Các quá trình CNSH cơ bản trong CÔNG NGHỆ LÊN MEN HIỆN ĐẠI

Trong    §¹i c¬ng vÒ c«ng nghÖ lªn men hiÖn ®¹i 1815: Sản xuất dấm theo phơng pháp nhanh 1846: Sản xuất công nghiệp nấm men bánh mỳ 1881: Lên men axít lactic nhờ vi khuẩn 1900 : Thùng lọc sinh học để xử lý nớc thải đô thị QMCN 1912 : Lên men sản xuất axít xitric 1914 : Sử dụng thức ăn gia súc từ rỉ đờng 1930 (): Lên men SXCN chế phẩm enzym pectinaza 1934 : Sản xuất vitamin C, sử dụng ! 1940 : Lên men sản xuất công nghiệp penicillin G 1954 (1959, 1960) : Lên men với tế bào thực vật 1966: Sử dụng tế bào bạch cầu để lên men thu Interferon 1980: Lên men thu -interferon "#$!% tái tổ hợp 1982: Lên men thu SPTĐCTC &'!) với tế bào thực vật  !" • Thêi kú tríc 1881: Lªn men b»ng canh trêng tËp trung • (%)* +,"- /01 • 1940: lªn men thuÇn khiÕt, b»ng chñng VSV ®ét biÕn • 1954: lªn men thuÇn khiÕt, b»ng tÕ bµo (m«) thùc vËt • 1966: lªn men thuÇn b»ng tÕ bµo (m«) ®éng vËt  • 1980: lªn men thuÇn b»ng tÕ bµo VSV t¸i tæ hîp gen #$ % Hiện tại: mới chỉ một số ít VSV đợc ứng dụng trong SXCN 2,%(,1-34567%4 8!-9:;'607'-9! <= .%;$$$>?@'-A !Bã CDEF$$$F9893BGG,; HI!F Hiện tại: mới ứng dụng CNLMHĐ trên đối tợng mô thực vật, động vật Tơng lai: CNLMHĐ trên đối tợng TB gốc để SX hạt giống nhân tạo & Trớc XIX: Lên men thờng (yếm khí, hiếu khí giản đơn) J(%)* 10K)'* 1846: lên men trong thiết bị dung tích lớn (NMBM) 1935: lên men chìm có sục khí và ( 42) khuấy trộn cơ học 1956: giám sát quá trình lên men (LM metan) 1970: áp dụng mô hình và tối u hoá trong CNLM 1971: Kết nối computer để giám sát QT lên men 1976: điều khiển tối u QT lên men bằng computer *** áp dụng các giải pháp công nghệ mới trong khâu chuẩn bị lên men, xử lý dịch lên men và tinh chế thu sản phẩm ' Quy trình công nghệ Sử dụng đối tợng sinh học làm tác nhân Thu sản phẩm sinh học có giá trị kinh tế cao hay thực hiện chuyển đổi công nghệ nhất định Quy mô sản xuất hàng hoá Quy mô sản xuất hàng hoá (LM hiếu khí, trong thiết bị V lớn, sử dụng biến chủng cao sản, giám sát và điều khiển nghiêm ngặt ở cấp độ phân tử trong suốt quá trình lên men, tự động hoá và điều khiển tối 8u hoá quá trình nhờ computer, áp dụng các kỹ thuật chuẩn bị lên men, xử lý dịch lên men và tinh chế thu sản phẩm hiệu năng cao ) Các mục đích khác ()*+, %- Thu toàn bộ sinh khối: Thu sản phẩm trao đổi chất: Thu enzym, axit amin, vitamin Biến đổi cấu trúc cơ chất ( ! Thu toàn bộ sinh khối:"#$%&' () Thu sản phẩm trao đổi chất: $(* + ')'(,-$(* +'.'( Các mục đích khác xử lý chất thải, thu hồi và khai thác kim loại quý hiếm, VSV chỉ thị .!/+, %-  0/&*12%34 • %)* 10K • L)* )*,"MN?' • L)* -O*,"%P&LQ3*R6LQ3S$$$T  0/,5,678 • L)* 81*0K  0/9:,;6;< • %)* !5 • %)* %)I'(/0&&12/3 • %)* %)I  0/9:,;,=>"+, %- • L)* ," • L)* ' • L)* U,O ?1@7!8ABC,8%- • X©y dùng ý tëng c«ng nghÖ [...]... độ cơ chất Thời gian lên men 4.1.2 Quá trình lên men bán liên tục + Đặc điểm đặc trưng: kéo dài pha luỹ tiến hay pha cân bằng (hoặc diệt vong) + Đường cong sinh trưởng kép do thay đổi đột ngột điều kiện lên men 4.1 Động học quá trình lên men 4.1.1 Quá trình lên men gián đoạn 4.1.2 Quá trình lên men bán liên tục vùng cân vùng bất vùng bằng động ổn định rửa trôi Nồng độ cơ chất Năng suất 4.1.3 Lên men. .. (Tráng lại bằng nước) IV lên men sản xuất Sơ đồ nguyên lý quá trình lên men Lọc khí thải Tách bọt Gia nhiệt khử khuẩn Điều nhiệt Giám sát và điều chỉnh các thông số công nghệ: Si, Pi, to, pH, O2, Thanh trùng Không khí Không khí sạch Khuấy trộn 4.1 Động học quá trình lên men 4.1.1 Quá trình lên men gián đoạn + Qua bốn giai đoạn: thích ứng, phát triển luỹ tiến, cân bằng, diệt vong + Hiện tượng đường cong... học sản phẩm và năng lực - Hoá lý, hoá keo, tổng tích tụ SP hợp hữu cơ - Quá trình công nghệ - Mô hình và tối ưu hoá - Điều khiển tự động - hoàn thiện SP Quảng bá và lưu hành sản phẩm Quản lý và vận hành quy trình CN Quy trình công nghệ lên men 1.6 các giai chính của QTCNLM chuẩn bị lên men tuyển chọn chủng chuẩn bị môi lên men Giám sát, điều chỉnh tốc độ phát triển xử lý dịch LM và tinh chế... trường lên men, xác định giải pháp công nghệ để điều chỉnh định hướng quá trình lên men ) 5 Thử nghiệm và chọn lọc lại trên quy mô PILOT 6 Thử nghiệm và tuyển chọn lại trên quy mô bán sản xuất công nghiệp (Kiểm tra khả năng thích ứng với trang thiết bị hiện có, nguồn cung ứng nguyên liệu, trình độ công nghệ, khả năng đáp ứng của lực lượng sản xuất ) Sơ đồ xuất sứ một vài chủng Penicillium công nghhiệp hiện. .. chỉnh quá trình lên men (và xử lý dịch lên men) để thu sản phẩm mới nhờ biến chủng tái tổ hợp 2.2 Các phương pháp bảo quản giống * Mục đích Yêu cầu: CT thuần khiết, ổn định; không để bị mất giống, tránh nhiễm tạp, giảm nguy cơ xuất hiện đột biến ngẫu nhiên ** Một số phương pháp bảo quản thường dùng + Cấy chuyền lên men định kỳ rẻ tiền, dễ triển khai, vấn đề ổn định chất lượng, tốn nhân công, dễ nhiễm... + Nơi bảo quản giống - Trong các ngân hàng giống vi sinh vật, tại các viện nghiên cứu chuyên ngành, trong các trường đại học và ngay trong các phòng giống của các cơ sở sản xuất - Địa chỉ trực tuyến một vài ngân hàng giống lớn trên thế giới: American Type Culture Collection, USA www.atcc.org World Federation for Culture Collections, JAPAN Deutsch Samlung von Microorganismen und Zellkulturen, Deutschland...1.5 cơ sở xây dựng Quy trình công nghệ Xây dựng ý tưởng công nghệ Tuyển chọn tác nhân sinh học cao sản (VSV) Xây dựng phương án nguyên liệu, nghiên cứu tối ưu hoá thành phần môi trường lên men Xác định giải pháp giống và nhân giống Lựa chọn, thiết kế thiết bị, NC điều chỉnh QTLM Nghiên cứu triển khai SXCN (scale up) Sơ đồ phân bổ đầu tư Hình thành ý tưởng công nghệ Nghiên cứu... bảo các chỉ tiêu kinh tế 3.2 Khử khuẩn môi trường 3.2.1 Mục đích yêu cầu + Ngăn ngừa nhiễm tạp, đảm bảo cho quá trình lên men xảy ra với tác nhân mong muốn, đảm bảo năng suất và hiệu quả chuyển hoá cơ chất + Ngăn ngừa suy giảm hoạt tính sản phẩm, giảm tạp chất, hạn chế tác động tiêu cực đến chủng và hiệu quả công nghệ áp dụng 3.2.2 Giải pháp + Thanh trùng (sử dụng nhiệt độ cao) + Siêu lọc + Sử dụng các. .. trường nhân giống sản xuất phân xưởng lên men Lên men sản xuất xử lý dịch LM Phân xưởng xử lý tách, làm sạch dịch lên men Tinh chế tinh chế thu sản phẩm bao gói, hoàn thiện Nguồn cấp hơi, điện, nước phân xưởng phụ trợ xử lý an toàn chất thải sản phẩm thô phân xưởng sản phẩm phụ Thành phẩm sản phẩm chính II Giống và nhân giống trong sản xuất 2.1 yêu cầu chung của chủng công nghiệp 1 Năng lực tích tụ cao... : không cần phù hợp với MT lên men SX, nguy cơ kéo dài pha thích ứng * Chu kỳ cấy chuyền : nguy cơ nhiễm tạp - GP giống song song, cấp giống trung gian III Môi trường lên men 3.1 Yêu cầu + Đảm bảo cung cấp đủ chất dinh dưỡng để chủng duy trì và phát triển đủ lượng sinh khối cần thiết + Phù hợp với mục tiêu công nghệ để tạp ra sản phẩm mong muốn + Đảm bảo chất lượng vệ sinh công nghiệp để hạn chế và . QT lên men 1976: điều khiển tối u QT lên men bằng computer *** áp dụng các giải pháp công nghệ mới trong khâu chuẩn bị lên men, xử lý dịch lên men và tinh chế thu sản phẩm ' Quy trình. 1846: lên men trong thiết bị dung tích lớn (NMBM) 1935: lên men chìm có sục khí và ( 42) khuấy trộn cơ học 1956: giám sát quá trình lên men (LM metan) 1970: áp dụng mô hình và tối u hoá trong. hiếu khí, trong thiết bị V lớn, sử dụng biến chủng cao sản, giám sát và điều khiển nghiêm ngặt ở cấp độ phân tử trong suốt quá trình lên men, tự động hoá và điều khiển tối 8u hoá quá trình nhờ