3.2.1 Sản xuất thức ăn gia súc
Dựa trên tính chất giàu đạm của bã mè, nhiều nghiên cứu nhằm sử dụng nguồn đạm thực vật này bổ sung dinh dưỡng cho gia súc đã được tiến hành ( Điển hình như bài nghiên cứu khoa học chuyên ngành “sử dụng bã dầu mè thay thế bã dầu đậu nành trong chăn nuôi heo thịt” thực hiện tại đại học Nông Lâm TPHCM của Ths. Phạm Chúc Trinh Bạch) đã khẳng định được lợi ích đáng kể đối với chất lượng cũng như việc tăng trọng lượng của gia súc, đem lại giá trị kinh tế cao hơn cho con người.
Hình 3. 17 Quy trình sản xuất thức ăn gia súc dạng viên
Tiếp nhận nguyên liệu
Nguyên liệu mịn bao gồm: cám gạo, bột cá, bột vỏ sò, ure và một số thành phần vi lượng
Nguyên liệu lỏng: rỉ đường
Sàng và làm sạch
Mục đích: loại các tạp chất như bụi, cát và mảnh kim loại nhỏ để không ảnh hưởng đến công đoạn sau cũng như chất lượng của sản phẩm cuối cùng.
Thiết bị sử dụng:
Ðể tách tạp chất sắt (mảnh kim loại) thường sử dụng nam châm vĩnh cữu (nam châm cố định) hoặc nam châm điện. Nam chân được lắp trên đường đi của nguyên liệu, tạp chất sắt sẽ được giữ lại còn các vật liệu khác đi qua. Phần tạp chất này được lấy ra định kỳ để bảo đảm khả năng làm việc của nam châm.
Để tách tạp chất bụi, cát ta sử dụng thiết bị sàng rung.
Hình 3. 18 Máy tách tạp chất sắt, http://www.kythuatchetao.com/may-tach-tap-chat- sat/
Hình 3. 19 Máy sàng rung, http://bangtaicaosu.com.vn/may-sang-rung-hinh-chu- nhat/
Nghiền
Mục đích: Nghiền nguyên liệu thô để đạt được kích thước theo yêu cầu, tạo khả năng đồng đều và tăng khả năng tiêu hóa cho gia súc. Ngoài ra, nghiền nguyên liệu mịn còn tạo thuận lợi cho quá trình ép viên, giúp cho các cấu tử trong viên thức ăn đồng nhất và chặt chẽ hơn.
Mỗi loại nguyên liệu do khác nhau về cấu trúc cũng như tính chất vật lý, thành phần hóa học nên khi nghiền sẽ được đem nghiền lần lượt. Sau khi nghiền mỗi loại nguyên liệu được đưa vào buồng phân loại nhờ gầu tải.
Kích thước hạt nguyên liệu đầu ra có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi các tấm lưới sàng lọc. Hạt cần nghiền mịn theo yêu cầu có kích thước như bảng dưới đây
Bảng 3. 1 Kích thước hạt sau khi nghiền [28]
Mức độ nghiền Đường kính trung bình, mm
Nguyên liệu Sản phẩm nghiền
To 1 – 5 0.01 – 0.04
Vừa 0.04 – 0.2 0.005 – 0.015
Mịn 0.04 – 0.1 0.001 – 0.005
Rất mịn 0.04 – 0.1 0.001
Thiết bị sử dụng: máy nghiền búa. Búa nghiền làm cho vật liệu đập nghiền vỡ ra. Tấm sàng nằm trong máy búa sẽ lọc vật liệu nhỏ tròn và đi ra ngoài (theo ý muốn), những hạt có kích thước to còn lại sẽ được tiếp tục bị búa đập nghiền liên tục cho đến khi đạt yêu cầu ra ngoài
Hình 3. 20 Máy nghiền búa, https://voer.edu.vn/c/may-gia-cong-co-san-pham-thuc- pham/d91995fe/cc3e8ab8
Cân
Mục đích: xác định mức độ, liều lượng các thành phần thức ăn cho từng loại hỗn hợp thức ăn theo qui định đối với từng loại vật nuôi, càng đảm bảo chính xác càng tốt.
Thiết bị: Dùng cân tự động tự trút tải khi đã đủ mức khối lượng của mỗi loại nguyên liệu.
Phối trộn
Mục đích:
Trộn các cấu tử nguyên liệu để để thức ăn có thành phần đồng nhất
Bổ sung chất lượng mùi vị, làm thức ăn có chất lượng tốt, đầy đủ chất dinh dưỡng
Rút ngắn thời gian phản ứng khi chế biến thức ăn bằng phương pháp hóa học hay sinh học.
Trình tự nạp liệu vào máy trộn được thực hiện như sau: Cho chạy máy trộn, đầu tiên nạp ½ nguyên liệu bột, tiếp theo nạp toàn bộ nguyên liệu premix (ure, thành phần vi lượng), sau đó cho các loại thức ăn bổ sung protein (bột cá, bột sò), cuối cùng cho ½ nguyên liệu còn lại, đồng thời phun rỉ mật tạo chất kết dính tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình ép viên
Để đảm bảo các cấu tử được đồng đều trong quá trình trộn, thời gian trộn kéo dài 7 – 10 phút từ lúc nạp liệu lần cuối cùng, không nên nạp liệu quá đầy trong máy trộn sẽ làm giảm năng suất máy.
Bảng 3. 2 Công thức phối trộn [29] Cám gạo Bột sắn Bột ngô Khô dầu mè Bột cá Bột sò Ure Rỉ mật Premix khoáng và vitamin 30% 10% 30% 10% 10% 4% 0.5% 5% 0.5%
Yêu cầu bán thành phẩm: Khối bột đồng nhất, màu sắc đều nhau ở mọi chỗ, độ ẩm bột: 15 – 16%
Thiết bị: Dùng máy trộn có bộ phận trộn quay, thùng chứa cố định. Bộ phận khuấy trộn của máy là một vít đứng quay trong thùng chứa. Nên cho bột vào khoảng 2/3 thể tích máy rồi mới bổ sung rỉ đường, tránh trường hợp rỉ đường tiếp xúc trực tiếp với máy làm giảm hiệu suất trộn và giảm độ bền của máy.
Hình 3. 21 Máy trộn thức ăn chăn nuôi, http://maynhanong.com/may-tron-thuc-an- chan-nuoi
Ép viên
Mục đích:
Định hình hỗn hợp thức ăn thành dạng viên và dạng bánh. Từ đó làm chặt hỗn hợp, tăng khối lượng riêng, giảm khả năng hút ẩm và oxy hóa trong không khí, giữ chất lượng dinh dưỡng.
Hỗn hợp thức ăn được bảo quản lâu hơn, gọn hơn, vận chuyển dễ dàng hơn, giảm được chi phí vận chuyển.
Bột sau khi đảo trộn, nạp vào bộ phận tiếp liệu của máy ép viên. Ở mát ép viên, bột được làm ẩm 30 – 35% bằng nước nóng 80 – 85°C để hồ hóa tinh bột.
Yêu cầu: Khi ra khỏi máy ép độ ẩm của viên đạt 30 – 32%, nhiệt độ 40°C. Kích thước viên: 4 – 6 mm.
Sau khi ép viên, các viên thức ăn có nhiệt độ cao và có thể lẫn bột nên ta cho qua sàng phân loại bột và viên không đủ kích thước cho quay trở lại bồn phối trộn trong mẻ sau, phần viên trên sàng tiếp tục qua giàn sấy.
Thiết bị sử dụng: máy ép viên thức ăn gia súc
Hình 3. 22 Máy ép viên, http://trangvangtructuyen.vn/cong-ty-tnhh-thiet-bi-cong- nghiep-khai-minh.html#image-6
Sấy và làm nguội
Mục đích:
Giảm hàm lượng ẩm trong thức ăn, tăng thời gian bảo quản
Làm chín sản phẩm
Tăng giá trị cảm quan
Bán thành phẩm sau khi ép được sấy ở nhiệt độ 110°C, tốc độ sấy 3.5 – 4 m/s.
Yêu cầu: sau khi sấy độ ẩm <11%.
Sau khi sấy viên thức ăn được làm nguội xuống nhiệt độ 30 – 35°C.
Thiết bị sử dụng:
Thiết bị sấy bên trong có các giàn sấy, trên giàn có các lỗ nhỏ để không khí đi lên, kích thước lỗ <1mm. Không khí được cho đi từ dưới lên xuyên qua viên thức ăn đặt trên giàn để làm chúng.
Thiết bị làm nguội Hình 3. 23 Lò sấy, http://phienbancu.khcnbinhduong.gov.vn/? s=AV&CateID=PHRzMND70Hn90Sf%2Fnk3ouw%3D %3D&ArtID=bCFxNCG9BLxMYeaZjwB1rA%3D%3D Hình 3. 24 Thiết bị làm nguội [26] Cân và đóng gói Mục đích:
Bảo quản sản phẩm khỏi những tác động của môi trường xung quanh.
Mẫu
Xử lý
Cấy chủng Tối ưu hóa thông
số Phân lập, xác định và lựa chọn chủng vi khuẩn Thử nghiệm hoạt tính enzyme
Tăng giá trị cảm quan.
Sản phẩm được đóng bao 30-50 kg.
Thiết bị: cân và thiết bị đóng bao tự động.
Hình 3. 25 Thiết bị cân và đóng gói tự động [26]
3.2.2 Sản xuất lipase của chủng Bacillus sonorensis nhờ chất nền khô dầu mè [30]
Hình 3. 26 Sản xuất lipase của chủng Bacillus sonorensis nhờ chất nền khô dầu mè
Mẫu sử dụng ở đây là ngao biển (Paphia malabarica) được thu thập từ các cửa sông Kalbadevi, ở Mumbai.
Trong phòng thí nghiệm các mẫu được rửa sạch bằng nước để loại bỏ bùn và dùng ethanol 80% để khử trùng bề mặt. Trong điều kiện vô trùng, lớp vỏ nghêu được tách ra và phần thịt mềm bên trong được đồng nhất với 10 ml nước biển vô trùng, sau đó pha loãng với 90 ml nước biển vô trùng trong bình nón. Bình được lắc trong khoảng 5 phút ở 150 rpm.
Phân lập, xác định và lựa chọn chủng vi khuẩn
Các phân tích vi sinh đối với mẫu ngao biển cho thấy có 11 chủng vi khuẩn có thể được phân lập
Vi khuẩn được xác định phần lớn dựa trên các hợp chất hữu cơ mà nó có thể phân hủy. Hợp chất hữu cơ bị phân hủy nhiều hay ít phụ thuộc vào lượng enzyme mà vi khuẩn có thể tạo ra. Spirit blue agar là môi trường cung cấp lipid – nguồn năng lượng cho vi khuẩn phát triển. Để sử dụng lipid, vi khuẩn phải sản sinh ra enzyme lipase để phân hủy lipid. Điều này cho phép xác định sự hiện diện của enzyme lipase. Spirit blue agar có màu xanh sáng, hơi đục sẽ trở nên trắng, trong hơn quanh vùng vi khuẩn sản xuất enzyme lipase [31].
Cách thực hiện:
Bước 1: Phân lập 11 chủng vi khuẩn riêng biệt
Bước 2: Chuẩn bị môi trường dinh dưỡng bao gồm 15g peptone, 2.5g chiết xuất nấm men, 0.15g CaCO3, bổ sung tributyrin [1% v / v], 20g thạch vi khuẩn với 1L với nước biển, điều chỉnh pH lên 7.4. Môi trường được đổ vào đĩa petri.
Bước 3: Dùng các loopful (vòng nhỏ với kích thước xác định) tương tự nhau đặt vào môi trường dinh dưỡng. Trong mỗi loopful ta cấy mỗi chủng vi khuẩn rồi đem ủ ở 40°C trong 72 giờ.
Bước 4: Quan sát, đo đạc vùng tributyrin bị thủy phân xung quanh mỗi chủng vi khuẩn. Từ đó lựa chọn ra 4 chủng có vùng thủy phân rộng hơn trong 11 chủng.
Bước 5: Ngoài enzyme lipase xúc tác thủy phân tributyrin, các enzyme khác thuộc lớp lipase cũng có thể xúc tác thủy phân tributyrin. Do đó để có thể chọn chính xác 1 chủng vi khuẩn từ 4 chủng được chọn phía trên xem chủng nào sản sinh ra nhiều enzyme lipase nhất, ta đo khả năng sử dụng các chuỗi acid béo mạch dài của dầu olive trong môi trường Spirit blue agar
Bước 6: Sau nhiều kết quả đo đạc ở trên, tiếp đến ta sử dụng phương pháp 16s rRNA để định danh chủng tốt nhất trong 4 chủng. Kết quả cho thấy chủng tốt nhất được chọn là Bacillus sonorensis
Cấy chủng được chọn để sản xuất lipase
Bước 1: một loopful chứa các tế bào mới phát triển của chủng Bacillus sonorensis được chuyển từ môi trường agar tributyrin vào bình nón 250 ml chứa 100 ml chất dinh dưỡng bao gồm 3g peptone, 2g chiết xuất nấm men, 1,5% v/v dầu ô liu, 80% nước biển và đem đi ủ ở 40°C trong bể lắc điều nhiệt (150 rpm) trong 48 giờ.
Bước 2: 1 ml chủng (4.67 x 108CFU/ml) được cấy vào môi trường vô trùng có chứa khô dầu mè cho lên men để nghiên cứu tìm ra thông số tăng trưởng tối ưu
Hình 3. 27 Bể lắc điều nhiệt (water bath shaker),
https://dir.indiamart.com/impcat/water-bath-shaker.html
Tối ưu hóa các thông số sản xuất lipase trong quá trình lên men chìm sử dụng khô dầu mè
Tối ưu hóa cho các thông số sản xuất lipase được thực hiện thông qua sửa đổi một số thông số tăng trưởng. Thông số tối ưu để thu được nhiều lipase nhất là pH (dao động 3.0-11.0), nhiệt độ (20-80ºC), nồng độ chất nền (1-6%) và thời
100 kg khô dầu mè
Nghiền
Phối trộn 1
1 lít H3PO4 80 lít H2O
Phối trộn 2
1 kg lân EM2
Phối trộn 3
1 kg papain
Thành phẩm
Thử nghiệm hoạt tính enzyme
Sau khi lên men, các dung dịch chứa canh được ly tâm ở tốc độ 6.000 vòng/phút ở 4°C trong 20 phút để loại cặn thu dịch trong suốt. Dịch trong này được sử dụng như là mẫu lipase thô. Hoạt tính lipase được khảo sát bằng cách sử dụng phương pháp định lượng được mô tả bởi Watanbe et al. (1977). Phương pháp này sử dụng hệ nhũ tương polyvinyl alcohol và Olive oil (3: 1) để làm chất nền enzyme. Hoạt tính của enzyme được thể hiện dưới dạng đơn vị U/ml và nó được định nghĩa là số mols axit béo tự do giải phóng trên một ml lipase thô trên mỗi phút trong điều kiện khảo nghiệm.
3.2.3 Sản xuất phân bón
Chuẩn bị nguyên liệu
Bánh dầu: 100kg
Axit photphoric H3PO4: 1 lít
Chế phẩm EM1: 10 lít Rỉ mật đường: 10kg Chế phẩm papain: 1kg Super lân: 1,5kg Nước sạch: 250 – 300 lít Nghiền
Nghiền nhỏ 100 kg bánh dầu bằng máy nghiền đa năng 3A.
Hình 3. 29 Máy nghiền, http://may3a.com/tim-hieu-cong-nghe-u-phan-banh-dau/
Phối trộn 1
Cho khoảng 80 lít nước sạch + 1 lít H3PO4 vào thùng phuy dung tích 500 lít rồi trộn đều. Đổ lượng bánh dầu đã nghiền ở trên vào, quậy đều, đậy nắp lại.
Phối trộn 2
Nhân sinh khối 10 lít EM1 với 10kg rỉ mật và 180 lít nước sau 5-7 ngày sẽ tạo ra EM2 (được chứa trong thùng phuy dung tích 200-250 lít)
Sau 5-7 ngày cho 1.5kg lân + lượng EM2 đã chế ở trên vào, đảo trộn đều.
Sau 3 ngày cho lân, EM2, ta cho tiếp 1kg chế phẩm papain vào trộn đều, thêm nước cho đầy phuy, đập nắp kín.
Cứ cách 10 ngày lại mở ra đảo đều. Sau 45-60 ngày là sử dụng được
CHƯƠNG 4: Ý TƯỞNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM MỚI 4.1 Nước tương mè
Nước tương vốn là loại nước chấm thân thuộc với mọi gia đình người Việt. Bằng cách sử dụng các enzyme như protease, pepsin, trysin, amylase,…thủy phân protein có trong nguyên liệu, ta thu được nước tương (acid amin). Chất lượng nước tương thay đổi tùy theo nguyên liệu, tỷ lệ phối chế, phương pháp chế biến,… trong đó nguồn nguyên liêu giàu đạm làm một trong những yếu tố quan trọng làm nên hương vị khác biệt cho từng loại nước tương. Các loại nước tương chúng ta có thể gặp trên thị trường hiện nay đều được sản xuất từ bã các loại hạt giàu đạm như: đậu phộng, đậu nành,… Vậy với một sản phẩm giàu đạm như bã mè tại sao chúng ta không phát triển nó trở thành nước tương mè? Với những lợi ích sức khỏe được biết đến từ trước tới giờ của mè (ngừa ung thư,…) mặc dù chỉ là tận dụng nguồn đạm còn lại từ bã nhưng nếu phát triển thành công sản phẩm sẽ tạo được niềm tin và sự hứng thú đối với người tiêu dùng.
4.2 Bột dinh dưỡng từ bã mè [33]
Nhu cầu tìm ra những thực phẩm mới bổ sung dinh dưỡng cho cơ thể người luôn là vấn đề quan tâm của những người làm thực phẩm. Bã mè được biết đến là phế phẩm giàu đạm tuy nhiên thành phần đạm còn lại trong bã mè thì chỉ được tận dụng để làm thực phẩm bổ sung cho gia súc, phân bón cho cây trồng mà không sử dụng được ở người (do hàm lượng xơ không tan và protein trong bã mè là protein không tan). Trong quá trình tìm hiểu nghiên cứu xử lý phế phụ liệu sản xuất dầu mè, nhóm đã tìm hiểu được tài liệu khá hay về đề tài “Nghiên cứu sản xuất bột dinh dưỡng từ bã đậu nành (okara)” của trường ĐH Công nghệ TPHCM, bằng cách sử dụng sinh khối nấm sợi Linh chi như enzyme cellulose thủy phân cellulose và enzyme protease vi sinh vật
B.amyloliquefaciens phân giải protein thành acid amin để tạo thành bột dinh dưỡng có thể sử dụng ở người. Bã mè và bã đậu nành có khá nhiều tính chất và thành phần hóa học tương tự nhau nên nhóm đã đặt ra giả thuyết hướng phát triển tương tự nhưng sử dụng nguồn nguyên liệu là bã mè để sản xuất “bột dinh dưỡng từ bã mè”.
36
37
Xay Phối trộn 1
Hấp thanh trùng
Để nguội
Cấy nấm Linh chi Bã mè
Cấy B.A
Sấy chân không (t=40-450C, p=1 bar, T=32h Nghiền Sản phẩm bột Phối trộn 2 Isomalt Nước sạch Đệm phosphate pH=7
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC
2. Đồ án sản xuất dầu mè tinh luyện, http://doc.edu.vn/tai-lieu/de-tai-san-xuat-dau-me- tinh-luyen-52941/
3. Wesley Shannon.The Food Waste Regulations (Northern Ireland) 2015. Statutory
