xây dựng quy trình sản xuất sinh khối vi khuẩn Lactobacillus bulgaricus với công suất 10 tấnnăm.

LỜI MỞ ĐẦUTrong nhiều năm trở lại đây vấn đề sản xuất và cung cấp giống vi sinh vật phục vụ cho các nghành công nghiệp sản xuất đã trở nên phổ biến và nó đã được thương mại hóa để trở thành một nghành sản xuất quan trọng ở nhiều quốc gia trên thế giới. Các chế phẩm của nó cũng ngày càng đa dạng như vi khuẩn, nấm men, nấm sợi …Vi khuẩn lactic cũng không nằm ngoài xu thế đó, ngày càng có nhiều nước trên thế giới sản xuất và thu nhận sinh khối vi khuẩn lactic . Chúng được sản xuất và cung ứng để phục vụ cho các nghành công nghiệp chế biến sữa. Có nhiều loại vi khuẩn lactic dùng trong sản xuất ở đây chúng tôi chọn chủng Lactobacilluc buglgaricus để thực hiện đồ án này với nội dung là “ xây dựng quy trình sản xuất sinh khối vi khuẩn Lactobacillus bulgaricus với công suất 10 tấn 1 năm”

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM KHOA CNSH – KTMT  ĐỒ ÁN KỸ THUẬT QUÁ TRÌNH SINH HỌC XÂY DỰNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT SINH KHỐI VI KHUẨN Lactobacillus bulgaricus VỚI CÔNG SUẤT 10 TẤN/NĂM SINH VIÊN THỰC HIỆN HƯỚNG DẪN KHOA HỌC Đào Văn Hoàng Anh Ths ĐỖ THỊ HOÀNG TUYẾN Trần Nguyễn Minh Trọng Lê Thùy Dương Ngô Thị Ngọc Quỳnh Nguyễn Thị Phương Linh TP HCM 17/11/15 LỜI MỞ ĐẦU Trong nhiều năm trở lại vấn đề sản xuất cung cấp giống vi sinh vật phục vụ cho nghành công nghiệp sản xuất trở nên phổ biến thương mại hóa để trở thành nghành sản xuất quan trọng nhiều quốc gia giới Các chế phẩm ngày đa dạng vi khuẩn, nấm men, nấm sợi …Vi khuẩn lactic không nằm xu đó, ngày có nhiều nước giới sản xuất thu nhận sinh khối vi khuẩn lactic Chúng sản xuất cung ứng để phục vụ cho nghành công nghiệp chế biến sữa Có nhiều loại vi khuẩn lactic dùng sản xuất chọn chủng Lactobacilluc buglgaricus để thực đồ án với nội dung “ xây dựng quy trình sản xuất sinh khối vi khuẩn Lactobacillus bulgaricus với công suất 10 năm” PHẦN 1: TỔNG QUAN Giới thiệu Lactobacillus bulgaricus Giới ( regnum) : Bacteria Nghành (phylum) : Fimicutes Lớp ( Class): Bucillus Bộ ( order ): Lactobacillales Họ ( familia): Lactobacillaceae Chi ( genus): species Loài ( species) : L bulgaricus 1.1 Lactobacillus bulgaricus trực khuẩn gram dương, hình que, dài, mảnh, thường xếp thành đôi hay chuỗi dài từ 5- 20 µm, khả di động, tạo 2,7% acid lactic Khuẩn lạc Lactobacillus bulgaricus phẳng, vàng, đường kính 2- 3mm Khuẩn lạc già trở nên sậm màu Trên môi trường thạch- huyết sữa cho khuẩn lạc hình tròn dạng sợi rối Lactobacillus bulgaricus không dịch hóa gelatin, làm đông tụ sữa 370C Chúng lên men đường glucose, lactose galactose Hàm lượng acid vi khuẩn tạo môi trường sữa cao (3-3,5%) Nó thuộc loại kị khí không bắt buộc Nhiệt độ tối ưu cho phát triển chúng 40-48 0C , pH thích hợp 5,4 Khi lên men chúng khả sử dụng đường maltose tạo lượng nhỏ acid bay aldehyde, tạo cho sản phẩm có mùi vị đặc trưng, thường dùng để sản xuất sữa chua đông mịn 1.2 Môi trường nôi cấy nuôi cấy Chúng thường nuôi cấy loại môi trường MRS rắn MRS lỏng, đó: Môi trường MRS thạch (g/l): Glucoza 20,0 K2HPO4 2,0 CaCO3 5,0; CH3COONa 5,0; Cao thịt 10,0; Triamonixitrat 2,0; Pepton 10,0; MgSO4.7H2O 0,58; Cao nấm men 5,0; MnSO4 4H2O 0,28; Thạch 15,0; Nước cất vừa đủ 1lít; pH= 6,0; Khử trùng 1210C/15 phút - Môi trường MRS dịch thể (g/l): Có thành phần ngoại trừ thạch CaCO3 1.3 Nhu cầu dinh dưỡng Các loại vi khuẩn lactic khác có nhu cầu dinh dưỡng khác Chúng nhu cầu nguồn chất chứa nguyên tố cở cacbon, nitơ, photphat lưu huỳnh mà có nhu cầu số chất cần thiết khác vitamin, muối vô cơ… 1.3.1 Nhu cầu dinh dưỡng cacbon: Vi khuẩn lactic sử dụng nhiều loại cacbonhydrat từ monosaccarit (glucose, fructose, manose), disaccarit (saccarose, lactose, maltose) polysaccarit (tinh bột, dextrin) Chúng sử dụng nguồn cacbon để cung cấp lượng, xây dựng cấu trúc tế bào làm chất cho trình lên men tổng hợp acid hữu 1.3.2 Nhu cầu dinh dưỡng nitơ: Phần lớn vi khuẩn lactic sinh tổng hợp hợp chất chứa nitơ Vì để đảm bảo cho sinh trưởng phát triển chúng phải sử dụng nguồn nitơ có sẵn môi trường Các nguồn nitơ vi khuẩn lactic sử dụng như: cao thịt, cao nấm men, trypton, dịch thủy phân casein từ sữa, pepton,…Hiện cao nấm men nguồn nitơ sử dụng nhiều có hiệu Tuy nhiên quy mô công nghiệp sử dụng nguồn nitơ tốn 1.3.4 Nhu cầu vitamin: Ngoài acid amin vitamin, vi khuẩn lactic cần hợp chất hữu khác cho phát triển bazơ nitơ hay acid hữu Một số acid hữu có ảnh hưởng thuận lợi đến tốc độ sinh trưởng vi khuẩn lactic acid citric, acid oleic Nên người ta sử dụng muối citrat, dẫn xuất acid oleic làm thành phần môi trường nuôi cấy, phân lập bảo chủng vi khuẩn lactic.Tương tự hai acid hữu trên, acid acetic có tác động quan trọng đến sinh trưởng tế bào Nên người ta thường sử dụng acid acetic dạng muối acetat để làm chất đệm cho môi trường nuôi cấy vi khuẩn lactic 1.3.5 Nhu cầu hợp chất hữu khác: Ngoài acid amin vitamin, vi khuẩn lactic cần hợp chất hữu khác cho phát triển bazơ nitơ hay acid hữu Một số acid hữu có ảnh hưởng thuận lợi đến tốc độ sinh trưởng vi khuẩn lactic acid citric, acid oleic Nên người ta sử dụng muối citrat, dẫn xuất acid oleic làm thành phần môi trường nuôi cấy, phân lập bảo quản chủng vi khuẩn lactic Tương tự hai acid hữu trên, acid acetic có tác động quan trọng đến sinh trưởng tế bào Nên người ta thường sử dụng acid acetic dạng muối acetat để làm chất đệm cho môi trường nuôi cấy vi khuẩn lactic 1.3.6 Nhu cầu muối vô khác: Để đảm bảo cho sinh trưởng phát triển đầy đủ, vi khuẩn lactic cần muối vô Nhằm cung cấp nguyên tố khoáng đồng, sắt, natri, kali, photpho, lưu huỳnh, magie đặc biệt mangan, mangan giúp ngăn ngừa trình tự phân ổn định cấu trúc tế bào PHẦN 2: QUI TRINH THU SINH KHỐI VI KHUẨN LACTOBACILLUS BULGARICUS 2.1 Qui trình thu sinh khối 2.2 Thuyết minh quy trình: Nguyên liệu Xử lý nguyên liệu Giống VSV Thanh trùng Nhân giống Lên men Ly tâm Lọc Sấy Đóng gói Thành phẩm 2.2.1 Chuẩn bị môi trường: Thành phần nguyên liệu (mật rỉ đường): nước 20%, chất khô chiếm 80 – 85% Trong chất khô có 60% đường 40% chất phi đường Xử lý nguyên liệu : Mục đích: loại bỏ tạp chất không mong muốn vi sinh vật tạp nhiễm, thủy phân dịch đường thành đường đơn, chuẩn bị cho trình acid hóa Biến đổi: Hóa học: giảm nồng độ chất khô Vật lý: giảm độ nhớt Hóa lý: tăng độ hòa tan chất Thực trình:pha loãng, pha dịch lên men, trùng dịch Pha loãng với nước theo tỉ lệ Vmật rỉ : Vnước = 1:3 Sau cho lượng acid sunfuric đậm đặc vào ( lượng acid : 5% khối lượng dung dịch) Trong giai đoạn này, ta đun dung dịch đến 90-95oC Sau ta tiến hành ly tâm thu dịch Tiếp tục thêm nước để đạt dung dịch có nồng độ đường từ 15-22%.Đây nồng độ đường thích hợp cho trình lên men Thêm dung dịch NaHCO3 đến dung dịch đạt pH = 6.0 - 7.0 Ly tâm thu dịch trong: Mục đích chuẩn bị cho trình lên men, loại bỏ tạp chất giữ lại chất hòa tan, tách pha rắn khỏi pha lỏng, tăng độ tron giảm khối lượng riêng dung dịch Thanh trùng môi trường: Mục đích: tiêu diệt ức chê vi sinh vật hoạt tính enzyme môi trường tạo điều kiện cho giống phát triển Chú ý: chế độ trùng dao động khoảng 80 – 900C 30 đến 60 phút Tránh giảm giá trị dinh dưỡng môi trường 2.2.2 Nhân giống lactobacillus: Yêu cầu: số lượng tế bào môi trường phải lên giá trị cao nhất, thời gian ngắn nhất, với chi phí thấp, đảm bảo giống khiết ( tránh hư hỏng trình lên men sản phẩm không đạt yêu cầu) Tiến hành nhân giống: Cấy giống vào lượng canh trường xác định cho vào môi trường dinh dưỡng xử lý nhiệt sau điều chỉnh nhiệt độ thích hợp Giữ nhiệt độ thời gian nuôi cấy không đổi suốt giai đoạn Trong PTN: Giống nhân bình cầu nhiệt độ 37 – 400C, cho canh trường lỏng vào, tỷ lệ 5% thể tích Giữ 40 – 45 0C, sau – 10h giống đạt yêu cầu đung nhân tiếp tục thể tích lớn Hình 2: Sơ đồ tổng quát trình nhân giống vi sinh vật cho sản xuất Trong phân xưởng Vi khuẩn lactic nuôi cấy riêng phân xưởng nhân giống Khi lượng giống đảm bảo số lượng tế bào ( khoảng x106 tế bào/1 ml), tiến hành lên men 2.2.3 Lên men Mục đích: Thông qua hoạt động sống vi sinh vật điều kiện thích hợp để chuyển hóa đường đạm tăng sinh khối Nồng độ dịch lên men là: 15 – 22 % Quá trình lên men gồm pha điển hình: Pha tạo sinh khối Sự tạo thành sinh khối phát triển khoảng 12-18 đầu sau bắt đầu lên men Sử dụng hết khoảng 25% nguồn cacbon, gần tất nguồn Nitơ Pha tạo thành Acid lactic: Tốc độ tạo sinh khối chậm lại Lúc acid lactic bắt đầu tích tụ dịch lên men với hàm lượng ngày tăng dần Tốc độ tổng hợp trung bình 0.8-1 g/lit.giờ Khi bắt đầu acid lactic carbohydrate môi trường sử dụng gần hết Lactobacillus vi khuẩn hiếu khí, nên vi sinh vật nhiễm dễ phát triển sinh enzyme khác, làm giảm hoạt lực enzyme sinh tổng hợp acid lactic Mặt khác, cớ chất cho vào nhiều lần, thông số công nghệ thiết bị lên men thay đổi, khó điều khiển Hiệu suất tổng hợp acid lactic không cao Phương pháp thích hợp lên men tĩnh, lên men tĩnh có bổ sung chất Tuy nhiên, kiểm soát vi sinh vật nhiễm thông số công nghệ lên men liên tục cho suất sản lượng acid lactic cao Nhiệt độ trình lên men: 32 – 370C pH trình lên men trì 5,5 – 6,0 Lượng không khí đưa vào dung dịch lên men/1 phút Thông thường thời gian lên men : 24 – 48 2.2.4 Lọc Mục đích: thu nhận sinh khối vi khuẩn Thiết bị: Sử dụng thiết bị lọc thùng quay 2.2.5 Ly tâm Mục đích: Tách pha rắn lỏng sau kết tinh nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho trình sấy Pha rắn: gồm acid lactic kết tinh lắng xuống, thu acid lactic ẩm Pha lỏng: gồm nước acidlactic không kết tinh hòa tan vào ta gọi nước Phần nước đưa kết tinh lại Thiết bị: Sử dụng thiết bị ly tâm ngang để tách pha rắn lysine pha lỏng nước 2.2.6 Sấy Mục đích: thu chế phẩm dạng hạt, tạo điều kiện thuận lợi cho trình bảo quản Thông số kỹ thuật Độ ẩm acid lactic sau sấy – 12% Thời gian sấy khoảng Nguyên lý làm việc: Sử dụng vi song sản xuất sản sinh vi song để thực làm nóng nguyên liệu cần sấy tác động vào nguyên tử nước nguyên liệu dung môi, nhận lượng biến thành nhiệt bay để đạt mục đích sấy nguyên liệu diệt khuẩn 2.2.7 Đóng gói: - Cần kỷ luật nghiêm trường hợp không tuân thủ nội quy nhà máy 6.3 Những yêu cầu an toàn lao động 6.3.1 Đảm bảo ánh sáng làm việc Việc chiếu sáng phòng sản xuất đóng vai trò quan trọng Khi chiếu sáng phù hợp loại trừ căng thẳng mắt, đảm bảo phân biệt đối tượng xung quanh hoạt động sản xuất công nhân Nếu chiếu sáng không tốt dẫn đến căng thẳng, nhanh chóng bị mệt mỏi thị giác làm cho phối hợp chuyển động không nhịp nhàng Điều dẫn đến làm giảm suất chất lượng lao động, làm tăng khả bị tai nạn công nhân phải đứng gần thiết bị hoạt động Vì mà hệ thống chiếu sáng phải bố trí hợp lý, đảm bảo phân bố đủ ánh sáng cho công nhân thao tác, vận hành, theo dõi thiết bị dễ dàng Kết hợp chiếu sáng tự nhiên chiếu sáng nhân tạo để vừa tiết kiệm điện năng, lại vừa đảm bảo điều kiện sản xuất cho công nhân 6.3.2 Thông gió Trong phân xưởng sản xuất bánh sản kẹo, có khu vực mà thiết bị tỏa lượng nhiệt lớn, làm không khí nóng bức, ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe công nhân thiết bị Do cần tăng cường thông gió cách sử dụng hệ thống thông gió tự nhiên (các cửa sổ mái), bố trí thêm nhiều quạt lớn Thông gió sản xuất biện pháp quan để tạo điều kiện vệ sinh phòng bệnh bình thường xí nghiệp vi sinh Ở tất xí nghiệp, thiết bị hoạt động bịt kín, nhiên không khí phòng sản xuất xí nghiệp chứa nhiều vi sinh vật, sản phẩm hoạt động chúng, tiểu phần chất dinh dưỡng dạng bụi, ẩm, khí, hơi, nhiệt, chất bay dễ nổ chất độc Thông gió làm giảm tối thiểu nồng độ chất 6.3.3 An toàn điện - Khi xây dựng lưới điện công trình, cần đảm bảo: lưới động lực chiếu sáng làm việc riêng lẻ, có khả cắt điện toàn phụ tải phạm vi hạng mục công trình hay khu vực sản xuất - Các đường dây điện bao bọc kỹ, che thiết bị có điện nguy hiểm Trạm biến áp phải có rào chắn nối đất cẩn thận - Việc tháo lắp, sữa chữa thiết bị điện phải công nhân có trình độ chuyên môn kỹ thuật an toàn điện thực 6.3.4 An toàn sử dụng thiết bị + Nguyên nhân gây cố: - Do thời gian sử dụng thiết bị kéo dài dẫn đến bị mòn, lão hóa, chọn chất rửa không - Do vận hành áp suất cho phép + Những yêu cầu thiết bị: - Thiết bị máy móc phải sử dụng chức năng, công suất - Thiết bị phải có van an toàn - Mỗi thiết bị phải có áp kế chuẩn ( thường xuyên kiểm tra định kì) + Nhiệm vụ người vận hành: - Mỗi thiết bị có hồ sơ rõ ràng, sau ca phải bàn giao máy móc, nêu rõ tình trạng để ca sau xử lí - Thường xuyên theo dõi chế độ làm việc máy, có chế độ vệ sinh, vô dầu mỡ định kỳ - Phát sửa chữa kịp thời có hư hỏng + Những yêu cầu vận hành an toàn thiết bị: - Không sửa chữa thiết bị hoạt động - Không để thiết bị hoạt động thông số quy định - Khi phát phận thiết bị có vết phồng, thành thiết bị gỉ, mòn đáng kể, xì chảy nước mối nối phải ngưng hoạt động thiết bị - Phải hướng dẫn thận trọng cho công nhân thao tác, phải nghiên cứu cụ thể kết cấu nguyên tắc hoạt động thiết bị, công nghệ luật kỹ thuật an toàn để tiến hành thao tác Sau rủi ro cách khắc phục số thiết bị trình sản xuất Quá trình lên men - Trong lên men chìm cần phải khuấy sục khí liên tục vi sinh vật sử dụng oxy hòa tan môi trường Khí nén qua hệ thống lọc tạp trùng, hệ thống tương đối phức tạp dễ gây nhiễm cho môi trường nuôi cấy - Thiết bị hoạt động qua thời gian bị hở van dẫn đến vi sinh vật có hại xâm nhiễm - Thiết bị chạy không với thông số (pH, nhiệt độ, lượng oxy) thiết lập Khắc phục - Nuôi cấy vi sinh vật phần lớn tiến hành điều kiện tiệt trùng Độ tiệt trùng trình đảm bảo phương pháp tiệt trùng thiết bị lên men, đường ống dẫn, cảm biến dụng cụ; nạp môi trường dinh dưỡng tiệt trùng giống cấy chuẩn vào thiết bị lên men tiệt trùng; không khí tiệt trùng để thông gió canh trường chất khử bọt tiệt trùng; dụng cụ cảm biến tiệt trùng thiết bị lên mên để kiểm tra điều chỉnh thông số trình ; bảo vệ đệm kín trục bộc huyển đảo, đường ống công nghệ phụ tùng trình nuôi cấy - Đo nhiệt độ điều khiển nhiệt độ Ngày kỹ thuật điều chỉnh nhiệt độ tự động hóa cách lắp máy điều nhiệt vào điểm có nước chảy từ vỏ kép ống xoắn nồi lên men chảy có nhiệm vụ huy thông qua rơ le hai tiếp điểm thiết bị để đốt nóng hay van điều chỉnh nước lạnh nước nóng tới - Đo pH điều chỉnh pH Trong nồi lên men công nghiệp dung tích lớn, toàn điện cực (điện cực thuỷ tinh, điện cực chuẩn, điện cực bù trừ nhệt độ) lắp đặt mặt bích thép không gỉ, ghép bulong thành đứng nồi lên men chiều cao thích hợp cách điện đệm Teflon Toàn điện cực đo pH nối vào máy ghi pH máy kiểm soát nối với van điện tử điều khiển việc cho acid hay kiềm vào nồi lên men - Điều chỉnh lượng oxy Đối với trình lên men cần phải nghiên cứu ảnh hưởng cường độ thông khí hiệu suất tạo thành sản phẩm Trong sản xuất công nghiệp không khí nén qua máy nén, qua hệ thống làm nguội, qua hệ thống lọc để loại hết tạp khuẩn thổi vào thùng lên men Trong thùng lên men thùng nuôi cấy nhân giống có hệ thống khuấy tuỳ thuộc vào yêu cầu loại vi sinh vật, vào điều kiện nuôi cấy để nhằm thu hiệu suất tối đa Quá trình sấy - Động lực trình truyền nhiệt, truyền khối không đạt cực đại - Sản phẩm dễ hư hỏng bị oxy hóa - Xảy biến đổi thành phần dung dịch sinh lý bên bên tế bào dẫn tới phá huỷ làm chết tế bào - Ảnh hưởng đến tính chất cấu trúc sản phẩm khuếch tán ẩm từ tâm mẫu nguyên liệu đến vùng bề mặt - Trong trình lạnh đông, chuyển hóa toàn lượng ẩm nguyên liệu sang dạng rắn - Trong trình sấy thường tạo lượng khí thải lớn gây ô nhiễm môi trường Khắc phục - Bố trí thiết bị theo mô hình dãy hộp, tức chuyển từ khuấy trộn lý tưởng sang đẩy lý tưởng - Bao gói khí trơ - Tiến hành kiểm tra cẩn thận chế độ nhiệt độ - Điều khiển trình sấy theo chế độ luân phiên - Sử dụng nhiều phương pháp lạnh đông thông qua tiếp xúc nguyên liệu với bề mặt lạnh, môi chất lạnh khí lạnh bổ sung N2 lỏng trình lạnh đông - Để thu hồi chất khí thải thường sử dụng xyclon dạng xilanh dạng nón Khí làm tiếp tục quay lên phía thải vào không khí qua ống xả Quá trình lọc - Kích thước mao dẫn vách ngăn lớn kích thước vi khuẩn - Sản phẩm bị biến đổi tương tác với tạo số sản phẩm khác - Sản phẩm bị nhiễm vi sinh vật khác thời gian lọc kéo dài, vi sinh vật từ môi trường sản xuất bị nhiễm vào huyền phù phát triển - Trong trình lọc, việc hình thành lớp bã lọc làm tăng trở lực cho trình tốc độ lọc giảm dần - Tạo hỗn hợp dễ nổ với không khí Khắc phục - Sử dụng thêm bột trợ lọc, bột trợ lọc thông dụng diatomite - Không thực trình lọc nhiệt độ cao điều kiện tiếp xúc với không khí - Tiến hành lọc nhanh điều kiện kín - Tăng độ chênh lệch áp suất hai bên bề mặt vách ngăn, tức tạo áp suất chân không sâu từ phía dịch lọc - Nạp khí trơ áp suất dư 10 kPa vào phần thiết bị An toàn hoá chất Các hoá chất phải để nơi quy định, xa kho nguyên liệu, kho thành phẩm Khi sử dụng hoá chất độc hại cần tuân thủ tốt biện pháp an toàn Tiến hành bảo quản chất độc hại sức khỏe người cần phải thật thận trọng Điều có liên quan đến chất độc, acid, kiềm số chất khác có tính tác động mạnh Chống sét Để đảm bảo an toàn cho công nhân làm việc thiết bị nhà máy cần phải có cột thu lôi vị trí cao Phòng chống cháy nổ - Nguyên nhân cháy nổ: Do tiếp xúc với lửa, tác động tia lửa điện, cạn nước lò hơi, ống co giãn cong lại gây nổ - Phòng chống: + Nồng độ chất dễ nổ trước hết tạo thành bên khu vực sản xuất, bên thiết bị, bể chứa Theo quy luật chất lỏng dễ cháy bảo quản bể cách nhiệt, tốt bảo quản đất Trong đổ đầy tháo cạn chúng cần phải theo dõi cẩn thận quy luật định mức hoạt động Đặc biệt ý hàm lượng hỗn hợp dễ nổ tạo thành thiết bị tháo hết chất lỏng dễ cháy, nguồn cháy tạo thành thiết bị dẫn đến tượng nổ cách ngẫu nhiên Cho nên tất thiết bị chứa cần phải rửa cẩn thận sau kiểm tra lượng hay hết + Không cho phép sử dụng không khí nén để tạo áp cho chất lỏng dễ cháy từ thiết bị vào thiết bị khác, tỷ lệ lượng không khí bụi bên thiết bị dẫn tới tạo thành nồng độ dễ nổ Để tạo áp trường hợp tốt nên dùng khí trơ Dùng bơm có dạng màng hay dạng vòng khít để bơm loại chất lỏng dễ cháy nhằm loại trừ rò rỉ Các khu vực có đặt thiết bị để tách sản phẩm hoạt hoá sinh học cần trang bị hệ thống tín hiệu ánh sáng tiếng động báo hiệu nồng độ nguy hiểm chất dễ cháy không khí + Để ngăn ngừa tạo thành tia lửa điện, nguồn nung nóng khu dễ nổ dễ cháy, tất lấy điện, dụng cụ mở điện, phương tiện tự động cần phải hoàn thành kiểu phòng nổ kín nước + Nước sản xuất trước xả vào hệ thống rãnh cần phải trung hoà, làm dầu mỡ, nhựa hợp chất độc khác thiết bị làm + Khi lắp ráp nguồn ánh sáng thiết bị điện cần phải tuân thủ theo quy định thiết bị điện khu vực, có tính đến loại phân xưởng + Cần phải có quy định biện pháp ngăn ngừa thận trọng phận máy móc hoạt động, dẫn đến bị nung nóng ma sát (ví dụ, dẫn động cánh khuấy, bánh răng, ổ trục ) Cần thiết phải chế tạo chúng vật liệu không bắn tia sáng nhôm, đồng, chất dẻo + Nhà máy phải có trang bị đầy đủ thiết bị dụng cụ chữa cháy, như: Thang, cát, hệ thống nước dùng cho việc chữa cháy,… + Các dây chuyền sản xuất phân xưởng phải xếp cho công nhân có lối thoát an toàn xảy cháy nổ + Đường giao thông nhà máy rộng, phân xưởng nên có nhiều cửa vào để thuận tiện cho việc chữa cháy + Kho nhiên liệu xây dựng khu riêng kiểm tra thường xuyên + Đặt biển báo cấm lửa nơi cần thiết + Công nhân giáo dục phòng chống cháy nổ qua huấn luyện tự phòng cháy chữa cháy + Tiếp đất thiết bị, đường ống dẫn, thùng chứa, cấu rót, tháo, phễu chứa, xyclon, máy sấy, thiết bị dẫn gió, bụi, chúng tích điện cao, phương pháp phổ biến để bảo vệ tĩnh điện Vệ sinh công nghiệp Vấn đề vệ sinh công nghiệp có vai trò quan trọng nhà máy thực phẩm Nếu công tác vệ sinh không đảm bảo điều kiện tốt cho vi sinh vật phát triển làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm an toàn thực phẩm, ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng công nhân Vệ sinh công nhân Vấn đề đặc biệt cần thiết cho công nhân lao động trực tiếp Khi vào nhà máy phải mặc đồng phục, đeo trang Không ăn uống khu sản xuất, thực khám sức khoẻ định kỳ cho công nhân Vệ sinh máy móc, thiết bị - Máy móc thiết bị trước bàn giao cho ca sau phải vệ sinh Vệ sinh xí nghiệp - Xí nghiệp phải sẽ, thoáng mát Cần có thảm cỏ hệ thống xanh khuôn viên nhà máy nhằm tạo môi trường không khí lành - Trong phân xưởng sản xuất sau ca cần phải làm vệ sinh khu vực làm việc - Phải định kỳ khử trùng toàn nhà máy, đặc biệt kho nguyên liệu, thành phẩm Chống xâm nhập mối, mọt, chuột Các mương rãnh thoát nước phải luôn thông  Vấn đề xử ký khí thải Trong không khí thoát từ thiết bị (thiết bị cấy, thiết bị lên men ) chứa lượng lớn vi sinh vật chất độc, trước thải vào khí cần phải lọc - Các trạm nén khí Các máy nén khí thường đặt riêng biệt nhà tầng, thiết kế theo yêu cầu “Tiêu chuẩn phòng cháy thiết kế xây dựng xí nghiệp công nghiệp vùng dân cư” “Tiêu chuẩn vệ sinh thiết kế xí nghiệp công nghiệp” Mỗi trạm máy nén cần phải có phòng đặc biệt để bảo giữ kín vật liệu dụng cụ dễ mòn Cấm bảo giữ phòng trạm máy nén loại dầu hoả, ete, xăng vật liệu dễ cháy khác - Các máy lọc để làm thu hồi khí, bụi Đặc biệt nguy hiểm xí nghiệp công nghiệp vi sinh không khí phòng sản xuất bị nhiễm chất thải độc, cần phải thải khỏi kho, phân xưởng sản xuất môi trường dinh dưỡng từ cấu tử khô, kho sấy, gói, tiêu chuẩn hoá bảo quản thành phẩm - Sự nhiễm bẩn không khí xảy phòng tập trung loại thiết bị để cấy, lên men, sấy, (những loại thiết bị phải kín) - Để làm không khí khỏi chất nhiễm bẩn công nghiệp thường sử dụng thiết bị thu gom khí - bụi Thiết bị để làm khí dễ bốc cháy hay chất dễ nổ trang bị phù hợp với luật an toàn có tính đến bảo đảm làm liên tục sản xuất chu kỳ hoạt động thiết bị Cấm xả khí vào khí - Khi phát hỏng hóc thiết bị cần phải dừng lại để sửa chữa - Tình trạng ứng cứu xảy thiết bị hoạt động không phù hợp với thông số làm không khí theo thể tích, nhiệt độ, áp suất, thành phần hoá - lý độ phân tán, vượt giớí hạn hướng dẫn sản xuất; vi phạm quy cách tháo sản phẩm thu góp, vi phạm chế độ làm tơi, rửa hay thổi ống; lọc túi bị lủng, bị mài mòn, hư hỏng tổn thất khả lọc lọc - Nếu sử dụng phương pháp ướt để làm khí tình trạng ứng cứu cần thiết xảy phá huỷ nạp nước, phân bố không nước theo thể tích lọc, hàm lượng chất lơ lửng dạng rắn cao chất hút nước lấp đầy lớp lọc - Thiết bị thu góp khí - bụi trang bị dụng cụ kiểm tra tự động - Tất thiết bị loại cần phải nối đất Vấn đề xử lí nước thải Quá trình công nghệ thu nhận sản phẩm vi sinh tổng hợp đòi hỏi phải sử dụng lượng lớn nước, lượng nước bị nhiễm bẩn sinh vật độc hại, muối khoáng cấu tử hữu Các chất trạng thái hòa tan hay không hòa tan, nên dễ dàng phát triển gây ô nhiễm môi trường sống người Vì trước thải nước thải xử lí khu vực xử lí nước thải nhà máy PHẦN GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG Một biện pháp quản lý môi trường cho nhà máy chế biến thịt, cá rau tốt tăng cường kiếm soát trình sản xuất (công nghệ sản xuất hơn) - Sử dụng quạt gió hệ thống thủy lực đe loại bỏ mảnh phế phẩm - Cải tiếncông nghệ để sử dụng tối thiểu lượng nước chất thải - Thu hồi tái sử dụng nước từ quy trình sản xuất - Tách riêng bán chế phẩm tái sử dụng khỏi dòng chất thải - Tách riêng khu vực xử lý chất thải rác thải với khu vực khác nhà máy - Tách riêng dòng chất thải có lượng chất thải cao thấp khác - Lắp đặt hệ thống làm với lượng nước áp suất cao 6.1 Xử lý nước thải Các tiêu đánh giá thành phần nước thải cống nhà máy: pH, COD, BOD5, ss, hàm lưọng nitơ tổng số, hàm lượng phopho tổng số 6.1.1 Dùng hồ điều hoà hệ thông hồ Anarobic để lên men yếm khí Nước thải khỏi nhà máy thiết kế khép kín tái sử dụng sau xử lý mà không đưa sông; quy trình kiểm tra trước sau xử lý 15 ngày/lần Ớ dùng hệ thống xử lý nước dạng hồ sinh học thuỷ phân hoàn toàn Đây hệ thống không gây ô nhiễm Nước thải sau xử lý cục chất rắn tách bể lọc thoát khỏi khu sản xuất hồ chứa chuyển qua hồ thứ cấp nhỏ bơm tự động Tại hai hồ diễn trình xử lý thứ cấp khử số chất rắn hữu cơ, huyền phù số lớp bọt bề mặt Tiếp chảy qua hai hồ thuỷ phân, hai hồ có dung tích đủ để chứa lượng nước thải vòng 40 ngày Tại diễn trình phân huỷ hữu phương pháp khí giảm 80 -90% tổng lượng chất rắn 60- 70% BOD Sau khoảng thời gian 40 ngày lưu giữ xử lỷ nước bom vào đầm thực vật làm giảm BOD chất rắn Nước đầm hoạt động theo nguyên tắc thuỷ phân vi sinh vật ưa khí có diện tích mặt thoáng rộng 350m2/hồ Thêm vào loài thực vật trồng bèo hoa dâu, lác, lau sậy, Nước từ bơm vào hồ chứa nước thô đưa vào tái sử dụng sau đưa qua hệ thống lọc nước 6.1.2 Công nghệ xử lý nước thải có nguồn gốc hữu bàng biện pháp sinh học kỵ khí với dòng chảv pha Toàn hệ thống xử lý nước thải (XLNT) hoạt động theo nguyên lý pha, nước từ tràn xuống qua cửa tràn chui từ lên qua cửa thông (nguyên lý bình thông nhau) Với nguyên lý này, nước từ mà xuống (chiều xuôi) tạo dòng chảy chuyến động khối nước đế phá vỡ hình thành phân tử NH3 tạo chuyển động Brown khối chất lỏng làm tăng lượng sinh hóa giúp phân giải nhanh chất hữu nước với tác động Enzym vi sinh vật tạo Khi dòng nước chiều ngược lại từ lên qua cửa thông phân tử hữu có tỉ trọng nặng tỉ trọng nước lắng xuống bên tiếp tục bị phân hủy tạo thành mùn sinh học làm giá thê cho vi sinh vật lưu trú phát triên Lượng nước phân tử có tỉ trọng tương đương tràn qua bế tiếp tục xử lý Đặc điểm công nghệ: Ưu điểm: Xử lý triệt để mùi hôi thối trình phân hủy chất hữu gây ra, không sử dụng điện hóa chất, thời gian xử lý lâu hiệu cao, - Hiệu xử lý: Ngiiồn nước đầu sau xử lý tối thiêu đạt tiêu chuân loại B 6.2 Xử lý chất thải rắn Đối với rác thải sinh hoạt, vỏ chai vờ, bao bì đựng nguyên liệu tập trung lại bán cho sở thu mua phế liệu Các chất thải độc hại cần vận chuyên phương tiện phép cất trữ khu vực cho phép 6.2.1 Phương pháp xử lý kỵ khí  Rác điêm tập kết thành phố xử lý mùi hôi chế phẩm sinh học, sau đưa vào hầm ủ, trước đưa rác vào, hầm ủ có phun chế phẩm sinh học chất phụ gia sinh học Rác điêm tập kết đưa sân xử lý không cần phân loại cho vào hầm ủ, trình thực có phun trộn chế phâm sinh học, dùng bạt phủ kín hầm ủ thời gian 28 ngày; thời gian ủ ngày mở bạt kiểm tra, phun bô sung chế phâm sinh học lên bề mặt Sau 28 ngày tiến hành đưa rác lên phân loại tác thành phần phi hữu xử lý riêng, mùn hữu chế biến thành phân hữu sinh học Đặc điếm công nghệ: - Tái chế chất không phân hủy thành vật liệu tái sử dụng - Không tốn đất chôn lấp chất thải rắn Không có nước rỉ rác khí độc hạ, khí dễ gây cháy nô sinh trình phân hủy hữu không gây ô nhicm môi trường Không phân loại ban đầu, không làm ảnh hưởng đến công nhân lao động trực tiếp.  - Thiết bị đơn giản, chi phí đầu tư thấp - Vận hành đơn giản, chi phí vận hành thường xuyên không cao 6.2.2 Phương pháp xử lý hiếu khí Phương pháp lên men hiếu khí phương pháp phô biến trình xử lý chất thải nước thải cho nhà máy chế biến rau Mỹ Quy trình xử lý phụ thuộc vào hoạt động vi sinh vật hiếu khí phân rã vật liệu hữu CO2 Be nuôi tảo thông thường có độ sâu 1-1.5m, bể nuôi vi sinh vật hiếu khí có độ sâu 0.180.9 mét bão hòa ôxi hòa tan Có số ưu điêm: giá thành rẻ, dễ thao tác, không hao tôn lượng, diện tích bế nhỏ, tái sử dụng khí mêtan làm chất đốt 6.2.3 Phương pháp xử lý hiếu khí Be xử lý theo phương pháp tùy tiện có độ sâu 0.9-1.8m, bê nuôi vi sinh vật hiếu khí bề mặt vi sinh vật kỵ khí lớp nước sâu phía bên khoảng m 6.2.4 Phương pháp xử lý thông khí Be sâu từ 2.4-4.6 m, thời gian lưu từ 2-10 ngày, giảm 55-90% số BOD5 Có hai loại bể thông khí: Thông khí hoàn toàn (chất thải rắn tách ra, chi có vi sinh vật hiếu khí); bê thông khí tùy tiện (các chất thải rắn vi sinh vật yếm khí xử lý tầng nước sâu 6.3 Xử lý khí thải Đối với khói lò tác nhân sấy cần có thiết bị rửa khí, loại hết oxit lưu huỳnh oxit nitơ tránh làm hỏng thiết bị, tác động vào sức khoẻ người lao động, nhằm hoà tan khí vào nước thải khu vực sử lý.Đối với khí thải ô nhiễm (SO2 ) biện pháp kỹ thuật hiệu lắp đặt tháp rửa khí ướt Bụi sinh từ trình chế biến nguyên liệu có thê đưa vào thiết bị lọc xyclon lọc túi vải Bố chí hệ thống cửa thông gió, quạt máy máng hút phù hợp khu vực có khả gây ô nhiễm đế giảm nồng độ dung môi, bụi, khí độc, nóng, SO nhiệt độ môi trường làm việc TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng việt [1] T.Đ Toại, T.T Hồng / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên Công nghệ : 23 (2007) 75-8580 Tài liệu tiếng anh [2] Ahmed, I., Zia, M.A and Iqbal, H.M.N (2010) Bioprocessing of proximally analyzed wheat straw for enhanced production of cellulase through parameters optimization with Trichoderma viride under SSF International Journal of Biological and Life Sciences: 6, 164-170 [3] Hafiz Muhammad Nasir Iqbal, Ishtiaq Ahmed, Muhammad Anjum Zia, Muhammad Irfan Purification and characterization of the kinetic parameters of cellulase produced from wheat straw by Trichoderma virideunder SSF and its detergent compatibility.Bioscience and Biotechnology, 2011, 2, 149-156 [4] M.K.Bakare, I.O.Adewale, A.Ajayi, O.O.Shonukan Purification and characterization of cellulase from the wild-type and two improved mutants of Pseudomonas fluorescens.African Journal of Biotechnology Vol.4 (9), pp.898-904, 2005 [5] T Coolbear, R M Daniel, C P Kubicek, P K R Kumar, H W.Morgan, K Schfigerl, A Singh, D C Taylor, E W Underhill, N Weber; Enzymes and Products from Bacteria Fungi and Plant Cells; Springer-Velag Berlin Heidelberg 1992