Đề tài Sản xuất sinh khối vi sinh vật làm thức ăn gia súc

iảm lượng AMP trong tế bào. Sự ngừng hoạt động của ICDH nhanh chóng dẫn đến sự hình thành citrate từ isocitrate, sau đó nhanh chóng cân bằng với citrate theo aconitase. Citrate được vận chuyển khỏi ty lạp thể, theo hệ thống vận chuyển malate hay citrate, và được tách ra trong dịch bào tương bởi một enzyme, enzyme này thi không có mặt trong tế bào không giàu béo. Đó là ATP: citrate lyase (ACL) SX SINH KHỐI VSV LÀM THỨC ĂN GIA SÚC PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN 7 Những vi sinh vật không có ACL thì không thể tích lũy lipid. Một số vi sinh vật được tìm thấy có chứa enzyme này nhưng cũng không tích lũy lipid hoặc tích lũy rất thấp. Sự có mặt của enzyme này không giải thích được vì sao những loài vi sinh vật giàu béo khác nhau thì có khả năng tích lũy lipid khác nhau. Điều này cho thấy rằng ACL là yếu tố tiên quyết để xảy ra sự tích lũy lipid nhưng nó không là yếu tố duy nhất để sự tích lũy lipid xảy ra. Do đó hoạt động của enzyme khác sẽ đảm nhận trách nhiệm điều khiển phạm vi sinh tổng hợp lipid trong sinh vật, và enzyme điều khiển này chính là malic enzyme (ME). Malic enzyme hoạt động như là một nguồn NADPH duy nhất cho sự tổng hợp acid béo (FAS). Nếu ME bị ức chế, hoặc bị khuyết tật về mặt di truyền thì sự tích lũy lipid sẽ rất chậm. Không có nguồn NADPH nào khác dùng cho FAS. Độ bền của ME có vai trò quyết định và nó gắn liền với FAS. Khi ME ngừng hoạt động thì sự tích lũy lipid cũng ngưng lại. Không có một enzyme nào khác cho thấy có sự tương quan. SX SINH KHỐI VSV LÀM THỨC ĂN GIA SÚC PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN 8 Hình 2 : Sơ đồ sinh tổng hợp lipid của vi sinh vật giàu béo SX SINH KHỐI VSV LÀM THỨC ĂN GIA SÚC PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN 9 Đặc điểm lipid vi sinh vật Những loại lipid được tìm thấy trong các vi sinh vật giàu béo thì rất đa dạng và phụ thuộc vào từng loài. Tricacylglycerol chiếm khoảng 95% trong các lipid, những loại lipid phổ biến khác như glycolipid, monovà diacylglycerol thường chiếm khoảng 10% tổng lượng lipid. Ngoài ra còn có một số loại lipid không phổ biến như sulfo- và peptidolipid, các hydrocarbon, sterol, polyhydroxyalkanoate, wax ester, glycerosulfate và các ether lipid được tìm thấy trong vi khuẩn. Nấm men và nấm mốc sản xuất ra những loại khác nhau của carotenoid, steroid, sphingolipid của glycolipid. Các acid béo phân nhánh và acid béo hydroxy xuất hiện trong lipid của vi khuẩn. Lipid của vi tảo cho thấy một tỷ lệ cao khác thường của các acid béo không bão hòa cao phân tử ( PUFAs) liên kết với các lipid phân cực. Acid béo của nấm men thì tương tự như dầu thực vật, với oleic, palmitic, linoleic, và acid stearic tự do. Acid béo của nấm mốc thì đa dạng hơn nấm men, với các acid béo mạch ngắn ( C10-C14), PUFAs, và các acid béo hydroxy. Hình 3 : Các loại lipid của vi sinh vật SX SINH KHỐI VSV LÀM THỨC ĂN GIA SÚC PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN 10 Hình 4 : Các loại acid béo của vi sinh vật Bảng 4: Hàm lượng lipid và mức độ thành phần acid béo chính trong sinh khối của các vi tảo tích lũy lipid SX SINH KHỐI VSV LÀM THỨC ĂN GIA SÚC PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN 11 Bảng 5: Hàm lượng lipid và mức độ thành phần acid béo chính trong sinh khối của các nấm men tích lũy lipid Bảng 6: Hàm lượng lipid và mức độ thành phần acid béo chính trong sinh khối của các nấm mốc tích lũy lipid SX SINH KHỐI VSV LÀM THỨC ĂN GIA SÚC PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN 12 Bảng 7: Tỉ lệ sản sinh lipid của một số loại vi sinh vật SX SINH KHỐI VSV LÀM THỨC ĂN GIA SÚC PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN 13 II. VI SINH VẬT :Rhodotorula glutinis Rhodotorula glutinis được phân lập từ những vùng đất bị nhiễm bẩn như xung quanh khu vực nhà máy đường, nhà máy sản xuất mì chính ( monosodium glutamate)… Kingdom:Fungi Phylum:Basidiomycota Class:Urediniomycetes Order: Sporidiales Family:Sporidiobolaceae Genus:Rhodotorula ( Theo F.C. Harrison) II.1. Đặc điểm hình thái Hình 5: Rhodotorula glutinis Hình dạng : tế bào hình oval, có sắc tố đỏ cam (red-orange), sắc tố bị mất trong điều kiện nuôi cấy với nồng độ muối NaCl 6%. Kích thước : 0.41-31μm Khối lượng : khoảng 6.85*10 -6 μg.cell-1 ( theo James E Haney, Department of Zoology, University of New Hamsphire, Durham 03824) II.2. Điều kiện sinh trưởng Rhodotorula glutinis sinh trưởng trong điều kiện hiếu khí bão hòa O2 Nhiệt độ môi trường : 28-290C pH : 4-8 ( tối ưu cho quá trình tích lũy lipid là 7-8) Áp suất : 1at SX SINH KHỐI VSV LÀM THỨC ĂN GIA SÚC PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN 14 II.3. Môi trường nuôi cấy Nguồn C : Rhodotorula glutinis có thể sử dụng nhiều loại đường làm nguồn C như : fructose, glucose, saccharose, galactose, lactose, maltos, raffinos, starch , xylose… Rhodotorula glutinis thường được dùng nuôi cấy trong môi trường chất thải có nhiều đường để tận thu năng lượng. Nguồn N: NH4Cl, NH4NO3, (NH4)3PO4, (NH4)2SO4, Casein, Corn steep liquor, Peptone,Trypone, Urea, Yeast extract… Môi trường nuôi cấy tối ưu cho quá trình tích lũy lipid trong tế bào Rhodotorula glutinis phải đảm bảo lượng C có hàm lượng vượt trội so với hàm lượng N hoặc P. Do trong điều kiện môi trường như vậy kích thích nấm men sản sinh ra enzyme Phosphofructokinase. Enzyme này có tác dụng định hướng C từ chu trình Pentophosphate (HMP) vào chu trình Tricarboxylic acid ( ATC) ( Biochemical and biophysical research communications, p.681-687, vol 100, No.2), chủ yếu tạo ra các triacid 3C làm tiền chất cho quá trinh sinh tổng hợp lipid. Muối khoáng : Nấm men sinh trưởng yếu và lượng lipid thấp đã được giữ trên môi trường không có NaH2PO4. Khi cho thêm 0.5g/l muối trên cho phép nấm men lên men tốt hơn, tích lũy nhiều lipid hơn. Cũng theo nghiên cứu thì lượng muối NaCl tối ưu cho nấm men sinh trưởng là 4%. Việc bổ sung cùng một lúc các muối K2SO4, ZnSO47H2O,FeCl3 và MgSO4 không có ảnh hưởng gì nhiều tới quá trình lên men. SX SINH KHỐI VSV LÀM THỨC ĂN GIA SÚC PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN 15 Hình 6: Đồ thị tích lũy lipid đặc trưng cho nấm men phát triển trong môi trường lên men gián đoạn với tỷ lệ C:N cao. Hình 7: Đồ thị thể hiện sự tích lũy lipid của nấm men trong điều kiện nuôi cấy liên tục với tỉ lệ C:N cao SX SINH KHỐI VSV LÀM THỨC ĂN GIA SÚC PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN 16 Bảng 8 : Rhodotorula glutinis sinh trưởng khi bổ sung một vài loại muối Salt used(g/l) Consumed sugar (%) Dry wt. (mg) Lipid LCC mg % % of Dry wt. NaH2PO4 0.0 14.7 352 42 11.9 6.4 0.1 40.0 899 272 30.3 15.3 0.3 41.4 994 318 32.0 17.2 0.5 41.8 1004 374 37.3 20.0 0.7 42.0 1006 370 36.8 19.8 1.0 44.2 1053 328 31.2 16.7 2.0 45.1 1072 313 29.2 15.5 K2SO4 0.00 41.9 1014 375 37.0 20.0 0.05 41.6 1007 371 36.8 20.0 0.10 41.8 1004 374 37.3 20.0 0.15 41.6 998 368 36.9 19.8 0.20 41.5 990 366 37.0 19.8 ZnSO4.7H2O 0.000 42.0 1020 380 37.3 20.3 0.025 42.0 1017 377 37.1 20.1 0.050 41.9 1014 375 37.0 20.0 0.100 41.9 988 364 36.8 19.5 0.150 41.7 985 355 36.0 19.1 FeCl3 0.000 42.4 1001 384 38.4 20.3 0.025 42.3 1015 382 37.6 20.2 0.050 42.0 1020 380 37.3 20.3 0.100 41.6 1025 370 36.1 20.0 0.150 41.5 1031 369 35.8 19.9 MgSO4 7H2O 42.3 1006 375 37.3 19.9 42.8 1018 378 37.1 19.8 42.9 1020 380 37.3 19.9 43.4 1031 387 37.5 20.0 SX SINH KHỐI VSV LÀM THỨC ĂN GIA SÚC PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN 17 43.5 1034 389 37.6 20.2 43.7 1038 390 37.6 20.0 43.9 1043 392 37.6 20.0 Các chất sinh trưởng : corn steep solid cho khả năng tích lũy lipid trong tế bào nhiều hơn ( 62,4% lipid trên cơ bản khối lượng chất khô). Bảng 9: Rhodotorula glutinis sinh trưởng và tổng lượng lipid sau 8 ngày khi có bổ sung CSS và CSO Level Cosumed sugar(%) Dry wt(mg) lipid LCC Mg % of dry wt 0.00 41.8 1004 374 37.3 20.0 CSS(g/l) : corn steep solid 1.0 35.0 645 402 62.3 25.8 2.0 35.1 663 414 62.4 26.5 3.0 21.4 414 263 63.5 27.6 5.0 18.2 390 250 64.1 30.8 7.0 16.6 375 222 59.2 29.9 10.0 15.6 355 207 58.3 29.7 CSO(%) : cotton seed oil 0.25 35.9 777 295 38.0 18.4 0.50 36.7 827 361 43.7 22.1 1.00 36.7 1054 542 51.4 33.1 1.50 36.0 564 269 47.7 16.7 2.00 35.9 528 263 49.8 16.4 Khả năng lên men : Rhodotorula glutinis có khả năng lên men trong điều kiện gián đoạn có bổ sung cơ chất cho lượng lipid tích lũy nhiều hơn so với lên men gián đoạn. SX SINH KHỐI VSV LÀM THỨC ĂN GIA SÚC PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN 18 Bảng 10: Rhodotorula glutinis sinh trưởng và tổng lượng lipid khi BM bổ sung không liên tục. treatment BM portions(g/l) Time of BM addition(Days) Consumed sugar (%) Dry wt(mg) lipid LCC Dry wt(mg) % of dry wt control 80 0 58.3 1344 446 33.2 17.2 1 40.40 0 và 2 76.3 1308 358 27.4 10.5 2 40.40 0 và 2 82.8 1432 423 29.5 11.5 3 40.40 0 và 2 81.1 1683 522 31.0 14.4 III. NGUYÊN LIỆU III.1. Mật rỉ đường mía Là một hỗn hợp khá phức tạp chứa đựng nhiều đường không kết tinh, chứa các hợp chất Nitơ, vitamin, các hợp chất vô cơ, chất kích thích sinh trưởng, chất kìm hãm sự sinh trưởng của vi sinh vật ( SO2, hydro oxymethylfurfurol), vi sinh vật tạp nhiễm … Mật rỉ đường có màu nâu sậm, màu này rất khó bị phá huỷ trong quá trình lên men. Màu bám vào sinh khối và sản phẩm do đó việc tách màu khó khăn và tốn kém. Tuy nhiên đây lại là môi trường giàu nguồn Cacbon, cung cấp nguồn dinh dưỡng cho vi sinh vật phát triển và là loại nguyên liệu rẻ tiền và dễ kiếm. Thành phần hoá học của mật rỉ đường mía: Chất khô (%khối lượng mật rỉ) 80-85 Đường tổng (%khối lượng chất khô) 48-56 Chất hữu cơ khác (%khối lượng chất khô) 9-12 Sucrose (%khối lượng chất khô) 32-45 Glucose (%khối lượng chất khô) 5-11 Frutose (%khối lượng chất khô) 6-15 Nitơ tổng (%khối lượng chất khô) 0.3-0.5 Tro (%khối lượng chất khô) 7-11 pH 4.5-6.0 Thành phần tro rỉ đường mía (% tổng khối lượng tro) : K2O 30-50; Na2O 0.3-9.0; CaO 7-15; MgO 2-14; P2O5 0.5-2.5; SiO2 1-7 và các khoáng khác. SX SINH KHỐI VSV LÀM THỨC ĂN GIA SÚC PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN 19 Ngoài ra trong rỉ đường còn có một số vitamin (tính theo microgam trên một gam rỉ đường) như sau: Thiamine : 8.3 Folic acid : 0.038 Riboflavin : 2.5 Pyridoxine : 6.5 Nicotimic acid: 21.0 Biotin : 12.0 Pantothenic acid : 21.4 Những ưu điểm của mật rỉ đường mía:  Giá rẻ  Khối lượng lớn, dồi dào  Sử dụng tiện lợi  Nguồn cung cấp khá phổ biến  Đặc biệt ở nước ta không phạm đến chính sách lương thực Chỉ tiêu chất lượng mật rỉ đường: Dịch đường lên men cần thoả mãn:  Chỉ tiêu hóa học : độ đường : 14-160 (S), chất khô không ít hơn 75% khối lượng, hàm lượng saccharose từ 31- 50%, pH 4.5- 6.0 , hàm lượng Nitơ tổng không ít hơn 1.4%, số lượng vi sinh vật không quá 15000 VSV/ 1g nguyên liệu  Chỉ tiêu hóa lý : pha rắn trong dịch mật rỉ giảm đáng kể.  Chỉ tiêu sinh học: lượng vi sinh vật : ít tốt  Chỉ tiêu cảm quan: độ sệt, màu vàng. Trong rỉ đường luôn có mặt vi sinh vật với nồng độ rất lớn, thường gặp nhất là những vi sinh vật gây màng và gây chua, dẫn tới làm giảm chất lượng của rỉ đường. Vì vậy, trong sản xuất ta hay dùng fluosilicate natri 2 0 /000 so với trọng lượng mật rỉ để bảo quản III.2. Nước Nước sử dụng trong sản xuất sinh khối nấm men là nước sử dụng trong sinh hoạt (nước máy). Nếu sử dụng nước giếng phải xử lý chúng để chất lượng loại nước này đạt chất lượng như nước máy dùng trong sinh hoạt. Nước được coi như nguyên liệu chính dùng trong sản xuất vì đây là công nghệ lên men hiếu khí. Các yêu cầu về nước : - Có độ cứng từ 4 – 8o (1o tương đương 10 mg CaO/l) - Không màu, không mùi, không vị. - Các chất sau không được quá mức cho phép (mg/l): Cl - < 0,5; SO4 -2 < 80; As < 0,05; Zn < 5; Cu < 3; FeO < 3. Tổng số vi khuẩn hiếu khí <10 cfu/L (37oC), không chứa Coliforms, không chứa Faecal streptococci và các vi khuẩn clostridia khử sulphit SX SINH KHỐI VSV LÀM THỨC ĂN GIA SÚC PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN 20 IV. QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ Mật rỉ đường Xử lý nguyên liệu Thanh trùng Tạo môi trường cấy Lên men Làm nguội Đóng gói Tách sinh khối Sấy Sản phẩm Chất dinh dưỡng Men giống Nhân giống O2 Bã SX SINH KHỐI VSV LÀM THỨC ĂN GIA SÚC PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN 21 IV.1.1. XỬ LÝ NGUYÊN LIỆU  Bước 1:Acid sulfuric đậm đặc (3.5kg/tấn mật rỉ), khuấy đều, 85 0C,ly tâm: 6h xử lý.  Bước 2 :Pha loãng  Bước 3: Lọc Mục đích công nghệ: Chuẩn bị : Loại tạp chất, làm cho môi trường mật rỉ có độ thuần khiết cao hơn, có thể loại bỏ một phần vi sinh vật có sẵn trong mật để giúp quá trình pha chế và lên men diễn ra tốt hơn. Các biến đổi của nguyên liệu : - Vật lý : thể tích và tỉ trọng mật rỉ giảm, màu sắc trong hơn vì được loại tạp chất bẩn. - Hóa lý: thu được pha lỏng từ dạng huyền phù ban đầu. - Hóa học: sau khi lọc dung dịch hầu như không thay đổi về thành phần hóa học tuy nhiên có thể tổn thất một ít các chất có ích theo cặn như protein, vitamin,chất màu v.v... - Sinh học: loại bỏ một số vi sinh vật không mong muốn theo cặn. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình : - Chất lượng mật rỉ, độ nhớt hay kích thước và tính chất của tạp chất muốn loại bỏ đều ảnh hưởng đến tốc độ xử lý nguyên liệu. - Phương pháp sử dụng và thiết bị xử lý như chất trợ lắng, chất trợ lọc, vải lọc… \ Thiết bị sử dụng: lọc ly tâm Hình 8: Sơ đồ nguyên lý của thiết bị lọc ly tâm SX SINH KHỐI VSV LÀM THỨC ĂN GIA SÚC PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN 22 Nguyên tắc hoạt động: Khi hệ thống quay với tốc độ cao tạo ra lực ly tâm mạnh và đẩy các thành phần pha lỏng và rắn ra sát thành thiết bị như hình vẽ, thành thiết bị có gắn vải lọc để các cấu tử chất hòa tan đi qua và giữ lại các thành phần pha rắn. IV.2. PHA CHẾ MÔI TRƯỜNG Mục đích: Tạo môi trường cho nấm men phát triển Phương pháp thực hiện : - Pha loãng rỉ đường đến nồng độ 8-10% chất khô hòa tan - Bổ sung các chất dinh dưỡng cần thiết Môi trường nhân giống Glucose 30 g/l (NH4)2SO4 2 g/l KH2SO4 1.26 g/l Na2HPO4 0.75 g/l MgSO4 0.7 g/l Dịch chiết nấm men 0.1 g/l Môi trường lên men Mật rỉ 60g/l (NH4)2SO4 2 g/l KH2SO4 1.26 g/l Na2HPO4 0.75 g/l MgSO4 0.7 g/l Dịch chiết nấm men 0.1 g/l Thiết bị : - Sử dụng thùng có cánh khuấy nhằm mục đích đảo trộn để được hỗn hợp đồng nhất. - Tốc độ cánh khuấy là 150 – 200 rpm (vòng/phút). - Mật rỉ được bổ sung các thành phần và khuấy trộn để tạo hỗn hợp đồng nhất. SX SINH KHỐI VSV LÀM THỨC ĂN GIA SÚC PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN 23 Hình 9: Thiết bị phối trộn IV.3. QUÁ TRÌNH THANH TRÙNG Mục đích: chuẩn bị Quá trình này sẽ tiêu diệt một số vi sinh vật có trong môi trường chuẩn bị cho quá trình nuôi cấy sau này. Các biến đổi trong quá trình:  Vật lý: nhiệt độ tăng.  Hóa học: mất đi một số cấu tử mẫn cảm với nhiệt độ cao, có thể xảy ra phản ứng Maillard.  Hóa lý: độ nhớt dung dịch giảm.  Hóa sinh: các enzym bị biến tính bất thuận nghịch.  Sinh học: hệ vi sinh vật trong môi trường bị tiêu diệt một phần. Thiết bị thanh trùng bản mỏng: Hình 10: Thiết bị thanh trùng bản mỏng SX SINH KHỐI VSV LÀM THỨC ĂN GIA SÚC PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN 24 Cấu tạo Bộ phận chính của thiết bị là những tấm bản hình chữ nhật với độ dày rất mỏng và được làm bằng thép không gỉ. Mỗi tấm bản sẻ có 4 lổ tại 4 góc và hệ thống các đường rãnh trên khắp bề mặt để tạo sự chảy rối và tăng diện tích truyền nhiệt. Nguyên tắc hoạt động Môi trường nuôi cấy được bơm vào thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng cùng với dòng nóng. Dòng nóng truyền nhiệt cho bản mỏng, bản mỏng truyền nhiệt lại cho môi trường. Thông số công nghệ: Nhiệt độ thanh trùng: 95-98 oC Thời gian thanh trùng: 30 phút IV.4. QUÁ TRÌNH LÀM NGUỘI Mục đích: chuẩn bị Hạ nhiệt độ của canh trường để chuẩn bị cho quá trình nuôi cấy. Các biến đổi trong quá trình:  Vật lý: nhiệt độ giảm  Hóa lý: độ nhớt dung dịch tăng. Thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng: Nguyên tắc hoạt động Môi trường nuôi cấy được bơm vào thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng cùng với dòng hơi lạnh. Thông số công nghệ: Nhiệt độ môi trường dinh dưỡng sau quá trình làm lạnh: 28-32oC IV.5. LÊN MEN : khai thác Để thu nhận sinh khối của nấm men. Thiết bị lên men Cấu tạo: Thiết bị lên men này là một xylanh đứng, có đáy hình cầu đáy côn. Tỉ lệ chiều cao và đường kính 2,6:1. Trên nắp có bộ dẫn động cho cơ cấu chuyển đảo và cho khử bọt bằng cơ học; ống nối để nạp môi trường dinh dưỡng, giống, chất phá bọt, nạp và thải không khí, các cửa quan sát, cửa để đưa vòi rửa, van bảo hiểm, các khớp nối để gắn các dụng cụ kiểm tra. Khớp xả đáy (16) ở đáy của thiết bị dùng để tháo canh trường, có lớp vỏ áo bên ngoài và hệ thống lò xo bên trong để điều chỉnh nhiệt độ trong quá trình sản xuất. SX SINH KHỐI VSV LÀM THỨC ĂN GIA SÚC PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN 25 Hình 11: Thiết bị lên men Các giai đoạn trong quá trình lên men Giai đoạn 1: Tiến hành nuôi cấy trong khoảng thời gian 30h Giai đoạn 2: Tiến hành nuôi trong khoảng 40h nữa Lượng cơ chất bổ sung vào trong các lần sau chủ yếu là hydratcarbon. Tiến hành thổi khí trong suốt quá trình. SX SINH KHỐI VSV LÀM THỨC ĂN GIA SÚC PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN 26 IV.6. TÁCH SINH KHỐI Thiết bị tuyển nổi Nguyên tắc chung Quá trình tách các tế bào nấm men ra khỏi canh trường dựa vào khả năng dính vào bọt không khí của chúng và nổi lên trên và tập trung lại thành váng. Phương pháp này có hiệu quả trong tách tế bào nấm men. Các bọt không khí nổi lên trên tạo nên một lớp váng hỗn hợp gồm các bọt không khí chứa nấm men và một lượng nhỏ chất lỏng cang trường. ở lớp trên này nồng độ nấm men cao hơn trong canh trường từ 4-6 lần. Ứng dụng tuyển nổi trong sản xuất nấm men cho phép giảm lượng máy phân ly, giảm đáng kể tiêu hao năng lượng và bảo đảm tính liên tục của quá trình công nghệ. Quá trình tuyển nổi của nấm men phụ thuộc vào sự tăng lượng ion kali trong chất lỏng canh trường, sự đưa vào các chất hoạt động bề mặt. Tỷ số nồng độ của huyền phù lấy ra từ máy tuyển nổi và nồng độ sinh khối trong canh trường được gọi là hệ số tuyển nổi. Gía trị của hệ số này phụ thuộc vào độ nhớt của môi trường. Thiết bị tuyển nổi một mức bằng khí nén SX SINH KHỐI VSV LÀM THỨC ĂN GIA SÚC PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN 27 Hình 12 : Thiết bị tuyển nổi SX SINH KHỐI VSV LÀM THỨC ĂN GIA SÚC PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN 28 Thiết bị gồm vỏ ngoài (2) với đáy phẳng và cốc trong (1) cũng đồng thời là bộ phận thu góp bọt. không gian vòng xilanh giữa vỏ và bộ phận thu góp bọt chia làm năm lô bằng các màng ngăn. Không khí được thổi vào trong các lô qua bộ phận thông gió và bọt tạo thành bị dập tắt nhờ bộ phận dập bọt cơ học (3). Bộ phận dẫn động (4) làm quay bộ dập bọt, thải chất lỏng canh trường đã được sử dụng qua cửa chắn nước (7) của lô IV. Hoạt động Chất lỏng canh trường ban đầu được bão hòa sơ bộ không khí cho vào lô I ( chiếm 2/3 thể tích thiết bị tuyển nổi). trong lô này thu được 80% nấm men so với chất lỏng ban đầu. Sau đó chất lỏng chuyển qua các lô II-IV qua phần dưới của lô, cho phép thu 10.5-2% nấm men tương ứng từ các lô trên. Bộ dập bọt là một cái đĩa đường kính 500mm có các gờ hướng tâm, được phân bố trên trục đứng quay với vận tốc 1460v/phut. Chất tạo bọt được nạp vào đĩa. Khi phun chất tạo bọt sẽ tiếp xúc với bọt phá vỡ bọt. Nấm men cô được tạo thành và lắng xuống đáy của cốc trong, dùng bơm đẩy qua bộ tách khí và đến máy phân ly để tiếp tục cô nấm men. IV.7. SẤY PHUN Thiết bị : Thiết bị sấy phun đáy hình nón Cấu tạo SX SINH KHỐI VSV LÀM THỨC ĂN GIA SÚC PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN 29 Hình 13: Máy sấy phun đáy hình nón Sấy phun gồm một buồng sấy hình trụ, đầu dưới hình nón (đường kính buồng hình trụ 8-10 m, phần trụ cao 5,5-7 m, phần nón cao 6,6-8,7 m). Phần bên trong trên đỉnh buồng sấy lắp hệ thống phun. Hỗn hợp không khí nóng theo ống ở trung tâm buồng phía dưới đĩa phun làm nóng buồng sấy. Khí thừa sẽ theo xyclon lọc khí ra ngoài. Thành phẩm ở dạng bột được đẩy ra dưới tác động của lực ly tâm. Dung dịch đẩy vào buồng sấy bị phun ra nhờ cơ cấu ly tâm (13) có đĩa (10). Đĩa phun (10) quay với tốc độ 10000 vòng/phút từ động cơ qua hộp giảm tốc. Để bôi trơn cơ cấu phun, ở phần trên của thiết bị có lắp cơ cấu cơ học và bộ lọc mỡ (14). Vô lăng điện (15) dùng để nâng cơ cấu phun. Tác nhân sấy đưa vào phần trên của thiết bị theo ống dẫn (7). Ở cuối ống dẫn (7) lắp cơ cấu phun hình nón (8). Nhờ cơ cấu (8), tạo ra dòng xoáy của khí đưa vào. Các giọt sản phẩm được phun bằng đĩa bị bao phủ bởi dòng không khí và chuyển xuống dưới. SX SINH KHỐI VSV LÀM THỨC ĂN GIA SÚC PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN 30 Ẩm được bốc hơi, các phần tử bột nhỏ còn lại lắng xuống ở đáy hình nón và tháo đến cơ cấu (1) để chuyển sản phẩm vào hệ băng tải khí động học. Lắp máy rung (17) để tẩy sạch các tiểu phần của sản phẩm bám trên tường,. Tác nhân sấy bị thải có mang theo các tiểu phần nhỏ của sản phẩm ra khỏi thiết bị sấy qua ống dẫn (2) vào xyclon để tách bột. Vỏ trụ (9) có đáy hình nón để tháo bột khô. Để tránh cháy sản phẩm trong máy sấy, người ta đặt các cơ cấu bảo hiểm 3 và 18. Để khảo sát bên trong, có xe nâng (4), nguồn chiếu sáng (6) và cửa (5). Tấm ngăn máy sấy (11) có các van bảo hiểm ở dạng các đĩa chồng nhau và dạng đường ống (12) để xả khí sấy khi tăng áp suất đáng kể. . Nguyên tắc Dung dịch đem đi sấy được cho chảy qua đĩa có đầu phun với số vòng quay lớn làm thành các hạt rất nhỏ ( sương mù ) và bề mặt hoạt hóa của chất lỏng tăng lên. Do các hạt có kích thước nhỏ nên quá trình truyền nhiệt xảy ra rất nhanh, nhiệt độ của vật liệu trong suốt quá trình sấy không quá nhiệt độ của ẩm bốc hơi ( 60-700 C) và thấp hơn nhiều so với tác nhân sấy. Các thông số.  Nhiệt độ vào của tác nhân sấy: 180-200oC.  Nhiệt độ ra ở cửa ra buồng sấy : 85-95oC.  Nồng độ nguyên liệu vào: 40% chất khô  Độ ẩm sau khi sấy: ≤ 8%  Nhiệt độ nguyên liệu trong quá trình sấy ≤ 60-70 oC  Thời gian tiếp xúc với tác nhân sấy ngắn 3-4s IV.8. QUÁ TRÌNH BAO GÓI Mục đích: hoàn thiện sản phẩm Phương pháp tiến hành: Sản phẩm sau khi sấy khô được bọc trong các gói bằng giấy và bằng polyetylen theo từng lô từ 0,3 đến 1,6 kg. Công đoạn bao gói sản phẩm được tiến hành trên dây chuyền tự động B6-BPA, dây chuyền khảo sát khả năng biến đổi kích thước của hộp theo chiều cao từ 150 đến 300 mm với đường kính không đổi bằng 242 mm và định lượng sản phẩm trong giới hạn 0,4-0,5 kg. Dây chuyền được sử dụng để hoạt động trong phân xưởng chia gói ở nhiệt độ từ 18 – 30 oC và độ ẩm tương đối của không khí đến 60%. SX SINH KHỐI VSV LÀM THỨC ĂN GIA SÚC PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN 31 Thiết bị Cấu tạo Hình 14 Sơ đồ của dây chuyền tự động định lượng phân chia bao gói 1. Bộ định lượng sản phẩm tự động 2. Cơ cấu cấp liệu màng mỏng 3. Bộ tạo ống 4. Máy hàn mối dọc của ống 5. Cơ cấu căng ống 6. Máy hàn đáy và nắp gói 7. Cơ cấu cắt túi 8. Cầu chuyển để tải hộp rỗng 9. Cơ cấu để đặt gói thành phẩm vào hộp 10, 11 Cơ cấu nén đôi các túi vào các hộp 12. Máy tự động ghép nắp 13. Bộ đảo hộp 14. Máy dán nhãn Nguyên tắc hoạt động Nạp sản phẩm vào ống làm bằng màng polyetylen đã được hàn từ bộ định lượng 1. Sau khi kết thúc hàn mỏ cặp dọc nhả ra. Ống được hàn cùng sản phẩm hạ xuống dưới nhờ các băng tải kéo của cơ cấu hạ ống 5 xuống một khoảng bằng chiều dài của gói, sau đó hàn gói, cắt gói dưới, nạp sản phẩm cho gói tiếp theo. Gói đựng đầy sản phẩm rơi xuống hộp kim loại qua phễu nhận nằm trong băng tải xung của cơ cấu xếp. Nạp các hộp kim loại rỗng tới băng tải xung được tiến hành bằng phuơng pháp gạt hộp qua cầu chuyển. Từ băng tải xung của cơ cấu xếp hộp, các gói được chuyển đến băng tải kiểu tấm của máy ghép mí tự động để ghép đáy và chuyển đến máy dán nhãn qua máy lật hộp. Hộp được đưa vào máy dán nhãn ở vị trí nằm ngang rồi dán vòng tròn và tải hộp tới máng nghiêng của máy dán nhãn. Sau đó hộp theo băng tải vào kho thành phẩm. SX SINH KHỐI VSV LÀM THỨC ĂN GIA SÚC PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN 32 V. CHỈ TIÊU SẢN PHẨM Hình 16: Sản phẩm Tiêu chuẩn của sinh khối nấm men thương phẩm dùng cho chăn nuôi như sau: Chỉ tiêu cảm quan: Dạng bột Màu sắc: vàng, nâu. Mùi vị: đặc trưng của nấm men, không được có mùi vị lạ. Kích thước: hiệu suất qua rây 3mm trên 95% Chỉ tiêu hóa học: Độ ẩm: không quá 8 % Lipid : không nhỏ hơn 40% (tính theo chất khô Tạp chất kim loại sau khi tách sắt có thể còn có trong chế phẩm men ở dạng các mẫu vảy nhỏ là kim loại bắt từ hoặc không bắt từ. Những tạp chất kim loại là thể mảnh kim loại không bắt từ phải có kích thước mảnh, miếng kim loại không quá 2mm. Hàm lượng kim loại mảnh có kích thước<2 mm (mg/ 1kg men khô):< 20 Các kim loại từ tính: không quá 0,003% (chì và asen không quá 5 mg/kg) Chỉ tiêu vi sinh: - Tổng vi sinh vật hiếu khí không quá 7500 cfu/kg men khô - Vi khuẩn thương hàn: không được có - Nấm mốc: không quá 50 cfu/kg men khô VI. THÀNH TỰU CÔNG NGHỆ VI.1. Sản xuất single cell o