Các quá trình và thiết bị công nghệ sinh học : THIẾT BỊ NUÔI CẤY VI SINH VẬT TRÊN MÔI TRƯỜNG DINH DƯỠNG RẮN part 1 pps

173



Chỉång 9
THIÃÚT BË NI CÁÚY VI SINH VÁÛT
TRÃN MÄI TRỈÅÌNG DINH DỈÅỴNG RÀÕN

Ni cáúy vi sinh váût trãn cạc mäi trỉåìng tåi thãø hảt cọ nhiãưu ỉu viãûc hån so våïi
ni cáúy trãn cạc mäi trỉåìng dinh dỉåỵng lng. Nhỉ täúc âäü täøng håüp ca cạc enzim cao
hån 5 ÷ 6 láưn, ngoi ra canh trỉåìng nháûn âỉåüc cọ âäü áøm 40 ÷ 50% (trong canh trỉåìng
lng− 80 ÷ 95%), cho phẹp tiãút kiãûm âạng kãø ngưn nàng lỉåüng sáúy. Tuy nhiãn âãún nay
phỉång phạp ni cáúy vi sinh váût trãn cạc mäi trỉåìng dinh dỉåỵng ràõn chỉa âỉåüc ỉïng
dủng räüng ri trong cäng nghiãûp do chỉa cọ nhỉỵng thiãút bë tiãût trng âỉåüc cå khê hoạ
âạng tin cáûy.
Hiãûu sút v âäü hoảt hoạ ca cạc cháút hoảt hoạ sinh hc, thåìi gian quạ trçnh ni
cáúy ch úu phủ thüc vo nhỉỵng úu täú sau: loải vi sinh váût, thnh pháưn cáúu tỉí ca mäi
trỉåìng dinh dỉåỵng, lỉåüng v cháút lỉåüng ca ngun liãûu cáúy, nhiãût âäü ni cáúy, mỉïc âäü
thäøi khê ca canh trỉåìng phạt triãøn, cỉåìng âäü âo träün, trao âäøi khäúi v trao âäøi nhiãût.
Viãûc lỉûa chn dảng thiãút bë v nhỉỵng bäü phủ tråü âãø âm bo táút c nhỉỵng âiì hi
ca cäng nghãû cọ nghéa quan trng nháút.
9.1. PHÁN LOẢI THIÃÚT BË NI CÁÚY VI SINH VÁÛT TRÃN MÄI TRỈÅÌNG
DINH DỈÅỴNG RÀÕN
Âãø ni cáúy vi sinh váût trãn mäi trỉåìng dinh dỉåỵng ràõn, ngỉåìi ta sỉí dủng cạc loải
thiãút bë cọ kãút cáúu sau âáy: thiãút bë ni cáúy vi sinh váût trãn mäi trỉåìng ràõn dảng phng
cọ cạc khay âäüt läù nàòm ngang våïi kêch thỉåïc 400×800 mm, thiãút bë âỉåüc cå khê hoạ cọ
khay âỉïng âäüt läù, thiãút bë âỉåüc cå khê hoạ dảng ВИС−42Д, cạc thiãút bë bàng âai tạc
âäüng chu k v liãn tủc, täø mạy nhiãưu phiãún tạc âäüng liãn tủc våïi sỉû ỉïng dủng cạc mạy
rung cng nhỉ cạc thiãút bë dảng träúng quay.

Nhỉåüc âiãøm ca cạc thiãút bë ni cáúy vi sinh váût trãn mäi trỉåìng ràõn dảng phng
cọ cạc khay nàòm ngang âäüt läù l khäúi lỉåüng lao âäüng cho cạc cäng âoản quạ låïn, mỉïc
âäü cå khê hoạ cho cạc cäng âoản cäng nghãû tháúp v khäng trạnh khi sỉû tiãúp xục ca
cäng nhán våïi canh trỉåìng ca vi sinh váût.
Tỉì cạc kãút cáúu kãø trãn, trong cäng nghiãûp thỉåìng ngỉåìi ta ỉïng dủng cạc thiãút bë


174
âỉåüc cå khê hoạ cọ cạc cháûu âỉåüc phán bäø âỉïng, cng nhỉ cạc thiãút bë dảng träúng quay
v hçnh thạp. Cạc thiãút bë dảng träúng quay v hçnh thạp cọ triãøn vng täút âãø sn xút låïn.
Sỉû têch lu mäüt lỉåüng låïn cạc phãú thi näng nghiãûp nhỉ råm, v bäng, v hảt
hỉåïng dỉång, ci ngä, cạc phãú liãûu khi gia cäng khoai táy, c ci âỉåìng, cáy mêa cho
kh nàng sỉí dủng chụng âãø thu nhán protein chàn ni, l ngưn r tiãưn cho sn xút
xenluloza v tinh bäüt.
Tuy nhiãn âãø ni cáúy vi sinh váût våïi mủc âêch täøng håüp sinh hc protein khäng
thãø sỉí dủng cạc phng ni cáúy bçnh thỉåìng, cạc phng ny âỉåüc sỉí dủng âãø ni cáúy
náúm mäúc trãn mäi trỉåìng dinh dỉåỵng ràõ
n cọ chiãưu cao ca låïp mäi trỉåìng khäng låïn
hån 3 ÷ 5 cm. Cạc xê nghiãûp sn xút cháút cä âàûc chỉïa protein v enzim thüc dảng sn
xút låïn, cho nãn âäúi våïi nhỉỵng nh mạy nàng sút 100 nghçn táún trong mäüt nàm âi hi
210 nghçn cháûu. ÅÍ mỉïc nhỉ thãú cáưn phi sỉí dủng cạc thiãút bë tho mn cạc u cáưu sau:
chiãưu cao ca låïp mäi trỉåìng dinh dỉåỵng khäng nh hån 50 cm; kh nàng tảo ra cạc
âiãưu kiãûn tiãût trng; sỉû biãún âäøi sinh hc ca cạc cháút dinh dỉåỵng trong ngun liãûu
thnh protein l cỉûc âải.
Cạc thiãút bë âãø sn xút cạc sn pháøm trãn cọ thãø giạn âoản hay liãn tủc. Cạc thiãút
bë tạc âäüng giạn âoản thỉåìng åí dảng hçnh träúng nàòm ngang, loải trỉì quạ trçnh ni cáúy
vi sinh váût cọ thãø thỉûc hiãûn trêch ly cạc cháút hoảt hoạ sinh hc tỉì canh trỉåìng ni cáúy.
9.2. CẠC THIÃÚT BË NI CÁÚY VI SINH VÁÛT TRÃN MÄI TRỈÅÌNG RÀÕN
CỌ CẠC KHAY ÂÄÜT LÄÙ NÀỊM NGANG
Trong cạc âiãưu kiãûn sn xút âãø ni cáúy cạc giäúng náúm mäúc trãn bãư màût trong

cạc khay, ngỉåìi ta sỉí dủng cạc phng tiãût trng, säú lỉåüng cạc phng phủ thüc vo nàng
sút tênh theo canh trỉåìng náúm mäúc khä hng ngy. Âãø âënh hỉåïng thỉåìng khi nàng
sút 1 táún/ngy cáưn 3 ÷ 4 phng tiãût trng. Âäúi våïi nh mạy cọ nàng sút 10 táún/ngy säú
phng l 30 ÷ 40.
Phng tiãût trng l bưng kên cọ kêch thỉåïc 10000×2800×2100 mm våïi hai cỉía,
mäüt cỉía näúi våïi hnh lang thi liãûu. Bãn trong phng cọ ba âoản äúng thäng khê âãø nảp
khäng khê âiãưu ho tỉì mäüt hỉåïng, cn tỉì hỉåïng ngỉåüc lải- cạc äúng âãø thi khäng khê
trong phng. Diãûn têch ca phng âỉåüc tênh cho 18 ÷ 20 gin cọ khong 9 ÷ 10 khay
cho mäùi bãn, quy âäøi ra cạm khä l 100 kg. Khong cạch giỉỵa cạc gin 80 ÷100 mm,
giỉỵa cạc gin cọ khong cạch räüng 1000 ÷ 1200 mm âãø âi lải v cạch tỉåìng 200 ÷
300 mm.
Cạc bäü âiãưu ho âäüc láûp âỉåüc phán bäø trãn cạc phng tiãût trng nhàòm âãø âáøy
khäng khê cọ nhiãût âäü 22 ÷ 32
0
C, âäü áøm tỉång âäúi 96 ÷ 98% vo phng. Khäng khê tưn


175
hon cọ bäø sung 10% khäng khê sảch tỉì bäü âiãưu ho chênh, cạc hnh lang nảp v thạo
ca cạc phng cáưn phi cạch ly cạc phng bãn cảnh. Âiãưu âọ thỉûc hiãûn âỉåüc nhåì thäng
giọ hai chiãưu khi trao âäøi khäng khê nhiãưu láưn (âãún 8 láưn) v nhåì lm sảch khäng khê
thi khi cạc bo tỉí.
Viãûc ni cáúy giäúng trong cạc phng tiãût trng â âỉåüc sỉí dủng trong cạc giai
âoản âáưu ca sỉû phạt triãøn sn xút ra cạc chãú pháøm enzim. Nhỉỵng tỉåíng âãø tảo ra cạc
thiãút bë dảng cå khê hoạ cọ cạc khay nàòm ngang khäng mang lải kãút qu täút vç täún nhiãưu
kim loải v nàng sút tháúp.
9.3. THIÃÚ
T BË CỌ CẠC KHAY ÂỈÅÜC PHÁN BÄØ ÂỈÏNG
Thiãút bë ni cáúy vi sinh váût trãn mäi trỉåìng dinh dỉåỵng ràõn kolovieva. Phng
ca thiãút bë ny l bäü chỉïa hçnh häüp bàòng kim loải âỉåüc cäú âënh trãn cạc trủ nhåì hãû

giàòng ân häưi. Nàõp láût âỉåüc âọng kên åí trãn thiãút bë, cn åí dỉåïi − âạy láût. Bãn trong
phng cỉï khong 50 mm bäú trê häüp âỉïng tỉåìng kẹp âäüt läù, khäng khê âỉåüc âáøy qua cạc
häüp ny. Cạc häúc ca rnh âỉïng (âỉåüc tảo ra giỉỵa cạc häüp) l nhỉỵng khay chỉïa. Cạc
khay cọ âạy màõt cạo nhàòm ngàn cn sỉû vung vi mäi trỉåìng khi nảp. Phng âỉåüc trang
bë cạc khåïp näúi âãø nảp håi, nỉåïc v thi nỉåïc ngỉng. Mạy rung âỉåüc bàõt chàût vo phng
âãø thạo dåỵ canh trỉåìng náúm mäúc.
Kiãøm tra v ghi nhiãût âäü âỉåüc thỉûc hiãûn nhåì nhiãût kãú tiãúp xục âàût tải mäüt trong
nhỉỵng rnh ni cáúy v näúi våïi bäü dáùn âäüng quảt, råle s tỉû âäüng tàõt v måí quảt.
Nhỉåüc âiãøm ca loải ny l nàng sút nh, biãún dảng cạc phng v thi canh
trỉåìng ni cáúy náúm mäúc ra khi khay l ráút khọ khàn, âäü kên khi thi khäng âm bo
v tiãu hao khäng khê âãø thi nhiãût sinh l låïn.
Phng ni cáúy vi sinh váût trãn mäi trỉåìng dinh dỉåỵng ràõn cọ cạc häüp thạo
âỉåüc v dåỵ ti bàòng tỉû âäüng hoạ. Thiãút bë ny l sỉû biãún dảng ca thiãút bë kolovieva.
Phng ni cáúy l häưm kim loải, trong âọ âỉåüc làõp cạc häüp âỉïng cọ thãø thạo dåỵ häưm
âỉåüc. Phng âỉåüc làõp trãn khung våïi cạc bạnh v cọ thãø chuøn dëch theo cạc ray. Âãø cäú
âënh åí mäüt vë trê xạc âënh phng âỉåüc trang bë chäút âënh vë. Khay âỉåüc tảo nãn do hai
bạn khay cọ khåïp näúi åí pháưn trãn ca phng.Tay ân âiãưu chènh cạc táúm chàõn ph pháưn
dỉåïi ca cạc khay. Thỉûc hiãûn thäng giọ canh trỉåìng qua cạc rnh phán bäø khäng khê
trong cạc khay.
Cå cáúu âãø thạo dåỵ (hçnh 9.1) canh trỉåìng ni cáúy ra khi khay âỉåüc phán bäø trãn
phng ni cáúy v gäưm nhỉỵng bäü pháûn cọ liãn quan nhau âãø cäú âënh cạc khay 2; cå cáúu
måí cạc khay âỉåüc phán bäø tỉång xỉïng theo hai hỉåïng ca phng; cå cáúu âáøy phng âãún


176
táúm kim loải phàóng nàòm ngang 6 âỉåüc kẻp chàût bàòng cạc thanh näúi âỉïng 7 âãø chuøn
âäüng quay tënh tiãún. Cạc bäü pháûn âãø âënh vë cạc khung 2 gäưm hai trủc (cọ cạc chäút) sàõp
xãúp song song cán âäúi våïi trủc ngang ca phng. Cå cáúu måí ca cạc khay cọ hai mám
quay våïi cạc thanh truưn, thanh ràng âỉåüc kẻp chàût trãn cạc thanh truưn âỉåüc phán bäø
tỉì hai hỉåïng ca phng v dng âãø chuøn dëch phng.

Hçnh 9.1. Cå cáúu âãø thạo dåỵ
tỉû âäüng canh trỉåìng náúm mäúc
trong cạc häüp ra khi phng:
1- Âỉåìng ray; 2- Chäút âënh
vë; 3- Khung; 4- Trủ âỉïng;
5- Chäút; 6- Táúm kim loải
phàóng; 7- Thanh näúi; 8- Âãú
cäüt; 9- Sng; 10- Âéa xêch


Táút c cạc cå cáúu trãn âỉåüc làõp chàût trãn sng 9. Sng tỉûa trãn khung 3 nhåì âãú cäüt
8. Âäüng cå âiãûn lm chuøn âäüng thiãút bë. Phng cng våïi canh trỉåìng ni cáúy chuøn
dåìi theo âỉåìng ray 1 âãø thạo dåỵ v âỉåüc âënh vë åí mäüt vë trê â âënh. Sau âọ dng tay
ân måí táúm chàõn ca khay, cn tay gảt måí khay âáưu theo tiãún trçnh thạo dåỵ.
Khi måí âäüng cå âiãûn, thanh ràng cọ chäút 5 bàõt âáưu chuøn dëch, pháưn dỉåïi ca
nỉía khay dëch li ra. Sau âọ cå cáúu âáøy bàõt âáưu hoảt âäüng: táúm kim loải 6 hả xúng
dỉåïi, âáøy canh trỉåìng ni cáúy ra khi khay v âỉåüc náng lãn. Khi táúm kim loải náng
cao hån khay, sng bàõt âáưu chuøn dëch theo khung 3 nhåì âãú cäüt 8 vo vë trê trãn khung
tiãúp theo. Trủ chäúng 4 cng våïi sng chuøn dëch v khi tạc âäüng tåïi chäút, âỉa âãún vng
biãn, tải âáy khay âỉåüc thạo dåỵ theo thỉï tỉû.
Khi thiãút bë cọ 7 phng ni cáúy cọ thãø thu nháûn 1200 kg giäúng náúm mäúc trong
mäüt ngy. Cạc phng ni cáúy âỉåüc chãú tảo bàòng håüp kim nhäm, sỉïc chỉïa ca chụng −
500 kg, kêch thỉåïc cå bn ca phng 1600×1300×1020 mm, khäúi lỉåüng 771 kg.
Dáy chuưn tỉû âäüng hoạ âãø ni cáúy giäúng náúm mäúc. Trãn cå såí cạc phng ni
cáúy vi sinh váût trãn mäi trỉåìng ràõn cọ cạc häüp thạo då,ỵ â tho ra quạ trçnh làõp rạp v
váûn hnh dáy chuưn cäng nghãû âãø ni cáúy bàòng cå khê hoạ v nháûn âỉåü
c nhỉỵng chãú
pháøm enzim tinh khiãút cọ cäng sút 50 ÷100 táún/nàm, phủ thüc vo dảng chãú pháøm

sn xút.
9
7

6

3
4
5
10


177
Dáy chuưn gäưm cạc cäng âoản: chøn bë mäi trỉåìng dinh dỉåỵng, ni cáúy, trêch
ly, làõng , tạch v sáúy, tiãu chøn hoạ v gọi chãú pháøm. Giai âoản quan trng nháút ca
dáy chuưn l chøn bë mäi trỉåìng dinh dỉåỵng v ni cáúy giäúng náúm mäúc, gäưm hai
bàng chuưn cäng nghãû âäüc láûp nhau (hçnh 9.2).









Hçnh 9.2. Cäng âoản ni cáúy giäúng trãn bãư màût:
1- Vng trn quay; 2- Cå cáúu âáøy; 3- Thiãút bë san; 4- Rnh nảp liãûu; 5- Bn
nảp liãûu ; 6- Bäü tiãût trng cạc phng ni cáúy; 7- Cå cáúu âáøy; 8- Rỉía cạc
phng;

9- Bn dåỵ liãûu; 10- Phng ni cáúy; 10- Bäü ra khåïp cúi cng; 12- Bàng ti;
13- Phng ni cáúy mäi trỉåìng ràõn; 14- Buläng ghẹp; 15- Âỉåìng ray

Trong mäùi bàng chuưn âãưu cọ bäü tiãût trng, näưi khúy träün, 9 phng ni cáúy
trãn mäi trỉåìng ràõn åí trong âỉåìng háưm kên våïi hãû âỉåìng ray 15 âãø chuøn dëch liãn tủc
cạc phng tỉì cäng âoản cäng nghãû ny âãún cạc âoản cäng nghãû khạc.
Váûn chuøn cạm v b c ci vo thng chỉïa bàòng khê nẹn, räưi cho qua vêt ti vo
mäüt trong nhỉỵng näưi tiãût trng. Sau khi nảp vo näưi tiãût trng mäüt lỉåüng nỉåïc v dung
dëch amoni sunfat nháút âënh räưi träün âãưu v tiãún hnh tiãût trng mäi trỉåìng åí chãú âäü tỉû
âäüng. Sau âọ mäi trỉåìng âỉåüc âỉa vo thiãút bë khúy träün tiãût trng. Nỉåïc âãø lm áøm
mäi trỉåìng v huưn ph â âỉåüc âäưng hoạ våïi lỉåüng 0,1 ÷ 0,8% so våïi khäúi lỉåüng ca
mäi trỉåìng dinh dỉåỵng cho vo thiãút bë khúy träün trãn.
Sau khi khúy träün trong vng 3 ÷ 5 phụt, cỉía nàõp ca mạy träün tỉû âäüng måí ra v
rọt mäi trỉåìng vo cạc häüp thạo dåỵ âỉåüc trong phng 13 dỉåïi mạy träün trãn bn nảp liãûu
5 ca giai âoản ni. Mäi trỉåìng vo phng tiãût trng qua rnh måí di âäüng cọ dảng hçnh
nọn, rnh phán bäú mäi trỉåìng vo 28 häüp. Sỉû âáưm chàût cạc mäi trỉåìng trong cạc låïp xy


178
ra khi phng dao âäüng, sau âọ theo âỉåìng ray tỉû âäüng chuøn vo âỉåìng háưm ca
phng ni cáúy 10.
Cäng âoản ni cáúy âỉåüc trang bë hai phng ni cáúy 10 song song nhau, cọ 9 vë
trê thäøi khê, hai bäü pháûn nảp liãûu 3 v 4, bäü pháûn thạo liãûu 9, nghiãưn giäúng, rỉía 8 v tiãût
trng phng 6. Táút c cạc bäü pháûn ny näúi nhau båíi cạc âỉåìng ray 15 cọ vng trn quay
1 v båíi cạc hãû thäúng váûn chuøn nàm bàng ti xêch v cå cáúu âáøy bàòng thu lỉûc 2. Viãûc
váûn chuøn cạc phng tỉì bäü pháûn ny sang bäü pháûn khạc âãưu tiãún hnh bàòng tỉû âäüng.
Âỉåìng háưm ca phng ni cáúy âỉåüc chia ra lm ba âoản: âoản âáư
u âỉåüc phán bäú
liãn tủc cho 6 phng ni vi sinh váût trãn mäi trỉåìng ràõn säú 13, âoản thỉï hai cho hai
phng v âoản thỉï ba cho mäüt phng. Cạc âoản trong phng ni âỉåüc âọng kên bàòng

cạc cỉía khê âäüng hc cọ cạc táúm âãûm caosu. Mäùi âoản âỉåüc trang bë hai äúng khúch tạn
phán bäø ngỉåüc nhau. Cạc calorife v cạc quảt theo hãû tưn hon khẹp kên. Cỉï khong 3
h thç cho phng ni cáúy â âỉåüc nảp liãûu vo âỉåìng háưm, cn phng trỉåïc âọ thç tỉû
âäüng chuøn dëch âãún âoản tiãúp theo. Cho nãn cọ 9 phng ni vi sinh váût trãn mäi
trỉåìng ràõn âỉåüc âỉa vo âỉåìng háưm ca phng ni.
ÅÍ cạc âoản âáưu vo thåìi k ca cạc pha tiãưn phạt, khi xy ra sỉû náøy máưm bo tỉí
(thåìi gian tỉì 16 ÷18 h) trong phng phi giỉỵ åí nhiãût âäü 33 ÷ 35
0
C. Vo thåìi k phạt
triãøn (thåìi gian 16 h) cỉåìng âäü ca dng khäng khê âỉåüc tàng lãn nhàòm bo âm thi
nhiãût v thi cạc sn pháøm chuøn hoạ tảo khê khi giỉỵ nhiãût âäü ca mäi trỉåìng 35 ÷
36
0
C. ÅÍ âoản thỉï ba ni trong giai âoản têch lu enzim, dng hãû thäúng giọ âỉåüc tênh
âãún âãø giỉỵ nhiãût âäü täúi ỉu 32 ÷ 34
0
C. Nhiãût âäü ca khäng khê trong mäùi âoản âỉåüc âiãưu
chènh tỉû âäüng theo chỉång trçnh â cho.
Khi kãút thục chu trçnh ni, cå cáúu 7 âáøy phng 13 ra khi âỉåìng háưm v âỉa âãún
bn thạo dåỵ 9. Måí cå cáúu chuøn dëch phng âãún bn thạo dåỵ v xy ra sỉû chuøn dëch
ca phng âãún mäüt khong cạch bàòng chiãưu räüng ca häüp. Khi âọ tay ân ca âạy häüp
v tay ân thạo dåỵ häüp tỉû quay trn, v cå cáúu âáøy s âáøy canh trỉåìng ni cáúy tỉì häüp
âãún bäü nghiãưn âáưu tiãn. Sau khi dåỵ ti, phng ni cáúy chuøn âäüng theo âỉåìng ray âãún
bäü pháûn rỉía, räưi vo bäü tiãût trng. Bäü tiãût trng l xylanh nàòm ngang cọ
hai nàõp måí
ngỉåüc chiãưu. Cạc nàõp âỉåüc âáûy kên nhåì bäü ẹp thu lỉûc.
Sau khi tiãût trng phng âỉåüc lm lảnh, sáúy bàòng khäng khê tiãût trng v tỉû âäüng
âỉa âãún bn nảp liãûu, sau âọ chu trçnh cäng nghãû âỉåüc làûp lải.
Dáy chuưn cäng nghãû tỉû âäüng hoạ lm tàng mỉïc âäü cäng nghãû v giäúng sn xút,
lm gim thi bủi v bo tỉí. Tuy nhiãn nọ chiãúm diãûn têch låïn âãø làõp âàût hãû váûn chuøn

v cạc phng ni cáúy, täún nàng lỉåüng v kim loải, nàng sút tháúp.
9.4. THIÃÚT BË NI CÁÚY GIÄÚNG BÀỊNG PHỈÅNG PHẠP TÉNH - ÂÄÜNG