xây dựng quy trình sản xuất sinh khối vi khuẩn Lactobacillus bulgaricus với công suất 10 tấnnăm.

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM
KHOA CNSH – KTMT



ĐỒ ÁN KỸ THUẬT QUÁ TRÌNH SINH HỌC

XÂY DỰNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT
SINH KHỐI VI KHUẨN
Lactobacillus bulgaricus
VỚI CÔNG SUẤT 10 TẤN/NĂM
SINH VIÊN THỰC HIỆN

HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

Đào Văn Hoàng Anh

Ths. ĐỖ THỊ HOÀNG TUYẾN

Trần Nguyễn Minh Trọng
Lê Thùy Dương
Ngô Thị Ngọc Quỳnh
Nguyễn Thị Phương Linh

TP. HCM 17/11/15



LỜI MỞ ĐẦU
Trong nhiều năm trở lại đây vấn đề sản xuất và cung cấp giống vi sinh vật phục vụ

cho các nghành công nghiệp sản xuất đã trở nên phổ biến và nó đã được thương
mại hóa để trở thành một nghành sản xuất quan trọng ở nhiều quốc gia trên thế
giới. Các chế phẩm của nó cũng ngày càng đa dạng như vi khuẩn, nấm men, nấm
sợi …Vi khuẩn lactic cũng không nằm ngoài xu thế đó, ngày càng có nhiều nước
trên thế giới sản xuất và thu nhận sinh khối vi khuẩn lactic . Chúng được sản xuất
và cung ứng để phục vụ cho các nghành công nghiệp chế biến sữa. Có nhiều loại vi
khuẩn lactic dùng trong sản xuất ở đây chúng tôi chọn chủng Lactobacilluc
buglgaricus để thực hiện đồ án này với nội dung là “ xây dựng quy trình sản xuất
sinh khối vi khuẩn Lactobacillus bulgaricus với công suất 10 tấn 1 năm”


PHẦN 1: TỔNG QUAN
Giới thiệu về Lactobacillus bulgaricus
Giới ( regnum) : Bacteria
Nghành (phylum) : Fimicutes
Lớp ( Class): Bucillus
Bộ ( order ): Lactobacillales
Họ ( familia): Lactobacillaceae
Chi ( genus): species
Loài ( species) : L. bulgaricus
1.1.

Lactobacillus bulgaricus là trực khuẩn gram dương, hình que, dài, mảnh, thường
xếp thành đôi hay chuỗi dài từ 5- 20 µm, không có khả năng di động, có thể tạo ra
2,7% acid lactic.
Khuẩn lạc của Lactobacillus bulgaricus phẳng, hơi vàng, đường kính 2- 3mm.
Khuẩn lạc càng già thì ở giữa càng trở nên sậm màu. Trên môi trường thạch- huyết
thanh sữa cho khuẩn lạc hình tròn dạng sợi bông rối.
Lactobacillus bulgaricus không dịch hóa gelatin, làm đông tụ sữa ở 370C.
Chúng lên men được đường glucose, lactose và galactose. Hàm lượng acid do vi

khuẩn
này tạo ra trong môi trường sữa rất cao (3-3,5%). Nó thuộc loại kị khí không bắt
buộc. Nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển của chúng là 40-48 0C , pH thích hợp ở 5,4.
Khi lên men chúng không có khả năng sử dụng đường maltose và tạo một lượng
nhỏ acid bay hơi và aldehyde, tạo cho sản phẩm có mùi vị đặc trưng, thường dùng
để sản xuất sữa chua đông mịn.
1.2.

Môi trường nôi cấy nuôi cấy

Chúng thường được nuôi cấy trên 2 loại môi trường là MRS rắn và MRS lỏng,
trong đó:


Môi trường MRS thạch (g/l):
Glucoza
20,0
K2HPO4
2,0
CaCO3
5,0;
CH3COONa
5,0;
Cao thịt
10,0;
Triamonixitrat
2,0;
Pepton
10,0;
MgSO4.7H2O

0,58;
Cao nấm men
5,0;
MnSO4. 4H2O
0,28;
Thạch
15,0;
Nước cất vừa đủ
1lít;
pH= 6,0;
Khử trùng 1210C/15 phút.
- Môi trường MRS dịch thể (g/l): Có thành phần như trên ngoại trừ thạch và
CaCO3
1.3. Nhu cầu dinh dưỡng
Các loại vi khuẩn lactic khác nhau thì có nhu cầu dinh dưỡng khác nhau. Chúng
không chỉ có nhu cầu về các nguồn cơ chất chứa các nguyên tố cở bản như cacbon,
nitơ, photphat và lưu huỳnh mà còn có nhu cầu về một số chất cần thiết khác như
vitamin, muối vô cơ…
1.3.1. Nhu cầu dinh dưỡng cacbon:
Vi khuẩn lactic có thể sử dụng nhiều loại cacbonhydrat từ các monosaccarit
(glucose, fructose, manose), các disaccarit (saccarose, lactose, maltose) cho đến
các polysaccarit (tinh bột, dextrin). Chúng sử dụng nguồn cacbon này để cung cấp
năng lượng, xây dựng cấu trúc tế bào và làm cơ chất cho quá trình lên men tổng
hợp các acid hữu cơ.
1.3.2. Nhu cầu dinh dưỡng nitơ:
Phần lớn vi khuẩn lactic không thể sinh tổng hợp được các hợp chất chứa nitơ. Vì
vậy để đảm bảo cho sự sinh trưởng và phát triển chúng phải sử dụng các nguồn
nitơ có sẵn trong môi trường. Các nguồn nitơ vi khuẩn lactic có thể sử dụng như:
cao thịt, cao nấm men, trypton, dịch thủy phân casein từ sữa, pepton,…Hiện nay
cao nấm men là nguồn nitơ được sử dụng nhiều nhất và có hiệu quả nhất. Tuy

nhiên ở quy mô công nghiệp không thể sử dụng nguồn nitơ này vì rất tốn kém.
1.3.4. Nhu cầu về vitamin:
Ngoài các acid amin và vitamin, vi khuẩn lactic còn cần các hợp chất hữu cơ khác
cho sự phát triển như các bazơ nitơ hay các acid hữu cơ. Một số acid hữu cơ có ảnh


hưởng thuận lợi đến tốc độ sinh trưởng của vi khuẩn lactic như acid citric, acid
oleic. Nên hiện nay người ta sử dụng các muối citrat, dẫn xuất của acid oleic làm
thành phần môi trường nuôi cấy, phân lập và bảo quả các chủng vi khuẩn
lactic.Tương tự như hai acid hữu cơ trên, acid acetic cũng có những tác động quan
trọng đến sự sinh trưởng của tế bào. Nên người ta thường sử dụng acid acetic dưới
dạng các muối acetat để làm chất đệm cho môi trường khi nuôi cấy vi khuẩn lactic.
1.3.5. Nhu cầu các hợp chất hữu cơ khác:
Ngoài các acid amin và vitamin, vi khuẩn lactic còn cần các hợp chất hữu cơ khác
cho sự phát triển như các bazơ nitơ hay các acid hữu cơ. Một số acid hữu cơ có ảnh
hưởng thuận lợi đến tốc độ sinh trưởng của vi khuẩn lactic như acid citric, acid
oleic. Nên hiện nay người ta sử dụng các muối citrat, dẫn xuất của acid oleic làm
thành phần môi trường nuôi cấy, phân lập và bảo quản các chủng vi khuẩn lactic.
Tương tự như hai acid hữu cơ trên, acid acetic cũng có những tác động quan trọng
đến sự sinh trưởng của tế bào. Nên người ta thường sử dụng acid acetic dưới dạng
các muối acetat để làm chất đệm cho môi trường khi nuôi cấy vi khuẩn lactic.
1.3.6. Nhu cầu các muối vô cơ khác:
Để đảm bảo cho sinh trưởng và phát triển đầy đủ, vi khuẩn lactic rất cần các muối
vô cơ. Nhằm cung cấp các nguyên tố khoáng như đồng, sắt, natri, kali, photpho,
lưu huỳnh, magie đặc biệt là mangan, vì mangan giúp ngăn ngừa quá trình tự phân
và ổn định cấu trúc tế bào.


PHẦN 2: QUI TRINH THU SINH KHỐI VI
KHUẨN LACTOBACILLUS BULGARICUS

2.1. Qui trình thu sinh khối

2.2. Thuyết minh quy trình:
Nguyên liệu

Xử lý nguyên liệu
Giống VSV

Thanh trùng

Nhân giống

Lên men
Ly tâm
Lọc

Sấy
Đóng gói

Thành phẩm

2.2.1. Chuẩn bị môi trường:


Thành phần của nguyên liệu (mật rỉ đường): nước 20%, chất khô chiếm 80 – 85%.
Trong chất khô có 60% đường và 40% chất phi đường.
Xử lý nguyên liệu :
Mục đích: loại bỏ các tạp chất không mong muốn và các vi sinh vật tạp nhiễm,
thủy phân dịch đường thành các đường đơn, chuẩn bị cho quá trình acid hóa.
Biến đổi:

Hóa học: giảm nồng độ chất khô
Vật lý: giảm độ nhớt
Hóa lý: tăng độ hòa tan các chất
Thực hiện các quá trình:pha loãng, pha dịch lên men, thanh trùng dịch.
Pha loãng với nước theo tỉ lệ Vmật rỉ : Vnước = 1:3
Sau đó cho lượng acid sunfuric đậm đặc vào ( lượng acid : 5% khối lượng dung
dịch) Trong giai đoạn này, ta đun dung dịch đến 90-95oC trong 6 giờ.
Sau đó ta tiến hành ly tâm thu dịch trong.
Tiếp tục thêm nước để đạt được dung dịch có nồng độ đường từ 15-22%.Đây là
nồng độ đường thích hợp cho quá trình lên men.
Thêm dung dịch NaHCO3 đến khi dung dịch đạt pH = 6.0 - 7.0
Ly tâm thu dịch trong:
Mục đích chuẩn bị cho quá trình lên men, loại bỏ tạp chất giữ lại chất hòa tan, tách
pha rắn khỏi pha lỏng, tăng độ tron giảm khối lượng riêng dung dịch.
Thanh trùng môi trường:
Mục đích: tiêu diệt và ức chê vi sinh vật và hoạt tính enzyme trong môi trường tạo
điều kiện cho giống phát triển.
Chú ý: chế độ thanh trùng dao động trong khoảng 80 – 900C trong 30 đến 60 phút.
Tránh giảm đi giá trị dinh dưỡng của môi trường.
2.2.2. Nhân giống lactobacillus:
Yêu cầu: số lượng tế bào trong môi trường phải lên giá trị cao nhất, trong thời gian
ngắn nhất, với chi phí thấp, đảm bảo giống thuần khiết ( tránh hư hỏng trong quá
trình lên men và sản phẩm không đạt yêu cầu).
Tiến hành nhân giống: Cấy giống vào một lượng canh trường xác định cho vào
môi trường dinh dưỡng đã được xử lý nhiệt và sau đó điều chỉnh nhiệt độ thích
hợp. Giữ nhiệt độ và thời gian nuôi cấy không đổi trong suốt các giai đoạn.
Trong PTN:
Giống được nhân trong bình cầu khi nhiệt độ 37 – 400C, cho canh trường lỏng vào,
tỷ lệ 5% thể tích. Giữ ở 40 – 45 0C, sau 8 – 10h giống đạt yêu cầu có thể đung nhân
tiếp tục ở các thể tích lớn hơn.

Hình 2: Sơ đồ tổng quát quá trình nhân giống vi sinh vật cho sản xuất
Trong phân xưởng
Vi khuẩn lactic đã được nuôi cấy riêng ở phân xưởng nhân giống. Khi lượng giống
đảm bảo về số lượng tế bào ( khoảng x106 tế bào/1 ml), tiến hành lên men.
2.2.3. Lên men
Mục đích: Thông qua hoạt động sống của vi sinh vật trong những điều kiện thích
hợp để chuyển hóa đường và đạm và tăng sinh khối . Nồng độ dịch lên men là: 15
– 22 %.
Quá trình lên men gồm 2 pha điển hình:
Pha tạo sinh khối
Sự tạo thành sinh khối phát triển trong khoảng 12-18 giờ đầu sau khi bắt đầu lên
men. Sử dụng hết khoảng 25% nguồn cacbon, gần như tất cả nguồn Nitơ.
Pha tạo thành Acid lactic:


Tốc độ tạo sinh khối chậm lại. Lúc này acid lactic bắt đầu tích tụ trong dịch lên
men với hàm lượng ngày càng tăng dần . Tốc độ tổng hợp trung bình là 0.8-1
g/lit.giờ. Khi bắt đầu tại acid lactic thì các carbohydrate trong môi trường đã sử
dụng gần hết.
Lactobacillus là vi khuẩn hiếu khí, nên các vi sinh vật nhiễm sẽ dễ phát triển sinh
ra các enzyme khác, làm giảm hoạt lực enzyme sinh tổng hợp acid lactic. Mặt
khác, nếu cớ chất cho vào nhiều lần, thông số công nghệ trong thiết bị lên men sẽ
thay đổi, khó điều khiển. Hiệu suất tổng hợp acid lactic sẽ không cao.
Phương pháp thích hợp nhất là lên men tĩnh, lên men tĩnh có bổ sung cơ chất. Tuy
nhiên, nếu kiểm soát được vi sinh vật nhiễm và các thông số công nghệ thì lên men
liên tục sẽ cho năng suất và sản lượng acid lactic cao hơn.
Nhiệt độ quá trình lên men: 32 – 370C.
pH trong quá trình lên men duy trì ở 5,5 – 6,0.

Lượng không khí đưa vào bằng dung dịch lên men/1 phút
Thông thường thời gian lên men là : 24 – 48 giờ.
2.2.4. Lọc
Mục đích: thu nhận sinh khối vi khuẩn .
Thiết bị: Sử dụng thiết bị lọc thùng quay.
2.2.5. Ly tâm
Mục đích: Tách pha rắn và lỏng sau khi kết tinh nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho
quá trình sấy.
Pha rắn: gồm acid lactic đã kết tinh và lắng xuống, thu được acid lactic ẩm.
Pha lỏng: gồm nước và một ít acidlactic không kết tinh hòa tan vào ta gọi đó là
nước cái. Phần nước cái đưa đi kết tinh lại.
Thiết bị: Sử dụng thiết bị ly tâm ngang để tách pha rắn lysine và pha lỏng là nước
ra.
2.2.6. Sấy
Mục đích: thu chế phẩm dạng hạt, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình bảo quản.
Thông số kỹ thuật.
Độ ẩm acid lactic sau khi sấy 5 – 12%.
Thời gian sấy khoảng 2 giờ.
Nguyên lý làm việc:
Sử dụng vi song sản xuất bởi bộ sản sinh vi song để thực hiện làm nóng nguyên
liệu cần sấy và tác động vào nguyên tử nước trong nguyên liệu hoặc dung môi, do
đó có thể nhận năng lượng và biến nó thành nhiệt và bay hơi để đạt mục đích sấy
nguyên liệu và diệt khuẩn.
2.2.7. Đóng gói:


Mục đích: acid lactic sau khi làm nguội được đưa thiết bị phân loại rồi vào thiết bị
đóng gói để phân riêng các hạt có kích thước giống nhau thuận lợi cho quá trình
phân phối và bảo quản sản phẩm sau này
Máy đóng gói trong các túi 10kg. tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình bảo quản

vận chuyển và sử dụng.
Bảo quản ở nhiệt độ 4 – 6 oC
Lưu ý: Nếu muốn bảo quản lâu dài thì ta cho canh trường lỏng vào ly tâm lạnh để
tách sinh khối, kế tiếp sử dụng phương pháp sấy thăng hoa để tách ẩm rồi nghiền
và rây để thu chế phẩm dạng hạt. Giống đông khô bảo quản ở 4 0C có thể bảo tồn
hoạt tính ban đầu trong thời gian 1 năm.
Thành phẩm:
Chỉ tiêu chất lượng:
Tỉ lệ sống sót: 60 – 70%
Độ ẩm: 5 – 12 %
Kích thước hạt: tùy theo mục đích nhưng nhỏ thì tốt, khoảng 1 – 2 mm.
Màu sắc hạt: vàng nhạt
Không có Oxy, vì sự có mặt của Oxy sẽ nhanh chóng làm hư sản phẩm.


CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT
3.1. Kế hoạch sản xuất
Giả sử một năm làm việc 330 ngày.
Thời gian lên men mỗi mẻ là 72 giờ.
Năng suất lên men là 10 tấn/năm.
Thời gian nghĩ giữa mỗi mẻ 8 giờ.
Vậy số mẻ lên men trong một năm là:
Tỷ trọng sinh khối : d = 1,15kg/L = 1150 kg/m3.
Vậy năng suất thu sinh khối của nhà máy theo mẻ là:
Tính toán cân bằng vật chất cho từng giai đoạn
Quy ước
Tên

Ký hiệu

Cơ chất

S

Sinh khối

X

Sản phẩm

P

Tỷ lệ hao hụt trong từng công đoạn

Công đoạn
Chuẩn bị nguyên liệu
Xử lý nguyên liệu
Thanh trùng
Lên men

Tỷ lệ hao hụt
2%
1%
0,5%
1%


Làm nguội
Ly tâm
Lọc

Sấy
Bao gói

Cân bằng vật chất
3.2. Bao gói
Lượng sản phẩm sinh khối trước khi bao gói là:

3.3. Quá trình sấy
Tỷ lệ hao hụt là 1,5%.
Lượng sản phẩm sau khi sấy là P1 = 100,1001 (kg/mẻ)
Độ ẩm vật liệu trước khi sấy là W1 = 25%.
Độ ẩm vật liệu sau khi sấy là W2 = 5%.
Lượng ẩm bay hơi W là :

Ta có lượng sản phẩm sinh khối trước khi sấy là :
Lượng sản phẩm hao hụt trong quá trình sấy là:

3.4. Quá trình lọc
Nồng độ sinh khối trước quá trình lọc là 175 g/Kg sản phẩm
Lượng sinh khối trong sản phẩm trước khi lọc:
Lượng sản phẩm trước khi đem lọc:
Thể tích sản phẩm trước khi đem lọc:
Lượng pha lỏng bị loại bỏ trong quá trình lọc:

3.5. Quá trình ly tâm
Lượng sinh khối trong sản phẩm trước khi ly tâm:

0,1%
3%
2%

1,5%
0,1%


Lượng sản phẩm trước khi ly tâm:
Thể tích sản phẩm trước khi đem ly tâm:
Thể tích sinh khối trước khi ly tâm:

Lượng sản phẩm hao hụt trong quá trình ly tâm:

3.6. Quá trình lên men
Lượng sinh khối trong sản phẩm trước khi ly tâm là sinh khối thu được sau quá
trình lên men (X2)
Giả thiết
Bể lên men có thể tích là Vbể = 10m3.
Hiệu suất tạo thành sinh khối là YX/S = 0,3 (kg/kg).
Tốc độ tăng trưởng riêng µ = 0,14 h-1.
Lượng môi trường cơ chất ban đầu So = 3896,5 kg  Nồng độ cơ chất ban đầu là
[So] = 389,65kg/m3.
Ta có
[X2] = 12,5392 kg/ m3.
[So] = 389,65kg/m3
Giai đoạn bổ sung cơ chất
FS = 0,031 m3/h
Để đạt nồng độ sinh khối đầu ra là [X2] = 12,5395 kg/ m3 trong thời gian t = 72h:
Mà
Ta biết rằng trong thiết bị gián đoạn bổ sung cơ chất nồng độ cơ chất ban đầu là rất
lớn nên :

Dựa vào năng suất sinh khối, ta có:

Trong phản ứng gián đoạn thì:
Giai đoạn bổ sung cơ chất:


Lượng môi trường trước khi lên men là:
Thể tích môi trường trước khi lên men là:
Tỉ lệ cấy giống là 5%, vậy thể tích giống cấy vào môi trường là:
Biết tỉ trọng của giống cấy vào môi trường là 1061 (kg/m 3), khối lượngg iống cấy
vào môi trường là:
Lượng môi trường trước khi bổ sung giống là:
3.7. Quá trình thanh trùng
Lượng môi trường lên men trước quá trình thanh trùng là:
Thể tích môi trường trước quá trình thanh trùng là:
3.8. Xử lý nguyên liệu
Bổ sung H2SO4 đậm đặc với tỉ lệ 5% khối lượng dung dịch.
Lượng môi trường nguyên liệu trước quá trình xử lý khi đã bổ sung H2SO4:
Lượng H2SO4 cần bổ sung:
Thể tích H2SO4 cần dùng, biết tỷ trọng là 1840 kg/m3.
Lượng dung dịch mật rỉ đường trước khi bổ sung H2SO4 là:
Tỷ trọng dung dich mật rỉ đường là 1024 kg/m3. Vậy thể tích mật rỉ đường là:
3.9. Chuẩn bị nguyên liệu
Lượng dung dịch mật rỉ quá trình chuẩn bị nguyên liệu:
Thể tích dung dịch mật rỉ đường là:
Mật rỉ được bổ sung thêm nước với tỉ lệ mật rỉ: nước = 1 : 3.
Lượng nguyên liệu mật rỉ đưa vào sản xuất là:
Thể tích mật rỉ đường sử dụng biết tỉ trọng mật rỉ là 1350 kg/m3:
Lượng nước sử dụng pha dung dich mật rỉ là:
Chuẩn bị môi trường nhân giống

Thể tích giống cần cho một mẻ lên men là 0,1696 m 3 =169,6 L. Cũng chính là thể
tích canh trường giống cần cung cấp. Vậy chọn giống cấp ba với thể tích là 200 L.
Thể tích nuôi giống cấp hai là 20 L. Thể tích nuôi giống cấp 1 là 2 L. Giống được
lấy từ phòng thí nghiệm đã có.
Vậy tổng thể tích môi trường nuôi cấy là 222 L cho một mẻ.
Bảng: Hóa chất nhân giống

Tên hóa chất

Khối lượng cần

Khối lượng cần

dùng cho 1L môi

dùng cho
(kg)

trường (g)

Khối lượng cần dùng
cho 1 năm

Glucoza

20,0

4,44

444

K2HPO4

2,0

0,444

44,4

CaCO3

5,0

1,11

111

CH3COONa

5,0

1,11

111

10,0

2,22

222

2,0

0,444

44,4

Pepton

10,0

2,22

222

MgSO4.7H2O

0,58

0,129

12.9

Cao nấm men

5,0

1,11

111

MnSO4. 4H2O

0,28

0,062

6,2

Cao thịt
Triamonixitrat


Nước cất vừa
đủ

1 lít

pH= 6,0;
Khử trùng 1210C/15 phút.

PHẦN 4: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ

22200 L


4.1 Thiết bị chứa nguyên liệu

Thiết bị được chọn có dạng hình trụ, đáy côn. Thiết bị được làm bằng thép, có hệ số chứa

đầy

ϕ

=0.9, có góc ở đáy là 600 có thể chứa nguyên liệu cho một mẻ sản xuất.

Thời gian hoạt động cả vệ sinh là 1 giờ.
Thể tích silo:

Trong đó:
-

VT, VN: là thể tích phần trụ và đáy (m3).
: khối lượng riêng của nguyên liệu (kg/m3).
: hệ số chứa đầy.

Thể tích hình nón cụt là:

Mà

Lượng mật rỉ dùng để sản xuất một mẻ là: 915,324 kg.

Chọn D = 1m; d = 0,3m; l = 0,3m.




Vậy chiều cao của thiết bị là:

Hình: Silo chứa nguyên liệu

4.2 Vít tải vận chuyển nguyên liệu đến thiết bị xử lý

Khối lượng môi trường cần chuyển là 915,324 kg/mẻ
Chọn D = 0,2m; n = 2 (vòng/s); KZ = 0,32; KB = 1; KY = 0,8.
Công suất của vít tải được tính theo công suất:

Trong đó:
-

D: đường kính của vít tải (m).
n: số vòng quay của trục vít (vòng/phút).
KZ: hệ số đầy máng.
KB: hệ số phụ thuộc bước vít và đường kính trục vít.


-

KY: hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng vít tải.

Năng suất vít tải:

Thời gian vít tải hoạt động là

Tổng thời giân hoạt động tính cả vệ sinh thiết bị là 2h.
Công suất dẫn động của vít tải theo chiều ngang là:

Số lượng vít tải cần dùng:

Hình: Vít tải
Ghi chú:

1: Dẫn động điện

5: Vít


2: Ổ đầu mút

6: Ống tháo liệu

3: Cửa quan sát

7: Máng

4: Ổ giữa
Bảng: Thông số kỹ thuật của vít tải
Chiều dài vít tải (m)
Công suất (tấn/h)
Vật liệu chế tạo
Công suất động cơ (Kw)

3 – 20
3 – 50
Thép hoặc inox
5,5

Giải thích:
-

Vít tải giúp tiết kiệm diện tích do tiết diện ngang của vít tải nhỏ.
Có thể di chuyển vật liệu vói khối lượng lớn.

Vật liệu không bị ảnh hưởng do được di chuyển trong máng kín.
Cấu tạo đơn giản và hạn chế được bụi trong quá trình vận chuyển.

4.3 Thùng chứa nước cho phối trộn

Thùng chứa có dạng hình trụ, làm bằng thép và đáy bằng.
Lượng nước cần dùng cho phối trộn nguyên liệu trong một mẻ là 2,746 m3.
Lượng nước dùng cho pha chế môi trường là 222 L = 0,222 m3.
Tổng thể tích nước cần dùng cho một mẻ là 2,968 m3.
Chọn hệ số chứa đầy là 0,9.
Chọn D = 2m.

Mà

Vậy chọn 1 thùng chứa nước.


4.4. Thiết bị xử lý mật rỉ đường
Thể tích mật rỉ đường trong một mẻ: 0,678 (m3).
Phối trộn với nước với tỉ lệ 1:3. Thể tích dung dịch mật rỉ đường là 3,575 m 3
(3661,295 kg)
Bổ sung thêm H2SO4 với thể tích là 0,103 m3.
Tổng thể tích là 3,678 m3.
ϕ
Chọn hệ số chứa đầy của thiết bị xử lý là = 0,8.
Thể tích của thiết bị xử lý:
Chọn thiết bị có thể tích là 4,6 m3.
Thể tích vỏ trong của thiết bị:

Gọi h1 là chiều cao hình trụ, h2 là chiều cao nắp và đáy

Chọn h1 = 1,6D; h2 = 0,1D.
Vậy:
D = 1,51 (m)
×

h1 = 1.6D = 1.6 1,51 = 2,416 (m).
×

h2 = 0.1D = 0.1 1,51 = 0,151 (m).
Công suất thiết bị là 4,5 kW/h.
Thời gian hoạt động và vệ sinh là 3 giờ.


Hình: Thiết bị xử lý
1. Ống nối để nạp chất tải nhiệt.
2. Ống chảy tràn sản phẩm.
3. Ống quá áp.
4. Đầu nối ống nạp nguyên liệu.
5. Cửa quan sát.
6, 9. Cửa thoát chất tải nhiệt.
7. Cửa vào của chất tải nhiệt.
8. Cửa ra của sản phẩm.
Thiết bị xử lý được làm bằng thép hay bằng gang tráng men dùng để tiến hành các
quá trình hóa – lý khác nhau. Là thiết bị dạng đứng có thể tích từ 0,1 – 100 m 3, có
áo hơi. Bên trong thiết bị có cơ cấu đảo trộn dạng tua bin hở.
Tần số trộn của máy khuấy 0,2 – 0,33 vòng/s, phụ thuộc vào dạng cơ cấu trộn và
các tính chất của các cấu tử đem trộn.
4.4 Gàu tải nguyên liệu thiết bị xử lý nguyên liệu đến thiết bị thanh trùng
Năng suất cần vận chuyển là 3739,15 kg/mẻ.
Khối lượng riêng của môi trường là

Kích thước của gàu tải: 500 x 700 x 7000 mm.
Hệ số chứa đầy là 0,9.
Năng suất của gàu tải là:

Công suất của tang dẫn là:

Chọn 1 gàu tải lên 1 thiết bị thanh
trùng.
Thời gian hoạt đọng và vệ sinh thiết
1,5 giờ.
4.5 Thiết bị thanh trùng

Ghi chú:

bị là


A: Hơi nóng
B: Nước
C: Nước tháo
D: Điều khiển gió
E: Điều khiển khí
F: Valve an toàn
Hình: Thiết bị tiệt trùng dạng đứng
Bảng: Thông số thiết bị máy tiệt trùng GT7C3

Mã hang
Kiểu
Áp lực làm việc lớn nhất (MPa)
Nhiệt độ làm việc lớn nhất

Thể tích (m3)
Kích thước ngoài (mm)
Tổng trọng lượng (kg)

GT7C3
Thẳng đứng
0.3
1430C
1.51
2200 x 1300 x 2160
650

Thiết bị thanh trùng chế tạo bằng thép không gỉ, bên, thân hình trụ, đáy và nắp
hình chỏm cầu.
Chọn hệ số chứa đầy của thiết bị ϕ=0,9
Thể tích thiết bị thanh trùng :
Gọi h1 là chiều cao hình trụ, h2 là chiều cao nắp và đáy
Chọn h1 = 1,6D; h2 = 0,1D.
Thể tích hình trụ:

Thể tích chỏm cầu:

Thể tích vỏ trong của thiết bị:

 D = 1,393 (m)

Vậy:
D = 1,393 (m)

×

h1 = 1.6D = 1.6 1,393 = 2,229 (m).
×

h2 = 0.1D = 0.1 1,393 = 0,1393 (m).
Vậy số thiết bị phải chọn là: 1 thiết bị.
Thời gian hoạt động và vệ sinh là 1 giờ
Giải thích
Thiết bị không chiếm nhiều diện tích, có năng suất cao, thao tác đơn giản.
Thiết bị thanh trùng có dạng hình trụ đứng. Bên trong thiết bị có ống dẫn hơi nước để gia
nhiệt nguyên liệu cần tiệt trùng. Thiết bị có cửa nạp không khí để làm nguội môi trường
chuẩn bị cho quá trình lên men. Phù hợp với quy trình sản xuất, tiết kiệm được thời gian
làm nguội.
4.6 Băng tải làm nguội

Vận chuyển môi trường nuôi cấy từ thiết bị thanh trùng sang băng tải làm nguội, khối
lượng canh trường cần vận chuyển là 3739,15 kg/mẻ.
Công suất thiết bị dẫn động là:

Trong đó:
-

Q = 31B2vρ (kg/s).
B: bề rộng của băng tải (mm), B = 300 mm = 0,3 m.
v: vận tốc của băng tải (m/s), v = 0,2 m/s.
ρ: tỷ trọng xếp đầy (kg/m2), ρ = 4,2 kg/m2.

Vậy:

Số băng tải cần dùng:

Vậy chọn 1 băng tải với kích thước: 9000 x 6000 x 1100 mm.
-

K1: hệ số phụ thuộc vào băng tải, K1 = 0,004.