Sinh học đại cương - Chương 12: Thiết bị phân chia các dung dịch của các chất hoạt hoá sinh học bằng màng mỏng
Máy siêu lọc (hình 12.6) hoạt động nhưsau: dung dịch tiệt trùng ban đầu từthùng
chứa 1 qua bộlọc vi khuẩn 2 và bộlọc sơbộ5 rồi dùng bơm 3 đẩy vào vòng tuần hoàn
kín. Vòng tuần hoàn gồm bơm tuần hoàn 6, bộtrao đổi nhiệt 7 và bốn bộsiêu lọc 8. Sau
khi bơm, dung dịch được phân bổthành hai dòng song song. Mỗi dòng chảy qua hai bộ
lọc nối liên tiếp nhau, và sau đó chúng kết hợp lại thành dòng chung đểvào bộtrao đổi
nhiệt. Áp suất làm việc trong hệ được điều chỉnh bằng van. Nhiệt độcủa dung dịch
được giữ ổn định trong giới hạn 10
0
C nhờbộtrao đổi nhiệt. Chất thấm chứa các dung
dịch các chất thấp phân tửvào thùng chứa 9, còn chất cô sau khi tuần hoàn nhiều lần
đến một mức nhất định thì đưa vào thùng thu nhận chất cô 10. Việc nối liên tiếp các
đường song song của các bộvi lọc cho phép thay đổi các thiết bịtrong qúa trình hoạt
động và làm thuận tiện cho thao tác. Đểngăn ngừa sựxâm nhập các vi sinh vật lạvào
hệsiêu lọc, thường trang bịthêm bơm tuần hoàn có đệm hai mặt mút. Bơm tuần hoàn
11 đẩy nước tiệt trùng từthùng chứa vào đệm. Sau các bơm thường lắp các bộchống
rung đểsan bằng xung động của dung dịch. Trên các đường xảchất cô và chất thấm lắp
đặt các lưu lượng kếkiểu con quay, còn đoạn thông ra ngoài không khí có các bộlọc vi
khuẩn.
bó (mỗi bó có 10000 sợi), sợi rỗng được xếp trong ống xilanh. Độ đặc 10.000 m2/m3. Vách các sợi rỗng thực chất là màng bán thấm. Dưới áp suất, chất lỏng được đẩy vào bó sợi từ một đầu vỏ, còn chất vi lọc thoát ra từ hai đầu cuối của bó sợi. Thiết bị có năng suất từ 5 đến 1000 m3/ngày. 251 Dung dịch ban đầu Chất lọc Chất lọc Hình 12.4. Thiết bị dùng màng lọc trên cơ sở của các sợi rỗng: 1- Vòng hãm; 2- Bản ; 3- Lưới che chắn; 4- Các sợi rỗng; 5- Bản bằng nhựa epoxit; 6- Đĩa đỡ; 7,10- Đáy; 8- Ống phân phối được đột lỗ; 9- Vỏ bằng sợi thuỷ tinh. 12.2. CÁC THIẾT BỊ SIÊU LỌC ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP 12.2.1. Cấu tạo Quá trình siêu lọc được thực hiện trong khối màng dạng khung phẳng. Diện tích bề mặt làm việc của mỗi khối 10 ÷ 12 m2. Khối siêu lọc (hình 12.5) gồm vỏ hộp 3, trong đó xếp các túi chứa bộ lọc phẳng 5, được phân cách lẫn nhau giữa các đệm có hình dạng đặc biệt 4. Khe rãnh có chiều sâu 1,0 ÷ 1,5 mm được tạo ra giữa các cặp nối của bộ lọc. Dung dịch được cô chảy qua các rãnh. Để ngăn ngừa sự xê dịch của túi khi hoạt động thường dùng các chi tiết định vị 2, các gờ của các bộ lọc và các đệm phân chia được tì vào đó. Túi được bít kín trong hộp nhờ nắp trên 1. Nắp trước 8 có lắp các đoạn ống để nạp dung dịch ban đầu và tháo chất cô đặc được cố định bởi các chốt 6 qua lớp đệm kín 7 từ phía mặt mút của máy. Đoạn ống để tháo chất thấm được bố trí ở phía sườn của máy. Bộ lọc gồm bản trụ bằng polypropilen có dạng hình vuông, ở hai phía tấm có các rãnh khía dọc, ngang với chiều sâu 0,3 mm. Dùng vải capron có số sàng No 32 - 49 để bọc kín bản. Đặt màng lựa chọn ở trên, sao cho phủ kín một mặt mút của bộ lọc, chất thấm được tháo ra qua ba bộ lọc hở còn lại. Hình 12.5. Khối siêu lọc Chất thấm 252 Máy vi lọc gồm 20 ÷ 25 bộ lọc và 20 ÷ 24 màng xenluloza axetat. Có thể sử dụng polystrirol, thuỷ tinh hữu cơ... làm bản trụ. Paronit (caosu amiăng), caosu và relin có bề dày khác nhau được sử dụng làm lớp đệm. Máy siêu lọc có các ưu điểm sau: độ kín, sự gia cố an toàn các bộ lọc và các đệm phân cách và một lượng chi tiết không đáng kể tháo được. Nhược điểm là khối lượng lao động lắp ráp và tháo dỡ máy lớn. Máy siêu lọc (hình 12.6) hoạt động như sau: dung dịch tiệt trùng ban đầu từ thùng chứa 1 qua bộ lọc vi khuẩn 2 và bộ lọc sơ bộ 5 rồi dùng bơm 3 đẩy vào vòng tuần hoàn kín. Vòng tuần hoàn gồm bơm tuần hoàn 6, bộ trao đổi nhiệt 7 và bốn bộ siêu lọc 8. Sau khi bơm, dung dịch được phân bổ thành hai dòng song song. Mỗi dòng chảy qua hai bộ lọc nối liên tiếp nhau, và sau đó chúng kết hợp lại thành dòng chung để vào bộ trao đổi nhiệt. Áp suất làm việc trong hệ được điều chỉnh bằng van. Nhiệt độ của dung dịch được giữ ổn định trong giới hạn 100C nhờ bộ trao đổi nhiệt. Chất thấm chứa các dung dịch các chất thấp phân tử vào thùng chứa 9, còn chất cô sau khi tuần hoàn nhiều lần đến một mức nhất định thì đưa vào thùng thu nhận chất cô 10. Việc nối liên tiếp các đường song song của các bộ vi lọc cho phép thay đổi các thiết bị trong qúa trình hoạt động và làm thuận tiện cho thao tác. Để ngăn ngừa sự xâm nhập các vi sinh vật lạ vào hệ siêu lọc, thường trang bị thêm bơm tuần hoàn có đệm hai mặt mút. Bơm tuần hoàn 11 đẩy nước tiệt trùng từ thùng chứa vào đệm. Sau các bơm thường lắp các bộ chống rung để san bằng xung động của dung dịch. Trên các đường xả chất cô và chất thấm lắp đặt các lưu lượng kế kiểu con quay, còn đoạn thông ra ngoài không khí có các bộ lọc vi khuẩn. Khi kết thúc quá trình các bộ vi lọc, các thùng chứa đều được rửa bằng nước và xác định hàm lượng enzim trong nước rửa. Enzim được trích ra từ nước rửa trong chu kỳ cô tiếp theo. Dùng dung dịch 1% monocloamin hay chất sát trùng khác để tiệt trùng thiết bị trong thời gian 15 ÷ 20 phút, sau đó rửa bằng nước tiệt trùng trong vòng 30 ÷ 40 phút, tiếp theo chu kỳ công nghệ được lặp lại. Thiết bị vi lọc tự động liên tục có năng suất cao (hình 12.7) được sử dụng trong sản xuất lớn các loại chế phẩm enzim và các chế phẩm hoạt hoá sinh học khác. Thiết bị gồm 18 bộ vi lọc 4 với diện tích bề mặt hoạt động 180 m2. Các bộ được nhóm hoá thành ba mức cô nối nhau liên tục. Mỗi mức là một vòng tuần hoàn kín, ngoài các bộ vi lọc tham gia vào vòng tuần hoàn còn có bơm 2 và bộ trao đổi nhiệt 3. Vòng đầu tiên có 9, vòng hai − 6, vòng thứ ba − 3 bộ. 253 Vào khí quyển Nước tiệt trùng 3 4 5 4 11 Chất lọc Dung dịch ban đầu Chất cô Vào khí quyển 12 Hình 12.6. Máy siêu lọc: 1- Thùng chứa dung dịch ban đầu; 2- Bộ lọc vi khuẩn; 3- Bơm nạp dung dịch; 4- Bộ chống rung; 5- Bộ lọc sơ bộ; 6- Bơm tuần hoàn; 7- Bộ trao đổi nhiệt; 8- Khối vi lọc; 9- Thùng chứa chất lọc; 10- Thùng chứa chất cô; 11- Bơm; 12 - Thùng chứa nước tiệt trùng Trong mỗi mức, chất lỏng được cô qua ba bộ liên tục. Ở mức đầu có ba dòng song song nhau, mức hai − hai và ở mức ba − một. Dung dịch từ mức đầu váo mức hai và sau đó vào mức ba, các chất thấp phân tử được lọc liên tục. Hệ phân bổ dòng như thế cho phép đạt tốc độ chuyển động của chất lỏng trong các rãnh đến 2 m/s, giảm bớt sức cản thuỷ lực và tiêu thụ năng lượng tối thiểu. 254 Vào khí quyển Nước Hơi Vào khí quyển Hơi Chất Nước sátD 6 ung dịch enzim Chất lọc Chất cô Hình 12.7. Máy vi lọc Trong tiến trình vận hành lượng chất thấm theo các mức độ của hệ được giảm xuống, còn mức độ cô tăng lên. Lượng chất thấm cơ bản nhận được ở mức đầu tiên, nhỏ hơn - ở mức hai và còn nhỏ hơn nữa ở mức thứ ba, cho nên diện tích bề mặt lọc ở mức đầu là 90, ở mức hai - 60 và ở mức ba - 30 m2. Dung dịch đầu được đẩy vào hệ thuỷ lực của máy từ thùng chứa 5 nhờ bơm định lượng 1 có áp suất 0,6 MPa. Máy vi lọc được trang bị hệ tự động điều chỉnh quan hệ giữa tiêu hao chất thấm và chất cô, cho phép liên tục điều chỉnh mẫu chất cô (phụ thuộc vào số lần tuần hoàn và lượng enzim đã thu nhận được). Thiết bị cũng được trang bị các dung lượng để chứa dung dịch sát trùng 7 và nước tiệt trùng 8, trang bị hệ nạp nước vào các bộ vi lọc trong thời gian ngừng nạp dung dịch (để bảo giữ màng xenluloza axetat) . Không khí thải ra khỏi hệ được làm sạch trong các bộ lọc vi khuẩn 6. lNăng suất của thiết bị là 1800 /h. Khó khăn cho việc thay thế các màng lựa chọn sau khi lọc là nhược điểm chính của các thiết bị siêu lọc. 255 Bảng 12.2. Đặc điểm kỹ thuật của các thiết bị siêu lọc Các chỉ số YKΦ - 40 YKΦ - 180 (1) 0,45 2,0 Năng suất tính theo dung dịch ban đầu, m3/h Số lần cô tính theo thể tích 10 và hơn 10 và hơn Diện tích bề mặt của các màng, m2 40 180 Nhiệt độ lớn nhất, 0C 50 50 Ap suất làm việc, MPa 0,6 0,6 Phạm vi pH (2) 5 ÷ 8 5 ÷ 8 Công suất, kW 15 122 Công suất đơn vị, kW/m2 0,37 0,68 Kích thước cơ bản 2150×900×2800 10200×5300×2800 Khối lượng, kg 1800 9700 (1)Ghi chú: Năng suất phụ thuộc vào các thông số các màng được sử dụng và các tính chất các chất lỏng đem cô. (2) Khi sử dụng các màng có nhãn hiệu YAM bằng xenluloza axetat. 12.2.2. Các thiết bị siêu lọc dạng môđun Hiện nay trong thực tế ở các nước có xu hướng thảo ra những thiết bị dạng môđun về công nghệ màng lọc. Việc ứng dụng các thiết bị siêu lọc dạng môđun sẽ cho phép làm dễ dàng việc thao tác và giảm nhân công. Các tổ hợp siêu lọc YΦ - 15/20 , YΦ - 15/40 , YΦ - 15/2000. Các thiết bị siêu lọc YΦ - 15/20 tác động gián đoạn được dùng để cô và tinh chế các dung dịch chứa enzim và các chất hoạt hoá khác. Vỏ xilanh của thiết bị dùng màng lọc trong tổ hợp YΦ - 15/20 (hình 12.8) được phủ kín từ hai hướng bằng các nắp bích có đáy elip. Cố định hai môđun màng dạng khung phẳng trong vỏ có diện tích bề mặt của mỗi môđun 12,5 m2. Môđun gồm cụm các bộ lọc phẳng có dạng các tấm bản xốp bằng polyme được bọc bởi màng lựa chọn. Cụm được ép lại giữa các mặt bích bằng các thanh giằng ở bên trong các rãnh rỗng để tháo chất thấm. Chất thấm tháo ra ngoài qua các khớp vặn, được phân bổ trong vỏ thiết bị. Tổ hợp lọc YΦ - 15/40 khác với tổ hợp lọc YΦ - 15/20 ở chỗ tổ hợp YΦ - 15/40 có hai thiết bị lọc màng nối tiếp nhau. Tổng diện tích của bề mặt màng 50 m2. 256 6 1 4 2 3 5 Chất lọc Tác nhân lạnh Dung dịch ban đầu Hình 12.8. Sơ đồ tổ hợp siêu lọc YΦ -15/40 1- Thùng chứa dịch; 2- Bơm tuần hoàn; 3-Bộ lọc sơ bộ; 4- Thiết bị lọc bằng màng mỏng; 5- Van tiết lưu; 6- Bộ trao đổi nhiệt Đặc tính kỹ thuật của tổ hợp YΦ - 15/140 Năng suất tính theo dung dịch ban đầu, m3/h: dưới 4 Số lần cô tính theo dung dịch: dưới 10 Diện tích bề mặt của các màng, m2: 50 Ap suất làm việc, MPa: 1,5 Lượng dẫn động điện: 2 Công suất đơn vị của động cơ điện, kW/m2: 13 Kích thước cơ bản: 3600×1400×2200 Khối lượng, kg: 1670 Tổ hợp lọc YΦ - 15/2000 có bề mặt lọc tổng cộng 2000 m2. Tổ hợp lọc có các thiết bị dùng màng lọc dạng môđun, về kết cấu tương tự như các thiết bị được sử dụng trong tổ hợp YΦ - 15/20.Tổ hợp YΦ - 15/2000 gồm bốn tổ hợp nhỏ YΦ - 15/50 tác động gián đoạn, làm việc ở chế độ tự động. Mỗi tổ hợp nhỏ có bộ phận độc lập và hoàn toàn có thể bảo đảm chế độ công nghệ đã cho. Có bốn vòng tuần hoàn trong tổ máy siêu lọc, mỗi vòng gồm có bơm tuần hoàn, bộ trao đổi nhiệt và năm thiết bị dùng màng lọc được nối liên tục. Tổ máy siêu lọc YΦ - 15/500 làm việc như sau: dung dịch tự chảy đầy vòng tuần hoàn, sau đó mở bơm nạp liệu để đẩy dung dịch từ dung lượng ban đầu vào vòng thứ nhất, và mở các bơm tuần hoàn. Cho nên một phần chất lỏng được tuần hoàn theo vòng, còn một phần chảy từ vòng này sang phần khác, mức độ cô tăng dần. Khi trong vòng thứ bốn đạt được nồng độ cô đã cho thì mở van tháo chất thấm vào vòng tiếp theo. Dung dịch đầu được nạp thường xuyên vào vòng thứ nhất với một lượng bằng tổng lượng chất thấm tháo ra từ mỗi vòng và lượng chất cô từ vòng thứ bốn. 257 Hệ thống lắp ráp các đường ống dẫn cho phép mở bất kỳ vòng tuần hoàn nào mà không cần phải dừng tổ máy. Đặc tính kỹ thuật của các tổ hợp YΦ - 15/500 và YΦ - 15/2000 được nêu ở bảng 12.3. Bảng 12.3. Đặc tính kỹ thuật của các tổ hợp siêu lọc YΦ - 15/500 và YΦ-15/2000 Các chỉ số YΦ - 15/500 YΦ - 15/2000 Chế độ làm việc Gián đoạn Gián đoạn Năng suất (1) 3,75 15,0 tính theo dung dịch ban đầu, m3/h dưới 10 dưới 10 Số lần cô 500 2000 Diện tích bề mặt của các màng, m2 20 80 Lượng tổ máy lọc bằng màng 50 50 Nhiệt độ cho phép cao nhất (2), 0C dưới 1,0 dưới 1,0 Ap suất làm việc, MPa 5 ÷ 8 5 ÷ 8 Phạm vi pH (2) 11 44 Lượng dẫn động điện 181 725 Công suất động cơ điện, kW 0,36 0,36 Công suất đơn vị, kW/m2 12000×15000×5000 48000×15000×5000 Kích thước cơ bản 32000 130000 Khối lượng, kg (1)Ghi chu: Năng suất phụ thuộc vào các thông số của các màng được ứng dụng và các tính chất của chất lỏng đem cô. (2) Khi sử dụng các màng có nhãn hiệu YAM từ xenluloza axetat. Các tổ hợp siêu lọc dạng ống và dạng cuộn. Các tổ hợp tác động gián đoạn để phân chia các dung dịch bằng phương pháp siêu lọc dạng cuộn và dạng ống. Tổ máy dạng cuộn dùng để phân chia các dung dịch tương đối nguyên chất, còn dạng ống - đối với các dung dịch chứa thể huyền phù. Tổ hợp MP - 70 - 2000T. Tổ hợp gồm các tổ máy lọc dùng màng, bơm tuần hoàn, khung, trạm điều khiển và được trang bị các dụng cụ đo - kiểm tra. Thiết bị trao đổi nhiệt và dung lượng không thuộc thành phần của tổ hợp. Trong vỏ xilanh của tổ máy có ba khớp nối: để nạp dung dịch phân chia, để tháo chất cô và để tháo chất lọc. Môđun dạng ống hay dạng cuộn được lắp trong vỏ. Môđun dạng ống gồm các ống xốp bằng chất dẻo thuỷ tinh sắp xếp song song nhau có đường kính 12 mm, các màng lựa chọn được lắp vào bề mặt bên trong của các ống xốp trên. 258 Môđun dạng cuộn là lớp bằng màng bán thấm, lưới capron và vải capron phủ lên ống đột lỗ. Bơm đẩy dung dịch vào khoang bên trong của các bộ phận phân chia rồi đến bề mặt của màng. Chất thấm được tháo riêng biệt từ mỗi môđun vào ống góp. Dung dịch được cô cục bộ từ các tổ máy quay về dung lượng để tuần hoàn. Khi làm việc với các chất hoạt hoá sinh học tổ hợp được bổ sung thêm các bộ trao đổi nhiệt để tránh dung dịch bị quá nhiệt khi tuần hoàn. Đặc tính kỹ thuật của tổ hợp MP - 70 - 2000T: Năng suất tính theo chất thấm, m3/ngày: 24 Diện tích bề mặt màng, m2: 35 Ap suất làm việc, MPa: 0,35 Công suất thiết kế, kW: 110 Công suất đơn vị , kW/m2: 3,14 Kích thước cơ bản: 4900×4200×2500 Khối lượng, kg: 5200 12.2.3. Các tổ hợp môđun siêu lọc tác dụng liên tục Tổ hợp môđun siêu lọc dạng lọc - ép để cô các sản phẩm lỏng trong công nghiệp vi sinh, y và hoá. Tổ hợp siêu lọc A1 - OYC. Tổ hợp (hình 12.9) gồm 6 lô: 1 ÷ 6, mỗi một lô có bơm tuần hoàn 9, bộ trao đổi nhiệt 10, chúng được nối với ống góp chung để tháo chất cô và chất lọc. Từ hai dung lượng 11, sản phẩm ban đầu chảy vào bộ trao đổi nhiệt 12, tại đây sản phẩm được đun nóng và sau đó bơm 13 đẩy vào tổ máy siêu lọc.Trong lô 1 sản phẩm được ép thẳng qua các môđun với tốc độ trên màng 1,6 ÷ 2,0 cm/s nhờ bơm tuần hoàn 8. Sản phẩm được tuần hoàn nhiều lần trong vòng của lô, chất lọc được tháo liên tục khỏi môđun, còn chất cô một phần được đẩy vào lô 2, và quá trình như thế được lặp lại. Việc cô tiếp tục được thực hiện tương tự trong tất cả các lô tiếp theo. Thành phẩm có nồng độ đã đạt theo quy định được tháo ra khỏi lô 6. Các lô được nối liên tục với nhau, đồng thời trong bốn lô đầu lắp đặt các môđun 7 có bề mặt làm việc 7,7 m2, gồm 53 bộ phận lọc. Trong hai lô cuối lắp đặt các môđun 8 có bề mặt lọc 3,6 m2 gồm 25 bộ phận lọc. Để điều chỉnh, trong vòng tự động của lô 6 lắp khúc xạ kế 14 có liên kết chức năng với van 15 được đặt ở cửa ra của thiết bị. 259 1 2 3 4 5 6 11 12 13 7 7 7 7 7 7 1010 10 10 10 10 15 1 9 9 Chất cô Chất lọc Hình 12.9. Tổ hợp siêu lọc A1 -OYC Đặc tính kỹ thuật của tổ hợp siêu lọc A1 - OYC: Năng suất (tính theo huyết thanh) l/h: 5000 ÷ 6700 Hàm lượng chất khô trong chất cô, %: 25 Bề mặt làm việc của màng xenluloza axetat, m2: 52 Công suất các động cơ điện, kW: 77,8 Kích thước cơ bản , mm: 16500×3300×2500 Khối lượng, kg: 16000 Tổ hợp môđun siêu lọc A1 - OYB Tổ hợp cô sản phẩm protein A1 - OYB được ứng dụng các màng polyme có độ bền cao trong đệm. Việc nối song song - nối tiếp các phần tử lọc cho phép tạo ra các môđun có bề mặt làm việc khác nhau. Tổ hợp A1 - OYB (hình 12-10) gồm dung lượng chứa dung dịch ban đầu 4, bơm nạp liệu 5, bộ trao đổi nhiệt 6 với đường viền 7 và van điều tiết 5, hai bộ lọc tinh 8 và tổ máy siêu lọc gồm ba lô 9,10,11. Mỗi lô có môđun 12 (hay 13), bơm tuần hoàn 14 và bộ lọc trao đổi nhiệt 15 . Trong các lô 9 và 10 sử dụng môđun 12 với bề mặt các màng 25 m2, gồm 100 phần tử lọc. Các phần tử lọc được kết hợp lại thành 5 khối nối nhau liên tục. Trong lô 11 sử dụng môđun 13 với bề mặt làm việc 15 m2, gồm 60 phần tử lọc và được kết hợp lại thành ba khối. Trong vùng của lô ba được lắp khúc xạ kế 16, còn ở vị trí tháo ra khỏi tổ máy có van 17 liên kết chức năng với khúc xạ kế. 260 Chất cô chứa Hình 12.10. Tổ hợp siêu lọc tác động liên tục A1 - OYB Chất lọc đem gia công Bơm nạp liệu 5 đẩy sản phẩm ban đầu từ dung lượng 4 qua bộ trao đổi nhiệt 6 và các bộ lọc tinh 8 vào lô 9 của tổ máy siêu lọc, qua bộ làm lạnh 15, còn chất lọc được tháo liên tục ra khỏi môđun và vào thùng chứa 20. Một phần sản phẩm được cô từ lô 9 vào lô 10 và quá trình cô được lặp lại. Sau đó từ lô 10 sản phẩm vào lô 11. Thành phẩm tháo ra khỏi lô 11, thành phần của sản phẩm được điều chỉnh nhờ van 17 có liên quan chức năng với khúc xạ 16, sau đó các sản phẩm được hướng vào các giai đoạn tiếp theo qua bộ trao đổi nhiệt 18, còn chất cô dùng bơm 19 đẩy ra khỏi phòng 20 để gia công tiếp theo. Các dung dịch đã cô được chuẩn bị trong dung lượng 2 và dùng bơm định lượng đẩy vào thùng chứa 1, tại đây nó được làm loãng đến nồng độ theo yêu cầu. Dùng bơm 3 đẩy dung dịch loãng vào tổ hợp qua thùng chứa dung dịch ban đầu 4. Đặc tính kỹ thuật của tổ hợp siêu lọc A1 - OYB: Số lượng lô: 3 Số lượng môđun : 3 Bề mặt làm việc của các môđun, m2: 25, 25,15 Năng suất (tính theo sữa khi sử dụng các màng polysunfua) l/h: 3800 ÷ 2500 261 Năng suất đơn vị, l/m2: 46 Công suất động cơ, kW: 57 Kích thước cơ bản, mm: 11750×3600×3600 Khối lượng, kg: 14700 12.2.4. Các tổ hợp vi lọc ở một số nước Tổ hợp siêu lọc của Hãng DDS. Hãng DDS (Đan Mạch) sản xuất các tổ hợp công nghiệp khung phẳng siêu lọc dạng nằm ngang có mức độ tự động cao, chúng có thể hoạt động ở chế độ gián đoạn hay liên tục. Các phần tử cơ bản của tổ hợp thuộc Hãng DDS là những màng môđun, có hệ rãnh nhỏ song song, tương tự như bộ ép - lọc. So sánh các tính chất của màng xenluloza axetat và polysunfua được ứng dụng trong các tổ hợp thuộc hãng DDS được giới thiệu trong bảng 12.4. Hãng DDS sản xuất các tổ hợp siêu lọc có diện tích bề mặt màng 9 ÷ 1900 m2, được dùng để sản xuất ở mức độ lớn và nhỏ (bảng 12.5). Bảng 12.4. Đặc tính của các màng xenluloza axetat và polysunfua được sử dụng trong các tổ hợp siêu lọc của Hãng DDS Các chỉ số Màng xenluloza axetat Màng polysunfua Phạm vi pH 2 ÷ 9 0 ÷ 14 Phạm vi nhiệt độ hoạt động, 0C 0 ÷ 50 0 ÷ 80 Độ bền cơ học, kg/cm2 0,7 10,0 Bảng 12.5. Đặc điểm kỹ thuật của tổ hợp siêu lọc để sản xuất lớn thuộc Hãng DDS Các chỉ số F35 - 360 F35 - 1700 Năng suất tính theo dung dịch ban đầu, m3 8 38 /h 360 1700 Diện tích bề mặt các màng, m2 1 1 Số lượng môđun màng trong tổ hợp 1 1 Ap suất làm việc, MPa 1,5 1,5 Tốc độ dòng dung dịch qua môđun, m/s 298 1341 Công suất động cơ điện, kW 0,83 o,72 Công suất đơn vi, kW/m2 262 Kích thước cơ bản, mm của tổ hợp 4900×1900×2000 4900×1900×2000 của tổ máy 11900×3600×2000 11900×3600×2000 Tổ hợp siêu lọc của Hãng Romicon (Hà Lan). Tổ hợp HL-1/3SL của Hãng Romicon (hình 12.11) gồm bộ các sợi có đường kính 60 ÷ 160 mm và chiều dài lớn hơn 1000 mm, bề mặt bên trong của chúng được phủ các màng. Các sợi được phân bố trong vỏ xilanh kín. Trong vỏ phân bổ các khớp nối để nạp dung dịch ban đầu và tháo chất cô, chất thấm, cũng như để lắp các dụng cụ đo. Các dạng màng trong sợi có thể chọn lựa, phụ thuộc váo chất lỏng đem cô. Tổ hợp gồm bơm tuần hoàn 4, ba khối màng 1 bằng những sợi rỗng, bộ lọc trong dung dịch 3, bộ trao đổi nhiệt kiểu tấm làm lạnh dung dịch trong quá trình tuần hoàn và trạm điều khiển 2. Dùng bơm ly tâm nhiều nấc, đẩy chất lỏng ban đầu vào bộ lọc ép để tinh luyện dung dịch 3, sau đó vào bó sợi siêu lọc 1 dưới áp suất 0,6 ÷ 0,8 MPa. Bên trong bó, chất lỏng chảy theo các rãnh áp sát bề mặt sàng và được lọc dần. Sự tồn tại một lượng lớn các rãnh, cho phép tăng nhanh tốc độ của dòng, nhằm tạo khả năng giảm nồng độ phân cực. Chất cô vào thùng chứa và tuần hoàn đến nồng độ cuối cùng đã cho, còn chất thấm khi tập trung lại ở ngoài các ống, theo ống trong suốt vào thùng chứa. Nhiệt độ cô có thể thiết lập trong giới hạn từ 4 đến 90 Hình 12.11. Tổ hợp siêu lọc của Hãng Romicon 0C, trị số pH - từ 1 đến 12. Các bộ phận tiếp xúc với dung dịch cô đều được làm bằng thép không gỉ. 263 Hình 12.12. Tổ hợp siêu lọc HF 10-20 SS của Hãng Romicon Dun Tổ hợp được bố trí rất gọn, các kích thước cơ bản 865×865×1625 mm và khối lượng 150 kg, năng suất của tổ hợp 1800 l/h. Tổ hợp của hãng HF 10-20SS (hình 12.12) gồm thùng chứa 1, dung dịch ban đầu từ thùng chứa bơm qua các thiết bị dùng màng 3 nhờ bơm tuần hoàn 2 và quay về thùng chứa. Trong quá trình lọc có thể thay đổi hướng chảy ngược lại của dung dịch, nhằm thực hiện gián đoạn khi rửa các ống mao dẫn. Một phần chất thấm thải ra khỏi thiết bị được tập trung vào thùng chứa 5, từ dó bơm 4 đẩy vào các thiết bị màng lọc để rửa các ống mao dẫn bằng dòng chất lỏng ngược lại. Năng suất của thiết bị 12000 l/h, kích thước cơ bản 9000×2500×2000 mm, khối lượng 250 kg. 12.3. CÁC TỔ HỢP MÀNG ĐỂ LÀM SẠCH CÁC DÒNG NUỚC THẢI CÔNG NGHIỆP Tổ hợp YMP. Các tổ hợp này được ứng dụng để phân chia và là
File đính kèm:
- Chuong 12.pdf