Thực trạng sản xuất
Quy trình sản xuất sinh khối vi sinh vật bằng hệ thống Bioreactor là phương pháp hiện đại, phù hợp với nhu cầu và điều kiện tại Việt Nam về nuôi cấy, nhân giống vi sinh vật trong điều kiện vô trùng, đáp ứng các điều kiện nuôi cấy phức tạp. Hệ thống cho phép kiểm soát các công đoạn và can thiệp vào điều kiện nuôi cấy, rút ngắn thời gian sản xuất, tăng năng suất, tiết kiệm chi phí, áp dụng được ở quy mô lớn.
Các điều kiện nuôi cấy được giám sát thông qua màn hình điều khiển, với đầy đủ các thông số cần thiết như: nhiệt độ lên men, thời gian lên men, thời gian tiệt trùng, tốc độ khuấy, tiệt trùng tại chỗ (Sterlizable-ln-Place, CIP). Người vận hành có thể chọn điều khiển bằng PLC hoặc kiểm soát tự động một số chỉ số như pH, DO, nhiệt độ, thời gian… Thiết bị tiệt trùng bằng hơi nóng hoặc hấp khử trùng ở nhiệt độ 121oC, áp suất 1 atm, có lõi lọc tiệt trùng kích thước 0,2µm, đảm bảo quy trình lọc vô trùng toàn thiết bị, kể cả các đường ống lấy mẫu hay đường ống thu hồi sản phẩm.
Hệ thống Bioraector đã được trưng bày và giới thiệu tại Chợ Công nghệ và Thiết bị chuyên ngành Công nghệ sau thu hoạch 2020 (Techmart Công nghệ sau thu hoạch 2020).
Quy trình đã được triển khai và ứng dụng tại một số doanh nghiệp, đơn vị như: Công ty TNHH Dalat Hasfarm, Công ty TNHH Ứng Dụng Công Nghệ Vi Sinh Japan, Trung tâm Ứng dụng Tiến bộ KH&CN tỉnh Sóc Trăng, Công ty TNHH Điền Trang, Công ty CP Thủy sản và Thương mại Thuận Phước… Toàn bộ máy móc, thiết bị ứng dụng trong quy trình đều do Công ty TNHH Công nghệ Sinh học Bốn Mùa (BonMuaBiotech) sản xuất và cung ứng.
Hiện nay, Sàn Giao dịch Công nghệ Techport.vn (thuộc Trung tâm Thông tin và Thống kê Khoa học và Công nghệ TP.HCM – Sở KH&CN TP.HCM) đang tiếp tục đồng hành cùng nhà cung ứng trong hoạt động hỗ trợ kết nối, tư vấn chuyển giao công nghệ, thiết bị cho doanh nghiệp, tổ chức hoặc cá nhân có nhu cầu.
Quy trình sản xuất sinh khối vi sinh vật bằng hệ thống Bioreactor
Bước 1: Chuẩn bị giống gốc
Giống gốc được phân lập từ tự nhiên và cấy chuyền định kỳ hàng tháng trong tủ cấy vi sinh.
Tủ cấy vi sinh
Bước 2: Nhân giống
- Nhân giống cấp 1: pha môi trường vào các bình tam giác, hấp tiệt trùng bằng nồi hấp, cấy giống vào và đem lắc trên máy lắc (có thể sử dụng máy lắc ổn nhiệt đối với một số giống), thời gian nuôi cấy tùy thuộc vào từng loại vi sinh vật.
Nồi hấp tiệt trùng
Máy lắc ổn nhiệt
- Nhân giống cấp hai: Nhân giống trong các bình 2 lít ổn nhiệt nhằm cung cấp đủ lượng giống cho sản xuất
Hệ thống nhân giống bằng 10 bình 2 lít ổn nhiệt
Bước 3: Sản xuất sinh khối trong hệ thống Bioreactor
Hệ thống Bioreactor có hệ thống khuấy đảo tự động, hệ thống cấp khí vô trùng, kiểm soát nhiệt độ, kiểm soát pH tạo điều kiện tốt nhất cho quá trình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật. Với thiết bị này môi trường tối ưu được kiểm soát một cách chặt chẽ.
Hệ thống Bioreactor
Các bước tiến hành lên men trong hệ thống Bioreactor:
- Vệ sinh tank chứa môi trường nuôi cấy, kiểm tra hoạt động của các thiết bị.
- Chuẩn bị môi trường: thành phần môi trường nuôi cấy được cân đo chính xác, pha vào trong nước cất, sau đó chuyển vào bồn lên men đã chuẩn bị sẵn, thêm nước cất vào cho đủ thể tích cần nuôi.
- Tiệt trùng môi trường: Dùng bơm chuyển hết môi trường đã pha sẵn vào Bioreactor. Khởi động thiết bị Bioreactor, cài đặt nhiệt độ khử trùng môi trường 121oC, thời gian khử trùng, khởi động motor khuấy 60-70 vòng/phút, khởi động chế độ tiệt trùng môi trường để tiến hành quá trình hấp tiệt trùng môi trường, quá trình tiệt trùng được kiểm soát tự động.
- Tiệt trùng hệ thống đường ống, lọc khí: Khởi động nồi hơi, cài đặt nhiệt độ nồi hơi 121oC, thời gian khử trùng 30 phút, khởi động chế độ tiệt trùng đường ống để tiến hành quá trình gia nhiệt, khi nhiệt độ báo 121oC, áp suất 1,1 Bar, tiến hành tiệt trùng lần lượt van lấy mẫu, đường cấp liệu, chủng giống, van thu hồi sản phẩm, bộ lọc khí.
- Cấp giống: giống cấp 2 đã được chuẩn bị sẵn, được kết nối với đường chủng giống bằng ống dẫn đã tiệt trùng, tiến hành đẩy giống cấp cho hệ thống Bioreactor.
- Nuôi cấy: Khởi động chức năng lên men, cài đặt nhiệt độ nuôi cấy, thời gian nuôi cấy, khởi động motor khuấy, cấp khí vô trùng. Giai đoạn này, toàn bộ quá trình nuôi cấy được kiểm soát tự động. Tiến hành lấy mẫu kiểm tra tạp nhiễm, tốc độ phát triển của sinh khối hằng ngày.
Bước 4: Thu sinh khối
Thu sinh khối bằng cách lọc hoặc ly tâm: Kết thúc quá trình nuôi cấy bằng hệ thống Bioreactor, canh trường nuôi cấy được bơm qua thiết bị thùng lọc chuyên dụng hoặc qua hệ thống ly tâm liên tục để thu sinh khối.
Hệ thống ly tâm liên tục
Các điều kiện triển khai
Sau khi nhận yêu cầu cung cấp thiết bị của khách hàng, nhà cung ứng sẽ khảo sát các yêu cầu và gửi báo giá các thiết bị.
Một quy trình thông thường sẽ cần các thiết bị đã mô tả trong quy trình, gồm: tủ cấy vi sinh, nồi hấp, máy lắc ổn nhiệt, hệ thống nhân giống ổn nhiệt, hệ thống Bioreactor (có nhiều model đáp ứng đa dạng công suất yêu cầu), hệ thống ly tâm liên tục. Trong đó, diện tích sàn cần đáp ứng là: 50-100m2.
Tổng chi phí trọn gói cho một quy trình sản xuất thông thường nêu trên là 500.000.000 đồng (năm trăm triệu đồng).
Ưu điểm của công nghệ
Hệ thống có khả năng nhân sinh khối nhanh nhiều loại vi sinh vật ở quy mô lớn; sản xuất sinh khối nấm men, vi khuẩn; sản xuất chế phẩm vi sinh (EM, Trichodema, chế phẩm vi sinh thủy sản, vi sinh xử lý nước thải,...), nhân giống các loại nấm ăn và nấm dược liệu...
Quá trình vận hành đơn giản, hiệu quả, đảm bảo an toàn, đảm bảo vệ sinh thực phẩm.
Thông tin liên hệ chuyên gia:
1. ThS. Nguyễn Thị Ngọc Nhi
- Giảng viên trường Đại học Thủ Dầu Một
- Giám đốc kỹ thuật Công ty TNHH Công nghệ Sinh học Bốn Mùa
Địa chỉ: 1840/3/8 Quốc lộ 1A, Khu phố 2, phường Tân Thới Hiệp, Quận 12, Tp. Hồ Chí Minh
Điện thoại: 0979 459 110
Email: Bonmuabiotech@gmail.com
Website: Bonmuabiotech.com
2. Trung tâm Thông tin và Thống kê Khoa học và Công nghệ - Phòng Giao dịch Công nghệ
Địa chỉ: 79 Trương Định, P. Bến Thành, Q.1, TP.HCM
Điện thoại: (028) 3822 1635 - Fax: (028) 3829 1957
Email: pgdcn@cesti.gov.vn
Hoàng Kim (CESTI)