tại Canada
Đõy là bộ phận chớnh của hệ thống lờn men, toàn bộ quỏ trỡnh lờn men diễn ra trong thiết bị nàỵ Thiết bị ổn định nhiệt độ thụng qua lớp vỏ ỏo nhiệt và toàn bộ được thiết kế thộp khụng rỉ. Ngoài thiết bị lờn men chớnh, cú mỏy đun nước tạo hơi để cung cấp cho quỏ trỡnh khử trựng thiết bị lờn men và cỏc thao tỏc lấy mẫu sau nàỵ Thiết bị hoạt động tự động qua hệ thống mỏy tớnh kết nối theo sơđồ nguyờn lý sau:
9 Quy trỡnh vận hành hệ lờn men:
Cỏc bước tiến hành quy trỡnh vận hành hệ lờn men chủng Bt trong mụi trường nước thải tinh bột ở quy mụ pilot được túm tắt như sau:
Bước 1:Chuẩn bị trước khi lờn men
Vệ sinh thiết bị lờn men:
Hỡnh 3.52 Thiết bị lờn men Mỏy tớnh với phần mềm điều khiển Bụ phận tiếp nhận và xử lý số liệu Thiết bị lờn men Thiết đun nước
tạo hơi
Vệ sinh điện cực pH và DO bằng nước cất, ngõm đầu điện cực trong cỏc lọ chứa dung dịch bảo quản.
Vệ sinh buồng lờn men: Sử dụng xà phũng khụng tạo bọt để vệ sinh. Kớch hoạt chế độ rửa thiết bị lờn men trờn mỏy tớnh. Chuyển chế độ hoạt động của thiết bị lờn men sang chế độ “Fermentation” để kớch hoạt khuấy đảo dung dịch xà phũng trong thiết bị. Sau khoảng 20 phỳt khuấy trộn thỡ mở van xảđể loại bỏ
dung dịch bờn trong buồng lờn men. Tắt chếđộ làm việc của thiết bị. Sau khi xả
hoàn toàn dung dịch ở trong buồng lờn men, đúng van xả dịch. Lặp lại quỏ trỡnh vệ sinh vài lần bằng nước.
d) Khử trựng thiết bị lờn men:
Quỏ trỡnh này được thực hiện nhằm đảm bảo khụng cú sự bội nhiễm của quỏ trỡnh lờn men từ mẻ trước đú hoặc nhiễm trong quỏ trỡnh bảo quản thiết bị.
9 Khử trựng lần 1 – khử trựng thiết bị với dung dịch trong buồng lờn men là nước. Qỳa trỡnh khử trựng gồm cỏc bước sau:
- Bật chương trỡnh điều khiển thiết bị lờn men, chọn sang phần điều khiển của thiết bị lờn men 150L.
- Bơm nước vừa đủ vào buồng lờn men (khoảng ẵ thể tớch buồng lờn men 70L).
- Bật thiết bị tạo hơi nước cung cấp nhiệt cho hệ thống - Khử trựng bộ cấp khớ, bộ ngưng tụ và thiết bị lờn men 9 Chuẩn điện cực pH và O2:
Trong thời gian chờ quỏ trỡnh khử trựng thiết bị lần 1 kết thỳc, thụng thường tiến hành việc chuẩn điện cực pH và O2 luụn nhằm chuẩn bị cho quỏ trỡnh khử trựng lần 2 với mụi trường lờn men.
9 Khử trựng lần 2 với mụi trường lờn men:
- Sau khi xả toàn bộ nước cú trong buồng lờn men ở lần khử trựng 1, đợi cho nhiệt độ bờn ngoài của thiết bị giảm xuống nhiệt độ phũng.
- Gắn lại điện cực pH và O2 đó được chuẩn vào thiết bị. Nạp nước thải chế
biến tinh bột vào thiết bị (khoảng gần 2/3 thể tớch buồng lờn men của thiết bị: 100L). Cỏc bước khử trựng được tiến hành tương tự như quỏ trỡnh khử trựng 1.
Chuẩn bị trước khi tiến hành lờn men:
- Chuẩn bị dịch giống, cỏc húa chất như axit, bazơ, dầu phỏ bọt;
- Khử trựng ống nước pha loóng, mụi trường phõn lập, kiểm tra cỏc mẫu giỏm sỏt được lấy kiểm tra định kỳ trong quỏ trỡnh lờn men.
- Cỏc bỡnh thu dịch sản phẩm lờn men được đem khử trựng ở 121oC trong 15 phỳt.
Bước 2: Quỏ trỡnh lờn men
- Gắn cỏc ống dẫn dung dịch axit, bazơ, dầu phỏ bọt vào cỏc bơm nhu
động. Kớch hoạt cỏc bơm nhu động bơm dung dịch để loại khớ cũn lại trong ống dẫn. Điều chỉnh pH mụi trường về pH 7.
- Sau khi quỏ trỡnh khử trựng kết thỳc, điện cực ụxy được chuẩn lại một lần nữa ở điều kiện mụi trường bóo hũa ụxy trong điều kiện sục khớ và khuấy trộn (50rpm).
- Bật chếđộ lờn men, chếđộđiều khiển pH trờn mỏy tớnh.
- Cấp dịch giống đó chuẩn bị vào thiết bị, thay đổi tốc độ khuấy trộn tới giỏ trị mong muốn (50-100rpm), đặt tốc độ thổi khớ để đảm bảo nồng độ O2 trong dịch lờn men >30%, điều khiển nhiệt độ bằng cỏch tuần hoàn nước núng hoặc nước lạnh vào vỏ ỏo nhiệt của thiết bị, pH được giữ ổn định ở pH 7.0±0,1oC, sử
dụng dung dịch PPG 0,1% để phỏ bọt nếu cú trong buồng lờn men.
- Tiến hành lấy mẫu tại điểm 0h để xỏc định độ sạch và mật độ tế bào của chủng giống trong dịch lờn men. Mẫu được lấy ở cỏc mốc 0h, 12h, 24h, 48h nuụi cấy và đem phõn tớch mật độ tế bào và mật độ bào tử.
- Giỏm sỏt trong quỏ trỡnh lờn men, khống chế cỏc thụng số sau giữổn định trong suốt quỏ trỡnh lờn men: pH: 7, toC: 30oC, DO: >30%.
Bước 3: Kết thỳc lờn men, thu sản phẩm
- Sau khi lấy mẫu 48h, hạ pH dịch lờn men xuống 4,5 và hạ nhiệt độ xuống 15oC nhằm kỡm chế quỏ trỡnh phỏt triển của Bt trong dịch lờn men.
- Mở van xả hơi nước, khử trựng cửa thu dịch sản phẩm lờn men của thiết bị trong 10 phỳt. Sau đú thu dịch sinh khối vào cỏc bỡnh chứa đó được khử trựng và giữ trong phũng giữởđiều kiện nhiệt độ 4oC.
Bước 4: Vệ sinh thiết bị
- Khi quỏ trỡnh thu dịch sản phẩm lờn men kết thỳc, tắt chế độ khuấy của thiết bị, thỏo điện cực pH, O2, vệ sinh sạch và giữ trong cỏc bỡnh chứa dung dịch bảo quản, tắt mỏy đun nước tạo hơị
- Thỏo ống dẫn axit, bazơ, dầu phỏ bọt ra khỏi hệ thống, vệ sinh sạch sẽ, khử trựng và bảo quan cho lần lờn men tiếp theọ
- Chuyển chế độ làm việc của hệ thống sang chế độ rửa để kớch hoạt bơm nước cú bổ sung xà phũng khụng tạo bọt, mở van xả nước rửa vệ sinh thiết bị. Sau khi bơm đủ lượng nước cần thiết, tắt bơm, chuyển hệ thống sang chế độ lờn men để kớch hoạt động cơ khuấy trộn để làm sạch buồng lờn men, tắt chế độ điều khiển nhiệt độ của thiết bị. Cho hệ thống khuấy trộn trong khoảng 10 phỳt sau đú mở van xảđể loại bỏ toàn bộ nước rửạ Quỏ trỡnh này được lặp lại nhiều lần với nước sạch. Sơđồ quỏ trỡnh lờn men như sau:
.
3c.Gắn điện cực lại vào thiết bị
2. Chuẩn bị và khử trựng cỏc húa chất sử dụng cho lờn men, axit, bazơvà dầu phỏ bọt 3b.Chuẩn điện cực pH và oxy 3ạ Khử trựng hệ thống lần 1 với nước (121oC, 15’), làm nguội 3d. Nuụi trong điều kiện nuụi lắc ở 30oC, 200rpm trong 12h 6. Lờn men:30oC, DO≥25%, pH≈7 Lấy mẫu định kỳ tại thời điểm 0h, 12h, 24h, 48h lờn men, phõn tớch: mật độ tế bào, số lượng bào tử
3d. Chuẩn bị dịch giống BT cho hệ thống (Vdịch = 2% V mụi trường) 7. Sau 48h, điều chỉnh pH dịch về 4,5; giảm nhiệt độ trong thiết bị xuống 15oC; thu sản phẩm kết thỳc quỏ trỡnh lờn men 8. Thỏo và vệ sinh điện cực pH và ụxy, rửa sạch thiết bị bằng nước và xà phũng khụng tạo bọt
5. Làm nguội mụi trường xuống 30oC; gắp cỏc đầu nạp axit, bazơ, dầu phỏ bọt; điều chỉnh pH; chuẩn lại điện cực ụxy (DO: 100%), cấp giống
4. Loại bỏ nước, nạp mụi trường vào thiết bị và khử trựng thiết bị với mụi trường (121oC, 30’)
1. Vệ sinh thiết bị bằng nước và xà phũng khụng tạo bọt