Đề cương quá trình thiết bị công nghệ sinh học

ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP CÁC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ CÔNG NGHỆ SINH HỌC CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ VI SINH VẬT Câu 1: Phân tích vai trò bioindustry việc phát triển công nghệ sinh học  Bioindustry : công nghiệp hóa sản phẩm sinh học, tạo sản phẩm sinh học quy mô công nghiệp với số luợng hệ thống máy móc lớn  Dựa sở công nghệ sinh học giải vấn đề cho người: tạo sản phẩm mà người cần: luong thực, thực phẩm, dưỡc liệu, tăng suất trồng vật nuôi, chống biến đổi khí hậu, xử lý ô nghiễm môi trườg  Bioindustry có vai trò quan trọng việc phát triên công nghệ sinh học, ưng dụng vào nhiều lĩnh vưc khác nhau: thực phẩm, dược, nông nghiệp, bảo vệ môi trường,… Kích thích phát triển công nghệ sinh học ứng dụng chúng quy mô lớn, tạo nhiều sản phẩm Câu 2: Trình bày cho ví dụ hướng ứng dụng bioindustry ( trình bày chi tiết theo hướng công nghiệp thực phẩm, duợc phẩm y tế, nông nghiệp, bảo vệ môi trường) Công nghiệp thực phẩm:  Sản xuất sản phẩm thực phẩm: bia, rượu  Sản xuất gia vị, phụ gia thực phẩm: MSG, β caroten, acid citric,…  Các chất dinh dưỡng : acid amin, protein,…  Enzyme xứ lý công nghệ: pectinase, amylase,…  Chế phẩm vi sinh xử lý công nghệ: nấm men, bánh mì Công nghệ sinh học dược y tế:  Chất kháng sinh penicillin, tetracyclin, …  Các vitamin chất chuyển hóa: B1, B12, Sorbose, dextran,…  Các chế phẩm enzyme:  Dùng làm thuôc chữa bệnh: Streptokinase, lipase,…  Dùng tổng hợp dược phẩm: penicillin-amylase,…  Các chất chẩn đoán bệnh: glucoseoxydase,… Nông nghiệp:  Chăn nuôi: o Cân chất dinh dưỡng thức ăn: sinh khối nấm men,… o Kích thích sinh trường: bổ sung kháng sinh  Trồng trọt: o Bảo vệ thức vật: vi sinh vật, kháng sinh, o Hormone sinh trưởng: Giberilin,… o Cải tạo đất: vi khuẩn cố định đạm: Rhizobium,… o Mô phỏng: nuôi trồng thủy canh,… Bảo vệ môi trường:  Xử lý nước thải, rác thải hữu cơ: nhiều vi sinh vật  enzyme phong phú  lên men kị khí lên men hiếu khí  Xử lý chất khí bị phân hủy: chủng vi sinh vật đặc thù  Sử dụng tảo, tảo lam Câu 3: trình bày phân tích giai đoạn việc phát triển san phẩm ngành công nghiệp sinh học Tạo giống  sản xuất thử  sản xuất công nghiệp  thu nhận tinh chế sản phẩm  Tạo giống: phân lập, tuyển chọn, tạo khả thích nghi , nâng cao chất luợng, bảo quản giống  Sản xuất thử: nghiên cứu tác động đến vi sinh vật ( nhiệt độ, pH, thành phần dinh dường,…), tối ưu hóa ảnh hưởng đến thể sống để thu sản phẩm nhiều tốt  Sản xuất quy mô công nghiệp: tối ưu hóa yếu tố ảnh hưởng đến trình trao đổi chất thể sống quy mô công nghiệp  Thu nhận tinh chế: tập hợp phương pháp hóa lý sinh học để thu sản phẩm Như làm:  Tạo giống(Mua từ ngân hàng giống, phân lập tự nhiên, kỹ thuật di truyền, đột biến, kỹ thuậtsinh học tế bào): Bao gồm trình phân lập, tuyển chọn, tạo khả thích nghi, nâng cao chất lượng giống kĩ thuật di truyền trình bảo quản giống  điều khiển kiểu gen  Quá trình sản xuất thử: Bao gồm trình nghiên cứu yếu tố tác động vào thể sống Tối ưu hóa yếu tố ảnh hưởng đến thể sống  Quá trình sản xuất công nghiệp: Tối ưu hóa yếu tố ảnh hưởng đến trình trao đổi chất quy mô công nghiệp Quá trình sản xuất thử sản xuất công nghiệp: điều khiển kiểu hình  Quá trình từ sản xuất thử đến sản xuất công nghiệp: Thí nghiệm bình tam giác  Lên men với quy mô phòng thí nghiệm (5-10lít)  Lên men quy mô nhỏ (100-3000lít)  Lên men quy mô thương mại(10.000—500.000lít)  Quá trình thu nhận tinh sản phẩm: Bao gồm tập hợp phương pháp hóa lý sinh học để thu nhận sản phẩm cuối Câu 4: vẽ giải thích sơ đồ nguyên lý công nghệ vi sinh vật ( hay công nghiệp sinh học) Giải thích sơ đồ nguyên lý:  Chuẩn bị nguyên liệu để sản xuất sản phẩm gồm: chuẩn bị môi trường nhân giống môi trường dinh dưỡng  Sau chuẩn bị xong môi trường nhân giống dinh dưỡng, ta đem khử trùng để loại bỏ vi sinh vật gây hại, không mong muốn  Từ giống vi sinh vật chủng, ta nhân giống lên cách cấy giống vi sinh vật chủng vào môi trường nhân giống, để vi sinh vật nhân nhanh số luợng lớn  Sau nhân giống cấy vi sinh vật vào môi trường dinh dưỡng khử trùng để vi sinh vật sinh trưởng phát triển để thu sinh khối  Sau trình lên men, ta thu hỗn hợp sinh khối vi sinh vật Bằng phương pháp hóa lý sinh học, ta thu sản phẩm cần thiết Câu 5: Nắm vững đường cong tăng trưởng ý nghĩa công thức đại lượng: Pha lag:  Đặc điểm pha này: vi sinh vật chưa phân chia, giai đoạn làm quen, giúp cho tế bào tổn thương phục hồi, trang bị hoàn thiện tế bào Trong pha lag vi khuẩn chưa phân chia thể tích khối lượng tế bào tăng lên rõ rệt, tăng thành phần tế bào  Độ dài pha lag tùy thuộc vào tuổi ống giống thành phần môi trường Thường tế bào dài pha lag dài Nếu số tế bào ban đầu No sau n lần phân chia : o Số tế bào có được: N=No.2n o Lấy logarit số ta được: Log2N=n + log2No (n : số hệ vi sinh vật tính bằng: n=ct= log2N – log2No c: sốc tốc độ phân chia vi sinh vật, thời gian nuôi cấy vi sinh vật.) o Thời gian nuôi cấy vi sinh vật: t  log N - log N o C  Pha lag coi khoảng cách thời gian đường thẳng thực nghiệm ( thực tế) đường thằng lý tưởng song song với mà vi khuẩn, giả dụ trải qua pha lag Gọi thời gian pha lag TT, ta có: TT= t1- t0 = tr- ti Trong đó: - logNi=logNr - ti= logNr-logNo/ C - TT= tr- logNr-logNo/C  Như vùng sinh trưởng logarit, cần gái trị tr thích hợp biết giá trị Nr tương ứng với số tốc độ phân chia ta tính độ dài pha lag Pha log:  Trong pha vi khuẩn sinh trưởng phát triển theo lũy thừa, nghiã sinh khối số luợng tế bào tăng lên nhanh theo số mũ: N=No.2ct hay X = Xo Cµt (Trong pha kích thuớc tế bào, thành phần hóa học, hoạt tính sinh lý, … không thay đổi theo thời gian)  Thời gian hệ ( thời gian tăng đôi) g, hằmg số tốc độ phân chia C số tốc độ sinh trưởng thông số quan trọng pha log Các số C µ tính từ phương trình: µ= log2X2 – log2X1/ log2e(t2-t1)  Trong điều kiện thí nghiệm điều chỉnh cho tốc độ sinh trưởng vi khuẩn mẫn cảm, nghĩa phụ thuộc vào yếu tố Trong trường hợp vậy, yếu tố cho yếu tố hạn chế tốc độ sinh trưởng Chất dinh dưỡng hạn chế đường, acid amin, chất vô Pha ổn định:  Trong pha này, quần thể vi sinh vật trạng thái cân động học Số tế bào sinh số tế bào chết Kết số tế bào sinh khối không tăng không giảm  Nguyên nhân tồn pha ổn định tích lũy sản phẩm độc trao đổi chất việc cạn kiệt chất dinh dưỡng  Sự tăng sinh khối tổng cộng tỷ lệ thuận với nồng độ ban đầu chất dinh dưỡng hạn chế: G= K.C Trong đó: G: độ tăng sinh khối tổng cộng C: nồng độ ban đầu chát dinh dưỡng hạn chế K: số hiệu suất: biểu thị số mg chất khô 1mg chất dinh dưỡng  Giai đoạn tử vong: Trong pha số lượng tế bào sống có khả giảm theo lũy thừa Sự chết tế bào nhanh hay chậm, có liên quan đên tự phân hay không tự phân Chưa có quy luật chung cho pha tử vong Câu 6: Nắm phương trình động học monod ý nghĩa đại lượng Phương trình động học monod (mối quan hệ số C µ với nồng độ chất dinh dưỡng hạn chế) biểu diễn qua phương trình: C  Cmax S ks  S   m S ks  S đó: Cmax µmax – số tốc độ phân chia số tốc độ sinh trưởng cực đại Ks số bão hòa [S] nồng độ chất dinh dưỡng hạn chế Chương – trình chuẩn bị Câu 1: nắm vững cấu tạo nguyên tắc hoạt động băng tải, băng cào, gàu tải? A Băng tải:  Cấu tạo: o đơn giản, dễ vận hành, độ bền cao, hiệu kinh tế điểu chỉnh suất đến 2500m3/h o Cấu tạo băng tải gồm: băng tải vận chuyển nguồn nguyên liệu (hạt, lát, ), băng tải vận chuyển di động nhờ vào trục chuyển động, trục lăn Băng tải căng nhờ vào trục Phía đầu cuối băng tải có trục căng trục dẫn để băng tải hoạt động liên tục  Nguyên lý làm việc: o Hệ thống băng tải căng nhờ vào trục căng cấu làm căng băng tải o Nguyên liệu đưa vào đầu băng, nhờ vào lăn truyền động, băng tải động kéo theo nguôn nguyên liệu cần chuyển tới xe dở liệu để tháo liệu o Băng tải chuyển động liên tục nhờ hệ thống trục căng trục dẫn chuyển động liên tục B Băng cào:  Cấu tạo: o Gồm phận: đĩa xích truyền động giúp cho băng cào chuyển động, tạo lực kéo theo cho đĩa xích bị dẫn chuyển động xích có định cào giúp lấy nguyên liệu o Cào làm kim loại, thành hình máng có dạng hình thang hay nửa vòng tròn Để vận chuyển nguyên liệu dạng hạt hay dạng mẫu thường dùng băng cào  Nguyên lý hoạt động: o Hệ thống băng cào muốn hoạt động nhờ vào hệ thống đĩa xích chuyển động đĩa xích bị dẫn; vít căng có tác dụng làm căng băng cào o Khi đĩa xích chuyển động, hệ thống băng cào di chuyển tạo lực cho đĩa xích bị dẫn chuyển động theo  cào xích di chuyển theo, theo nguồn liệu cào vào cào di chuyểnđến nơi tháo liệu băng cào úp ngược đầu xuống , làm cho nguyên liệu rơi khỏi băng cào đuợc tháo liệu.Nơi tháo liệu nơi di chuyển ngược chiều với chiều ban đầu Các xích tiếp tục di chuyễn vào phía máng chứa đầy nguyên liệu Và cào tiếp tục lấy nguyên liệu di chuyển tiếp tới nguồn tháo liệu C Gàu tải:  Cấu tạo: o Gồm phận khép kín với gàu gắn chặt phận kéo o Các gàu có kích thướt sâu để vận chuyển nguyên liệu dạng hạt Băng tải kéo căng nhờ vào cấu vít o Hệ thống gàu tải di chuyển nhờ vào đầu dẫn động, tang dẫn động tang căng o Tất phận gàu tải vỏ bao phủ, có đầu dẫn động phía trên, guốc hãm phía để làm giảm tốc độ băng tải giúp lấy nguyên liệu nhiều vào gào Phần có vỏ phễu nạp liệu, phần có ống tháo liệu để tháo nguyên liệu  Nguyên lý làm việc: o Gàu xúc đầy nguyên liệu từ guốc hãm hay đổ thẳng nguyên liệu vào gào Gàu chứa nguyên liệu nâng lên nhờ hệ thống đầu dẫn động làm cho cào di chuyển lên Khi gàu di chuyển qua tang bị lật lại Dưới tác dụng lực ly tâm trọng lực, nguyên liệu đổ qua ông tháo liệu vào thiết bị chứa Câu 2: phân biệt so sánh dạng thiết bị vận chuyển khí nén?  Giống nhau:  Đều cấu vận chuyển khí nén  Đều làm chuyển dịch nguyên liệu dạng hạt với không khí đừơng ống áp suất  Đều có cấu tạo đơn giản, an toàn dễ vận hành, độ kín tuyệt đối, khí hóa va tư động hóa công đoạn vận chuyển  Nguyên tắc hoạt động: dựa sở chuyển động nguyên liệu dòng không khí.xyclon lọc,  Đều cấu tạo gồm: cấu nạp liệu, đường ống, xyclon phân chia, Khác nhau: Thiết Nguyên lý hoạt động Ưu điểm Nhược điểm bị Thiết Nhờ máy hút (6) tạo hạ áp mà không khí vận khả bị hút vào nạp liệu (1) qua lớp nguyên chuyển tạo liệu kéo theo làm chuyển dịch theo đường ống dẫn (2) vào xyclon phân chia (3) Tại nguyên liệu phân chia, không kí nhiễm bụi tiếp tục di chuyển qua đường ống (4) vào xyclon lọc (5) thải (nhờ máy đẩy không khí 6) qua tiêu âm (7) vào khí Nguyên liệu thải tử xyclon phân chia (3) nhờ cửa âu (8) Máy đầy làm nén không khí hệ vận chuyển, tạo áp suất hệ lớn áp suất khí Máy đẩy không khí nguyên liệu theo đường ống (2) đến xyclon phân chia (3), xyclon phân chia Thiết nguyên liệu phân loại khôg bị vận khí nhiễm bụi tiếp tục di chuyển theo tải nén đường ống tới xylon lọc rổi di chuyển nguyên liệu dễ tạo bụi (cám, bột, trấu, ) dây chuyền công nghệ Nhờ máy hút tạo hạ áp, không khí vào nạp liệu, qua lớp nguyên liệu kéo theo nguyên liệu theo đường ống di chuyển tới xyclon phân chia 1, xyclom phân loại nguyên liệu, sau nguyên liệu theo cửa âu Đến giai đoạn Thiết máy hút đóng vai trò máy đẩy, trước bị hút máy hút có chỗ nạp liệu Nó đầy không khí kéo theo nguyên liệu di chuyển theo đường ống tới xyclon phân chia Nguyên liệu sau phân chia theo cửa âu Không khỉ bẩn bụi tiếp tục di chuyển theo ống tới xyclon lọc vận chuyển nguyên liệu tạo bụi; dịch chuyển nguyên liệu xa, đến vị trí hay nhiều vị trí tháo dỡ dịch chuyển nguyên liệu xa, đến vị trí tháo dở hay nhiều vị trí tháo dỡ giảm áp suất đáng kể làm hạn chế khoảng cách chuyển dịch nguyên liệu Cần phải bịt kín vị trí tháo liệu Câu 3: nguyên tắc chung bảo quản môi trường lỏng?  Đối với loại môi trường, phụ thuộc vào tính chất chúng thiết lập nhiều bể riêng biệt, môi trường độc hại phải có bể an toàn phụ trợ  Khi chuyển môi trường vào khỏi kho theo chu kỳ cho phép thiết lập bể cho môi trường  Nếu bể có sức chứa lớn việc sản xuất bể hiệu khả thực kỹ thuật số bể chọn lớn Trong trường hợp bể có sức chứa lớn phải thiết lập phận theo dõi vệ sinh chống cháy  Sức chứa chung bể dạng nguyên liệu xác định theo định mức bảo quản phụ thuộc vào dự trữ nguyên liệu cần thiết để nhà máy hoạt động liên tục  Sức chứa chung bể đựng sản phẩm hàng hóa xác định theo mức bảo quản phụ thuộc vào tồn cho phép sản phẩm Câu 4: Nêu yêu cầu quan trọng bảo quản mật rỉ đường alcohol ;  Bảo quản mật rỉ đường: Câu 9: Tiệt trùng môi trường rắn – thiết bị tiệt trùng mức tác động tuần hoàn nằm ngang: nhận dạng, cấu tạo, nguyên tắc hoạt động,…  Cấu tạo: Thiết bị gồm mức nằm ngang, mức có giữ (là thiết bị kín có đáy hình nón có cấu chuyển dời): o Mức gồm đoạn ống nằm ngang, nối liên tục có chứa nồi tiệt trùng , bên bao áo làm tăng nhiệt độ tiệt trùng o Mức cấu tạo gồm đoạn ống nằm ngang nối liên tục có làm ẩm, bên ngòai bao bọc áo nước, làm giảm môi trườg tiệt trùng o Ngoài có phễu chứa nguyên liệu, có định lượng nguyên liệu  Nguyên lý hoạt động: o Các nguyên liệu nạp vào thiết bị thông qua phễu chứa nguyên liệu định lượng nguyên liệu Hơi nạp vào áo vỏ đoạn ống làm tăng nhiệt độ nồi tiệt trùng để tiệt trùng nguyên liệu Nạp cấu tử môi trường vào mức nhờ vít tải chúng chuyển dọc theo phận thiết bị Nhờ có mặt cánh hãm bổ sung lắp chặt trục vít mà đun nóng môi trường chuyển dịch tốt đảm bảo o Sau môi trường tiệt trùng đưa vào giữ, giữ khoảng 60-90 phút để ổn định nhiệt độ tiệt trùng cho Từ giữ môi trường qua định lượng vào mức với lương đồng theo mức Tại xảy làm ẩm môi trường nhờ làm ẩm, bao bọc phía làm ẩm áo nước có tác dụng làm nguội môi trường tiệt trùng Sau huyền phù cấy vào canh trường Sau môi trường đưa ngòai khớp nối  Ưu nhược điểm: o Ưu điểm: thiết bị trang bị phương tiện kiểm tra tự động điều chỉnh thông số trình o Nhược điểm:  Không sử dụng hết thể tích thiết bị  Môi trường lấp kín cửa tháo liệu làm cho chế độ tiệt trùng khó đảm bảo tháo liệu không hết Chương – trình lên men nuôi cấy vi sinh vật Câu 1: Thiết bị nuôi cấy vi sinh vật môi trường dinh dưỡng rắn: thiệt bị nuôi giốg phương pháp tĩnh động ( kiểu băng đai): Cấu tạo: Thiết bị tủ kim loại, bên có 4-5 nhánh băng tải vận chuyển dạng luới chế tạo thép không rỉ, băng tải có nhằm phân bố đồng lớp môi trường dinh dưỡng Phía băng tải lắp đặt trục có cánh hình kim qua hương với băng tải để làm tơi môi trường, quay hướng với băng tải Dưới nhánh không tải băng tải lắp đặt làm Trong không gian nhánh băng tải lắp đặt calorife nước Không khí đưa vào đưa qua quạt, lọc dãng peca lọc vi khuẩn Nguyên lý làm việc: - Sau nạp môi trường dinh dưỡng cấy giống vào nhánh băng tải , băng tải di chuyển có để phân bố đồng đều, tắt dẫn động băng tải môi trường giữ thời gian 9h Phía băng tải lắp đặt trục có cánh hình kim để làm tơi môi trừơng Sau vận chuyển đến nhánh băng tải thứ 2, việc làm tơi tiến hành giữ lại 9h Vào thời gian này, lô môi trường đổ vào nhánh lặp lại băng tải thứ - Giữa băng tải có calorife vùng nuôi cấy thứ thứ hai có thùng đặc biệt để chuẩn bị nước nóng có dụng cụ điều chỉnh kiểm tra nhiệt độ Các calofire có khớp nối để cung cấp nước cần thiết cho việc đun nóng rửa, sấy tiệt trùng Đồng thời, trình nuôi cấy, không khí tiệt trùng đưa vào bên thiết bị nhờ vào quat, lọc peca, lọc vi khuẩn để cung cấp oxy cho vi sinh vật phát triển Sau đưa nhờ lọc dạng peca, lọc vi khuẩn quạt khác Và qua 36h, tháo canh trường nấm mốc dạng thành phẩm Câu 2: Thiết bị nuôi cấy vi sinh vật môi trừơng dinh dưỡng rắn – thiết bị dạng tháp  dạng vỏ đứng? Thiết bị nuôi cấy vi sinh vật vỏ đứng (thiết bị dạng tháp) Cấu tạo: gồm:  Vỏ đứng bao bọc lớp vỏ áo chia thành khoang với cánh hướng tâm  Vòi phun không khí lắp đặt cánh hướng tâm cánh đục lỗ gắn trục quay để không khí bay vào  Các ống xoắn làm lạnh áo nước để làm giảm nhiệt độ trình trao đổi chất vi sinh vật tạo  Ở phần có cửa nạp liệu, phần cửa tháo liệu Không khí tiệt trùng đưa vào thiết bị Nguyên lý hoạt động:  Môi trường tiệt trùng cấy giống vào thiết bị qua cửa nạp liệu Môi trường phân bố đồng đục lỗ khoang nhờ cánh lắp trục theo chiều cao thiết bị  Qua h, đột lỗ chuyển vào vị trí đứng, môi trường rơi vào khoang thứ cánh gạt thành lớp trê bề mặt cánh đột lỗ Đồng thời môi trường lại nạp vào khoang Qua 6h, môi trường từ khoang thứ tháo xuống khoang thứ 3, từ khoang đầu lại rơi xuống khoang thứ 2, lần khoang đầu lại làm đầy Và tiếp tục khoang làm đầy  Trong trình nuôi cấy, không khí đưa vào thiết bị để vi sinh vật hô hấp Nước đưa vào ruột xoắn vá áo nước để làm giảm nhiệt vi sinh vât thải Hơi đưa vào phía thiệt bị, sau lên thông qua đục lỗ, cung cấp nhiệt độ cho vi sinh vật hoạt động Sau 36h, dở canh trường đưa gia công Khí thải đưa qua ống tháo kông khí thải Câu 3: thiệt bị nuôi cấy vi sinh vật môi trường dinh dưỡng lỏng- thiệt bị lên men điều kiện tiệt trùng  có đảo trộn học dạng sủi bọt Thiết bị lên men điều kiện tiệt trùng  có đảo trộn học dạng sủi bọt Cấu tạo: - Thiết bị có dạng xilanh đứng đựoc chế tạo thép hay kim loại kép có nắpvà đáy hình nón Trên nắp có dẫn động cho cấu chuyển đảo cho khử bọt học; ống nối để nạp môi trường dịnh dưỡng, vật liệu cấy, chất khử bọt, nạp thải không khí,… - Khớp xả đáy thiết bị dùng để tháo canh trường Bên có trục xuyên suốt Các cấu chuyển đảo gắn trục Cơ cấu chuyển đảo gồm tua bin định vị tầng, tua bin hở thứ gắn vào sủi bọt để phân tán bọt không khí Nguyên lý hoạt động: - Nguyên liệu đưa vào thiết bị qua khớp nạp liệu, không khí đưa vào thiết bị qua khớp nạp không khí để thông gió canh trường khử bọt tiệt trùng - Sau nguyên liệu đưa vào máy khuấy trộn tua bin thứ để đồng môi trường dinh dưỡng vi sinh vật Đồng thời tua bin hở gắn sủi bọt phân tán bọt không khí Khi dâng lên tua bin thứ 2, hỗn hợp tiếp tục khuấy trộn tiếp để tiếp tục lên men Sau trình lên men, hỗn hợp tháo thông qua khớp để tháo Trong trình thiết bị hoạt động, trao đổi nhiệt kiểu xoắn hoạt động để gia nhiệt bên thiết bị Câu 4: thiết bị nuôi cấy vi sinh vật môi trường dinh dưỡng lỏng- thiệt bị lên men không tiệt trùng  có đảo trộn khí động học đường viền tuần hoàn bên  thiệt bị có phận dâng bơm khí nén ( 1300m3) Cấu tạo: nuôi cấy nấm men cách liên tục - Thiết bị có vỏ thép hàn, đáy hình nón cụt nập hình nón có lỗ - Trên có phận phối liệu Có vỏ áo xung quanh thiết bị để làm lạnh gia nhiệt chậu ống khuếch tán Ở có trục dẫn khí nén, ống nhỏ dẫn dung dịch có phối liệu, cuối ống trung tâm có côn chậu Gồm ống khuệch tán đươc lắp bên thiết bị Cửa nạp nước đặt phía thiệt bị Nguyên lý làm việc: - Nguyên liệu nạp vào thùng phân phối đặt nắp thiệt bị: dịch lên men, nước quả, nấm men nước amoniac cho vào ống khớp nối Nguyên liệu trộn lại tạo dung dịch dinh dưỡng theo đường nhỏ chạy xuống dười chậu thiết bị thổi khí Không khí nén đẩy qua ống góp vào ống trung tâm ống khuếch tán - Hỗn hợp dinh dưỡng chạy tràn qua mép chậu khuấy trộn với không khí thoát qua khe chậu tạo thành hệ nhũ tương có bọt  dâng lên theo ống khuếch tán gặp chặn bị phá vỡ chảy xuống dưới, khí thoát Sau thu chất lỏng canh trường qua ống tháo - Thiệt bị tưới dạng ống góp để làm lạnh tường thiệt bị Chương – trình thu nhận tinh chế sản phẩm Câu 1: Thiệt bị trích ly có khuếch tán  Cấu tạo: o Bộ phận khuếch tán cấu tạo dến 10 ống khếch tán lắp mặt phẳng chung o Ống khuếch tán: có hình dạng xilanh đứng với cửa đóng kín lật có ống đáy hình nón o Phần nón ống khếch tán có ống nối để nạp nước vào khếch tán, nạp để tiệt trùng thiết bị, để tháo nước rửa bã sinh học o Phần xilanh ống khếch tán có khớp nối để lấy nước chiết  Nguyên lý làm việc: o Canh trường nạp qua van không khí vào ống khuếch tán , đồng thời nước đưa vào qua ống cung cấp nuớc đển khuếch tán o Sau 30-45 phút dịch trích ly từ phần ống khuếch tán đưa vào phần ống khuếch tán Canh trường tiệp tục nạp vào ống khuếch tán 1, dòng nước chảy sang ống khuếch tán tiếp theo, van cấp nước ống khuếch tán đóng lại đồng thời van cấp nước ống khuếch tán mở o Dịch chiết nước tiếp tục di chuyển đến 10 ống o Sau khoảng 4-6h, dịch chiết chứa thùng chứa lấy qua khớp tháo Nước rửa bã sinh học đước tháo qua phần ống khuếch tán theo dòng thải o Sau trình ly trích tiệt trùng đưa vào bên ống khuếch tán để tiệt trùng thiết bị  Ưu điểm nhược điểm:Có khả thu nận nước chiết có nồng độ enzyme cao  Nhược điểm: chứa chất hào tan khác, chất không hoạt háo khác Câu 2: thiết bị trích ly- tiết bị khuếch tán tác dụng liên tục Cấu tạo: thiết bị gồm phễu nhận lắp giàn, định lượng kiểu quay để định lượng nguồn nguyên liệu vào, nối với phễu ống mềm Các ống khuếch tán có dạng cột nối với khung định lượng có đục lỗ, có cấu dẫn động Và có thùng két chứa nước để đun nóng thùng chưa lắng nước chiết Nguyên lý làm việc: Nguyên liệu đưa vào phễu chứa canh trường nấm mốc qua hệ thống định lượng Sau đưa vào bên thiệt bị khuếch tán Được làm ướt nhờ phần dịch chiết enzyme thông qua bơm Canh trường nấm mốc chuyển động liên tục khắp cột khung sàng.Các bã nguyên liệu ép thông qua máy ép trục vịch thu nước bã ép Nước bã ép lắng bể lắng Nước chứa két sau đun nóng, bơm dung dịch formalin bơm formalin vào nước để tiệt trùng Nước bơm vào thiết bị khuếch tán hào trung với dịch canh trường Sau khoảng 100 phút, thu nhận phần chiết chứa enzyme Phần chiết lọc qua lọc nằm phần cột đầu, sau cho vào bể lắng Một phần nước chiết tinh chế cho vào giai đoạn sản xuất tiếp theo, phần lại quay lại sàng vào cột đầu để thẩm ướt canh trường lần Câu 3: Máy trích ly vít nằm ngang tác động liên tuc? Cấu tạo: thiết bị trích máng nghiêng, bên có vít với cấu trao đổi nhiệt hệ thống bơm Mỗi máng thiết bị trích ly phân chia thành đoạn có phận trao đổi nhiệt Nguyên lý làm việc: - Sản phẩm nạp vào phần máng Đồng thời từ đầu khác thiết bị, bơm đẩy dung môi qua trao đổi nhiệt vào đầu máng Trong trình trích ly, dòng - - dung môi sản phẩm di chuyển ngược chiều nhờ vít tải làm tăng hiệu suất trích ly Có máng nghiền nghiển nguyên liệu để tiếp xúc nhanh với dung môi Phần chiết qua tự lọc phần cuối máng đưa Sản phẩm khử kiềm lần thu đầu máng Nó nguồn nguyên liệu cho máng số Mỗi máng máy trích ly chia thành đoạn với trao đổi nhiệt bơm nhằm mục đích trao đổi nhiệt với ao trao đổi nhiệt đoạn Tại máng số 2, dung môi nguyên liệu bố trí di chuyển ngược dòng với với máy nghiên làm tăng diện tích tiếp xúc Cùng có phân đoạn nhỏ có chứa bơm trao đổi nhiệt để trao đổi nhiệt với ao trao đồi nhiệt, làm giảm nhiệt độ Sau khoàng thời gian tùy thuộc vào tốc độ quay vít tải, phần chiết lần lấy cuối máng sản phẩm đả khử kiềm lấy phần đầu máng Phân riêng membrane ị Phân riêng membrane phương pháp tách cấu tử khỏi hỗn hợp mức độ phân tử ion tạo sản phẩm khỏi màng dòng dung dịch có nồng độ chất khô khác đ Câu membrane  Giống:  Thực chức lọc hỗn hợp, tách riêng cấu tử  Đều sử dụng màng lọc  Khác: Phương pháp lọc Phân riêng membrane - Lọc từ nhiên: nhờ vào áp lực trọng - Bắt buộc phải tạo áp lực Áp suất lực để lọc hỗn hợp động lực phương pháp lọc mambrane - Dòng nguyên liệu: huyền phù - Dòng nguyên liệu: dung dịch - Tạo dòng sản phẩm - Tạo dòng sản phẩm đ đ Câu ếđ ế ) Dựa vào áp suất kích thước lỗ có kỹ thuật khác nhau: Nếu từ xuống áp suất giảm dần kích thước lỗ ngày tăng dần, lại bỏ nhiều phân tử lớn có kích thước khác  RO (reverse osmosis): thấm thấu ngược, màng có kích thước nhỏ có áp suất lớn Giữ lại tất các phân tử có kích thước lớn lỗ màng, cho nước qua  cô đặc hỗn hợp loại nước  NF (Nano Fitration_ lọc nano): lọc bỏ nước khoáng, giữ lại phân tử có kích thước lớn lỗ màng  UF (Ultra Fitration_ siêu lọc): loại nước, khoáng lactose  MF (Micro Fitration_ vi lọc): loại nước, khoáng, lactose, protein đ ế đ ậ ?  Cellulose Acetate: o Ưu điểm: ưa nước; có đường kính lỗ mao quản dao động khoảng lớn; giá thành thấp o Nhược điểm:  Khoảng nhiệt độ pH hoạt động thấp Nhiệt độ tối đa 35-40oC, pH= 3-8 o o o o o o  Kém bền với chất tẩy rửa công nghiệp cholorophyl  Dễ bị phân hủy sinh học  Polyamide: polyacrylamide Polybenzimidazole (PBI) Ưu điểm: Khoảng nhiệt độ pH hoạt động rộng cellulose acetat Nhiệt độ tối đa 50oC, pH= 3-11 Nhược điểm:  Kém bền cholorophyl  Trong trình sử dụng dễ bị tắt nghẽn  Polysulfone: Polysulfone (PS) Polyethersulfone (PES) Ưu điểm: Khoảng nhiệt độ pH hoạt động rộng (nhiệt độ tối đa 75oC, pH= 1-13) Bền với cholorophyl Nhược điểm:  Chịu áp lực  Kị nước nên trình hoạt động dễ bi tắt nghẽn  Ceramic Ưu điểm:  Trơ với hóa chất kiềm, acid, cholorophyl  Nhiệt độ pH hoạt động rộng (nhiệt độ tối đa 350oC pH= 0.5-13) Nhược điểm:  Khá dễ va chạm học  Giá thành cao  Đường kính lỗ đạt tối thiểu 10-2 micromet, nhỏ đ ấ ậ ?      Ðường kính lỗ mao dẫn Mật độ mao dẫn; độ xốp Khả chịu nhiệt, dung môi; Ðộ bền sinh học; Ðộ vô trùng; Ðộ dày; Ðộ tro Tính ưa nước, kỵ nước Ðộ chiết; Khả phân riêng; Tốc độ qua màng dòng permeate Câu đ ? QUÁ TRÌNH PHÂN RIÊNG GIÁN TIẾP  Mô hình hồi lưu toàn phần retentate: Nguyên liệu chứa bồn nguyên liệu Sau máy bơm bơm qua thiết bị lọc nhằm giúp dung dịch không lắng cặn, loại bỏ thành phần huyền phù xót lại Sau qua máy lọc xong, dung dịch hệ thống membrane để lọc Các phân tử lại qua thiết bị trao đổi nhiệt để ổn định nhiệt độ cho dung dịch Sau chuyển vào bồn nguyên liệu  Mô hình hồi lưu phần: Dung dịch chứa bồn nguyên liệu Sau bơm thẳng tới hệ thống lọc membrane thông qua thiết bị bơm Sau lọc xong, phần tử lại di chuyển theo ống trước vị trí bớm thứ tiếp tục bơm tới màng membrane để lọc phân tử xót lại QUÁ TRÌNH PHÂN RIÊNG LIÊN TỤC  Mô hình hồi lưu phần retentate: Dung dịch từ bồn chứa nguyên liệu bơm thẳng tới hệ thống màng membrane thông qua hệ thống bơm Sau phân tử có kích thước nhỏ màng cho qua Các phần tử có kích thước lớn màng giữ lại theo hướng khác hướng với bơm thứ để bơm dung dịch vào hệ thống lọc membrane, hướng lại  Mô hình nhiều giai đoạn: Dung dịch từ bồn chứa nguyên liệu ban đầu bơm thẳng trực tiếp tới hệ thống lọc membrane thứ Các phân tử có kích thước nhỏ lỗ màng phân tử có kích thước nhỏ di chuyển theo hướng, hướng trước bơm, hướng chuyển vào màng membrane đ ấ ạ đ ế ị ?  Dạng ống:  Cấu tạo: Hai ống hình trụ đồng trục bằg thép không rỉ, đường kính khác đặt lồng vào nhau, ống hình trụ bên có thân đục lỗ Để tang diện tích bề mặt phân riêng thiết bị, ta lắp đặt chùm ống hình trụ đường kính nhỏ quấn membrane bên thân đặt song song vào bên thân ống lớn Mỗi ống trụ nhỏ chế tạo thép không rỉ, có đường kính 12.575mm, chiều dài 0.6- 64m  Nguyên lý: Khi hoạt động dòng nhập liệu bơm vào đầu thiết bị phân phối vào bên ống trụ nhỏ Dòng retentate thoát đầu bên ống trụ này, dòng permeate chui qua mao quản membrane thoát thành bên ống hình trụ nhỏ theo đường dẫn để bên thiết bị  Ưu: dễ tạo dòng chảy rối trình vận hành; dễ vệ sinh thiết bị thay membrane đơn giản dễ thực  Nhược: cồng kềnh,chiếm nhiều diện tích nhà xưởng, tốn nhiều lượng sử dung tụt áp dòng n.liệu ống nhỏ, giá thành cao  Dạng khung bản:  Cấu tạo: gồm đỡ làm vật liệu xốp hai membrane ép sát vào hai bên đỡ; bề mặt hoạt động membrane quay bên Lõi kim loại nằm  Nguyên lý: Dòng nhập liệu chảy vào đầu phân phối vào kênh dẫn retentate, cấu tử có kích thước thích qua membrane theo kênh dẫn dòng permeate theo ống dẫn ngoài.Dòng nguyên liệu không qua membrane gom lại phân phối lại vào vùng nhằm nâng cao hiệu trình phân riêng  Ưu: việc tháo lắp, vệ sinh thiết bị đơn giản có van tháo để phát kiểm soát dòng permeate, phát kịp thời membrane bị hư hỏng để thay  Nhược: chiếm diện tích nhà xưởng lớn  Dạng sợi:  Cấu tạo: hình dạng tương tự dạng ống chế tạo thép không rỉ có dạng trụ đứng với đường kính 2.5-12.7cm, dài 18-120cm.Bên chứa bó sợi membrane xếp song song, ống chứa từ 50-3000 sợi, đường kính 0.2-3mm  diện tích bề mặt lọc tăng đáng kể  Nguyên lý: hoạt động, dd nguyên liệu bơm vào bên thiết bị chui vào sợi membrane Dòng retentate hết theo chiều dài sợi tập trung thoát đầu lại thiết bị Dòng permeate chui qua lỗ mao dẫn membrane, thoát sợi tập trung cửa nằm thân thiết bị  Ưu: không tốn không gian nhà xưởng; tốn lượng cho trình  Nhược: sợi membrane dễ hư tổn trình vận hành; việc thay tốn phức tạp; đường kính sợi membrane nhỏ, nguyên liệu dạng keo dễ gây tắc nghẽn  Dạng cuộn xoắn:  Cấu tạo: hai hình trụ đồng trục có kích thước khác lồng vào nhau, chế tạo thép không rỉ.Ống hình trụ đường kính nhỏ đục lỗ thân nơi tập trung cấu tử dòng permeate.Khoảng không gian giới hạn mặt thân trụ đường kính nhỏ mắt thân trụ đường kính lớn đệm xốp (làm vật liệu polypropylene) cuộn theo hình xoắn ốc  Nguyên lý: dd nguyên liệu bơm vào đầu thân trụ di chuyển theo thân trụ kênh dẫn có tiết diện hình xoắn ốc, dòng sản phẩm retentate tập trung thoát đầu thiết bị hình trụ.các cấu tử permeate chui qua mao dẫn hai membrane để vào kênh dẫm dành riêng cho chúng.kênh có tiết diện hình xoắn ốc liên thông với ống hình trụ đường kính nhỏ Từ ống hình trụ đường kính nhỏ, dòng permeate tập trung thoát khỏi thiết bị  Ưu: giá thành rẻ  Nhược: phần membrane bị hỏng toàn module phải hủy bỏ ... hằmg số tốc độ phân chia C số tốc độ sinh trưởng thông số quan trọng pha log Các số C µ tính từ phương trình: µ= log2X2 – log2X1/ log2e(t2-t1)  Trong điều kiện thí nghiệm điều chỉnh cho tốc độ... sau n lần phân chia : o Số tế bào có được: N=No.2n o Lấy logarit số ta được: Log2N=n + log2No (n : số hệ vi sinh vật tính bằng: n=ct= log2N – log2No c: sốc tốc độ phân chia vi sinh vật, thời gian... cào di chuyển lên Khi gàu di chuyển qua tang bị lật lại Dưới tác dụng lực ly tâm trọng lực, nguyên liệu đổ qua ông tháo liệu vào thiết bị chứa Câu 2: phân bi t so sánh dạng thiết bị vận chuyển