TIỂU LUẬN TÌM HIỂU CÁC THIẾT BỊ LÊN MEN

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Tiểu luận môn: Công nghệ lên men thực phẩm Tìm hiểu thiết bị lên men Người thực hiện: 1.Nguyễn Thị Hồng- 581128 (K58CNSTHA) 2.Bùi Thị Nga- 581157 (K58CNSTHA) Nguyễn Thị Yến- 581203 (K58CNSTHA) Bố Cục PHẦN THỨ NHẤT – MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Trong lên men Trước lên men Vi sinh vật Vi sinh vật Công nghệ lên men chất Lên men Thiết bị lên men Ngày xưa Sau lên men Cơ chất Ngày Bài hơm tìm hiểu thiết bị lên men PHẦN THỨ HAI – NỘI DUNG Thiết bị trước lên men  Bể hay bồn (Tank)  Máy nghiền Thiết bị để xử lý nguyên liệu Thiết bị để trộn nguyên liệu pha chế môi trường nuôi cấy nồi phản ứng Thiết bị khử trùng PHẦN THỨ HAI – NỘI DUNG Thiết bị trước lên men PHẦN THỨ HAI – NỘI DUNG Dưới hình ảnh số thiết bị trước lên men Máy nghiền búa Hệ thống tank Máy nghiền hai trục PHẦN THỨ HAI – NỘI DUNG Thiết bị trước lên men • Nồi phản ứng Dùng để trộn nguyên liệu pha chế môi trường nuôi cấy Làm thép hay gang tráng men Ống áp Cửa quan sát Dạng xilanh đứng tích từ 0,1- 100m3 Sau nạp vào thiết bị lượng nước định, tiến hành chất liệu cấu tử dạng hạt băng tải.Mơi trường được đun nóng đến nhiệt độ đã cho phương tiện điều chỉnh tự động Đầu nối ống nạp nguyên liệu Cửa thoát chất tải Ống chảy tràn sản phẩm Ống nối để nạp chất tải Cửa vào chất tải nhiệt PHẦN THỨ HAI – NỘI DUNG Thiết bị trước lên men •Thiết bị khử trùng Thường dùng nước áp suất sản xuất lớn việc khử trùng mơi trường nuôi cấy, dụng cụ được tiến hành nồi hơi: PHẦN THỨ HAI – NỘI DUNG Hệ thống lên men (Bioreactor) Bioreactor thiết bị quan trọng để thực trình sản xuất sinh học lên men bia, acid hữu cơ, acid amin, kháng sinh, enzyme, vaccine, xử lý chất thải Trong thiết bị lên men vi sinh vật được phân tán môi trường, khí O2 chất dinh dưỡng được tế bào hấp thụ đồng thời sản phẩm nhiệt độ, CO2, chất biến dưỡng không cần thiết phải được loại khỏi tế bào Có hai loại lên men là: lên men chìm lên men Cả lên men chìm lên men tiến hành điều kiện hiếu khí kỵ khí PHẦN THỨ HAI – NỘI DUNG Hệ thống lên men (Bioreactor) 2.1 Thiết bị lên men chìm  Hệ thống sử dụng thiết bị thơng khí khuấy trộn học  Hệ thống sử dụng hệ thống bơm học bơm khí động học 2.1.1 Các sản phẩm lên men công nghiệp thực phẩm 2.2 Thiết bị lên men rắn (Thiết bị lên men nổi) 2.2.1 Thiết bị lên men rắn quy mô phịng thí nghiệm 2.2.2 Thiết bị lên men rắn quy mô công nghiệp 2.2.3 Sản phẩm lên men rắn PHẦN THỨ HAI – NỘI DUNG 2.1 Thiết bị lên men chìm Tùy theo tính chất q trình lên men mà thiết bị lên men khác nhiều.  : đưa nước hay nước vào thùng để gia nhiệt, làm lạnh hay điều hịa nhiệt độ cho mơi trường lên men : đưa nước vào thùng để trùng hay tiệt trùng sau dẫn nước ngưng khỏi thùng.  Hệ thống đo lường điều khiển: Vận tốc quay cánh khuấy (N), mức dịch lên men (V), hàm lượng sinh khối (X)… Đưa chất, dưỡng chất Đưa canh trường Phá bọt Lớp áo nước để gia nhiệt Đưa axit hay kiềm Lấy mẫu kiểm tra Đưa khí vào Cấu tạo chung thiết bị lên men PHẦN THỨ HAI – NỘI DUNG 2.1 Thiết bị lên men chìm Để nâng cao khả thơng khí khuấy trộn người ta sử dụng hai hệ thống bioreactor phổ biến sau: • Hệ thống sử dụng thiết bị thơng khí khuấy trộn học Các thiết bị có chứa nhiều cánh khuấy Các cánh khuấy giúp tăng O2 hòa tan, giúp thành phần bồn lên men được phối trộn với nhau, tạo điều kiện cho chất dinh dưỡng khí O2 thấm vào tế bào, cho phép trao đổi nhiệt tốt Bồn lên men với hệ thống khuấy trộn trung tâm PHẦN THỨ HAI – NỘI DUNG 2.1 Thiết bị lên men chìm • Hệ thống sử dụng hệ thống bơm học bơm khí động học Các thiết bị mà bên có trang bị vòi phun, ống khuếch tán, làm sủi bọt để nạp khơng khí thuộc loại Khơng khí vào được sử dụng để khuấy trộn canh trường, để đảm bảo nhu cầu oxy cho vi sinh vật để thải chất chuyển hoá PHẦN THỨ HAI – NỘI DUNG Cửa 2.1 Thiết bị lên men chìm Trong q trình khí được sục từ đáy thiết bị lên men tạo thành bọt lên làm cho chất lỏng lên Hệ thống lên men loại đã được dùng để sản xuất sinh khối protein từ methanol nhờ Methylophilus methylotrophus Ơng xoắn  Ngồi cịn có số thiết bị lên men khác : - Thiết bị lên men có giá thể hạt dạng nhỏ giọt - Thiết bị lên men dạng sủi bọt - Thiết bị lên men có giá thể hạt mơi trường lỏng Cầu thang Ống khuếch tán có miệng loa đáy Tb thổi khí Ống áp Khớp nối Thiết bị lên men khuấy trộn khí động học thơng gió môi trường PHẦN THỨ HAI – NỘI DUNG 2.1.1 Các sản phẩm lên men công nghiệp thực phẩm Các sản phẩm từ sữa (phô mai, sữa chua), sản phẩm từ cá thịt Thức uống (rượu, trà cà phê) Nấm men bánh mì (Baker’s yeast) Phu gia thực phẩm ( chất chống oxi hóa, chất tạo màu, gia vị, ) Các thực phẩm truyền thống (nước tương, tempeh, miso) Amino acid, vitamin Các sản phẩm từ tinh bột Glucose, siro có hàm lượng fructose cao (high-fructose syrup) Các protein được cải biến, pectin PHẦN THỨ HAI – NỘI DUNG 2.2 Thiết bị lên men rắn 2.2.1 Thiết bị lên men rắn quy mơ phịng thí nghiệm Hệ thống SSF quy mô PTN PHẦN THỨ HAI – NỘI DUNG 2.2.2 Thiết bị lên men rắn quy mô cơng nghiệp Thiết bị lên men có sục khí đảo trộn liên tục Thiết bị lên men có sục khí khơng đảo trộn Thiết bị lên men rắn khơng có sục khí PHẦN THỨ HAI – NỘI DUNG 2.2.3 Sản phẩm lên men rắn  Cơ chất sử dụng: hạt ngũ cốc, cám lúa mì, mùn cưa hay gỗ dăm bào, nhiều loại nguyên liệu từ động vật thực vật  Thực phẩm lên men chất rắn: - Ở phương Đông: nước tương, temped, sản xuất enzyme quy mô công nghiệp - Ở phương Tây: thức ăn giá súc ủ chua (silage), nuôi trồng nấm, sản xuất phơ mát sauerkraut, làm phân bón từ thực vật chất thải động vật - Một số sản phẩm khác : ethanol, methane, sinh khối sinh vật ăn được (edible biomass) PHẦN THỨ HAI – NỘI DUNG Thiết bị sau lên men Qúa trình sau lên men liên quan đến tách chiết tinh chế sản phẩm thành dạng thích hợp cho mục đích sử dụng Các loại sản phẩm amino acid, vitamin, acid hữu cơ, dung môi, enzyme, vaccine, protein trị liệu, kháng thể đơn dòng… Bởi thiết bị sau lên men được chia làm hai nhóm chính: Thiết bị dùng để tách chiết dịch lên men bioreactor thành pha lỏng pha rắn; Thiết bị dùng để tinh sản phẩm PHẦN THỨ HAI – NỘI DUNG 3.1 Thiết bị dùng để tách chiết dịch lên men Qúa trình xử lý sau lên men phụ thuộc nhiều vào tính chất vật lý hóa học sản phẩm Tách chiết thành phần pha lỏng dịch lên men gồm hai giai đoạn: Phân tách cô đặc Phân tách Thiết bị tách tế bào: Các bồn lắng, loại máy li tâm, lọc ép hoắc lọc chân không quay Đây thiết bị dùng cho công nghệ thực phẩm Thiết bi phá vỡ tế bào: Dùng thu nhận sản phẩm nội bào máy siêu âm ( Sonicator), máy sử dụng áp suất cao (French press), máy lắc phá vỡ tế bào bột thủy tinh Cô đặc Cô đặc trình làm tăng nồng độ chất rắn hịa tan dung dịch cách tách phần dung môi dạng hay kết tinh chất tan Để tiến hành đặc người ta sử dụng phương pháp trích lý, làm kết tủa sử dụng thiết bị cô đặc làm bốc hơi, lọc màng, trao đổi ion hấp thụ PHẦN THỨ HAI – NỘI DUNG Máy li tâm Máy siêu âm (sonicator) Thiết bị cô đặc chân không PHẦN THỨ HAI – NỘI DUNG 3.2 Thiết bị dùng để tinh chế sản phẩm Thiết bị sử dụng để tinh chế sản phẩm bao gồm thiết bị sắc ký hấp thụ, sắc ký lực, sắc ký trao đổi ion, thiết bị kết tinh dùng cho số sản phẩm bột ngọt… Ngồi cịn có thiết bị dùng cho phản ứng tạo sản phẩm, thiết bị sấy dùng để chế biến bảo quản sản phẩm… Qúa trình xử lý sau lên men cơng đoạn tốn nhiều chi phí tồn q trình sản xuất Sự cải tiến trình xử lý sau lên men giúp tăng hiệu giảm chi phí tồn quy trình Sắc ký trao đổi ion PHẦN THỨ BA- KẾT LUẬN Kết luận Lên men trình tương đối phức tạp, cần khống chế chặt chẽ theo quy trình cơng nghệ trình lên men đạt hiệu cao Tùy theo điều kiện cụ thể mà ta có điểm ưu tiên định hay yêu cầu tiên Từ đó, chọn lựa thiết bị lên men phù hợp Thiết kế trình xử lý sau lên men phải phù hợp với sản phẩm giá thành sản phẩm Tài liệu tham khảo • Ngơ Xn Mạnh (2013) Giáo trình cơng nghệ sinh học thực phẩm Nhà xuất Đại Học Nơng Nghiệp • Nguyễn Hữu trí (9/2011) Cơng nghệ lên men Ngày truy cập16/2/2016.http://www2.hcmuaf.edu.vn/data/nhtri/Chuong %202%20Cong%20nghe%20len%20men%201.pdf • Lê Văn Hồng Các phần máy thiết bị chẩn bị nguyên liệu Ngay truy cập 16/2/2016 Đường dẫn http://voer.edu.vn/c/may-va-thiet-bi-chuan-bi-nguyenlieu/51712eb9/e53e0bddo • Nguyễn Quốc Hải (9/2014) Luận văn đề tài sấy tầng sôi Ngày truy cập 16/2/2016 http://luanvan.co/luan-van/de-taisay-tang-soi-57371/ • http://hoctp.com/cong-nghe-san-xuat/qua-trinh-thiet-bi-lenmen/qtlm42-chuan-bi/index.html ... Đặt vấn đề Trong lên men Trước lên men Vi sinh vật Vi sinh vật Công nghệ lên men chất Lên men Thiết bị lên men Ngày xưa Sau lên men Cơ chất Ngày Bài hôm tìm hiểu thiết bị lên men PHẦN THỨ HAI... bào Có hai loại lên men là: lên men chìm lên men Cả lên men chìm lên men tiến hành điều kiện hiếu khí kỵ khí PHẦN THỨ HAI – NỘI DUNG Hệ thống lên men (Bioreactor) 2.1 Thiết bị lên men chìm  Hệ... lên men công nghiệp thực phẩm 2.2 Thiết bị lên men rắn (Thiết bị lên men nổi) 2.2.1 Thiết bị lên men rắn quy mơ phịng thí nghiệm 2.2.2 Thiết bị lên men rắn quy mô công nghiệp 2.2.3 Sản phẩm lên