Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic từ rỉ đường năng suất 3400 tấn sản phẩmnăm

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 1 - MỞ ĐẦU Axit glutamic là một trong hơn 20 loại axit amin để kiến tạo nên protein cơ thể và là hợp chất phổ biến nhất trong các protein của các loại hạt ngũ cốc. Axit glutamic đóng vai rò rất quan trọng trong việc trao đổi chất của cơ thể động vật, nhất là các cơ quan não bộ, gan và cơ nâng cho khả năng hoạt động của cơ thể. Axit glutamic tham gia phản ứng thải loại amoniac, một chất độc với hệ thần kinh. Trong y học, axit glutamic được dùng như thuốc chữa bệnh yếu cơ và choáng. Axit glutamic ( L-AG ) có công thức cấu tạo phân tử như sau: HOOC - CH 2 - CH 2 - CH - COOH NH 2 Axit glutamic tham gia cấu tạo nên chất xám và chất trắng của não, kích thích các phản ứng oxi hoá của não. Axit glutamic có thể đảm nhiệm chức năng tổng hợp nên các aminoaxit khác nhau như alanin, lơxin, cystein, …. nó tham gia vào phản ứng chuyển amin, giúp cho cơ thể tiêu hóa nhóm amin và tách NH 3 ra khỏi cơ thể . Nó chiếm phần lớn thành phần protein và phần xám của não, đóng vai trò quan trọng trong các biến đổi sinh hóa ở hệ thần kinh trung ương vì vậy trong y học còn sử dụng axit glutamic trong trường hợp suy nhược hệ thần kinh nặng, mỏi mệt, mất trí nhớ, sự đầu độc NH 3 vào cơ thể, một số bệnh về tim, bệnh teo bắp thịt, …Axit glutamic còn dùng làm nguyên liệu khởi đầu cho việc tổng hợp một số hóa chất quan trọng. Muối natri của axit glutamic là natri glutamat mà ta quen gọi là mì chính là chất điều vị có giá trị trong công nghiệp thực phẩm, trong nấu nướng thức ăn hàng ngày. Trên cơ sở ứng dụng công nghệ sinh học vào sản xuất, quá trình lên men để thu nhận L-AG nhờ vào sự tổng hợp của vi sinh vật không những có ý nghĩa về mặt kinh tế mà còn có ý nghĩa lớn lao về xử lý môi trường vì tận dụng được các phế thải của các ngành công nghiệp khác. Vì vậy, với tầm quan trọng của axit glutamic, để đáp ứng nhu cầu trong nước và tiến tới xuất khẩu nên em chọn đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic từ rỉ đường năng suất 3400 tấn sản phẩm/năm”. CHƯƠNG 1 SVTH: Dương Thanh Lam - 06SH GVHD:PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 2 - LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT Khu vực miền Trung và các tỉnh Tây Nguyên chưa có nhà máy sản xuất axit glutamic, nguồn nguyên liệu phục vụ cho sản xuất của khu vực cũng phong phú. Axit glutamic là một sản phẩm mang lại nhiều lợi ích to lớn. Vì thế, việc thiết kế và xây dựng một nhà máy sản xuất axit glutamic là rất cần thiết đối, đây là một lợi thế để đầu tư, xây dựng và sản xuất. Chính vì những lý do trên nên em lựa chọn xây dựng nhà máy sản xuất axit glutamic ở khu công nghiệp Hòa khánh – Đà nẵng. 1.1 Đặc điểm tự nhiên của thành phố Đà Nẵng. Có nhiều thuận lợi, Đà Nẵng nằm ở trung tâm của khu vực Miền Trung. Diện tích Đà nẵng 1.255,53Km2 [ 9 ], tuy nhỏ nhưng có một lượng diện tích chưa có mục đích sử dụng, đặc biệt có khu công nghiệp Hoà Khánh là điều kiện thuận lợi cho phát triển nhà máy. Đà Nẵng nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa điển hình, nhiệt độ cao và ít biến động. Mỗi năm có 2 mùa rõ rệt: mùa mưa kéo dài từ tháng 8 đến tháng 12 và mùa khô từ tháng 1 đến tháng 7. Nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 25 o C, cao nhất vào các tháng 6, 7, 8, trung bình từ 28 0 C -30 0 C; thấp nhất vào các tháng 12, 1, 2, trung bình từ 18 0 C -23 0 C. Độ ẩm không khí trung bình là 83,4%; cao nhất vào các tháng 10, 11, trung bình từ 85,67 - 87,67%; thấp nhất vào các tháng 6, 7, trung bình từ 76,67 - 77,33%. Hướng gió ổn định chủ yếu là hướng Đông-Nam Tây-Bắc. [ 10 ] 1.2 Vùng nguyên liệu. Thành phố Đà Nẵng nằm gần tỉnh Quảng Ngãi. Đây là một địa phương có nguồn nguyên liệu dồi dào cung cấp cho sản xuất. Ở Quảng Ngãi có nhà máy đường tại khu công nghiệp Quảng Phú và nhà máy đường tại Phổ Phong huyện Đức Phổ là nguồn cung cấp lượng rỉ đường cần thiết để sản xuất. Đây là điều kiện thuận lợi nhất để Đà Nẵng xây dựng nhà máy sản xuất acid glutamic. 1.3 Hợp tác hoá. Nhà máy sẽ đặt tại khu công nghiệp Hoà Khánh nên các điều kiện về hợp tác hoá giữa nhà máy và các nhà máy khác rất thuận lợi và sử dụng chung các công trình công cộng như điện, nước, hệ thống thoát nước, giao thông….vv. Nhờ đó sẽ giảm thiểu vốn đầu tư ban đầu. Nhà máy còn đặc biệt hợp tác chặt chẽ với các nhà máy đường để thu mua nguyên liệu rỉ đường cho sản xuất. 1.4 Nguồn cung cấp điện, hơi và nhiên liệu. SVTH: Dương Thanh Lam - 06SH GVHD:PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 3 - Đà Nẵng là một thành phố lớn lại có khu công nghiệp nên các vấn đề về điện, hơi, nhiên liệu được thành phố đầu tư đáng kể. Nhà máy sẽ sử dụng nguồn điện và hơi có sẵn tại khu công nghiệp. Nhà máy sử dụng nguồn điện lấy từ lưới điện quốc gia. Ngoài ra để đảm bảo cho quá trình sản xuất được liên tục thì nhà máy còn trang bị máy phát điện dự phòng. Lượng hơi đốt cung cấp cho các phân xưởng lấy từ lò hơi riêng của nhà máy. Nhiên liệu dùng cho lò hơi là dầu DO được mua từ trạm xăng dầu trong tỉnh. 1.5 Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lý nước. Nguồn cung cấp nước cho nhà máy cũng như nước của công ty chủ yếu từ nhà máy nước của khu công nghiệp, hoặc cũng có thể sử dụng nguồn nước ngầm như khoan giếng…Ở đây ta chọn nước máy từ nhà máy cung cấp nước của khu công nghiệp. Nước từ nhà máy đưa về đều được lắng, lọc, làm mềm và xử lý ion trước khi sản xuất. 1.6 Giao thông vận tải. Đà Nẵng nằm trên quốc lộ 1A là đầu mối giao thông quan trọng của hai miền Nam Bắc. Có cảng lớn có thể thông ra quốc tế. Ngoài ra còn có tuyến quốc lộ 14B nối Đà Nẵng với Tây Nguyên và Lào, Thái Lan. Do đó thuận lợi cho việc vận chuyển nguyên liệu và sản phẩm. Kênh vận chuyển đa dạng với đường sắt, đường bộ, đường thuỷ, đường hàng không là điều kiện rất thuận lợi về giao thông. 1.7 Thoát nước. Nước thải nhà máy sau khi xử lý được đưa ra hệ thống cống thoát nước và đến khu xử lý nước thải chung của khu công nghiệp. 1.8 Nhân công và thị trường tiêu thụ. Thị trường tiêu thụ được chọn là thị trường cho cả nước. Nhà máy tuyển lao động ở tại Đà Nẵng và các địa phương lân cận. Mặt khác với mức độ đô thị hoá của thành phố hiện nay, lượng lao động vãn lai rất dồi dào. Từ đó có thể thuê nhân công với giá rẻ. 1.9 Nguồn tiêu thụ sản phẩm. Nguồn tiêu thụ cho sản phẩm ở đây chủ yếu hướng vào các công ty chế biến Dược phẩm, các công ty chế biến thức ăn gia súc, gia cầm và thuỷ hải sản, các công ty chế biến thực phẩm, các công ty sản xuất mỹ phẩm vì đây là các công ty cần một lượng acid glutamic để phục vụ cho việc sản xuất. SVTH: Dương Thanh Lam - 06SH GVHD:PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 4 - Kết luận: tất cả các điều kiện trên là cở sở thuận lợi, có tính khả thi để xây dựng nhà máy sản xuất axit glutamic tại khu công nghiệp Hoà Khánh của thành phố Đà Nẵng. CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 2.1 Giới thiệu về axit glutamic. SVTH: Dương Thanh Lam - 06SH GVHD:PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 5 - Axit glutamic (L-AG) là loại axit amin cơ thể có thể tổng hợp được, nó có nhiều trong các loại thực phẩm như protein thịt động vật, thực vật như cà rốt, rong biển…vv Axit glutamic có công thức phân tử: C 5 H 9 NO 4 Và có công thức cấu tạo: HOOC - CH 2 - CH 2 - CH - COOH NH 2 Axit glutamic có trọng lượng phân tử 147,13 bị phân giải ở nhiệt độ 247 ÷ 249 o C, điểm đẳng điện là pH = 3,22. Có tính chất là hoà tan trong nước, hầu như không tan trong cồn, ete và một số dung môi. [ 3, tr1 ]. Axit glutamic phân bổ rộng rãi trong tự nhiên dưới dạng hợp chất và dưới dạng tự do. Trong sinh vật, đặc biệt là vi sinh vật, axit glutamic được tổng hợp theo con đường lên men từ nhiều nguồn cacbon. 2.2 Các phương pháp để sản xuất axit glutamic Có nhiều phương pháp để sản xuất axit glutamic bao gồm: phương pháp hóa học, phương pháp thủy phân, phương pháp kết hợp, phương pháp lên men. 2.2.1 Phương pháp hóa học: Là phương pháp ứng dụng các phản ứng tổng hợp hóa học để tổng hợp nên axit glutamic và các amino axit khác từ các khí thải của công nghiệp dầu hỏa hay các nguồn khác. Phương pháp hóa học này chỉ thực hiện được ở những nước có ngành công nghiệp dầu hỏa phát triển và yêu cầu kỹ thuật cao 2.2.2 Phương pháp thủy phân: Là phương pháp sử dụng các tác nhân xúc tác là các hóa chất (axit, kiềm) để thủy phân nguồn nguyên liệu giàu protit ( khô dầu, khô lạc,…) ra một hỗn hợp các amino axit, từ đó tách axit glutamic ra. Ưu điểm là áp dụng được vào các cơ sở thủ công, bán cơ giới và cơ giới dễ dàng. Có nhược điểm là cần sử dụng nguyên liệu giàu protit hiếm SVTH: Dương Thanh Lam - 06SH GVHD:PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh Hình 2.1 Cấu trúc phân tử axit glutamic [11] ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 6 - và đắt, cần nhiều hóa chất và thiết bị chống ăn mòn, hiệu suất thấp, giá thành cao, gây ô nhiễm môi trường. 2.2.3 Phương pháp kết hợp: Là phương pháp kết hợp giữa tổng hợp hóa học và sinh học. Người ta tạo phản ứng tổng hợp các chất trung gian. Sau đó, lợi dụng vi sinh vật tiếp tục tạo ra axit amin. Phương pháp này tuy nhanh nhưng yều cầu kỹ thuật cao, chỉ áp dụng cho nghiên cứu chứ ít áp dụng vào công nghệ sản xuất. 2.2.4 Phương pháp lên men axit glutamic. Phương pháp lên men hiện nay đang được sử dụng rộng rãi ở các nước trên thế giới cũng như ở Việt Nam bởi những ưu nhược điểm sau [3, tr4]: Ưu điểm: + Nguyên liệu rẻ tiền. + Ít sử dụng hoá chất, thiết bị chống ăn mòn. + Hiệu suất quá trình rất cao, giá thành hạ. + Mở rộng khả năng sử dụng nguyên liệu. Nhược điểm: + Quá trình đòi hỏi yêu cầu kỹ thuật cao và nghiêm ngặt. + Đảm bảo vô trùng mới tạo sản phẩm. Phương pháp lên men gồm có phương pháp lên men gián đoạn và phương pháp lên men liên tục. 2.2.4.1 Phương pháp lên men liên tục. Cơ chất và các thành phần môi trường được bổ sung liên tục vào thiết bị lên men và dịch lên men được lấy ra dần. Nhược điểm của phương pháp này là khó đảm bảo vô trùng trong quá trình lên men, do đó ít được áp dụng vào thực tế [4,tr85]. 2.2.4.2 Phương pháp lên men gián đoạn. [4 tr85]. 2.2.4.2.1 Phương pháp lên men gián đoạn không bổ sung cơ chất. Cho toàn bộ cơ chất và hóa chất cần dùng một lần ngay từ ban đầu vào thiết bị lên men. Chỉ có NH 3 , dầu phá bọt, các chất hoạt động bề mặt… được bổ sung theo nhu cầu trong quá trình lên men. Lượng môi trường ban đầu thường 60 ÷ 65% thể tích của thùng. Khoảng trống của thùng dành cho bọt hoạt động. Phương pháp này thích hợp với các cơ chất ít có tác dụng ức chế vi sinh vật ở nồng độ 10 ÷ 12% như các loại đường. 2.2.4.2.2 Phương pháp lên men gián đoạn có bổ sung cơ chất. SVTH: Dương Thanh Lam - 06SH GVHD:PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 7 - Không cho toàn bộ cơ chất vào thiết bị lên men ngay từ đầu mà chia làm hai khối nhỏ, 15 ÷ 20% cơ chất cùng các hóa chất được đưa vào môi trường ban đầu, khối còn lại (80 ÷ 85%) được bổ sung dần trong quá trình lên men. Phương pháp này đặc biệt thích hợp với các loại cơ chất có khả năng ức chế sự phát triển của vi sinh vật ở nồng độ cao như cồn, axit hữu cơ, n-parafin. Quá trình lên men gián đoạn gồm các giai đọan sau [4 tr120]:  Giai đoạn đầu: Thời gian từ 8÷12 giờ đầu, giai đoạn này chủ yếu là tăng sinh khối. Giai đoạn này các chất dinh dưỡng, đạm vô cơ và hữu cơ, các chất khoáng của môi trường, vitamin và các chất sinh trưởng thấm vào tế bào vi khuẩn. Vi khuẩn lớn lên, đạt được kích thước cực đại và bắt đầu sinh sản, phân chia. Các thông số giai đoạn này: + pH từ 6,5 ÷ 6,7 tăng lên 7,5 ÷ 8. + Bọt tạo thành tăng dần (CO 2 ). + Lượng đường tiêu hao tăng dần. + Lượng tế bào vi khuẩn tăng dần 0,13 ÷ 0,14 đến 1 + Hàm lượng axit glutamic chưa có hoặc rất ít.  Giai đoạn giữa: Từ giờ thứ 10, 12 đến giờ thứ 24, 26, giai đoạn này giữ cho số tế bào không tăng thêm nữa hoặc tăng rất ít. Quá trình chủ yếu giai đoạn này là đường và đạm vô cơ thấm qua màng tế bào vi khuẩn và các quá trình chuyển hóa bởi các men và các phản ứng để tạo ra axit glutamic trong tế bào. Lượng axit glutamic tạo thành lại hòa tan vào môi trường làm cho pH giảm dần, CO 2 bay ra, bọt nhiều. Khi đó lượng đường hao nhanh từ 8,9% xuống 2,3%, pH giảm xuống còn dưới 7 cần phải bổ sung ure để pH tăng lên 8, axit glutamic tăng từ 0 đến 30 ÷ 40g/l.  Giai đoan cuối: Những giờ còn lại tất cả các biểu hiện sinh tổng hợp đều giảm dần cho đến khi hàm lượng đường chỉ còn ≤ 1% thì lên men kết thúc. 2.3 Chủng sản xuất axit glutamic. Các chủng Corynebacterium Glutamicum được dùng chủ yếu làm giống nuôi cấy để sản xuất axit glutamic. Trong số này có các chủng trước đây gọi là Micrococcus nay cũng được xếp vào giống Corynebacterium. Ngoài ra, trong công nghiệp còn thấy dùng các chủng thuộc Brevibacterium Flavum và Divaricatum. Nhưng chủ yếu nhất vẫn là chủng Corynebacterium glutamicum không bị giới hạn bởi nồng độ biotin có khả năng lên men từ tinh bột, rỉ đường, ngô, khoai, khoai mì để tạo ra axit glutamic SVTH: Dương Thanh Lam - 06SH GVHD:PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 8 - Điều kiện của một chủng giống là phải có khả năng tạo ra nhiều axit glutamic, tốc độ sinh trưởng phát triển nhanh, có tính ổn định cao trong thời gian dài, chịu được nồng độ axit cao, môi trường nuôi cấy đơn giản, dễ áp dụng trong thực tế sản xuất.  Cơ chế sinh tổng hợp axit glutamic: Đầu tiên, vi khuẩn phân giải đuờng theo con đường EMP, rồi sau đó thông qua axit xitric và axit α –ketoglutaric theo con đường của chu trình Krebs [3, tr6]. Sau đó, sản phẩm axit glutamic được hình thành. Axit glutamic được tổng hợp thừa trong tế bào và được tiết ra ngoài môi trường nhờ tính thấm của màng tế bào bị thay đổi. Tính thấm bị thay đổi vì thiếu biotin, do tác dụng penicilin hay do dẫn xuất của axit béo [3, tr9]. Có thể biểu diễn bằng sơ đồ sau [3, tr5-6]: 2.4 Nguyên liệu. Nguyên lệu chính để sản xuất axit glutamic là hydrat cacbon, có thể dùng glucoza, fructoza, maltoza, saccaroza, rỉ đường, tinh bột,…Ở Việt Nam và nhiều nước SVTH: Dương Thanh Lam - 06SH GVHD:PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh Hình 2.2: Sơ đồ con đường sinh tổng hợp axit glutamic trong tế bào vi sinh vật Glutamat dehydrogenaza Glucoza Axit xitric Axetyl-coA Axit Pyruvic Axit izoxitric α -ketoglutaric Axit glutamic NH 4 + Con đường EMP NADPH 2 NADP Izoxitrat dehydrogenaza CO 2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 9 - trên thế giới hiện nay sản xuất axit glutamic từ rỉ đường và tinh bột sắn, là hai nguồn nguyên liệu chủ yếu. Các chất khoáng thường được sử dụng trong quá trình sản xuất bao gồm: K 2 HPO 4 , MnSO 4 , MgSO 4., Nguồn nitơ thường dùng là urê, với tỷ lệ phụ thuộc vào từng chủng, cũng có thể dùng (NH 4 ) 2 SO 4 ,(NH 4 )Cl. 2.5 Lên men. [3,tr11-12] Trong sản xuất axit glutamic người ta thường tiến hành lên men theo chu kì vì yêu cầu tuyệt đối của quá trình sản xuất. Thời gian lên men phụ thuộc vào hàm lượng đường có trong môi trường, vào phương pháp cho đường vào dịch nuôi cấy một lần hoặc nhiều lần, vào mức độ thông khí và đặc tính sinh lý của chủng vi sinh vật nuôi cấy. Trong dung dịch, đường thường chiếm khoảng 8-25%. Trong quá trình lên men, người ta có thể sử dụng nồng độ cao đường ngay từ ban đầu. Nhưng phương pháp sử dụng đường làm nhiều lần trong suốt thời gian lên men thường cho hiệu quả cao hơn. Lên men trong 2 ÷ 3 ngày. Nhiệt độ lên men nên duy trì 30-32 o C Thông khí trong môi trường có ảnh hưởng rất lớn đến thời gian lên men. Oxy phải được cung cấp thường xuyên.Trong thực tế sản xuất, chỉ cần điều kiện thoáng khí bình thường bằng cách khuấy trộn dịch lên men với cánh khuấy v = 450 v/p. Sau khi lên men người ta tiến hành cô đặc, kết tinh để thu axit glutamic tinh thể. Hện nay, người ta thường kết tinh trong thiết bị kết tinh 2 vỏ, kết hợp sử dụng axit và nước lạnh cho quá trình kết tinh 2.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành axit glutamic. [4, tr66-69]. 2.6.1 Nguồn cacbon. Nguồn cacbon cung cấp các đơn vị bộ khung cacbon của axit glutamic, cung cấp năng lượng cần thiết cho quá trình sinh tổng hợp của chúng. Nồng độ cơ chất ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất sinh tổng hợp axit glutamic. Nồng độ glucoza càng cao, hiệu suất lên men axit glutamic càng thấp, hàm lượng axit glutamic nội bào càng cao, hoạt lực các enzym cần cho oxy hoá glucoza và α- xetoglutaric decacboxylaza càng cao. 2.6.2 Nguồn nitơ. Cung cấp nitơ cho quá trình lên men axit glutamic là rất quan trọng bởi vì nitơ cần cho việc tổng hợp protein tế bào và chiếm tới 9,5% trọng lượng phân tử axit SVTH: Dương Thanh Lam - 06SH GVHD:PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 10 - glutamic. Người ta thường dùng các loại muối chứa NH 4 + như NH 4 Cl, (NH 4 ) 2 SO 4 , (NH 4 ) 2 HPO 4 , NH 4 H 2 PO 4 , NH 4 OH hay khí NH 3 hoặc urê làm nguồn cung cấp cacbon. 2.6.3 Nguồn muối vô cơ khác. Các ion vô cơ cần cho sinh trưởng và tích luỹ axit glutamic. Sự có mặt của các ion sau đây là cần thiết: K + , Mg +2 , Fe +2 , Mn 2+ , SO 4 +2 , PO 4 +3 . Liều lượng thường được dùng như sau: K 2 HPO 4 : 0,05 ÷ 0,2% FeSO 4 : 0,0005 ÷ 0,01% KH 2 PO 4 : 0,05 ÷ 0,2% MnSO 4 : 0,0005 ÷ 0,005% MgSO 4 : 0,025 ÷ 0,1% Trong đó K + , Fe +2 và đặc biệt Mn 2+ là quan trọng để thu lượng lớn axit glutamic. Ion K + cần cho tích lũy axit glutamic nhiều hơn là cho sinh trưởng. 2.6.4 Chất điều hoà sinh trưởng. Chất điều hoà sinh trưởng quan trọng bậc nhất trong môi trường lên men axit glutamic nhờ các giống thiên nhiên là biotin. Để có hiệu suất lên men cao nồng độ biotin phải nhỏ hơn nồng độ tối ưu cần thiết cho sinh trưởng. Nồng độ biotin thích hợp nhất cho việc sinh tổng hợp axit glutamic là 2÷5 μg/l môi trường. Biotin quyết định sự tăng trưởng tế bào, quyết định cấu trúc màng tế bào, cho phép axit glutamic thấm ra ngoài môi trường hay không và có vai trò quan trọng trong cơ chế oxy hoá cơ chất tạo nên axit glutamic. 2.6.5 Ảnh hưởng của pH. pH tối ưu cho sinh trưởng và tạo axit glutamic của vi khuẩn sinh axit glutamic là trung tính hoặc kiềm yếu ở pH = 6,7÷ 8. Trong suốt quá trình lên men môi trường luôn có xu hướng trở nên axit do sự hình thành axit glutamic và các axit hữu cơ khác gây nên. Do đó, liên tục bổ sung NH + 4 để thực hiện hai chức năng cơ bản là điều chỉnh pH và cung cấp NH 3 cho việc tổng hợp phân tử axit glutamic . Nguồn NH 4 + sử dụng phổ biến là: urê, nước NH 3 , khí NH 3 , NH 4 Cl, 2.6.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ. Đa số vi khuẩn sinh axit glutamic sinh trưởng và tạo axit glutamic ở 30 0 C ÷ 35 0 C, số ít ở 35÷37 0 C, cá biệt ở 41÷43 0 C. Nhiệt độ thích hợp nhất cho quá trình lên men là 26÷37 0 C, trong thực tế lên men ở 30÷32 0 C. 2.6.7 Ảnh hưởng của sự cung cấp oxy và khuấy trộn. Sự cung cấp oxy và khuấy trộn trong khi lên men có ý nghĩa vô cùng quan trọng. Do vi khuẩn lên men thuộc loại hiếu khí nên nếu không cung cấp đủ oxy cho chúng, SVTH: Dương Thanh Lam - 06SH GVHD:PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh [...]... nguyên liệu sản xuất Nguyên liệu chính để sản xuất axit glutamic là hydrat cacbon Có thể dùng glucoza, fructoza, maltoza, tinh bột, rỉ đường …vv Nước ta hiện nay dùng chủ yếu 2 nguyên liệu là rỉ đường và tinh bột sắn Ở đề tài này em chọn nguyên liệu để sản xuất là rỉ đường vì có nhiều ưu điểm và thuận lợi cho sản xuất axit glutamic như sau: • Là nguyên liệu rẻ tiền và rất dể kiếm • Trong rỉ đường có chứa... chứa rỉ đường là n = 1 để chứa lượng rỉ đường cho một ca sản xuất Thùng chứa rỉ đường có thân hình thụ tròn, đáy hình nón cụt, nắp bằng Thiết bị được đặt trên cao để tự chảy xuống thiết bị xử lý H D h d ho Hình 5.1 Thùng chứa rỉ đường ban đầu Khối lượng rỉ đường cho một ca sản xuất là m = 5421,99 (Kg/ca) [Bảng 4.1] Khối lượng riêng của rỉ đường 62% là d = 1300,59 (kg/m3) [1,tr 58÷61] Thể tích của rỉ đường. .. glutamic từ chủng vi sinh vật Rỉ đường được vận chuyển về nhà máy từ các nhà máy sản xuất đường ở các tỉnh lân cận Thành phần chính của rỉ đường là: Nước 20% ; Đường 62%; Các chất phi đường 10% [4,tr17] Đường trong rỉ đường bao gồm: [4,tr17] - 25 ÷ 40% sacaroza; - 15 ÷ 25% đường khử ( glucoza và fructoza); - 3 ÷ 5% đường không lên men được 3.2.2 Xử lý rỉ đường SVTH: Dương Thanh Lam - 06SH GVHD:PGS.TS Trương... nghỉ 1 ngày Ta có tổng kết thời gian sản xuất của nhà máy trong một năm như sau: Số ngày làm việc trong năm: 365 – 25 = 340 ngày Số ca làm việc trong năm: 340 × 3 = 1020 ca 4.3 Tính cân bằng vật liệu SVTH: Dương Thanh Lam - 06SH GVHD:PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 27 - Năng suất của nhà máy là : 3400 tấn/ năm Như vậy năng suất mỗi ngày của nhà máy là: maxit glutamic = 3400 × 1000 340 = 10000... glutamic kết tủa thành cục to, tơi xốp Tám giờ sau ngừng khuấy và hạ đến nhiệt độ không khí Sau 48 giờ dung dịch tách 2 pha Pha rắn là axit glutamic đã kết tinh lắng xuống đáy dưới, pha lỏng là nước và một số axit glutamic tan vào đó gọi là nước cái Phần kết tinh đem ly tâm thu axit glutamic ẩm [4,tr128] Thiết bị: Thiết bị kết tinh 2 vỏ có cánh khuấy CG [21] Hình 3.11 Thiết bị axit hóa và kết tinh... đột biến Corynebacterium glutamicum vì giống này có khả năng sinh tổng hợp axit glutamic cao, không bị khống chế bởi nồng độ biotin và thực tế đã được áp dụng tại Việt Nam 3.1.3 Chọn phương pháp lên men Hiện nay các nhà máy sản xuất axit glutamic bằng phương pháp lên men phát triển rộng rải trên thế giới Sử dụng phương pháp lên men trực tiếp: là phương pháp sản xuất axit L -glutamic ngay trong dịch... nước ra khỏi axit glutamic trước khi đưa tinh thể axit glutamic vào đóng gói rồi bảo quản Tiến hành : Axit glutamic ẩm đưa vào thiết bị sấy nhờ cơ cấu rung và chạy trên băng chuyền liên tục, không khí nóng được thổi liên tục vào làm bay hơi ẩm và làm khô axit Nhiệt độ sấy . hàm lượng biotin cao • Rỉ đường còn có axit, rượu, axit amin, purin và các vitamin, các chất khoáng, các hợp chất có tác dụng kích thích sinh trưởng vi sinh vật như biotin (vitamin H). 3.1.2 Chọn. aminoaxit khác nhau như alanin, lơxin, cystein, …. nó tham gia vào phản ứng chuyển amin, giúp cho cơ thể tiêu hóa nhóm amin và tách NH 3 ra khỏi cơ thể . Nó chiếm phần lớn thành phần protein. men cao nồng độ biotin phải nhỏ hơn nồng độ tối ưu cần thiết cho sinh trưởng. Nồng độ biotin thích hợp nhất cho việc sinh tổng hợp axit glutamic là 2÷5 μg/l môi trường. Biotin quyết định sự tăng