lên men

BỘ CÔNG THƯƠNGTRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM

BỘ MÔN: KỸ THUẬT THỰC PHẨM 3GVHD: ĐÀO THIỆN

ĐỀ TÀI:ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH LÊN MENNHÓM 9: THỨ 5, TIẾT 1-2

DANH SÁCH NHÓM

Nguyễn Thị Kim Thy 2005120265

Nguyễn Thị Nhi 2005120264

Nguyễn Thị Minh Hòa 2005120259

Nguyễn Hửu Tài 2005120361

Nguyễn Thanh Triết 2005120285

Tùy thuộc sinh lí chủng sinh vật nuôi cấy trong khi lên men mà phải giữ nhiệt độ thích hợp trong khoảng dao động 0.1 -0.20C.

1.Đo nhiệt độ và điều khiển nhiệt độ

Cách tiến hành: cho nước nóng hoặc nước đã được làm lạnh chảy trong một vỏ kép hay trong bộ phận trao đổi nhiệt thích hợp đặt trong hay bên ngoài nồi men.

Ngày nay , kỹ thuật điều chỉnh nhiệt độ có thể tự động hóa bằng cách lắp máy điều nhiệt vào một điểm có nước chảy từ vỏ kép hoặc ống xoắn của nồi lên men chảy ra

Nhiệm vụ: chỉ huy thông qua một rơle 2 tiếp điểm hoặc thiết bị để đốt nóng hay van điều chỉnh nước lạnh hoặc nước nóng tới.

VD: Sau khi quản lý nấm men thích hợp, kiểm soát nhiệt độ giúp cải thiện chất lượng bia tốt hơn . Ngay cả loại bia lên men ấm áp cần nhiệt độ lạnh hơn nhiệt độ phòng trung bình.

2.Đo pH và điều chỉnh pH

Đo pH thực hiện bằng điện cực cắm trực tiếp vào môi trường và cần thiết sẽ điều chỉnh bằng axit hoặc kiềm.

Việc tự động cho dung dịch axit hoặc kiềm để giữ cho pH lên men ở giá trị tối ưu được thực hiện bằng những phương pháp đã dùng trong công nghiệp hóa học nhưng phải dùng các điện cực đặc biệt để có thể chịu được khử trùng và đặt trực tiếp trong nồi lên men.

Điện cực thủy tinh gồm một dây Ag/AgCl bão hòa KCl rắn, đồng thời nó làm tăng độ bền của điện cực thủy tinh.. Điện cực chuẩn ở phần dưới có một đoạn nối làm bằng vật liệu rắn và xốp như amilăng hay sứ.

Để đảm bảo cách điện và cho nồi lên men những điện cực đó đệm bằng Teflon và silicon và lắp trên một tấm thép không rỉ hàm vào nồi lên men.

• Để bảo vệ máy đo hết sức vỡ đó, người ta đặt nó vào trong 1 ống trụ bằng thép không rỉ đáy hở có khoan lỗ cho phép môi trường khuấy tiếp xúc với điện cực có điện trở nội khoảng 300 - 500mΩ.

• Trong những nồi lên men khử khuẩn bằng hơi nước trực tiếp đến áp suất 1- 2 atm (120- 1300c) cho phép sử dụng 1 điện cực phối hợp ở phần đáy nồi lên men. Một đối áp đặt trên măt của chất điện giải chuẩn, do 1 áp kế chỉ, để chống lại sự xâm nhập của môi trường nén dưới áp suất, chui qua màng xốp của đoạn nối chứa chất điện giải của điện cực.

3.Điều chỉnh lượng oxy

Tế bào sử dụng oxy để hô hấp và làm giảm lượng oxy trong môi trường.

Thiếu oxy nhất thời trong môi trường sẽ dẫn đến sự phá vỡ quá trình trao đổi chất của tế bào.

Vi sinh vật sử dụng oxy trong trường lỏng.

Lượng oxy hòa tan trong nước thường là rất ít.

Tốc độ hòa tan của oxy vào môi trường lỏng

R = K. (C – C1)

Trong đó: R: tốc độ hòa tan oxy

C :ồng độ oxy bão hòa ở áp suất riêng đã biết

C1:nồng độ oxy hòa tan ở thời điểm lựa chọn

K : hằng số tỉ lệ

t :thời gian.

Độ hòa tan oxy phụ thuộc :• Nhiệt độ nuôi cấy • Nồng độ các chất hợp phần • Độ nhớt của môi trường

Cụ thể : Độ hòa tan của oxy trong môi trường giảm đi 2 lần khi nhiệt độ tăng từ 30- 370C

Các yếu tố làm nồng độ oxy hòa tan giảm :

Chất hoạt động bề mặt Chất phá bọt Tăng hàm lượng sinh khối vi sinh vật . Tăng nhiệt độ

Khắc phục: khuấy sục khí mạnh hơn trong quá trình lên men( không nên khuấy quá mạnh )

Nồng độ oxy giới hạn

Nồng độ oxy giới hạn ( áp suất riêng phần oxy) là : Nồng độ oxy gây ra hô hấp tối đa ( thường khoảng 10mol/l)

Oxy rất cần đối với đời sống của vi sinh vật hiếu khí

Tăng thông khí đến giới hạn nhất định Tăng tốc độ sinh trưởng Rút ngắn thời gian tiềm phát Nâng cao lượng sinh khối

Khi tăng tốc độ hòa tan oxy từ 0-5 milimol O2 /l.phút, lượng sinh khối cuối cùng của Serratia marsescens sẽ tăng một cách đáng kểNếu cường độ thông khí khoảng 5 milimol O2/l.phút: sinh khối

đạt cưc đạiNếu > 5 milimol O2/l.phút: sinh khối sẽ giảm

Sự cung cấp oxy cho các tế bào chìm

Là quá trình chuyển dịch chất, trong đó oxy được chuyển từ bóng không khí vào môi trường dinh dưỡng và từ đó vào tế bào.

Quá trình xảy ra nhờ : dòng chảy và sự khuếch tán.

Lực đẩy là sự chênh lệch nồng độ oxy

Có 2 cách thường sử dụng để phá bọt :• Thiết bi phá bọt ( thường có cánh khuấy)• Các chất phá bọt

4.Kiểm soát sự tạo thành bọt

Chất phá bọt thường được dùng riêng hay pha thành dung dịch Gồm 2 loại:

• Thiên nhiên : Dầu thực vật, mỡ cá voi…• Tổng hợp : ancol đồng đẳng, silicon, chất hoạt động bề

mặt….

5.Thiết bị :

HỆ THỐNG LÊN MEN ĐỂ BÀN BIOFLO 115

Giới thiệu

Thiết bị lên men loại nhỏ sản xuất theo tiêu chuẩn công nghiệp ứng dụng cho lên men vi sinh hoặc nuôi cấy mô tế bào.

Thiết bị lên men loại nhỏ sản xuất theo tiêu chuẩn công nghiệp ứng dụng cho lên men vi sinh hoặc nuôi cấy mô tế bào.

Máy được điều khiển bằng bộ điều khiển trung tâm trên máy hoặc qua máy vi tính lắp ngoài bằng phần mềm chuyên dụng

Cấu tạo bình lên men:

Máy tương thích với các loại bình lắp thêm gồm:0.4L - 1L, 0.8L - 2.2L, 2.2L - 5.6L và 4.0L - 10.5L

Bình lên men với 2 loại áo nước và áo gia nhiệt với cửa sổ quan sát mẫu bên trong.

Điều khiển nhiệt độ:

• Hiển thị nhiệt độ lên men với độ phân giải 0.1 0 C

• Dải nhiệt độ: Từ 100 C trên nhiệt độ làm lạnh đến 65 0C

• Điều khiển gia nhiệt hay làm lạnh bằng kỹ thuật số PID.

• Gia nhiệt bằng áo gia nhiệt hoặc áo nước.

• Làm lạnh bằng ruột gà làm lạnh hoặc ống dẫn nước lạnh tuần hoàn.

Điều khiển pH

Dải hiển thị: pH= 2 - 14

Điều khiển pH: Bằng kỹ thuật số PID kết nối với bơm và khí, điều chỉnh được giải tới hạn.

Đầu dò pH tiêu chuẩn.

Điều khiển DO:

Dải hiển thị: 0 - 200%

Điều khiển DO: Bằng kỹ thuật số PID liên kết với chế độ khuấy

Đầu dò DO tiêu chuẩn Polargraphic.

Điều khiển bọt khí :

Bộ phận điều khiển khí sẽ : Điều khiển tự động 4 loại khí qua các van từ hoặc điều khiển tay qua các nhánh dẫn khí.

Bộ phận lọc khí vào vô trùng qua màng lọc 0.2 micromet

Đường khí N2 điều khiển bọt khí để hiệu chỉnh đầu dò Oxi hòa tan

Cám ơn thầy và các bạn đã chú ý lắng nghe!