Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 480 tấn sản phẩm/năm

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
LỜI NÓI ĐẦU
Trong đời sống thường nhật, axit amin nói chung và axit glutamic nói riêng có
một ý nghĩa to lớn. Axit glutamic là một axit amin công nghiệp quan trọng, rất cần cho
sự sống, có công thức hóa học là:
HOOC – CH – CH
2
– CH
2
– COOH
NH
2
Tuy là một loại amino axit không phải thuộc loại không thay thế nhưng nhiều thí
nghiệm lâm sàng cho thấy nó là một loại axit amin đóng vai trò quan trọng trong quá
trình trao đổi chất của người và động vật, trong việc xây dựng prôtêin, xây dựng các cấu
tử của tế bào.
Axit glutamic có thể đảm nhiệm chức năng tổng hợp nên các aminoaxit khác nhau
như alanin, lơsin, cystein, …. nó tham gia vào phản ứng chuyển amin, giúp cho cơ thể
tiêu hóa nhóm amin và tách NH
3
ra khỏi cơ thể . Nó chiếm phần lớn thành phần protein
và phần xám của não, đóng vai trò quan trọng trong các biến đổi sinh hóa ở hệ thần kinh
trung ương vì vậy trong y học còn sử dụng axit glutamic trong trường hợp suy nhược hệ
thần kinh nặng, mỏi mệt, mất trí nhớ, sự đầu độc NH
3
vào cơ thể, một số bệnh về tim,
bệnh teo bắp thịt, …
Axit glutamic còn dùng làm nguyên liệu khởi đầu cho việc tổng hợp một số hóa
chất quan trọng.
Muối natri của axit glutamic là natri glutamat mà ta quen gọi là mì chính là chất
điều vị có giá trị trong công nghiệp thực phẩm, trong nấu nướng thức ăn hàng ngày [4, tr

7].
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.
Vì vậy, để đáp ứng nhu cầu trong nước và tiến tới xuất khẩu, nên em chọn đề tài
thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic với năng suất 480 tấn sản phẩm/năm.
GVHD: TS.TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH SVTH: TRẦN ĐÌNH TỔNG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 480 tấn sản phẩm/năm
---   ---
1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
CHƯƠNG 1
LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT
Khu vực miền Trung và các tỉnh Tây Nguyên chưa có nhà máy sản xuất axit
glutamic, nguồn nguyên liệu phục vụ sản xuất của khu vực cũng phong phú. Đây là một
điều kiện rất thuận lợi để chúng ta tiến hành sản xuất loại sản phẩm này nhằm cung cấp
cho thị trường rộng lớn và tiến đến xuất khẩu. Với những ưu điểm như vậy nên việc xây
dựng một nhà máy sản xuất axit glutamic ở Gia Lai là việc làm hợp lý và sẽ mang lại
hiệu quả kinh tế cao trong quá trình hoạt động.
1.1. Đặc điểm tự nhiên của tỉnh Gia Lai
Gia Lai nằm ở khu vực phía Bắc của Tây Nguyên, có diện tích tương đối lớn. Phía
bắc giáp tỉnh Kon Tum, phía nam giáp tỉnh Đắk Lắk, phía tây giáp Campuchia với 90
km đường biên giới quốc gia, phía đông giáp các tỉnh Quảng Ngãi, Bình Định và Phú
Yên. Đặc biệt có khu công nghiệp Trà Đa nằm trong thành phố Plêiku là điều kiện rất
thuận lợi cho vấn đề cung cấp điện, nước, hơi và nhiên liệu.
Khí hậu gió mùa cao nguyên, một năm có hai mùa: mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 và
kết thúc vào tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Lượng mưa trung bình
từ 2.200 đến 2.500 mm ở vùng Tây Trường Sơn và từ 1.200 đến 1.750 mm ở vùng
Đông Trường Sơn. Nhiệt độ trung bình năm là 22 – 25ºC [13].
1.2. Vùng nguyên liệu

Ở Gia Lai có nhà máy đường An Khê cách khu công nghiệp Trà Đa 80km về phía
Đông, là một trong những nhà máy đường lớn của khu vực nên việc cung cấp nguyên
liệu cho nhà máy rất thuận lợi. Nhà máy tinh bột sắn ở Kon Tum cũng cách khu công
nghiệp 50km về phía Bắc sẽ là nguồn cung cấp tinh bột cho sản xuất.
Ngoài ra, Gia Lai còn là vùng nguyên liệu sắn lớn của khu vực Nam Trung Bộ và
phía Bắc Tây Nguyên nên sẽ là nguồn nguyên liệu dồi dào cho nhà máy hoạt động.
1.3. Hợp tác hóa
Khu công nghiệp Trà Đa là khu công nghiệp lớn của tỉnh Gia Lai và khu vực Bắc
Tây Nguyên nói chung nên quá trình hợp tác hóa với các nhà máy khác về sử dụng các
GVHD: TS.TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH SVTH: TRẦN ĐÌNH TỔNG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 480 tấn sản phẩm/năm
---   ---
2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
công trình công cộng như điện, nước, hệ thống giao thông, hệ thống cấp thoát nước… sẽ
thuận lợi, giảm chi phí đầu tư.
1.4. Nguồn cung cấp điện, hơi và nhiên liệu
Gia Lai có các nhà máy thủy điện lớn như Ialy, Sêsan, An Khê… nên việc cung
cấp điện cho khu công nghiệp nói chung và nhà máy nói riêng sẽ luôn được đảm bảo.
Bên cạnh đó, việc tạo điều kiện thuận lợi và sự quan tâm đầu tư của tỉnh nên
nguồn cung cấp hơi và các nhiên liệu cũng thuận lợi [15].
1.5. Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lý nước
Nước cung cấp cho nhà máy phải đảm bảo tiêu chuẩn về nước sạch cho các nhà
máy thực phẩm nên nguồn nước cung cấp cho nhà máy được lấy từ nguồn nước của
công ty cấp nước thành phố.
Nước trước khi đưa vào sản xuất được lắng, lọc, làm mềm và xử lý iôn.
Nước thải của nhà máy cũng được đưa về hệ thống xử lý nước thải chung của khu
công nghiệp rồi xử lý trước khi được thải ra ngoài.
1.6. Giao thông vận tải
Có Quốc lộ 14 nối Gia Lai với Kon Tum, Quảng Nam, thành phố Đà Nẵng về phía

Bắc và Đắk Lắk, Đắk Nông, các tỉnh vùng Đông Nam Bộ về phía Nam. Quốc lộ 19 nối
với cảng Quy Nhơn dài 180km về phía Đông và các tỉnh Đông Bắc Campuchia về
hướng Tây. Quốc lộ 25 nối với Phú Yên. Ngoài ra, đường Hồ Chí Minh cũng đi qua địa
bàn tỉnh Gia Lai. Các quốc lộ 14, 25 nối Gia Lai với các tỉnh Tây Nguyên và duyên hải
miền Trung rất thuận tiện cho vận chuyển hàng hóa đến cảng để xuất khẩu và các trung
tâm kinh tế lớn của cả nước.
Sân bay Plêiku có đường bay từ Pleiku đi thành phố Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Huế,
Hà Nội và ngược lại [14].
Ngoài ra, cửa khẩu Lệ Thanh ở Gia Lai và cửa khẩu Bờ Y ở Kon Tum sẽ là con
đường để vận chuyển sản phẩm sang Campuchia và Lào phục vụ cho xuất khẩu [16].
1.7. Nhân công và thị trường tiêu thụ
Nguồn nhân công sẽ được tuyển từ nguồn lao động của địa phương và các vùng
lân cận, lượng lao động vãn lai cũng dồi dào từ đó có thể thuê nhân công với giá rẻ.
GVHD: TS.TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH SVTH: TRẦN ĐÌNH TỔNG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 480 tấn sản phẩm/năm
---   ---
3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
Thị trường tiêu thụ được chọn là thị trường của cả nước và hướng đến xuất khẩu
sang các nước trong khu vực, đặc biệt là khu vực Đông Nam Á.
1.8. Nguồn tiêu thụ sản phẩm
Nguồn tiêu thụ sản phẩm chủ yếu của công ty là hướng vào công ty Dược Bình
Định Bidiphar, các công ty chế biến thức ăn gia súc, gia cầm trong khu vực vì đây là các
công ty cần một lượng lớn axit glutamic để phục vụ cho sản xuất hàng năm. Ngoài ra,
các sản phẩm trong quá trình sản xuất cũng làm nguyên liệu cho nhà máy phân bón phục
vụ cho trồng trọt.
Bên cạnh đó xuất khẩu sản phẩm sang các nước Lào và Campuchia cũng là thị
trường cần được hướng tới trong quá trình hoạt động của nhà máy.
Kết luận: Với những điều kiện thuận lợi trên là hoàn toàn có thể xây dựng và đảm bảo
cho sự hoạt động của một nhà máy sản xuất axit glutamic tại khu công nghiệp Trà Đa

của tỉnh Gia Lai.
GVHD: TS.TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH SVTH: TRẦN ĐÌNH TỔNG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 480 tấn sản phẩm/năm
---   ---
4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN
Vào năm 1860 nhà khoa học Ritthaussen ở Hamburg (Đức) xác định thành phần
các protein động vật, đặc biệt là thành phần các axit amin, trong đó có một axit amin với
tên gọi là axit glutamic:
HOOC – CH – CH
2
– CH
2
– COOH
NH
2
và muối natri của nó gọi là glutamat natri.
Tên axit glutamic xuất phát từ thuật ngữ gluten của bột mì. Tách gluten, thủy phân
nó bằng axit và cuối cùng thu được một lượng lớn axit amin, trong đó axit glutamic
chiếm 80% lượng các axit amin [4, tr 15].
Axit glutamic là loại axit amin cơ thể có thể tổng hợp được, nó có nhiều trong các
loại thực phẩm như trong protein thịt động vật, thực vật như đậu peas, cà rốt, rong
biển… Là một trong 20 axit amin cấu tạo nên phân tử protein được sử dụng nhiều trong
thực tế cuộc sống vì công dụng của nó [17].
* Nguyên liệu:
Để lên men sản xuất axit glutamic, người ta dùng nguyên liệu chủ yếu là dịch có
đường, hoặc rỉ đường, hoặc các nguồn nguyên liệu tinh bột đã qua giai đoạn đường hóa.
Khoai mì là nguyên liệu tinh bột được sử dụng nhiều nhất hiện nay. Ngoài ra còn có các

nguồn dinh dưỡng bổ sung như muối amôn, photphat, sulfat, biotin, vitamin B...
Trong thực tế sản xuất, người ta dùng rỉ đường làm môi trường lên men thay cho
cao bắp. Rỉ đường thường pha loãng đến 13 – 14% và thanh trùng trước khi lên men.
Nếu là nguyên liệu chứa tinh bột, thì tinh bột phải được thủy phân (quá trình dịch hóa và
đuờng hóa) nhờ enzym
α
,
β
, amylaza rồi sau đó mới bổ sung thêm dinh dưỡng vào
môi trường lên men.
* Chủng vi sinh:
Quá trình lên men sản xuất axit glutamic bằng các chủng vi sinh thường sử dụng
là: Corynebacterium Glutamicum, Brevibacterium Lactofermentus, Micrococcus
GVHD: TS.TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH SVTH: TRẦN ĐÌNH TỔNG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 480 tấn sản phẩm/năm
---   ---
5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
Glutamicus; nhưng chủ yếu nhất vẫn là chủng Corynebacterium Glutamicum có khả
năng lên men từ tinh bột, ngô, khoai, khoai mì để tạo ra axit glutamic.
Chủng vi khuẩn giống phải có khả năng tạo ra nhiều axit glutamic, tốc độ sinh
trưởng phát triển nhanh, có tính ổn định cao trong thời gian dài, chịu được nồng độ axit
cao, môi trường nuôi cấy đơn giản, dễ áp dụng trong thực tế sản xuất [17].
* Cơ chế tổng hợp thừa axit glutamic:
Tính thấm của màng tế bào bị thay đổi vì thiếu biotin, do tác dụng của penicillin
hay dẫn xuất của chất béo. Nếu tính thấm không bị thay đổi thì chỉ diễn ra sự tổng hợp
axit gutamic trong tế bào và không có sự tiết axit này ra môi trường. Như vậy, axit
glutamic nồng độ cao sẽ ức chế phản ứng của glutamate-dehydrogenaza tạo thành axit
glutamic. Do biến đổi về tính thẩm thấu, tế bào chỉ cho axit glutamic ra ngoài và trong
nội bào nồng độ axit amin này thấp nên không có sự ức chế ngược bởi sản phẩm cuối

cùng.
Sự hư hại tính thấm xuất hiện khi nồng độ biotin tối ưu là 2 – 5
µ
g/l. Còn nồng
độ bioin tối thích cho sự sinh trưởng của chủng sản ở khoảng 14
µ
g/l. Cũng có thể tạo
ra sự hư hại này bằng cách bổ sung các chất hoạt động bề mặt như Tween 60-
polyoxyetylen- socbitanmonostearat, Tween-40poyoxyetylen-sobitan-monopalmitat như
penicillin. Các tác nhân bề mặt này được bổ sung vào giữa hay cuối pha sinh trưởng.
Việc penicillin gây hư hại cho tính thấm có ý nghĩa thực tiễn đặc biệt vì nhờ đó có thể
sử dụng các nguyên liệu phức tạp như rỉ đường [3, tr 19].
* Kỹ thuật sản xuất:
Sản xuất axit glutamic bằng phương pháp lên men người ta sử dụng hai phương
pháp là lên men liên tục và lên men gián đoạn:
Phương pháp lên men liên tục
Cơ chất và các thành phần môi trường được bổ sung liên tục vào thiết bị lên men
và dịch lên men được lấy ra dần.
Phương pháp lên men gián đoạn
Có 2 phương pháp lên men gián đoạn:
Phương pháp lên men gián đoạn không bổ sung cơ chất
GVHD: TS.TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH SVTH: TRẦN ĐÌNH TỔNG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 480 tấn sản phẩm/năm
---   ---
6
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
Cho toàn bộ cơ chất và hóa chất cần dùng một lần ngay từ ban đầu vào thiết bị lên
men. Chỉ có dầu phá bọt và dịch đường… được bổ sung theo nhu cầu trong quá trình lên
men. Lượng môi trường ban đầu thường 60 – 65% thể tích của thùng. Khoảng trống của
thùng dành cho bọt hoạt động

Nguyên tắc của phương pháp này là sản xuất L_glutamic ngay trong dịch nuôi cấy
bằng một loại vi sinh vật duy nhất. Các sinh vật này đều có hệ enzyme đặc biệt có thể
chuyển trực tiếp đường và NH
3
thành axit glutamic trong môi trường. Ưu điểm của
phương pháp này là:
+ Sử dụng đường làm nguyên liệu có hiệu suất cao.
+ Nguyên liệu sử dụng rẻ tiền, dễ kiếm.
+ Nguyên liệu chứa đầy đủ các thành phần dinh dưỡng cho quá
trình lên men [4, tr 124].
Phương pháp lên men gián đoạn có bổ sung cơ chất
Không cho toàn bộ cơ chất vào thiết bị lên men ngay từ đầu mà chia làm hai khối
nhỏ, 15 – 20% cơ chất cùng các hóa chất được đưa vào môi trường ban đầu, khối còn lại
(80 – 85%) được bổ sung dần trong quá trình lên men.
Quá trình lên men gián đoạn gồm các giai đoạn sau:
a. Giai đoạn đầu: 8 ÷ 12h, giai đoạn này chủ yếu là tăng sinh khối. Các chất có
trong môi trường thẩm thấu vào tế bào làm cho vi khuẩn lớn lên đạt kích thước cực đại
và bắt đầu sinh sản, phân chia. Ở giai đoạn này axit glutamic tạo ra rất ít. pH có tăng từ
6,5 ÷ 6,7 lên 7,5 ÷ 8.
b. Giai đoạn giữa: Từ giờ thứ 10, 12 đến giờ thứ 24, 26. Số lượng tế bào không
tăng hoặc tăng rất ít. Quá trình chủ yếu của giai đoạn này là đường và đạm vô cơ thẩm
thấu qua màng tế bào vi khuẩn và các quá trình chuyển hoá bởi men và các phản ứng để
tạo axit glutamic trong tế bào. Lượng axit sinh ra nhiều làm pH giảm nên phải bổ sung
thêm urê để pH = 8, CO
2
bay ra nhiều, bọt tăng ào ạt. Trong giai đoạn này nhiệt độ tăng
nhanh. Axit tạo ra đạt 30 ÷ 40g/l.
c. Giai đoạn cuối: Các quá trình xảy ra chậm dần cho đến khi hàm lượng đường
chỉ còn dưới 1% thì lên men kết thúc [4, tr 174].
GVHD: TS.TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH SVTH: TRẦN ĐÌNH TỔNG

Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 480 tấn sản phẩm/năm
---   ---
7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
* Tinh sạch:
Kết thúc quá trình lên men, axit glutamic được tạo thành cùng với một số tạp chất
khác, do đó cần phải tinh chế các tạp chất này ra khỏi dung dịch chứa axit.
Người ta có thể sử dụng than hoạt tính để khử màu. Axit glutamic được thu bằng
cách điều chỉnh pH = 3,2 rồi cô đặc dung dịch và giảm nhiệt độ xuống từ 40 – 15
o
C sẽ
thu được tinh thể axit glutamic với lượng 77 – 88% hoặc cao hơn.
Sau đó đem ly tâm, lọc, và sấy ở nhiệt độ thấp sẽ thu được tinh thể axit glutamic
màu trắng [17].
CHƯƠNG 3
GVHD: TS.TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH SVTH: TRẦN ĐÌNH TỔNG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 480 tấn sản phẩm/năm
---   ---
8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
CHỌN VÀ THUYẾT MINH
DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
3.1. Chọn phương pháp sản xuất
Axit glutamic là loại axit amin cơ thể có thể tổng hợp được, nó có nhiều trong các
loại thực phẩm như trong protein thịt động vật, thực vật như đậu peas, cà rốt, rong
biển…
Có nhiều phương pháp sản xuất axit glutamic khác nhau, từ các nguồn nguyên liệu
khác nhau. Hiện nay, trên thế giới có bốn phương pháp cơ bản:
3.1.1. Phương pháp tổng hợp hóa học
Phương pháp này ứng dụng các phản ứng tổng hợp hóa học để tổng hợp nên axit

glutamic và các aminoaxit khác từ các khí thải của công nghiệpdầu hỏa hay các nghành
khác. Phương pháp này có những ưu - nhược điểm cụ thể như sau:
Ưu điểm: Phương pháp này có thể sử dụng nguồn nguyên liệu không phải thực phẩm để
sản xuất ra và tận dụng được các phế liệu của công nghiệp dầu hỏa.
Nhược điểm: Chỉ thực hiện được ở những nước có công nghiệp dầu hỏa phát triển và
yêu cầu kỹ thuật cao. Mặt khác sản xuất bằng con đường này tạo ra một hỗn hợp không
quay cực D, L-axit glutamic, việc tách L-axit glutamic ra lại khó khăn nên làm tăng giá
thành sản phẩm. Do nhược điểm như vậy nên phương pháp này ít được ứng dụng ở các
nước.
3.1.2. Phương pháp thủy phân prôtêin
Phương pháp này sử dụng các tác nhân xúc tác là các hóa chất hoặc fecmen để
thủy phân một nguồn nguyên liệu prôtêin nào đó (khô đậu, khô lạc,…) ra một hỗn hợp
các aminoaxit từ đấy tách các axit glutamic ra.
Quá trình này có thể tóm tắt như sau: gluten của bột mì được thủy phân bằng axit
HCl để giải phóng ra các axit amin ở 150
o
C. Sau đó các chất cặn bã sẽ được lọc, dịch
lọc được cô đặc và giữ ở nhiệt độ thấp để làm giảm độ hòa tan của chất tan, từ đó các
hạt tinh thể kết tinh của hydroclorat glutamic quá bão hòa sẽ dần dần được tạo thành.
GVHD: TS.TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH SVTH: TRẦN ĐÌNH TỔNG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 480 tấn sản phẩm/năm
---   ---
9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
Những hạt tinh thể này sẽ được lọc để tách riêng và sau đó được hòa tan trong
nước. Dung dịch này sẽ được trung hòa bằng Na
2
CO
3
cho tới pH = 3,2 (pH đẳng điện),

ở pH này tinh thể axit glutamic sẽ kết tinh ra khỏi dung dịch và được tách riêng bằng
phương pháp ly tâm. Sau đó pha loãng và kết tinh lần hai với dung dịch Na
2
CO
3
ở pH =
5,7
÷
7,0. Than hoạt tính và Na
2
CO
3
được thêm vào để khử màu và kết tủa các tạp chất.
Tạp chất sẽ được lọc, dịch lọc được cô đặc bằng phương pháp bay hơi chân không thu
được dịch cô đặc axit glutamic, dịch cô đặc được tách nước bằng phương pháp ly tâm,
sản phẩm thu được được sấy khô tạo nên tinh thể cuối cùng là axit gutamic tinh khiết.
Phương pháp này có những ưu - nhược điểm cụ thể như sau:
Ưu điểm: Dễ khống chế quy trình sản xuất và áp dụng được vào các cơ sở thủ công bán
cơ giới, cơ giới dễ dàng.
Nhược điểm: Cần sử dụng nguyên liệu giàu protit hiếm và đắt.
Cần nhiều hóa chất và các thiết bị chống ăn mòn
Hiệu suất thấp đưa đến giá thành cao.
3.1.3. Phương pháp lên men (sinh tổng hợp)
Phương pháp này lợi dụng một số vi sinh vật có khả năng sinh tông hợp ra các axit
amin từ các nguồn gluxit và đạm vô cơ. Phương pháp này đang có nhiều triển vọng phát
triển ở khắp các nước, nó tạo ra được nhiều loại aminoaxit như: axit glutamic, lizin, vali,
alanin, phenylalanin, tryptophan, methionin,…
Phương pháp lên men có nguồn gốc từ Nhật Bản, năm 1956 khi mà Shukuo và
Kinoshita sử dụng chủng Micrococcus glutamicus sản xuất từ môi trường có chứa
glucoza và amoniac. Sau đó một số loài vi sinh vật khác cũng được sử dụng như Brevi

bacterium và Microbacterium,…
Nhiệt độ lên men giữ ở 28
o
C và duy trì pH = 8,0 bằng cách thường xuyên bổ sung
urê [4, tr 21]. Điều kiện hiếu khí là rất quan trọng bởi vì nếu không được sục khí thì sản
phẩm tạo thành không phải là axit glutamic mà là lactat. Khi sử dụng nguyên liệu là rỉ
đường thì cần bổ sung các chất kháng biotin để kiểm soát sự sinh trưởng của vi sinh vật.
Phương pháp này có nhiều ưu điểm nên đang được nghiên cứu và ứng dụng ở
nước ta và các nước trên thế giới.
GVHD: TS.TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH SVTH: TRẦN ĐÌNH TỔNG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 480 tấn sản phẩm/năm
---   ---
10
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
Ưu điểm chính: + Không sử dụng nguyên liệu giàu protit.
+ Không cần sử dụng nhiều hóa chất và thiết bị chịu ăn mòn.
+ Hiệu suất cao, giá thành hạ.
+ Tạo ra axit glutamic dạng L, có hoạt tính sinh học cao.
3.1.4. Phương pháp kết hợp
Đây là phương pháp kết hợp giữa tổng hợp hóa học và vi sinh vật học.
Phương pháp vi sinh vật tổng hợp nên axit amin từ các nguồn đạm vô cơ và gluxit
mất nhiều thời gian, do đó người ta lợi dụng các phản ứng tổng hợp tạo ra những chất có
cấu tạo gần giống axit amin, từ đấy lợi dụng vi sinh vật tiếp tục tạo ra axit amin.
Tổng hợp R – C – COOH
O
R – C – COOH R – CH – COOH
O VSV + h/c N NH
2

Phương pháp này tuy nhanh nhưng yêu cầu kỹ thuật cao, chỉ áp dụng nghiên cứu

chứ ít áp dụng vào công nghiệp sản xuất.
Với những trình bày ở trên thì phương pháp lên men có nhiều ưu thế hơn hết
trong việc sản xuất axit glutamic. Nên đối với đề tài thiết kế này tôi chọn phương
pháp lên men để sản xuất axit glutamic.
3.2. Chủng vi sinh vật
Tham gia vào quá trình lên men để sản xuất axit glutamic ta chọn vi sinh vật
thường dùng là: Corynebacterium glutamicum
Brevibacterium lactofermentus
Micrococus glutamicus
Nhưng chủ yếu nhất vẫn là chủng Corynebacterrium glutamicum, loại vi khuẩn
này có khả năng lên men từ tinh bột, ngô, khoai, khoai mì để tạo axit glutamic.
3.3. Qui trình sản xuất axit glutamic
Sau khi tham khảo qui trình sản xuất của nhà máy Ajnomoto cùng với các tài liệu
tham khảo tôi đã chọn được qui trình sản xuất cụ thể như sau:
GVHD: TS.TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH SVTH: TRẦN ĐÌNH TỔNG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 480 tấn sản phẩm/năm
---   ---
11
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA

GVHD: TS.TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH SVTH: TRẦN ĐÌNH TỔNG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 480 tấn sản phẩm/năm
---   ---
12
Rỉ đường
H
2
SO
4
pH =2,23,5

t
o
C = 5060
trong 40÷60h
Xử lý
Li tâm
Tinh bột
Pha loãng, lọc
Dịch hóa (pH=5,57;
t
o
C=90110)

Đường hóa (pH=4,24,5;
t
o
C=6062)

Pha chế dịch lên men
pH = 6,7÷6,9
_amylaza
_amylaza
K
2
HPO
4
0,15%
MgSO
4
0,075%

MnSO
4
0,0025%
FeSO
4
0,05
Thanh trùng (115
0
C, 20 phút)
và
Làm nguội 2830
o
C
Lên men pH = 8,0
Dịch đường
38÷45%
dầu lạc 0,1%
Urê 1,8%
Giống gốc
Nhân cấp I
CấpII
Lọc tách sinh khối
Cô đặc chân không
Tẩy màu
Than hoạt tính
Axit hóa và kết tinh
Ly tâm
Lọc băng tải
Sấy
Làm nguội

Bao gói
Bảo quản
(pH = 3,2;
t
o
= 5
o
C)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
3.4. Thuyết minh qui trình
3.4.1. Xử lí nguyên liệu
3.4.1.1. Nguyên liệu rỉ đường
Rỉ đường mía là phần còn lại của dung dịch đường sau khi đã tách phần đường
kính kết tinh. Hàm lượng đường trong mật mía là:
+ Đường tổng số : 45 – 60% (theo mùa)
+ Ca
2+
: 0,3 – 1,2%
+ K
+
: 2,0 – 4,0%
+ Độ màu (đo ở bước sóng 400 nm, pha loãng 250 lần): 0,3 – 1,3
+ Hàm lượng chất khô tổng số: 60 – 80% [8]
a. Xử lý rỉ đường
Mục đích chính của xử lý là loại bỏ các tạp chất không mong muốn và các vi sinh
vật tạp nhiễm, thuỷ phân dịch đường thành các đường đơn.
GVHD: TS.TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH SVTH: TRẦN ĐÌNH TỔNG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 480 tấn sản phẩm/năm
---   ---
13

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
Quá trình xử lý này còn nhằm loại canxi (Decancium): Iôn canxi làm ảnh hưởng
đến quá trình kết tinh glutamic. Trong rỉ mật có chứa
nhiều canxi- đây là kim loại có ảnh hưởng đến quá
trình lên men và kết tinh axit glutamic, mục đích của
giai đoạn này là loại canxi khỏi rỉ mật. Ngoài ra H
2
SO
4
được sử dụng để loại canxi còn có vai trò thủy phân
đường sacaroza trong rỉ mật thành glucoza- nguồn dinh
dưỡng cho vi sinh vật sử dụng.
Sơ đồ phản ứng:
C
12
H
22
O
11
+ H
2
O
H2SO4
C
6
H
12
O
6
+ C

6
H
12
O
6

Glucoza Fructoza
Ca
2+
+ SO
4
2-
CaSO
4
Điều kiện của thủy phân là:
+ Nhiệt độ: 50 – 60
o
C
+ Thời gian: 40 – 60h
+ pH = 2,2 – 3,5; điều chỉnh bằng H
2
SO
4
[8].
Thiết bị: Dùng thiết bị thủy phân tác động tuần hoàn có lớp lót chịu axit.
b. Ly tâm
Sau thời gian lưu khoảng 60h để tinh thể CaSO
4
có kích thước lớn, đem ly tâm
hỗn hợp sau xử lý để phân tách hai thành phần: Phần lỏng được đưa vào tank để thực

hiện tiếp quá trình xử lý trước khi tiến hành lên men, phần rắn gồm CaSO
4
, K
2
SO
4
,
CaK
2
(SO
4
)
2
tiếp tục ly tâm lần hai để thu dịch lỏng còn phần rắn được cung cấp cho nhà
máy phân bón.
Mục đích của ly tâm là loại bỏ kết tủa và các chất cặn lắng.
Thiết bị: Máy ly tâm nằm ngang.
GVHD: TS.TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH SVTH: TRẦN ĐÌNH TỔNG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 480 tấn sản phẩm/năm
---   ---
14
Hình 3.2. Máy ly tâm nằm ngang [5, tr228].
Hình 3.1. Thiết bị thủy phân
[5, tr90]
Hình 3.3.
Thiết bị
hòa tan
tinh bột
[18]
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA

3.4.1.2. Nguyên liệu tinh bột
Hàm lượng tinh bột trong tinh bột khoai mì là 80 – 84% [8].
Sử dụng các cyclon để chứa tinh bột.
a. Pha loãng, lọc:
Pha loãng nhằm làm trương nở các hạt tinh bột
và sau đó tiến hành lọc nhằm loại bỏ những chất cặn
bã trong dịch tinh bột trước khi thủy phân.
Thiết bị: Dùng thiết bị hòa tan có cánh khoấy và thiết bị lọc là thùng chứa có gắn
lưới lọc phía trên để lọc các chất cặn bã trước khi dịch tinh bột được bơm đi dịch hóa.
b. Dịch hóa:
Mục đích của dịch hóa là chuyển tinh bột thành dịch dextrose để sau đó thực hiện
quá trình đường hóa. Dùng enzym
α
_amylaza để thực hiện quá trình này
Qui trình bao gồm: Tinh bột khô (hoặc ướt) Hòa tan Lọc cặn bã
Dịch sữa bột Xử lý bằng enzym
α
_amylaza Dịch dextrose
Thông số kỹ thuật: pH = 5,5 – 7,0; nhiệt độ 90 – 110
o
C [8].
Thiết bị: Thực hiện quá trình dịch hóa trong các nồi phản ứng [5, tr 87].
c. Đường hóa:
Dịch tinh bột sau khi dịch hóa được chuyển qua nồi phản ứng để hạ nhiệt độ
xuống 60 – 62
o
C trước khi bổ sung enzym vào thiết bị.
GVHD: TS.TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH SVTH: TRẦN ĐÌNH TỔNG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 480 tấn sản phẩm/năm

---   ---
15
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
Mục đích của đường hóa là nhằm chuyển
dịch dextrose thành đường glucoza – nguồn dinh
dưỡng mà vi sinh vật lên men có thể sử dụng
được.
Qui trình đường hóa: Dịch dextrose
xử lý bằng
γ
_amylaza dịch glucoze.
Dùng emzym
γ
_amylaza để thực hiện quá
trình này
Các thông số kỹ thuật của quá trình đường
hóa này là: pH = 4,2 – 4,5; nhiệt độ 60 – 62
o
C [8]
Thiết bị: Quá trình đường hóa được tiến
hành trong các nồi phản ứng có bổ sung enzym
γ
_amylaza. [5, tr 87]
3.4.2. Pha chế dịch lên men
Mục đích: Tạo ra hỗn hợp môi trường cho
vi sinh vật sử dụng trong quá trình lên men tạo sinh khối.
Tiến hành: Phối trộn giữa dịch thuỷ phân tinh bột và dịch rỉ đường đã pha loãng.
Ngoài ra còn bổ sung thêm các chất sau: [4, tr 84]
Nồng độ đường : 10%
K

2
HPO
4
: 0,15%
MgSO
4
7H
2
O : 0,075%
MnSO
4
: 0,0025%
FeSO
4
: 0,05%
Điều chỉnh pH đến :6,7 ÷ 6,9
Dùng các cyclon chứa để tiến hành pha chế dịch lên men.
3.4.3. Thanh trùng và làm nguội
Mục đích: Thanh trùng nhằm tiêu
diệt các vi sinh vật gây hại trong môi
trường dinh dưỡng trước khi lên men và
GVHD: TS.TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH SVTH: TRẦN ĐÌNH TỔNG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 480 tấn sản phẩm/năm
---   ---
16
Hình 3.5. Thiết bị thanh trùng bản mỏng
[20]
Hình 3.4.
Thiết bị dịch hóa và đưònghóa
dịch tinh bột [5, tr 87]

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
làm nguội để hạ nhiệt độ môi trường xuống nhiệt độ thích hợp với vi sinh vật để lên
men.
Thanh trùng: Dịch được bơm ngược chiều với hơi nước, để tạo ra quá trình trao
đổi nhiệt. Thanh trùng ở 115
0
C trong thời gian 20 phút rồi được làm nguội nhiệt độ của
dịch lên men xuống 30
÷
32
0
C [8].
Chọn thiết bị thanh trùng dạng bản mỏng
3.4.4. Nhân giống
Mục đích là tạo ra đủ số lượng giống cần thiết cho quá trình lên men.
Quá trình nhân giống được tiến hành qua
các bước sau: [4, tr 171]
Giống gốc cấy truyền ra ống thạch
nghiêng đời 1 cấy truyền ra ống thạch
nghiêng đời 2 lên men bình lắc (giống cấp
1) nuôi trong thùng tôn (giống cấp 2)
lên men chính (giống cấp 3).
Quá trình nhân giống được tiến hành trong
các thùng gây men.
3.4.5. Lên men
Mục đích của khâu này là thông qua các hoạt động sống của vi khuẩn trong
những điều kiện thích hợp để chuyển hoá đường glucoze và
đạm vô cơ thành axit glutamic. Nồng độ đường ban đầu trong
dịch lên men là 10% [8].
Để đảm bảo cho quá trình lên men đạt hiệu quả cao phải

chú ý khống chế các điều kiện kỹ thuật như:
Nhiệt độ luôn giữ ở 32
o
C.
Lượng không khí : 30 ÷ 40cm
3
/giờ cho 1m
3
môi
trường.
Cánh khuấy hai tầng: 180 ÷ 200vòng/phút.
GVHD: TS.TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH SVTH: TRẦN ĐÌNH TỔNG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 480 tấn sản phẩm/năm
---   ---
17
Hình 3.6. Thùng gây men
[21]
Hình 3.7.
Thiết bị lên men
[5, tr 197]
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
pH giảm đến 7 thì phải bổ sung urê ngay cho pH lên 8, thường bổ sung một
nồi len men gián đoạn 2 – 3 lần
Thiết bị: Dùng thiết bị lên men với bộ đảo trộn cơ học dạng sủi bọt.
3.4.6. Lọc tách sinh khối
Lọc nhằm tách riêng dung dịch có chứa axit glutamic ra khỏi xác tế bào vi sinh vật
lên men trước khi tiến hành công đoạn tiếp theo cô đặc chân không.
Dùng thiết bị lọc màng dạng khung phẳng

3.4.7. Cô đặc chân không

Nhằm làm tăng nồng độ của dịch axit glutamic trước khi kết tinh.
Thiết bị: Sử dụng thiết bị cô đặc chân không.
GVHD: TS.TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH SVTH: TRẦN ĐÌNH TỔNG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 480 tấn sản phẩm/năm
---   ---
18
Hình 3.8.
Sơ đồ thiết bị dùng màng lọc
dạng khung phẳng
[5, tr 251]
Hình 3.9.
Thiết bị cô đặc chân không
[22]
Hình 3.12.
Thiết bị ly tâm
[24]
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
3.4.8. Tẩy màu
Mục đích: Dùng than hoạt tính để hấp thụ những chất màu, tạp chất được sinh ra
trong quá trình lên men.
Dùng thiết bị tẩy màu có cột than hoạt tính cố định và cho dung dịch cần tẩy di
qua cột.
3.4.9. Axit hóa và kết tinh
Quá trình này được thực hiện trong cùng một thiết bị
nhằm đưa pH của dung dịch axit glutamic giảm đến điểm
đẳng điện rồi hạ nhiệt độ để axit gulamic kết tinh lại sau đó
tiến hành ly tâm
Thiết bị: Dùng thiết bị kết tinh có lớp vỏ chịu được axit
và có bộ phận làm lạnh bên ngoài.
3.4.10. Ly tâm

Mục đích: Tách riêng axit glutamic từ hỗn hợp dung dịch sau khi đã kết tinh.
Thiết bị: Dùng thiết bị ly tâm tách nước để
tách nước ra khỏi tinh thể axit glutamic
3.4.11. Lọc băng tải
GVHD: TS.TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH SVTH: TRẦN ĐÌNH TỔNG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 480 tấn sản phẩm/năm
---   ---
19
Hình 3.10.
Sơ đồ thiết bị tẩy màu
[23]
Hình 3.11.
Thiết bị kết tinh
Hình 3.13.
Sơ đồ thiết bị lọc băng tải
[25]
Hình 3.14.
Sơ đồ thiết bị sấy băng tải [26]
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
Nhằm thu tinh thể axit glutamic sau khi đã ly tâm tách nước và cũng làm giảm độ
ẩm của tinh thể axit trước khi tiến hành sấy.
Sử dụng thiết bị lọc băng tải
3.4.12. Sấy
Mục đích của công đoạn này là nhằm tách hoàn toàn nước ra khỏi axit glutamic
trước khi đưa tinh thể axit glutamic vào gói rồi bảo quản.
Dùng thiết bị máy sấy băng tải để thực hiện quá trình sấy này.
3.4.13. Làm nguội
Tinh thể axit glutamic được làm nguội trên băng tải
làm nguội trước khi bao gói.
3.4.14. Bao gói

Tinh thể axit glutamic sau khi làm nguội được chuyển
vào thiết bị bao gói để bao gói trước khi được bảo quản.
Quá trình bao gói có ghi rõ khối lượng, ngày sản xuất của
sản phẩm.
Thiết bị: Dùng máy đóng bao bì để thực hiện quá
trình này.
CHƯƠNG 4
GVHD: TS.TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH SVTH: TRẦN ĐÌNH TỔNG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 480 tấn sản phẩm/năm
---   ---
20
Hình 3.15.
Máy bao gói
[12]
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT
4.1. Kế hoạch sản xuất của nhà máy trong một năm
Nhà máy làm việc liên tục 3 ca/ngày. Mỗi ca 8 giờ.
Tháng 1 âm lịch nhà máy nghỉ sản xuất 30 ngày để tu sửa và vệ sinh thiết bị.
- Các ngày nghỉ trong năm:
+ Mỗi người công nhân được nghỉ phép 10 ngày/năm.
+ Tết dương lịch nghỉ 1 ngày
+ Tết âm lịch nghỉ 4 ngày
+ Chiến thắng 30/4 nghỉ 1 ngày
+ Quốc tế lao động nghỉ 1 ngày
+ Giỗ tổ Hùng Vương nghỉ 1 ngày
+ Quốc khánh 2-9 nghỉ 1 ngày
+ Chủ nhật nghỉ 1 ngày
Ta có tổng kết thời gian sản xuất của nhà máy trong một năm như sau:
Số ngày làm việc trong năm: 365 – 30 = 335 ngày.

Số ca làm việc trong năm: 335
×
3 = 1005 ca.
4.2. Tính cân bằng vật chất
Ta giả sử tổn hao của từng công đoạn so với công đoạn trước đó như sau:
Nguyên liệu rỉ đường Tinh bột
Xử lý 2,5% Pha loãng, lọc 1%
Ly tâm 3% Dịch hóa 2%
Đường hóa 2%
Pha chế dịch lên men 2,5%
Thanh trùng và làm nguội 1,5%
Lên men 1,5%
Lọc tách sơ bộ 2%
Cô đặc chân không 2,5%
Tẩy màu 1%
GVHD: TS.TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH SVTH: TRẦN ĐÌNH TỔNG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 480 tấn sản phẩm/năm
---   ---
21
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
Axit hóa, kết tinh 3%
Ly tâm 4%
Lọc băng tải 1%
Sấy 1%
Làm nguội 1,5%
Bao gói 0,5%
Nhà máy sản xuất axit glutamic tinh thể với năng suất 480 tấn/năm. Như vậy năng
suất mỗi ngày của nhà máy là:
m
axit glutamic

= 480 : 335 = 1,433 tấn/ngày = 1433 kg/ngày
4.2.1. Bao gói
Tỉ lệ hao hụt là 0,5%
Lượng axit glutamic trước khi bao gói là:
20,1440
5,0100
100
1433
=
−
×
(kg/ngày)
4.2.2. Làm nguội
Tỉ lệ hao hụt của công đoạn này là 1,5%
Lượng axit glutamic thu được trước khi làm nguội là:
13,1462
5,1100
100
20,1440
=
−
×
(kg/ngày)
4.2.3. Sấy
Tỉ lệ hao hụt là 1%
Giả sử tinh thể axit glutamic có độ ẩm trước và sau khi sấy lần lượt là:
Độ ẩm trước khi sấy là 2,5%
Độ ẩm sau khi sấy là 0,4%
Lượng tinh thể axit glutamic ẩm đem sấy là:
71,1508

5,2100
4,0100
1100
100
13,1462
=
−
−
×
−
×
(kg/ngày)
4.2.4. Lọc băng tải
GVHD: TS.TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH SVTH: TRẦN ĐÌNH TỔNG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 480 tấn sản phẩm/năm
---   ---
22
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
Tỉ lệ hao hụt là 1%
Giả sử độ ẩm của axit glutamic trước khi lọc là 8%.
Độ ẩm sau khi lọc là 2,5%
Lượng axit glutamic trước khi tiến hành lọc là:
06,1615
8100
5,2100
1100
100
71,1508
=
−

−
×
−
×
(kg/ngày)
4.2.4. Ly tâm
Tỉ lệ hao hụt của công đoạn này 4%
Khối lượng axit glutamic trước khi ly tâm đã tính hao hụt là:
35,1682
4100
100
06,1615
=
−
×
(kg/ngày)
Giả sử trước khi ly tâm nồng độ axit glutamic là 30% nên hàm lượng nước chiếm
70%. Vì vậy khối lượng dịch trước khi ly tâm là:
21,5159
70100
8100
35,1682
=
−
−
×
(kg/ngày)
4.2.5. Axit hóa, kết tinh
Giả sử hiệu suất kết tinh đạt 70%
Tỉ lệ hao hụt của quá trình này là 3%

Lượng axit glutamic trước khi hao hụt là
77,5318
3100
100
21,5159
=
−
×
(kg/ngày)
Vì hiệu suất kết tinh chỉ 70% nên khối lượng dung dịch axit trước khi kết tinh là:

24,7598
70
100
77,5318
=×
(kg/ngày)
4.2.6. Tẩy màu
Tỉ lệ hao hụt của công đoạn này là 1%
Khối lượng dịch axit glutamic trước khi tẩy màu là:
99,7674
1100
100
24,7598
=
−
×
(kg/ngày)
4.2.7. Cô đặc chân không
Tỉ lệ hao hụt 2,5%

GVHD: TS.TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH SVTH: TRẦN ĐÌNH TỔNG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 480 tấn sản phẩm/năm
---   ---
23
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
Giả sử hiệu suất của quá trình cô đặc đạt 80%
Sau khi cô đặc hàm lượng ẩm trong axit là 70%
Trước khi lọc nồng độ axit glutamic là 17% [8] nên hàm lượng ẩm trong dịch axit
là 83%. Toàn bộ khối lượng dịch axit trước khi cô đặc là:
23,17364
83100
70100
80
100
5,2100
100
99,7674
=
−
−
××
−
×
(kg/ngày)
4.2.8. Lọc tách sơ bộ
Tỉ lệ hao hụt của công đoạn này là 2%
Giả sử hiệu suất của cả quá trình lọc đạt 90%
Khối lượng dịch axit sau khi hao hụt là:
60,17718
2100

100
23,17364
=
−
×
(kg/ngày)
Nồng độ axit glutamic trong dịch trước khi lọc là 17% nên khối lượng dung dịch
axit sau khi lên men là
84,115807
90
100
17
100
60,17718
=××
(kg/ngày)
4.2.9. Lên men
Tỉ lệ hao hụt là 2,5%
Lượng dịch trước lên men:
27,118777
5,2100
100
84,115807
=
−
×
(kg/ngày)
Giả sử tỉ trọng của dịch là
13,1044
=

d
kg/m
3
, suy ra thể tích dịch lên men là:
76,113
13,1044
27,118777
==
V
(m
3
/ngày)
Trong dịch lên men còn có bổ sung dầu lạc 0, 1% để phá bọt; urê 1,8% [4, tr 127,
146]; dịch đường 40% [8]:
m
dầu lạc 0,1%
=
78,118
100
1,0
27,118777
=×
(kg/ngày).
m
ure 1,8%
=
99,2137
100
8,1
27,118777

=×
(kg/ngày).
m
đường 40%
=
91,47510
100
40
27,118777
=×
(kg/ngày).
GVHD: TS.TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH SVTH: TRẦN ĐÌNH TỔNG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 480 tấn sản phẩm/năm
---   ---
24
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: HÓA
Lượng giống cho vào lên men là 5% thể tích dịch môi trường [8]. Vậy lượng
giống cho vào là V
giống
=
688,5
100
5
76,113
=×
(m
3
/ngày).
Giả sử giống có khối lượng riêng là 1070 (kg/m
3

). Khi đó khối lượng giống cho
vào là: m
giống
=
16,60861070688,5
=×
(kg/ngày)
Lượng môi trường đem đi lên men là:
( )
43,6292316,608691,4751099,213778,11827,118777
=+++−
(kg/ngày).
4.2.10. Thanh trùng và làm nguội
Giả sử tỉ lệ hao hụt của công đoạn này là 1,5%
Lượng môi trường trước khi tiến hành quá trình là:
65,63881
5,1100
100
43,62923
=
−
×
(kg/ngày).
4.2.11. Pha chế dịch lên men
Lượng môi trường trước khi xảy ra hao hụt là:
64,65519
5,2100
100
65,63881
=

−
×
(kg/ngày).
Các chất khoáng được bổ sung trong quá trình pha chế là:
m
K2HPO4 0,15%
=
28,98
100
15,0
64,65519
=×
(kg/ngày).
m
MgSO4 0,075%
=
14,49
100
075,0
64,65519
=×
(kg/ngày).
m
MnSO4 0,0025%
=
64,1
100
0025,0
64,65519
=×

(kg/ngày).
m
FeSO4 0,05
=
76,32
100
05,0
64,65519
=×
(kg/ngày).
Lượng dịch đường ban đầu dùng lên men là:
( )
82,6533776,3264,114,4928,9864,65519
=+++−
(kg/ngày).
Tổng lượng dịch đường cần dùng cho lên men là:
73,11284891,4751082,65337
=+
(kg/ngày).
Tỷ lệ tinh bột và rỉ đường đã xử lý đưa vào pha chế dịch lên men là: 50:50
GVHD: TS.TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH SVTH: TRẦN ĐÌNH TỔNG
Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất axit glutamic năng suất 480 tấn sản phẩm/năm
---   ---
25