Tìm hiểu thiết bị tiệt trùng các môi trường dinh dưỡng

A. ĐẶT VẤN ĐỀ:
Ngày nay, sản phẩm thực phẩm rất đa dạng. Việc sản xuất ra các loại
sản phẩm thực phẩm này đòi hỏi phải có một qui trình sản xuất cụ thể và
đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, mà thực phẩm là sự tổng hợp sinh hoá
của các chất hoạt hoá sinh học. Một trong những điều kiện có ảnh hưởng lớn
nhất tới sự tổng hợp sinh hóa này là bảo đảm độ tiệt trùng trong đó có độ tiệt
trùng các cấu tử của môi trường dinh dưỡng. Khi sản xuất các chất hoạt hoá
sinh học thường người ta ứng dụng các môi trường dinh dưỡng có nhiều cấu
tử khác nhau. Các môi trường này có thể chứa nhiều sinh vật lạ. Cần phải
phá huỷ hay loại chúng hoàn toàn ra khỏi môi trường. Quá trình tác động tới
môi trường dinh dưỡng nhằm phá huỷ hay tách hoàn toàn vi sinh vật được
gọi là tiệt trùng.
B. NỘI DUNG :
I. Mục đích, ý nghĩa của các thiết bị tiệt trùng các môi trường dinh
dưỡng:
Các thiết bị tiệt trùng các môi trường dinh dưỡng dùng để loại trừ hay
phá huỷ vi khuẩn dẫn đến làm mất hoàn toàn khả năng sống của vi sinh vật.
Hiện tại trong điều kiện công nghiệp cần ứng dụng các phương pháp đơn
giản và có hiệu quả kinh tế để tiệt trùng môi trường với việc sử dụng nhiệt -
ẩm.Yếu tố bảo đảm tiệt trùng an toàn khi gia công nhiệt đó là thời gian của
quá trình. Độ bền nhiệt phụ thuộc vào dạng vi sinh vật. Ví dụ, các bào tử của
nấm mốc khoảng 2 ÷10 lần bền nhiệt hơn các loại trực khuẩn không mang
bào tử, virut và thể thực khuẩn 2 ÷ 5 lần, còn các bào tử bacterium khoảng 3
triệu lần.
Thành phần và tính chất của môi trường dinh dưỡng cũng như phương pháp
nuôi cấy sẽ xác định việc lựa chọn phương pháp tiệt trùng và thiết bị cho quá
trình công nghệ quan trọng.
II. Các thiết bị tiệt trùng các môi trường dinh dưỡng:
1. Thiết bị tiệt trùng môi trường dinh dưỡng rắn:
Theo nguyên tắc tác động, tiệt trùng các môi trường dinh dưỡng rắn
được chia thành hai loại: tiệt trùng gián đoạn và tiệt trùng liên tục, theo sự

hình thành về kết cấu các nồi tiệt trùng tác động tuần hoàn được chia thành
các loại sau: nồi tiệt trùng nằm ngang một mức, hai mức, hai mức kết hợp
với mức đứng, còn loại khác là loại nằm ngang và loại tác động liên tục -
rung.
1.1 Thiết bị tiệt trùng dạng nằm ngang:
1.1.1 Cấu tạo:
Đặc tính kỹ thuật thiết bị tiệt trùng dạng nằm ngang:
Lượng các cấu tử khô của môi trường cho vào, kg 400
Năng suất, kg/ ngày 1600-2400
Áp suất cho phép,M Pa 0,2
Số vòng quay của máy trộn, vòng/s 0,25
Công suất của động cơ, kW 10
Kích thước cơ bản, mm
Đường kính 1800
Chiều dài 2800
Chiều dày thành vỏ, mm 8
Khối lượng của thiết bị, kg 8000
1.1.2 Nguyên tắc hoạt động:
- Nguyên liệu được cho vào thiết bị theo cửa nạp nguyên liệu số 3.
- Nước được cho vào thiết bị qua khớp nối 2.
- Nước và nguyên liệu sẽ được trỗn lẫn nhau với 400kg các cấu tử khô
của môi trường với 600 lít nước nhằm mục đích thu nhận môi trường có độ
ẩm 58-60%. Trong thiết bị được bố trí hai trục nối các cánh có thể quay một
góc độ nào đó để dễ dàng điều chỉnh, điều đó cho phép xác định klhe hở cần
thiết theo hướng kính giữa các cánh và thành tường của thiết bị, nó phụ
thuộc vào các tính chất hóa lý của các cấu tử và thành phần của môi trường.
Các trục quay theo các hướng khác nhau làm cho môi trường chuyển đảo
liên tục, trong những hướng đối nhau.
- Hơi với áp suất là 0,2MPa theo khớp nối số 9 được cho vào áo tơi để

làm tăng nhanh quá trình đun nóng môi trường. Môi trường được giữ ở chế
độ tiệt trùng đã cho khi khởi động chu kỳ các cơ cấu chuyển đảo.
- Sau khi môi trường dinh dưỡng tiệt trùng đến mức đạt yêu cầu thì ta
tiến hành tháo môi trường dinh dưỡng đã tiệt trùng ra thiết bị qua cửa tháo
liệu 7 bên dưới. Cửa tháo liệu có các nắp trong và ngoài được lắp chặt bằng
các vít.
Ngoài ra trong thiết bị còn có các cửa nạp liệu, nhiều khớp nối để nạp
hơi và thải nước ngưng, để nạp và thải nước lạnh, cho các dụng cụ kiểm tra
và điều chỉnh nhiệt độ, áp suất và các van bảo hiểm.
1.1.3 Ưu – nhược điểm:
+ Ưu điểm:
 Đảm bảo sự đảo trộn môi trường.
 Làm giảm đáng kể sự vón cục.
 Đảm bảo sự đồng nhất môi trường có thành phần nhiều cấu tử.
 Ảnh hưởng tốt đến quá trình nuôi cấy.
 Khả năng xâm nhập vào các ngóc ngách của thiết bị dễ dàng.
 Tỏa nhiệt cao khi ngưng tụ.
+ Nhược điểm:
Thiết bị cồng kềnh, chiếm nhiều diện tích đặt thiết bị.
 Khó vệ sinh.
1.1.4 Ứng dụng:
Được dùng trong công nghiệp vi sinh để tiệt trùng các môi trường
dinh dưỡng dạng rời. Dùng để tiệt trùng cám, lúa mì, bột sắn
1.2 Thiết bị hai mức tác động tuần hoàn nằm ngang:
1.2.2 Cấu tạo

Hình 2: Thiết bị tiệt trùng hai mức tác động chu kỳ, dạng nằm ngang
1.Phễu chứa nguyên liệu, 2.Định lượng nguyên liệu, 3.Khớp nối để nạp
hơi, 4. Nồi tiệt trùng, 5. Áo hơi, 6.Bộ giữ, 7.Định lượng, 8.Khớp nối để
nạp nước tiệt trùng, 9.Bộ làm ẩm, 10.Áo nước, 11.Định lương nước tiệt

trùng với huyền phù canh trường, 12.Khớp nối để tháo môi trường tiệt
trùng, 13.Dẫn động vít tải của bộ làm ấm, 14. Dẫn động vít tải của thiết
bị tiệt trùng.
Đặc tính kỹ thuật của thiết bị tiệt trùng dạng đứng cho mức 1
Năng suất, kg/h:
của thiết bị tiệt trùng (mức trên): 150
của bộ làm ẩm (mức dưới): 225
Sức chứa của bộ giữ, m3: 2
Kích thước cơ bản, mm: 7000 × 3000×2000
1.2.2 Nguyên tắc hoạt động:
- Nguyên liệu từ phễu chứa nguyên liệu 1 được đưa xuống bộ phận
định lượng nguyên liệu 2, rồi đưa xuống nồi tiệt trùng 4 ở mức trên của
thiết bị.
- Nguyên liệu trong thiết bị nồi tiệt trùng được dịch chuyển nhờ vít
tải thông qua bộ dẫn động vít tải của thiết bị tiệt trùng 14. Trong vít tải được
bố trí các cánh hãm được lắp chặt vào trục của vít tải, cứ 5 -6 cánh hướng thì
có một cánh hãm. Nhờ thế mà sự đun nóng đều môi trường và sự chuyển
dich tốt được đảm bảo nhằm tránh hiện tượng vón cục của môi trường.
- Hơi có áp suất 0,5 – 0,6 MPa được nạp vào áo hơi 5 của mỗi đoạn
ống qua khớp nối 3 của nồi tiệt trùng. Có tác dụng sẽ tiệt trùng môi trường
dinh dưỡng. Môi trường được dịch chuyển nhờ vít tải cùng với sụ đảo trộn
môi trường nhờ các cánh, sẽ tăng cường sự tiếp xúc giữa hơi với môi trương
nên quá trình tiệt trùng sẽ xảy ra triệt để hơn. Và nước ngưng tụ sẽ được
tháo ra theo đường dẫn nước ngưng tụ của nồi tiệt trùng.
- Môi trường dinh dưỡng sau khi tiệt trùng ở mức trên sẽ được đưa
xuống bộ giữ 6. Tại bộ giữ, môi trường được giữ khoảng 60 – 90 phút nhằm
để ổn định nhiệt độ của môi trường dinh dưỡng.
- Tại bộ giữ, môi trường được qua bộ định lượng 7 vào mức dưới của
thiết bị tiệt trùng với một lượngđồng nhất theo mức trên.
- Tại mức dưới này xaỷ ra quá trình làm ẩm, làm nguội môi trường và

cấy huyền phù của canh trường. Mức dưới gốm có bộ làm ẩm 9, áo nước 10
bọc bên ngoài bộ làm ẩm, và vit tải để dịch chuyển môi trường thong qua bộ
dẫn động vít tải 13. Môi trường được dịch chuyển trong bộ làm ẩm, nược tiệt
trùng được cho vào môi trường qua khớp nối 8, nước làm lạnh được cho vào
áo nước của bộ làm ẩm, có tác dụng làm ẩm môi trường dinh dưỡng.
- Huyền phù canh trường được cho vào môi trường thông qua bộ định
lượng 11, môi trường tiệt trùng đạt yêu cầu thì được tháo ra qua khớp nối 12.
1.2.3 Ưu – nhược điểm:
+ Ưu điểm:
 Môi trường được đun nóng đều hơn.
 Làm giảm sự vón cục của môi trường.
 Khả năng xâm nhập vào các ngóc ngách của thiết bị dễ dàng.
 Không độc hại.
 Tỏa nhiệt cao khi ngưng tụ.
+ Nhược điểm:
 Không sử dụng hết thể tích của thiết bị.
 Môi trường lấp kín cửa tháo liệu làm cho chế độ tiệt trùng khó bảo
đảm cũng như tháo liệu không hết.
 Thiết bị cồng kềnh, tốn nhiều chi phí lắp đặt.
1.2.4 Ứng dụng:
Dùng để tiệt trùng cám, lúa mì, bột sắn
1.3 Thiết bị tiệt trùng tác động tuần hoàn dạng đứng:
1.3.1 Cấu tạo
Đặc tính kỹ thuật của thiết bị tiệt trùng dạng đứng cho mức 1
Năng suất, kg/h: 240÷ 300
Thể tích, m3: 2
Áp suất dư trong thiết bị và trong áo hơi, MPa: 0,147
Công suất động cơ, kW: 5,5
Khối lượng môi trường, kg: 600
Độ ẩm môi trường, %: 30

Tiêu hao hơi, kg/h: 210
Kích thước cơ bản, mm: 1500×1400×450
Khối lượng, kg: 1620
1.3.2 Nguyên tắc hoạt động:
- Nguyên liệu được nạp vào qua cửa nạp liệu 8, rồi đi vào nồi tiệt
trùng. Khối lượng của thiết bị tiệt trùng được đảm bảo để nạp đến 600kg
môi trường có độ ẩm là 30%.
- Hơi một phần được nạp vào áo hơi 1 có tác dụng để tiệt trùng môi
trường dinh dưỡng, và một phần hơi được nạp vào qua trục rỗng vào các
cánh có tác dụng tăng nhanh quá trình đun nóng môi trường và quá trình tiệt
trùng sẽ được triệt để hơn.
- Trong thiết bị dạng đứng này được trang bị bộ khuấy trộn có các
cánh khuấy trộn 4 được bố trí theo chiều cao, khi quay thì bề mặt dưới của
cánh chuyển động song song với tiết diện ngang của thiết bị , còn bề mặt
trên của cánh tạo thành mặt nghiêng để cho môi trường dễ dịch chuyển, do
đó các cánh có sức cản chính diện nhỏ và môi trường không bị nén. Bước
của các cánh được chọn sao cho khi trục quay có thể đổ tràng môi trường
một cách tự do. Và các cánh khuấy trộn 4 này còn có tác dụng phân bố hơi
được đều hơn vào trong môi trường dinh dưỡng, tăng sự đảo trộn sẽ giúp
cho quá trình đun nóng được triệt để hơn.
- Môi trường tiệt trùng đạt yêu cầu được tháo ra qua cửa tháo liệu 6
nhờ các cánh tháo 5 nhằm giúp cho việc tháo liệu được thực hiện nhanh
chóng hơn.
- Nước ngưng tụ sẽ được tháo ra ngoài qua cửa tháo nước ngưng.
Thiết bị có các cửa quan sát được lắp ở trên nắp thiết bị nhằm giúp cho việc
quan sát môi trường tiệt trùng được tốt hơn. Ngoài ra thiết bị này còn có các
khớp nối bảo hiểm 9 (hay van an toàn) nhằm giúp khắc phục sự cố có thể
xảy ra trong quá trình tiệt trùng và có các phương tiện tự động hóa để điều
chỉnh nhiệt độ và áp suất hơi.
1.3.3 Ưu – nhược điểm:

+ Ưu điểm:
 Nguyên liệu không bị vón cục.
 Có thể điều chỉnh nhiệt độ và áp suất hơi.
 Cấu tạo đơn giản, có van bảo hiểm.
+ Nhược điểm:
 Thiết bị cồng kềnh.
 Khó vệ sinh.
1.3.4. Ứng dụng:
Thiết bị dùng để tiệt trùng các môi trường thể hạt có hai mức. Mức
đầu là nồi tiệt trùng dạng đứng dùng để đun nóng và tiệt trùng môi trường đã
được làm ẩm, mức hai là bộ đảo trộn dạng nằm ngang dùng để làm ẩm, làm
nguội và cấy canh trường. Dùng để tiệt trùng cám, lúa mì, bột sắn
1.4 Thiết bị tiệt trùng dạng rung:
1.4.1 Cấu tạo:
1-Cửa nạp liệu; 2- Khung giá; 3- Các tấm cách nhiệt; 4- Bộ đun nóng dạng
ống; 5- Máng rung; 6- Các ống để phun nước tiệt trùng; 7- Khớp nối để nạp
canh trường ; 8- Khớp nối để tháo liệu; 9- Giằng đàn hồi; 10- Bệ; 11- Máy
rung; 12- Hộp giảm tốc; 13- Động cơ.
Đặc tính kỹ thuật của máy tiệt trùng rung:
Năng suất tính theo chủng nấm mốc, tấn/ngày: 3,5
Nhiệt độ tiệt trùng, 0C: 120 – 140
0
c
Tần số dao động, Hz: 5 – 29,5
Biên độ dao động, mm: 4
Công suất động cơ, kW: 4,5
Kích thước cơ bản, mm: 1400×1500×1400
Khối lượng, kg: 5840
1.4.2 Nguyên tắc hoạt động:
- Theo chiều dài thiết bị được chia làm ba phần: phần nạp liệu có chức

năng định lượng nguyên liệu nạp vào, phần tiệt trùng trong lò nung cách lửa
để đun nóng và tiệt trùng môi trường ở nhiệt độ 130 – 140
0
c, và phần nuôi
cấy trong lò nung cách lửa khác để làm nguội và làm ẩm môi trường khi bổ
sung nước tiệt trùng lạnh, gieo cấy và khuấy trộn.
- Nguyên liệu từ thùng chứa được cho vào thiết bị qua cửa nạp liệu 1,
chiều cao của lớp nguyên liệu có thể được xác dịnh nhờ van điều chỉnh và
định lượng lớp nguyên liệu được điều chỉnh bởi tần số dao động của máy
rung. Nguyên liệu đươc chuyển đảo theo máng rung 5, nguyên liệu sẽ được
tiệt trùng bằng nguồn nhiệt bức xạ với nhiệt độ đã được quy định. Máy rung
đượcc gắn với động cơ 13 thông qua hộp giảm tốc 11 nhằm điều chỉnh tốc
độ của máy rung. Thiết bị được nâng đỡ bởi bệ 10 và thiết bị rung thông qua
giằng đàn hồi 9.
- Sau đó nguyên liệu được cho vào phòng cấy, được làm lạnh bằng
nước trong ruột xoắn qua các ống phun nước tiệt trùng 6 nhằm làm ẩm môi
trường dinh dưỡng. Sau khi lành lạnh môi trường, nạp lượng huyền phù nấm
mốc đã được định lượng vào thiết bị qua khớp nối canh trường và do rung
động truyền liên tục cho máng làm tăng mạnh sự khuấy trộn môi trường.
- Môi trường dinh dưỡng tiệt trùng đạt yêu cầu thì được tháo ra qua
khớp nối 8.
1.4.3 Ưu – nhược điểm:
+ Ưu điểm:
 Nhờ máng rung nên môi trường được đảo trộn động đều.
 Thiết bị nhỏ gọn, dễ lắp đặt.
 Chiếm diện tích nhỏ.
+ Nhược điểm:
Vỏ thiết bị phải kín và cách nhiệt.
Sự phân bố của nhiệt trong khối tiệt trùng không đồng đều khi khuấy
trộn làm cho môi trường đun nóng không đều phải sử dụng thiết bị nhiệt

năng khác.
 Tạo vón cục môi trường dinh dưỡng trong quá trình tiệt trùng.
 Tạo hồ hóa tinh bột làm giảm đáng kể quá trình phát triển canh
trường
1.4.4 Ứng dụng:
Dùng để tiệt trùng cám, lúa mì, bột sắn
1.5 Thiết bị tiệt trùng môi trường bằng dòng điện cao tần:
1.5.1 Cấu tạo:
Hình 6.6. Thiết bị tiệt trùng cao tần tác dụng liên tục:
1- Phễu nạp liệu có bộ định lượng kiểu rôto; 2- Thanh dẫn điện; 3- Cơ cấu
chuyển dịch các bảng mỏng của bộ ngưng tụ; 4- Các bảng mỏng của bộ
ngưng tụ; 5- Vận chuyển băng tải; 6- Bộ định lượng nước tiệt trùng; 7- Bộ
định lượng huyền phù cấy; 8- Vít hai đoạn; 9- Dẫn động vít tải; 10- Dẫn
động băng tải; 11- Đèn diệt khuẩn
1.5.2 Nguyên tắc hoạt động:
- Môi trường dinh dưỡng đươc nạp vào thiết bị qua phễu nạp lieu nhờ
có bộ định lượng kiểu rô to 1, và vào băng tải vận chuyển 5 nhờ bộ phận dẫn
động băng tải 10, chiều dày của lớp vật liệu trên băng tải này là 30mm.
- Trong thiết bị được bố trí máy phát điện có thanh dẫn điện 3, trường
điện cao tần được tạo ra do hai cực bảng mỏng của bộ ngưng tụ 4 có kích
thước 800×500 mm, khoảng cách là 30: 80 mm, một cực có điện thế cao nối
với cơ cấu nâng của điện cực qua gốm cách điện, và cực thứ hai là đáy của
nồi tiệt trùng được cố định vào phía dưới băng tải trong đó có chứa nước
ngưng. Việc nâng hạ các cực có điện thế cao sẽ bảo đảm điều chỉnh khe giữa
điện cực của bộ ngưng tụ và bề mặt đun nóng. Khi cường độ của trường đối
tượng là 300 W/cm và tần số của dòng điện 13 : 40,6 MHz, có thể đạt được
nhiệt độ trong giới hạn 140 – 180
0
c. Với thời gian lộ sáng từ 120 đến 180s
thì các cấu tử của môi trường có độ ẩm từ 10 – 12 % sẽ đạt được độ tiệt

trùng hoàn toàn hơn. Thời gian tiệt trùng giảm xuống từ 12 đến 20 lần so với
tiệt trùng dạng hơi.
- Khi môi trường được băng tải vận chuyển vào vùng có trường điện
cao tần thì môi trường được đun nóng lên đến nhiệt độ tiệt trùng, do thanh
điện có điên thế cao có thể di động được nên sẽ làm nóng thanh điên cực
đươc cố định vào văng tải sẽ làm cho nước ngưng nóng lên đến nhiệt độ yêu
cầu và nhờ đó môi trường sẽ được tiệt trùng.
- Để tạo điều kiện loại trừ sự xuất hiện của vi sinh vật tiệt để hơn
người ta lắp các đèn diệt khuẩn 11.
- Môi trường sẽ được tiệt trùng một cách triệt để nhờ dòng điện có tần
số cao, môi trường sau khi qua khỏi cặp điện cực sẽ có giai đoạn làm nguội,
môi trường được làm nguội do tỏa nhiệt tự nhiên đến 40 – 50
0
c, và sau đó sẽ
được đổ từ băng tải vận chuyển bộ phận làm ẩm, làm lạnh và cấy huyền phù
canh trường. Tại đây môi trường được dịch chuyển nhờ các vít tải thông qua
bộ dẫn động vit tải. Nước tiệt trùng sẽ được cho vào thông qua bộ định
lượng 6, sau đó huyền phù cấy sẽ đươc cho vào môi trường qua bộ định
lượng 7.
- Môi trường đạt yêu cầu thì sẽ được tháo ra qua cửa tháo liệu.
1.5.3 Ưu – nhược điểm:
+ Ưu điểm
 Quá trình tiệt trùng được thực hiện liên tục
 Tốc độ đun nóng khối vật liệu lớn hơn khoảng 18 – 10 lần
 Việc tự động hóa và kiểm tra quá trinh tiệt trùng tương đối đơn giản.
 Nâng cao các tính chất công nghệ của sản phẩm.
 Có hiệu quả cao và đảm bảo được độ tiệt trùng.
 Rút ngắn được thời gian tiệt trùng.
+ Nhược điểm
Tốn năng lượng cho máy phát điên.

1.5.4 Ứng dụng:
Dùng để tiệt trùng cám lúa mì, bã củ cải, mầm mạch nha và khô dầu
sinh học
2. Thiết bị tiệt trùng môi trường dinh dưỡng dạng lỏng:
Tiệt trùng môi trường dinh dưỡng có thể tiến hành trong các thiết bị
tiệt trùng tác động tuần hoàn và liên tục. Nếu tiệt trùng một khối lượng
không lớn có thể tiến hành trực tiếp trong các thiết bị lên men.
2.1 Bánh răng vệ sinh:
2.1.1 Cấu tạo:
Bánh răng vệ tinh là thiết bị hình trụ đứng được chế tạo bằng thép
không gỉ. Nó có thể tích từ 30 - 50m
3
và được tính toán để làm việc ở áp suất
280 - 480 KPa
2.1.2 Nguyên tắc hoạt động:
- Bánh răng vệ tinh có các cửa để nạp và tháo các cấu tử của môi
trường, các ống nối để nạp và thải hơi, thải không khí, nước, cơ cấu khuấy
trộn dạng chân vịt có số vòng quay 2,5 vòng/s. Trong thiết bị có các dụng cụ
để đo và điều chỉnh áp suất và nhiệt độ, cửa để rửa thiết bị và van bảo hiểm.
- Trong đường ống dẫn hơi có lưới lọc để lọc hơi. Quá trình tiệt trùng
môi trường được kiểm tra, điều chỉnh nhiệt độ và áp suất một cách tự động.
Nếu tiến hành làm nguội nhanh sau khi tiệt trùng thì có thể tạo ra độ chân
không, cho nên phải tiến hành nạp sơ bộ không khí với áp suất nhất định đã
được tiệt trùng vào thiết bị. Tháo môi trường ra khỏi thiết bị cũng được thực
hiện với chế độ nạp liên tục không khí tiệt trùng. Nếu không lưu ý các biện
pháp này có thể dẫn đến sự phóng điện mạnh vào thiết bị làm ảnh hưởng đến
toàn hệ thống
2.1.3 Ưu - nhược điểm:
+ Ưu điểm:
 Quá trình tiệt trùng môi trường được kiểm tra, điều chỉnh nhiệt độ và

áp suất một cách tự động.
+ Nhược điểm:
 Năng suất thấp.
 Tiêu hao hơi, nước và năng lượng điện cao.
 Tiệt trùng trực tiếp trong thiết bị làm cho việc sử dụng các thiết bị
lên men ít hiệu quả và làm giảm giá trị dinh dưỡng của các cấu tử môi
trường.
2.1.4 Ứng dụng:
Khi tiệt trùng các môi trường phức tạp, trước hết một số cấu tử của
môi trường dinh dưỡng chứa nitơ phải được tiệt trùng theo chế độ mềm hơn,
cho nên phải tiệt trùng riêng biệt trong những thiết bị đặc biệt được gọi là
bánh răng vệ tinh.
2.2. Thiết bị tiệt trùng liên tục các môi trường dinh dưỡng lỏng:
2.2.1 Thiết bị tiệt trùng liên tục có năng suất 5 m
3
/h:
a. Cấu tạo:
- Thiết bị gồm thùng chứa, bộ đun nóng, bộ giữ nhiệt, làm nguội, các
bơm, lọc môi trường, lọc hơi, hệ thống kiểm tra tự động và điều chỉnh các
thông số của quá trình.
- Bộ thu nhận và bảo quản môi trường dinh dưỡng chưa tiệt trùng là
thiết bị hình trụ có nắp với sức chứa 10 m
3
. Trên nắp có bộ dẫn động cho cơ
cấu khuấy trộn và các khớp nối cần thiết. Thiết bị có áo ngoài để làm nguội
môi trường cho nên rất tiện lợi cho bảo quản dài hạn trong trường hợp cần
thiết cho sản xuất.
- Để loại những vật lớn hơn 0,8 mm ra khỏi môi trường thường ứng
dụng làm sạch hai mức. Trên đường nạp môi trường vào bộ đun nóng được
gắn lưới lọc bằng thép không gỉ có lỗ lưới 0,8 ×0,8 mm. Việc làm sạch bổ

sung được tiến hành trong cốc lọc cũng được làm từ loại lưới trên và đặt ở vị
trí khớp nối vào của lưu lượng kế. Dùng bơm xoáy để đẩy môi trường vào
bộ đun nóng. Bộ đun nóng gồm vỏ trụ đứng, nắp và hai vòi phun. Các khớp
nối để nạp môi trường dinh dưỡng và hơi nước được lắp trên vỏ thiết bị.
Giữa các phần trên và dưới thiết bị có côn để nạp lớp mỏng đều của môi
trường đã được đun nóng vào bộ giữ nhiệt. Bộ giữ nhiệt là ống xoắn gồm 11
vòng ống với đường kính 89 mm, chiều dài tổng là 3,4 m. Thể tích của bộ
giữ nhiệt 170 l và bảo đảm thời gian giữ ở nhiệt độ 140
0
c gần hai phút. Để
làm lạnh môi trường dinh dưỡng tiệt trùng đến 40
0
c thường sử dụng bộ trao
đổi nhiệt kiểu “ống lồng ống” có đường kính 76 và 133 mm, tổng bề mặt
làm lạnh 20 m
2
.
b. Nguyên tắc hoạt động:
- Nguyên tắc làm việc của thiết bị là đun nóng nhanh môi trường đến
nhiệt độ tiệt trùng 120 ÷ 140
0
c với hơi nước, giữ môi trường trong dòng liên
tục khoảng 2 ÷ 15phút và sau đó được làm lạnh đến 35 - 45
0
c. Trước khi bắt
đầu tiệt trùng môi trường dinh dưỡng tất cả các bộ phận của thiết bị YHC-5
(bộ đun nóng, bộ giữ nhiệt, bộ trao đổi nhiệt, bộ lấy mẫu và hệ thống đường
ống) phải được tiệt trùng bằng hơi trong 4 giờ. Sau khi triệt trùng thiết bị mở
các dụng cụ kiểm tra tự động và dụng cụ điều chỉnh các thông số của quá
trình, đặt chế độ tiệt trùng môi trường. Nối YHC - 5 với nồi lên men đã nạp

sơ bộ không khí tiệt trùngáp suất 76 - 96 KPa.
- Yếu tố vô cùng quan trọng để hoạt động bình thường của thiết bị tiệt
trùng tác động liên tục đó là sự làm việc an toàn của nồi phản ứng - máy trộn
để chuẩn bị môi trường. Việc tạo sự ứ đọng trong dòng môi trường và tạo
xoáy trong nồi phản ứng làm cản trở sự nạp môi trường và phá vở tính nạp
liệu đều đặn của thiết bị.
- Để tránh sự xuất hiện không khí trong đường ống nối nồi phản ứng
với YHC thường có van ngược chiều để điều chỉnh áp suất.
- Quá trình tiệt trùng môi trường dinh dưỡng được thực hiện một cách
tự động theo chế độ đã cho nhờ các dụng cụ điều chỉnh (dụng cụ kiểm tra
mức môi trường trong thùng chứa, kiểm tra tốc độ nạp môi trường vào bộ
giữ nhiệt, kiểm tra áp suất môi trường do bơm đẩy và áp suất môi trường khi
ra khỏi bộ giữ nhiệt, kiểm tra áp suất hơi cho van điều chỉnh của thiết bị).
Nhiệt độ môi trường trong bộ đun nóng và áp suất của môi trường khi ra
khỏi bộ giữ nhiệt là những thông số phải điều chỉnh.
c. Ưu, nhược điểm:
+ Ưu điểm:
 Tiệt trùng môi trường dinh dưỡng lỏng một cách liên tục.
 Thiết bị có áo ngoài để làm nguội môi trường cho nên rất tiện lợi
cho bảo quản dài hạn trong trường hợp cần thiết cho sản xuất.
+Nhược điểm:
 Năng suất thấp.
Tiêu hao hơi, nước và năng lượng điện cao.
 Tiệt trùng trực tiếp trong thiết bị làm cho việc sử dụng các thiết bị lên men
ít hiệu quả và làm giảm giá trị dinh dưỡng của các cấu tử môi trường.
2.2.2. Thiết bị tiệt trùng liên tục có năng suất 20 m
3
/h:
a. Cấu tạo:
b. Nguyên tắc hoạt động:

- Trước khi bắt đầu hoạt động tất cả các thiết bị , đường ống dẫn
và phụ tùng YHC được thanh trùng bằng hơi quá nhiệt. Hơi nước được
đưa vào bộ đun nóng theo đường viền của van điều chỉnh tiêu hao hơi,
sau đó vào bộ giữ nhiệt, thu hồi nhiệt và theo đường viền của van
giảm áp suất của thiết bị làm mát. Cùng lúc đó thì ta mở các van giảm
xả nước ngưng, và khi đạt được nhiệt độ lớn hơn 140
0
c thì bắt đầu ổn
định thời gian tiệt trùng. Trong quá trình làm việc thì phải đóng ngay
các van xả nước ngưng, mở các dụng cụ điều chỉnh tự động và thiết
lập chế độ làm việc của thiết bị YHC. Đó là giai đoạn chuẩn bị đầu
tiên để ta tiến hành tiệt trùng môi trường dinh dưỡng dạng lỏng.
- Môi trường dinh dưỡng được cho vào thùng chứa 1, sau đó
được đưa qua bộ đun nóng 3 nhờ bơm 2, cùng lúc đó thi hơi có áp suất
là 0,6 Mpa được nạp vào bộ đun nóng 3 qua vòi phun có đường kính
2,5 mm lắp trên vỉ cứng của ống nối tiếp tuyến, qua ống nối với lưu
lượng là 1,5m
3
/h. Tại đây môi trường được đun nóng nhanh đến 130
0
c
và khi đó tạo ra nước ngưng với một lượng 0,5m
3
/h.
- Sau đó môi trường từ bộ đun nóng được đưa vào ống dưới của
bộ giữ nhiệt 4, bên trong bộ giữ nhiệt có một số bộ phận để tạo ra
những phòng hình trụ thông nhằm ổn định nhiệt của môi trường sau đó
dược đưa vào bộ trao đổi nhiệt kiểu tấm – thu hồi nhiệt 6. Tại đây môi
trường dinh dưỡng này sẽ thực hiện quá trình trao đổi nhiệt với môi
trường dinh dưỡng chưa được tiệt trùng nhằm giảm nhiệt độ của môi

trường xuống còn 90
0
c trước khi đưa vào thiết bị làm lạnh. Trong quá
trình thu hồi nhiệt các môi trường đã tiệt trùng và chưa tiệt trùng được
chuyển động thành lớp mỏng trong các rãnh hình thành từ mỗi cặp
tấm. Mỗi tấm được bao bọc một hướng từ môi trường nóng và hướng
khác từ môi trường lạnh, nhờ bề mặt uốn sóng của các tấm mà thiết
lập được chế độ chảy rối của dung dịch nhằm bảo đảm trao đổi nhiệt
lạnh. Dùng tác nhân là môi trường dinh dưỡng chưa tiệt trùng ban đàu
nhằm tận dụng lượng nhiệt thoát ra của môi trường dinh dưỡng, con
nhằm làm cho môi trường dinh dưỡng chưa tiệt trùng được nâng nhiệt
độ lên sẽ tăng nhanh qua trinh tiệt trùng hơn.
- Sau đó môi trường từ bộ trao đôi nhiệt – thu hồi 6 sẽ được dưa
qua bộ trao đổi nhiệt làm mát 7 với tác nhân làm mát là nước. Môi
trường được làm mát tại đây và sau đó được đưa vào thiết bị lên men 8
để thực hiện thực hiện quá trình lên men. Nước ngưng tụ được dưa ra
ngoài qua đường tháo nước ngưng.
c.Ưu – nhược điểm
+ Ưu điểm:
 Hệ thống được lắp đặt các dụng cụ đo – kiểm tra nhằm đảm bảo việc
tự động quá trình
 Khả năng thu hồi nhiệt đạt đến 77%
 Sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm nhằm tăng nhanh hiệu suất
của quá trinh tiệt trùng.
 Quá trình được thực hiện liên tục.
+ Nhược điểm
 Thiết bị cồng kềnh, phức tạp.
 Tốn nhiều chi phí lắp đặt.
 Dễ xảy ra hiện tượng hút không khí ngoài môi trường chưa tiệt trung
làm nhiễm bẫn môi trường do hình thành miệng loe

d. Ứng dụng
Được sử dụng tiệt trùng rỉ đường
2.2.3 Thiết bị tiệt trùng liên tục của Hãng DE – laval:
a. Cấu tạo:
b. Nguyên tắc hoạt động
- Môi trường dinh dưỡng được bơm vào thùng cân bằng 3 từ máy
khuấy trộn, qua lưu lượng kế kiểu con quay 1 nhằm điều chỉnh lượng môi
trường đưa vào thiết bị, môi trường vào thùng cân bằng cũng được điều
chỉnh nhờ van điều chỉnh 2. Hơi nóng được đưa vào thùng để đun nống môi
trường tại thùng cân bằng. Sau đó môi trường được bơm 5 đưa qua bộ trao
đổi nhiệt và thu hồi nhiệt lượng 6, sau đó môi trường được đưa qua bộ đun
nóng 7, tại đây hơi được đưa vào sẽ đun nóng môi trường từ nhiệt độ 90 –
120
0
c đến nhiệt độ tiệt trùng là 140
0
c nhờ các cánh khuấy trộn. Sau đó môi
trường được đưa qua bộ giữ nhiệt 8 nhăm ổn định nhiệt độ trong thời gian là
1 – 2 phút.
- Môi trường dinh dưỡng tại bộ giữ nhiệt 8 được đưa về bộ trao đổi
nhiệt 6 nhằm tao đổi nhiệt với môi trường dinh dưỡng cấp vào, khi đó nhiệt
độ tiệt trùng của môi trường được giảm xuống và sẽ được tiếp tục làm nguội
xuống nhiệt độ là 40
0
c bằng tác nhân là nước lạnh, sau đó được đưa đến bộ
phận lược 4 rồi phân bố đều vào thiết bị lên men.
c. Ưu – nhược điểm
+ Ưu điểm
 Quá trình tiệt trùng được thực hiện liên tục.
 Thiêt bị tiệt trùng tác động liên tục có thể điều khiển bằng thủ công

và có thể bằng thự động cho tất cả các quá trình công nghệ.
 Hệ số thu hồi nhiệt 60 – 70%.
+ Nhược điểm
 thiết bị cồng kềnh, phức tạp, tốn nhiều chi phí lắp đặt.
C. KẾT LUẬN:
Tóm lại, các thiết bị tiệt trùng các môi trường dinh dưỡng dạng rắn,
lỏng như cám gạo, bột mì, rỉ đường… đa số sử dụng hơi để tiệt trùng có tác
dụng giúp hạn chế sự xâm nhập của vi sinh vật trong các môi trường này.
Việc tiệt trùng các môi trường này sẽ giúp cho quá trình lên men được thực
hiện được tốt hơn đảm bảo cho chất lượng sản phẩm được tốt hơn, tăng
nhanh quá trình bảo quản sẽ được tốt hơn.