MÔN HỌC KỸ THUẬT SẢN XUẤT DƯỢC PHẨM 1. Kỹ thuật sản xuất thuốc bằng phương pháp tổng hợp hóa dược 2. Kỹ thuật sản xuất thuốc bằng phương pháp chiết xuất dược liệu 3. Kỹ thuật sản xuất thuốc bằng phương pháp sinh tổng hợp (CÔNG NGHỆ SINH HỌC DƯỢC)
4. Kỹ thuật sản xuất các dạng thuốc 12/16/2017
1
Mục tiêu của học phần Học xong môn này, SV phải có khả năng: • PT được các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cxdl và nguyên tắc của quá trình cx, tinh chế dược liệu. • TB được một số quá trình hóa học cơ bản sử dụng trong tổng hợp hóa dược hữu cơ. • PT được các nguyên tắc của kĩ thuật lên men, QTSX kháng sinh Penicillin bằng CN lên men. • PT được nguyên lý sx một số nguyên liệu làm thuốc bằng pp tổng hợp hóa học, cx từ DL và lên men VSV. • TB được một số KT cơ bản trong BC công nghiệp. 12/16/2017
2
Lượng giá • Lý thuyết : 15 tiết Thi viết (TH hóa dược, KTSX các dạng thuốc, TH vi sinh, chiết xuất DL). • Thực hành: 30 tiết Gồm các phần trên, chấm điểm sản phẩm và thao tác KT từng bài kết hợp vấn đáp.
12/16/2017
3
Bài 1 KỸ THUẬT CHIẾT XUẤT DƯỢC LIỆU
12/16/2017
4
Sรกch tham khแบฃo
12/16/2017
5
CHƯƠNG I: ĐẠI CƯƠNG VỀ CHIẾT XUẤT DƯỢC LiỆU Mục tiêu học tập: Trình bày được: 1. Đối tượng của CXDL 2. Một số quá trình xảy ra trong CXDL 3. Những yếu tố ảnh hưởng đến qt CXDL 4. Một số pp chiết thường gặp 5. Một số thiết bị hay dùng trong ngành dược
12/16/2017
6
NGUYÊN LIỆU CHIẾT XUẤT (Thực vật) • Hàm lượng HC thay đổi vì phụ thuộc vào nhiều yếu tố: giống, loài, khí hậu, đất đai, điều kiện trồng trọt, bộ phận dùng, giai đoạn sinh trưởng, thời kỳ thu hái….cách bảo quản. • Hoa • Rễ • Phần trên mặt đất • Hạt 12/16/2017
Lá Vỏ Quả Thân 7
MỘT SỐ QUÁ TRÌNH XẢY RA KHI CXDL • • • •
Dung môi thấm dược liệu Chất tan hòa tan vào dung môi Chất tan khuyếch tán ra ngoài tế bào Các quá trình xảy ra: Khuyếch tán Thẩm thấu Thẩm tích
12/16/2017
8
MỘT SỐ QUÁ TRÌNH XẢY RA KHI CXDL • Quá trình khuyếch tán: Qt di chuyển vật chất từ pha này sang pha khác khi 2 pha tiếp xúc trực tiếp với nhau (QT chuyển khối = QTCK) QT tách chất hòa tan/DL bằng dung môi là qt CXDL 12/16/2017
9
MỘT SỐ QUÁ TRÌNH XẢY RA KHI CXDL • Ứng dụng: Trong CXDL, khuyêch tán qua màng tế bào là KT phân tử • Dựa vào đl Fick (G= D.F.τ.Dc/dx) => yếu tố ảnh hưởng đến cxdl: – độ mịn dl, – thời gian cx, – nhiệt độ chiết xuất, – dung môi chiết xuất – Khuấy trộn – Kic thuoc của phần tử KT 12/16/2017
10
MỘT SỐ QUÁ TRÌNH XẢY RA KHI CXDL • Khuyếch tán đối lưu là quá trình khuyếch tán chất tan trong dung môi chuyển động • Phương trình KT đối lưu rất phức tạp, (nghiên cứu sau…)
12/16/2017
11
MỘT SỐ QUÁ TRÌNH XẢY RA KHI CXDL Quá trình thẩm thấu: • Là qt khuyếch tán giữa 2 pha lỏng qua một màng có tính chất bán thấm (chỉ cho dung môi đi qua mà ko cho chất tan đi qua) = màng bán thấm. • Trong tb dược liệu, chất nguyên sinh có tính chất bán thấm, khi dl còn tươi, chỉ có dm thấm vào tb làm nó trương nở=> khi chiết xuất phải phá hủy = nhiệt hoặc = cồn 12/16/2017
12
Hình ảnh minh họa
12/16/2017
13
MỘT SỐ QUÁ TRÌNH XẢY RA KHI CXDL Quá trình thẩm tích: • Là qt khuyếch tán giữa 2 pha lỏng qua một màng có t/c thẩm tích (màng cho các chất có ptử nhỏ ) • Màng tbdl có t/c thẩm tích, khi cx chỉ có chất tan có pt nhỏ (phần lớn là hoạt chất) ktán qua được màng tb, còn các chất có ptử lớn o qua được màng tb=> tính chọn lọc Chú ý khi cx 12/16/2017
14
NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG 1. Yếu tố thành phần,cấu tạo của dược liệu: A- Màng tế bào dược liệu Ảnh hưởng nhiều TB sống => TĐC có t/c chọn lọc TB chết => hiện tượng :Khuyếch tán, thẩm thấu, thẩm tích… TB non: dm dễ thấm=> chỉ cần xay thô… TB già: Hóa bần, hóa gỗ, phủ chất nhày..=> cản trở KT => xay nhỏ để chất tan dễ khuyếch tán vào dung môi 12/16/2017
15
NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG B- Chất nguyên sinh Tính chất: nhớt, đàn hồi, không tan/nước, không màu, o bền với nhiệt Để chiết được các chất tan/tb tìm cách phá hủy chất này = – nhiệt – cồn nóng 12/16/2017
16
NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG C- Một số tạp chất có thể có/dược liệu • Sản phẩm TĐC : Cản trở hoặc Thuận lợi • Ví dụ: - pectin, gôm, chất nhày ( cản trở) - Tinh bột: o tan/ nước lạnh, bị hồ hóa: cản trở - Chất béo, dầu mỡ, tinh dầu, sáp , nhựa => Loại đi - DL chứa enzym: tạo đk nếu cần glycosid thứ cấp: vò nát, cắt nhỏ, ủ đống… Diệt enzym nếu cần glycosid sơ cấp 12/16/2017
17
NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG Các phương pháp diệt men: • Phương pháp nhiệt ướt • Phương pháp nhiệt ẩm • Phương pháp nhiệt khô
12/16/2017
18
NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG 2. Dung môi Độ phân cực của dung môi: • Dm it phân cực dễ hòa tan các chất không phân cực, ngược lại - Dm không phân cực: ether dầu hỏa, xăng, hexan, benzen, toluen - Dm phân cực yếu: aceton, chloroform, ethylacetat - Dm phân cực mạnh: nước, glycerin, các loại cồn mạch C ngắn…. 12/16/2017
19
NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG 2. Dung môi ( tiếp theo) Độ nhớt, sức căng bề mặt của dm Các ytố này càng nhỏ => dm càng dễ thấm
dl
12/16/2017
20
NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG 3. Yếu tố kỹ thuật: a. Nhiệt độ chiết xuất: khi T hệ số KT ų Bất lợi: - Hoạt chất kém bền bởi T - Tạp chất: gôm, chất nhày, tinh bột… - Dm dễ bay hơi But: Với HC đặc biệt: T giảm, độ tan giảm
12/16/2017
21
NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG 3. Yếu tố kỹ thuật: b. Thời gian chiết xuất: - Ngắn quá: không chiết hết - Dài quá: nhiều tạp theo c. Độ mịn dược liệu: Thô quá: Khó thấm Mịn quá: bết dính, tắc thiết bị, nhiều tạp => Phân chia thích hợp 12/16/2017
22
NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG 3. Yếu tố kỹ thuật: d. Khuấy trộn - Hòa tan, khuyếch tán, cân bằng 2 pha - Định luật Fick: chênh lệch nồng độ - Tăng cường khuấy trộn - Chọn cánh khuấy thích hợp e. Siêu âm - Tăng S tiếp xúc, phá vỡ màng tế bào, tăng cường xáo trộn, làm nóng tại chỗ Ngoài ra còn các yt khác: pH, chấn động cơ, dòng điện cao áp… 12/16/2017
23
Các phương pháp chiết xuất Phân loại • Dựa vào nhiệt độ: Chiết nóng, chiết nguội • Dựa vào chế độ làm việc - Gián đoạn - Bán liên tục - Liên tục 12/16/2017
24
Các phương pháp chiết xuất • Dựa vào chuyển động tương hỗ giữa 2 pha Ngược dòng Xuôi dòng Chéo dòng • Dựa vào áp suất làm việc Áp suất thường Áp suất giảm Áp suất cao 12/16/2017
25
Các phương pháp chiết xuất • Dựa vào trạng thái làm việc của 2 pha - Ngâm - Ngấm kiệt • Dựa vào các kỹ thuật đặc biệt - Pp siêu âm - Pp tạo dòng xoáy - Ph mạch nhịp… 12/16/2017
26
Một số phương pháp chiết xuất • Phpháp chiết xuất gián đoạn: - Ngâm: Đổ dm ngập dl, đủ T, rút dc - Ngâm tĩnh, ngâm động, nóng, lạnh, một lần, nhiều lần • Ưu :Đơn giản, rẻ, dễ thực hiện • Nhược: Năng suất thấp, thủ công - Không chiết kiệt HC - Dc loãng, tốn dm, tốn thời gian (Nếu chiết nhiều lần) 12/16/2017
27
Thiết bị chiết xuất Loại gián đoạn có khuấy trộn
12/16/2017
28
Thiết bị chiết xuất
12/16/2017
29
Một số phương pháp chiết xuất • Phương pháp ngấm kiệt (ngâm nhỏ giọt) Tiến hành: - Dùng bình ngấm kiệt, rút nhỏ giọt DC, không khuấy trộn - Ngấm kiệt đơn giản: dm luôn mới - NK phân đoạn: dm là DC loãng Ưu điểm: Chiết kiệt, tiết kiệm dm Nhược điểm: Năng suất thấp, thủ công , phức tạp hơn ngâm, tốn dmôi 12/16/2017
30
12/16/2017
31
Một số phương pháp chiết xuất • Phpháp chiết xuất bán liên tục (ngược dòng gián đoạn) • Khoảng từ 4-16 bình nối tiếp nhau • Dịch chiết chuyển động, dl lần cuối tx dm mới, dl mới tx dm cũ => chiết kiệt • Tháo bã ở bình đã chiết kiệt, nạp dl mới Ưu điểm: Dịch chiết đậm đặc, chiết kiệt HC Nhược điểm: cồng kềnh, tốn S, Vận hành phức tạp, thủ công, không tự động hóa 12/16/2017
32
12/16/2017
33
12/16/2017
34
12/16/2017
35
12/16/2017
36
12/16/2017
37
Một số phương pháp chiết xuất • Phương pháp chiết xuất liên tục: • Tiến hành: Dược liệu, dm liên tục đ đưa vào chuyển động ngược chiều nhau/ tb chuyên dùng. • Ưu điểm: Năng suất cao, tiết kiệm thời gian, tự động, DC đậm đặc, chiết kiệt, ít tốn dm • Nhược điểm: Thiết bị phức tạp, đắt tiền, Vận hành phức tạp 12/16/2017
38
Thiết bị chiết xuất Thiết bị chiết xuất liên tục: Ưu điểm chung: • Tháo bã, nạp dược liệu: tự động • Có thể tự động hóa toàn bộ • Làm tăng hệ số chuyển khối Nhược điểm: • Dung môi và dliệu trộn theo chiều dọc, do đó qt chuyển khối xảy ra không đồng đều 12/16/2017
39
Thiết bị chiết xuất
12/16/2017
40
• 2 pha cđ ngược chiều • Cđ làm việc liên tục • HSCK tăng ở giữa, giảm ở 2 đầu
12/16/2017
41
-2 pha cđ ngược chiều -Dliệu o bị biến dạng - Chuyển khối tương đối đều Ưu: Dl o nát Dịch chiết tốt Nhược: Dl không đều, thiết bị phức tạp 12/16/2017
42
12/16/2017
43
Thiết bị chiết xuất
12/16/2017
44
12/16/2017
45
Dây chuyền CXDL đa năng 4tấn/ngày
12/16/2017
46
Thiết bị tinh chế dược liệu
12/16/2017
47
Hệ thống CXDL của Cty Khải Hà-TB
12/16/2017
48
Hệ thống CXDL của Domesco
12/16/2017
49
MỘT SỐ QUÁ TRÌNH GẶP TRONG TINH CHẾ HOẠT CHẤT
12/16/2017
1
1. LẮNG 1.1. Khái niệm: • Trong CXDL thường tạo ra các hỗn hợp không đồng nhất: có thể là huyền phù (R/L), có thể là nhũ tương (L/L). • Sau một thời gian nhất định sẽ có hiện tượng: lớp chất lỏng nặng hơn (với NT), hạt rắn (trong huyền phù) nhờ trọng lực của hạt sẽ chìm xuống dưới Tách 2 pha riêng rẽ 12/16/2017
2
1. LẮNG • 1.2. Sự lắng đơn chiếc • Như vậy tốc độ lắng của hạt (h. cầu/ mt tĩnh) =V sẽ: -Tỷ lệ thuận với bình phương đường kính, hiệu số tỷ trọng của hạt và môi trường. - Tỷ lệ nghịch với độ nhớt môi trường => Làm tăng V lắng: giảm độ nhớt, …?
12/16/2017
3
2. LỌC • Trường hợp huyền phù loãng, khó lắng=> tách hạt = LỌC. • Lọc là qt tách riêng 2 pha R/L = cách cho hỗn hợp đi qua lớp vật ngăn xốp, pha rắn được giữ lại phía trên, pha lỏng đi qua bề mặt vật ngăn • Để lọc cần có chênh lệch áp suất trên dưới lớp ngăn xốp • Có 3 pp lọc: Thủy tĩnh, áp suất cao, áp suất giảm 12/16/2017
4
Những yếu tố ảnh hưởng đến qt lọc • Huyền phù: khối lượng, kích thước, bề mặt, dạng, tính ỳ và độ phân tán của hạt, nhiệt độ, độ nhớt, trọng lượng riêng của chất lỏng và bã. • Vách lọc: thể tích, kích thước, chiều dài mao quản… • Chênh lệch áp suất ở 2 đầu, vận tốc dòng chảy, tính chất bã…
12/16/2017
5
Những yếu tố ảnh hưởng đến qt lọc • Ảnh hưởng của lớp bã: lớp bã dày … • Ả.hưởng của kích thước hạt rắn: hạt to nhỏ • Ả.hưởng của dòng chảy: Vận tốc lọc nhỏ sẽ thích hợp • Ả.hởng của chênh lệch áp suất: P thủy tĩnh • Ả.hưởng của nồng độ huyền phù: làm bã • Ả. hưởng của nhiệt độ: T độ nhớt
12/16/2017
6
3.KẾT TINH • Khi tinh chế, để loại tạp ra khỏi hoạt chất=> dùng pp kêt tinh • Kết tinh là trạng thái tách các chất rắn hòa tan/dung dịch dưới dạng tinh thể. 3.1. Độ hòa tan • Kết tinh dựa vào: độ hòa tan hạn chế của chất rắn. Độ hòa tan????? (lượng tối đa CT/ đv dm, T nhất định) • Xác định độ tan = thực nghiệm 12/16/2017
7
3.KẾT TINH 3.2. Các trạng thái của dung dịch • Để kết tinh phải tạo ra trạng thái bão hòa của dung dịch. • Dung dịch bão hòa ở T nhất định là dd có chứa lượng chất tan lớn nhất ở T đó. “Nôm na” ??? • Nếu độ tan ↑nhanh khi ↑ T: làm lạnh dd để kêt tinh • Nếu độ tan ↑chậm khi ↑ T: bay hơi 1 phần dm • Nếu độ tan o thay đổi với T: cô đặc 12/16/2017
8
3.KẾT TINH 3.3. Quá trình hình thành tinh thể * Quá trình tạo mầm • Được tạo thành khi dd bão hòa: các ion chất tan khi va chạm nhau liên kết lại tạo thành mầm. • Tốc độ tạo mầm € bản chất CT và DM, mức độ bão hòa dd, nhiệt độ…, có thể nhanh …, chậm… • Mầm ít=> tthể lớn, mầm nhỏ=> tthể bé. • Có thể thêm chất ‘’trợ mầm’’, độ nhám bề mặt thiết bị kết tinh. 12/16/2017
9
4. HẤP PHỤ Khái niệm: Là 1 hiện tượng bề mặt, là sự tích tụ chất trên bề mặt phân chia pha. • Chất có bề mặt trên đó xảy ra sự hấp phụ => chất hấp phụ, chất tích tụ trên bề mặt=> chất bị hấp phụ (BHP). • Sự đi ra của chất BHP khỏi bề mặt : Giải hấp phụ (phản hấp phụ) • Chất này có thể xuyên qua bề mặt đi vào lòng thể tích của chất khác: sự hấp thụ 12/16/2017
10
Chiết suất flavonoid Chiết xuất rutin từ nụ hòe
12/16/2017
11
Tóm lại • Hoa hòe là DL phát triển rất tốt ở Thái Bình,
có thể trồng, khai thác với sản lượng lớn, không ảnh hưởng tới môi trường sinh thái của địa phương. • Đây là các nguồn dược liệu quý để phát triển các dạng thuốc và TPCN phục vụ công tác phòng và chữa bệnh cho nhân dân. • ☞ Thái Bình là đất chuyên canh lúa nước và cây ăn quả, nông dân đã áp dụng một số nguyên tắc GAP. ASEAN vào sx lương thực, thực phẩm. 12/16/2017
12
Thành phần hóa học. Hoa hòe có thành phần chủ yếu là rutin. Trong nụ hòe Việt Nam, hiệu suất chiết xuất có
thể đạt tới 34%. C27H30O16. 3H2O
P.t.l: 665,0
Rutin là 3,3’,4’,5,7-pentahydroxyflavon 3-rutinosid
Rutin là những tinh thể hình kim, màu vàng nhạt.
12/16/2017
13
Thành phần hóa học Phần aglycon của rutin là quercetin. Phản ứng thủy phân rutin
+ 12/16/2017
Glucose +
Ramnose 14
Công dụng của Rutin + Tác dụng tăng cường sức đề kháng giảm tính thấm của mao mạch. + Tác dụng chống viêm. + Tác dụng bảo vệ cơ thể chống chiếu xạ. + Tác dụng hạ huyết áp hạ cholesterol máu. + Tác dụng cầm máu. + Tác dụng chống tập kết tiểu cầu. + Tác dụng cường tim: trên tiêu bản tim ếch cô lập. + Gần đây rất nhiều nghiên cứu đã chứng minh các tác dụng chống oxy hóa, bảo vệ ADN, chống gốc tự do và ức chế khối u phát triển của Rutin. 12/16/2017
15
Quy trình chiết xuất rutin
12/16/2017
16
CÔNG NGHỆ LÊN MEN (Fermentation)
12/15/17
1
MỤC TIÊU HỌC TẬP Sau khi học xong SV cần: 1.Trình bày được các phương pháp lên men cơ bản 2.Nêu được các yêu cầu kỹ thuật trong quá trình lên men. 3.Nêu được các bước trong quá trình xử lý dịch lên men
12/15/17
2
ĐẠI CƯƠNG VỀ LÊN MEN • Định nghĩa: Thuật ngữ sự lên men (fermentation) ra đời chỉ quá trình biến đổi yếm khí của vsv . L. Pasteur (1856) tìm ra nấm men - Trước đây: “Lên men là sự sống không có oxy của VSV” - Lên men là quá trình trao đổi chất của VSV tạo ra các SP khác nhau - Lên men là sự tích lũy các sản phẩm trao đổi chất hữu ích cho con người trong quá trình nuôi cấy vi sinh vật 12/15/17
3
CN LÊN MEN LÀ MŨI NHỌN CỦA CNSH • Đối tượng là VSV: nấm men, nấm mốc,Vi khuẩn, xạ khuẩn • Ưu điểm: - Dễ thích nghi (có ở mọi nơi) - Không phụ thuộc MT, thời tiết - Tốn ít diện tích - Tốc độ sinh trưởng nhanh - Dễ nuôi cấy (có thể tận dụng phế liệu) 12/15/17
4
Các phương thức lên men (4) • • • •
Theo kiểu vận hành: gián đoạn, bổ sung, liên tục Theo độ kín của hệ thống: LM hở, LM vô trùng Theo sự thông khí: hiếu khí, kỵ khí Theo kiểu thiết bị sử dụng: LM nổi: - LM bề mặt (tĩnh) - LM nuôi cấy lắc - LM bán rắn: cơ chất ẩm LM chìm: TB là nồi lên men
12/15/17
5
CÁC PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN • • • • •
LÊN MEN BỀ MẶT Bề mặt dịch thể VSV hiếu khí Môi trường lỏng Cấp khí vô trùng, làm mát Ưu: - đơn giản Nhược: - Khó giữ vô trùng - Khó cơ khí hóa và tự động hóa - Tốn nhân công, tốn diện tích
12/15/17
6
CÁC PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN • • • •
LÊN MEN BỀ MẶT Bề mặt bán rắn Các loại hạt mảnh, phế liệu hữu cơ, bã mía,… Xử lý (nấu chín) bổ sung chất dinh dưỡng Quạt thổi khí vô trùng, độ ẩm 60-70% Ưu: - Đơn giản - Dễ xử lý cục bộ
• Nhược: - Khó giữ vô trùng - Khó cơ khí hóa và tự động hóa - Tốn nhân công, tốn diện tích 12/15/17
7
CÁC PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN • LÊN MEN CHÌM ( VSV hiếu khí và kỵ khí) • Ưu: - Tốn ít diện tích - dễ cơ giới hóa và tự động hóa - Kiểm soát toàn bộ dễ dàng - Chi phí nhân lực cho 1 đv SP thấp Nhược: - Kinh phí lớn cho trang thiết bị - Cán bộ chuyên môn hóa - Không thể xử lý cục bộ - Phế liệu thải ra dễ ô nhiễm MT 12/15/17
8
CÁC PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN
(theo phương pháp- kiểu vận hành) •
Lên men mẻ -Không bổ sung chất dinh dưỡng -Không thu SP giữa chừng -Lên men liên tục -Liên tục bổ sung chất dinh dưỡng -Liên tục thu SP Lên men bán liên tục -Định kỳ bổ sung chất dinh dưỡng và thu SP
12/15/17
9
CÁC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHỆ LÊN MEN • • • • • • • -
Trước lên men Giữ giống Tuyển chọn giống Chuẩn bị môi trường Trong lên men Hoạt hóa giống Khử trùng môi trường và thiết bị Nhân giống Lên men: - lấy mẫu kiểm tra Khuấy trộn Làm lạnh Cấp khí Phá bọt
12/15/17
Thiết bị TB lên men TB cấp khí TB lọc
Trống Ép khung bản
10
QUÁ TRÌNH LÊN MEN Là quá trình tạo ra SP đích • Tăng sinh khối (pha phát triển) • Tạo hoạt chất chính => Hiệu suất QTLM phụ thuộc vào: – Độ vô trùng – Thành phần dinh dưỡng – pH – Nhiệt độ – Cung cấp oxy hòa tan – Thời gian nuôi cấy – Chất tiền thể 12/15/17
11
CÁC GIAI ĐOẠN CHÍNH CỦA QUÁ TRÌNH LÊN MEN • 12/15/17
Giữ giống Chuẩn bị giống trong PTN Nhân giống Chuẩn bị môi trường Lên men Giai đoạn sau lên men Lọc Tách chiết Tinh chế 12
GĐ CHUẨN BỊ GIỐNG • • -
Giữ giống MT thạch, cát, đất Hạt ngũ cốc, silicagel Lạnh đông - 25 đến -70 độ C Hoạt hóa giống Kiểm tra độ thuần khiết Kiểm tra khả năng hồi biến tính hoang dại Hoạt hóa giống 12/15/17
13
GĐ CHUẨN BỊ GIỐNG • NHÂN GIỐNG - Làm quen với môi trường dịch thể - Tăng số lượng tế bào ở giai đoạn phát triển mạnh nhất - Tế bào sinh dưỡng: môi trường lỏng - Phòng TN : Nhân giống cấp I - Xưởng: Nhân giống SX các cấp 2,3… =>Kiểm tra CL - T/bị nhân giống cấu tạo tương tự T/Bị Lmen - Tỷ lệ giống cấy từ 5 -10% 12/15/17
14
GĐ CHUẨN BỊ MÔI TRƯỜNG • • • • -
C,H,O,N: lượng lớn P,S,Ca,Fe: lượng vừa Mn,Na, Zn, Co: vi lượng Nguồn hydrat cacbon: Tinh khiết: glucose, saccharose, tinh bột… Tạp chất : rỉ đường, bột ngũ cốc, cám, nước thải nhà máy hoa quả, nhà máy sữa… - Ng/liệu rẻ tiền, dễ kiếm, tận dụng phụ phẩm ngành CN khác 12/15/17
15
MÔI TRƯỜNG – HYDRAT CACBON • • -
Tinh bột Bột: hạt ngũ cốc: ngô, sắn, đại mạch… Xử lý (VSV không có amilase) Rỉ đường Mía , củ cải Chứa saccharose, các vitamin (biotin) Xử lý trước (keo, VSV tạp)
12/15/17
16
MÔI TRƯỜNG -HYDAT CACBON Dầu thực vật: - Dầu đậu nành, dừa, lạc, hướng dương.. + Nguồn Carbon + Dùng trong lên men kháng sinh + Dùng trong lên men bổ sung dinh dưỡng gián đoạn
12/15/17
17
MÔI TRƯỜNG- NITƠ Dạng vô cơ: NH4+, NO3Dạng hữu cơ: Pepton, các axit amin: • Dịch thủy phân nấm men hay cao nấm men • Acid amin, các vitamin nhóm B • Bột đậu nành sau khi tách dầu • Khô lạc, protein, axit béo • Cao ngô, axit amin, peptid – Nitơ hữu cơ của cao ngô dễ tiêu hóa – Bổ sung nitơ chất kich thích sinh trưởng 12/15/17
18
MÔI TRƯỜNG: P, KHOÁNG,… > Photpho • P hữu cơ: Bột đậu, bột bắp, bã rượu… • P vô cơ: KH2PO4, KHPO4 > Khoáng có trong muối vô cơ, nước máy > Vitamin chất kich thích sinh trưởng: • Cao ngô, rỉ đường, muối cô ban > Dầu thực vật > Chất tiền thể: mcg/l 12/15/17
19
Khử trùng môi trường và thiết bị Mục đích: • Tạo độ vô trùng • Tăng độ tinh khiết của sản phẩm • Tăng hiệu suất lên men • Hồ hóa các thành phần chứa tinh bột • Phương pháp: • Hơi nóng (121 độ C/ 30’) => làm nguội:25-30 độ C • áp suất (0,6- 1atm) • Khử trùng không khí cần qua hệ thống xử lý độ ẩm, loại tạp 12/15/17
20
12/15/17
21
CÁC QUÁ TRÌNH TRONG LÊN MEN • Khuấy trộn và sục khí - Tăng tiếp xúc giữa các tế bào và môi trường dinh dưỡng, oxy - Ngăn cản sự kết lắng của tế bào - Cung cấp oxy cho tế bào hiếu khí - Khuấy trộn mạnh quá: phá vỡ tế bào, tạo pellet chắc, nhỏ - Khuấy trộn nhẹ quá: tạo các pellet rỗng, giảm tiếp xúc với oxy và môi trường 12/15/17
22
THIẾT BỊ LÊN MEN - FERMENTOR Cấu tạo • Thủy tinh hoặc thép inox • V từ 2lit đến 300m khối, tùy quy mô sử dụng: – Thí nghiệm: 5-10 lit – Pilot: 50-100 lit – Kháng sinh: 50.000-150.000 lit – Acid amin: 300.000-500.000 lit (Vedan: 600m3) 12/15/17
23
12/15/17
24
THIẾT BỊ LÊN MEN - FERMENTOR -
Yêu cầu kĩ thuật Bằng thép không rỉ Chịu được áp suất khí khử trùng Cung cấp oxy hòa tan cho VSV hiếu khí Có cánh khuấy trộn Có t/bị trao đổi nhiệt, điều nhiệt Có máy đo oxy hòa tan Có máy đo pH và tự động điều chỉnh pH Có máy dò bọt và tự động phá bọt
12/15/17
25
Ví dụ 1 kiểu nồi lên men
12/15/17
26
12/15/17
27
Vấn đề cấp không khí vô trùng • Vấn đề khó nhất của CNLM • Phải tách hết hơi ẩm trong không khí • Nồng độ VSV/kk phụ thuộc vào vị trí xây dựng nhà máy ( xa khu dân cư, khu đang xây dựng) • Yêu cầu phải lọc sạch ≈ tuyệt đối • Chi phí điện năng cho lọc khí rất lớn => Quyết định thành bại của CNLM 12/15/17
28
Hệ thống quy trình chế biến sữa chua Vinamilk được điều khiển bằng hệ thống thiết bị hiện đại theo tiêu chuẩn Châu Âu
12/15/17
29
CO2 sinh ra khi sản xuất Wisky
12/15/17
30
12/15/17
31
SX vaccin ở Việt Nam
12/15/17
32
Giai đoạn sau lên men 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Tách sinh khối (lọc, ly tâm…) Giải phóng chất nội bào Tách chiết Tinh chế Tạo thương phẩm Tận dụng phụ, phế phẩm Xử lý môi trường
12/15/17
33
Giai đoạn sau lên men Tách sinh khối: Lọc môi trường lên men (hoặc ly tâm) Hạ nhiệt độ xuống đến 4 độ C- giữ hoạt tính Dùng chất trợ lọc ….(diatomits)
Giải phóng chất nội bào: Nếu SP/dịch lọc: Loại sinh khối Nếu SP/sinh khối: loại bớt dịch lọc Muốn giải phóng hoạt chất ra ngoài tế bào: phá màng tế bào (= acid hóa) 12/15/17
34
12/15/17
35
Máy lọc trống
12/15/17
36
Máy lọc khung bản
12/15/17
37
Các quá trình sau lên men Chiết tách sản phẩm (4) • • • •
Chiết bằng dung môi Chiết bằng pp kết tủa Chiết bằng nhựa trao đổi ion hay nhựa hấp phụ Kết hợp nhiều pp
Tinh chế: • • • •
Loại tạp Tẩy màu bằng than hoạt Kết tinh Sấy khô 12/15/17
38
12/15/17
39
Sơ đồ quá trình tinh chế thu sản phẩm
12/15/17
40
Xin trân trọng cảm ơn sự chú ý lắng nghe!
12/15/17
41