Sinh học đại cương - Chương 9: Thiết bị nuôi cấy vi sinh vật trên môi trường dinh dưỡng rắn
Chế độvận chuyển bằng phương pháp rung được đặc trưng bởi sự đổi mới liên
tục lớp bềmặt :môi trường tiếp xúc với bềmặt của bộphận tải vật, sau đó rời khỏi bề
mặt, qua một khoảng thời gian nó lại rơi xuống, cuối cùng bịchuyển dịch mạnh. Mỗi
một tiểu phần của môi trường bịchuyển động liên tục trong vòng 36 h, khi đó những
tiểu phần riêng rẽnhỏnhất được thổi mạnh làm cho bềmặt hoạt hoá của môi trường
tăng lên hàng ngàn lần so với phương pháp nuôi cấy tĩnh trong khay.
Nhiệt sinh lý do vi sinh vật tách ra trong quá trinh phát triển lôga được thoát ra
ngoài, do đó tiêu hao không khí điều hoà giảm xuống từ20.000 đến 500 m
3
cho một tấn
canh trường.
Ứng dụng phương pháp rung cho phép tăng cường các quá trình trao đổi nhiệt,
trao đổkhối và tổng hợp vi sinh, cho phép cơkhí hoá tất cảcác công đoạn, cho phép
tăng độhoạt hoá của giống và tổchức quá trình có kết quảcao.
Thiết bịrung có thể ởdạng đứng hay nằm ngang.
Thiết bịrung dạng vít tác động liên tục có năng suất 3,5 tấn/ngày (hình 9.5) gồm
nồi tiệt trùng dạng rung và bốn băng tải rung được phủkín dạng máng 7. Ba băng tải
đầu tương ứng với các vùng phát triển thứnhất, thứhai và thứba là phần nuôi cấy trong
thiết bị, còn băng tải thứtưdùng đểsấy canh trường. Mỗi băng tải rung được trang bị
bộdẫn động độc lập với máy rung bất cân đối.
oảng 3 h thì cho phòng nuôi cấy đã được nạp liệu vào đường hầm, còn phòng trước đó thì tự động chuyển dịch đến đoạn tiếp theo. Cho nên có 9 phòng nuôi vi sinh vật trên môi trường rắn được đưa vào đường hầm của phòng nuôi. Ở các đoạn đầu vào thời kỳ của các pha tiền phát, khi xảy ra sự nẩy mầm bào tử (thời gian từ 16 ÷18 h) trong phòng phải giữ ở nhiệt độ 33 ÷ 350C. Vào thời kỳ phát triển (thời gian 16 h) cường độ của dòng không khí được tăng lên nhằm bảo đảm thải nhiệt và thải các sản phẩm chuyển hoá tạo khí khi giữ nhiệt độ của môi trường 35 ÷ 360C. Ở đoạn thứ ba nuôi trong giai đoạn tích luỹ enzim, dùng hệ thống gió được tính đến để giữ nhiệt độ tối ưu 32 ÷ 340C. Nhiệt độ của không khí trong mỗi đoạn được điều chỉnh tự động theo chương trình đã cho. Khi kết thúc chu trình nuôi, cơ cấu 7 đẩy phòng 13 ra khỏi đường hầm và đưa đến bàn tháo dỡ 9. Mở cơ cấu chuyển dịch phòng đến bàn tháo dỡ và xảy ra sự chuyển dịch của phòng đến một khoảng cách bằng chiều rộng của hộp. Khi đó tay đòn của đáy hộp và tay đòn tháo dỡ hộp tự quay tròn, và cơ cấu đẩy sẽ đẩy canh trường nuôi cấy từ hộp đến bộ nghiền đầu tiên. Sau khi dỡ tải, phòng nuôi cấy chuyển động theo đường ray đến bộ phận rửa, rồi vào bộ tiệt trùng. Bộ tiệt trùng là xylanh nằm ngang có hai nắp mở ngược chiều. Các nắp được đậy kín nhờ bộ ép thuỷ lực. Sau khi tiệt trùng phòng được làm lạnh, sấy bằng không khí tiệt trùng và tự động đưa đến bàn nạp liệu, sau đó chu trình công nghệ được lặp lại. Dây chuyền công nghệ tự động hoá làm tăng mức độ công nghệ và giống sản xuất, làm giảm thải bụi và bào tử. Tuy nhiên nó chiếm diện tích lớn để lắp đặt hệ vận chuyển và các phòng nuôi cấy, tốn năng lượng và kim loại, năng suất thấp. 9.4. THIẾT BỊ NUÔI CẤY GIỐNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP TĨNH - ĐỘNG Đối với các điều kiện sản xuất lớn thì công suất đơn vị của thiết bị cần phải tăng đáng kể. Ngoài ra cũng cần phải tạo ra các thiết bị cố định nhằm đảm bảo độ kín của tất cả các công đoạn công nghệ, giảm diện tích và khối lượng riêng. Phương pháp nuôi cấy chủng nấm mốc trên bề mặt tĩnh - động lực học là ở chổ môi trường ở trạng thái bất động (trạng thái tĩnh), còn sau đó chịu sự chuyển động tuần hoàn cưỡng bức, làm tơi và chuyển đảo (các điều kiện động lực học). Với phương pháp này không thể sử dụng các khay được vì môi trường sẽ bị đổ ra ngoài. Môi trường dinh dưỡng đã tiệt trùng được trộn với giống vi sinh vật đưa vào giàn băng tải đầu tiên của phòng nuôi cấy. Không khí được pha trộn sơ bộ với hơi nước bảo hoà hay là không khí được điều hoà đẩy vào phòng. Lượng không khí và hơi nước được 179 tính toán sao cho trong vùng tĩnh có nhiệt độ của hỗn hợp hơi- không khí 32 ÷ 350C, còn độ ẩm tương đối- 96 ÷ 98%. Thời gian giữ môi trường cấy trên giàn được xác định trên cơ sở phụ thuộc vào số sàng trong phòng. Khi đó thời gian chung của giống phát triển trong tất cả các giàn cân bằng thời gian chung của quá trình nuôi cấy giống (từ 24 đến 48h). Qua những khoảng thời gian như nhau, sản phẩm được chuyển bằng cơ khí từ giàn trên xuống giàn dưới kế cận. Các giàn ở trên được sử dụng cho pha nuôi cấy đầu tiên, các giàn giữa cho pha thứ hai và các giàn dưới cho pha thứ ba. Cho nên môi trường dinh dưỡng đã được cấy, khi chuyển từ giàn này sang giàn khác xảy ra tất cả các giai đoạn phát triển. Việc nạp các lô môi trường dinh dưỡng mới lên giàn trên cùng của phòng với khoảng bằng thời gian có mặt của môi trường trên mỗi giàn của phòng. Phương pháp như thế cho phép sử dụng tối đa thể tích hữu ích của phòng, cho phép tăng cường quá trình và làm dễ dàng điều kiện lao động. Khi chuyển từ giàn này sang giàn khác môi trường được làm tơi nhằm tăng cường các quá trình thông gió, thải các sản phẩm chuyển hóa tạo ra khí và nhận được giống có hoạt hoá cao. Các điều kiện trao đổi nhiệt cũng được tốt hơn, cho phép giảm tiêu hao không khí để thải nhiệt sinh lý. Việc nuôi cấy các giống vi sinh vật bằng phương pháp tĩnh - động có khả năng tiến hành trong các thiết bị dạng băng tải và các dạng khác. Thiết bị nuôi cấy vi sinh vật trên môi trường rắn dạng ĐỈ-42-Ô. Cơ cấu bên trong thiết bị tương tự như kết cấu máy sấy dạng ĐỈ-42-Ô và có tất cả các bộ phận phụ: calorife, quạt, xyclon và ống thông khí, cũng như cơ cấu để lật các giàn trong phòng và để làm kín khâu nạp môi trường đến giàn đầu tiên. Lò sấy tự động tác dụng liên tục ĐỈ-42-Ô gồm có phòng sấy, hai calorife, ba quạt và ba xyclon (xem hình 9.3). Thiết bị (hình 9.3) gồm phòng sấy 7, hai calorife 4, ba quạt 1 và 12 và 3 xyclon 2. Phòng có khung kim loại 11 được bọc bằng sắt lá và được bao phủ lớp cách nhiệt. Bên trong phòng phân bổ 20 giàn nằm ngang cố định, khoảng cách giữa các giàn theo chiều cao 120 mm. Mỗi giàn có 16 bản riêng biệt 8 với kích thước 120×60 mm., các bản tự động quay một góc 900 trong khoảng thời gian đã cho. 180 Sản phẩm khô Không khí vào Sản phẩm ướt Không khí vào Vùng I Không khí thải Hình 9.3. Lò sấy dạng đứng ĐỈ-42-Ô Vùng II Vùng III Khi đó sản phẩm được tháo xuống các giàn dưới còn các giàn lật được quay về vị trí nằm ngang ban đầu. Nhờ các tấm ngăn bên trong mà phòng 7 được chia ra làm ba phần nhằm cho phép sử dụng hợp lý sự phân bổ tác nhân nhiệt theo các vùng sấy. Trong vùng đầu ở phần trên của phòng được phân bổ 6 giàn, trong vùng thứ hai ở phần giữa - 8 giàn và trong vùng thứ ba ở vùng dưới- 6 giàn. Ở phần sườn phía trước của phòng có các cửa 9 nối với đường vào tự do. Các đường thông gió từ hai quạt 12, calorife 4 và 181 đường ra của tác nhân nhiệt tới quạt hút 1 (quạt hút thư ba) và tới các xyclon 2 đều được gắn ở phần sườn phía sau. Sơ đồ quay các bản của giàn được tính đến sao cho toàn bộ thời gian sấy là 5 ÷ 10 phút. Sản phẩm ướt đã được nghiền cho liên tục qua thùng chứa vào thiết bị nạp liệu và được tự động rải đều thành lớp nằm ở giàn trên của phần sấy. Bơm ly tâm 12 hút không khí qua bộ lọc thô 14 và lọc tinh 13 rồi đẩy vào phòng sấy qua calorife 4, tại đây không khí được đun nóng đến 85 ÷ 900C. Từ giàn cuối cùng sản phẩm thô được nạp vào thùng chứa 10. Khi đi qua cùng hướng với vật liệu sấy trên các giàn 6, không khí được hướng theo kênh chuyển tiếp giữa các giàn làm thay đổi hướng chuyển động (ngược chiều) và sau đó thải ra ngoài. Nhiệt độ không khí sau khi qua calorife trong các vùng được kiểm tra bằng nhiệt kế 3. Dùng ẩm kế 5 để đo độ ẩm của không khí vào phòng. Quạt 12 đẩy không khí vào vùng phía dưới của máng sấy với nhiệt độ 60 ÷ 700C nhằm sấy thêm sản phẩm đến hàm ẩm 10 ÷ 12%. Quạt xả hơi 1 hút không khí thải qua các xyclon 2 và được thải vào khí quyển, còn các hạt của vật liệu sấy được tách ra và theo mức độ tích luỹ mà thải ra ngoài theo chu kì. Trước khi thải không khí vào khí quyển cần phải làm sạch trong các bộ lọc thô 14 và lọc tinh 13. Với mục đích thích nghi cho máy sấy dùng để nuôi cấy chủng nấm mốc, không khí được hút theo ống thông gió được đặt cao hơn sống mái thiết bị khoảng 4 ÷ 5 m, được lọc qua bộ lọc thô, lọc vi khuẩn và được hoà lẫn với hơi nước bảo hoà trong ống thông gió để đạt được các thông số công nghệ quy định (nhiệt độ 32 ÷ 330C và độ ẩm tương đối 96 ÷ 98%). Sử dụng các bộ lọc vi khuẩn để làm sạch không khí thải vi khuẩn . Vào thời gian tiệt trùng máy sấy thì bộ lọc này ngừng hoạt động. Trong tất cả ba giai đoạn, ở chổ vào và ra của không khí đều đặt các nhiệt kế tự ghi để kiểm tra nhiệt độ và độ ẩm của không khí và môi trường. Nạp môi trường dinh dưỡng đã được tiệt trùng lên giàn trên cùng của phòng phải được bịt kín. Băng tải vận chuyển phân bổ môi trường theo giàn. Nhiệt độ được thiết lập ở vùng hai và vùng ba 27 ÷ 290C. Cho nên sau thời gian chuyển dịch của môi trường đã được cấy theo tất cả các giàn thì sự phát triển giống nấm mốc và sự tích luỹ các enzim được kết thúc. Môi trường nuôi cấy nấm mốc ra khỏi giàn dưới cùng rồi vào bộ chứa, sau đó đem nghiền và sấy. 24 ÷ 27 kg môi trường tính quy ra cám khô nạp vào giàn dưới của phòng, và sau một ngày có thể nuôi đến 300 kg canh trường nấm mốc. Trong 1 m3 phòng ĐỈ-42-Ô có thể nạp 41 kg cám khô − rời. Khối lượng riêng của canh trường nấm mốc từ 1 m3 diện tích phòng được tăng lên từ 12 đến 61 kg/ngày. Khi kết thúc nuôi cấy phải rửa phòng thiết bị bằng nước nóng và tiệt trùng bằng không khí được đun nóng đến 120 ÷ 1300C. 182 Thiết bị nuôi cấy vi sinh vật trên môi trường dinh dưỡng rắn kiểu băng đai. Thiết bị dạng KCK (hình 9.4) là tủ kim loại, bên trong có 4 ÷ 5 nhánh băng tải vận chuyển dạng lưới, được chế tạo bằng thép không gỉ với các mắt lưới 2×1,5 mm và được căng ra trên hai tang quay. Kích thước của các băng vận chuyển phụ thuộc vào dạng máy sấy. Mỗi băng tải hoặc là có hộp tốc độ riêng hoặc là dùng chung một hộp tốc độ. Hộp tốc độ thay đổi tốc độ của băng tải từ 0,14 đến 1,0 m/ph. Trên các băng tải vận chuyển có các thanh nhằm phân bổ đồng đều lớp môi trường dinh dưỡng có chiều cao từ 30 đến 100 mm. Để làm tơi môi trường, phía trên băng tải lắp đặt các trục có các cánh hình kim, được quay cùng hướng với băng tải. Việc làm tơi được tiến hành khi chuyển tải môi trường từ băng tải trên xuống băng tải dưới. Dưới các nhánh không tải của băng tải vận chuyển đặt các bộ làm sạch. Các trục của bộ làm sạch có các cánh đính chặt các thanh caosu, quay ngược hướng chuyển động của băng tải. Trong không gian giữa các nhánh của băng tải lắp đặt các calorife hơi nước. Đối với mỗi bậc tầng calorife của các vùng nuôi cấy thứ nhất và thứ hai đều có các thùng đặc biệt để chuẩn bị nước nóng và có dụng cụ điều chỉnh và kiểm tra nhiệt độ. Nhiệt độ nước đưa vào calorife dưới các nhánh một và hai của băng tải 35 ÷ 400C, dưới các nhánh ba và bốn − 26 ÷ 300C. Các calorife của các nhánh băng tải 5 có thể được đun nóng bằng nước nóng thải ra từ các nhánh trên. Các calorife đều có khớp nối để cung cấp hơi nước cần thiết cho việc đun nóng khi rửa, sấy và tiệt trùng. Có ba vùng được tạo ra trong phòng nuôi cấy: vùng trên có nhiệt độ môi trường 32 ÷ 350C, vùng giữa có nhiệt độ 300C, ở vùng này xảy ra thải nhiệt sinh lý và vùng dưới có nhiệt độ 280C. Thiết bị cần kín hoàn toàn và được lắp trong phòng cách ly. Trên thiết bị lắp ống hút gió có chiều cao 5 ÷10 m để cung cấp và thải không khí. Trên đường cấp và hút cần lắp đặt các bộ lọc để làm sạch không khí khỏi vi khuẩn. Dùng băng chuyền nghiêng đóng kín hoặc là dùng ống tự chảy từ nồi tiệt trùng đặt trên thiết bị để chuyển môi trường dinh dưỡng đã được tiệt trùng đến băng tải trên cùng. Lượng không khí cần đến 1000 m3 cho 1 tấn canh trường nấm mốc. Sau khi nạp môi trường dinh dưỡng đã được cấy giống vào nhánh trên của băng tải vận chuyển, tắt bộ dẫn động băng tải và môi trường được giữ trong thời gian 9 h. Sau đó nó được vận chuyển đến nhánh tiếp theo của băng tải, đồng thời với việc làm tơi khối môi trường và cũng được giữ lại trong 9 h. Vào thời gian này lô môi trường mới được đổ vào nhánh trên. Cho nên cứ qua 9 h môi trường được chuyển xuống nhánh dưới và qua 36 h tháo canh trường nấm mốc ở dạng thành phẩm. 183 Hình 9.4. Thiết bị nuôi cấy vi sinh vật trên môi trường dinh dưỡng rắn kiểu băng đai: 1- Quạt; 2- Bộ lọc dạng peca; 3- Lọc vi khuẩn; 4- Máy điều hoà; 5- Phòng nuôi cấy; 6- Băng lưới; 7- Bộ làm tơi; 8- Calorife; 9- Không khí; 10- Thiết bị tiệt trùng; 11- Ống chảy; 12- Băng chuyền Khi kết thúc chu trình nuôi cấy, rửa tổ hợp nuôi cấy bằng nước nóng và tiệt trùng bằng không khí nóng ở nhiệt độ 120 ÷ 1300C trong vòng 2 ÷3 h, sau đó lặp lại chu trình công nghệ. Có thể nạp liệu 600 ÷ 700 kg môi trường dinh dưỡng (270 ÷ 300 kg tính chuyển đổi ra cám tơi dạng khô) với chiều cao của lớp môi trường 50 mm trên một nhánh băng tải của máy sấy. 9.5. THIẾT BỊ NUÔI CẤY VI SINH VẬT TRÊN MÔI TRƯỜNG RẮN DẠNG RUNG Các thiết bị được sử dụng trong công nghiệp đều được dựa trên phương pháp động lực học để nuôi cấy canh trường nấm mốc trong lớp rung động liên tục. Bản chất của phương pháp là ở chổ: trong quá trình nuôi cấy môi trường dinh dưỡng ở trong bộ phận vận chuyển có những tính chất đặc trưng (trở nên linh động hơn, hệ số ma sát giảm và sức cản giảm xuống). Xung lượng dao động sẽ truyền cho lớp môi trường đang vận chuyển và môi trường chuyển sang trạng thái lơ lửng. 184 Chế độ vận chuyển bằng phương pháp rung được đặc trưng bởi sự đổi mới liên tục lớp bề mặt :môi trường tiếp xúc với bề mặt của bộ phận tải vật, sau đó rời khỏi bề mặt, qua một khoảng thời gian nó lại rơi xuống, cuối cùng bị chuyển dịch mạnh. Mỗi một tiểu phần của môi trường bị chuyển động liên tục trong vòng 36 h, khi đó những tiểu phần riêng rẽ nhỏ nhất được thổi mạnh làm cho bề mặt hoạt hoá của môi trường tăng lên hàng ngàn lần so với phương pháp nuôi cấy tĩnh trong khay. Nhiệt sinh lý do vi sinh vật tách ra trong quá trinh phát triển lôga được thoát ra ngoài, do đó tiêu hao không khí điều hoà giảm xuống từ 20.000 đến 500 m3 cho một tấn canh trường. Ứng dụng phương pháp rung cho phép tăng cường các quá trình trao đổi nhiệt, trao đổ khối và tổng hợp vi sinh, cho phép cơ khí hoá tất cả các công đoạn, cho phép tăng độ hoạt hoá của giống và tổ chức quá trình có kết quả cao. Thiết bị rung có thể ở dạng đứng hay nằm ngang. Thiết bị rung dạng vít tác động liên tục có năng suất 3,5 tấn/ngày (hình 9.5) gồm nồi tiệt trùng dạng rung và bốn băng tải rung được phủ kín dạng máng 7. Ba băng tải đầu tương ứng với các vùng phát triển thứ nhất, thứ hai và thứ ba là phần nuôi cấy trong thiết bị, còn băng tải thứ tư dùng để sấy canh trường. Mỗi băng tải rung được trang bị bộ dẫn động độc lập với máy rung bất cân đối. Môi trường đã được sấy từ nồi tiệt trùng rung 3 vào máng nhận 6 của băng tải rung thứ nhất và dưới ảnh hưởng của xung lượng rung truyền cho máng, được chuyển dời từ dưới lên trên. Từ máng trên của băng tải rung đầu tiên, môi trường theo máng vào ống nhận ở dưới của băng tải rung. Băng tải rung thứ hai về kết cấu khác với băng tải rung thứ nhất chỉ ở chổ: các máng của nó được trang bị áo nước để dẫn hơi thoát ra vào thời kỳ phát triển lôga của vi sinh vật. Không khí điều hoà được đẩy vào băng tải rung thứ hai để dẫn các sản phẩm tạo ra trong quá trình hoạt động sống của vi sinh vật. Từ máng trên của băng tải rung thứ hai, môi trường theo ống vào máng nhận ở dưới của băng tải rung thứ ba, cơ cấu của băng tải rung thứ ba tương tự như băng tải rung ban đầu. Tốc độ chuyển động của môi trường theo máng của băng tải rung 2÷3 mm/s, còn đường kính và số vít của tất cả các băng tải rung được tính sao cho môi trường được chuyển động liên tục trong thời gian của tất cả các quá trình phát triển. Từ máng trên của băng tải rung thứ 3 canh trường của nấm mốc được nuôi cấy theo ống vào máng nhận ở dưới của băng tải thứ bốn rồi đưa đi sấy. Kết cấu của băng tải rung này giống như băng tải thứ hai, nhưng nạp nước có nhiệt độ 700C vào áo của máng và cấp bổ sung không khí có nhiệt độ 70 ÷ 800C. Canh trường nuôi cấy nấm mốc sau khi sấy được dỡ tải, còn không khí sau khi làm sạch vi khuẩn được đưa ra ngoài khí quyển. Máy điều hoà nạp không khí tiệt trùng để thông gió với một lượng 500 ÷1800 m3 cho một tấn canh trường. 185 Hình 9.5. Thiết bị nuôi cấy tự động hoá dạng vít tác động liên tục: 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 thứ hai; 10- Ống nạp môi trường đến băng rung thứ ba; 11- Ống nạp môi trường đến băng rung thứ tư Đặc tính kỹ thuật của thiết bị rung để nuôi cấy vi sinh vật trên môi trường rắn dạng vít: Năng suất tính theo thành phẩm canh trường, tấn/ngày (khi thời gian phát triển 36 h): 3,5 Góc nâng của máng vít (theo đường kính trung bình): 504’ Bước máng, mm: 219,2 Đường kính máng, mm: ngoài: 2000 trong: 1000 trung bình: 1500 Chiều rộng máng: 120 Chiều cao máng, mm: 500 Tần số dao động, Hz: từ 5 đến 26 186 Biên độ dao động, mm: 5 Góc hướng dao động: 8701’ ; 890 30’ Công suất động cơ, kW: 28 ÷ 40 Kích thước cơ bản, mm: 5100×8000×7200 Khối lượng, kg: 16.000 9.6. THIẾT BỊ DẠNG THÁP Thiết bị để nuôi cấy vi sinh vật vỏ đứng. Thiết bị dạng tháp để nuôi cấy vi sinh vật (hình 9.6) gồm vỏ đứng 15 được chia ra làm 6 khoang với các cánh hướng tâm có vòi phun không khí 6 được lắp trên trục rỗng 13 và với các tấm đột lỗ 16 được gá trên các trục quay 2. Thiết bị có ống xoắn làm lạnh 5, ống góp để nạp không khí tiệt trùng 4 và ống góp để thải khí 7. Ở phần trên của dung lượng có cửa nạp liệu 14, còn phần dưới có cửa để tháo canh trường đã phát triển 1. Phần giữa của dung lượng xảy ra thời kỳ phát triển lôga của vi sinh vật kèm theo tách nhiệt nên được trang bị áo lạnh 17. Bộ dẫn động qua bánh răng 12 làm cho trục 13 quay. Nạp môi trường tiệt trùng đã được cấy giống qua cửa 14 vào thiết bị tiệt trùng sơ bộ. Môi trường được phân bổ đều trên diện tích các tấm đột lỗ 16 của khoang đầu tiên nhờ các cánh 6 lắp trên trục theo chiều cao của thiết bị. Khi kết thúc pha đầu của quá trình (qua 6 h) các tấm đột lỗ chuyển vào vị trí đứng. Môi trường rơi vào khoang hai và các cánh sẽ gạt thành lớp đều trên bề mặt của các tấm đột lỗ. Lô môi trường mới lại được nạp vào khoang đầu tiên đã được giải phóng. Qua 6 h, môi trường từ khoang hai được tháo vào khoang 3, còn từ khoang đầu vào khoang hai. Một lần nữa khoang đầu lại được nạp đầy. Cho nên tất cả 6 khoang của thiết bị được nạp đầy. Qua 36 h sau khi nạp môi trường vào khoang đầu, dỡ canh trường và đưa gia công tiếp theo. Quá trình xảy ra một cách liên tục. Trong tiến trình nuôi cấy, không khí được đưa vào thiết bị để vi sinh vật hô hấp. Dùng nước trong ruột xoắn 5 và trong các áo nước 17 để thải nhiệt sinh học do vi sinh vật thải ra. Việc nạp nhiệt vào khoang trên chứa môi trường mới được thực hiện bằng phương pháp thổi không khí ẩm được đun nóng ở khoang nằm dưới qua lớp môi trường. Khi cần thiết thì nạp không khí tiệt trùng qua trục 13 và các cánh 6 vào thiết bị để tạo dòng rối. Tiệt trùng thiết bị ở áp suất 0,3 MPa trong vòng 1,5 ÷ 2 h. Khi nuôi cấy giống trong thiết bị kín và khi thông khí qua các tấm đột lỗ, dòng khí trong môi trường sẽ gây ra sự giảm áp suất và kết cấu rỗng của môi trường dinh dưỡng. Sự chuyển động của khí trong trường hợp này không phải xảy ra dọc bề mặt của lớp môi trường mà nó lan rộng trong khắp thể tích, kết quả là tạo nên chế độ thổi khối có khả năng trao đổi khối và trao đổi nhiệt bằng đối lưu và khuếch tán theo khắp chiều cao của canh trường phát triển. 187 Không khí tiệt trùng Không khí thải 10 Nước Nước Không khí tiệt trùng Hơi Hình 9.6. Thiết bị để nuôi cấy vi sinh vật trong lớp môi trường có chiều cao 300 mm: 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 động trục; 13- Trục; 14- Cửa nạp liệu; 15-Vỏ; 16- Các tấm đột lỗ ; 17- Ao nước 188 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 nghệ, khác với các dạng thiết bị đã được nêu trên, tất cả các quá trình và công đoạn công nghệ được cơ khí hoá, loại trừ sự tiếp xúc của công nhân thao tác với canh trường và các sản phẩm chuyển hoá của chúng. Trong quá trình nuôi cấy, nhiệt độ, độ ẩm môi trường và không khí, số vòng quay của máy khuấy, hàm lượng CO2 và O2 trong pha khí là những thông số cần điều chỉnh. Thiết bị để nuôi cấy liên tục các chủng nấm mốc Loại thiế
File đính kèm:
- Chuong 9.pdf