Đang tải... (xem toàn văn)
LỜI NÓI ĐẦUTrong quá trình sống của thế giới vi sinh vật luôn xảy ra các phản ứng hóa sinh, chuyển hóa vật chất. Các phản ứng này gắn chặt với sự có mặt của các enzim (hay còn gọi là fecman, fecman bắt nguồn từ chữ la tinh có nghĩa là sủi bọt). Tất cả các quá trình biến đổi sinh hóa điều xảy ra dưới tác dụng của các hệ enzim. Ngày nay người ta đã biết tới hàng ngàn enzim, như mới thu được ở dạng tinh khuyết khoảng vài trăm. Hàng năm số enzim biết được ngày một tăng.Enzim là chất xúc tác sinh học, có bản chất protein, hòa tan trong nước và trong dung dịch muối loãng. Enzim có phân tử lượng lớn từ 20.000 đến 1.000.000 dalton nên không qua được màng bán thấm.Enzim là những chất không thể điều chế được bằng phương pháp tổng hợp hóa học, mà người ta thường thu nhận chúng từ nguồn tế bào động vật, thực vật hoặc vi sinh vật. Trong hàng trăm enzim được sử dụng trong công nghiệp hơn một nữa được sản xuất từ nấm mốc, và nấm men, trên một phần ba từ vi khuẩn còn lại từ nguồn động vật 8%, và thực vật 4%.Enzim được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau nhưng chủ yếu là trong công nghiệp thực phẩm, trong công nghiệp thực phẩm enzim ứng dụng với nhiều mục đích và tác động ở nhiều mức độ khác nhau. Người ta có thể sử dụng tác động của enzim để điều chỉnh những khiếm khuyết tự nhiên của nguyên liệu. Enzim có thể tham gia cải thiện hoặc tiêu chuẩn hóa các quá trình chuyển hóa, từ đó cho phép nhận được các sản phẩm có chất lượng cao hơn, đặc biệt enzim cũng có thể can thiệp vào chính quá trình chế biến và đóng vai trò công cụ công nghệ. Nhờ tác động của enzim chúng ta có thể nhận được các sản phẩm trung gian hay cuối cùng khác nhau.Ngoài ra enzim còn đóng vai trò quan trọng trong các ngành công nghiệp khác như công nghiệp dệt, nhuộm, sản xuất giấy và bột giấy, trong công nghiệp thuộc da, bột giặt và các chất tẩy rửa, đặc biệt trong công nghiệp dược phẩm và y tế… Qua đó cho thấy tầm quan trọng, sự ảnh hưởng sâu sắc của enzim đến các ngành công nghiệp khác vì vậy sự ra đời và phát triển ngành công nghiệp enzim là hết sức cần thiết. Cho đến nay chế phẩm enzim đã trở thành mặt hàng có tính thương mại toàn cầu. Nhưng ở Việt Nam công nghệ enzim chưa phát triển. Các nghiên cứu có đề cập đến hầu hết các loại enzim có nguồn gốc khác nhau nhưng chưa có enzim nào được sản xuất theo quy mô công nghiệp.Trên cơ sở đó tôi được bộ môn giao cho thiết kế nhà máy sản xuất chế phẩm enzim α_amylaza thô dạng bột có nguồn gốc từ vi sinh vật theo phương pháp bề sâu năng suất 200m3ngày.Tuy nhiên, do kiến thức còn hạn chế, thời gian thiết kế có hạn, hơn nữa tài liệu tham khảo không nhiều nên bài viết còn nhiều thiếu sót mong được sự đóng góp của thầy cô và các bạn là điều cần thiết.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 1 - Khoa Hoá kỹ thuật LỜI NÓI ĐẦU Trong quá trình sống của thế giới vi sinh vật luôn xảy ra các phản ứng hóa sinh, chuyển hóa vật chất. Các phản ứng này gắn chặt với sự có mặt của các enzim (hay còn gọi là fecman, fecman bắt nguồn từ chữ la tinh có nghĩa là sủi bọt). Tất cả các quá trình biến đổi sinh hóa điều xảy ra dưới tác dụng của các hệ enzim. Ngày nay người ta đã biết tới hàng ngàn enzim, như mới thu được ở dạng tinh khuyết khoảng vài trăm. Hàng năm số enzim biết được ngày một tăng. Enzim là chất xúc tác sinh học, có bản chất protein, hòa tan trong nước và trong dung dịch muối loãng. Enzim có phân tử lượng lớn từ 20.000 đến 1.000.000 dalton nên không qua được màng bán thấm. Enzim là những chất không thể điều chế được bằng phương pháp tổng hợp hóa học, mà người ta thường thu nhận chúng từ nguồn tế bào động vật, thực vật hoặc vi sinh vật. Trong hàng trăm enzim được sử dụng trong công nghiệp hơn một nữa được sản xuất từ nấm mốc, và nấm men, trên một phần ba từ vi khuẩn còn lại từ nguồn động vật 8%, và thực vật 4%. Enzim được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau nhưng chủ yếu là trong công nghiệp thực phẩm, trong công nghiệp thực phẩm enzim ứng dụng với nhiều mục đích và tác động ở nhiều mức độ khác nhau. Người ta có thể sử dụng tác động của enzim để điều chỉnh những khiếm khuyết tự nhiên của nguyên liệu. Enzim có thể tham gia cải thiện hoặc tiêu chuẩn hóa các quá trình chuyển hóa, từ đó cho phép nhận được các sản phẩm có chất lượng cao hơn, đặc biệt enzim cũng có thể can thiệp vào chính quá trình chế biến và đóng vai trò công cụ công nghệ. Nhờ tác động của enzim chúng ta có thể nhận được các sản phẩm trung gian hay cuối cùng khác nhau. Ngoài ra enzim còn đóng vai trò quan trọng trong các ngành công nghiệp khác như công nghiệp dệt, nhuộm, sản xuất giấy và bột giấy, trong công nghiệp thuộc da, bột giặt và các chất tẩy rửa, đặc biệt trong công nghiệp dược phẩm và y tế… ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZIM α – AMYLAZA THEO PHƯƠNG PHÁP BỀ SÂU VỚI NĂNG SUẤT 200 m 3 /ngày. SVTH: Phan Văn Khôi - Lớp: 04SH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 2 - Khoa Hoá kỹ thuật Qua đó cho thấy tầm quan trọng, sự ảnh hưởng sâu sắc của enzim đến các ngành công nghiệp khác vì vậy sự ra đời và phát triển ngành công nghiệp enzim là hết sức cần thiết. Cho đến nay chế phẩm enzim đã trở thành mặt hàng có tính thương mại toàn cầu. Nhưng ở Việt Nam công nghệ enzim chưa phát triển. Các nghiên cứu có đề cập đến hầu hết các loại enzim có nguồn gốc khác nhau nhưng chưa có enzim nào được sản xuất theo quy mô công nghiệp. Trên cơ sở đó tôi được bộ môn giao cho thiết kế nhà máy sản xuất chế phẩm enzim α_amylaza thô dạng bột có nguồn gốc từ vi sinh vật theo phương pháp bề sâu năng suất 200m 3 /ngày. Tuy nhiên, do kiến thức còn hạn chế, thời gian thiết kế có hạn, hơn nữa tài liệu tham khảo không nhiều nên bài viết còn nhiều thiếu sót mong được sự đóng góp của thầy cô và các bạn là điều cần thiết. ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZIM α – AMYLAZA THEO PHƯƠNG PHÁP BỀ SÂU VỚI NĂNG SUẤT 200 m 3 /ngày. SVTH: Phan Văn Khôi - Lớp: 04SH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 3 - Khoa Hoá kỹ thuật CHƯƠNG 1 LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT Để thúc đẩy nền kinh tế cũng như thực hiện công cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước ở miền trung, nhiều khu công nghiệp đã được xây dựngvà trên đà phát triển trong đó có khu công nghiệp Hoà Cầm tại Đà Nẵng. Song song với sự phát triển của các ngành như: nông nghiệp, công nghiệp, y tế, du lịch, dệt may, công nghiệp thực phẩm… thì enzim cũng đóng một vai trò hết sức quan trọng, vì nó ảnh hưởng trực tiếp đền các nghành công nghiệp khác,thông thường mà là nguồn nguyên liệu không thể thiếu được cho các ngành trên vả lại ở đây có nguồn nguyên liệu dồi dào và giải quyết công ăn việc làm cho nhiều người do tốc độ đô thị hóa ngày càng nhanh, nên khu công nghiệp Hòa Cầm nhanh chóng thu hút được nhiều nhà đầu tư và nhanh chóng trở thành khu công nghiệp lý tưởng, sản phẩm làm ra với mục đích tiêu thụ ở các thị truờng miền trung, Tây Nguyên, đi xa hơn nữa là thâm nhập được vào thị trường của các nước trên thế giới đặc biệt là trong bối cảnh Việt Nam đang tham gia vào WTO. Chính vì lý do đó mà tôi quyết định xây dựng một nhà máy sản xuất enzim amylaza theo phương pháp nuôi cấy bề sâu với chủng nấm móc là Aspergilus oryzae 3-9-15, năng suất 200m 3 /ngày tại khu công nghiệp Hoà Cầm. 1.1 Đặc điểm tự nhiên: Việc chọn thành phố Đà Nẵng làm địa diểm xây dựng nhà máy mang lại cho chúng ta rất nhiều thuận lợi về mặt tự nhiên. Đà Nẵng là thành phố lớn thứ 3 cả nước sau thành phố Hồ Chí Minh và Hà Nội với vị trí địa lý rất lý tưởng: phía Bắc giáp tỉnh Thừa Thiên Huế, phía Nam và phía Tây là tỉnh Quảng Nam, còn Phía Đông là biển Đông rộng lớn. Đặc biệt với dòng sông này nối liền với Vịnh, đã làm cho Đà Nẵng trở thành cảng biển lớn nhất khu vực miền Trung. Khí hậu Đà Nẵng chia ra làm hai mùa, mùa nắng từ tháng 1 đến tháng 8, mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 12, nhiệt độ trung bình khoảng 28 0 C, độ ẩm tương đối trung bình 28%, hướng gió chủ yếu là Đông Nam. Với điều kiện tự nhiên, khí hậu ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZIM α – AMYLAZA THEO PHƯƠNG PHÁP BỀ SÂU VỚI NĂNG SUẤT 200 m 3 /ngày. SVTH: Phan Văn Khôi - Lớp: 04SH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 4 - Khoa Hoá kỹ thuật như vậy việc xây dựng nhà máy sản xuất enzim amylaza nói là hoàn toàn có cơ sở (không ảnh hưởng đến cuộc sống dân cư tại đây). Hơn thế nữa điều kiện đất đai, khi hậu của Quảng Nam, Đà nẵng thuận lợi cho việc trồng các loại cây giàu tinh bột như: lúa, ngô, khoai, sắn… 1.2 Nguồn nguyên liệu : Tuy ngành nông nghiệp của Đà Nẵng không được xếp vào loại phát triển trong vùng nhưng nó rất gần với Quảng Nam, Bịnh Định các tỉnh có ngành nông nghiệp vượt trội so với Đà Nẵng kể cả về diện tích lẫn chất lượng cây nông nghiệp. Ngô ở Quảng Nam rất nổi tiếng, đặc biệt là ngô Hội An. Ngoài ra, Huế cũng rất dồi dào về các loại sản phẩm nông nghiệp. Đặc biệt với việc thông hầm Đèo Hải Vân thì việc giao thông đi lại giữa hai thành phố và các tỉnh thành phía Bắc không còn gặp trở gại lớn như trước nữa. 1.3 Hợp tác hoá : Nhà máy đặt trong khu công nghiệp nên việc hợp tác hóa, liện hợp hóa được tiến hành chặt chẽ, do đó việc sử dụng những công trình điện, nước, giao thông, cũng như việc nhập nguyện liệu và tiêu thụ sản phẩm… được tiến hành thuận lợi cho nên giảm bớt được vốn đầu tư xây dựng, rút ngắn thời gian hoàn vốn, đồng thời tận dụng tuần hoàn các sản phẩm phụ tránh được ô nhiễm môi trường. 1.4 Nguồn cung cấp điện : Nguồn cung cấp điện cho nhà máy lấy từ mạng điện lưới quốc gia, nhờ trạm biến áp 110KV có dòng điện tiêu thụ với điện áp 220/380V. Để đề phòng mất điện nhà máycó lắp đặt thêm máy phát điện dự phòng. 1.5 Nguồn cung cấp nhiệt : Hơi nước được dùng để tiệt trùng thiết bị, thanh trùng môi trường,… sẽ do nhà máy tự cung cấp. Do đó, cần có lò hơi riêng, áp suất của hơi dùng là 3at, nhiên liệu dùng để đốt lò là dầu nặng (dầu FO). Tác nhân làm lạnh là NH 3 , dầu bôi trơn…được nhập từ bên ngoài. ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZIM α – AMYLAZA THEO PHƯƠNG PHÁP BỀ SÂU VỚI NĂNG SUẤT 200 m 3 /ngày. SVTH: Phan Văn Khôi - Lớp: 04SH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 5 - Khoa Hoá kỹ thuật 1.6 Nguồn nước và vấn đề nước thải nhà máy: Nước là nhu cầu không thể thiếu được, nguồn nước cung cấp cho nhà máy được lấy từ công ty cấp nước Đà Nẵng. Để chủ động nguồn nước nhà máy có thể tự xây dựng thêm các bể chứa nước. Toàn bộ nước của nhà máy có chỉ số COD cao và BOD thấp cho nên cần phải xử lý đạt được yêu cầu cho phép trước khi thải ra ra ngoài môi trường. 1.7 Giao thông : Để thuận lợi cho việc nhập nguyên vật liệu, trang thiết bị, bao bì, nhiên liệu… và xuất sản phẩm ra khỏi nhà máy thì giao thông đóng một vai trò quan trọng. Những năm gần đây thành phố Đà Nẵng liên tục nâng cấp cơ sở hạ tầng, mạng lưới giao thông đô thị , cảng biển, sân bay ngày càng khang trang hiện đại cho nên rất thuận tiện. 1.8 Nguồn lao động : Là những người am hiểu về vi sinh vật cũng như về enzim chủ yếu là kỹ sư tốt nghiệp ngành công nghệ sinh học từ các trường đại học trong và ngoài nước. 1.9 Năng suất nhà máy : Nhà máy được thiết kế theo năng suất đủ cung cấp cho toàn miền trung lượng chế phẩm ezim kỹ thuật được sản xuất ra trong ngày là 200m 3 /ngày. Nói tóm lại, việc xây dựng phân xưởng sản xuất enzim amylaza ở vị trí này cũng tương đối phù hợp cho sự sinh tổng hợp enzim amylaza của nấm mốc Aspergilus oryzae 3-9-15 có hoạt lực cao. ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZIM α – AMYLAZA THEO PHƯƠNG PHÁP BỀ SÂU VỚI NĂNG SUẤT 200 m 3 /ngày. SVTH: Phan Văn Khôi - Lớp: 04SH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 6 - Khoa Hoá kỹ thuật CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGUYÊN LIỆU 2.1 Giới thiệu chung về nguyên liệu: Thành phần môi trường là những nhân tố có tác động sống của vi sinh vật và sinh tổng hợp enzim. Đướng bên quan điểm điều khiển sinh tổng hợp các sản phẩm theo chủ đích thì thành phần môi trường dinh dưỡng phải đáp ứng được yêu cầu đó là độ hoàn thiện đảm bảo. Trong thành phần môi trường phải có đủ các chất đảm bảo được sự sinh trưởng bình thường của vi sinh vật và tổng hợp của enzim. Vi sinh vật muốn phát triển được cần phải có các nguồn cung cấp các hợp chất chứa C, H, N, và O. Trong thành phần môi trường cũng phải có chứa các chất khoáng như: Mg, Ca, P, S, Fe, K và một số chất khác nữa. 2.1.1Nguồn cacbon: Amylaza là enzim cảm ứng điển hình, do đó trong môi trường cần phải có chất cảm ứng. Chất cảm ứng tốt nhất cho sinh tổng hợp enzim amylaza là tinh bột, sau đó là dextrin và đường maltoza…Nhưng môi trường giàu glucoza lại có thể kiềm hảm quá trình sinh tổng hợp enzim amylaza. Nguồn cacbon này rất giàu trong các hạt hoà thảo như: lúa, ngô, bắp, Bobo… Ngoài ra nồng độ tinh bột và các nguồn cacbon khác cũng có ảnh hưởng lớn đến sự tạo thành các enzim riêng biệt của hệ amylaza khi nuôi chủng Asp. Oryzae 3 – 9 – 15 ở đây ta quan tâm nguồn cacbon là bột ngô. Ngô là những cây lương thực trồng phổ biến trên thế giới. Cây ngô rất dễ trồng, thích hợp với nhiều loài khí hậu, kể cả nhiệt đới, cận nhiệt đới và ôn đới. Tuy nhiên nó cũng khó phát triển ở những vùng xứ lạnh. Ngô có nhiều chủng, giống khác nhau về dấu hiệu thực vật như: Hình dạng bắp, hình dáng và kích thước hạt, đặc biệt là khác nhau về ý nghĩa sử dụng. Dựa vào những đặc trưng đó mà người ta chia ngô ra làm các loại chủ yếu sau: ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZIM α – AMYLAZA THEO PHƯƠNG PHÁP BỀ SÂU VỚI NĂNG SUẤT 200 m 3 /ngày. SVTH: Phan Văn Khôi - Lớp: 04SH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 7 - Khoa Hoá kỹ thuật a. Ngô đá: Ngô đá có bắp lớn, đầu bắp hình tròn, hạt có màu trắng hơi vàng đôi khi màu tím. Nội nhũ có màu trắng trong, chỉ có ít ở lõi hạt có màu trắng đục. Hàm lượng tinh bột khoảng 56% đến 76% trong đó amyloza là 21% còn lại là amylopectin. b. Ngô bột: Bắp dài khoảng 17 đến 20cm hạt đầu hơi tròn màu trắng, phôi lớn. Hàm lượng tinh bột khoảng 55 đến 80% trong đó 20% là amyloza, 80% là amylopectin. Hạt ngô bột mềm, dễ nghiền thành bột nhưng khó sản xuất ngô mảnh thường dùng trong kỷ nghệ tinh bột rượu bia. c. Ngô sáp: Ngô sáp hay còn gọi là ngô nếp đầu hạt ngô tròn, hạt nhỏ màu trắng đục. Phần ngoài của nội nhũ có màu trắng trong, phần trong lõi có màu trắng đục. Hàm lượng tinh bộ tới 60% và hầu như chỉ chứa amylopectin. Khi nấu ngô mềm, dẻo. d. Ngô đường: Ngô đường hạt nhăn nheo, vỏ màu vàng hoặc màu trắng. Hàm lượng tinh bột trong nội nhũ rất thấp, khoảng 25% đến 37%, nhiều dextrin và đường 19% đến 31% tinh bột của ngô đường chứa phần lớn là amyloza 60% đến 98%, amylopectin chiếm một phần nhỏ khoảng 20% đến 40%. e. Ngô răng ngựa: Ngô răng ngựa có bắp to, có thể dài tới 25cm. Đầu hạt lõm trông giống như răng ngựa. Vỏ hạt màu vàng, đôi khi màu trắng. Hàm lượng tinh bột khoảng 60% đến 63% gồm 21% amyloza, 79% amylopectin. Khi nghiền ngô răng ngựa cho nhiều bột ít mảnh vì vậy được dùng trong sản xuất bột. Sau khi ngô đã tách phôi tạo thành ngô mảnh có thành phần trung bình như bảng sau: ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZIM α – AMYLAZA THEO PHƯƠNG PHÁP BỀ SÂU VỚI NĂNG SUẤT 200 m 3 /ngày. SVTH: Phan Văn Khôi - Lớp: 04SH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 8 - Khoa Hoá kỹ thuật Thành hoá học trung bình của ngô mảnh: Stt Thành phần Đơn vị Số lượng 1 Protein % 8,5% 2 Lipit % 3,2 3 Gluxit % 71,8 4 Xenlulo % 1,7 5 Tro % 0,8 6 Natri mg/100g 10,4 7 Kali mg/100g 310,6 8 Canxi mg/100g 30,0 9 Photpho mg/100g 190,0 10 Magiê mg/100g 85 11 Sắt mg/100g 2,3 12 Kẽm mg/100g 1,4 13 Đồng mg/100g 0,16 14 Mangan Mg/100g 0,5 15 Coban Mg/100g 22,4 16 Molipden Mg/100g 3 2.1.2. Nguồn Nitơ: Nguồn nitơ đối với vi sinh vật cho enzim có thể là các hợp chất hữu cơ phức tạp (protein), dịch thuỷ phân của chúng và muối vô cơ. - Nguồn nitơ hữu cơ: Nước chiết mầm mạch, nước chiết ngô, dịch thuỷ phân casein… - Nguồn nitơ vô cơ: Trong thành phần môi trường có thể có ở dạng các muối amon và natri. Các muối amon và phức các hợp chất hữu cơ có chứa nitơ ở dạng khử nên vi sinh vật nhanh chóng dễ dàng sử dụng nó, còn nitrat đầu tiên phải khử rồi sau đó vi sinh vật mới hấp thụ. Theo nghiên cứu của( Fenikxova, Dvatova, 1960) Thì khi nuôi Asp. Oryzae 3- 9 – 15 trên môi trường bột ngô chủng này tạo α - amylaza hoạt động khi có mặt (NH 4 ) 2 HPO 4 và NH 4 NO 3 . 2.1.3. Nguồn khoáng đa lượng và vi lượng: ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZIM α – AMYLAZA THEO PHƯƠNG PHÁP BỀ SÂU VỚI NĂNG SUẤT 200 m 3 /ngày. SVTH: Phan Văn Khôi - Lớp: 04SH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 9 - Khoa Hoá kỹ thuật Sự có mặt của các nguyên tố vô cơ(đa lượng và vi lượng) ảnh hưởng lớn đến sự sinh tổng hợp enzim. P, S rất cần cho vi sinh vật, vì chúng tham gia vào thành phần của những chất quan trọng của tế bào như: nucletit, protein, enzim, lipit, vitamin…Photpho còn tham gia vào rất nhiều phản ứng trao đổi chất của tế bào. Các nguyên tố như: Fe, Zn, Cu, Co … rất cần thiết cho vi sinh vật để cấu tạo nên một loại enzim tuy chỉ một lượng rất nhỏ. Phần lớn các nguyên tố vi lượng được đưa vào môi trường cùng với nước( vì chúng hoà tan với nước) và các nguyên liệu hữu cơ như: bột đậu nành, nước chiết mầm mạch. Các nguyên tố đa lượng thì đưa vào thành phần môi trường ở dạng các muối vô cơ như: KH 2 PO 4 , MgSO 4 .7H 2 O, NaNO 3 … - Mg 2+ có ảnh hưởng đến sự bền nhiệt của enzim. Thiếu MgSO 4 sẽ có ảnh hưởng sấu đến sự tổng hợp mọi enzim amylaza bỡi nấm sợi( theo Fenkxova, Mxaeva 1967). - Photpho cần để tổng hợp các phần quan trọng của sinh chất(axit nuclephotpholipit) và nhiều côenzim(adenosine – photphat, thiamin), đồng thời để photphoril hoá gluxit trong quá trình oxy hoá sinh học. - Ca 2+ cần cho tổng hợp và ổn định α – amylaza hoạt động vì nó là cấu tử không thể thiếu được của enzim này. Canxi còn có tác dụng bảo vệ amylaza khỏi tác dụng của proteinaza( theo Hsin et miloza, 1964). - Lưu huỳnh với hàm lượng 0,04g/ml môi trường là thích hợp nhất cho Asp. Oryzae 3 - 9 – 15 tạo amylaza 200 đến 500đv/100ml. - Tỷ lệ giữa cacbon và nitơ trong môi trường dinh dưỡng cacbon và nitơ có ý nghĩa lớn đối với sinh tổng hợp sinh khối vi sinh vật và sự tạo thành amylaza tỷ lệ tối ưu là 10:1 đến 40:1. 2.1.4. Nước: Nước là thành phần cơ bản nhất và thường được sử dụng với số lượng lớn trong nuôi cấy vi sinh vật. Do đó, chất lượng nước phải đảm bảo để không sảy ra những phản ứng hoá học khi tiến hành lên men hoặc không để sảy ra những tác động của vi sinh vật lạ xâm nhập từ nước vào quá trình lên men. Chất lượng nước phải xem ở 3 chỉ số. ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZIM α – AMYLAZA THEO PHƯƠNG PHÁP BỀ SÂU VỚI NĂNG SUẤT 200 m 3 /ngày. SVTH: Phan Văn Khôi - Lớp: 04SH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 10 - Khoa Hoá kỹ thuật - Độ cứng. - Khả năng oxy hoá. - Vi sinh vật đặc biệt là những vi sinh vật gây bệnh. • Độ cứng của nước được thể hiện bằng sự có mặt của ion Ca 2+ và Mg 2+ có trong nước. Muối cacbonat hai ion này cũng biểu hiện độ cứng tạm thời. Còn các ion khác như ion: Cl - , SO 4 2- , NO 3 - , là biểu hiện độ cứng vĩnh cửu. Độ cứng của nước được tính bằng mg đương lượng trong lít nước, một mg đương lượng tương với 20,04mg Ca 2+ hoặc 12,16mg Mg 2+ /lít nước. Nước được dùng trong lên men phải có độ cứng chung không quá 7mg đuơng lượng. • Độ oxy hoá của nước cho biết mức độ nhiểm bẩn của nước bỡi các chất hữu cơ chỉ số này được biểu hiện bằng mg O 2 /lít. • Chỉ số về vi sinh vật là một chỉ số quan trọng, nó biểu hiện sự nhiểm bẩn sinh học. Nước chứa nhiều vi sinh vật sẽ không được sử dụng trong các quá trình lên men. Chỉ tiêu vi sinh vật trong nước dùng trong quá trình lên men được xác định theo các chỉ tiêu sau: - Tổng số hiếu khí phải nhỏ hơn 100 tế bào/lít. - Chuẩn độ coli (ml) không quá 300 - Chỉ số coli tế bào/lít không quá 3. Ngoài ra còn có một số chỉ tiêu quan trọng khác cần xác định là: - Cặn khô: 1000mg/lít. - Cặn sunfat: 500mg/lít. - Cặn clorua: 350mg/lít. 2.1.5 Chủng vi sinh vật: a. Yêu cầu giống vi sinh vật trong công nghệ enzim: - Giống vi sinh vật phải có khả năng tổng hợp enzim mà ta cần. - Giống vi sinh vật phải có khả năng thích ứng rất nhanh và phát triển mạnh. - Ngoài khả năng sinh tổng hợp enzim mạnh, giống vi sinh vật ứng dụng trong sản suất enzim phải có khả năng sinh sản phát triển mạnh. ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZIM α – AMYLAZA THEO PHƯƠNG PHÁP BỀ SÂU VỚI NĂNG SUẤT 200 m 3 /ngày. SVTH: Phan Văn Khôi - Lớp: 04SH [...]... trung hòa THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZIM α – AMYLAZA THEO PHƯƠNG PHÁP BỀ SÂU VỚI NĂNG SUẤT 200 m3/ngày ĐỀ TÀI: SVTH: Phan Văn Khôi - Lớp: 04SH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 30 - Khoa Hoá kỹ thuật THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZIM α – AMYLAZA THEO PHƯƠNG PHÁP BỀ SÂU VỚI NĂNG SUẤT 200 m3/ngày ĐỀ TÀI: SVTH: Phan Văn Khôi - Lớp: 04SH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 31 - Khoa Hoá kỹ thuật Tính các thông số kỷ thuật: Thân thiết bị... 8580,8 (lít) 100 THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZIM α – AMYLAZA THEO PHƯƠNG PHÁP BỀ SÂU VỚI NĂNG SUẤT 200 m3/ngày ĐỀ TÀI: SVTH: Phan Văn Khôi - Lớp: 04SH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 20 - Khoa Hoá kỹ thuật 4.2.2 Tính cân bằng vật chất cho một ngày sản xuất: Năng suất cho một ngày sản xuất theo bán thành phẩm là 200. 000 lít chế phẩm enzim thô 4.2.2.1 Lượng ngô mảnh cần cho một ngày sản xuất. (Gnm) Gnm = 2000 00.1000 =... = 8800.289 = 254 3200( kg/năm) CHƯƠNG 5 CHỌN VÀ TÍNH THIẾT BỊ THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZIM α – AMYLAZA THEO PHƯƠNG PHÁP BỀ SÂU VỚI NĂNG SUẤT 200 m3/ngày ĐỀ TÀI: SVTH: Phan Văn Khôi - Lớp: 04SH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 23 - Khoa Hoá kỹ thuật Chọn thiết bị phải phù hợp với điều kiện sản xuất phù hợp với chi phí đầu tư nhà máy nói chung và phân xưởng nhà máy nói riêng là một việc làm hết sức quan trọng 5.1... thuộc vào nhu cầu khách hàng THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZIM α – AMYLAZA THEO PHƯƠNG PHÁP BỀ SÂU VỚI NĂNG SUẤT 200 m3/ngày ĐỀ TÀI: SVTH: Phan Văn Khôi - Lớp: 04SH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 17 - Khoa Hoá kỹ thuật CHƯƠNG 4 TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 4.1 Kế hoạch sản xuất của nhà máy: Nhà máy hoạt động liên tục trong năm trừ những ngày nghĩ do nhà nước quy định và những ngày sửa chữa thiết bị gồm - Chủ nhật 52 ngày... 3 – 9 – 15 với mục đích thu enzim α – amylaza môi trường có 6% bột ngô; 0,9% NaNO3; 0,005% MgSO4 và 10% nước chiết mầm mạch (100g THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZIM α – AMYLAZA THEO PHƯƠNG PHÁP BỀ SÂU VỚI NĂNG SUẤT 200 m3/ngày ĐỀ TÀI: SVTH: Phan Văn Khôi - Lớp: 04SH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 15 - Khoa Hoá kỹ thuật mầm/1lít nước), pH môi trường 6 – 7 (1, t255) Môi trường sau khi chuẩn bị được phối trộn cùng với. .. Fa: là diện tích bề mặt lên men, m2 σ : Hệ số thải từ bề mặt thiết bị vào môi trường xung quanh KW/m2.k ∆ t: Hiệu trung bình nhiệt độ của canh trường phát triển và không khí xung quanh thiết bị, K Phương trình cân bằng nhiệt độ của thiết bị lên men có dạng: QB.CB(t2B – t1B) = Q1 + Q2 + Q5 + Q8 – L(i2 – i1) THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZIM α – AMYLAZA THEO PHƯƠNG PHÁP BỀ SÂU VỚI NĂNG SUẤT 200 m3/ngày ĐỀ... Chiều cao của thiết bị: Htb = h + H = 12,073 + 1,8 = 13,873 (m) THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZIM α – AMYLAZA THEO PHƯƠNG PHÁP BỀ SÂU VỚI NĂNG SUẤT 200 m3/ngày ĐỀ TÀI: SVTH: Phan Văn Khôi - Lớp: 04SH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 32 - Khoa Hoá kỹ thuật 5.8 Thiết bị tiệt trùng môi trường dinh dưỡng dạng liên tục YHC – 20(4, t114) Đặc tính kỷ thuật: Năng suất YHC – 20: 20m3/h Hiệu suất thu hồi nhiệt: 77% Áp suất hơi vào... (30÷320C) Nhân giống Sục khí vô trùng Lên men Giống sản xuất (T0 = 30 – 320C, T = 48 – 52 giờ, pH = 6 – 7) THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZIM α – AMYLAZA THEO PHƯƠNG PHÁP BỀ SÂU VỚI NĂNG SUẤT 200 m3/ngày ĐỀ TÀI: SVTH: Phan Văn Khôi - Lớp: 04SH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 14 - Khoa Hoá kỹ thuật Lọc Cô đặc (40 - 450C) Sấy (1200C) Bổ sung chất ổn định (NaCl) Làm nguội Đóng gói Sản phẩm Thuyết minh dây chuyền công nghệ: 3.3.1... cấy bề sâu THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZIM α – AMYLAZA THEO PHƯƠNG PHÁP BỀ SÂU VỚI NĂNG SUẤT 200 m3/ngày ĐỀ TÀI: SVTH: Phan Văn Khôi - Lớp: 04SH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 12 - Khoa Hoá kỹ thuật 3.1 Phương pháp nuôi cấy bề sâu: vi sinh vật được nuôi cấy trên môi trường lỏng có sục khí Ưu điểm: - Có tính liên tục tiết kiệm được diện tích sản xuất - Dễ cơ giới hóa và tự động hóa, do đó năng xuất cao - Sử dụng... 1,5.0,7.1000 5.4 Thiết bị nghiền một cặp trục: THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ENZIM α – AMYLAZA THEO PHƯƠNG PHÁP BỀ SÂU VỚI NĂNG SUẤT 200 m3/ngày ĐỀ TÀI: SVTH: Phan Văn Khôi - Lớp: 04SH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - 26 - Khoa Hoá kỹ thuật Ngô mảnh sau khi định lượng được đưa vào máy nghiền một cặp trục Lượng ngô mảnh cần phải nghiền là: Váût liãûu vaìo G= 23074,771.(100 − 1,5) = 22728,649 (kg) 100 Năng xuất nghiền của thiết . t255). Môi trường sau khi chuẩn bị được phối trộn cùng với nước lạnh, sau đó được thanh trùng trong thiết bị thanh trùng riêng hoặc trong thiết bị lên men bằng hơi nóng trực tiếp ở nhiệt độ. thêm máy phát điện dự phòng. 1.5 Nguồn cung cấp nhiệt : Hơi nước được dùng để tiệt trùng thiết bị, thanh trùng môi trường,… sẽ do nhà máy tự cung cấp. Do đó, cần có lò hơi riêng, áp suất của hơi. bọt : Để dập bọt tạo ra trong quá trình nuôi cấy có thể cho vào môi trường một ít axit oleic đã thanh trùng. Thời gian nuôi cấy: Đối với chủng Asp oryzae 3 – 9 – 15 trong thùng lên men nhân giống