THIẾT BỊ NUÔI CẤY VI SINH VẬT TRÊN MÔI TRƯỜNG DINH DƯỠNG RẮN
9.3. THIẾT BỊ CÓ CÁC KHAY ĐƯỢC PHÂN BỔ ĐỨNG
Thiết bị nuôi cấy vi sinh vật trên môi trường dinh dưỡng rắn kolovieva. Phòng của thiết bị này là bộ chứa hình hộp bằng kim loại được cố định trên các trụ nhờ hệ giằng đàn hồi. Nắp lật được đóng kín ở trên thiết bị, còn ở dưới − đáy lật. Bên trong phòng cứ khoảng 50 mm bố trí hộp đứng tường kép đột lỗ, không khí được đẩy qua các hộp này. Các hốc của rãnh đứng (được tạo ra giữa các hộp) là những khay chứa. Các khay có đáy mắt cáo nhằm ngăn cản sự vung vãi môi trường khi nạp. Phòng được trang bị các khớp nối để nạp hơi, nước và thải nước ngưng. Máy rung được bắt chặt vào phòng để tháo dỡ canh trường nấm mốc.
Kiểm tra và ghi nhiệt độ được thực hiện nhờ nhiệt kế tiếp xúc đặt tại một trong những rãnh nuôi cấy và nối với bộ dẫn động quạt, rơle sẽ tự động tắt và mở quạt.
Nhược điểm của loại này là năng suất nhỏ, biến dạng các phòng và thải canh trường nuôi cấy nấm mốc ra khỏi khay là rất khó khăn, độ kín khi thải không đảm bảo và tiêu hao không khí để thải nhiệt sinh lý lớn.
Phòng nuôi cấy vi sinh vật trên môi trường dinh dưỡng rắn có các hộp tháo được và dỡ tải bằng tự động hoá. Thiết bị này là sự biến dạng của thiết bị kolovieva. Phòng nuôi cấy là hồm kim loại, trong đó được lắp các hộp đứng có thể tháo dỡ hồm được. Phòng được lắp trên khung với các bánh và có thể chuyển dịch theo các ray. Để cố định ở một vị trí xác định phòng được trang bị chốt định vị. Khay được tạo nên do hai bán khay có khớp nối ở phần trên của phòng.Tay đòn điều chỉnh các tấm chắn phủ phần dưới của các khay. Thực hiện thông gió canh trường qua các rãnh phân bổ không khí trong các khay.
Cơ cấu để tháo dỡ (hình 9.1) canh trường nuôi cấy ra khỏi khay được phân bổ trên phòng nuôi cấy và gồm những bộ phận có liên quan nhau để cố định các khay 2; cơ cấu mở các khay được phân bổ tương xứng theo hai hướng của phòng; cơ cấu đẩy phòng đến
tấm kim loại phẳng nằm ngang 6 được kẹp chặt bằng các thanh nối đứng 7 để chuyển động quay tịnh tiến. Các bộ phận để định vị các khung 2 gồm hai trục (có các chốt) sắp xếp song song cân đối với trục ngang của phòng. Cơ cấu mở của các khay có hai mâm quay với các thanh truyền, thanh răng được kẹp chặt trên các thanh truyền được phân bổ từ hai hướng của phòng và dùng để chuyển dịch phòng.
Hình 9.1. Cơ cấu để tháo dỡ tự động canh trường nấm mốc trong các hộp ra khỏi phòng: 1- Đường ray; 2- Chốt định vị; 3- Khung; 4- Trụ đứng; 5- Chốt; 6- Tấm kim loại phẳng; 7- Thanh nối; 8- Đế cột; 9- Sàng; 10- Đĩa xích
Tất cả các cơ cấu trên được lắp chặt trên sàng 9. Sàng tựa trên khung 3 nhờ đế cột 8. Động cơ điện làm chuyển động thiết bị. Phòng cùng với canh trường nuôi cấy chuyển dời theo đường ray 1 để tháo dỡ và được định vị ở một vị trí đã định. Sau đó dùng tay đòn mở tấm chắn của khay, còn tay gạt mở khay đầu theo tiến trình tháo dỡ.
Khi mở động cơ điện, thanh răng có chốt 5 bắt đầu chuyển dịch, phần dưới của nửa khay dịch lùi ra. Sau đó cơ cấu đẩy bắt đầu hoạt động: tấm kim loại 6 hạ xuống dưới, đẩy canh trường nuôi cấy ra khỏi khay và được nâng lên. Khi tấm kim loại nâng cao hơn khay, sàng bắt đầu chuyển dịch theo khung 3 nhờ đế cột 8 vào vị trí trên khung tiếp theo. Trụ chống 4 cùng với sàng chuyển dịch và khi tác động tới chốt, đưa đến vùng biên, tại đây khay được tháo dỡ theo thứ tự.
Khi thiết bị có 7 phòng nuôi cấy có thể thu nhận 1200 kg giống nấm mốc trong một ngày. Các phòng nuôi cấy được chế tạo bằng hợp kim nhôm, sức chứa của chúng − 500 kg, kích thước cơ bản của phòng 1600×1300×1020 mm, khối lượng 771 kg.
Dây chuyền tự động hoá để nuôi cấy giống nấm mốc. Trên cơ sở các phòng nuôi cấy vi sinh vật trên môi trường rắn có các hộp tháo dơ,î đã thảo ra quá trình lắp ráp và vận hành dây chuyền công nghệ để nuôi cấy bằng cơ khí hoá và nhận được những chế phẩm enzim tinh khiết có công suất 50 ÷100 tấn/năm, phụ thuộc vào dạng chế phẩm sản xuất. 9 7 6 3 4 5 10
Dây chuyền gồm các công đoạn: chuẩn bị môi trường dinh dưỡng, nuôi cấy, trích ly, lắng , tách và sấy, tiêu chuẩn hoá và gói chế phẩm. Giai đoạn quan trọng nhất của dây chuyền là chuẩn bị môi trường dinh dưỡng và nuôi cấy giống nấm mốc, gồm hai băng chuyền công nghệ độc lập nhau (hình 9.2).
Hình 9.2. Công đoạn nuôi cấy giống trên bề mặt:
1- Vòng tròn quay; 2- Cơ cấu đẩy; 3- Thiết bị san; 4- Rãnh nạp liệu; 5- Bàn nạp liệu ; 6- Bộ tiệt trùng các phòng nuôi cấy; 7- Cơ cấu đẩy; 8- Rửa các phòng;
9- Bàn dỡ liệu; 10- Phòng nuôi cấy; 10- Bộ ra khớp cuối cùng; 12- Băng tải; 13- Phòng nuôi cấy môi trường rắn; 14- Bulông ghép; 15- Đường ray
Trong mỗi băng chuyền đều có bộ tiệt trùng, nồi khuấy trộn, 9 phòng nuôi cấy trên môi trường rắn ở trong đường hầm kín với hệ đường ray 15 để chuyển dịch liên tục các phòng từ công đoạn công nghệ này đến các đoạn công nghệ khác.
Vận chuyển cám và bã củ cải vào thùng chứa bằng khí nén, rồi cho qua vít tải vào một trong những nồi tiệt trùng. Sau khi nạp vào nồi tiệt trùng một lượng nước và dung dịch amoni sunfat nhất định rồi trộn đều và tiến hành tiệt trùng môi trường ở chế độ tự động. Sau đó môi trường được đưa vào thiết bị khuấy trộn tiệt trùng. Nước để làm ẩm môi trường và huyền phù đã được đồng hoá với lượng 0,1 ÷ 0,8% so với khối lượng của môi trường dinh dưỡng cho vào thiết bị khuấy trộn trên.
Sau khi khuấy trộn trong vòng 3 ÷ 5 phút, cửa nắp của máy trộn tự động mở ra và rót môi trường vào các hộp tháo dỡ được trong phòng 13 dưới máy trộn trên bàn nạp liệu 5 của giai đoạn nuôi. Môi trường vào phòng tiệt trùng qua rãnh mở di động có dạng hình nón, rãnh phân bố môi trường vào 28 hộp. Sự đầm chặt các môi trường trong các lớp xảy
ra khi phòng dao động, sau đó theo đường ray tự động chuyển vào đường hầm của phòng nuôi cấy 10.
Công đoạn nuôi cấy được trang bị hai phòng nuôi cấy 10 song song nhau, có 9 vị trí thổi khí, hai bộ phận nạp liệu 3 và 4, bộ phận tháo liệu 9, nghiền giống, rửa 8 và tiệt trùng phòng 6. Tất cả các bộ phận này nối nhau bởi các đường ray 15 có vòng tròn quay 1 và bởi các hệ thống vận chuyển năm băng tải xích và cơ cấu đẩy bằng thuỷ lực 2. Việc vận chuyển các phòng từ bộ phận này sang bộ phận khác đều tiến hành bằng tự động.
Đường hầm của phòng nuôi cấy được chia ra làm ba đoạn: đoạn đầu được phân bố liên tục cho 6 phòng nuôi vi sinh vật trên môi trường rắn số 13, đoạn thứ hai cho hai phòng và đoạn thứ ba cho một phòng. Các đoạn trong phòng nuôi được đóng kín bằng các cửa khí động học có các tấm đệm caosu. Mỗi đoạn được trang bị hai ống khuếch tán phân bổ ngược nhau. Các calorife và các quạt theo hệ tuần hoàn khép kín. Cứ khoảng 3 h thì cho phòng nuôi cấy đã được nạp liệu vào đường hầm, còn phòng trước đó thì tự động chuyển dịch đến đoạn tiếp theo. Cho nên có 9 phòng nuôi vi sinh vật trên môi trường rắn được đưa vào đường hầm của phòng nuôi.
Ở các đoạn đầu vào thời kỳ của các pha tiền phát, khi xảy ra sự nẩy mầm bào tử (thời gian từ 16 ÷18 h) trong phòng phải giữ ở nhiệt độ 33 ÷ 350C. Vào thời kỳ phát triển (thời gian 16 h) cường độ của dòng không khí được tăng lên nhằm bảo đảm thải nhiệt và thải các sản phẩm chuyển hoá tạo khí khi giữ nhiệt độ của môi trường 35 ÷ 360C. Ở đoạn thứ ba nuôi trong giai đoạn tích luỹ enzim, dùng hệ thống gió được tính đến để giữ nhiệt độ tối ưu 32 ÷ 340C. Nhiệt độ của không khí trong mỗi đoạn được điều chỉnh tự động theo chương trình đã cho.
Khi kết thúc chu trình nuôi, cơ cấu 7 đẩy phòng 13 ra khỏi đường hầm và đưa đến bàn tháo dỡ 9. Mở cơ cấu chuyển dịch phòng đến bàn tháo dỡ và xảy ra sự chuyển dịch của phòng đến một khoảng cách bằng chiều rộng của hộp. Khi đó tay đòn của đáy hộp và tay đòn tháo dỡ hộp tự quay tròn, và cơ cấu đẩy sẽ đẩy canh trường nuôi cấy từ hộp đến bộ nghiền đầu tiên. Sau khi dỡ tải, phòng nuôi cấy chuyển động theo đường ray đến bộ phận rửa, rồi vào bộ tiệt trùng. Bộ tiệt trùng là xylanh nằm ngang có hai nắp mở ngược chiều. Các nắp được đậy kín nhờ bộ ép thuỷ lực.
Sau khi tiệt trùng phòng được làm lạnh, sấy bằng không khí tiệt trùng và tự động đưa đến bàn nạp liệu, sau đó chu trình công nghệ được lặp lại.
Dây chuyền công nghệ tự động hoá làm tăng mức độ công nghệ và giống sản xuất, làm giảm thải bụi và bào tử. Tuy nhiên nó chiếm diện tích lớn để lắp đặt hệ vận chuyển và các phòng nuôi cấy, tốn năng lượng và kim loại, năng suất thấp.