[email protected]
New Member
Download miễn phí Đề tài Công nghệ lên men Gluconic acid
Mục đích: thu hồi gluconic acid.
Các biến đổi:
Vật lý: dung dịch đổi màu đục, độ nhớt tăng
Hóa học: xảy ra phản ứng
Calcium gluconate + H2SO4 = gluconic acid + CaSO4
Hóa lý: sự tách làm hai pha rắn và lỏng, kết tủa sinh ra lắng xuống
Thiết bị: chọn thiết bị phản ứng có cánh khuấy
Thiết bị gồm: vỏ thép hàn có đáy hình nón và nắp phẳng làm bằng thép
chịu acid đậy kín bằng mặt lát gỗ. Bề mặt trong của thiết bị được chống gỉ bằng
lớp chịu acid. Bề mặt ngoài được phủ lớp cách nhiệt. Trong nắp thiết bị đặt máy
trộn bằng thép chịu acid, cửa nối để thoát khí ra khỏi thiết bị. Trong phần nối phía
dưới của thiết bị có khớp nối để nhận sản phẩm. Khớp nối bên trong dùng để nạp
acid H2SO4. Ở nắp và phần nón bên dưới có các cửa - khe nhìn để sửa chữa, làm
sạch và khảo sát thiết bị.
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
đầu, có nhiều cuống nhỏ. Tùyloại có cuống nhỏ 1 tầng hay 2 tầng. Tất cả cuống nhỏ có hình chai và gọi là tế
bào hình chai, khi trưởng thành sinh ra các đính bào tử ở đầu cuống. Các đính bào
tử xếp thành chuỗi dài và càng tận cùng càng lớn dần. Những chuỗi đính bào tử
xếp đối xứng từng quả tròn trên chóp nang trông như đóa hoa cúc. Đính bào tử
điển hình thường hình cầu, đơn bào, đa hạch bề mặt xù xì. Do cuống sinh bào tử
và đính bào tử có màu sắc nên màu của chúng trở thành màu của khuẩn lạc mốc.
Các khuẩn lạc của mốc Aspergillus thường là: vàng, vàng lục, đen, tro, nâu.
Đặc điểm của giống Aspergillus là giàu các enzyme thủy phân ngoại bào
(amylase, protease, pectinase, lipase…). Hiện nay người ta sử dụng rộng rãi loài
Aspergilus vào công nghiệp thực phẩm và một số ngành khác để thu acid hữu cơ
và enzyme. Một trong những chủng được nghiên cứu kỹ trong phòng thí nghiệm
và các quá trình sản xuất là Aspergilus niger. Chủng này trong quá trình phân hủy
các glucid có khả năng tích lũy ở môi trường một lượng acid hữu cơ và enzyme
khá lớn.
2.2 Giới thiệu về Aspergillus niger
Nhóm Aspergillus niger
Giống Aspergillus
Họ Aspergillaceae
Bộ Moniliales
Lớp Fungi imperfecti
Vị trí phân loại của Aspergilus niger:
Thuộc bộ các khuẩn (Plectascales), họ Aspergillaceae, lớp Ascomycetes.
Hội nghị Utrecht năm 1952 công nhận như sau: Ở giai đoạn đỉnh bào tử -
giai đoạn phát triển chính của A. niger người ta xác định chúng thuộc bộ
Moniliales, lớp nấm bất toàn (Deuteromycetes). Ở giai đoạn hình thành túi
bào tử thì chúng thuộc bộ Plectascales, lớp nấm túi Ascomycetes.
Gluconic acid
GVHD: PGS. TS. Lê Văn Việt Mẫn
Trang 7
Hình 1: Nấm mốc Aspergillus niger
Aspergillus niger phát triển mạnh trên môi trường thạch malt và tạo thành
bào tử dài khoảng 7-10 micromet, khuẩn lạc màu đen, trên những cuống bào tử có
vô số những bào tử. Cuống bào tử có hai phần: phần thứ nhất dài và to, khoảng 2-3
micromet có màu nâu nhạt hay hoàn toàn đen.
Chủng nấm mốc này có thể chịu được pH thấp 2.1-2.2, nhiệt độ thích hợp
là 30-33oC và dễ phát triển trên môi trường tinh bột.
Aspergillus niger được dùng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm để thu
nhận các acid hữu cơ như citric acid, gluconic acid, fumaric acid.... Ngoài ra nó
còn ứng dụng để thu nhận các chế phẩm enzyme như: amylase, protease,
pectinase, glucoseoxydase…
2.3 Tiêu chẩn chọn giống
Là chủng nấm mốc thuần khiết, không lẫn các chủng vi sinh vật khác.
Khả năng thích ứng cao, sinh sản mạnh.
Lên men đường glucose với hiệu suất cao, thời gian lên men ngắn, sản
phẩm chính là gluconic acid chiếm tỷ lệ cao.
Sau khi lên men dễ tách sinh khối và sản phẩm.
Khả năng bảo quản dễ dàng, các đặc tính di truyền được bảo tồn trong suốt
thời gian bảo quản và sử dụng.
2.4 Môi trường nuôi cấy
Trong sản xuất gluconic acid môi trường nuôi cấy cần đáp ứng các yêu cầu
sau:
Nồng độ glucose ở mức cao: 150 – 250gL-1
Hàm lượng nitơ thấp: khoảng 20 mM nitơ
Hàm lượng phospho thấp
Bổ sung thêm các chất khoáng, theo Bern Haure (1928) cần thêm 0.7 – 13
mM mangan
pH thích hợp cho nấm mốc phát triển: 4.5 – 6.5, dưới pH < 3 ức chế
enzyme glucose oxydase
Tốc độ sục khí cao: có thể lên đến 4 bar
Gluconic acid
GVHD: PGS. TS. Lê Văn Việt Mẫn
Trang 8
Chương 3: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
Trong quá trình sản xuất gluconic acid tùy thuộc và tác nhân trung hòa là
NaOH hay CaCO3, điều kiện lên men mà sản phẩm thu nhận có thể là các sản
phẩm khác nhau như gluconic acid, calcium gluconate, sodium gluconate. Vì mỗi
sản phẩm đều có những vai trò hết sức khác nhau trong lĩnh vực dược phẩm hay
trong lĩnh vực thực phẩm.
3.1 Sơ đồ khối
Trong khuôn khổ bài báo cáo chúng tui có đưa ra 3 quy trình công nghệ
khác nhau dựa theo sản phẩm thu nhận.
Quy trình công nghệ sản xuất gluconic acid và calcium gluconate
Gluconic acid
GVHD: PGS. TS. Lê Văn Việt Mẫn
Trang 9
Quy trình công nghệ sản xuất sodium gluconate
3.2 Sơ đồ thiết bị:
Chuẩn bị môi trường
Thanh trùng
Lên men
Lọc
Cô đặc
Tiệt trùngNhân giống
Nguyên liệu
Giống VSV NaOH
Cặn
Sodium
gluconate
Gluconic acid
GVHD: PGS. TS. Lê Văn Việt Mẫn
Trang 10
Chương 4: GIẢI THÍCH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
4.1 Xử lý mật rỉ
Mục đích:
Tiêu diệt hệ vi sinh vật gây bệnh ngoại trừ Bacillus, Clostridium.
Tiêu diệt / ức chế các vi sinh vật khác trong môi trường.
Tách các chất không hòa tan trong mật rỉ.
Các biến đổi:
Vật lý: có sự thay đổi về gradient nhiệt độ.
Sinh học: các vi sinh vật bị tiêu diệt.
Thiết bị:
Hình 2: Thiết bị xử lý nhiệt mật rỉ
Cấu tạo: thiết bị hình trụ, đáy côn, làm bằng thép không rỉ. Bên trong có hệ
thống ống xoắn để gia nhiệt, bên ngoài có lớp vỏ áo để làm nguội. Động cơ gắn
với cánh khuấy giúp cho quá trình đảo trộn nguyên liệu.
Thông số công nghệ: thực hiện tuần tự theo các bước sau:
Pha loãng mật rỉ với nước (45 – 50%)
Môi trường được đun nóng đến một nhiệt độ nhất định (90 - 1000C)
Giữ ở nhiệt độ đó trong khoảng thời gian 45 – 60 phút.
Làm nguội đến nhiệt độ cần thiết (33-350C đối với đa số nấm mốc)
Sau khi làm nguội nguyên liệu được cho qua thiết bị ly tâm để tách các tạp
chất không tan
Gluconic acid
GVHD: PGS. TS. Lê Văn Việt Mẫn
Trang 11
Hình 3: Thiết bị ly tâm làm sạch mật rỉ
Cấu tạo: thiết bị có dạng hình trụ, bên trong có bố trí các thanh chặn. Khi
động cơ truyền động cho rôto bên trong quay, dưới tác động của lực ly tâm các
cấu tử không tan sẽ bị văng ra, giữ lại trên các thanh chặn.
Thông số công nghệ:
Đường kính trong của rôto: 1000 mm
Số vòng quay lớn nhất: 1500 vòng/phút
4.2 Phối trộn
Mục đích: chuẩn bị môi trường lên men cho nấm mốc sinh trưởng, phát triển và
sinh tổng hợp gluconic acid
Thành phần môi trường
Môi trường bao gồm:
Glucose 110-150 g L-1
(NH4)2HPO4 0.388 g L-1
KH2PO4 0.188 g L-1
MgSO4. 7H2O 0.156 g L-1
CaCO3 26 g L-1
Môi trường được chỉnh ở pH = 6.5
Các biến đổi:
Vật lý: độ nhớt của dung dịch tăng lên do các cấu tử rắn hòa tan vào dung
dịch glucose
Hóa lý: sự chuyển pha rắn sang lỏng của các muối vô cơ trong môi trường
hòa tan vào dung dịch khi khuấy trộn.
Gluconic acid
GVHD: PGS. TS. Lê Văn Việt Mẫn
Trang 12
Thiết bị: chọn thiết bị trộn có cánh khuấy mái chèo.
Hình 4: Thiết bị khuấy trộn
Cấu tạo thiết bị bao gồm 1 thùng khuấy, bên trong có gắn 2 cánh khuấy mái
chèo được đặt lệch tâm, thành thùng khuấy đặt các thanh chặn. Thiết bị này dùng
cho chất lỏng có độ nhớt trung bình.
Thông số công nghệ:
Tốc độ khuấy: 200 rPhần mềm
pH = 6.5 (hiệu chỉnh bằng H2SO4)
4.3 Nhân giống
Mục đích: làm gia tăng lượng tế bào (tăng sinh khối), nhằm tích lũy đủ số lượng
bào tử cần thiết để cấy vào môi trường lên men.
Phương pháp thực hiện: trong công nghiệp sản xuất gluconic acid quá trình nhân
giống vi sinh vật thường được thực hiện bằng phương pháp nuôi cấy tĩnh (nuôi cấy
theo từng mẻ - batch culture). Nhân giống trên môi trường lỏng rất ít được sử
dụng, lý do thời gian nuôi kéo ...