Thiết kế phân xưởng tinh chế axit glutamic năng suất 25.850 lit dịch lên men/ngày

Đồ án công nghệ II GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
MỤC LỤC
SVTT: Châu Thị Lâm Uyên Trang: 1
Đồ án công nghệ II GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
LỜI MỞ ĐẦU
Acid amin nói chung và acid glutamic (L-AG) nói riêng có một ý nghĩa to lớn.
Axit glutamic (gọi tắt là L-AG), là một loại axit amin có trong protein thiên nhiên. Acid
glutamic là acid amin thay thế nhưng có vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất
ở cơ thể người và động vật. L-AG có thể tổng hợp trong cơ thể người, và thường thấy
trong cơ thể động vật và thực vật dưới nhiều dạng khác nhau. Amination amide của L-
AG (Gln) là một axit amin rất quan trọng trong cơ thể người. Do đó L-AG và các chất
dẫn xuất có đặt tính riêng của nó thường được sử dụng trong y học trị liệu và sử dụng để
bổ sung dinh dưỡng cho quá trình sinh trưởng cho thực vật. Trong kết cấu phân tử của
acid glutamic có hai gốc hydroxyl và một gốc amin đó là chất lưỡng tính mang cả hai
tính axit và kiềm, có thể làm nguyên liệu cho các loại mỹ phẩm, thực phẩm và hóa chất.
Hiện nay như ta đã biết các tinh thể L- glutamic được sản xuất nhiều tại Nhật
Bản, Hoa kỳ và một số nước khác. Tại Việt Nam cũng có một số công ty liên doanh với
Nhật như: Vedan, Ajnomoto…Acid glutamic được sản xuất ở dạng tinh thể của acid tự
do hay muối của nó ( bột ngọt ) bằng quá trình lên men với mục đích sử dụng như gia
vị, thuốc chữa bệnh, thực phẩm, đồ uống, nguyên liệu của sợi tổng hợp.
[ ]
Các tinh thể acid glutamic thu được bằng cách nuôi cấy một vi sinh vật (thường
là Corynebacterium và Brevibacterium) có khả năng hình thành và tích tụ acid glutamic.
Trong quá trình lên men acid glutamic được thoát ra từ tế bào vào môi trường nuôi cấy.
Việc thu nhận acid glutamic chủ yếu từ môi trường sau lên men. Trong dung dịch này,
ngoài lượng acid glutamic còn chứa rất nhiều acid amin khác, cũng như thành phần môi
trường chưa lên men hết. Do đó việc tách acid glutamic và tinh chế chúng là điều phải
làm trong quá trình sản xuất.
Do tầm quan trọng của acid glutamic và yêu cầu về độ tinh khiết của sản phẩm.
Việc nỗ lực để cải thiện quá trình len men nhất là quá trình tinh tách, làm sạch, kết tinh
acid glutamic trong dịch lên men nhằm thu được chế phẩm acid glutamic có hiệu suất

thu hồi và độ tinh khiết cao là rất cần thiết.
Cũng vì những lý do trên em được giao đề tài “ Thiết kế phân xưởng tinh chế
axit glutamic năng suất 25.850 lit dịch lên men/ngày ’’
PHẦN 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
SVTT: Châu Thị Lâm Uyên Trang: 2
Đồ án công nghệ II GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
1.1. Sơ lược về acid glutamic và ứng dụng của acid glutamic hiện nay:
1.1.1. Lịch sử về acid glutamic
[ ngày 18/3]
Acid glutamic có trong tự nhiên và có nhiều trong thực phẩm (rong biển) có vai
trò quan trọng trong các chất điều vị và được
xác định khoa học đầu thế kỷ XX. Acid
glutamic được phát hiện và xác định trong
năm 1866, do nhà hóa học người Đức Karl
Heinrich Ritthausen Leopold. Trong nghiên
cứu của Kikunae Ikeda 1907 Đại học Tokyo
đã xác định tinh thể màu nâu còn sót lại sau
sự bay hơi của một lượng lớn nước dùng là
acid glutamic. Những tinh thể này, khi nếm,
có hương vị đậm đà và được phát hiện
chúng có trong rong biển. Giáo sư Ikeda gọi
là hương vị này vị umami. Vào ngày 21/4/
1909 ông đã đăng ký paten với nhan đề là
“Sản xuất chất liệu gây vị”. Năm 1909 ông kết hợp với nhà kinh doanh có tên là
Saburosuke Suzuki (là một dược sĩ) họ đã chọn từ Aji nomoto làm tên cho sản phẩm
của mình. Đến năm 1933 sản xuất bột ngọt tại Nhật Bản đã đạt 4,5 triệu kg hàng năm.
Sau đó ông được cấp bằng sáng chế phương pháp sản xuất đại trà muối kết tinh của
acid glutamic chính là bột ngọt.
1.1.2. Ứng dụng của acid glutamic:
• Ứng dụng trong y học trị liệu và bổ sung dinh dưỡng:

Trong tổ chức phức tạp của máu người có chứa acid glutamic. L-AG ngoài làm
nguyên liệu để tổng hợp Protein ra, L-AG còn có vai trò trong quá trình dẫn truyền liên
quan đến hệ thần kinh trung ương. L-AG đóng vai trò quan trọng trong quá trình trao
đổi chất trong cơ thể con người. vì acid glutamic tham gia trực tiếp vào chu trình Krebs.
Do đó ngoài dùng trong trị liệu thần kinh như động kinh và bổ sung dinh dưỡng sau
phẫu thuật hoặc tiêm tĩnh mạch ra, những năm gần đây L-AG còn ứng dụng để giảm
thiểu nhiễm trùng và tăng cường miễn dịch sau phẫu thuật, như nghiên cứu tế bào T. L-
SVTT: Châu Thị Lâm Uyên Trang: 3
Hình 1.1. Ông Kikunae Ikeda
Đồ án công nghệ II GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
AG còn góp phần rất lớn trong quá trình nghiên cứu sinh lý trong quá trình tổng hợp
peptide cũng như protein. Ngoài ra, L-AG còn có thể sử dụng thuốc khác sinh và một số
dược phẩm khác trong y học trị liệu. Trong tương lai gần, nhu cầu Axít glutami dùng
cho chữa bệnh và thuốc chữa bệnh sẽ không ngừng tăng trưởng. Trong các sản phẩm
này, rất quan trọng là dịch bổ sung dinh dưỡng đường ruột cho các bệnh nhân đã trong
tình trạng trầm trọng và thuốc kích thích thần kinh. Trong y dược còn có nhiều ứng
dụng khác bao gồm các loại thực phẩm đồ uống cho người bệnh khả năng trao đổi chất
thất thường và thuốc làm tan đờm trong phổi.
• Ứng dụng trong thức ăn chăn nuôi:
Chức năng của L-AG và Amination amide (Gln) trong cơ thể động vật cũng gần
giống như cơ thể người. Ví dụ trong cơ thể gà nếu thiếu L-AG và Gln thì chậm phát
triển. L-AG thường được sử dụng như hình thức thêm vào như MSG.
• Ứng dụng trong hương liệu thực phẩm:
L-AG có nhóm Amin có thể cùng với Carbonyl làm giảm lượng đường trong
chuỗi phản ứng Maillard, tạo ra chất tạo hương vị. Bằng cách sử dụng nhiều loại đường
khác nhau có thể tạo ra hàng loạt các chất tạo hương vị . Đối với các chất tạo hương có
màu sắc khá nhạt, nên sẽ không ảnh hưởng đến ngoại quan của thực phẩm khi cho thêm
chất tạo hương, nên có thể sử dụng rộng rãi trong chế biến thực phẩm. Muối của acid
glutamic còn làm chất điều vị (bột ngột) và dùng làm thực phẩm bổ sung cho người:
• Ứng dụng trong vi sinh vật học:

L-AG là thành phần chủ yếu của màng tế bào Gram-positive, và nó cũng là một
trong những Amin quan trọng trong sự phát triển của vi sinh vật khác, Cần cho thêm Ga
vào để thúc đẫy sự phát triển của vi sinh vật khi nuôi dưỡngvi sinh vật..
• Ứng dụng trong nông nghiệp:
L-AG là một trong những axit amin quan trọng trong Protein thực vật, mà Gln
cũng là nitrogen chủ yếu ở dạng dự trữ trong cơ thể thực vật, do đó L-AG có thể sử
dụng làm chất bổ sung tăng trưởng cho thực vật. Đối với tầm quan trọng của L-AG
trong quá trình chuyển hóa nitrogen, có thể đem L-AG điều chỉnh thích hợp, để kết hợp
với axit thành Gln. Vì vậy, sẽ tích lũy tạo thành Amonia trong cơ thể thực vật, và khi cơ
thể thực vật chết có thể sử dụng làm thuốc diệt cỏ.
• Ứng dụng trong chế phẩm hóa học:
SVTT: Châu Thị Lâm Uyên Trang: 4
Đồ án công nghệ II GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
L-AG là tổ hợp hai thuộc tính là Axit và kiềm, có thể làm chất xúc tác. Mà phản
ứng lực điện từ của Pro- GA và Axit béo Pro- dầu, có thể tạo thành chất hoạt tính giao
diện (surfactant). Ứng dụng của chất hoạt tính giao diện (surfactant) được làm từ GA là
rất lớn, Do mức độ kích ứng da thấp, chế phẩm được tạo ra rất mịn, nên có thể làm mỹ
phẩm như mỹ phẩm trang điểm, dầu gội đầu… Ngoài ra L-AG còn có công dụng như
các loại axit hữu cơ khác, có thể làm chất tiền dẫn trong chế tạo nguyên liệu siêu dẫn,
chẳng hạn như đồng yttri bari axit hữu cơ. L-AG có hai gốc Carboncyl, có thể hình
thành ion phân tử, ứng dụng trong hợp chất để xử lý nước thải.
• Ứng dụng trong keo hóa học:
L-AG và sự hình thành của các axit béo của chất Surfactant, đóng vai trò như
Amoni, có thể chế tạo thành keo hóa học, ứng dụng trong quá trình thu hồi dầu do sự cố
tràn dầu.
• Sử dụng làm nước cứng:
Chất dẫn xuất của L-AG có thể dùng làm chất làm cứng, chẳng hạn như thêm
vào chất làm cứng nhựa epoxy. Có thể nâng cao sức mạnh liên kết nhựa.
• Ứng dụng trong lĩnh vực phi thực phẩm:
Nghiên cứu GA dùng làm thuốc thử và phân tích tiêu chuẩn sản phẩm, dùng

trong nghiên cứu sinh hóa, phân tích sinh hóa,tổng hợp Protein.
Ứng dụng trong y học trị liệu và dược liệu, sử dụng làm trong các dược vật phẩm
như dịch bổ sung dinh dưỡng đường ruột cũng như tiêm truyền, các tật bệnh về chuyển
hóa, cao huyết áp, an thần, thuốc nhỏ mắt…
Nguyên liệu của hợp chất hóa học dung trong hợp chất thuốc chữa bệnh, thuốc
trừ sâu,Surfactant,sản phẩm hóa học…
Nguyên liệu mỹ phẩm chất hấp thu tia cực tím, chất giữ ẩm, thành phần trong
dầu gội đầu.
Sử dụng muối acid glutamic Bột ngọt, thêm vào thức ăn gia súc kích thích khả
năng ăn của heo con, tăng trọng lượng và phát triển nhanh. Thuốc kích thích sinh trưởng
cho thực vật.
• Sản phẩm nghiên cứu hóa học và phân tích tiêu chuẩn:
GA và các chất dẫn xuất của nó được sử dụng trong nghiên cứu hoá học cơ bản
đã có trên 150 lịch sử. Tuy nhiên ngay cả vài năm trước đây trong bản bách khoa toàn
SVTT: Châu Thị Lâm Uyên Trang: 5
Đồ án công nghệ II GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
thư và các hợp chất hoá học cũng không nêu chú các ứng dụng của GA. Tầm quan trọng
của GA sử dụng trong thương nghiệp, đặc biệt là trong y dược học và trình tự sản xuất
sinh hoá học, từ từ tăng dần trong 10 đến 20năm trở lại đây.Tình hình hiện nay là đại
diện của một thay đổi quan trọng, chính sự thay đổi này là nguồn gốc phát triển tích cực
trong khoa học công nghệ nói trên. Trong những năm gần đây công trình kỹ thuật di
truyền, tổng hợp sinh học cùng với kỹ thuật Protein và các lĩnh vực khác liên kết lại tạo
thành hiệu ứng liên hoàn làm tăng như cầu sử dụng của GA và các chất dẫn xuất của nó.
Ứng dụng của GA trên phương diện nghiên cứu khoa học và phân tích chia làm 5 loại
lớn:
Các loại thuốc thử GA và chất dẫn xuất của nó.
Gia tăng tính bảo vệ.
Tiêu chí phóng xạ của GA và các chất dẫn xuất của nó.
Chuyển tải hợp chất vật chất bên ngoài có GA, dùng để tổng hợp Protein
Làm mẫu phẩm phân tích.

Bảng 1.1: Ứng dụng chủ yếu của GA và các chất dẫn xuất của nó trong nghiên cứu
khoa học:
Kỹ thuật Protein
Tổng hợp Peptide
Cải tạo Protein
Hỗ trợ tổng hợp các vật chất phức tạp
Sinh hoá học và tế bào sinh học Thực nghiệm sinh hoá
Ứng dụng phân tích
Thực nghiệm tế bào sinh vật học
Làm mẫu phân tích tiêu chuẩn
Quy trình chẩn đoán sản phẩm
1.1.3. Đặc tính của acid glutamic:
Axit glutamic có công thức phân tử: C
5
H
9
NO
4
Acid glutamic có công thức cấu tạo sau:
SVTT: Châu Thị Lâm Uyên Trang: 6
Đồ án công nghệ II GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
Axit glutamic có trọng lượng phân tử 147,13 dalton, bị phân giải ở nhiệt độ 247
÷
249
o
C, điểm đẳng điện là pH = 3,22. Có tính chất là hoà tan trong nước, hầu như
không tan trong cồn, ete và một số dung môi.
Axit glutamic là loại axit amin cơ thể có thể tổng hợp được, nó có nhiều trong
các loại thực phẩm như protein thịt động vật, thực vật như cà rốt, rong biển, của sắn, rỉ
đường…Axit glutamic phân bổ rộng rãi trong tự nhiên dưới dạng hợp chất và dưới dạng

tự do. Trong sinh vật, đặc biệt là vi sinh vật, axit glutamic được tổng hợp theo con
đường lên men từ nhiều nguồn cacbon.
1.2. Sơ lược về phương pháp sản xuất acid glutamic
[PGS.TS. Nguyễn Thị Hiền (2004), Công nghệ sản xuất mì chính và các sản phẩm lên
men cổ truyền, NXB Khoa Học và Kỹ Thuật, Hà Nội.]
Có rất nhiều phương pháp sản xuất acid glutamic như tổng hợp hoá học, thuỷ
phân và lên men vi sinh vật. Trong đó phương pháp tổng hợp từ vi sinh vật có nhiều ưu
điểm nhất. Nó là một trong những ứng dụng của công nghệ sinh học vào trong sản xuất.
Nó không những có ý nghĩa về mặt kinh tế mà còn có ý nghĩa lớn lao về xử lý môi
trường vì tận dụng được các phế thải của các ngành công nghiệp khác
Phương pháp này lợi dụng một số vi sinh vật có khả năng sinh tổng hợp ra các
axit amin từ các nguồn gluxit và đạm vô cơ, tạo ra được nhiều loại aminoaxit như: axit
glutamic, lizin, valin, 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 glutamat 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.
Tất cả các loài vi sinh vật này đều có một số đặc điểm sau:
+ Hình dạng tế bào từ hình cầu đến hình que ngắn
+ Vi khuẩn Gram (+)
+ Hô hấp hiếu khí
+ Không tạo bào tử
SVTT: Châu Thị Lâm Uyên Trang: 7
Đồ án công nghệ II GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
+ Không chuyển động được, không có tiên mao
+ Biotin là yếu tố cần thiết cho sinh trưởng và phát triển.
+ Tích tụ một lượng lớn glutamic từ hydrat cacbon và NH4
+
trong môi
trường có sục không khí.

Khi sử dụng Micrococcus glutamicus có nhiều công thức thiết lập môi trường
nuôi cấy khác nhau,
Bảng 1.1 : Công thức môi trường nuôi cấy theo Tanaka và Ajnomoto
Tanaka (g/l) Ajnomoto (g/l)
Glucoza
Urê
KH2PO4
MgSO4.7H2O
Dịch thủy phân đậu
nành
Cao ngô
Nitơ amin
Biotin
Fe và Mn
Thời gian lên men
Hiệu suất thu hồi
100
5
1
0,25
-
2,5
5
2,5
-
35 h
50
100
8
0.1

0,04
1
0,5
-
0,5
0,2
40 h
44,8
` Nhiệt độ lên men giữ ở 28
0
C và duy trì pH = 8,0 bằng cách thường xuyên bổ
sung urê. 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 lên
men là rỉ đường thì cần phải bổ sung các chất kháng biotin để kiểm soát sự sinh trưởng
của vi sinh vật. Phương pháp này có nhiều ưu điểm như: không sử dụng nguyên liệu
SVTT: Châu Thị Lâm Uyên Trang: 8
Đồ án công nghệ II GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
protit, không cần sủ dụng nhiều háo chất và thiết bị chịu ăn mòn, hiệu suất cao, giá
thành hạ. Nên đang được nghiên cứu và ứng dụng ở nước ta và các nước trên thế giới.
1.3. Cơ sở lý thuyết về tách, làm sạch và kết tinh acid glutamic.
[PGS.TS. Nguyễn Thị Hiền (2004), Công nghệ sản xuất mì chính và các sản phẩm lên
men cổ truyền, NXB Khoa Học và Kỹ Thuật, Hà Nội.]
1.3.1. Các thành phần có trong dịch sau lên men
Phương trình tổng quát của quá trình tạo L-AG từ glucose hay axetat và NH
3
được diễn ra như sau:
Glucose + NH
3
L-AG + CO
2

+ 3H
2
3 axetat + NH
3
L-AG + CO
2
+ 3H
2
Theo phương trình này thì sản phẩm chính là L-AG và CO2. Ở đây theo lý
thuyết, hiệu suất chuyển hoá (HSCH) glucoza hay axetat thành L-AG đều là 81,66%.
Thực tế nghiên cứu và sản xuất chưa bao giờ đạt được giá trị này phần vì cơ chất còn dư
lại trong môi trường, phần vì phải dùng cho tăng sinh khối và tạo các sản phẩm không
mong muốn ngoài L-AG. Theo Kinoshita và cộng sự, HSCH có thể chấp nhận được khi
đưa phương pháp lên men L-AG từ glucoza vào sản xuất công nghiệp là 30%. Ngày
nay, tuỳ theo điều kiện sản xuất và phương tiện quá trình lên men người ta đã đạt được
HSCH đường thành L-AG là 45 - 50 % trong sản xuất và 55 - 57% giống tự nhiên hay
61 - 62% từ giống đột biến trong nghiên cứu ở phòng thí nghiệm. Như vậy so với
HSCH lý thuyết, HSCH thực tế ở phòng thí nghiệm mới đạt được 76% từ glucoza và
70% từ benzoat. Người ta đang tìm mọi biện pháp để rút ngắn khoảng cách giữa HSCH
lý thuyết và HSCH thực tế.
Tùy vào điều kiện lên men, trong dịch lên men, ngoài sản phẩm chính là acid
glutamic ra thì còn có một số sản phẩm phụ khác như acid lactic, acid succinic, acid
α
-
xetoglutaric, Glutamin và sản phẩm khác như glutamin (GM), L-acetylglutamin (L-
AGM), alanin và aspatic ở trong dịch men với số lượng khác nhau tuỳ thuộc vào loại
giống và điều kiện nuôi dưỡng hay thay đổi cấu tạo môi trường.
1.3.2. Nguyên lý tách acid glutamic
Như đã nói, trong quá trình lên men, acid glutamic được thoát ra từ tế bào môi
trường nuôi cấy vì vậy việc thu nhận acid glutamic chủ yếu từ dịch môi trường sau lên

SVTT: Châu Thị Lâm Uyên Trang: 9
Đồ án công nghệ II GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
men. Trong dịch lên men này ngoài acid glutamic còn chứa một số sản phẩm phụ khác
do đó cần phải tách, làm sạch acid glutamic ra khỏi các tạp chất này. Các phương pháp
chiết rút và tinh sạch acid glutamic đều dựa trên những tính chất hóa lý của acid
glutamic như độ tích điện, kích thước phân tử, độ hòa tan... Muốn thu nhận được các
acid glutamic tinh khiết cần sử dụng nhiều biện pháp khác nhau.
1.3.2.1. Các phương pháp kết tủa
Trạng thái keo của acid glutamic bền vững là nhờ sự cân bằng các điện tích và
lớp vỏ thuỷ hoá. Khi trạng thái này bị phá vỡ bởi các yếu tố như nhiệt độ cao, muối các
kim loại nặng, dung môi hữu cơ... thì acid glutamic rất dễ bị kết tủa. Hiện tượng kết tủa
acid glutamic có thể thuận nghịch, tức là nó có thể trở lại trạng thái ban đầu khi tác động
của các yếu tố trên chưa sâu sắc. Tuy nhiên, nếu sự tác động đó mạnh và lâu sẽ làm cho
acid glutamic bị biến tính. Một số phướng pháp kết tủa như kết tủa bằng nhiệt độ hay
kết tủa bằng các tác nhân hóa học như : muối trung tính, dung môi hữu co, kiềm hoặc
acid…
1.3.2.2. Phương pháp lọc
Mục đích của phương pháp lọc là tách acid glutamic ra khỏi dịch lên men.
Kết quả của trình lọc cũng bao gồm dịch lọc và bã lọc tùy theo yêu cầu công
nghệ mà ta thu nhận dịch lọc hay bã lọc.
 Một số phương pháp lọc:
Lọc tự nhiên: các cơ sở thủ công, chủ yếu dùng những thiết bị đơn giản, do
chênh lệch áp suất lọc do trong lượng dịch gây ra, nên thời gian lọc kéo dài, tốn nhiều
diện tích, cồng kềnh và có hại đối với công nhân và thiết bị.
Hút lọc: tạo độ chân không để có chênh lệch áp suất ∆p < 1kg/cm2. Tốc độ lọc
phụ thuộc vào trở lực lọc của vật liệu, chênh lệch áp suất ∆p, điện tích bề mặt lọc và
chiều cao lớp nguyên liệu lọc.
Tốc độ lọc xác định theo phương trình:

hr

fp
v
×
×∆
=
Trong đó: v : tốc độ lọc
f : điện tích bề mặt lọc
∆p : Chênh lệch áp suất
r : trở lực riêng
SVTT: Châu Thị Lâm Uyên Trang: 10
Đồ án công nghệ II GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
h : chiều cao của lớp nguyên liệu
Từ đây thấy, muốn tăng tốc độ lọc lên cần:
- tăng điện tích lớp nguyên liệu lọc
- giảm chiều cao lớp nguyên liệu
- tăng chênh lệch áp suất ∆p, nhưng tăng theo tỷ lệ tuỳ theo loại nguyên liệu bị
nén ép hay không.
Nếu ∆p tăng cao quá nguyên liệu bị nén ép thì tăng trở lực r đưa đến v không
tăng. Thường ∆p = 500 - 600 ≤ 1kp/cm2.
Phương pháp này có nhược điểm: tốc độ lọc nhỏ, cồng kềnh, chiếm diện tích,
dịch lọc không trong lắm
Ly tâm lọc: dựa vào lực ly tâm, tránh ăn mòn cho thiết bị nên cũng bị hạn chế.
ép lọc: dùng thích hợp và phổ biến nhất do:
- bề mặt lọc lớn
- lọc nhanh, thiết bị gọn và dễ dùng những vật liệu chống ăn mòn ở môi trường
axit (vải, gỗ…).
- tạo chênh lệch ∆p, rút ngắn thời gian lọc.
Phương trình lý thuyết tốc độ lọc:

L

pdn
fdr
dv
αµγ
π
12
4
∆××
=
d: đường kính ống mao
dẫn
α: hệ số trở lực đo ống mao dẫn
∆p: chênh lệch áp suất
L: chiều dày lớp bã
μ: độ nhớt dung dịch
n: số ống mao dẫn có trong 1m
2
bề mặt lọc (phụ thuộc độ xốp của bã).
Qua phương trình trên ta thấy tốc độ lọc không nghỉ phụ thuộc vào bề mặt thiết
bị lọc mà chất lượng bã cũng ảnh hưởng lớn: bã xốp lọc nhanh (d lớn, α nhỏ), bã dính
lọc chậm (do chất lượng nguyên liệu ban đầu). Nhiệt độ, áp suất và bề dày lớp bã cũng
ảnh hưởng lớn.
Yêu cầu dung dịch sau khi lọc: màu nâu sáng, trong suốt, nồng độ càng cao càng
tốt, thường 14 -18
0
Be. Hiện nay trong điều kiện của ta, tiêu chuẩn theo kinh nghiệm:
SVTT: Châu Thị Lâm Uyên Trang: 11
Đồ án công nghệ II GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
Dịch nuôi cấy vi sinh vật và các dịch chiêt có khuynh hướng trở thành dạng đặc
tự nhiên nên thường gặp khó khăn khi lọc bằng phương pháp truyền thống (nhờ vào tác

dụng của trọng lực), trừ khi diện tích màng lọc là được sử dụng rất lớn.
Để khắc phục nhược điểm của kỹ thuật này người ta dùng phương pháp lọc dòng
chảy ngang hoặc lọc tiếp tuyến ( lọc nhờ vào tác dụng của áp lực ) theo phương pháp
này, dịch chiết chảy ở góc phải theo hướng lọc và sử dụng tốc độ dòng chảy cao sẻ có
khuynh hướng giảm sự tắc nghẽn bằng các hoạt động tự làm sạch.
1.3.2.3. Phương pháp ly tâm:
Một trong những phương pháp không thể thiếu được trong tinh sạch protein nói
chung và acid glutamic nói riêng là ly tâm.
Nguyên tắc của phương pháp ly tâm là tách các thành phần có khối lượng phân
tử khác nhau ra khỏi dung dịch lực ly tâm. Thực chất sự ly tâm là lắng tốc độ kết tủa của
những tiểu phần rắn nhờ lực ly tâm.
Kết quả sau ly tâm gồm 2 pha
- Pha rắn (ở đáy ống) là kết tủa chứa võ tế bào, các tế bào không bị vỡ, các
chất có khối lượng lớn.
- Pha lỏng (nổi ở phần trên) chứa dịch protein và một số chất phân tử lượng
nhỏ
Sự sai khác về tỉ trọng của nguyên liệu lơ lững so với chất lỏng càng lớn thì tốc
độ kết tủa sẻ càng cao. Mặt dầu người ta coi số vòng quay trong một phút là đơn vị
thông thường của lực ly tâm, nhưng quy ước ấy không thỏa mãn, Chính vì vậy người ta
đưa ra đơn vị của lực ly tâm là g ( hằng số hấp dẫn ).
Công thức tính lực ly tâm ( RFC )
RFC (g) = 1,1118.10
5
.R.N
2
Trong đó:
R: bán kính nắp ly tâm (cm)
N: số vòng quay trong một phút
Một số lưu ý khi làm việc với máy ly tâm
- Phải luôn giữ cân bằng đối xứng khi ly tâm và thăng bằng máy ly tâm khi

đặt máy làm việc.
- Tiến hành ly tâm với thời gian tối thiểu để tránh nóng máy
SVTT: Châu Thị Lâm Uyên Trang: 12