Lên men

BỘ CÔNG THƯƠNGTRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM

CHÀO MỪNG CÔ VÀ CÁC BẠN ĐẾN VỚI BÀI THUYẾT TRÌNH CỦA NHÓM

ĐỀ TÀI: LÊN MEN BỀ MẶT & THIẾT BỊ NUÔI CẤY VI SINH TRÊN MÔI TRƯỜNG RẮN

NỘI DUNG

LÊN MEN BỀ MẶT MÔI TRƯỜNG CHẤT RẮN

KỸ THUẬT CHUẨN BỊ MÔI TRƯỜNG CHẤT RẮN


LÊN MEN BỀ MẶT MÔI TRƯỜNG CHẤT RẮN

ĐẶC ĐIỂM ĐỐI TƯỢNGƯU

&NHƯỢC ĐIỂM

I. ĐẶC ĐIỂM

• Theo phương pháp này thì các tế bào khi được đưa vào môi trường nuôi cấy sẽ hướng về khoảng không khí được cung cấp đầy đủ oxy

• Giống vi sinh vật hiếu khí sau khi cấy sẽ phát triển trên bề mặt và dần dần lan xuống phía dưới theo các kẽ hở giữa các cấu tử thành phần môi trường. ở đây vi sinh vật sử dụng oxy của không khí để hô hấp và thải CO2 ra môi trường xung quanh và tỏa nhiệt.

ĐẶC ĐIỂM

• Cơ chất dinh dưỡng là cám có trộn thêm những thành phần khác như ngũ cốc, đậu tương,... và một số thành phần dinh dưỡng khác. Vì cám có tác dụng làm xốp để tăng độ hiếu khí cho vi sinh vật nuôi cấy).

ĐẶC ĐIỂM

• Nuôi cấy vi sinh vật trên bề mặt môi trường rắn hoặc bán rắn có cơ chất dinh dưỡng là cám trộn các loại bột ngũ cốc, đậu tương, và 1 số thành phần dinh dưỡng khác…

• Độ ẩm môi trường khoảng 55-60%. Khi vi sinh vật phát triển sẽ thải CO2 tỏa nhiệt nóng, khô môi trường.

ĐỐI TƯỢNG

• Môi trường này thích hợp để nuôi cấy một số nấm mốc và xạ khuẩn, ngoài ra còn có thể nuôi cấy những nhóm vi sinh vật trưởng thành hệ sợi.

ƯU &NHƯỢC ĐIỂM

Nguồn cơ chất dễ tìm kiếm và có sẵn trong môi trường.Tiết kiệm nguồn năng lương đáng kể, tốc độ tổng hợp của enzyme cao hơn trong nuôi cấy lỏng.Có thể nuôi cấy nhiều vi sinh vật.

Tốn nhiều diện tích mặt bằng, khó cơ khí hóa và tự động hóa.Chi phí nhân công, điện nước cho 1 đơn vị sản phẩm cao.


Theo phương pháp này, giống vi sinh vật hiếu khí sau khi gieo cấy sẽ phát triển trên bề mặt và dần lan xuống phía dưới theo các kẽ hở giữa các cấu tử thành phần môi trường. Môi trường nuôi cấy bề mặt là môi trường rắn xốp. VSV phát triển, sử dụng oxy để hô hấp làm tác nhân oxy hóa trong các quá trình biến đổi sinh hóa , đồng thời thải CO2.


• Môi trường dinh dưỡng sau khi thanh trùng được trải trên khay sạch với chiều dày từ 3 – 5 cm và nuôi ở nhiệt độ thích hợp trong buồng nuôi cấy có độ ẩm không khí là 90%. Nguồn cacbon cho môi trường dinh dưỡng ở đây là các loại hạt như ngô gạo mì, đại mạch, đậu tương… được nghiền vỡ thành mảnh có kích thước 1 – 3 mm, cùng với cám gạo, cám và trấu. Cám trấu trong môi trường còn có tác dụng làm xốp để tăng độ hiếu khi cho vi sinh vật nuôi.

KỸ THUẬT CHUẨN BỊ MÔI TRƯỜNG RẮN

Chuẩn bị môi trường trộn các thành phần đều với nước, độ ẩm khoảng 55 – 60% và được hấp thanh trùng. Cấy giống vi sinh vật từ dịch nhân giống hoặc rắc các bào tử vào khối môi trường đã thanh trùng và để nguội, ủ thành đống vài giờ, sau đó tãi ra khay với chiều dày 2 – 5. Buồng nuôi cấy có các giá kê khay, có bộ phận gia nhiệt và làm mát, bộ phận phun mù bằng nước để giữ độ ẩm tương đối của không khí là 90% để tránh làm khô môi trường.

Nuôi cấy bề mặt thường thích hợp cho các quá trình nuôi nấm mốc, một số trường hợp là xạ khuẩn – những nhóm vi sinh vật sinh trưởng thành hệ sợi. Cũng có một vài trường hợp nuôi cấy vi khuẩn theo phương pháp này. Nuôi vi sinh vật trên bề mặt môi trường rắn hoặc bán rắn, cơ chất là các loại bột ngũ cốc, đậu tương và một số thành phần dinh dưỡng khác

.

Nuôi cấy bề mặt với môi trường rắn và xốp ngày nay được cải tiến nhiều trong quá trình: thay khay và buồng nuôi cấy bằng thùng quay có trục chéo hoặc thùng bể có thổi khí liên tục và điều khiển nhiệt độ, độ ẩm. Những cải tiến này làm tăng năng suất của quá trình rất nhiều.

THIẾT BỊ NUÔI CẤY VI SINH VẬT TRÊN MÔI TRƯỜNG RẮN


Nuôi cấy vi sinh vật trên các môi trường tơi thể hạt có nhiều ưu việc hơn so với nuôi cấy trên các môi trường dinh dưỡng lỏng. Như tốc độ tổng hợp của các enzim cao hơn 5 ÷ 6 lần, ngoài ra canh trường nhận được có độ ẩm 40 ÷ 50% (trong canh trường lỏng− 80 ÷ 95%), cho phép tiết kiệm đáng kể nguồn năng lượng sấy.

Tuy nhiên đến nay phương pháp nuôi cấy vi sinh vật trên các môi trường dinh dưỡng rắn chưa được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp do chưa có những thiết bị tiệt trùng được cơ khí hoá đáng tin cậy.

Hiệu suất và độ hoạt hoá của các chất hoạt hoá sinh học, thời gian quá trình nuôi cấy chủ yếu phụ thuộc vào những yếu tố sau: loại vi sinh vật, thành phần cấu tử của môi trường dinh dưỡng, lượng và chất lượng của nguyên liệu cấy, nhiệt độ nuôi cấy, mức độ thổi khí của canh trường phát triển, cường độ đảo trộn, trao đổi khối và trao đổi nhiệt.


Nhược điểm của các thiết bị nuôi cấy vi sinh vật trên môi trường rắn dạng phòng có các khay nằm ngang đột lỗ: khối lượng lao động cho các công đoạn quá lớn, mức độ cơ khí hoá cho các công đoạn công nghệ thấp và không tránh khỏi sự tiếp xúc của công nhân với canh trường của vi sinh vật.

Các thiết bị dạng trống quay và hình tháp có triển vọng tốt để sản xuất lớn.

Tuy nhiên để nuôi cấy vi sinh vật với mục đích tổng hợp sinh học protein không thể sử dụng các phòng nuôi cấy bình thường, các phòng này được sử dụng để nuôi cấy nấm mốc trên môi trường dinh dưỡng rắn có chiều cao của lớp môi trường không lớn hơn 3 ÷ 5 cm

Các thiết bị để sản xuất các sản phẩm trên có thể gián đoạn hay liên tục. Các thiết bị tác động gián đoạn thường ở dạng hình trống nằm ngang, loại trừ quá trình nuôi cấy vi sinh vật có thể thực hiện trích ly các chất hoạt hoá sinh học từ canh trường nuôi cấy.


Thiết bị nuôi cấy vi sinh vật trên môi trường rắn có các khay đột lỗ nằm ngang:

Trong các điều kiện sản xuất để nuôi cấy các giống nấm mốc trên bề mặt trong các khay, người ta sử dụng các phòng tiệt trùng, số lượng các phòng phụ thuộc vào năng suất tính theo canh trường nấm mốc khô hàng ngày. Các bộ điều hoà độc lập được phân bổ trên các phòng tiệt trùng nhằm để đẩy không khí có nhiệt độ 22 ÷ 320 C, độ ẩm tương đối 96 ÷ 98% vào phòng.

Thiết bị có các khay được phân bố đứng

Thiết bị nuôi cấy vi sinh vật trên môi trường dinh dưỡng rắn kolovieva. Phòng của thiết bị này là bộ chứa hình hộp bằng kim loại được cố định trên các trụ nhờ hệ giằng đàn hồi. Nhược điểm của loại này là năng suất nhỏ, biến dạng các phòng và thải canh trường nuôi cấy nấm mốc ra khỏi khay là rất khó khăn, độ kín khi thải không đảm bảo và tiêu hao không khí để thải nhiệt sinh lý lớn.

Phòng nuôi cấy vi sinh vật trên môi trường dinh dưỡng rắn có các hộp tháo được và dỡ tải bằng tự động hoá.

1- Đường ray2- Chốt định vị 3- Khung4- Trụđứng 5- Chốt6- Tấm kim loại phẳng 7- Thanh nối8- Đế cột9- Sàng10- Đĩa xích


• Dây chuyền tự động hóa để nuôi cấy nhóm nấm mốc

• Dây chuyền gồm các công đoạn: chuẩn bị môi trường dinh dưỡng, nuôi cấy, trích ly, lắng, tách và sấy, tiêu chuẩn hóa và gói chế phẩm. Giai đoạn quan trọng nhất của dây chuyền là chuẩn bị môi trường dinh dưỡng và nuôi cấy giống nấm mốc, gồm 2 dây chuyền công nghệ độc lập.

1- Vòng tròn quay; 2- Cơ cấu đẩy; 3- Thiết bị san; 4- Rãnh nạp liệu; 5- Bàn nạp liệu ; 6- Bộ tiệt trùng các phòng nuôi cấy; 7- Cơ cấu đẩy; 8- Rửa các phòng; 9- Bàn dỡ liệu; 10- Phòng nuôi cấy; 10- Bộra khớp cuối cùng; 12- Băng tải; 13- Phòng nuôi cấy môi trường rắn; 14- Bulông ghép; 15- Đường ray


Thiết bị nuôi cấy giống bằng phương pháp tính động:• Động lực học của phương pháp là môi trường

trạng thái bất động( trạng thái tĩnh), còn sau đó chịu sự chuyển động tuần hoàn cưỡng bức, làm tơi và chuyển đảo.

• Việc nuôi cấy các giống VSV bằng phương pháp này có khả năng tiến hành trong các thiết bị băng tải và các dạng khác


• Thiết bị nuôi cấy vi sinh vật trên môi trường rắn dang Đỉ-42-Ô:


• Thiết bị nuôi cấy vi sinh vật trên môi trường rắn dạng rung.

• Nguyên tắc hoạt động:• Ứng dụng: cho phép tăng cường các quá trình

trao đổi nhiệt, trao đổi khối và tổng hợp vi sinh, cho phép cơ khí hóa tất cả các công đoạn, tăng độ hoạt hóa của giống và tổ chức quá trình có kết quả cao.

THIẾT BỊ NUÔI CẤY VI SINH VẬT TRÊN MÔI TRƯỜNG RẮNThiết bị rung có thể ở dạng đứng hay nằm ngang.

1- Khung thùng chứa; 2- Thùng chứa cám; 3- Nồi tiệt trùng rung; 4- Dẫn động rung; 5- Nồi tiệt trùng; 6- Đoạn ống nạp môi trường dinh dưỡng đã được tiệt trùng; 7- Băng tải rung dạng vít; 8- Dẫn động; 9- Ống nạp môi trường đến băng rung thư hai; 10- Ống nạp môi trường đến băng rung thứ ba; 11- Ống nạp môi trường đến băng rung thứ tư

Thiết bị dạng tháp

1- Cửa tháo liệu; 2- Các trục quay; 3- Gối tựa; 4- Ống góp để nạp không khí tiệt trùng; 5- Ống xoắn làm lạnh; 6- Cánh trục; 7- Ống góp để tháo không khí thải; 8- Nắp ; 9- Khớp nối để cắm áp kế; 10- Khớp nối; 11- Ống thoát khí; 12- Bánh dẫn 93

Ứng dụng phương pháp thổi khối môi trường dinh dưỡng cho phép tăng chiều cao của lớp canh trường khoảng 10 lần hay lớn hơn và tạo ra những điều kiện để ứng dụng thiết bị nuôi cấy sâu. Tăng chiều cao của lớp môi trường từ 20 ÷ 40 đến 300 ÷ 500 mm là một trong những hướng chính để tăng năng suất thiết bị công nghệTrong quá trình nuôi cấy, nhiệt độ, độ ẩm môi trường và không khí, số vòng quay của máy khuấy, hàm lượng CO2 vàO2 trong pha khí là những thông số cần điều chỉnh.


Thiết bị để nuôi cấy liên tục các chủng nấm mốcThiết bị nuôi cấy vi sinh vật trên môi trường rắn dạng thùng quay

1- Vỏ; 2- Cửa; 3- Ống góp; 4- Bánh răng; 5- Đai tựa; 6- Bộ làm tơi; 7- Xyclon; 8- Đường ống thải không khí; 9- Ống khuếch tán không khí; 10- Dẫn động; 11- Khớp nối; 12- Bệ tựa; 13- Ống dẫn không khí; 14- Quạt

Thiết bị để nuôi cấy vi sinh vật- sản phẩm tổng hợp sinh học protein.

Với mục đích đơn giản hoá kết cấu, tăng cường quá trình đảo trộn và thổi môi trường cũng như để làm tốt hơn các điều kiện nuôi cấy vi sinh vật, trên các tường của thùng quay được định vị các cánh đàn hồi.

Thiết bị liên tục để nuôi cấy vi sinh vật theo phương pháp bề mặt.

Loại thiết bị này cho phép tăng cường quá trình nuôi cấy vi sinh vật theo phương pháp nạp môi trường nuôi cấy và không khí bằng xung động, cho phép thu nhận phần trích ly từ canh trường nuôi cấy.

Lên men

Engineering

Transcript of Lên men