Các phương pháp khử trùng trong công nghiệp
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ TRÙNG TRONG CÔNG NGHIỆP Nhóm 13 GVHD: NỘI DUNG • Khử trùng môi trường rắn • Khử trùng môi trường lỏng • Khử trùng thiết bị, nhà xưởng hệ thống truyền dẫn phân xưởng sản xuất • Khử trùng làm không khí • Kiểm tra trạng thái vô trùng Khử trùng môi trường rắn Môi trường nuôi cấy bề mặt thường hợp chất rắn, xốp, gồm có cám, bột chất dinh dưỡng Được tiệt trùng nóng thiết bị chuyên dùng với áp suất dư 0,05 Mpa để đạt nhiệt độ 104 - 110oC Để tăng hiệu tiệt trùng người ta cho vào môi trường trước gia nhiệt chất kháng sinh furaxin với tỷ lệ 1,5g cho 100g môi trường dung dịch formalin 40% với tỷ lệ 0,2% nước làm ẩm môi trường Tiệt trùng nóng qua hai giai đoạn: Nâng nhiệt tới 100oC đảo khối môi trường liên tục 15 - 20 phút Nâng tới 110oC khoảng 60 - 90 phút sau 15 phút lại đảo môi trường - phút Phòng nuôi khay đựng môi trường tiệt trùng Môi trường sau tiệt trùng chia vào khay coi môi trường vô trùng, làm nguội tiếp giống cho vào lên men Khử trùng môi trường lỏng Có thể chọn phương pháp gián đoạn liên tục Phương pháp gián đoạn: Tiến hành áp suất 0.05 – 0.1 Mpa Nhiệt độ 10 – 120oC Trong khoảng – 1,5 từ lúc đạt nhiệt độ tới hạn Phương pháp gián đoạn: Thường dùng trường hợp khối dịch không lớn, nồi nhân giống nồi lên men không lớn Tiệt trùng nồi lên men hệ thống đường ống tiếp xúc với môi trường nóng trực tiếp gián tiếp Cho dịch môi trường pha chế vào nồi (lượng dịch ¾V nồi phải tính thêm phần nước ngưng cho trực tiếp vào môi trường) Gia nhiệt tới nhiệt độ tiệt trùng Phương pháp tiệt trùng liên tục: • Nhiệt độ 140 – 145oC • Giữ thời gian ngắn nhiệt độ Thiết bị có ba phận: Bộ phận khử khuẩn cột gia nhiệt môi trường lỏng chảy qua Bình giữ dịch nhiệt độ xác định khoảng thời gian gần thời gian để diệt tối đa số vi sinh vật thùng hình trụ cột có vách ngăn tầng đĩa để phân tán nhiệt cho đồng khối môi trường dạng ống xoắn trao đổi nhiệt Bộ phận làm nguội dịch môi trường có hệ trao đổi nhiệt với nước làm việc với áp suất dư 0,03 – 0,05 Mpa Khử trùng thiết bị, nhà xưởng hệ thống truyền dẫn phân xưởng sản xuất Các thiết bị, dụng cụ có liên quan đến giống vi sinh vật (thùng gieo cấy, khay, thùng chứa nước, bơm, đường ống dẫn….) dùng dịch sát khuẩn để ngâm lau rửa, sông SO2 đem sấy nhiệt độ cao (Khay dụng cụ thủy tinh sấy khô 160oC thời gian 60 phút) Mặt bàn để cấy giống, miệng bình nhân giống phải tráng rửa cồn ethanol Môi trường, thiết bị máy móc hệ đường ống truyền dẫn tiệt trùng nhiệt độ105 - 120oC với áp suất dư 0,05 - 0,1 Mpa Thời gian tiệt trùng phụ thuộc mức độ lây nhiễm nhiệt độ nước Khi gia nhiệt, không khí tách khỏi hỗn hợp - khí làm thành lớp màng khí giảm hiệu tiệt trùng Để giảm bớt gánh nặng cho việc tiệt trùng thiết bị đường ống nâng cao hiệu cho công đoạn này, người ta thường làm trước hệ thống CIP (Clean-In-Place) CIP thường tích hợp với thiết bị lên men Ưu điểm hệ thống CIP: Giảm thời gian cần thiết để làm sạch, tiệt trùng, qua nâng cao suất thiết bị Việc sử dụng nước, nước hóa chất dùng để làm tiệt trùng tối ưu hóa, nhờ giảm chi phí cho công đoạn Nâng cao mức độ vệ sinh thiết bị, giảm nguy lây nhiễm cho trình lên men Sản phẩm thu có chất lượng cao Tiệt trùng dầu mỡ phá bọt Các chất phá bọt: dầu thực vật, hợp chất hoạt động bề mặt Các bào tử vi khuẩn chất có độ bền nhiệt cao gấp - lần so với nước, nên việc tiệt trùng cần phải thận trọng Nhiệt độ tiệt trùng 120-125oC khoảng 1-1,5 Dầu bình chứa dầu sau tiệt trùng làm nguội giữ điều kiện áp suất dư 0,03 - 0,04 Mpa khí nén vô trùng Khi phá bọt dùng khí nén vô trùng đẩy qua hệ van đường ống nối với nồi lên men Khử trùng làm không khí Vì vậy, không khí trước đưa vào lên men cần phải làm để đạt độ vô khuẩn gần tuyệt đối Ta có phương pháp sau để tiệt trùng không khí : Trong phương pháp này, lọc phương pháp sử dụng rộng rãi thực đơn giản, hiệu chi phí thấp Một số đặc điểm lọc khí thiết bị lên men : • Vật liệu sử dụng làm môi trường lọc loại polyme xốp, có tính kỵ nước • Kích thước lỗ xốp khoảng 0,20 đến 0,45 μm • Độ xốp môi trường lọc 60 đến 80% • Thường sử dụng hai cấp hay nhiều hơn, phối hợp lọc thô lọc tinh Nuôi cấy bề mặt Quá trình làm qua giai đoạn: Cung cấp khí cho nuôi cấy chìm hệ thống tương đối phức tạp Trọng tâm hệ thống máy nén khí phin lọc Ngoài có phận khác, lọc sơ bộ, làm nguội khí, tách dầu nước, thùng chứa khí Hệ thống nén làm không khí theo sơ đồ sau: Kiểm tra trạng thái vô trùng Kiểm tra trạng thái vô trùng môi trường hệ thống thiết bị trước bắt đầu trình lên men, đặc biệt pha sinh trưởng, việc làm cần thiết Vì tạp nhiễm trình nuôi cấy bị phá huỷ hoàn toàn Trong lên men bề mặt cần kiểm ta vô trùng môi trường sau khử khuẩn nước làm ẩm bổ sung vào môi trường Lấy mẫu cấy vào hộp petri có môi trường thạch - thịt - pepton thạch - malt Sau gói hộp giấy để vào tủ ấm 30 - 37oC 24 Xem kết Lọc sơ bộ: cấu tạo hai lớp lưới thép inox đặt mặt trước mặt sau hộp chữ nhật có vỏ tôn, xếp chuỗi vòng kim loại chồng khít với đặt khít vào hộp tôn, đầu hộp tôn làm nhỏ lại để cho lắp vừa cửa vào máy nén, đầu lưới đầu kim loại nối với ống hút gió, ống hút gió có chiều cao tới 10m để tránh đưa không khí gần mặt đất có nhiều tạp khuẩn bụi vào máy nén Phin lọc không khí: bình làm thép thường, hình trụ có hai vỏ, bên xếp vật liệu lọc (bông mỡ, thuỷ tinh, vải, lọc từ loại sợi đặc biệt …) Những phin dùng cho lọc không khí để nuôi cấy chìm thường dùng mỡ Bông phải tơi sợi dài tốt Bông xếp chặt bên phin xếp cột theo chiều cao lớp than hoạt tính dầy Không khí vô trùng đưa vào nồi lên men qua phận phun tia kết hợp với khuấy đảo ống hồi lưu để tăng thêm độ hoà tan oxy vào dịch, nhằm cung cấp tối đa nhu cầu oxy chúng nuôi cấy để đạt suất lên men hiệu suất chuyển hóa cao [...]... khuẩn gần như tuyệt đối Ta có những phương pháp sau để tiệt trùng không khí : Trong các phương pháp này, lọc là phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất do thực hiện đơn giản, hiệu quả và chi phí thấp Một số đặc điểm chính của lọc khí của các thiết bị lên men là : • Vật liệu sử dụng làm môi trường lọc là các loại polyme xốp, có tính kỵ nước • Kích thước của lỗ xốp trong khoảng 0,20 đến 0,45 μm • Độ xốp... sạch và tiệt trùng được tối ưu hóa, nhờ đó giảm được chi phí cho các công đoạn này Nâng cao được mức độ vệ sinh của thiết bị, giảm nguy cơ lây nhiễm cho quá trình lên men Sản phẩm thu được có chất lượng cao hơn Tiệt trùng dầu mỡ phá bọt Các chất phá bọt: dầu thực vật, các hợp chất hoạt động bề mặt Các bào tử vi khuẩn ở trong những chất này có độ bền nhiệt cao gấp 2 - 3 lần so với trong nước, nên... nhiệt cao gấp 2 - 3 lần so với trong nước, nên việc tiệt trùng cần phải thận trọng Nhiệt độ tiệt trùng là 120-125oC trong khoảng 1-1,5 giờ Dầu và bình chứa dầu sau khi tiệt trùng làm nguội được giữ ở điều kiện áp suất dư 0,03 - 0,04 Mpa bằng khí nén vô trùng Khi phá bọt dùng khí nén vô trùng đẩy qua hệ van đường ống nối với nồi lên men Khử trùng và làm sạch không khí Vì vậy, không khí trước khi đưa... hiệu quả tiệt trùng Để giảm bớt gánh nặng cho việc tiệt trùng thiết bị đường ống cũng như nâng cao hiệu quả cho công đoạn này, người ta thường làm sạch trước bằng hệ thống CIP (Clean-In-Place) CIP thường được tích hợp với thiết bị lên men Ưu điểm của hệ thống CIP: Giảm thời gian cần thiết để làm sạch, tiệt trùng, qua đó nâng cao năng suất thiết bị Việc sử dụng nước, hơi nước và các hóa chất dùng... bề mặt Quá trình làm sạch qua các giai đoạn: Cung cấp khí sạch cho nuôi cấy chìm là cả một hệ thống tương đối phức tạp Trọng tâm của hệ thống này là các máy nén khí và phin lọc Ngoài ra còn có các bộ phận khác, như lọc sơ bộ, làm nguội khí, tách dầu nước, thùng chứa khí Hệ thống nén và làm sạch không khí theo sơ đồ sau: Kiểm tra trạng thái vô trùng Kiểm tra trạng thái vô trùng của môi trường cũng như... môi trường cũng như cả hệ thống thiết bị trước khi bắt đầu và trong quá trình lên men, đặc biệt là pha sinh trưởng, là việc làm rất cần thiết Vì nếu tạp nhiễm thì cả quá trình nuôi cấy có thể bị phá huỷ hoàn toàn Trong lên men bề mặt cần kiểm ta vô trùng môi trường sau khi khử khuẩn và nước làm ẩm bổ sung vào môi trường Lấy mẫu và cấy vào các hộp petri có môi trường thạch - thịt - pepton hoặc thạch... hai vỏ, bên trong được xếp vật liệu lọc (bông mỡ, bông thuỷ tinh, vải, tấm lọc từ các loại sợi đặc biệt …) Những phin đầu tiên được dùng cho lọc không khí để nuôi cấy chìm thường dùng bông mỡ Bông phải tơi và sợi càng dài càng tốt Bông được xếp chặt bên trong phin và có thể xếp giữa cột bông theo chiều cao một lớp than hoạt tính dầy Không khí sạch vô trùng được đưa vào nồi lên men qua các bộ phận phun... cấy vào các hộp petri có môi trường thạch - thịt - pepton hoặc thạch - malt Sau đó gói hộp bằng giấy sạch và để vào tủ ấm 30 - 37oC trong 24 giờ Xem kết quả Lọc sơ bộ: được cấu tạo bởi hai lớp lưới thép inox đặt ở mặt trước và mặt sau hộp chữ nhật có vỏ tôn, ở giữa xếp các chuỗi vòng kim loại chồng khít với nhau và được đặt khít vào hộp tôn, đầu kia của hộp tôn được làm nhỏ lại để sao cho lắp vừa cửa ... • Khử trùng môi trường rắn • Khử trùng môi trường lỏng • Khử trùng thiết bị, nhà xưởng hệ thống truyền dẫn phân xưởng sản xuất • Khử trùng làm không khí • Kiểm tra trạng thái vô trùng Khử trùng. .. tiệt trùng Môi trường sau tiệt trùng chia vào khay coi môi trường vô trùng, làm nguội tiếp giống cho vào lên men Khử trùng môi trường lỏng Có thể chọn phương pháp gián đoạn liên tục Phương pháp. .. men Khử trùng làm không khí Vì vậy, không khí trước đưa vào lên men cần phải làm để đạt độ vô khuẩn gần tuyệt đối Ta có phương pháp sau để tiệt trùng không khí : Trong phương pháp này, lọc phương