Giáo trình Vi sinh vật học công nghiệp part 6

Hình 6.10: Cơ chế hóa sinh quá trình lên men butanol-aceton 2. Quy trình sản xuất công nghiệp Nhìn chung, quy trình sản xuất aceton-butanol có thể chia làm ba giai đoạn: Chuẩn bị dịch hồ để lên men; Lên men; Chưng cất để tách các sản phẩm; Nguyên liệu để sản xuất aceton-butanol bằng phương pháp lên men là tinh bột (các nguyên liệu có tinh bột), không cần đường hoá trước vì vi khuẩn có amylase khá hoạt động. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Vi sinh vật học công nghiệp part 6 126 C6H12O6 HCOOH CH3COCH(OH)3 Acid formic Hydrat metylglioxal H2 CH3CHO Aldehyd acetic Ngưng tụ H2O CH3CH2OH Etylic CH3CHOHCH2CHO CH3CH(OH)3 H2CH3CH=CHCH(OH)2 Aldehyd crotonic CH3COOH Acid acetic CH3CHOHCH3CH3CH2CH2COOH isopropylic Acid butyric CH3C(OH)2CH2CO 2H2 CO2 O H HO 2 CH3COCH2COOHCH3CH2CH2CH2OH CH3COCH3 Butanol Aceton Hình 6.10: Cơ chế hóa sinh quá trình lên men butanol-aceton 2. Quy trình sản xuất công nghiệp Nhìn chung, quy trình sản xuất aceton-butanol có thể chia làm bagiai đoạn: Chuẩn bị dịch hồ để lên men; Lên men; Chưng cất để tách cácsản phẩm; Nguyên liệu để sản xuất aceton-butanol bằng phương pháp lên menlà tinh bột (các nguyên liệu có tinh bột), không cần đường hoá trước vì vikhuẩn có amylase khá hoạt động. Yêu cầu của nguyên liệu là có glucid,nitơ và phospho. Do đó, bột các ngũ cốc là nguyên liệu hoàn hảo có chứatất cả các thành phần cần thiết cho sự lên men. Rỉ đường và các dịch thuỷphân gỗ, rơm, bẹ ngô...là nguyên liệu không đầy đủ bắt buộc phải trôn vớingũ cốc. 127 Nồng độ dịch hồ để lên men khoảng 8-10% tính theo chất khô hoặc4-6% tính theo tinh bột. Nếu nồng độ cao hơn sẽ thừa và không được lênmen. Khi nồng độ butanol đạt xấp xỉ 1,5% (tương ứng với nồng độ banđầu của glucid là 6%) thì quá trình lên men bị ngừng. Nhiệt độ lên mencủa vi khuẩn aceton-butanollà 36-370C. Quá trình lên men aceton-butanol có thể chia làm hai thời kỳ: Ở thờikỳ đầu, trong môi trường lên men tích tụ acid (nên có tên gọi là lên menacid), song thời kỳ thứ thứ hai thì trong môi trường tích tụ butanol, ethanolvà aceton (nên có tên gọi là lên men rượu). Trong thời kỳ thứ hai này, độacid chuẩn ở trong môi trường lên men bị giảm nhanh: giảm đi gần mộtnửa so với giá trị cực đại ở cuối thời kỳ đầu. Đồng thời cũng xảy rặchuyển hoá một cách nhanh chóng các acid thành những hợp chất trungtính tương ứng: acid butyric bị khử thành rượu butylic, còn acid acetic bịchuyển hoá thành aceton. Tiếp đó, độ acid chuẩn có tăng lên một ít, cònvận tốc tạo ra dung môi dần dần bị chậm lại và đến cuối thời kỳ lên menthì ngừng hoàn toàn. Trong quá trình lên men còn kèm theo sự thoát khíCO2 và H2. Qua 5-6h đầu, sự thoát khí còn chậm chạp, sau đó thì tăngnhanh rồi đạt đến cực đại, tiếp đến lại giảm nhanh chóng và quá trìnhngừng. Các khí này được dẫn từ các thùng lên men vào các thiết bị gomkhí rồi sau đó thải ra không khí. Sau khi lên men xong thì dấm chín đượcbơm vào thiết bị chưng cất để tách mỗi thứ ra khỏi hỗn hợp. Câu hỏi ôn tập chương 6 1. Hãy trình bày sự biến đổi của phân tử glucose đến etylic xảy ratrong tế bào nấm men. 2. Trình bày những điểm giống và khác nhau chủ yếu trong các quátrình sản xuất bia, rượu vang và rượu etylic. 3. Phân tích vai trò của các nguyên liệu ảnh hưởng đến thành phẩmtrong sản xuất bia. 4. Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men bia. 5. So sánh hai phương pháp lên men cổ điển và lên men hiện đạitrong sản xuất bia.Phân tích ưu nhược điểm của hai phương pháp đó. 6. So sánh phương pháp sản xuất vang đỏ và sản xuất vang trắng. 7. Chủng nấm men dùng trong sản xuất rượu cần có những yêu cầugì? 8. Phân tích thành phần và tính chất của sữa được ứng dụng để sảnxuất các sản phẩm từ sữa. Cho ví dụ minh hoạ. 128 9. Cơ chế và quy trình sản xuất sữa chua và phomat giống và khácnhau ở những điểm cơ bản nào? Hãy phân tích. 10.Cơ chế lên men lactic dị hình và đồng hình giống và khác nhau ởnhững điểm nào? 11. Trình bày quy trình sản xuất acid lactic công nghiệp. 12. Trình bày cơ chế hoá sinh và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trìnhlên men butadiol. 13. Cơ chế quá trình lên men aceton-butanol diễn ra như thế nào?Trong quá trình này ngoài hai sản phẩm chính là butanol và aceton còn cónhững sản phẩm phụ nào? ...