Nghiên cứu công nghệ sản xuất đường chức năng erythritol từ tinh bột

MỞ ĐẦU Thực phẩm chức năng là những chế phẩm thực phẩm có hoạt tính sinh học cao, nó được sản xuất theo công thức bổ sung các thành phần có lợi hoặc loại bỏ bớt các thành phần bất lợi ch

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại Trung tâm Hóa sinh công nghiệp và Môi trường, tôi đã nhận được rất nhiều sự quan tâm giúp đỡ, động viên của thầy cô, gia đình và bạn bè

Lời đầu tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS.Nguyễn Thị Minh Khanh, người đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình nghiên cứu hoàn thành đề tài tại Viện Công nghiệp thực phẩm

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới tập thể cán bộ Trung tâm Hóa sinh công nghiệp và Môi trường, Viện công nghiệp thực phẩm đã luôn nhiệt tình giúp đỡ, tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành tốt công việc

Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới Ban Giám hiệu Viện Đại học Mở

Hà Nội, Ban Chủ nhiệm khoa Công nghệ sinh học và các thầy cô giáo Bộ môn đã động viên chỉ dẫn, đóng góp ý kiến và tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận văn này

Cuối cùng tôi xin dành lời cảm ơn chân thành tới gia đình, người thân, bạn bè đã luôn động viên khích lệ tôi trên con đường học tập, làm quen với công tác nghiên cứu khoa học

Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Sinh viên

Huỳnh Thị Minh Trang

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

PHẦN I.TỔNG QUAN 2

1.1 Đường erythritol 2

1.2 Nấm men Moniliela 4

1.2.1 Giới thiệu chủng về nấm men Moniliella 4

1.2.2 Khả năng tích lũy đường erythritol của nấm men Moniliella 9

1.3 Dịch đường glucose 12

1.3.1 Đường glucose và ứng dụng 12

1.3.2 Dịch thủy phân (syrup glucose) 14

1.4 Thiết bị 14

1.4.1 Các thiết bị lên men nuôi cấy vi sinh vật trong điều kiện tiệt trùng 15

1.4.2 Các thiết bị tách sinh khối và dịch lên men 17

1.4.3 Các thiết bị lọc 18

1.4.4 Thiết bị cô đặc chân không 21

1.4.5 Thiết bị kết tinh 23

1.4.6 Thiết bị sấy 24

1.4.7 Thiết bị nghiền 26

1.5 Phương pháp lên men 27

1.5.1 Lên men chìm 27

1.6 Kỹ thuật lên men 28

1.6.1 Lên men theo mẻ 28

1.6.2 Lên men tiếp dần nồng độ cơ chất 29

1.6.3 Lên men theo mẻ tiếp dần nồng độ 29

PHẦN II ĐỐI TƯỢNG, NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30

2.1 Đối tượng nghiên cứu, nguyên vật liệu 30

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 30

2.1.3 Các thiết bị sử dụng 30

2.2 Các phương pháp nghiên cứu 31

2.2.1 Phương pháp giữ giống ngắn hạn 31

2.2.4 Phương pháp đo độ hấp thụ quang(OD) 32

2.2.5 Phương pháp HPLC 33

2.2.6 Phương pháp tính hiệu xuất kết tinh đường 33

2.2.7 Phương pháp vi sinh 34

PHẦN III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 35

3.1 Nghiên cứu lựa chọn phương pháp lên men 35

3.1.1 Lên men theo mẻ 35

3.1.2 Lên men theo mẻ tiếp dần nồng độ 38

3.2 Quy trình công nghệ quy mô phòng thí nghiệm 41

3.5 Tính toán mô hình thiết bị 52

3.6 Sơ đồ dây chuyền thiết bị sản xuất đường erythritol quy mô công nghiệp (20kg/mẻ) 53

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO 55

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 So sánh đặc điểm hình thái của chi Moniliella với một số chi

thường gặp có thể bị nhầm lẫn với Moniliella [3] 7

Bảng 3.2 Kết quả kiểm tra cá thông số liên quan của chủng nấm men Monilliela TBY 3406.6 trong điều kiện lên men theo mẻ bổ sung dần nồng độ 38

Bảng 3.3 Kết quả các chỉ tiêu đánh giá sản phẩm đường Erythritol 48

Bảng 3.4 Các chỉ tiêu chất lượng của erythritol 49

Bảng 3.5 Các chỉ tiêu vi sinh vật của erythritol 49

Bảng 3.6 Hàm lượng kim loại nặng 49

Bảng 3.7 Tính toán lường nguyen liệu đầu vào cho sản xuất quy mô công nghiệp (20kg/mẻ) 53

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.2 Hình ảnh khuẩn lạc nấm men Moniliella suavedens var suavedens

nuôi cấy trên đĩa thạch 6

Hình 1.3 Hình ảnh bào tử nấm men Moniliela quan sát kính hiển vi 6

Hình 1.4 Hình ảnh sinh sản nảy chồi của nấm men đen[3] 7

Hình 1.5 Hình ảnh tế bào nấm men M acetoabutens CBS 169.66 (trái) và M mellis CBS 350.33 (phải) [26] 9

Hình 1.7 Tác động của 2 enzyme chuyển hóa Transketolase và Transaldoase trong con đường pentose - phosphate 11

Hình 1.8 Thiết bị lên men với bộ đảo trộn cơ học dạng sủi bọt có sức chứa 63 m³ 16

Hình 1.9 Máy lọc khung bản 18

Hình 1.11 Thiết bị lọc trao đổi ion 21

Hình 1.12 Thiết bị cô đặc chân không dạng quay 22

Hình 1.15 Thiết bị kết tinh làm lanh bằng ống xoắn có cánh khuấy 23

Hình 1.16 Thiết bị kết tinh phòng làm lạnh bằng nước 24

Hình 1.17 Thiết bị sấy dạng buồng 25

Hình 1.18 Máy nghiền búa 26

Hình 3.1 Động học của quá trình lên men theo mẻ 36

Hình 3.2 Tốc độ sinh trưởng của Moniliella TBY 3406.6 khi lên men theo mẻ tiếp dần nồng độ cơ chất 37

Hình 3.3 Động học của quá trình lên men theo mẻ tiếp dần nồng độ cơ chất 39 Hình 3.4 Biểu đồ thể hiện tốc độ sinh trưởng của Moniliella TBY 3406.6 khi lên men theo mẻ tiếp dần nồng độ cơ chất 40

Hình 3.5 Sơ đồ quy trình sản xuất erythritol quy mô phòng thí nghiệm 41

Hình 3.6 Quá trình lên men thu dịch len men sử dụng chủng 3406.6 44

Hình 3.7 Dịch sau ly tâm 44

Hình 3.8 Hình ảnh dịch lên men được lọc qua than hoạt tính và chất trợ lọc 45 Hình 3.8 Đường sau kết tinh 47

Hình 3.11 Đường erythritol say khi sấy 48

Hình 3.12 Đường erythritol sau khi nghiền 48

Hình 3.14 Sơ đồ sản xuất erythritol quy mô công nghiệp( 20kg/mẻ) 50

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT EPDH: erythritol-4-dehydrogenase phosphate

E4PK: erythrose-4-phosphatekinase

ER: erythrose reductase

EPDH: erythritol-4-dehydrogenase phosphate

TCA: acid tricarboxylic

DSMZ: Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH

FDA: Food and Drug Administration

MỞ ĐẦU

Thực phẩm chức năng là những chế phẩm thực phẩm có hoạt tính sinh học cao, nó được sản xuất theo công thức bổ sung các thành phần có lợi hoặc loại bỏ bớt các thành phần bất lợi cho sức khỏe con người

Erythritol là một trong những loại đường có rất nhiều lợi ích cho con người Erytritol có rất nhiều đặc tính có lợi cho sức khỏe như: chống tiểu đường, không gây ra các vấn đề về răng miệng, chống béo phì và đặc biệt là

nó là loại đường thấp năng lượng hơn các loại đường khác

Đường erythritol được ứng dụng tất nhiều trong các nghành công nghiệp thực phẩm như sản xuất các loại bánh kẹo, các loại đồ uống, viên ngậm do chúng có độ ngọt cao và không sinh năng lượng

Do đó, chúng tôi tiến hành nghiên cứu quy trình sản xuất erythritol từ

nấm men đen Moniliella trên quy mô phòng thí nghiệm và xây dựng quy

trình sản xuất trên quy mô công nghiệp

Đề tài là kết quả áp dụng tất cả kết quả nghiên cứu trong phòng thí

nghiệm của nhóm nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu công nghệ sản xuất đường chức năng erythritol từ tinh bột” thuộc đề án phát triển và ứng dụng Công

nghệ sinh học trong lĩnh vực công nghiệp chế biến đến năm 2020, do nhóm nghiên cứu Viện công nghiệp thực phẩm thực hiện và nghiên cứu ở xưởng thực nghiệm

Kế thừa kết quả nghiên cứu từ các đề tài trước, cho ta các kết quả nghiên cứu cùng các thông số kỹ thuật chi tiết cho quy trình công nghệ sản xuất erythritol quy mô phòng thí nghiệm, đề tài tiếp tục phát triển ở quy mô phòng thí nghiệm và xây dựng, lựa chọn thiết bị cho quy mô công nghiệp (20kg/mẻ) “Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất erythritol từ dịch đường thủy phân và xây dựng mô hình thiết bị sản xuất erythritol quy mô công nghiệp”

PHẦN I.TỔNG QUAN 1.1 Đường erythritol

Erythritol là một rượu đường (hoặc polyol) 4 carbon Eythritol là một chất làm ngọt có hàm lượng calo thấp Nó là một loại đường có gốc rượu tự nhiên được tìm thấy trong các loại trái cây như là: lê, dưa hấu, nho…và trong các loại thực phẩm như nấm và các loại thực phẩm lên men có nguồn gốc như rượu, nước tương và pho mát Erythritol chứa 0,24 calo mỗi gam, tương đương 6% lượng calo như đường, với 70-80% chất làm ngọt

Trước thập kỷ 1980 khi mà thực phẩm tự nhiên bắt đầu phát triển rộng rãi Ceresatar bắt đầu một nghiên cứu về việc sản xuất những loại đường mới,

ít calorie, để sử dụng từ một quy trình lên men liên tục Dự án đã được báo cáo trong các tài liệu có liên quan đến các loại đường như sorbitol, mannitol, xylitol, erythriol hay glycerol có thể được sản xuất thông qua con đường vi sinh vật Những tính chất độc đáo riêng dẫn đến việc erythritol được tiếp thị một cách nhanh chóng như một chất ngọt có nguồn gốc tự nhiên tại thị trường Nhật Bản trước thập niên 90 khi vừa mới được chấp nhận[15,24]

Ngày nay, erythritol được chấp thuận cho sử dụng trong thực phẩm ở nhiều nước trên thế giới Trên thị trường trên thế giới erythritol được sử dụng trong chế biến các loại thực phẩm có lượng calori thấp như kẹo mềm, kem… Erythritol cũng được cung cấp ra thị trường dạng bột đường nguyên chất đề dùng trong các sản phẩm đồ uống như café Erythritol đã được chấp thuận cho

sử dụng trong thực phẩm tại hơn 50 quốc gia, bao gồm Canada, Mỹ(năm 1996), Brazil, Mexico, Australia và Liên minh châu Âu (năm 2008)

Tính chất của đường Erythritol

Erythritol thuộc nhóm monosaccharide, nhóm này cũng bao gồm: sorbitol, mannitol, xylitol và glycerol Erythritol có màu trắng, dạng rắn, không hút ẩm, có dạng bột mịn hay tinh thể với vị ngọt nhẹ và có hình dạng giống sucrose Erythritol là một đường đa chức với 4C Kích thước phân tử nhỏ và có nhiều tính chất độc đáo[25]

CTPT: C4H10O4

Tên hóa học: 1,2,3,4-butanetetrol,mesi-erythritol

KLPT: 122,12

Điểm nóng chảy và đặc điểm về nhiệt độ

Với khối lượng phân tử thấp so với đường sucrose và các polysaccharide khác, erythritol có nhiệt độ sôi là 1210C, và điểm đông đặc thấp, có độ hòa tan thấp hơn so với các polysaccharide khác [15]

Độ tan trong nước

Erythritol tan trong nước tạo dung dịch không nhớt, không màu Điểm khác biệt của đường này là có độ hòa tan thấp và khi tan sinh ít nhiệt [1]

Tính chất chống oxy hóa

Erythritol có khả năng phản ứng cao với các gốc hydroxyl tự do (OH •)

có sự xúc tác bởi các kim loại như sắt và đồng Các gốc tự do hydroxyl phản ứng ở một tỷ lệ rất cao với hầu hết các phân tử sinh học, thủy phân hydrogen, hoặc quá trình oxy hóa Điều này dẫn đến protein, màng tế bào và DNA bị hư hỏng, cuối cùng gây ra rối loạn chức năng tế bào hoặc phá hủy tế bào Phân tử sinh học hay các tế bào trong cơ thể có thể được bảo vệ để chống lại các gốc

tự do bằng việc sử dụng các chất chống oxy hóa để phá hủy các gốc tự do Chất chống oxy hóa là các hợp chất phản ứng với các gốc tự do trước khi chúng phản ứng với các phân tử sinh học (tế bào) Điều này ngăn cản những thiệt hại của các protein, màng tế bào và DNA, và do đó bảo vệ tế bào chống lại các tác hại của các gốc tự do Erythritol có khả năng tiêu hóa đến 90% và được chuyển hóa hoàn toàn, có tiềm năng lớn nhờ khả năng chống oxy hóa trong cơ thể người Polysaccharide cũng có tác dụng như erythritol là mannitol.Giống như những polysaccharide khác, erthritol cũng có khả năng

khử những gốc oxy tự do Nó được tiêu hóa tốt nhưng không chuyển hóa, chỉ tuần hoàn trong cơ thể do đó có tác dụng chống oxy hóa[15,]

Độ ngọt

Giống những loại đường đa chức khác, erythritol có độ ngọt lớn, nhưng không gay gắt, có sự ổn định về mặt vi sinh học vì có cấu trúc tương tự như sucrose, nếu lấy sucrose làm chuẩn thì Erythritol có độ ngọt từ 60-70% so với sucrose và tùy vào từng lọai thực phẩm[28]

Tính ổn định

Hình 1.1 Độ ngọt các loại đường lấy Sacrose làm chuẩn

Erythritol có tính ổn định cao Nó có đặc tính tương tự như các polyol khác, không có đầu khử nên bền với nhiệt và axit Nó không bị phân hủy trong cả hai môi trường axit và kiềm Không hòa tan trong một số dung môi phân cực khác Nó thường được sử dụng kết hợp với maltitol trong các công thức erthritol đóng vai trò là hệ số hòa tan giới hạn của các yếu tố như syrup trong bánh ngọt[28]

1.2 Nấm men Moniliela

1.2.1 Giới thiệu chủng về nấm men Moniliella

Con người biết đến nấm men đen vào khoảng cuối thế kỉ XIX Nấm men đen là một nhóm phân loại không đồng nhất, thành tế bào có melanine và sinh sản bằng phương thức nảy chồi Tuy nhiên, nấm men đen là một loại

nấm rất khó để nhận dạng Vì vậy những hiểu biết về chúng còn chưa hoàn chỉnh

Nấm men đen Moniliella là một chi rất đặc biệt về mặt phân loại và tiến hóa trong giới nấm và có ý nghĩa quan trọng về mặt kinh tế Moniliella là

nhóm đối tượng được đặc biệt quan tâm vì hiệu suất chuyển hóa đường để tạo erythritol tương đối cao, đây là nhóm vi sinh vật có nhiều đặc điểm có lợi khi

sử dụng trong quy mô công nghiệp Nổi bật trong chi Moniliella là loài

Moniliella pollinis, đã được sử dụng ở rất nhiều nước trên thế giới như Mỹ,

Đức, Nga để sản xuất erythritol trên quy mô công nghiệp Chi Moniliella lần đầu tiên được miêu tả năm 1996 với 2 loài là M.acetoabutens và M.tomentosa

(Stolk và Dakin, 1996)[29]

Moniliella bao gồm nhiều loài với hình dáng và kích thước đa dạng Vì

vậy, trong quá trình phân loại thường gặp khó khăn Trong những năm gần đây nhóm nghiên cứu của bộ môn vi sinh Viện công nghệ thưc phẩm đã nghiên cứu phân lập nấm men từ hoa, ong, thực phẩm và dụng cụ chế biến thực phẩm Trong nhiệm vụ này, nhóm tác giả đã kiểm tra khả năng sinh polyol, đặc biệt là Erythritol của các chủng thu thập được[2],[3],[21]

Moniliella là nấm men đen có khuẩn lạc hình tròn hầu hết khi còn non

sẽ có màu trắng còn khi già sẽ chuyển sang màu xám đen, đen oliu hoặc có thể màu xám hay xanh xám Bề mặt khuẩn lặc nhẵn mượt Tế bào có hình elip hoặc hơi trụ, có lỗ vách Khuẩn ty phân nhánh, đường kính 2-6 , đứt gãy nhiều tạo thành các đoạn ngắn[4]

Hình 1.2 Hình ảnh khuẩn lạc nấm men Moniliella suavedens var

suavedens nuôi cấy trên đĩa thạch

Hình 1.3 Hình ảnh bào tử nấm men Moniliela quan sát kính hiển vi

Đặc điểm sinh sản của nấm men đen Moniliella: Nảy chồi là phương

pháp sinh sản phổ biến nhất ở nấm men đen Ở điều kiện thuận lợi nấm men sinh sôi nảy nở nhanh, hầu như tế bào nấm men nào cũng có chồi Khi một chồi xuất hiện các enzyme thuỷ phân sẽ làm phân giải phần polisacarit của thành tế bào làm cho chồi chui ra khỏi tế bào mẹ Vật chất mới được tổng hợp

sẽ được huy động đến chồi và làm chồi phình to dần lên, khi đó sẽ xuất hiện một vách ngăn giữa chồi vớí tế bào mẹ Khi đó thành tế bào mở ra để tạo ra một chồi (bud) Chồi phát triển thành tế bào con và có thể tách khỏi tế bào mẹ ngay từ khi còn nhỏ hoặc cũng có thể vẫn không tách ra ngay cả khi lớn bằng

tế bào mẹ Nhiều khi nhiều thế hệ vẫn dính vào một tế bào đầu tiên nảy chồi

và tạo thành một cành nhiều nhánh tế bào trong giống như cây xương rồng Chồi có thể mọc ra theo bất kỳ hướng nào (nảy chồi đa cực- multilateral

budding) hoặc chỉ nảy chồi ở hai cực (nảy chồi theo hai cực- Bipolar budding) hoặc chỉ nảy chồi ở một cực nhất định (nảy chồi theo một cực – monopolar budding) Ngoài ra nấm men còn có một số hình thức sinh sản khác như: sinh sản bằng cách phân đôi, sinh sản bằng bảo tử và sự hình thành bào tử [3]

Hình 1.4 Hình ảnh sinh sản nảy chồi của nấm men đen[3]

Ngoại trừ M.fonsecae, các loài Moniliella rất đặc biệt trong

Basidiomycota với khả năng lên men và ưa áp suất thẩm thấu cao.Thành tế

bào của Moniliella có cấu trúc đa lớp, không chứa xylose và fructose Vách ngăn liên bào chứa dolipore với khe liên thông hẹp [9,14] Moniliella phản

ứng dương tích với Diazonium blue Tất cả các loài có khả năng đồng hóa nitrat và sản sinh urease Ubiquinone isoprenologue chính được xác định

trong Moniliella là Co-Q9[26]

Bảng 1.1 So sánh đặc điểm hình thái của chi Moniliella với một số chi

thường gặp có thể bị nhầm lẫn với Moniliella [3]

Moniliella

Khuẩn lạc mịn, sau đó bông xù, thường từ màu trắng rồi chuyển dần sang màu xanh, xám, đen

Sinh sản bằng phương thức nảy chồi hoặc phân đốt Thành tế bào

dày, có sắc tố đen

Phân bố ở những nơi có nhiều dầu mỡ hoặc những nới có áp suất thẩm thấu cao như mật ong, phấn hoa

Geotrichum

Khuẩn lạc màu trắng, bột hoặc

bông xù giống Moniliella nhưng

khuẩn lạc không chuyển sang màu xám đen Chi sinh sản bằng phân đốt, không nảy chồi Tế bào

từ 5-10 micromet

Phân bố trong đất hoặc nơi nhiều dầu mỡ

Candida Tế bào hình tròn hay elip Sinh

sản vô tính theo kiểu nảy chồi

Phân bố nhiều trong tự nhiên, thường ở những nơi có nồng độ đường cao như mật mía, một số chi xuất hiện ở những nơi nhiều dầu mỡ như C

thức nảy chồi

Phân bố trong đất, xác thực vật, lá cây

Hình 1.5 Hình ảnh tế bào nấm men M acetoabutens CBS 169.66

(trái) và M mellis CBS 350.33 (phải) [26]

1.2.2 Khả năng tích lũy đường erythritol của nấm men Moniliella

Nấm men đen Moniliella sinh tổng hợp đường erythritol cũng như các

sản phẩm khác bằng con đường phổ biến nhất đối với các loại nấm men cũng như các loại vi sinh vật có nhân điển hình khác đó là con đường – Pentose phosphat (hay còn gọi là con đường hexo-monophosphate) Đây là đặc điểm hoàn toàn khác biệt so với khả năng tích lũy đường erythrtitol từ vi khuẩn (hình 1.7) [22]

Hình 1.6 Quá trình sinh tổng hợp erythrtiol của nấm men và của vi

khuẩn

- EPDH: erythritol-4-dehydrogenase phosphate

- PK: phosphoketolase

- DHN: dihydroxynaphthalene bởi reductase erythrose

Con đường sản xuất erythrytol từ vi khuẩn

Con đường sản xuất erythrytol từ vi khuẩn bắt đầu là quá trình oxy hóa khử glucose 6-phosphate để hình thành fructose 6-phosphate Tiếp sau đó là phản ứng phân cắt fructose-6-phosphate thành acetyl phosphate và erythrose-4-phosphate nhờ phosphoketolase có trong acid heterolactic của vi khuẩn Dưới tác dụng của enzyme phophatease đã thủy phân của erythritol 4- phosphate để hình thành erythritol

Con đường sản xuất erythritol từ nấm men

Khác với vi khuẩn, nấm men có thể trực tiếp sử dụng glcose-6-photphat

mà không cần thông qua quá trình oxy hóa để hình thành photphate Thông qua con đường Pentose photphate để hình thành Erythrose-4-photphate Dưới tác dụng của enzym erythrose-4-phosphatekinase tạo

fructose-6-Erythrose Nhờ có enzym erythrose reductase tổng hợp nên Erythitol và đồng thời giải phóng năng lượng dưới dạng NADP và NADPH

Con đường pentose - phosphate

Con đường pentose- phosphate diễn ra trong điều kiện hiếu khí cũng như kỵ khí và có vai trò quan trọng trong sinh tổng hợp cũng như trong phân giải Con đường pentose-phosphate bắt đầu với việc oxy hóa gluco-6-phosphate thành 6-phosphorus-gluconat, tiếp theo là oxy hoá 6-phosphorusgluconat thành ribulo-5- phosphate và CO2 NADPH được tạo thành trong các phản ứng oxy hoá nói trên Sau đó ribulo-5- phosphate được chuyển thành một hỗn hợp gồm các đường phosphate 3 đến 7-carbon Hai enzyme đặc trưng của con đường đóng vai trò trung tâm trong những sự chuyển hoá này là: 1) Transketolase xúc tác chuyển nhóm ketol 2 carbon và 2) Transaldolase xúc tác chuyển nhóm 3-carbon từ sedoheptulo - 7 - phosphate với glyceraldehyde-3-phosphate (Hình 1.7)

Hình 1.7 Tác động của 2 enzyme chuyển hóa Transketolase và

Transaldoase trong con đường pentose - phosphate

Kết quả chung là 3 gluco-6-phosphate được chuyển thành 2 fructo-6- phosphate, glyceraldehyde-3-phosphate và 3 phân tử CO2 theo phương trình

sau [34]: 3 gluco-6-phosphate + 6N ADP+ + 3H2O → 2 fructo-6-phosphate + glyceraldehyde-3-phosphate + 3CO2 + 6 N ADPH + 6H+

Những nấm men chịu áp suất thẩm thấu cao tích lũy các chất hoà tan tương thích khi gặp phải muối hoặc áp suất thẩm thấu Chất tan tương thích bảo vệ

và ổn định các enzyme, cho phép các chức năng tế bào trong điều kiện thẩm thấu

Con đường pentose photphate còn được gọi là con đường hexozomonophotphate do có quá trình oxi hoá estemonophotphate của glucose Con đường pentose photphate là một quá trình biến đổi hiếu khí, phản ứng đầu tiên của nó trùng với phản ứng của đường phân Sự phân biệt giữa hai con đường chỉ bắt đầu sau khi tạo thành glucose-6- photphate:

Glucose — > Glucose-6-photphate — > Con đường đường phân

Quá trình pentose photphate có ý nghĩa rất quan trọng Nó là nguồn chủ yếu tạo ra các pentose cần thiết cho sự tổng hợp axit nucleic và cũng là nguồn tạo ra các ribose từ đó hình thành nên chất nhận CO2 trong quang hợp – ribulozosediphotphate Quá trình này còn tạo ra nhiều chất có số nguyên tử cacbon khác nhau cần cho các quá trình sinh tổng hợp khác nhau như: đường erythritol, glycerol, ribitol,…

Sự tổng hợp của erythritol thông qua con đường pentose phosphate được ưa chuộng bởi sự tăng trưởng dưới glycolytic.Dưới những điều kiện này, các dòng chảy cacbon cao thông qua cả hai con đường pentose phosphate

và đường phân tạo ra năng lực giảm đủ để dẫn đến sự tràn của các polyol khác nhau[3]

Ứng dụng của glucose

Các tính chất vật lý, hoá học và dinh dưỡng học đường glucose được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp thực phẩm như công nghiệp lên men (bia, đồ uống có cồn…), sản xuất bánh mì, trong công nghiệp bánh kẹo,

đồ hộp, thức ăn nhanh và những lĩnh vực khác như công nghiệp hoá chất và dược phẩm

Đường glucose được sử dụng trong sản xuất bánh mì để tăng khả năng lên men, tăng độ dai cho vỏ bánh để dễ cắt, dễ cầm bánh, cải thiện màu, mùi

vị và cấu trúc bánh Trong bánh ngọt glucose giúp tăng thể tích, cấu trúc, tính cân đối của bánh Glucose kiểm soát độ ngọt và vị trong các loại bánh bích quy, nó được phủ lên trong quá trình nướng để tạo màu cho bề mặt và làm mềm bánh

Glucose cũng mang lại cấu trúc mềm mại, vị ngọt diệu và khả năng chảy tốt cho các sản phẩm kem và đồ tráng miệng lạnh Trong lên men bia glucose được sử dụng như cơ chất có khả năng lên men bổ sung để làm giảm lượng cacbohydrate và lượng calori trong các loại bia năng lượng thấp

Trong rượu vang glucose được sử dụng để tăng khả năng lên men, tăng

vị và độ ngọt cho sản phẩm Trong các loại đồ uống, glucose cung cấp độ ngọt, áp suất thẩm thấu, nó cũng là chất độn giúp tăng vị, kiểm soát khả năng

di động và tăng thời gian bảo quản cho đồ uống dạng bột

Trong sản xuất kẹo, glucose cung cấp đô ngọt, độ mềm mại cho sản phẩm đồng thời giúp kiểm soát hiện tượng kết tinh Kết hợp glucose và saccharose giúp tăng vị, cải thiện màu sắc, độ bóng, tăng cảm giác mát lạnh ở miệng, đồng thời cân bằng được độ ngọt, độ dai, độ cứng cho sản phẩm kẹo Glucose cũng là phụ gia lý tưởng cho quá trình đóng viên do tính chảy, khả năng kết dính cũng như tách rời tốt Glucose cũng là chất tạo độ ngọt, độ mềm dẻo và dễ cắt trong sản phẩm kẹo dẻo

Trong các loại đồ hộp như nước chấm, súp rau củ, đồ hộp trái cây, mứt, thạch quả, glucose được sử dụng để cung cấp độ ngọt và vị, tăng độ bền và áp

suất thẩm thấu, cải thiện cấu trúc và chất lượng thẩm mỹ của sản phẩm Glucose cũng tham gia vào quá trình tạo màu cho sản phẩm như xúc xích, bơ đậu phộng…

Trong công nghiệp dược, glucose được sử dụng để truyền tĩnh mạch, hay để đóng viên Nó cũng được sử dụng như nguyên liệu của các quá trình lên men sản xuất các acid hữu cơ, vitamine, kháng sinh, emzyme, acid amine, polysaccharide… Nhu cầu glucose cao nhất là trong lĩnh vực sản xuất cồn ethanol nhiên liệu

Đặc biệt đường glucose là một ứng dụng thực tiễn trong sản xuất nước quả, đây là nguyên liệu được phối trộn vào dịch quả nhằm làm tăng hương vị

và giúp cho sản phẩm đạt chất lượng tuyệt hảo hơn đồng thời nó cũng chính

là nguyên nhân giúp hạ chi phí sản xuất bởi vì đường glucose là nguyên liệu

dễ chế biến và rẻ hơn nhiều so với saccharose hay còn gọi là đường kính mà

ta vẫn thường hay sử dụng hằng ngày trong gia đình cũng như làm nguyên liệu chế biến một số sản phẩm khác trong công nghiệp thực phẩm: bánh kẹo, mứt quả, nước giải khát…

Glucose là chất cần cho môi trường nuôi vi sinh vật, là đường dễ lên men tạo rượu, acid acetic, acid lactic, acid hữu cơ khác như acid glutamic, acid citric.[27]

1.3.2 Dịch thủy phân (syrup glucose)

Syrup glucose là một dạng đường glucose, còn được gọi là glucose của bánh kẹo Được tạo ra từ quá trình thủy phân của tinh bột Syrup glucose

có chứa hơn 90% glucose thường được sử dụng trong quá trình lên men

Syryp glucose thường được sản xuất từ ngô, khoai tây sắn, đôi khi người ta sử dụng gạo, lúa mạch để sản xuất.[27]

1.4 Thiết bị

Lên men là quá trình nuôi cấy vi sinh vật trong điều kiện hiếu khí hoặc kỵ khí nhằm thu một hoặc một vài sản phẩm trao đổi chất của chúng Đây là quá trình có vai trò quan trọng trong ngành công nghệ thực phẩm nói chung và

ngành công nghệ vi sinh nói riêng Các sản phẩm thường gặp như rượu bia, nước trái cây, bánh mì…

1.4.1 Các thiết bị lên men nuôi cấy vi sinh vật trong điều kiện tiệt trùng

Trong công nghiệp, lên men được thực hiện trong các nồi lên men cỡ lớn dung tích có thể đạt tới hàng trăm mét khối

Nuôi cấy các vi sinh vật phần lớn được tiến hành trong các điều kiện tiệt trùng Độ tiệt trùng của quá trình được đảm bảo bằng phương pháp tiệt trùng thiết bị lên men, các đường ống dẫn, cảm biến dụng cụ; nạp môi trường dinh dưỡng tiệt trùng và giống cấy thuần chuẩn vào thiết bị lên men đã được tiệt trùng; không khí tiệt trùng để thông gió canh trường và chất khử bọt tiệt trùng; các dụng cụ cảm biến tiệt trùng trong thiết bị lên mên để kiểm tra và điều chỉn các thông số của quá trình ; bảo vệ đệm kín trục của bộc huyển đảo, các đường ống công nghệ và phụ tùng quá trình nuôi cấy[7]

 Thiết bị lên men có bộ đảo trộn dạng cơ học

Dạng thiết bị lên men này được sử dụng rộng rãi cho các quá trình tiệt trùng để nuôi cấy vi sinh vật - sản sinh ra các chất hoạt hoá sinh học Thiết bị lên men có thể tích 63 m³ Dạng thiết bị lên men này là một xilanh đứng được chế tạo bằng thép X18H10T hay kim loại kép có nắp và đáy hình nón Tỷ lệ chiều cao và đường kính bằng 2,6:1 Trên nắp có bộ dẫn động cho cơ cấu chuyển đảo và cho khử bọt bằng cơ học; ống nối để nạp môi trường dinh dưỡng, vật liệu cấy, chất khử bọt, nạp và thải không khí; các cửa quan sát; cửa

để đưa vòi rửa; van bảo hiểm và các khớp nối để cắm các dụng cụ kiểm tra Khớp xả 16 ở đáy của thiết bị dùng để tháo canh trường Bên trong có trục 6 xuyên suốt Các cơ cấu chuyển đảo được gắn chặt trên trục Cơ cấu chuyển đảo gồm có các tuabin 8 có đường kính 600 ÷1000 mm với các cánh rộng 150

÷ 200 mm được định vị ở 2 tầng, còn tuabin hở thứ ba được gắn chặt trên bộ sủi bọt 13 để phân tán các bọt không khí Bộ sủi bọt có dạng hình thoi được làm bằng những ống đột lỗ Ở phần trên của bộ sủi bọt có khoảng 2000 ÷

3000 lỗ theo kiểu bàn cờ [7]

Hình 1.8: Thiết bị lên men với bộ đảo trộn cơ học dạng sủi bọt có sức

chứa 63 m³

1-Động cơ; 2-Hộp giảm tốc; 3-Khớp nối; 4-Ổ bi; 5-Vòng bít kín; 6-Trục; Thành thiết bị; 8-Máy khuấy trộn tuabin; 9-Bộ trao đổi nhiệt kiểu ống xoắn; 10-Khớp nối; 11-Ống nạp không khí; 12-Máy trộn kiểu cánh quạt; 13-Bộ sủi bọt; 14-Máy khuấy dạng vít; 15-Ổ đỡ; 16-Khớp để tháo; 17-Áo; 18-Khớp nạp liệu; 19-Khớp nạp không khí

7-*Nguyên lý hoạt động:

Khi cấp điện cho động cơ, thông qua hộp giảm tốc trục quay điều chỉnh tốc độ các cánh đảo trộn Nguyên liệu được đưa vào thiết bị qua khớp nạp liệu(18), đi từ trên xuống vào thiết bị Không khí tiệt trùng vào ống nạp không khí số( 11) và khớp nạp không khí (19), không khí hòa trộn vào nguyên liệu qua máy đảo trộn (12) Hỗn hợp nhũ tương chất lỏng – không khí được đi vào thiết bị chiếm 5 – 6 m Nhờ bố trí các máy khuấy trộn đều cả trên và dưới mà nguyên liệu luôn được cấp đủ oxy và được đảo trộn liên tục Trong quá trình lên men nhiệt sinh lý sinh ra do hoạt động của vi sinh vật được điều chỉnh nhờ nạp thêm nước vào các ô của áo (17) bên trong có ống xoắn (9) Sản phẩm đạt

yêu cầu được tháo ra ở khớp (16)

* Ưu điểm: Thiết bị gọn gàng, việc khuấy trộn tốt

* Nhược điểm:Các thiết bị lên men có thể tích 63m3 là tốn kém không kinh

tế

* Ứng dụng: Dạng thiết bị lên men này được sử dụng rộng rãi cho các quá

trình tiệt trùng để nuôi cấy vi sinh vật – sản sinh ra các hóa chất sinh học Để sản xuất các chất hoạt hóa sinh học bằng tổng hợp vi sinh[1]

1.4.2 Các thiết bị tách sinh khối và dịch lên men

Trong công nghiệp vi sinh thường sử dụng các máy ly tâm và phân ly

khác nhau để phân tách sinh khối và dịch lên men

Các máy ly tâm được ứng dụng rộng rãi để tách các tiểu phần ổn định trong dung dịch các chất hoạt hoá sinh học, các dung dịch rượu khỏi chế phẩm hoạt hoá làm lắng etanol, axetol và các dung môi hữu cơ khác, tách sinh khối khỏi dung dịch canh trường, để tách phức hoạt hoá sinh học (khi kết tủa bằng muối) từ các dung dịch, cũng như để phân chia các hỗn hợp chất lỏng hay các huyền phù.[8]

Phân loại các máy ly tâm:

Các máy ly tâm công nghiệp được chia ra:

-Theo nguyên tắc phân chia - kết tủa, phân chia (phân ly), lọc và tổng hợp

-Theo đặc tính tiến hành quá trình ly tâm - chu kỳ và liên tục

-Theo dấu hiệu về kết cấu - nằm ngang (có trục nằm ngang), nghiêng (có trục nghiêng) và đứng

-Theo phương pháp thải cặn ra khỏi rôto

Khi sản xuất các chất hoạt hoá sinh học thường sử dụng các máy ly tâm tác động chu kỳ, thải cặn bằng cơ khí hoá hay thủ công, còn khi sản xuất lớn - các máy ly tâm tự động hoá tác động liên tục

*Nguyên lý hoạt động của các máy ly tâm

Phương pháp ly tâm dựa trên cơ sở tác động của trường ly tâm tới hệ không đồng nhất gồm hai hoặc nhiều pha Ly tâm các hệ chất lỏng không đồng nhất được thực hiện bằng hai phương pháp: lọc ly tâm qua tường đột lỗ

của rôto, vách lọc được đặt ở phần trong của rôto (máy ly tâm lọc) và qua rôto lắng có đoạn ống liền (máy ly tâm lắng) Đồng thời các máy ly tâm tổng hợp

kết hợp cả hai nguyên tắc phân chia lọc - lắng cũng được sử dụng

Khi tách huyền phù trong các máy ly tâm lọc ở trong rôto, dưới tác động của lực ly tâm chất lỏng được lọc qua vải lọc hay lưới kim loại, đồng thời các tiểu phần pha rắn bị lắng xuống; chất lỏng qua sàng và sau đó qua lỗ trong rôto, xối mạnh vào tường của máy ly tâm, còn cặn được tháo ra trong

thời gian rôto quay hoặc là sau khi máy ngừng

Khi phân chia các huyền phù trong các máy ly tâm lắng, các tiểu phần rắn có tỷ trọng lớn hơn tỷ trọng cấu tử chất lỏng được lắng xuống (dưới tác động của lực ly tâm trong đoạn ống rôto) tạo thành lớp vòng khuyên Cấu tử lỏng cũng tạo thành lớp vòng khuyên nhưng nằm gần trục quay hơn, chất lỏng trong được dẫn ra ngoài qua mép tràn hay nhờ ống hút; cặn được tháo ra theo hành trình xả hay sau khi thiết bị ngừng Việc phân chia nhũ tương xảy ra tương tự: ở tường rôto tạo ra lớp chất lỏng nặng, còn gần trục quay - lớp chất

lỏng nhẹ.[8]

1.4.3 Các thiết bị lọc

 Thiết bị lọc khung bản

Lọc là quá trình tách các tạp chất có trong dung dịch ra khỏi đường

Thiết bị lọc thường được sử dụng trong công nghệ vi sinh là máy lọc khung bản

Hình 1.9: Máy lọc khung bản

*Cấu tạo: Máy lọc khung bản bao gồm các khung và bản ngăn với

nhau bằng các tấm lọc phủ cả hai phía của bản, khoảng không giữa khung sẽ

là nơi chứa huyền phù gồm dịch lên men, than hoạt tính và bột trợ lọc.[33]

Khung và bản thường được chế tạo dạng hình vuông và phải có sự bịt kín tốt khi ghép khung và bản.[33]

Khung và bản được xếp liên tiếp nhau trên giá đỡ Giữa khung và bản

là vách ngăn lọc Ép chặt khung và bản nhờ cơ cấu đai vít xoắn nhờ tay quay

Lỗ dẫn huyền phù nhập liệu của khung và bản được nối liền tạo thành ống dẫn nhô ra để ghép với hệ thống cấp liệu Nước lọc chảy ra từ bản qua hệ thống đường ống và lấy ra ngoài Bã được giữ lại trên bề mặt vách ngăn lọc

và được chứa trong khung Khi bã trong khung đầy thì dừng quá trình lọc để tiến hành rửa và tháo bã.[33]

Cách ghép các khung lọc

Trong quá trình lọc, chất rắn trong huyền phù được giữ lại nhờ một lớp vật liệu lọc (giấy lọc hoặc màng bán thấm) Chiều cao lớp chất rắn này tăng theo thời gian và tạo thành một lớp bánh lọc có tác dụng như một lớp màng lọc mới làm tăng chất lượng của quá trình lọc Độ lọc hiệu dụng phụ thuộc vào kích cỡ hạt rắn và chiều cao của lớp bánh lọc Vật liệu lọc ban đầu

có tác dụng giữ và tạo thành bánh lọc Bên trong vật liệu lọc không xảy ra quá trình tách giữ, có nghĩa là các tiểu phân nhỏ hoặc được lưu trên lớp bánh lọc hoặc được chui qua

Dịch lọc ban đầu không trong suốt vì các tiểu phân nhỏ đã chui qua vật liệu lọc Chỉ khi nào các hạt chất rắn kết tụ lại thành các lỗ rất nhỏ trên vật

liệu lọc thì chất lượng lọc mới tốt được Song ở đây các hạt giữ lại cũng tạo ra một sự cản trở của dòng chảy khi lọc Độ cản trở tăng theo chiều cao của lớp bánh lọc.[9]

Muốn đảm bảo tốc độ lọc nhanh, người ta phải tăng sự chênh lệch về áp suất qua màng và đến một chiều cao bánh lọc nhất định nào đó phải ngừng quá trình lọc lại để lấy chất rắn ra Phương pháp này ứng dụng cho hỗn hợp lọc có chứa ít nhất 3- 5% chất rắn và các chất rắn tạo ra các lớp có lỗ hổng.[9]

- Cần nhiều thời gian vệ sinh

- Phải thay thế giấy lọc theo chu kì

- Giá thành giấy lọc cao

- Khi dịch chảy nhiề thf dịch sẽ phân bố không đồng đều

- Phải tháo khung bản khi giảm áp suất

*Ứng dụng:

Trong ngành công nghệ thực phẩm như nước mắm, rượu, nước giải khác sản phẩm thu được có độ trong đạt 99%, hương vị không đổi, thiết bị nhỏ gọn dễ vận chuyển

Trong ngành môi trường

 Thiết bị lọc trao đổi ion

Thiết bị làm mềm này sử dụng hạt nhựa trao đổi ion để thay thế các ion tự

do có hại trong nước băn các ion vô hại Vật liệu trao đổi ion là các hạt nhựa không hoà tan, trong cấu trúc phân tử có các gốc axit hoặc bazơ có thể thay thế được mà không làm thay đổi tính chất vật lý của chúng.[37]

Theo tính chất lý hóa, những hạt mang điện tích trái dấu sẽ hút nhau, người ta dùng loại hạt nhựa tích Cation để "hút" các ion âm và ngược lại Khi các hạt nhựa đã bão hòa (không thể "hút" thêm được nữa) người ta phải "sạc" lại Quá trình này có thể diễn ra liên tục hay theo chu kỳ, tự động hay thủ công tùy vào quy mô và sản phẩm cụ thể.[37]

Hình 1.11 Thiết bị lọc trao đổi ion

Tuỳ theo ứng dụng hoặc yêu cầu xử lý cụ thể, có thể sử dụng loại vật liệu trao đổi ion khác nhau Tuy nhiên, có thể dùng các vật liệu điển hình như sau:

- Làm mềm nước: sử dụng hạt nhựa chuyên làm mềm nước hoặc hạt nhựa trao đổi cationmạnh;

- Khử khoáng: sử dụng hạt nhựa trao đổi cation và anion trong nhiều thiết bị khác nhau;

- Khử ion hỗn hợp: sử dụng hạt nhựa hỗn hợp trong cùng một thiết bị;

- Khử ion toàn bộ: sử dụng hạt nhựa trao đổi cation mạnh, yếu và anion mạnh, yếu trong các thiết bị khác nhau.[37]

1.4.4 Thiết bị cô đặc chân không

*Cô đặc là quá trình làm tăng nồng độ chất tan không bay hơi bằng cách cho bay hơi các dung môi khi đung sôi dung dịch

*Cô đặc chân không là quá trình cô đặc sử dụng áp suất chân không làm bay hơi nước Dung dịch tuần hoàn tốt, ít tạo cặn và có sự bay hơi nước liên tục

 Thiết bị cô đặc dạng thùng quay

Hình 1.12: Thiết bị cô đặc chân không dạng quay

– Thiết bị gồm một thùng chứa hai vỏ làm bằng inox, được quay quanh một trục nghiêng nhờ hệ thống ổ trục, bánh răng, động cơ Bên trong thiết bị có các gờ để tăng hiệu suất truyền nhiệt giữa các pha, tăng khả năng bốc hơi của dung môi Độ chân không trong thiết bị được tạo ra nhờ hệ thống bơm chân không Áp suất chân không tối đa đạt -730 mmHg [29]

*Nguyên tắc hoạt động: Dung dịch cho vào thiết bị qua cửa nạp nguyên liệu

Sau đó đóng chặt cửa lại Thiết bị được quay với vận tốc 3-5 vòng/phút nhờ

hệ thống động cơ Mở van hơi cấp nhiệt cho thiết bị Dưới tác dụng của hơi

nước bão hoà, hỗn hợp dịch trong thiết bị được nâng dần nhiệt độ

– Khi nhiệt độ dịch đạt 70-75°C, bơm chân không 1 hoạt động, hút hơi ẩm ra ngoài, tạo độ chân không cho thiết bị Khi áp suất chân không làm việc đạt p= -500, -600mmHg, điều chỉnh van hơi sao cho thông số của thiết bị ổn định, lúc này dịch trong thiết bị sôi, chất lỏng được hoá hơi và hơi được hút ra ngoài bằng bơm chân không

– Nồng độ chất hoà tan trong dịch tăng dần lên, làm nồng độ chất khô trong dịch cũng tăng dần Quá trình diễn ra liên tục cho đến khi nồng độ chất khô của dịch đạt yêu cầu Sản phẩm được tháo ra ngoài qua cửa.[29]

1.4.5 Thiết bị kết tinh

Kết tinh là quá trình tách chất rắn hòa tan trong dung dịch dưới dạng tinh thể Tinh thể là những vật rắn đồng nhất có các hình dạng khác nhau, giới hạn bởi các mặt phẳng Tinh thể gồm cả các phân tử nước gọi là tinh thể ngậm nước (tinh thể hydrat) Tùy theo điều kiện thực hiện quá trình mà tinh thể có thể ngậm số phân tử nước khác nhau [11]

Theo nguyên tắc làm việc, thiết bị kết tinh được chia làm 4 loại:

- Kết tinh tách một phần dung môi

- Kết tinh làm lạnh dung dịch

- Kết tinh chân không

- Kết tinh tầng sôi

 Thiết bị làm lạnh bằng dung dịch

Hình 1.15 Thiết bị kết tinh làm lanh bằng ống xoắn có cánh khuấy

Có loại cấu tạo đơn giản hình trụ đứng, làm lạnh bằng ống xoắn ruột gà hoặc vỏ lọc ngoài, có cánh khuấy để trộn dung dịch Đây là loại làm việc gián

đoạn Để tăng thời gian lưu dung dịch trong thiết bị có thể kết nối nhiều thiết

bị thành dãy.[10]

Do dụng dịch chuyển động chậm và được làm lạnh, các mầm tinh thể

hình thành và phát tiển chậm Tinh thể có kích thước khoảng 3-5mm cho đến

10-15 mm.[10]

 Thiết bị kết tinh làm lạnh bằng không khí và nước

-Thiết bị kết tinh làm lạnh bằng nước

Thiết bị kết tinh có phòng làm lạnh ngoài bằng nước Dung dịch đi vào

theo ống (6) rồi qua ống (2) nhờ bơm tuần hoàn, dung dịch đi qua thiết bị làm

lạnh, ở đây dung dịch đạt quá bão hòa Các tinh thể được tạo thành, khi kích

thước đủ lớn sẽ lắng xuống đáy, con hạt nhỏ tần hoàn trở lại Nước cái qua bộ

phận(7), ở đây có thể có các hạt nhỏ bị kéo theo được phân ly để tách ra [10]

Hình 1.16 Thiết bị kết tinh phòng làm lạnh bằng nước

1-thùng kết tinh ; 2,3- ống tuần hoàn; 4-thiết bị làm lạnh; 5-bơm tuần hoàn 6-ống dẫn dung dịch; 7-bộ phận thu nước cái phân ly hạt tinh thể nhỏ

-Theo phương pháp nạp nhiệt, các máy sấy được chia ra loại đối lưu hay tiếp xúc

-Theo dạng chất tải nhiệt: không khi, khí và hơi

-Theo trị số áp suất trong phòng sấy: làm việc ở áp suất khí quyển hay chân không

-Theo phương pháp tác động: tuần hoàn, liên tục

-Theo hướng chuyển động của vật liệu và chất tải nhiệt trong các máy sấy đối lưu: cùng chiều, ngược chiều và với các dòng cắt nhau.[17]

 Buồng sấy

Hình 1.17 Thiết bị sấy dạng buồng

Dùng trong sản xuất nhỏ hoặc thử nghiệm Thường sây các nguyên liệu dạng hạt, dạng bọt nhão, dang lỏng

Vật liệu được đặt trong khay sấy để trong khe chứa khay(có lỗ) và đưa nguyên liệu vào sây từng mẻ một Độ ẩm và nhiệt độ thay đổi theo thời gian sấy Trong thiết bị sấy khí nóng được chuyển cưỡng bức nhờ quạt gió đi vào buồng sấy.[19]