intTypePromotion=1

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP-ĐỀ TÀI: “Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic”

Chia sẻ: Pham Linh Dan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:89

0
246
lượt xem
100
download

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP-ĐỀ TÀI: “Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic”

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong công nghệ sản xuất và chế biến thực phẩm, bột ngọt (mì chính) là chất phụ gia thực phẩm được sử dụng khá rộng rãi. Mì chính là muối mononatri của axit glutamic. Hiện nay ở nước ta vẫn còn ít các nhà máy sản xuất axit glutamic, mà phần lớn là nhập từ nước ngoài, đây là lợi thế để xây dựng nhà máy sản xuất axit glutamic cung cấp cho thị trường trong nước.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP-ĐỀ TÀI: “Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic”

  1. án t t nghi p 0 GVHD: PGS.TS. Trương Th Minh H nh LU N VĂN T T NGHI P TÀI: “Thi t k nhà máy s n xu t axit glutamic” GVHD: PGS.TS. Trương Th Minh H nh Thi t k nhà máy s n xu t axit glutamic
  2. án t t nghi p 1 GVHD: PGS.TS. Trương Th Minh H nh M CL C M U ................................................................................................................ 0 CHƯƠNG I L P LU N KINH T K THU T ................................................... 4 1.1. c i m t nhiên c a t nh Qu ng Nam ........................................................ 5 1.2. Vùng nguyên li u .......................................................................................... 5 1.3. H p tác hóa ................................................................................................... 5 1.4. Ngu n cung c p i n, hơi và nhiên li u ........................................................ 5 1.5. Ngu n cung c p nư c và v n x lý nư c .................................................. 6 1.6.Giao thông v n t i: ......................................................................................... 6 1.7. Nhân công và th trư ng tiêu th ................................................................... 6 1.8. Ngu n tiêu th s n ph m ............................................................................... 6 CHƯƠNG II T NG QUAN TÀI LI U .................................................................. 8 2.1.Tinh b t s n ................................................................................................... 8 2.2.Mì chính và axit glutamic ............................................................................... 8 2.3. Phương pháp s n xu t axit glutamic: ........................................................... 10 2.4.Ch ng vi sinh ............................................................................................... 11 2.5.Nh ng y u t nh hư ng n quá trình lên men .......................................... 13 CHƯƠNG III CH N VÀ THUY T MINH DÂY CHUY N CÔNG NGH ....... 15 3.1.Ch n phương pháp s n xu t ........................................................................ 15 3.2.Quy trình s n xu t axit glutamic t tinh b t s n .......................................... 16 3.3 Thuy t minh quy trình s n xu t .................................................................... 17 CHƯƠNG IV CÂN B NG V T CH T .............................................................. 29 4.1 Ch n các s li u ban u .............................................................................. 29 4.2. Bi u s n xu t .......................................................................................... 29 4.3 Cân b ng v t li u ......................................................................................... 30 4.4. T ng k t ...................................................................................................... 35 CHƯƠNG V TÍNH VÀ CH N THI T B ........................................................... 36 5.1. Xylo ch a tinh b t: ..................................................................................... 36 5.2. Thi t b hòa tan............................................................................................ 37 5.3. Thi t b d ch hóa........................................................................................... 38 5.4. Thi t b ư ng hóa ....................................................................................... 39 5.5. Thùng pha ch d ch lên men:....................................................................... 39 5.6. Thi t b thanh trùng và làm ngu i: ................................................................. 41 5.7.Thi t b nhân gi ng c p I:............................................................................. 41 5.8. Thi t b nhân gi ng c p II: .......................................................................... 42 5.9.Thi t b nhân gi ng c p III ........................................................................... 43 5.10. Thi t b lên men ........................................................................................ 43 5.11. Thi t b l c r a .......................................................................................... 44 5.12.Thi t b cô c............................................................................................ 45 5.13. Thi t b t y màu: ....................................................................................... 45 5.14. Thi t b k t tinh: ........................................................................................ 46 Thi t k nhà máy s n xu t axit glutamic
  3. án t t nghi p 2 GVHD: PGS.TS. Trương Th Minh H nh 5.15.Thi t b ly tâm ............................................................................................ 47 5.16. Thi t b l c ................................................................................................ 48 5.17. S y rung t ng sôi ....................................................................................... 48 5.18.Thi t b phân lo i......................................................................................... 49 5.19. Thi t b óng gói ....................................................................................... 50 5.20. Ch n gàu t i .............................................................................................. 50 5.21. Ch n bơm ................................................................................................. 51 5.22.Thùng ch a ................................................................................................ 53 CHƯƠNG VI TÍNH T CH C VÀ XÂY D NG ............................................... 55 6.1.Tính t ch c: ................................................................................................ 55 6.2. Tính xây d ng nhà máy: .............................................................................. 59 6.3. Qui cách xây d ng nhà máy: ....................................................................... 65 CHƯƠNG VII TÍNH HƠI – NƯ C ..................................................................... 69 7.1. Tính hơi. ..................................................................................................... 69 7.2. Tính nư c.................................................................................................... 79 CHƯƠNG VIII KI M TRA S N XU T VÀ ÁNH GIÁ CH T LƯ NG S N PH M ................................................................................................................... 80 8.1. Ki m tra u vào c a nguyên li u ............................................................... 80 8.2. Ki m tra các công o n s n xu t ................................................................. 80 8.3. Ki m tra ch t lư ng s n ph m ..................................................................... 81 CHƯƠNG IX AN TOÀN LAO NG ................................................................ 82 9.1. Các nguyên nhân gây tai n n lao ng: ...................................................... 82 9.2. Nh ng bi n pháp h n ch tai n n lao ng: ................................................. 82 9.3. Nh ng yêu c u c th v an toàn lao ng: ................................................. 83 K T LU N ........................................................................................................... 85 TÀI LI U THAM KH O ..................................................................................... 86 Thi t k nhà máy s n xu t axit glutamic
  4. án t t nghi p 3 GVHD: PGS.TS. Trương Th Minh H nh M U Nư c ta có ngu n s n d i dào nh t, chúng ư c tr ng kh p c ba mi n t nư c. V i c tính d tr ng, s n lư ng cao, u tư ít nên tinh b t s n tương ir so v i các lo i tinh b t khác. Vì v y tinh b t s n thích h p làm nguyên li u sn xu t ra các s n ph m ph c v cho công nghi p th c ph m. Trong công ngh s n xu t và ch bi n th c ph m, b t ng t (mì chính) là ch t ph gia th c ph m ư c s d ng khá r ng rãi. Mì chính là mu i mononatri c a axit glutamic. Hi n nay nư c ta v n còn ít các nhà máy s n xu t axit glutamic, mà ph n l n là nh p t nư c ngoài, ây là l i th xây d ng nhà máy s n xu t axit glutamic cung c p cho th trư ng trong nư c. Axit glutamic thu c lo i axit amin thay th nhưng có vai trò quan tr ng trong quá trình trao i ch t cơ th ngư i và ng v t. Axit glutamic tham gia c u t o nên ch t xám và ch t tr ng c a não, kích thích các ph n ng oxi hoá c a não. Khi vào cơ th , axit glutamic chuy n hóa dư i d ng glutamat. M i ngày, cơ th c n kho ng 10 gam glutamat, riêng não c n kho ng 2,3 gam glutamat. Axit glutamic tham gia vào vi c t o thành protein và hàng lo t các axit amin khác như: alanin, propin, xystin.Vì v y, trong y h c, axit glutamic ư c xem là ch t b não, ch a các b nh th n kinh phân l p, b nh ch m phát tri n v trí não, v tim m ch, các b nh v cơ b p th t. Ngoài ra, axit glutamic là ngu n nguyên li u ch y u s n xu t b t ng t v à m t s ch t i u v khác, m c ích c a nó là t o hương v , làm th c ăn thêm ngon hơn. Axit glutamic còn là ngu n nguyên li u kh i u cho vi c t ng h p m t s hoá ch t quan tr ng. Vi c s n xu t axit glutamic là m t vi c c n thi t, là ngành công nghi p quan tr ng cho công nghi p ch bi n th c ph m, dư c ph m nói riêng và ngành công nghi p nói chung. Thi t k nhà máy s n xu t axit glutamic
  5. án t t nghi p 4 GVHD: PGS.TS. Trương Th Minh H nh Có nhi u phương pháp s n xu t song có 4 phương pháp cơ b n: t ng h p hoá h c, thu phân protit, lên men và k t h p. Song phương pháp lên men có nhi u ưu i m hơn: không s d ng nguyên li u protit, không c n s d ng nhi u hoá ch t và thi t b ch u ăn mòn, hi u su t cao, giá thành h , t o ra axit glutamic d ng L, có ho t tính sinh h c cao. Vì v y, áp ng nhu c u trong nư c và ti n t i xu t kh u, nên em ư c giao tài thi t k nhà máy s n xu t axit glutamic v i năng su t 4570 t n s n ph m/năm. CHƯƠNG I L P LU N KINH T - K THU T Khu v c mi n Trung chưa có nhà máy s n xu t axit glutamic trong khi ó ngu n nguyên li u ph c v s n xu t c a khu v c cũng r t phong phú. ây là m t i u ki n r t thu n l i chúng ta ti n hành s n xu t lo i s n ph m này nh m cung Thi t k nhà máy s n xu t axit glutamic
  6. án t t nghi p 5 GVHD: PGS.TS. Trương Th Minh H nh c p cho th trư ng r ng l n và ti n n xu t kh u. V i nh ng ưu i m như v y nên vi c xây d ng m t nhà máy s n xu t axit glutamic Qu ng Nam là vi c làm h p lý và s mang l i hi u qu kinh t cao trong quá trình ho t ng. 1.1. c i m t nhiên c a t nh Qu ng Nam [16] Qu ng Nam n m trung c a Vi t Nam, phía B c giáp Hu và à N ng, phía Nam giáp t nh Qu ng Ngãi, phía Tây giáp CHDCND Lào và t nh KonTum, phía ông giáp bi n ông. Khí h u nhi t i gió mùa; m không khí trung bình 84%; gió ông B c t tháng 10 n tháng 3 năm sau ( v n t c gió trung bình 6-10m/s); gió Nam, ông Nam, Tây Nam t tháng 5 n tháng 8 (v n t c gió trung bình-6 m/s). Nhi t trung bình:25,4oC. Mùa ông dao ng t 29-24oC. Lư ng mưa trung bình h ng năm: 2580mm, t p trung trong các tháng 9,10,11( chi m 85% lư ng mưa c năm). 1.2. Vùng nguyên li u Qu ng Nam có nhà máy tinh b t s n FOCOCEV, ng th i t nh Qu ng Nam còn giáp v i t nh Qu ng Ngãi, Bình nh s là ngu n cung c p nguyên li u cho nhà máy r t thu n l i. 1.3. H p tác hóa thu n l i cho vi c thu mua nguyên li u cũng như tiêu th s n ph m, ph ph m trong quá trình s n xu t, nhà máy c n h p tác hóa v i các nhà máy khác trong và ngoài t nh như nhà máy ư ng, nhà máy tinh b t s n, nhà máy th c ăn gia súc…cũng như ư c s d ng nh ng công trình chung như: i n, nư c, giao thông, nư c th i,.. gi m b t v n u tư xây d ng, rút ng n th i gian hoàn v n, h giá thành s n ph m. 1.4. Ngu n cung c p i n, hơi và nhiên li u [34] S d ng t h th ng lư i i n qu c gia 500KV truy n t i v KCN b ng ư ng dây 110KV. T i chân KCN có Tr m bi n áp 40 MVA (110/22), m ng 22 KV trong KCN. Thi t k nhà máy s n xu t axit glutamic
  7. án t t nghi p 6 GVHD: PGS.TS. Trương Th Minh H nh Lư ng hơi t cung c p cho các phân xư ng l y t lò hơi riêng c a nhà máy. Nhiên li u dùng cho lò hơi là d u DO ư c cung c p t các tr m xăng d u trong t nh. 1.5. Ngu n cung c p nư c và v n x lý nư c [34] Trong KCN có Nhà máy nư c công su t 5.000 m3/ngày êm cung c p cho các Nhà máy. H th ng thoát nư c và x lý nư c th i hoàn ch nh 1.6.Giao thông v n t i: N m g n à N ng, là u m i giao thông quan tr ng c a hai mi n Nam B c. Cách c ng Tiên Sa 29km v phía B c Ngoài ra còn có tuy n qu c l 14B n i à N ng v i Tây Nguyên và Lào, Thái Lan. Do ó thu n l i cho vi c v n chuy n nguyên li u và s n ph m. Kênh v n chuy n a d ng v i ư ng s t, ư ng b , ư ng thu , ư ng hàng không là nh ng i u ki n thu n l i v giao thông. 1.7. Nhân công và th trư ng tiêu th Ngu n nhân công s ư c tuy n t ngu n lao ng c a a phương và các vùng lân c n, lư ng lao ng vãn lai cũng d i dào t ó có th thuê nhân công v i giá r . Th trư ng tiêu th ư c ch n là th trư ng c a c nư c và hư ng n xu t kh u sang các nư c trong khu v c, c bi t là khu v c ông Nam Á. 1.8. Ngu n tiêu th s n ph m Ngu n tiêu th s n ph m ch y u c a công ty là hư ng vào công ty Dư c Bình nh Bidiphar, các công ty ch bi n th c ăn gia súc, gia c m trong khu v c vì ây là các công ty c n m t lư ng l n axit glutamic ph c v cho s n xu t hàng năm. Ngoài ra, các ph ph m trong quá trình s n xu t cũng làm nguyên li u cho nhà máy phân bón ph c v cho tr ng tr t. Bên c nh ó xu t kh u s n ph m sang các nư c Lào và Campuchia cũng là th trư ng c n ư c hư ng t i trong quá trình ho t ng c a nhà máy. K t lu n: V i nh ng i u ki n thu n l i trên là hoàn toàn có th xây d ng và m b o cho s ho t ng c a m t nhà máy s n xu t axit glutamic t i t nh Qu ng Nam. Thi t k nhà máy s n xu t axit glutamic
  8. án t t nghi p 7 GVHD: PGS.TS. Trương Th Minh H nh Thi t k nhà máy s n xu t axit glutamic
  9. án t t nghi p 8 GVHD: PGS.TS. Trương Th Minh H nh CHƯƠNG II T NG QUAN V TÀI LI U 2.1.Tinh b t s n [1],[5] Tinh b t s n ư c s n xu t trong quá trình ch bi n c s n. Có hai lo i s n: sn ng và s n ng t khác nhau v hàm lư ng tinh b t và xianua. S n ng có nhi u tinh b t hơn nhưng ng th i cũng có nhi u axit xyanhydric, kho ng 200 ÷ 300 mg/kg. S n ng t có ít axit xianhydric (HCN) và ư c dùng làm lương th c, th c ph m. S n tr ng các t nh phía B c ch y u là s n ng t và tinh b t thu ư c không có HCN. Thành ph n hoá h c c a tinh b t s n ph thu c ch y u vào trình kĩ thu t ch bi n s n. Trong tinh b t s n thư ng có các thành ph n sau: Tinh b t : 83 ÷ 88% [5] Nư c : 10,6 ÷ 14,4% Xenluloza : 0,1 ÷ 0,3% m : 0,1 ÷ 0,4% Ch t khoáng : 0,1 ÷ 0,6% Ch t hoà tan : 0,1 ÷ 1,3% Hình 2.1 Tinh b t s n [17] Tinh b t s n có kích thư c xê d ch trong kho ng khá r ng 5 ÷ 40 µm. Dư i kính hi n vi ta th y tinh b t s n có nhi u hình d ng khác nhau t hình tròn n hình b u d c tương t tinh b t khoai tây nhưng khác tinh b t ngô và tinh b t g o ch không có hình a giác. Cũng như các lo i tinh b t khác tinh b t s n g m các m ch amilopectin và amiloza, t l amilopectin và amiloza là 4:1. Nhi t h hoá c a tinh b t s n n m trong kho ng 60 ÷ 800C. 2.2. Mì chính và axit glutamic 2.2.1 Tính ch t v t lý [6] Thi t k nhà máy s n xu t axit glutamic
  10. án t t nghi p 9 GVHD: PGS.TS. Trương Th Minh H nh B t ng t (còn g i là mì chính) là mu i mononatri c a axit glutamic hay nari glutamat. d tan trong nư c, thư ng g i là mì chính (b t ng t) ư c dùng làm gia v. Axit glutamic thu c lo i axit amin có ch a m t nhóm amin và hai nhóm cacboxyl. i u ch b ng cách t ng h p ho c lên men gluxit. Axit L (+) - glutamic (thư ng g i axit glutamic) là nh ng tinh th không màu, tonc = 247 - 249oC (phân hu ), thăng hoa 200oC, quay c c riêng v i tia D 22oC: 31o. Ít tan trong nư c, etanol; không tan trong ete, axeton. óng vai trò quan tr ng trong vi c trao i m. Dùng trong y h c, trong nghiên c u sinh hoá, b sung vào kh u ph n th c ăn. Axit L (+) - glutamic có v ng t c a th t, còn axit D (–) - glutamic không có v ó. Hình 2.2 C u trúc phân t axit glutamic[18] 2.2.2.Vai trò c a axit glutamic [7] Axit glutamic (còn g i là axit – aminoglutaric) là h p ch t ph bi n nh t trong các protein c a các lo i h t ngũ c c, như trong prolamin c a các h t u ch a 43-46% axit này. Axit glutamic óng vai rò r t quan tr ng trong vi c trao i ch t c a cơ t h ng v t, nh t là các cơ quan não b , gan và cơ nâng cho kh năng ho t ng c a cơ th . Axit glutamic tham gia ph n ng th i lo i amoniac, m t ch t c v i h th n kinh. Amoniac là ch t th i trong quá trình trao i ch t. Axit glutamic Thi t k nhà máy s n xu t axit glutamic
  11. án t t nghi p 10 GVHD: PGS.TS. Trương Th Minh H nh ph n ng v i amoniac cho aminoaxit m i là glutamin. Trong y h c, axit glutamic ư c dùng như thu c ch a b nh y u cơ và choáng. 2.3. Phương pháp s n xu t axit glutamic: Có nhi u phương pháp s n xu t axit glutamic, t các ngu n nguyên li u khác nhau. Hi n nay, trên th gi i có b n phương pháp cơ b n + Phương pháp hoá h c. [5, trang13] Phương pháp này ng d ng các ph n ng t ng h p hóa h c t ng h p nên axit glutamic và các amino axit khác t các khí th i c a công nghi p d u m hay các ngành khác. Tuy nhiên phương pháp này yêu c u kĩ thu t cao, vi c tách L-axit glutamic r t khó khăn nên giá thành s n ph m cao. + Phương pháp thu phân. [5, trang 13] Phương pháp này s d ng các tác nhân là hóa ch t ho c enzyme th y phân các nguyên li u có hàm lư ng protein cao, t o ra h n h p các amino axit trong ó có axit glutamic. Sau ó tách axit glutamic ra kh i h n h p b ng phương pháp hóa lý. -Ưu i m: + Kh ng ch ư c qui trình và các i u ki n s n xu t. + Có th áp d ng các cơ s th công, bán cơ gi i hóa. +n nh ư c ch t lư ng s n ph m c a t ng m . -Như c i m: + Nguyên li u s d ng ph i có hàm lư ng protein cao + S d ng nhi u thi t b , hóa ch t, thi t b ch ng ăn mòn + Hi u su t th p d n n giá thành cao. + Phương pháp k t h p [5, trang 15] Thi t k nhà máy s n xu t axit glutamic
  12. án t t nghi p 11 GVHD: PGS.TS. Trương Th Minh H nh ây là phương pháp k t h p gi a hóa h c và lên men.V i phương pháp này hi u su t cao nhưng nó òi h i kĩ thu t trang thi t b hi n i và chính xác. Vì v y phương pháp này ch dùng trong nghiên c u. + Phương pháp lên men (sinh t ng h p) [5, trang 14] Lên men là phương pháp ư c s d ng r ng rãi s n xu t axit glutamic. Phương pháp này dùng các ch ng vi sinh v t có kh năng t ng h p ra axit glutamic s n xu t. - Ưu i m: + Nguyên li u r hơn so v i hai phương pháp trên. + Ít s d ng hoá ch t, thi t b ch ng ăn mòn. + Hi u su t quá trình r t cao, giá thành h . + Có th s d ng các lo i nguyên li u khác nhau . + T o ra axit glutamic d ng L, có ho t tính sinh h c cao. - Như c i m: + Quá trình òi h i yêu c u kĩ thu t cao và nghiêm ng t. + m b o vô trùng m i t o s n ph m. + Khó i u khi n ư c quá trình. S n xu t axit glutamic b ng phương pháp lên men ngư i ta s d ng 2 phương pháp là lên men 2 giai o n (gián o n) và lên men tr c ti p. 2.4.Ch ng vi sinh [20] Tham gia vào quá trình lên men s n xu t axit glutamic, ch ng vi sinh thư ng s d ng là: Corynebacterium Glutamicum, Brevibacterium Lactofermentus, Micrococus Glutamicus; nhưng ch y u nh t v n là ch ng Corynebacterium Glutamicum (lo i vi khu n này ã ư c nhà vi sinh v t Nh t B n Kinosita phát hi n Thi t k nhà máy s n xu t axit glutamic Hình 2.3 Corynebacterium Glutamicum
  13. án t t nghi p 12 GVHD: PGS.TS. Trương Th Minh H nh t 1956, có kh năng lên men t tinh b t, ngô, khoai, khoai mì t o ra axit glutamic). Gi ng vi khu n thu n khi t này ư c l y t ng th ch nghiêng t i các cơ s gi gi ng, sau ó ư c c y truy n, nhân sinh kh i trong môi trư ng l ng. Kh i lư ng sinh kh i ư c nhân lên n yêu c u phù h p cho quy trình s n xu t i trà. Trư c khi nhân, c y, môi trư ng l ng ph i ư c thanh trùng b ng phương pháp Pasteur. Ch ng vi khu n gi ng ph i có kh Hình 2.3 Corynebacterium Glutamicum năng t o ra nhi u axit glutamic, t c sinh trư ng phát tri n nhanh, có tính n nh cao trong th i gian dài, ch u ư c n ng axit cao, môi trư ng nuôi c y ơn gi n, d áp d ng trong th c t s n xu t. * Cơ ch t ng h p th a axit glutamic: Tính th m c a màng t bào b thay i vì thi u biotin, do tác d ng c a penicillin hay d n xu t c a ch t béo. N u tính th m không b thay i thì ch di n ra s t ng h p axit gutamic trong t bào và không có s ti t axit này ra môi trư ng. Như v y, axit glutamic n ng cao s c ch ph n ng c a glutamate- dehydrogenaza t o thành axit glutamic. Do bi n i v tính th m th u, t bào ch cho axit glutamic ra ngoài và trong n i bào n ng axit amin này th p nên không có s c ch ngư c b i s n ph m cu i cùng. S hư h i tính th m xu t hi n khi n ng biotin t i ưu là 2 – 5 µ g/l. Còn n ng bioin t i thích cho s sinh trư ng c a ch ng kho ng 14 µ g/l. Cũng có th t o ra s hư h i này b ng cách b sung các ch t ho t ng b m t như Tween 60-polyoxyetylen- socbitanmonostearat, Tween- 40poyoxyetylen-sobitan-monopalmitat như penicillin. Các tác nhân b m t này ư c b sung vào gi a hay cu i pha sinh trư ng. Vi c penicillin gây hư h i cho tính th m có ý nghĩa th c ti n c bi t vì nh ó có th s d ng các nguyên li u ph c t p như r ư ng [4, tr 19]. Thi t k nhà máy s n xu t axit glutamic
  14. án t t nghi p 13 GVHD: PGS.TS. Trương Th Minh H nh 2.5.Nh ng y u t nh hư ng n quá trình lên men [7] 2.5.1. pH c a môi trư ng Các ch ng vi khu n sinh t ng h p L-Glutamic u thích h p môi trư ng trung tính hay ki m y u pH=6,7 – 8. Trong quá trình lên men pH gi m vì t o ra axit glutamic và m t s axit h u cơ khác. Do ó ph i i u ch nh pH thư ng xuyên b ng NH+4. Ngu n NH+4 s d ng ph bi n là ure, nư c NH3, khí NH3, NH+4Cl,… 2.5.2.S cung c p O2 Lên men t ng h p axit glutamic là quá trình hi u khí b t bu c. Do ó s cung c p oxi trong khi lên men là h t s c quan tr ng. N u thi u O2 thì s n ph m ch y u là axit lactic, n u th a oxi thì s n ph m ch y u là axit -α-xetoglutaric. Oxi ư c cung c p cho d ch lên men b ng cách s c không khí vô trùng k t h p v i khu y tr n liên t c, v n t c cánh khu y 150 vòng \phút. 2.5.3 Nhi t thích h p nh t cho quá trình lên men là 26-37oC, trong th c t lên Nhi t 30-32oC và giai o n cu i 36-37oC. men giai o n u 2.5.4. Ch t kích thích sinh trư ng Qúa trình t ng h p axit glutamic r t c n biotin. Biotin không ch là ch t sinh trư ng mà còn là ch t xác nh thành ph n và s lư ng các s n ph m lên men. Sinh kh i c a vi khu n tăng t l v i hàm lư ng biotin nhưng v i axit glutamic thì không hoàn toàn như v y: lư ng axit glutamic ư c t o thành nhi u nh t khi trong môi trư ng hàm lư ng biotin th p hơn nhi u so v i hàm lư ng biotin c n thi t cho s phát tri n t i a c a sinh kh i. Biotin không làm thay i ho t l c c a các enzim t ng h p nên axit glutamic mà nh hư ng n tính th m th u c a màng t bào, làm cho axit glutamic t bên trong t bào vi sinh v t khuy ch tán ra ngoài môi trư ng lên men. N ng biotin thích h p nh t cho sinh t ng h p axit glutamic 2-5g\l. Ngu n cung c p biotin là cao ngô, r ư ng mía. Trong quá trình lên men n u dùng r ư ng mía làm ngu n cung c p ư ng và biotin thì thư ng x y ra hi n tư ng th a biotin s không có l i, sinh t ng h p axit glutamic ít, n u s c khí kém s Thi t k nhà máy s n xu t axit glutamic
  15. án t t nghi p 14 GVHD: PGS.TS. Trương Th Minh H nh t o ra alanin và axit lactic. Vì v y, ngư i ta ph i b sung thêm penicilin kìm hãm s phát tri n c a vi khu n trong môi trư ng giàu biotin ng th i tăng trư ng quá trình t ng h p axit glutamic. Thi t k nhà máy s n xu t axit glutamic
  16. án t t nghi p 15 GVHD: PGS.TS. Trương Th Minh H nh CHƯƠNG III CH N VÀ THUY T MINH DÂY CHUY N CÔNG NGH 3.1.Ch n phương pháp s n xu t [5] Phương pháp lên men là phương pháp s d ng r ng rãi hi n nay s n xu t axit glutamic. Nguyên t c: Dùng ch ng vi sinh v t có kh năng t ng h p ra axit glutamic s n xu t. S n xu t axit glutamic b ng phương pháp lên men ngư i ta s d ng 2 phương pháp là lên men 2 giai o n (gián o n) và lên men 1 giai o n (tr c ti p). 3.1.1. Phương pháp lên men gián o n Nguyên t c c a phương pháp này là u tiên t o ra α_Ketoglutaric b ng các kĩ thu t vi sinh như nuôi c y vi sinh v t. Sau ó, chuy n hoá α_Ketoglutaric thành axit glutamic nh enzyme aminotransferase và glutamatdehydrogenase. Giai o n chuy n t α_Ketoglutaric thành axit glutamic có th s d ng nhi u ch ng khác nhau như Pseudomonas, Xantonomas, Ervinia, Bacillus, Micrococus. Như c i m c a phương pháp này là dùng quá nhi u enzyme và axit amin làm ngu n amin cho ph n ng dây chuy n nên ít ư c dùng trong công nghi p. 3.1.2. Phương pháp lên men tr c ti p Nguyên t c c a phương pháp này là s n xu t axit glutamic ngay trong d ch nuôi c y b ng m t lo i vi sinh v t duy nh t. Các sinh v t này u có h enzyme c bi t có th chuy n ti p ư ng và NH3 thành axit glutamic trong môi trư ng. Ưu i m: + S d ng ư ng làm nguyên li u có hi u su t cao. + Nguyên li u s d ng r ti n, d ki m. + Nguyên li u ch a y các thành ph n dinh dư ng cho quá trình lên men. T nh ng năm 50 c a th k XIX, Nh t B n ã chú ý n phương pháp lên men tr c ti p axit glutamic và t ó n nay s n ph m này hàng năm v n ng u Thi t k nhà máy s n xu t axit glutamic
  17. án t t nghi p 16 GVHD: PGS.TS. Trương Th Minh H nh trong công nghi p axit amin. Axit glutamic s n xu t ch y u Nh t B n, chi m 50 % s n lư ng th gi i, ch y u b ng phương pháp lên men tr c ti p. V i nh ng ưu i m như v y, ây tôi ch n phương pháp lên men m t giai on s n xu t acid glutamic 3.2.Quy trình s n xu t axit glutamic t tinh b t s n [2] Tinh b t Nư c Pha loãng Lc to = 90-95 oC D ch hoá Termamyl t = 40 –45 phút (60-650C) H nhi t to = 60-65 oC ư ng hoá γ _amylaza t = 70h K2HPO4 0,15% MgSO4 0,075% Pha ch d ch lên men (pH= 6,7-6,9) MnSO4 0,0025% Men gi ng to = 125 oC Thanh trùng và làm ngu i t = 15 phút Chu n b men gi ng Lên men Bã sinh kh i t bào L c tách sinh kh i Cô c (Bx=30) Than ho t tính T y màu Thi t k nhà máy s n xu t axit glutamic
  18. án t t nghi p 17 GVHD: PGS.TS. Trương Th Minh H nh Ép l c Axít hoá và k t tinh pH =3,22 H2SO4 to = 5 oC Ly tâm D ch sau ly tâm L cr a Sy Làm ngu i Phân lo i Bao gói 3.3 Thuy t minh quy trình s n xu t 3.3.1 Nguyên li u Tinh b t s n là s n ph m ư c ch bi n t c s n. Trong tinh b t s n ch a 83-88% hàm lư ng tinh b t. Hơn n a, Vi t Nam hi n là nư c ng th 3 v xu t kh u tinh b t s n. Vì v y, tinh b t s n thích h p làm nguyên li u s n xu t axit glutamic S d ng xylo ch a tinh b t. 3.3.2. Pha loãng, l c [1] Pha loãng nh m làm trương n các h t tinh b t và sau ó ti n hành l c nh m lo i b nh ng ch t c n bã trong d ch tinh b t trư c khi th y phân. N ng tinh b t hòa tan kho ng 33- 40 %. S d ng thi t b hoà tan hình tr , thép không r , có cánh khu y. Sau khi pha loãng, dung d ch tinh b t ư c ch y qua thi t b l c hình tr bên trong là màng l c b ng kim lo i, t trong thùng l c nh m làm s ch tinh b t trư c khi ưa vào th y phân. S d ng thùng l c hình tr , thép không r , phía trên có màng l c b ng thép. Thi t k nhà máy s n xu t axit glutamic
  19. án t t nghi p 18 GVHD: PGS.TS. Trương Th Minh H nh Hình 3.1. Thi t b hoà tan tinh b t [21] 3.3.3.D ch hoá [3] M c ích c a d ch hóa là chuy n h huy n phù các h t tinh b t thành d ng dung d ch hòa tan ch a các dextrin có chi u dài m ch ng n hơn. α - amylaza, nC H O (C H O ) + nH O 6 10 5n 2 6 12 6 Quá trình d ch hóa b ng enzym α - amylaza ư c ti n hành t0 = 90-95, pH = 5,5 ÷ 7. Tên ch ph m enzym α - amylaza ư c s d ng là Termamyl . Thi t b : Th c hi n quá trình d ch hóa trong các n i ph n ng 2 v , làm b ng thép không g , thân hình tr [6, tr 87]. Hinh 3.2.Thi t b d ch hoá [23] 3.3.4.Làm ngu i kho ng 90 -950 C. Do ó, ph i làm ngu i D ch tinh b t sau khi d ch hóa có nhi t d ch tinh b t gi m xu ng kho ng 60-650 C nhi t ti n hành quá trình ư ng hóa. Thi t k nhà máy s n xu t axit glutamic
  20. án t t nghi p 19 GVHD: PGS.TS. Trương Th Minh H nh 3.3.5. ư ng hoá [3] M c ích c a ư ng hóa là nh m chuy n d ch dextrose thành ư ng glucoza – ngu n dinh dư ng mà vi sinh v t lên men có th s d ng ư c. Dùng emzym γ _amylaza th c hi n quá trình này. Các thông s k thu t c a quá trình ư ng hóa này là: pH = 4,2 – 4,5; nhi t 60 – 65oC, th i gian 70h. Thi t b s d ng cho quá trính d ch hóa và ư ng hóa là n i 2 v làm b ng thép không g , có thân d ng hình tr Hinh 3.3.Thi t b ư ng hoá[23] 3.3.6. Ph i ch d ch lên men [6] M c ích :T o ra môi trư ng cho VSV s d ng trong quá trình lên men t o sinh kh i. Ti n hành: Ph i tr n gi a d ch thu phân tinh b t và các ch t khoáng vào môi trư ng lên men theo b ng sau:[7] D ch ư ng hoá : 13% K2HPO4 : 0,15% MgSO4.7H2O : 0,075% MnSO4 : 0,0025% Hình 3.4 Thi t b pha ch [24] Cao ngô : 0,7% i u ch nh pH n :6,7 ÷ 6,9 3.3.7 Thanh trùng và làm ngu i [7],[2] Thi t k nhà máy s n xu t axit glutamic
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2