Đồ án Thiết kế nhà máy sản xuất acid glutamic hiện đại từ tinh bột sắn với năng suất 3820 tấn

LỜI MỞ ĐẦU –&— Sự phát triển của ngành công nghiệp thực phẩm nói chung và ngành công nghiệp lên men nói riêng đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, góp phần làm đa dạng hóa nguồn thực phẩm cho xã hội và sản xuất ra nguyên liệu cho một số ngành công nghiệp khác. Cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, ngành công nghiệp lên men cũng càng ngày phát triển và đặt được nhiều thành tựu to lớn, không ngừng hoàn thiện về số lượng và chất lượng. Acid glutamic rất cần cho sự sống, tuy là một loại amino acid không phải thuộc loại không thay thế nhưng nhiều thí nghiệm lâm sàng cho thấy nó là một loại acid amin đóng vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất của người và động vật, trong việc xây dựng protit, xây dựng các cấu tử của tế bào [8,Tr 5]. Acid glutamic có thể đảm bảo nhiệm vụ chức năng tổng hợp nên các amino acid khác như alanin, losin, cystein, prolin, oxyprolin,…nó tham gia vào phản ứng chuyển amin, giúp cho cơ thể tiêu hóa nhóm amin và tách NH3 ra khỏi cơ thể. Nó chiếm phần lớn thành phần protit và phần xám của não, đóng vai trò quan trọng trong các biến đổi sinh hóa ở hệ thần kinh trung ương [8,Tr 5]. Acid glutamic phân bố rộng rãi trong tự nhiên dưới dạng hợp chất và dạng tự do, có trong thành phần cấu tạo của protein động thực vật. Trong mô acid glutamic tạo thành từ NH3 và acid α-xetoglutaric. Trong sinh vật đặc biệt là vi sinh vật, acid glutamic được tổng hợp theo con đường lên men từ nhiều nguồn cacbon [8,Tr 5]. Chính vì vai trò quan trọng của acid glutamic trong công nghiệp thực phẩm và phi thực phẩm nên việc xây dựng thêm nhà máy sản xuất acid glutamic là một nhu cầu thiết thực góp phần vào nền kinh tế đất nước. Tôi xin trình bày đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất acid glutamic hiện đại từ tinh bột sắn với năng suất 3820 tấn sản phẩm/năm. CHƯƠNG 1. LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT Phát triển ngành công nghiệp chế biến thực phẩm là một yêu cầu cần thiết của việc phát triển nền kinh tế nước nhà trong thời kỳ đổi mới của chúng ta. Để ngày càng nâng cao mức sống của nhân dân, đáp ứng nhu cầu trong nước và tăng cường mở rộng thị trường xuất khẩu, sự phát triển của ngành thực phẩm đặc biệt là ngành sản xuất bột ngọt góp phần đem lại lợi nhuận cao cho nền kinh tế quốc dân Acid glutamic là nguồn nguyên liệu chính để sản xuất bột ngọt và cũng là nguồn nguyên liệu để sản xuất mỹ phẩm, dược phẩm, hóa chất,... Việc thiết lập nhà máy sản xuất acid glutamic là cần thiết nó giải quyết được rất nhiều các sản phẩm nông nghiệp và thu hút được một lượng lớn lao động. Thiết lập được nhà máy như trên cần nghiên cứu đến nhiều vấn đề sau. 1.1. Ðặc điểm thiên nhiên và vị trí xây dựng Ðịa điểm xây dựng nhà máy phải phù hợp với quy hoạch và đảm bảo sự phát triển chung về kinh tế ở địa phương. Em chọn địa điểm là tại tỉnh Ninh Bình. Ninh Bình là một tỉnh nằm ở cửa ngõ cực nam miền Bắc và khu vực đồng bằng Bắc Bộ, Việt Nam. Theo quy hoạch xây dựng phát triển kinh tế thì tỉnh này thuộc vùng duyên hải Bắc Bộ. Ninh Bình giáp với Hòa Bình, Hà Nam ở phía bắc, Nam Định ở phía đông, Thanh Hóa ở phía tây, biển (vịnh Bắc Bộ) ở phía đông nam. Trung tâm tỉnh là thành phố Ninh Bình cách thủ đô Hà Nội 93 km về phía nam. Ở vị trí điểm mút của cạnh đáy tam giác châu thổ sông Hồng, Ninh Bình bao gồm cả ba loại địa hình. Vùng đồi núi bán sơn địa ở phía Tây Bắc bao gồm các huyện Nho Quan, Gia Viễn, Hoa Lư, Tam Điệp; vùng đồng bằng ven biển ở phía Đông Nam thuộc 2 huyện Kim Sơn và Yên Khánh. Xen giữa 2 vùng lớn là vùng chiêm trũng chuyển tiếp. Ninh Bình có bờ biển dài 18km. Bờ biển Ninh Bình hàng năm được phù sa bồi đắp lấn ra trên 100m. Ninh Bình nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa chịu ảnh hưởng của khí hậu ven biển: mùa nóng, mưa nhiều từ tháng 5 đến tháng 10; mùa lạnh, khô từ tháng 11 năm trước đến tháng 4 năm sau. Lượng mưa trung bình hàng năm: 1.700-1.800 mm; Nhiệt độ trung bình 23,5 °C; Số giờ nắng trong năm: 1.600-1.700 giờ; Độ ẩm tương đối trung bình: 80-85%. Diện tích:1.400 km², dân số (điều tra dân số 01/04/2009): 898.459 người với mật độ dân số 642 người/km². Ngoài ra Ninh Bình có hệ thống sông ngòi dày đặc như: sông Đáy, sông Hoàng Long, sông Càn, sông Vạc, Sông Vân... tạo thành mạng lưới giao thông thuỷ, bộ rất thuận tiện cho giao lưu phát triển kinh tế trong và ngoài tỉnh [12]. Từ các thông số trên cho thấy em xin chọn địa điểm đặt nhà máy tại huyện Yên Khánh gần khu công nghiệp Khánh Phú với hướng gió chủ đạo là hướng Đông Nam. Hình 1.1 Bản đồ hành chính Ninh Bình [12]. 1.2. Nguồn cung cấp nguyên liệu Nguồn nguyên liệu chủ yếu của nhà máy là tinh bột sắn, được cung cấp từ các nhà máy sản xuất tinh bột sắn tại khu vực Miền Trung – Tây Nguyên như: Nhà máy Chế biến tinh bột sắn Như Xuân (Thanh Hóa), Nhà máy Tinh bột sắn Intimex Nghệ An, nhà máy tinh bột sắn Quảng Trị,... Việc ổn định về nguồn nguyên liệu là điều kiện thuận lợi cho nhà máy đi vào hoạt động và nâng cao năng suất, chất lượng tốt. 1.3. Khả năng hợp tác hoá liên hợp hóa Việc hợp tác hoá giữa nhà máy thiết kế với các nhà máy khác về mặt kinh tế kỹ thuật và việc liên hợp hoá sẽ giảm thời gian xây dựng giảm vốn đầu tư và hạ giá thành sản phẩm. Nhà máy hợp tác về mọi mặt với các nhà máy khác về phương diện kỹ thuật và kinh tế. Do nguồn nguyên liệu tinh bột sắn đều mua từ các nhà máy khác ngoài ra còn hợp tác với các nhà máy khác về bao bì, sắt tây, hộp cáctông, các cơ sở sản xuất nguyên liệu phụ khác [10,Tr 7]. 1.4. Giao thông vận tải Nhà máy thiết kế nằm ngay trên trục giao thông chính đảm bảo cả giao thông đường bộ và cả đường thuỷ thuận tiện cho việc vận chuyển nguyên nhiên liệu vào nhà máy. Vì vậy vấn đề giao thông không chỉ mục đích xây dựng nhà máy nhanh mà còn là sự tồn tại và phát triển nhà máy trong tương lai. Từ các vấn đề trên giao thông là điều kiện cần thiết đối với nhà máy. 1.5. Nguồn cung cấp điện hơi nước Việc sử dụng điện để chạy động cơ, thiết bị và chiếu sáng điện thế sử dụng thường là 110-220V/360V. Ðể đạt yêu cầu phải lấy điện cao thế thường là 6 KV qua hạ thế. Nhà máy sử dụng lưới điện của khu công nghiệp ngoài ra nhà máy còn có máy phát điện dự phòng để đảm bảo hoạt động liên tục [10,Tr 7]. Nước dùng trong nhà máy với mục đích chế biến, vệ sinh thiết bị và dùng cho sinh hoạt. Nước phải có chỉ tiêu về độ cứng và vệ sinh cao phải đạt chỉ tiêu: chỉ số coli, độ cứng, nhiệt độ, hỗn hợp vô cơ, hữu cơ trong nước. Nguồn cung cấp lấy từ nhà máy nước, trong hệ thống của khu công nghiệp và trong nhà máy có giếng đóng qua hệ thống xử lý và có đài nước để đưa vào phân xưởng. Nhiên liệu sử dụng của nhà máy là than đá nhiệt lượng thấp (5.500-6.500 Kcal/Kg), được cung cấp thu mua tại vùng mỏ than của Quảng Ninh và nguồn khí Biogas thu được từ hệ thống xử lý nước thải của nhà máy Giai đoạn đầu khi chưa có khí biogas thì dùng than đá để đốt lò hơi. Sau khi có khí biogas, thì sử dụng than đá 40% và biogas 60% để vận hành lò hơi. 1.6. Nguồn cung cấp nhân công Vì nhà máy đặt gần khu công nghiệp nên sẽ thu hút được cán bộ chuyên môn. Cán bộ quản lý và cán bộ kỹ thuật của nhà máy được đào tạo tại các trường đại học: Kinh tế, Bách khoa, Tổng hợp, ... học tại khu vực Hà Nội,... Do Ninh Bình và các tỉnh lân cận là vùng đông dân cư nên việc tuyển dụng công nhân tại địa phương nhà máy là dễ dàng. Đây là việc tiện lợi cho nhà máy xây dựng vì tiện cho việc sinh hoạt đi lại, giảm công trình nhà ở, giảm được chi phí ban đầu. Ngoài ra thu hút công nhân có kinh nghiệm, tay nghề cao để đáp ứng nhu cầu dây chuyền sản xuất hiện đại của nhà máy. 1.7. Thị trường tiêu thụ sản phẩm Nhà máy sản xuất acid glutamic với công nghệ hiện đại hiện đại, chất lượng tốt có khả năng tiêu thụ trong cả nước, đẩy lùi acid glutamic ngoại nhập và tương lai sẽ xuất khẩu ra nước ngoài. 1.8. Xử lý chất thải Trong quá trình sản xuất acid glutamic bằng phương pháp lên men ta sử dụng một lượng nước khá lớn, do vậy ta thải ra môi trường là rất lớn. Tùy từng loại nước thải mà có các biện pháp xử lý khác nhau: - Đối với nước thải dùng cho quá trình sản xuất cần được xử lý, tái sử dụng. - Nước thải sinh hoạt, vệ sinh nhà máy, vệ sinh thiết bị…thì được đưa vào hệ thống cống rãnh trong nhà máy đến bể xử lý trước khi thải ra môi trường. - Đối với chất thải rắn thì được xử lý bằng phương pháp vi sinh sản xuất khí biogas, xác men để sản xuất phân hữu cơ vi sinh hay thức ăn gia súc. Tóm lại: Với các điều kiện đã nêu trên thì khả năng xây dựng một nhà máy sản xuất acid glutamic gần khu công nghiệp Khánh Phú thuộc huyện Yên Khánh, tỉnh Ninh Bình là hoàn toàn có thể, đồng thời có thể tạo ra bước chuyển hướng cơ cấu nông thôn theo hướng công nghiệp hoá và góp phần kích thích sự phát triển của các ngành sản xuất khác trong hệ thống cụm sản xuất công nghiệp của tỉnh qua đó thúc đẩy sự phát triển kinh tế huyện. CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Giới thiệu về acid glutamic 2.1.1. Khái niệm Trong đời sống thường nhật, acid amin nói chung và acid glutamic (L-AG) nói riêng có một ý nghĩa to lớn. L-AG là một acid amin công nghiệp quan trọng [8,Tr 5]. Acid glutamic có công thức phân tử: C5 H9NO4 Thuộc loại acid amin có chứa một nhóm amin và hai nhóm cacboxyl. Điều chế bằng cách tổng hợp hoặc lên men gluxit. Acid glutamic có công thức hóa học là: Hình 2.1. Cấu trúc phân tử của acid glutamic [13]. Acid glutamic là những tinh thể không màu. Nhiệt độ nóng chảy là tnc = 247 - 249 oC (phân huỷ). Thăng hoa ở 200 oC. Độ quay cực riêng với tia D ở 22- 31oC. Ít tan trong nước, etanol; không tan trong ete, axeton. Acid L (+) - glutamic có vị ngọt của thịt, còn acid D (–) - glutamic không có vị đó. Mononatriglutamat (NaOOCCH2CH2CH(NH2)COOH) dễ tan trong nước, thường gọi là mì chính (bột ngọt) được dùng làm gia vị [14]. 2.1.2. Vai trò của acid glutamic Trong những năm gần đây, việc nghiên cứu để sản xuất acid glutamic được đẩy mạnh nhất. Càng ngày ta càng sử dụng nhiều acid glutamic trong việc nâng cao sức khỏe và điều trị một số bệnh của con người [8,Tr 5]. Acid glutamic rất cần cho sự sống, tuy là một loại amino acid không phải thuộc loại không thay thế nhưng nhiều thí nghiệm lâm sàng cho thấy nó là một loại acid amin đóng vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất của người và động vật, trong việc xây dựng protit, xây dựng các cấu tử của tế bào [8,Tr 5]. Acid glutamic có thể đảm bảo nhiệm chức năng tổng hợp nên các amino acid khác như alanin, losin, cystein, prolin, oxyprolin, … nó tham gia vào phản ứng chuyển amin, giúp cho cơ thể tiêu hóa nhóm amin và tách NH3 ra khỏi cơ thể. Nó chiếm phần lớn thành phần protit và phần xám của não, đóng vai trò quan trọng trong các biến đổi sinh hóa ở hệ thần kinh trung ương, vì vậy trong y học còn sử dụng acid glutamic trong trường hợp suy nhược hệ thần kinh nặng, mỏi mệt, mất trí nhớ, sự đầu độc NH3 vào cơ thể, một số bệnh về tim, bệnh teo bắp thịt,…[8,Tr 5]. Acid glutamic dùng làm thuốc chữa các bệnh thần kinh và tâm thần, bệnh chậm phát triển trí óc ở trẻ em, bệnh bại liệt, bệnh hôn mê gan [8,Tr 5]. Acid glutamic còn dùng làm nguyên liệu khởi đầu cho việc tổng hợp một số hóa chất quan trọng: N-Acetylglutamat là chất hoạt động bề mặt, vi sinh vật có thể phân giải được, ít ăn da, được dùng rộng rãi trong công nghiệp mỹ phẩm, xà phòng và dầu gội đầu. Acid oxopyrolidicarboxylic, một dẫn xuất khác của acid glutamic được dùng làm chất giữ ẩm trong mỹ phẩm. Acetylglutamat được dùng trong xử lý ô nhiễm nước biển do dầu hỏa và dầu thực vật gây nên [8,Tr 5]. Acid glutamic phân bố rộng rãi trong tự nhiên dưới dạng hợp chất và dạng tự do, có trong thành phần cấu tạo của protein động thực vật. Trong mô acid glutamic tạo thành từ NH3 và acid α-xetoglutaric. Trong sinh vật đặc biệt là vi sinh vật, acid glutamic được tổng hợp theo con đường lên men từ nhiều nguồn cacbon [8,Tr 5]. 2.2. Nguyên liệu sản xuất acid glutamic Nguyên liệu giàu gluxit: tinh bột, rỉ đường, glucoza, sacaroza v.v… Em chọn nguyên liệu là tinh bột sắn. 2.2.1. Thành phần cấu tạo của tinh bột sắn Tinh bột sắn được sản xuất trong quá trình chế biến củ sắn. Có hai loại sắn: sắn đắng và sắn ngọt khác nhau về hàm lượng tinh bột và xyanua. Sắn đắng có nhiều tinh bột hơn nhưng đồng thời có nhiều xyanhydric, khoảng 200 ÷ 300 mg/kg. Sắn ngọt có ít xyanhydric (HCN) và được dùng làm lương thực, thực phẩm. Sắn trồng ở các tỉnh phía Bắc chủ yếu là sắn ngọt và tinh bột thu được không có HCN. Thành phần hoá học của tinh bột sắn phụ thuộc chủ yếu vào trình độ kỹ thuật chế biến sắn. Tinh bột sắn thường có các thành phần sau: Tinh bột : 83 ÷ 88% Nước : 10,6 ÷ 14,4% Xenluloza : 0,1 ÷ 0.3% Đạm : 0,1 ÷ 0,4% Chất khoáng : 0,1÷ 0,6% Chất hòa tan : 0,1 ÷ 1,3% Hình 2.2. Tinh bột sắn [15 ]. Tinh bột sắn có kích thước xê dịch trong khoảng khá rộng 5 ÷ 40 µm. Dưới kính hiển vi ta thấy tinh bột sắn có nhiều hình dạng khác nhau từ hình nón đến hình bầu dục tương tự tinh bột khoai tây nhưng khác tinh bột ngô và tinh bột gạo ở những chổ không có hình đa giác. Cũng như các loại tinh bột khác tinh bột sắn gồm các mạch amilopectin và amiloza, tỉ lệ amilopectin và amiloza là 4: 1. Nhiệt độ hồ hóa của tinh bột sắn nằm trong khoảng 60 ÷ 800 C [8,Tr 16]. 2.2.2. Thu nhận glucoza từ tinh bột sắn - Phương pháp thủy phân bằng acid: Trong sản xuất công nghiệp người ta thường sử dụng dung dịch đường glucoza thủy phân từ tinh bột bằng acid hoặc enzim. Có hai loại acid: HCl và H2SO4 . Dùng HCl thời gian thủy phân ngắn nhưng không tách được gốc acid ra khỏi dung dịch. Dùng H2SO4 thời gian thủy phân dài, nhưng có thể tách gốc SO42- ra khỏi dịch đường bằng cách dùng CaCO3 trung hòa dịch thủy phân [8,Tr 16]. - Phương pháp thủy phân bằng enzim: Hai loại enzim được dùng nhiều cho quá trình này là α-amylaza và γ-amylaza, α-amylaza có nhiệm vụ phá hủy các mối liên kết α-1,4-glucozit của tinh bột tạo ra các sản phẩm có phân tử lượng lớn như dextrin bậc cao, dextrin bậc thấp, mantotrioza và cuối cùng là maltoza. γ-amylaza có tác dụng thủy phân mối liên kết α-1,4 và α-1,6-glucozit bắt đầu từ đầu không khử trên mạch amiloza và amilopectin và sản phẩm cuối cùng là glucoza. Mỗi enzim có pH và nhiệt độ thích hợp, pH và nhiệt độ tối ưu của mỗi loại enzim phụ thuộc vào nguồn gốc của nó. Trong công nghiệp người ta thường kết hợp α-amylaza bền nhiệt với γ-amylaza của nấm mốc để thủy phân tinh bột thành đường glucoza [8,Tr 16]. Dịch đường sản xuất theo phương pháp enzim có hiệu suất chuyển hóa cao hơn phương pháp acid, không chứa gốc acid và tạp chất có hại, rất thích hợp cho việc sản xuất glucoza tinh thể và cho lên men nhờ vi sinh vật. Từ các tính chất ưu và nhược điểm nêu trên em xin chọn nguyên liệu sản xuất acid glutamic từ tinh bột sắn nhờ kết hợp α-amylaza bền nhiệt với γ-amylaza của nấm mốc để thủy phân tinh bột thành đường glucoza. 2.3. Sản xuất acid glutamic bằng phương pháp lên men Phương pháp này lợi dụng một số vi sinh vật có khả năng sinh tổng hợp ra các acid amin từ các nguồn gluxit và đạm vô cơ. Phương pháp này đang có nhiều triển vọng phát triển ở khắp các nước, nó tạo ra được nhiều loại amino acid như: acid glutamic, lizin, valin, alanin, phenylalanin, tryptophan, methinonin, … Phương pháp lên men có nguồn gốc từ Nhật Bản, năm 1956 khi mà Shukuo và Kinoshita sử dụng chủng Micrococcus glutamicus sản xuất glutamat từ môi trường có chứa glucoza và amoniac. Sau đó một số loài vi sinh vật khác cũng được sử dụng như Brevi Bacterium và Microbacterium. Tất cả các loài vi sinh vật này đều có một số đặc điểm sau: + Hình dạng tế bào từ hình cầu đến hình que ngắn + Vi khuẩn Gram (+) + Hô hấp hiếu khí + Không tạo bào tử + Không chuyển động được, không có tiên mao + Biotin là yếu tố cần thiết cho sinh trưởng và phát triển + Tích tụ một lượng lớn glutamic từ hydrat cacbon và NH4+ trong môi trường có sục không khí. Phương pháp này có nhiều ưu điểm nên đang được nghiên cứu và ứng dụng ở nước ta và các nước trên thế giới. Ưu điểm chính: + Không sử dụng nguyên liệu protit. + Không cần sử dụng nhiều hóa chất và thiết bị chịu ăn mòn. + Hiệu suất cao, giá thành hạ. + Tạo ra acid glutamic dạng L, có hoạt tính sinh học cao. Với những trình bày ở trên thì phương pháp lên men có nhiều ưu thế hơn hết trong việc sản xuất acid glutamic. Nên đối với đề tài thiết kế này tôi chọn phương pháp lên men để sản xuất acid glutamic. 2.4. Các phương pháp lên men acid glutamic Sản xuất acid glutamic bằng phương pháp lên men người ta sử dụng 2 phương pháp là lên men 2 giai đoạn (gián đoạn) và lên men trực tiếp. 2.4.1. Phương pháp lên men hai giai đoạn Nguyên tắc của phương pháp này là đầu tiên tạo ra α-Ketoglutaric bằng các kĩ thuật vi sinh như nuôi cấy vi sinh vật. Sau đó chuyển hoá α-Ketoglutaric thành acid glutamic nhờ enzim aminotransferase và glutamatdehydrogenase. Giai đoạn chuyển từ α-Ketoglutaric thành acid glutamic có thể sử dụng nhiều chủng khác nhau như Pseudomonas, Xantonomas, Ervinia,Bacillus,Micrococus. Với môi trường cho trước cho phép ta tạo ra acid glutamic mà không tích luỹ acid α-Ketoglutaric lượng lớn trong môi trường. Quá trình chuyển hoá acid glutamic được thực hiện qua hai kiểu phản ứng sau: + Chuyển amin: Acid α-Ketoglutaric + acid aminL-glutamic + acid xetonic + Amin hoá khử: α-Ketoglutaric + NH4 + NADH + H+(NAD+H+)L-glutamic + H2O + NADP+(NAD+). Enzim aminotransferase được lấy từ dịch nuôi cấy các vi khuẩn thối rữa như Flavobacterium, Achromobacter, Micrococus… Nhược điểm của phương pháp này là dùng quá nhiều enzim và acid amin làm nguồn amin cho phản ứng dây chuyền nên ít được dùng trong công nghiệp. [9,Tr 6]. 2.4.2. Phương pháp lên men một giai đoạn Nguyên tắc của phương pháp này là sản xuất L-glutamic ngay trong dịch nuôi cấy bằng một loại vi sinh vật duy nhất. Các sinh vật này đều có hệ enzim đặc biệt có thể chuyển tiếp đường và NH3 thành acid glutamic trong môi trường. - Ưu điểm: +Sử dụng đường làm nguyên liệu có hiệu suất cao. +Nguyên liệu sử dụng rẻ tiền,dễ kiếm. +Nguyên liệu chứa đầy đủ các thành phần dinh dưỡng cho quá trìng lên men [6,Tr 8]. Với những ưu điểm như vậy, ở đây tôi chọn phương pháp lên men một giai đoạn để sản xuất acid glutamic. 2.5. Các sản phẩm của quá trình lên men acid glutamic 2.5.1. Sản phẩm chính-Acid glutamic [8,Tr 82]. Phương trình tổng quát của quá trình tạo acid glutamic từ glucoza hay axetat và NH3 được biểu diễn như sau: Glucoza + NH3 + 1,5O2 Acid glutamic + CO2 + 3H2O Axetat + NH3 + 1,5O2 Acid glutamic + CO2 + 3H2O Sản phẩm chính là acid glutamic và CO2. Ở đây theo lý thuyết, hiệu suất chuyển hoá glucoza hay axetat thành axit glutamic đều là 81,66% nhưng ngày nay tùy theo điều kiện sản xuất và phương thức lên men hiệu suất chuyển hoá chỉ là 45 ÷ 50% trong sản xuất và 55 ÷ 57% giống tự nhiên hay 61 ÷ 62% từ giống đột biến trong nghiên cứu ở phòng thí nghiệm. 2.5.2. Sản phẩm phụ 2.5.2.1. Acid lactic Trong điều kiện tối ưu, acid glutamic sinh ra là chủ yếu. Nếu chệch khỏi điều kiện này thì Corynebacterium glutamicum sẽ tạo axit lactic thay vì tạo axit glutamic. Có hai lý do cơ bản là quá dư thừa biotin hoặc quá ít oxy hoà tan. Đôi khi sự thay đổi nhiệt độ đột ngột từ 30÷370C cũng dẫn tới việc biến quá trình lên men acid glutamic thành quá trình lên men acid lactic như đã xảy ra với B.divaricatum [8, Tr 82]. 2.5.2.2. Acid sucxinic Cũng được tạo ra nhiều khi môi trường thừa biotin hoặc thiếu oxy hoà tan [8, Tr 82]. 2.5.2.3. Acid α- xetoglutaric Mọi quá trình sinh tổng hợp đều có phản ứng tạo acid glutamic từ α- xetoglutaric nhờ xúc tác của hai hệ thống enzim transaminaza và acid glutamic – dehyrogenaza. Phản ứng này thực hiện được hoàn toàn khi môi trường có dư NH4+ và pH từ trung tính đến kiềm yếu. Nếu môi trường thiếu NH4+ và pH ở phạm vi acid yếu thì phản ứng trên không thực hiện được và α- xetoglutaric bị tích tụ ngày một nhiều trong môi trường thay vì acid glutamic [8,Tr 82]. 2.5.2.4. Sản phẩn khác Glutamin, alanin, L- acetylglutamin, aspatic... [8,Tr 82]. 2.6. Vi sinh vật trong sản xuất acid glutamic Tham gia vào quá trình lên men để sản xuất axit glutamic ta chọn vi sinh vật thường dùng là: Corynebacterium glutamicum Brevibacterium lactofermentus Micrococus