Các phương pháp khử trùng trong công nghiệp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP
THỰC PHẨM TP.HCM

CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ
TRÙNG TRONG CÔNG
NGHIỆP
Nhóm 13
GVHD:


NỘI DUNG
1

• Khử trùng môi trường rắn

2

• Khử trùng môi trường lỏng

3

• Khử trùng thiết bị, nhà xưởng và hệ
thống truyền dẫn trong phân xưởng
sản xuất

4

• Khử trùng và làm sạch không khí

5

• Kiểm tra trạng thái vô trùng


Khử trùng môi trường rắn
Môi trường nuôi cấy bề mặt thường là các hợp chất
rắn, xốp, gồm có cám, bột và các chất dinh dưỡng.
Được tiệt trùng bằng hơi nóng trong thiết bị chuyên
dùng với áp suất dư 0,05 Mpa để đạt được nhiệt độ
104 - 110oC.
Để tăng hiệu quả tiệt trùng người ta cho vào môi trường
trước khi gia nhiệt một chất kháng sinh là furaxin với tỷ lệ
1,5g cho 100g môi trường hoặc dung dịch formalin 40%
với tỷ lệ 0,2% trong nước làm ẩm môi trường.


Tiệt trùng bằng hơi nóng có thể qua hai giai đoạn:
Nâng nhiệt tới 100oC và đảo khối môi trường
liên tục trong 15 - 20 phút

Nâng tới 110oC khoảng 60 - 90 phút và cứ sau 15
phút lại đảo môi trường 3 - 5 phút.

Phòng nuôi và các khay đựng môi trường cũng được
tiệt trùng. Môi trường sau khi tiệt trùng chia vào các
khay coi như môi trường vô trùng, được làm nguội và
được tiếp giống cho vào lên men.


Khử trùng môi trường lỏng
Có thể chọn một trong những phương pháp gián đoạn và liên

tục.
Phương pháp gián đoạn:
 Tiến hành ở áp suất 0.05 – 0.1 Mpa
 Nhiệt độ 10 – 120oC
 Trong khoảng 1 – 1,5 giờ từ lúc đạt được nhiệt độ tới hạn.


Phương pháp gián đoạn:
Thường dùng trong trường hợp khối dịch không lớn, các
nồi nhân giống và ở các nồi lên men không quá lớn.
 Tiệt trùng nồi lên men và hệ thống đường ống tiếp xúc
với môi trường bằng hơi nóng trực tiếp hoặc gián tiếp.
 Cho dịch môi trường đã pha chế vào nồi (lượng dịch
bằng ¾V của nồi và phải tính thêm phần nước ngưng khi
cho hơi trực tiếp vào môi trường).
 Gia nhiệt tới nhiệt độ tiệt trùng.


Phương pháp tiệt trùng liên tục:
• Nhiệt độ 140 – 145oC
• Giữ ở thời gian ngắn hơn ở nhiệt độ này


Thiết bị có ba bộ phận:
 Bộ phận khử khuẩn là cột được gia nhiệt bằng hơi khi môi
trường lỏng chảy qua
 Bình giữ dịch ở nhiệt độ xác định trong khoảng thời gian
gần bằng thời gian để diệt tối đa số vi sinh vật. có thể là
thùng hình trụ hoặc cột có các vách ngăn hoặc các tầng đĩa
để phân tán nhiệt cho đồng đều cả khối môi trường hoặc ở

dạng ống xoắn trao đổi nhiệt.
 Bộ phận làm nguội dịch môi trường có hệ trao đổi nhiệt với
nước làm việc với áp suất dư 0,03 – 0,05 Mpa.


Khử trùng thiết bị, nhà xưởng và hệ thống
truyền dẫn trong phân xưởng sản xuất
Các thiết bị, dụng cụ có liên quan đến giống vi sinh vật (thùng
gieo cấy, khay, thùng chứa nước, bơm, hoặc đường ống dẫn….)
có thể dùng các dịch sát khuẩn để ngâm hoặc lau rửa, sông
SO2 hoặc đem sấy ở nhiệt độ cao (Khay dụng cụ thủy tinh có
thể sấy khô ở 160oC trong thời gian là 60 phút).


Mặt bàn để cấy
giống, các miệng
bình nhân giống
đều phải tráng
rửa bằng cồn
ethanol.

Môi trường, thiết bị máy móc và hệ đường ống truyền
dẫn tiệt trùng bằng hơi ở nhiệt độ105 - 120oC với áp
suất dư 0,05 - 0,1 Mpa. Thời gian tiệt trùng phụ thuộc
mức độ lây nhiễm và nhiệt độ hơi nước.


Khi gia nhiệt, không khí có thể tách ra khỏi hỗn hợp hơi - khí làm thành lớp màng khí

giảm hiệu quả tiệt trùng

Để giảm bớt gánh nặng cho
việc tiệt trùng thiết bị đường ống
cũng như nâng cao hiệu quả
cho công đoạn này, người ta
thường làm sạch trước bằng hệ
thống CIP (Clean-In-Place).
CIP thường được tích hợp với
thiết bị lên men.


Ưu điểm của hệ thống CIP:
 Giảm thời gian cần thiết để làm sạch, tiệt trùng, qua
đó nâng cao năng suất thiết bị.
 Việc sử dụng nước, hơi nước và các hóa chất dùng
để làm sạch và tiệt trùng được tối ưu hóa, nhờ đó
giảm được chi phí cho các công đoạn này.
 Nâng cao được mức độ vệ sinh của thiết bị, giảm
nguy cơ lây nhiễm cho quá trình lên men.
 Sản phẩm thu được có chất lượng cao hơn.


Tiệt trùng dầu mỡ phá bọt
Các chất phá bọt: dầu thực vật, các hợp chất hoạt động bề mặt.
Các bào tử vi khuẩn ở trong những chất này có độ bền nhiệt
cao gấp 2 - 3 lần so với trong nước, nên việc tiệt trùng cần phải
thận trọng.
Nhiệt độ tiệt trùng là 120-125oC trong khoảng 1-1,5 giờ.
Dầu và bình chứa dầu sau khi tiệt trùng làm nguội được giữ ở
điều kiện áp suất dư 0,03 - 0,04 Mpa bằng khí nén vô trùng.

Khi phá bọt dùng khí nén vô trùng đẩy qua hệ van đường ống
nối với nồi lên men.


Khử trùng và làm sạch không khí

Vì vậy, không khí trước khi đưa vào lên men cần
phải làm sạch để đạt độ vô khuẩn gần như tuyệt đối.


Ta có những phương pháp sau để tiệt trùng
không khí :


Trong các phương pháp này, lọc là phương pháp được sử
dụng rộng rãi nhất do thực hiện đơn giản, hiệu quả và chi phí
thấp.
Một số đặc điểm chính của lọc khí của các thiết bị lên men là :
• Vật liệu sử dụng làm môi trường lọc là các loại polyme xốp,
có tính kỵ nước.
• Kích thước của lỗ xốp trong khoảng 0,20 đến 0,45 μm.
• Độ xốp của môi trường lọc là 60 đến 80%
• Thường sử dụng hai cấp hay nhiều hơn, phối hợp lọc thô và
lọc tinh.


Nuôi cấy bề mặt
Quá trình làm sạch qua các giai đoạn:

Cung cấp khí sạch cho nuôi cấy chìm là cả một hệ thống tương
đối phức tạp. Trọng tâm của hệ thống này là các máy nén khí và
phin lọc. Ngoài ra còn có các bộ phận khác, như lọc sơ bộ, làm
nguội khí, tách dầu nước, thùng chứa khí.
Hệ thống nén và làm sạch không khí theo sơ đồ sau:


Kiểm tra trạng thái vô trùng
Kiểm tra trạng thái vô trùng của môi trường cũng như
cả hệ thống thiết bị trước khi bắt đầu và trong quá
trình lên men, đặc biệt là pha sinh trưởng, là việc làm
rất cần thiết. Vì nếu tạp nhiễm thì cả quá trình nuôi cấy
có thể bị phá huỷ hoàn toàn.
Trong lên men bề mặt cần kiểm ta vô trùng môi trường
sau khi khử khuẩn và nước làm ẩm bổ sung vào môi
trường. Lấy mẫu và cấy vào các hộp petri có môi
trường thạch - thịt - pepton hoặc thạch - malt. Sau đó
gói hộp bằng giấy sạch và để vào tủ ấm 30 - 37oC
trong 24 giờ. Xem kết quả.



Lọc sơ bộ: được cấu tạo bởi hai lớp lưới thép inox đặt ở mặt trước và mặt sau
hộp chữ nhật có vỏ tôn, ở giữa xếp các chuỗi vòng kim loại chồng khít với
nhau và được đặt khít vào hộp tôn, đầu kia của hộp tôn được làm nhỏ lại để
sao cho lắp vừa cửa vào máy nén, còn đầu lưới và đầu kim loại được nối với
ống hút gió, ống hút gió có thể có chiều cao tới 10m hoặc hơn nữa để tránh
đưa không khí gần mặt đất có nhiều tạp khuẩn và bụi vào máy nén.
Phin lọc không khí: là những bình làm bằng thép thường, hình trụ có hai vỏ,
bên trong được xếp vật liệu lọc (bông mỡ, bông thuỷ tinh, vải, tấm lọc từ các

loại sợi đặc biệt …). Những phin đầu tiên được dùng cho lọc không khí để nuôi
cấy chìm thường dùng bông mỡ. Bông phải tơi và sợi càng dài càng tốt. Bông
được xếp chặt bên trong phin và có thể xếp giữa cột bông theo chiều cao một
lớp
than
hoạt
tính
dầy.
Không khí sạch vô trùng được đưa vào nồi lên men qua các bộ phận phun tia
kết hợp với khuấy đảo hoặc ống hồi lưu để tăng thêm độ hoà tan của oxy vào
dịch, nhằm cung cấp tối đa nhu cầu oxy của chúng nuôi cấy để đạt được năng
suất lên men cũng như hiệu suất chuyển hóa cao.