỏi tế bào sẽ dễ dàng thoátkhỏi tế bào

Tiến hành: Canh trường nấm mốc được gàu tải chuyển sang bunke chứa Sau

đó được vít tải vận chuyển đến máy nghiền

2.3.10 Trích ly và lọc

Mục đích: Tách enzyme ra khỏi hỗn hợp, chuẩn bị tốt cho công đoạn tiếptheo

Dung môi trích ly: Nước

Tiến hành: Sau khi nghiền mịn, người ta cho nước vào để trích ly Cácenzyme thủy phân hòa tan tốt trong nước nên người ta thường dung nước như mộtdung môi hòa tan Cho nước vào theo tỷ lệ thích hợp, khuấy nhẹ rồi lọc lấy bã.Phần bã được sử dụng làm thức ăn gia súc

2.3.11 Cô đặc chân không

Mục đích: Nâng cao nồng độ enzyme amylase đạt 150g/lit

Tiến hành: Dịch sau trích ly được đi vào thiết bị cô đặc chân không

Nhiệt độ cô đặc: 50-55°C

2.3.12 Đóng gói

Sau khi thu được chế phẩm enzyme ta đem đi đóng gói bằng thiết bị bao gói

tự động khối lượng của mỗi gói tùy thuộc vào nhu cầu khách hàng

Chương 3 TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT

3.1 Kế hoạch sản xuất của phân xưởng

Các ngày nghỉ trong năm:

- Tết dương lịch nghỉ 1 ngày

- Tết âm lịch nghỉ 5 ngày

- Giỗ tổ Hùng Vương nghỉ 1 ngày

- Ngày chiến thắng 30-4 nghỉ 1 ngày

- Ngày quốc tế lao động nghỉ 1 ngày

- Ngày quốc khánh nghỉ 1 ngày

- Nghỉ ngày chủ nhật

Tháng 10 và tháng 11 nghỉ 10 ngày do khu vực Miền Trung thời tiết xấu,mưa nhiều, nguyên liệu ít và nhu cầu thị trường thấp Nghỉ để sửa chữa và vệ sinhthiết bị

Bảng 3.1:Biểu đồ sản xuất của nhà máy:

Thán

Cảnăm

Số liệu ban đầu

Năng suất: 5000 tấn/năm

Năng suất sản phẩm enzyme thô của nhà máy tính theo ngày là:

Bảng 3.2:Bảng tỷ lệ hao hụt qua các công đoạn

Xử lý (cám gạo; bã đậu nành; trấu) 0,5; 0,5; 0,5

Lượng enzyme có trong sản phẩm:

Thể tích lúc này:

326682,9 1,15 =284072,1 (lit/ngày)

Lượng enzyme có trong sản phẩm:

Lượng enzyme có trong sản phẩm trước khi lọc:

Khối lượng dịch chiết trước trích ly: