Thiết kế nhà máy sản xuất chế phẩm enzyme amylase theo phương pháp bề mặt năng suất enzyme thô là 24 tấnngày

Đồ án tốt nghiệp Trang 1 Khoa Hóa
MỞ ĐẦU
Tinh bột là sản phẩm tự nhiên quan trọng nhất có nhiều ứng dụng trong
công nghiệp và trong đời sống con người. Nhiều nước trên thế giới sử dụng
nguồn tinh bột từ khoai tây, lúa mì, ngô (sắn), còn riêng ở nước ta thì sử dụng
gạo và khoai mì là nguồn tinh bột chủ yếu. Để thực hiện quá trình thuỷ phân tinh
bột trong thực tế sản xuất người ta thường sử dụng enzyme amylase. Enzyme
amylase có thể tìm thấy ở nhiều nguồn khác nhau như amylase từ thực vật, động
vật và VSV. Hiện nay, các nhà sản xuất có thể sử dụng amylase có khả năng chịu
nhiệt cao mà không bị mất hoạt tính, chẳng hạn amylase được tách chiết từ VSV.
Sử dụng amylase để thủy phân tinh bột cần năng lượng xúc tác thấp, không yêu
cầu cao về thiết bị sử dụng, giảm chi phí cho quá trình tinh sạch dịch đường.
Nguồn amylase có thể lấy từ mầm thóc, mầm đại mạch (malt), hạt bắp nảy mầm,
hay từ nấm mốc… Nguyên liệu cho sản xuất là gạo, bắp, khoai mì Đây là
những nguồn nguyên liệu rẻ tiền có thể tìm thấy dễ dàng ở nước ta. Nhờ những
ưu điểm trên mà enzyme amylase được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành
công nghiệp: chế biến thực phẩm, dệt, y dược Do đó, việc nắm rõ phương pháp
sản xuất enzyme amylase để ứng dụng vào thực tế sản xuất là nhu cầu cần thiết.
Trên cơ sở đó tôi được bộ môn giao cho thực hiện đề tài: " Thiết kế nhà
máy sản xuất chế phẩm enzyme amylase theo phương pháp bề mặt năng
suất enzyme thô là 24 tấn/ngày ".
Tuy nhiên, do kiến thức còn hạn chế, thời gian thiết kế có hạn, hơn nữa tài
liệu tham khảo không nhiều nên bài viết còn nhiều thiếu sót mong được sự đóng
góp của thầy cô và các bạn là điều cần thiết.
Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt
năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày.
SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng
Minh
Đồ án tốt nghiệp Trang 2 Khoa Hóa
CHƯƠNG I
LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT

Hòa vào công cuộc thúc đẩy nền kinh tế cũng như công nghiệp hoá hiện đại
hoá đất nước ở miền trung nói chung và Đà Nẵng nói riêng, nhiều khu công
nghiệp đã được xây dựng và đang trên đà phát triển, trong đó có khu công nghiệp
Hoà Cầm tại Đà Nẵng. KCN Hòa Cầm là nơi tập trung nhiều ngành công nghiệp
quan trọng, giải quyết công ăn việc làm cho nhiều người. Tốc độ đô thị hóa ngày
càng nhanh, khu công nghiệp Hòa Cầm ngày càng thu hút được nhiều nhà đầu tư
và nhanh chóng trở thành khu công nghiệp lý tưởng.
Vì vậy tôi chọn xây dựng nhà máy sản xuất enzyme amylaza theo phương
pháp nuôi cấy bề mặt năng suất enzyme thô là 24 tấn/ngày tại KCN - Hòa Cầm.
1.1. Đặc điểm tự nhiên
Việc chọn KCN Hòa Cầm tại thành phố Đà Nẵng - làm địa diểm xây dựng
nhà máy mang lại cho chúng ta rất nhiều thuận lợi về mặt tự nhiên. Với vị trí địa
lý rất lý tưởng: phía Bắc giáp tỉnh Thừa Thiên Huế, phía Nam và phía Tây là tỉnh
Quảng Nam, còn Phía Đông là biển Đông rộng lớn. KCN - Hòa Cầm với diện
tích 266 ha, nằm cách trung tâm thành phố Đà Nẵng 8km, cách các công trình hạ
tầng quan trọng như : cảng biển Tiên Sa, cảng biển Liên Chiểu, sân bay quốc tế
Đà Nẵng khoảng từ 5 đến 7km.
Khí hậu Đà Nẵng chia ra làm hai mùa nắng và mưa. Mùa nắng từ tháng 1-
8, mùa mưa từ tháng 9-12, nhiệt độ trung bình là 26÷28
o
C, độ ẩm trung bình
80÷84%, hướng gió chủ yếu là đông-nam. Với điều kiện tự nhiên, khí hậu như
vậy việc xây dựng nhà máy sản xuất enzyme amylaza là hoàn toàn có cơ sở.
Hơn thế, điều kiện đất đai, khí hậu của Quảng Nam - Đà nẵng thuận lợi cho việc
trồng các loại cây giàu tinh bột như: lúa, ngô, khoai, sắn…
1.2. Nguồn cung cấp nguyên liệu
Tuy ngành nông nghiệp của Đà Nẵng không được xếp vào loại phát triển
trong vùng nhưng nó rất gần với Huế, Quảng Nam, Bịnh Định các tỉnh có ngành
nông nghiệp vượt trội so với Đà Nẵng kể cả về diện tích lẫn chất lượng cây nông
nghiệp. Trong đó Ngô ở Quảng Nam rất nổi tiếng, đặc biệt là ngô Hội An.

Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt
năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày.
SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng
Minh
Đồ án tốt nghiệp Trang 3 Khoa Hóa
1.3. Hợp tác hoá
Nhà máy đặt trong khu công nghiệp nên việc hợp tác hóa, liện hợp hóa
được tiến hành chặt chẽ, do đó việc sử dụng những công trình điện, nước, giao
thông, cũng như việc nhập nguyên liệu và tiêu thụ sản phẩm… được tiến hành
thuận lợi
1.4. Nguồn cung cấp điện
Nhà máy sử dụng nguồn điện cung cấp từ lưới điện của khu công nghiệp. Để đề
phòng mất điện nhà máy có lắp đặt thêm máy phát điện dự phòng.
1.5. Nguồn cung cấp nhiệt
Nhiên liệu chủ yếu là dầu FO dùng đốt nóng lò hơi của nhà máy. Nhà máy
sử dụng hơi từ phân xưởng hơi của nhà máy.
1.6. Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lý nước thải
Nước là nhu cầu không thể thiếu được, nguồn nước cung cấp cho nhà máy được
lấy từ công ty cấp nước Đà Nẵng. Để chủ động nguồn nước nhà máy có thể tự
xây dựng thêm các bể chứa nước.
Nước thải, thải ra được chuyển vào hệ thống xử lý nước thải chung của nhà máy,
rồi sau đó chuyển ra nguồn nước thải của thành phố.
1.7. Giao thông
Để thuận lợi cho việc nhập nguyên vật liệu, trang thiết bị, bao bì, nhiên
liệu…và xuất sản phẩm ra khỏi nhà máy thì giao thông đóng vai trò quan trọng.
Những năm gần đây thành phố Đà Nẵng liên tục nâng cấp cơ sở hạ tầng
mạng lưới giao thông đô thị, cảng biển, sân bay ngày càng khang trang hiện đại
cho nên rất thuận tiện.
1.8. Nguồn lao động
Là những người am hiểu về vi sinh vật cũng như về enzyme chủ yếu là kỹ

sư tốt nghiệp ngành công nghệ sinh học từ các trường đại học trong và ngoài
nước.
1.9. Năng suất nhà máy
Nhà máy được thiết kế theo năng suất đủ cung cấp cho toàn miền trung
lượng chế phẩm enzyme thô 24 tấn/ngày.
Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt
năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày.
SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng
Minh
Đồ án tốt nghiệp Trang 4 Khoa Hóa
CHƯƠNG II
TỔNG QUAN
2.1. Tổng quan về enzyme Amylase
Amylase là một hệ enzyme rất phổ biến trong thế giới sinh vật. Các enzyme
này thuộc nhóm enzyme thủy phân, xúc tác phân giải liên kết nội phân tử trong
nhóm polysaccharide với sự tham gia của nước:
R.R’ + H-OH  RH + R’OH
Hiện nay, người ta đã biết rõ 6 loại enzyme amylase và được xếp vào 2
nhóm: endoamylase (enzyme nội bào) và exoamylase (enzyme ngoại bào).
- endoamylase :
α
– amylaza (
α
-1,4 glucan-4-glucanhydrolaza )
α
– amylaza (
α
-1,4 glucan-4-mantohydrolaza )
Oligo – 1,6-glucozidaza ( Dextrin-1,6-glucanhydrolaza )
- exoamylase :Glucoamylaza (

γ
-1,4 glucan-glucohydrolaza)
Glucolidaza hay mantaza (-D-glucozit-glucohydrolaza)
Transglucozilaza (-1,4-glican:D-glucoza-4-glucozitransferaza)
• Endoamylase gồm có α-amylase và nhóm enzyme khử nhánh. Nhóm
enzyme khử nhánh này được chia thành 2 loại: Khử trực tiếp là Pullulanase, khử
gián tiếp là Transglucosylase và maylo-1,6-glucosidase. Các enzyme này thủy
phân các liên kết bên trong của chuỗi polysaccharide.
• Exoamylase gồm có β-amylase và γ-amylase. Đây là những enzyme thủy
phân tinh bột từ đầu không khử của chuỗi polysaccharide.
2.2. Đặc tính và cơ chế tác dụng của enzyme amylase
2.2.1.
α
-amylase
α-amylase từ các nguồn khác nhau
có thành phần amino acid khác nhau,
mỗi loại α-amylase có một tổ hợp amino
acid đặc hiệu riêng. α-amylase là một
protein giàu tyrosine, tryptophan, acid
glutamic và aspartic. Các glutamic acid
Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt
năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày.
SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng
Minh
Hình 2.1. Cấu trúc không gian
- amylase [19]
Đồ án tốt nghiệp Trang 5 Khoa Hóa
và aspartic acid chiếm khoảng ¼ tổng lượng amino acid cấu thành nên phân tử
enzyme:
- α-amylase có ít methionine và có khoảng 7-10 gốc cysteine.

- Trọng lượng phân tử của α-amylase nấm mốc: 45000-50000 Da
- Amylase dễ tan trong nước, trong dung dịch muối và rượu loãng.
- Protein của các α-amylase có tính acid yếu và có tính chất của globuline.
- Điểm đẳng điện nằm trong vùng pH=4,2-5,7
- α-amylase là một metaloenzyme.
- Mỗi phân tử α-amylase đều có chứa 1-30 nguyên tử gam Ca/mol, nhưng
không ít hơn 1-6 nguyên tử gam Ca/mol. Ca tham gia vào sự hình thành và ổn
định cấu trúc bậc 3 của enzyme, duy trì hoạt động của enzyme (Modolova,
1965). Thành phần amino acid của α-amylase ở nấm mốc Aspergillus Oryzase
như sau (g/100 g protein):
Bảng 2.1. Thành phần amino acid của α-amylase ở nấm Aspergillus Oryzase
α-amylase có khả năng phân cách
các liên kết α-1,4- glucoside nằm ở
phía bên trong phần tử cơ chất (tinh bột
hoặc glycogen) một cách ngẫu nhiên, α-
amylase không chỉ thủy phân hồ tinh
bột mà nó thủy phân cả hạt tinh bột
nguyên song với tốc độ rất chậm.
Quá trình thủy phân tinh bột bởi α-
amylase là quá trình đa giai đoạn.
+Ở giai đoạn đầu (giai đoạn
dextrin hóa):Chỉ một số phân tử cơ
chất bị thủy phân tạo thành một lượng
lớn dextrin phân tử thấp (α-dextrin), độ nhớt của hồ tinh bột giảm nhanh (các
amylose và amylopectin đều bị dịch hóa nhanh).
Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt
năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày.
SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng
Minh
alamine 6,8

glycine 6,6
valine 6,9
leucine 8,3
Isoleucine 5,2
prolin 4,2
phenylalanine 4,2
tyrosine 9,5
trytophan 4,0
xetin 6,5
trionin 10,7
cystein +cystine 1,6
glutamic acid 6,9
amide 1,5
Đồ án tốt nghiệp Trang 6 Khoa Hóa
+Sang giai đoạn 2 (giai đoạn đường hóa): Các dextrin phân tử thấp tạo
thành bị thủy phân tiếp tục tạo ra các tetra-trimaltose không cho màu với iodine.
Các chất này bị thủy phân rất chậm bởi α-amylase cho tới disaccharide và
monosaccharide. Dưới tác dụng của α-amylase, amylose bị phân giải khá nhanh
thành oligosaccharide gồm 6 - 7 gốc glucose.
+Sau đó, các mạch glucose này bị phân cách tiếp tục tạo nên các mạch
glucose colagen cứ ngắn dần và bị phân giải chậm đến maltotetrose và
maltotriose và maltose. Sản phẩm thủy phân của amylose chứa 13% glucose và
87% maltose. Tác dụng của α-amylase lên amylopectin cũng xảy ra tương tự
nhưng vì không phân cắt được liên kết α-1,6-glycoside ở chỗ mạch nhánh trong
phân tử amylopectin nên sản phẩm cuối cùng, ngoài các đường nói trên (72%
maltose và 19% glucose) còn có dextrin phân tử thấp và isomaltose 8%.
Tóm lại, dưới tác dụng của α-amylase, tinh bột có thể chuyển thành
maltotetrose, maltose, glucose và dextrin phân tử thấp. Tuy nhiên, thông thường
α-amylase chỉ thủy phân tinh bột thành chủ yếu là dextrin phân tử thấp không
cho màu với Iodine và một ít maltose. Khả năng dextrin hóa cao của α-amylase là

tính chất đặc trưng của nó. Vì vậy, người ta thường gọi loại amylase này là
amylase dextrin hóa hay amylase dịch hóa.
2.2.2.
β
-amylaza (α-1,4-glucan-mantohydrolase)
β
-amylaza xúc tác sự thuỷ phân các liên kết
α
-1,4 glucan trong tinh bột,
glucogen và polisacarit đồng loại, phân cắt tuần tự gốc mantoza từ một đầu
không khử của mạch. Mantoza tạo thành có cấu hình
β
- vì thế mà amylaza này
gọi là
β
-amylaza. Theo đặt tính tác dụng lên tinh bột,
β
-amylaza khác
α
-
amylaza ở một số điểm sau:
-
β
-amylaza hầu như không thuỷ phân hạt tinh bột nguyên lành mà thuỷ
phân mạnh mẽ hồ tinh bột.
-
β
-amylaza phân giải 100% amylaza thành mantoza và phân giải 54 –
58% amylopectin thành mantoza. Quá trình thuỷ phân amylopectin từ đầu không
khử của các nhánh ngoài cùng. Mỗi nhánh ngoài có từ 20 – 26 gốc glucoza nên

tạo thành được 10 – 12 phân tử mantoza. Khi gặp liên kết
α
-1,4 glucozit đứng
Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt
năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày.
SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng
Minh
Đồ án tốt nghiệp Trang 7 Khoa Hóa
kế cận liên kết
β
-1,6 glucozit thì
β
-amylaza ngừng tác dụng. Phần sacarit còn
lại là dextrin phân tử lớn có rất nhiều liên kết
β
-1,6 glucozit và được gọi là
β
-
dextrin. Tác dụng của
β
-amylaza lên hồ tinh bột có thể diễn biến bằng sơ đồ sau:
Tinh bột
amylaza-
β
(54 – 58%) mantoza + (42 – 46%)
β
-dextrin
2.2.3. Glucoamylaza
Thuỷ phân liên kết
α

-1,4 glucan trong polisacarit, tách tuần tự từng gốc
glucoza một khởi đầu không khử trong mạch. Glucoamylaza có khả năng xúc tác
thuỷ phân liên kết
α
-1,4 lẫn
β
-1,6 glucan, glucoamylaza của vi sinh vật khác
nhau thì khác về mức độ phân giải tinh bột. Sơ đồ thuỷ phân gluxit bởi
glucoamylaza có thể biểu diễn như sau:
Tinh bột hay oligosacarit
delemaRh.
100% glucoza
Tinh bột hay oligosacarit
nigerAsp.
(80 – 85%) glucoza + oligosacarit
2.2.4. Oligo – 1,6 – glucodaza
Enzyme này thuỷ phân các liên kết
α
-1,6 glucozit trong izomantoza,
panoza và các dextrin tới hạn và có thể chuyển hoá các cơ chất này đến các
đường lên men được. Chúng thuỷ phân dextrin sâu sắc hơn là
α
và
β
-amylaza,
do vậy mantoza được tích tụ nhiều trong dịch thuỷ phân.
2.2.5.
α
-glucozidaza hay mantoza
Thuỷ phân mantoza thành glucoza, nhưng không thuỷ phân tinh bột có khả

năng chuyển các gốc glucozit sang đường và rượu.
Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt
năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày.
SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng
Minh
Hình.2.2. Cấu trúc không gian-amylaza
Đồ án tốt nghiệp Trang 8 Khoa Hóa
2.2.6 Transglucozilaza [13, tr 169-224]
Nó có cả hoạt tính trans-feraza lẫn hoạt tính thuỷ phân. Transglucozilaza
thực hiện chuyển các gốc glucozit sang mono-, di- và oligosacarit, xúc tác tạo
thành các liên kết
α
-1,4 và
β
-1,6 glucozit. Sự có mặt của Transglucozilaza
trong các chế phẩm amylaza (dùng trong công nghiệp rượu) là điều không mong
muốn. Glucoamylaza xúc tác sự thủy phân tinh bột, còn transglucozilaza lại tổng
hợp các izosacarit từ các sản phẩm thủy phân này, do đó nó làm giảm bớt mức độ
thủy phân sâu sắc tinh bột và làm cho dịch thủy phân có vị đắng.
2.3. Các nhóm vi sinh vật tham gia tổng hợp amylaza
Muốn thu được các enzyme amylaza với hiệu suất cao cần phải tiến hành
phân lập và chọn giống vi sinh vật để tuyển chọn lấy những chủng hoạt động. Sự
tổng hợp enzyme amylaza không những chỉ phụ thuộc vào các tính chất di truyền
của vi sinh vật mà còn phụ thuộc và thành phần môi trường và điều kiện nuôi cấy
Bảng 2.2. Tính chất của
amylase thu nhận từ các nguồn khác nhau. [1]
Nguồn thu nhận
Giới hạn pH
(pH tối ưu)
Khối luợng

phân tử (Dalton)
Nhiệt độ
tối ưu (
o
C)
B. subtilis 4,5-6,5 48.000 60
B. licheniformis 5,0-9,0 22.500 90
B.stearothermophilus 4,0-5,2 96.000 80
Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt
năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày.
SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng
Minh
Hình 2.3. Aspergillus oryzae
Đồ án tốt nghiệp Trang 9 Khoa Hóa
B. cereus 6,0-7,0 90.000 50-55
Pseudomonas 6,7-7,0 62.000 45
Tụy 6,0-7,0 45.000
Malt 4,5-9,5 52.000 70
Asp.oryzae 5,0 51.000 50-60
Từ kết quả tham khảo từ các tài liệu:[1,16]Tôi quyết định chọn chủng nấm
mốc Asp.Oryzae để tiến hành nuôi thu nhận chế phẩm enzyme amylaza, bởi vì
chủng này tổng hợp nhiều enzyme glucoamylaza. Đồng thời enzyme chiết xuất
từ nấm mốc dễ loại bỏ các khuẩn ty của nấm trong môi trường sản xuất enzyme.
2.3.1. Nấm mốc Aspergillus oryzae:
Asp.oryzae là một loại vi nấm thuộc bộ Plectascales, lớp Ascomycetes.
Cơ thể sinh trưởng của nó là một hệ
sợi bao gồm những sợi rất mảnh, chiều
ngang 5-7 µm, phân nhánh rất nhiều và có
vách ngăn, chia sợi thành nhiều bao tế bào
(nấm đa bào). Từ những sợi nằm ngang

này hình thành những sợi đứng thẳng gọi là
cuống đính bào tử, ở đó có cơ quan sinh
sản vô tính. Cuống đính bào tử của
Asp.oryzae thường dài 1-2 mm nên có thể
nhìn thấy bằng mắt thường. Phía đầu cuống
đính bào tử phồng lên gọi là bọng. Từ bọng này phân chia thành những tế bào
nhỏ, thuôn, dài, gọi là những tế bào hình chai. Ðầu các tế bào hình chai phân chia
thành những bào tử đính vào nhau, nên gọi là đính bào tử. Ðính bào tử của
Asp.oryzae có màu vàng lục hay màu vàng hoa cau…
Giống Asp.oryzae là giàu các enzyme thủy phân nội bào và ngoại bào
(amylase, protease, pectinasa,…), ta rất hay gặp chúng ở các kho nguyên liệu,
trong các thùng chứa đựng bột, gạo… đã hết nhưng không được rửa sạch, và ở
cặn bã bia, bã rượu, ở lỏi ngô, ở bã sắn… Chúng mọc và phát triển có khi thành
Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt
năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày.
SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng
Minh
Hình 2.4. Asp.oryzae phát
triển trên gạo
Đồ án tốt nghiệp Trang 10 Khoa Hóa
lớp mốc, có màu sắc đen ,vàng… Màu do các bào tử già có màu sắc. Các bào tử
này, dễ bị gió cuốn bay xa và khi gặp điều kiện thuận lợi sẽ mọc thành mốc mới.
2.4. Dinh dưỡng của vi sinh vật
Thành phần của môi trường dinh dưỡng là yếu tố có tác dụng quan trọng
đến hoạt động sống của vi sinh vật và khả năng sinh tổng hợp enzyme. Đứng trên
quan điểm điều khiển sinh tổng hợp các sản phẩm theo chủ đích thì trong thành
phần môi trường dinh dưỡng phải có đủ các chất đảm bảo được sự sinh trưởng
bình thường của vi sinh vật và tổng hợp enzyme. Vi sinh vật muốn phát triển
được cần phải cung cấp các hợp chất chứa: C, N, H, O,….ngoài ra trong môi
trường còn chứa các khoáng vi lượng, đa lượng, vitamin, đôi khi người ta còn bổ

sung một số axit amin, bazơ purin (adênin, guamin…)
2.4.1. Nguồn thức ăn cacbon
Nấm mốc có thể sử dụng khoảng 75 hợp chất không chứa Nitơ. Tinh bột,
dextrin và mantoza với nồng độ thích hợp là những chất cảm ứng sinh tổng hợp
hệ enzyme amylaza.
2.4.1.1. Cám gạo
Lúa là cây lương thực chính của gần nửa số dân trên thế giới, mà đặc biệt
trồng nhiều ở các nước khu vực Đông Nam Á.
Lúa là loại cây ưa ẩm và ấm nên được trồng nhiều ở các vùng châu thổ của
các con sông lớn. Cây lúa thuộc họ hoà thảo, có tới hơn 20 loại giống lúa khác
nhau. Nhưng trồng nhiều nhất và có ý nghĩa kinh tế nhất là lúa mùa.
Cám gạo là một phế phẩm khi xay xát hạt lúa để loại bỏ lớp vỏ tạo ra hạt
gạo. Trong cám gạo có chứa tương đối đủ các chất phù hợp cho sự phát triển của
vi sinh vật đặc biệt là nấm sợi, hàm lượng tinh bột chiếm lượng lớn.
Bảng 2.3. Thành phần hoá học trung bình của cám
STT Thành phần Đơn vị Số lượng
1 Protein % 12,2
2 Lipit % 22,7
3 Gluxit tổng số % 40,3
4 Cellulose % 6,3
5 Tro % 6,5
Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt
năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày.
SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng
Minh
Đồ án tốt nghiệp Trang 11 Khoa Hóa
6 Canxi mg/100g 30
7 Photpho mg/100g 4,6
8 Sắt mg/100g 14
9 Vitamin B1 mg/100g 0,96

2.4.1.2. Ngô
2.4.1.2.1. Đặc trưng và phân loại ngô
Ngô là loại cây lương thực trồng phổ biến trên thế giới. Cây ngô rất dễ
trồng thích hợp với nhiều loại khí hậu khác nhau cho nên nó được trồng ở cả các
nước nhiệt đới, ôn đới lẫn hàn đới. Tuy nhiên ở những vùng lạnh thì khó mọc và
năng suất thấp.
Ngô có nhiều loại, chúng khác nhau về hình dạng bắp, hình dạng và kích
thước hạt, đặc biệt là khác nhau về ý nghĩa sử dụng. Dựa vào các đặc điểm trên
ngô được phân thành các loại sau:
* Ngô đá
Ngô đá bắp lớn, hạt có màu trắng hoặc vàng đôi khi màu tím, Nội nhủ trắng
trong, chỉ một ít lõi trắng đục, hàm lượng tinh bột khoảng 56-75%. Thành phần
tinh bột gồm 21% amilo và 79% amilopectin. Ngô đá phổ biến ở nhiều nước và
dùng để sản xuất ngô mảnh hiệu suất cao.
* Ngô răng ngựa
Ngô răng ngựa bắp to, dài tới 20-25 cm. Đầu hạt lõm, hạt trông giống răng
ngựa. Vỏ hạt màu vàng đôi khi màu trắng.
Hàm lượng tinh bột khoảng 30-63%. Thành phần tinh bột gồm 21% amilo
79% amilpectin.
Ngô răng ngựa khi xay cho nhiều bột ngô, ít ngô mảnh.
* Ngô bột
Bắp dài khoảng 17-20 cm, hạt đầu tròn hoặc hơi vuông, màu trắng phôi lớn.
Nội nhũ trắng đục.
Hàm lượng tinh bột khoảng 55-80%, thành phần tinh bột chứa khoảng 20%
amilo và 80% amilopectin.
* Ngô sáp
Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt
năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày.
SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng
Minh

Đồ án tốt nghiệp Trang 12 Khoa Hóa
Ngô sáp hay gọi là ngô nếp. Đầu hạt tròn, hạt nhỏ, màu trắng đục. Phần
ngoài nội nhủ trắng trong, trong lõi trắng đục.
Hàm lượng tinh bột chứa tới 60%, thành phần tinh bột chủ yếu là
amilopectin, còn amilo hầu như không có.
* Ngô nổ
Ngô nổ đầu hạt nhọn, nội nhủ trắng trong, hàm lượng tinh bột khoảng 62-
72% , thành phần tinh bột 23% amilo và 77% amilopectin.
Ngô nổ rất cứng khó nghiền thường dùng để sản xuất ngô mảnh.
* Ngô đường
Ngô đường hạt nhăn nheo, vỏ hạt màu vàng hoặc trắng, hàm lượng tinh bột
thấp khoảng 25- 37%. Nhiều dextrin và đường tới 19- 31%. Thành phần tinh bột
khoảng 60-98% amilo, amilopectin khoảng 2-40%.
2.4.1.2.2. Cấu tạo và tính chất của hạt ngô
Hạt ngô cấu tạo gồm 3 phần chính: Nội nhũ, phôi, vỏ
Bảng 2.4. Tỉ lệ khối lượng từng phần một số loại bột ngô (%) [ 5, tr 31]
Thành phần của hạt
Loại ngô
Ngô đá Ngô bột Ngô răng ngựa
Nội nhũ 80-90 79-83 81
Phôi 8-13 10-14 10-12
Vỏ 1,5-6 5-5,5 5-8,3
Thành phần hóa học của ngô chủ yếu gồm: tinh bột và protit. Ngoài ra còn
có một số chất khác như chất béo, đường, xenlulose
Bảng 2.5. Thành phần một số loại ngô (theo % chất khô) [5, tr 32-33]
Loại ngô Protit Tinh bột Chất béo Tro
Ngô bột 11,3 64,2 7,2 1,05
Ngô răng ngựa 12,2 61,5 7,7 1,16
Ngô đá 12,3 60 7,9 1,28
Ngô sáp 12,9 61,6 7,8 1,1

Ngô đường 13,8 31,2 14,4 1,37
Ngô nổ 14,3 59,9 6,36 1,33
Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt
năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày.
SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng
Minh
Đồ án tốt nghiệp Trang 13 Khoa Hóa
Trong công nghệ sản xuất enzyme bằng phương pháp bề mặt, người ta
thường hay sử dụng ngô mảnh vì ngô mảnh có các ưu điểm sau:
-Là vật liệu rời.Tinh bột có trong ngô mảnh không tạo kết dính nên thuận
lợi cho môi trường bán rắn trong muôi cấy bề mặt.
Bảng 2.6. Thành phần hóa học trung bình của ngô mảnh [6, tr50]
STT Thành phần Đơn vị Số lượng
1 Protein % 8,5
2 Lipit % 3,2
3 Gluxit tổng số % 71,8
4 Cellulose % 1,7
5 Tro % 0,8
6 Natri mg/100g 10,4
7 Kali mg/100g 310,6
8 Canxi mg/100g 30
9 Photpho mg/100g 30
10 Magie mg/100g 190
11 Sắt mg/100g 85
12 Kẽm mg/100g 2,3
13 Đồng mg/100g 0,16
14 Mangan mg/100g 0,5
15 Coban mg/100g 22,4
2.4.1.3. Trấu
Trấu là phế liệu trong công nghiệp xay xát, thành phần chủ yếu của trấu là

chất xơ. Trấu bổ sung vào môi trường chỉ có tác dụng làm tăng độ xốp cho môi
trường để tạo điều kiện thông khí tốt, người ta thường trộn trấu cho vào với tỷ lệ
khoảng 20% ÷ 25%.
2.4.2. Nguồn thức ăn Nitơ
Nguồn Nitơ dễ hấp thụ nhất đối với vi sinh vật là NH
3
và NH
4
+
. Tỷ trọng
giữa Cacbon và Nitơ trong môi trường có ý nghĩa lớn đối với vi sinh vật và sự
tạo thành amylaza. Thường sử dụng muối NH
4
NO
3
để làm nguồn Nitơ.
2.4.3. Nguồn thức ăn khoáng
Các nguyên tố đa lượng và vi lượng có ảnh hưởng lớn tới sinh trưởng và
tổng hợp các enzyme amylaza của vi sinh vật.
Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt
năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày.
SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng
Minh
Đồ án tốt nghiệp Trang 14 Khoa Hóa
Mg
2+
có ảnh hưởng tới độ bền nhiệt của enzyme, thiếu Mg
2+
sẽ có ảnh
hưởng xấu đến sự tổng hợp mọi amylaza của nấm mốc. Nguồn Mg

2+
thường
được sử dụng là MgSO
4
.
Photpho cần để tổng hợp các thành phần quan trọng của sinh chất (axit
nucleic, photpholipit) và nhiều co-enzyme, đồng thời để phot-phorit hóa gluxit
trong quá trình oxy hóa sinh học. Nguồn photpho thường dùng là KH
2
PO
4
.
2.5. Môi trường sinh tổng hợp enzyme
Môi trường nuôi nấm mốc để sinh tổng hợp enzyme amylaza bằng phương
pháp bề mặt chủ yếu là cám gạo có bổ sung bột ngô, các chất khoáng cần thiết và
một số chất khác. Ngoài ra trong môi trường còn sử dụng trấu để tăng độ xốp của
môi trường. Tỷ lệ các thành phần như sau:
Cám : 64%
Bột ngô : 20%
Trấu : 16,%
MgSO
4
: 0,05%
KH
2
SO
4
: 0,2%
NH
4

NO
3
: 0,15%
Hàm lượng tinh bột chung trên 30%.
2.6. Nước
2.6.1. Yêu cầu chất lượng nước
Nước là thành phần cơ bản nhất và thường được sử dụng với số lượng rất
nhiều trong nuôi cấy vi sinh vật. Do đó chất lượng nước phải được đảm bảo để
không xảy ra những phản ứng hóa học khi tiến hành lên men hoặc không để xảy
ra những tác động của vi sinh vật lạ xâm phạm từ nước vào quá trình lên men.
Chất lượng nước phải đảm bảo các chỉ tiêu: độ cứng, khả năng oxy hóa,
sinh vật lạ.
2.6.1.2. Độ cứng
Độ cứng của nước được thể hiên bằng sự có mặt của các cation Ca
2+
, Mg
2+
có trong nước. Nước cứng tạm thời là nước chứa muối cacbonat của hai ion trên.
Nước cứng vĩnh cữu là nước cứng chứa các anion Cl
-
,SO
4
2-
,NO
3
-
. Độ cứng của
Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt
năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày.
SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng

Minh
Đồ án tốt nghiệp Trang 15 Khoa Hóa
nước được tính bằng mg đương lượng trong một lít nước. Nước được dùng
không quá 7 mg đương lượng.
2.6.1.2. Khả năng oxy hóa
Độ oxy hóa của nước cho biết mức độ nhiễm bẩn của nước bởi các chất hữu
cơ. Chỉ số này biểu hiện bằng mg oxy/ lít.
2.6.1.3. Vi sinh vật
Đây là chỉ số quan trọng, nó biểu hiện sự nhiễm bẩn sinh học. Nước chứa
nhiều vi sinh vật không được sử dụng trong quá trình lên men.
Chỉ tiêu sinh vật trong nước dùng trong lên men được xác định như sau:
Tổng số vi sinh vật hiếu khí : nhỏ hơn 1000 tế bào/lít
Chuẩn độ ecoli : không quá 300
Chỉ số coli : không quá 3
Ngoài ra còn có một số chỉ tiêu khác cần phải xác định là:
Cặn khô:1000 mg/l
Cặn sunfat :500 mg/l
Cặn clorua :350 mg/l
2.6.2. Những phương pháp xử lý nước
2.6.2.1. Cân bằng ion
Sữa vôi để loại bỏ cacbonat nhờ áp dụng tính chất không tan của CaCO
3
và
MgCO
3
các muối cacbonat này không tan tức thời mà được tách ra bằng cách gạn
lắng. Phương pháp này đơn giản, rẻ tiền nên dùng đối với nước giàu bicacbonat.
Sử dụng các cột nhựa trao đổi ion để loại bỏ kim loại.
2.6.2.2. Điều chỉnh vi sinh vật
Xử lý bằng các chất oxy hóa mạnh: ozon, clodioxit, nước javel Tiệt trùng

bằng tia cực tím làm phá hủy cấu trúc tế bào của vi sinh vật. Tiệt trùng bằng
màng siêu lọc với lỗ lọc 0,4 micromet. Tuy nhiên phương pháp này giá thành cao.
Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt
năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày.
SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng
Minh
Đồ án tốt nghiệp Trang 16 Khoa Hóa
CHƯƠNG III
CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
3.1. Chọn dây chuyền công nghệ [1]
Enzyme amylaza có từ nhiều nguồn khác nhau như từ thực vật, động vật,
nhưng ngày nay người ta thu nhận enzyme amylaza chủ yếu từ vi sinh vật. Gồm
hai phương pháp chính nuôi cấy bề mặt và nuôi cấy bề sâu.
So sánh hai phương pháp ta thấy phương pháp nuôi cấy bề mặt có những ưu
điểm sau:
- Nuôi bề mặt rất dễ thực hiện, qui trình công nghệ không phức tạp.
- Lượng enzyme được tạo thành từ nuôi cấy bề mặt thường cao hơn rất
nhiều so với nuôi cấy bề sâu
- Chế phẩm enzyme thô sau khi thu nhận rất dễ sấy khô và bảo quản.
Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt
năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày.
SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng
Minh
Đồ án tốt nghiệp Trang 17 Khoa Hóa
- Nuôi cây bề mặt không cần sử dụng nhiều thiết bị phức tạp, do đó việc
vận hành công nghệ cũng như đầu tư ban đầu vừa đơn giản vừa ít tốn kém.
- Trong trường hợp bị nhiễm vi sinh vật lạ rất dễ xử lý. Môi trường nuôi cấy
là môi trường đặc và tĩnh nên khi khu vực nào bị nhiễm vi sinh vật thì loại bỏ
khu vực đó khỏi toàn bộ khối nuôi cấy, những khu vực khác sẽ hoàn toàn không
bị nhiễm.

- Trong kỹ thuật nuôi cấy bề mặt có hai loại môi trường nuôi cấy, đó là môi
trường bán rắn và môi trường lỏng. Ở môi trường lỏng thì vi sinh vật sẽ phát triển
trên bề mặt dung dịch lỏng nơi phân cắt giữa pha lỏng và pha khí. Khi đó các tế
bào vi sinh vật sẽ tạo thành những váng phủ kín bề mặt dung dịch lỏng. Enzyme
sẽ được tổng hợp trong tế bào và thoát khỏi tế bào vào trong dung dịch nuôi cấy.
Do đó việc thu nhận enzyme thô trong dịch nuôi cấy cũng rất đơn giản. Tuy
nhiên phương pháp nuôi cấy này tỏ ra không hiệu quả vì hoạt lực của enzyme thu
nhận được của phương pháp này không cao bằng nuôi cấy trên môi trường bán
rắn. Vì vậy phương pháp này ít được dùng.
Chính vì những lý do trên mà tôi quyết định chọn phương pháp nuôi cấy bề
mặt trên môi trường bán rắn sử dụng chủng nấm mốc Aspergyllus oryzae với dây
chuyền công nghệ như sau:
Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt
năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày.
SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng
Minh
Đồ án tốt nghiệp Trang 18 Khoa Hóa

Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt
năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày.
SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng
Minh
Khoáng chất Bột ngô Cám gạo Trấu
Nghiền
Sàng
Làm sạch
Bột
Làm sạch
Trộn
W:58-60%

Thanh trùng, 1-1,5 amt
140
o
C, 50-60 phút
Giống
Nhân giống sản xuất Làm nguội
38-40
o
C
Cấy giống
Khay
Thanh trùng
khay
Phân phối vào khay nuôi
Nuôi cấy 28-32
o
C (t=30-60h)
Thu nhận chế phẩm enzyme
Nghiền
Sấy
Nghiền
Bao gói
Trích ly
Cô đặc
Sản phẩm enzyme kỹ
thuật dạng bột
Sấy phun
120
o
c

H
2
O
H
2
O
Bã
Sản phẩm
thô
Bao gói
Đồ án tốt nghiệp Trang 19 Khoa Hóa
3.2. Thuyết minh dây chuyền công nghệ
3.2.1. Nguyên liệu
Trong phương pháp lên men bề mặt, cấu trúc chính là cám mì, cám gạo, bổ
sung vào trấu, mạc cưa Việc bổ sung vào trấu, mạc cưa vừa rẻ vừa làm tăng độ
xốp giúp cho hệ sợi nấm phát triển tốt hơn, tận dụng tối đa nguồn cơ chất để sinh
ra hoạt lực enzyme cao nhất. Đặc biệt chú ý, cám không được chứa tinh bột dưới
20-30%. Nên dùng cám tốt, cám mới, không có vị chua hay đắng, không hôi mùi
mốc. Độ ẩm của cám không quá 15%, tạp chất độc không quá 0,05%.
3.2.1.1. Nguyên liệu cám
Cám từ kho được gàu tải đưa lên bunke định lượng khối lượng, sau đó cám
từ bunke được xả xuống thiết bị phối trộn.
3.2.1.2. Nguyên liệu bột ngô
Nghiền : Hạt bột ngô đầu vào được nhập vào kho bảo quản chờ sản xuất.
Khi sản xuất thì ngô hạt từ kho chuyển đến bunke và chuyển qua máy nghiền tán
để nghiền đến mức độ công nghệ yêu cầu.
Sàng : Bột ngô từ máy nghiền được băng tải chuyển đến máy sàng để phân
loại kích cỡ các loại:
+ Loại 1: Đạt kích thước yêu cầu của công nghệ thì được gàu tải vít tải
chuyển đến bộ phận phối trộn.

+ Loại 2: Kích thước quá nhỏ thì loại bỏ để đảm bảo không bị kết dính môi
trường nuôi cấy.
+ Loại 3: Kích thước quá lớn thì được chuyển lại vào máy nghiền để tiếp
tục nghiền.
3.2.1.3. Nguyên liệu trấu:
Trấu từ kho chứa được đưa đi làm sạch, sau đó được gàu tải chuyển lên
bunke định lượng, và từ bunke xả xuống thiết bị trộn.
3.2.2. Phối trộn
Hỗn hợp cám, trấu, bột ngô, nước, muối khoáng và các chất dinh duỡng cần
thiết khác được trộn đều. Nước làm ẩm, phục vụ trực tiếp cho thanh trùng, đảm
bảo chế độ làm ẩm cho quá trình nuôi cấy, độ ẩm tối ưu là 58% ÷ 60%.
Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt
năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày.
SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng
Minh
Đồ án tốt nghiệp Trang 20 Khoa Hóa
3.2.3. Thanh trùng
Nguyên liệu sau khi phối trộn được vít tải vận chuyển vào cửa trên của
những thiết bị thanh trùng. Sau khi nạp vào nồi tiệt trùng một lượng nước và
dung dịch amoni sunfat nhất định rồi trộn đều và tiến hành tiệt trùng môi trường
ở chế độ tự động.
Mục đích:
+ Làm cho môi trường được tinh khiết về phương diện vi sinh vật, làm chín
thì biến thành tinh bột và protein.
+Tiến hành thanh trùng dưới áp suất hơi 1-1,5 atm bằng hơi nóng ở nhiệt độ
140
o
C. Thời gian giữ nhiệt là 50 ÷ 60 phút.
3.2.4. Làm nguội
Mục đích:

+Sau khi thanh trùng, môi trường được đưa vào mức 2 là bộ khuấy trộn tiệt
trùng tại đây môi trường được làm nguội môi trường xuống 38
o
C ÷ 40
o
C và cấy
giống vào canh trường nhờ ống dẫn được bố trí tại phía phần trụ dưới của bộ
khấy trộn. Tỉ lê gieo giống là 10%
3.2.5. Nhân giống sản xuất
Giống trong ống nghiệm được giữ ở trạng thái hoạt động bằng cách cấy
truyền mỗi tháng một lần trong các môi trường thạch sapec.
Thành phần môi trường thạch sapec:
Nước : 1000ml
Saccroza : 30g
NaNO
3
: 3g
KH
2
PO
4
: 1g
MgSO
4
.7H
2
O : 0,5g
KCL : 0,5g
FeSO
4

: 0,01g
10 ml dịch tự phân nấm men.
PH = 4 ÷ 5
Nhân giống trên máy lắc.
Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt
năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày.
SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng
Minh
Đồ án tốt nghiệp Trang 21 Khoa Hóa
Cũng môi trường trên mốc giống được nuôi trong bình tam giác 1 lít và
được đặt trên máy lắc.
Từ môi trường sản xuất sau khi làm nguội kết thúc, trích ra 10% chuyển qua
phòng nhân giống để nhân giống sản xuất. Quá trình nhân giống sản xuất cũng
được thực hiện trên khay và được thực hiện trong phòng nhân giống.
3.2.6. Nuôi cấy
Sau khi kết thúc quá trình trộn giống, canh trường được vít tải chuyển đến
bàn nạp liệu. Tại đây canh trường được các vít tải có đinh lượng phân bổ vào các
khay nuôi, sau đó theo đường ray tự động chuyển vào phòng nuôi cấy.
Trong quá trình nuôi không cần điều chỉnh PH môi trường. Đây là môi
trường bán rắn nên sự thay đổi PH ở vị trí này không ảnh hưởng đến toàn bộ môi
trường. Độ ẩm 96% ÷ 98%.
Thời gian nuôi cấy nấm mốc khoảng 36 ÷ 60 giờ, trung bình là 42 giờ.
Quá trình nuôi cấy trong môi trường bán rắn nuôi bằng phương pháp bề mặt
trải qua các giai đoạn sau:
Giai đoạn 1:
Giai đoạn này thường kéo dài 10 ÷ 14 giờ kể từ thời gian bắt đầu nuôi cấy.
Trong giai đoạn này có những thay đổi sau:
+ Nhiệt độ tăng chậm.
+ Sợi nấm bắt đầu hình thành và có màu trắng hoặc màu sữa.
+ Thành phần dinh dưỡng bắt đầu có sự thay đổi.

+ Khối môi trường còn rời rạc.
+ Enzyme mới bắt đầu hình thành.
Trong giai đoạn này cần quan tâm đến chế độ nhiệt độ. Tuyệt đối không
được để nhiệt độ cao hơn 30
o
C vì thời kỳ này giống rất mẫn cảm với nhiệt độ.
Giai đoạn 2:
Giai đoạn này kéo dài 14 ÷ 18 giờ tiếp theo. Trong giai đoạn này có những
thay đổi cơ bản sau:
Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt
năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày.
SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng
Minh
Đồ án tốt nghiệp Trang 22 Khoa Hóa
+ Toàn bộ bào tử đã phát triển thành sợi nấm và sợi nấm bắt đầu phát triển
rất mạnh. Các sợi nấm này tạo ra những mạng sợi chằng chịt khắp trong các hạt
môi trường, trong lòng môi trường.
+ Môi trường được kết lại khá chặt.
+ Độ ẩm của môi trường giảm dần.
+ Nhiệt độ của môi trường tăng nhanh có thể lên đến 40
o
C ÷ 45
o
C .
+ Các chất dinh dưỡng bắt đầu giảm nhanh do sự đồng hoá của nấm sợi.
+ Các loại enzyme được hình thành, trong đó enzyme amylaza hình thành
nhiều nhất.
+ Lượng oxy trong môi trường giảm và CO
2
tăng dần, do đó trong giai đoạn

này cần thông khí mạnh và điều chỉnh nhiệt độ khoảng 29
o
C ÷ 30
o
C.
Giai đoạn 3:
Giai đoạn này kéo dài 10 ÷ 20 giờ tiếp theo. Ở giai đoạn này có những thay
đổi cơ bản sau:
+ Quá trình trao đổi chất sẽ yếu dần, do đó quá trình giảm chất dinh dưỡng
sẽ chậm lại.
+ Nhiệt độ khối môi trường giảm, do đó làm giảm lượng không khí môi
trường xuống còn 20% ÷ 25% thể tích không khí trong 1 giờ. Nhiệt độ nuôi cấy
duy trì ở 30
o
C.
Cần dừng quá trình nuôi cấy và thu nhận enzyme trong giai đoạn này. Vì
trong giai đoạn này bào tử được hình thành nhiều và làm giảm hoạt lực của
enzyme
3.2.7. Thu nhận chế phẩm enzyme.
Kết thúc quá trình nuôi cấy, canh trường enzyme sau nuôi cấy được vận
chuyển lên bunke chứa bằng gàu tải. Dựa theo mục đích sử dụng, 40% lượng
canh trường được đưa vào dây chuyền chế biến enzyme thô. Còn lại đưa qua dây
chuyền chế biến enzyme kỹ thuật.
Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt
năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày.
SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng
Minh
Đồ án tốt nghiệp Trang 23 Khoa Hóa
3.2.8. Dây chuyền chế biến enzyme thô
3.2.8.1. Sấy băng tải

40% chế phẩm enzyme từ bunke được vít tải chuyển đến máy sấy. Mục
đích của công đoạn này là sấy khô để bảo quản lâu dài. Độ ẩm cần đạt được sau
khi quá trình sấy kết thúc nhỏ hơn 10%. Quá trình sấy được thực hiện bởi tác nhân
sấy là không khí có nhiệt độ 40
o
C.
3.2.8.2. Nghiền
Canh trường nấm mốc sau khi sấy được gàu tải chuyển sang máy nghiền.
Mục đích của quá trình nghiền là vừa phá vỡ tế bào, vừa làm nhỏ các thành phần
của chế phẩm enzyme thô. Khi thành tế bào bị phá vỡ, các enzyme nội bào chưa
thoát khỏi tế bào sẽ dễ dàng thoát khỏi tế bào.
Kết thúc quá trình nghiền, canh trường nấm mốc được gàu tải chuyển vào
bunke chứa.
3.2.8.3. Bao gói
Để thuận lợi cho quá trình bảo quản, vận chuyển cũng như thương mại, ta
tiến hành bao gói trong các túi polyetylen.
Enzyme thô từ bunke chứa sau khi nghiền được đưa vào thiết bị bao gói.
Enzyme amylase thô được đóng trong các túi polyetylen 2 lớp, mỗi túi có khối
lượng 1500g. Trên mỗi túi có ghi đầy đủ các thông số: ngày sản xuất, tên sản
phẩm, công ty sản xuất, hạn sử dụng và hướng dẫn sử dụng Kết thúc quá trình
bao gói sản phẩm được đưa đến kho bảo quản.
3.2.9. Dây chuyền chế biến enzyme kỹ thuật
3.2.9.1. Nghiền
60% lượng canh trường sau nuôi cấy được vận chuyển lên bunke chứa và
cho vào máy nghiền bằng vít tải. Mục đích phá vỡ cấu trúc tế bào.
Kết thúc quá trình nghiền chế phẩm enzyme được gàu tải chuyển lên vít tải
và đưa qua trích ly để thu nhận enzyme kỹ thuật.
3.2.9.2. Trích ly
Sau khi nghiền phá vỡ cấu trúc tế bào, ta có thể chiết xuất enzyme bằng các
dung môi khác nhau như nước, dung dịch đệm, muối trung tính.

Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt
năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày.
SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng
Minh
Đồ án tốt nghiệp Trang 24 Khoa Hóa
Mục đích của quá trình này là thu dịch enzyme và loại bỏ sinh khối .
Sau đó dịch enzyme sẽ được đưa vào thiết bị cô đặc.
3.2.9.3. Cô đặc
Mục đích của giai đoạn này là nâng cao nồng độ chất khô tử 4-6 g/l tới 15-
20 g/l, cho thêm một số chất bảo quản để đưa dung dịch đạt nồng độ 35-40 g/l.
Sau đó dịch cô đặc sẽ được đưa vào thiết bị sấy phun.
3.2.9.4. Sấy phun
Mục đích của giai đoạn này là tạo sản phẩm enzym kỹ thuật dạng bột để
tiện cho quá trình bảo quản và vận chuyển.
Dịch enzyme sau khi cô đặc được đưa vào thiết bị sấy phun với nhiệt độ
đầu vào là 120
o
C và đầu ra là 60
o
C. Kết thúc quá trình, sản phẩm được gàu tải
vận chuyển vào bunke chứa để đưa đi đóng gói
3.2.9.5. Bao gói
Sản phẩm từ bunke chứa sau khi sấy được đưa vào thiết bị bao gói. Enzyme
amylase kỹ thuật được đóng trong các túi polyetylen 2 lớp, mỗi túi có khối lượng
1500g. Trên mỗi túi có ghi đầy đủ các thông số: ngày sản xuất, tên sản phẩm,
công ty sản xuất, hạn sử dụng và hướng dẫn sử dụng Kết thúc quá trình bao gói
sản phẩm được đưa đến kho bảo quản.
Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt
năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày.
SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng

Minh
Đồ án tốt nghiệp Trang 25 Khoa Hóa
CHƯƠNG IV
TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT
4.1. Kế hoạch sản xuất của phân xưởng
-Các ngày nghỉ trong năm:
+Tết dương lịch nghỉ : 1 ngày
+Tết âm lịch nghỉ : 3 ngày
+Ngày chiến thắng 30-4 nghỉ : 1 ngày
+Ngày quốc tết lao động nghỉ : 1 ngày
+Ngày quốc khánh nghỉ : 1 ngày
+Ngày giỗ tổ Hùng Vương : 1 ngày
+Nghỉ ngày chủ nhật
Tháng 11 nghỉ 10 ngày do khu vực Miền Trung thời tiết xấu, mưa nhiều,
nguyên liệu ít và nhu cầu thị trường thấp. Nghỉ để sửa chữa và vệ sinh thiết bị.
Bảng 4.1. Kế hoạch của phân xưởng sản xuất trong năm như sau
Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Cả
năm
Ngày
làm
23 24 26 25 25 26 27 26 25 27 15 27 296
Để theo dõi quá trình lên men thì phân xưởng phải làm việc 3 ca/ngày.
Tổng số ca làm việc cho cả năm: 888 ca.
Số liệu ban đầu:
Năng suất 24 tấn/ngày hay 24000 kg/ngày
Thành phần môi trường:
Cám : 64 %
Bột ngô : 20 %
Trấu : 15,7 %

MgSO
4
: 0,05 %
KH
2
PO
4
: 0,1 %
NH
4
NO
3
: 0,15 %
Đề tài: Thiết Kế nhà máy sản xuất enzyme Amylase theo phương pháp bề mặt
năng suất enzyme thô 24 tấn/ngày.
SVTH: Châu Thị Lâm Uyên - Lớp10SHLT - GVHD: Th.s Nguyễn Hoàng
Minh