Sinh học đại cương - Chương 6: Thiết bị tiệt trùng các môi trường dinh dưỡng
Khác nhau vềnguyên tắc của việc nung nóng vật liệu bằng dòng điện cao tần ở
chỗ: đun nóng vật liệu đến nhiệt độcần thiết xảy ra rất nhanh do tạo năng lượng trực
tiếp của dòng điện cao tần thành năng lượng nhiệt. Tốc độ đun nóng trong mỗi phân tử
của vật liệu được xác định bởi cường độcủa dòng điện, bởi các thông số điện - lý của
vật liệu và không phụthuộc vào hình dạng của nó.
Thiết bịtiệt trùng (hình 6.6) là máy vận chuyển có băng tải vải nhiều lớp.
Thiết bịtiệt trùng cao tần tác dụng liên tục gồm máy phát điện cao tần, phễu nạp
liệu 1 có bộ định lượng dạng rôto, thanh dẫn điện 2, cơcấu chuyển dịch các bảng mỏng
của bộngưng tụ3, hai bảng phẳng song song 4, bộvận chuyển băng tải chịu nhiệt 5
được bốtrí bên trong phòng kín và được chuyển dịch giữa các bảng mỏng của bộngưng
tụ, bộ định lượng nước tiệt trùng 6, bộ định lượng huyền phù cấy 7, vít hai đoạn 8, dẫn
động vít tải 9 và dẫn động băng vận chuyền 10. Theo chiều dài phần làm việc của băng
tải, lắp các biên chắn đểxác định mặt cắt của lớp rải .
Nhờcơcấu định lượng môi trường dinh dưỡng được nạp vào phễu chứa và vào
băng tải vận chuyển với lớp có chiều dày 30 mm. Khi chuyển vào vùng có trường điện
cao tần (tạo ra do nước ngưng được giàn phẳng) môi trường được đun nóng đến nhiệt
độtiệt trùng. Theo mức độthoát ra từvùng đun nóng, môi trường dinh dưỡng được làm
nguội do toảnhiệt tựnhiên đến 40 ÷50
0
C và sau đó đổtừbăng tải vận chuyển vào mức
2 đểlàm lạnh và làm ẩm.
7000 mm. Hơi dưới áp suất 0,5 ÷ 0,6 MPa được nạp vào áo vỏ của mỗi đoạn ống. Bên trong ống phía trên có trục gắn các cánh và có số vòng quay 0,1 vòng/s. Nạp các cấu tử của môi trường vào mức trên và nhờ vít tải chúng chuyển dọc theo bộ phận trên của thiết bị, môi trường được tiệt trùng khi chuyển dịch liên tục. Đặc điểm của mức trên là sự có mặt của các cánh hãm bổ sung được lắp chặt vào trục vít, cứ 5 ÷ 6 cánh hướng có một cánh hãm. Nhờ thế mà sự đun nóng đều môi trường và sự chuyển dịch tốt được đảm bảo. Môi trường được tiệt trùng từ mức trên vào bộ giữ. Bộ giữ là thiết bị kín có đáy hình nón và có cơ cấu chuyển dời. Môi trường được giữ khoảng 60 ÷ 90 phút. Để ổn định nhiệt độ tiệt trùng đã cho, bộ giữ có áo hơi ngoài. Từ bộ giữ, môi trường qua bộ định lượng vào mức dưới với một lượng đồng nhất theo mức trên. Tại mức 2 xảy ra làm ẩm thêm môi trường, làm nguội và cấy huyền phù của canh trường. Góc nghiêng của các cánh trục có thể thay đổi, cho nên có thể điều chỉnh được năng suất của thiết bị. Thiết bị tiệt trùng hai mức được trang bị các phương tiện kiểm tra tự động và điều chỉnh các thông số của quá trình. Nhược điểm của loại thiết bị trên là không sử dụng hết thể tích của thiết bị, môi trường lấp kín cửa tháo liệu làm cho chế độ tiệt trùng khó bảo đảm cũng như tháo liệu không hết. Đặc tính kỹ thuật của thiết bị tiệt trùng hai mức dạng nằm ngang: Năng suất, kg/h: của thiết bị tiệt trùng (mức trên): 150 của bộ làm ẩm (mức dưới): 225 ÷ 250 Sức chứa của bộ giữ, m3: 2 Kích thước cơ bản, mm: 7000 × 2000 × 3000 103 Thoát nước ngưng Nước làm lạnh Hình 6.3. Thiết bị tiệt trùng hai mức tác động chu kỳ, dạng nằm ngang: 1- Phễu chứa nguyên liệu; 2- Định lượng nguyên liệu; 3- Khớp nối để nạp hơi; 4- Nồi tiệt trùng; 5- Áo hơi; 6- Bộ giữ; 7- Định lượng; 8- Khớp nối để nạp nước tiệt trùng; 9- Bộ làm ẩm;10- Áo nước;11- Định lượng nước tiệt trùng với huyền phù canh trường; 12- Khớp nối để tháo môi trường tiệt trùng; 13- Dẫn động vít tải của bộ làm ẩm; 14- Dẫn động vít tải của thiết bị tiệt trùng 6.2.3. Thiết bị tiệt trùng tác động tuần hoàn dạng đứng Thiết bị dùng để tiệt trùng các môi trường thể hạt có hai mức (hình 6.4). Mức đầu là nồi tiệt trùng dạng đứng dùng để đun nóng và tiệt trùng môi trường đã được làm ẩm, mức hai là bộ đảo trộn dạng nằm ngang dùng để làm ẩm, làm nguội và cấy canh trường. Khối lượng của thiết bị tiệt trùng bảo đảm để nạp đến 600 kg môi trường có độ ẩm 30%. Bên trong thiết bị dạng đứng được trang bị bộ khuấy trộn có các cánh bố trí theo chiều cao. Khi quay, bề mặt dưới của cánh chuyển động song song với tiết diện ngang của thiết bị, còn bề mặt trên của cánh tạo thành mặt nghiêng để cho môi trường dễ chuyển dịch. Do đó các cánh có sức cản chính diện nhỏ và môi trường không bị nén. Bước của các cánh được chọn sao cho khi trục quay có thể đổ tràng môi trường một 104 cách tự do. Khi phân bổ các cánh theo kiểu bàn cờ và trang bị các tấm chắn cố định thì quá trình khuấy trộn sẽ được tăng cường. Hướng chuyển động Thoát hơi Hình 6.4. Thiết bị tiệt trùng dạng đứng: 1- Áo hơi; 2- Vỏ; 3- Trục; 4- Cánh khuấy trộn; 5- Cánh tháo; 6- Cửa tháo liệu;7- Cửa quan sát; 8- Cửa nạp liệu; 9- Khớp nối van bảo hiểm Hơi Nạp hơi vào thiết bị tiệt trùng qua trục rỗng vào các cánh. Trong phần hình nón của các thiết bị có các cánh khuấy trộn nhằm bảo đảm việc tháo môi trường một cách tự do qua cửa kín. Cửa mở nhờ bộ dẫn động thuỷ lực tự động. Thiết bị có áo hơi, các cửa quan sát, các phương tiện tự động hoá để điều chỉnh nhiệt độ và áp suất hơi. 105 Đặc tính kỹ thuật của thiết bị tiệt trùng dạng đứng cho mức 1 Năng suất, kg/h: 240 ÷ 300 Thể tích, m3: 2 Ap suất dư trong thiết bị và trong áo hơi, MPa: 0,147 Công suất động cơ, kW: 5,5 Khối lượng môi trường, kg: 600 Độ ẩm môi trường, %: 30 Tiêu hao hơi, kg/h: 210 Kích thước cơ bản, mm: 1500 × 1400 × 4500 Khối lượng, kg: 1620 Mức 2 của thiết bị tiệt trùng - máy khuấy trộn, là thiết bị hình trụ dạng nằm ngang được chế tao bằng loại thép X18H07. Bên trong có trục với các cánh khuấy. Đầu cánh khuấy có lưỡi nạo, cách thành thiết bị một khoảng cách nhỏ. Gối trục được đặt ở ngoài. Trong gối trục có phớt chắn. Số vòng quay của trục 0,166 ÷ 0,2 vòng / s. Nếu số vòng quay lớn thì môi trường sẽ bị nén chặt và làm giảm độ rỗng làm cho canh trường phát triển yếu. Trên nắp thiết bị có gắn bộ lấy mẫu. Bộ lấy mẫu là một vít tải kín được nằm trong ống có rãnh ở phía trên và cốc được bịt kín để chứa môi trường đã được tiệt trùng, vít tải chuyển môi trường vào cốc. Cửa thoát liệu có đoạn ống dẫn được bố trí ở phần trụ phía dưới của bộ khuấy trộn. Tại đây môi trường tiệt trùng đã được cấy vi sinh vật vào phòng nuôi. Đặc tính kỹ thuật của bộ khuấy trộn: Năng suất, kg/h: 300 ÷ 400 Thể tích, m3: 3,2 Ap suất, MPa: bên trong thiết bị: 0,144 trong áo hơi: 0,288 Công suất động cơ cho cơ cấu khuấy trộn, kW: 7,5 Công suất động cơ cho cơ cấu đóng kín, kW: 0,8 Hệ số chứa đầy: 0,6 Tiêu hao nước để làm lạnh thiết bị, m3/h: 2,1 Tiêu hao nước tiệt trùng để làm lạnh 670 kg môi trường, m3: 0,27 Kích thước cơ bản, mm: 4800×1400×2100 Khối lượng, kg: 5140 106 6.2.4. Thiết bị tiệt trùng dạng rung Thiết bị tiệt trùng tác dụng liên tục dạng rung (hình 6.5) gồm máng đóng kín dạng nằm ngang, máy rung lệch tâm được đặt ở phần giữa máng, lò nung cách lửa, các cơ cấu nén, phễu chứa nguyên liệu và các dụng cụ kiểm tra các thông số của quá trình. Theo chiều dài máng được chia làm ba phần: phần nạp liệu có chức năng định lượng, phần tiệt trùng trong lò nung cách lửa để đun nóng và tiệt trùng môi trường ở nhiệt độ 130 ÷1400C và phần cấy trong lò nung cách lửa khác để làm nguội và làm ẩm môi trường khi bổ sung nước tiệt trùng lạnh, gieo cấy và khuấy trộn. Cám lúa mì từ thùng chứa cho vào phần nạp liệu của máy tiệt trùng, chiều cao của lớp cám được xác định nhờ van điều chỉnh. Định lượng cám được điều chỉnh bởi tần số dao động của máy rung. Khi chuyển đảo theo máng rung, cám hay các loại nguyên liệu khác được tiệt trùng bằng nguồn nhiệt bức xạ với nhiệt độ đã được quy định. Sau đó cho vào phòng cấy, được làm lạnh bằng nước trong ruột xoắn cũng như bằng nước lạnh trực tiếp đã được tiệt trùng dùng để làm ẩm cám. Sau khi làm lạnh, nạp lượng huyền phù nấm mốc đã được định lượng vào thiết bị và do xung rung động truyền liên tục cho máng làm tăng mạnh sự khuấy trộn môi trường. Việc nạp môi trường dinh dưỡng đã được tiệt trùng vào phòng nuôi cấy cũng được định lượng bằng máy tiệt trùng rung. Hình 6.5. Thiết bị tiệt trùng dạng rung: 1- Cửa nạp liệu; 2- Khung giá; 3- Các tấm cách nhiệt; 4- Bộ đun nóng dạng ống; 5- Máng rung; 6- Các ống để phun nước tiệt trùng; 7- Khớp nối để nạp canh trường ; 8- Khớp nối để tháo liệu; 9- Giằng đàn hồi; 10- Bệ; 11- Máy rung; 12- Hộp giảm tốc; 13- Động cơ. Đặc tính kỹ thuật của máy tiệt trùng rung: Năng suất tính theo chủng nấm mốc, tấn/ngày: 3,5 Nhiệt độ tiệt trùng, 0C: 120 ÷ 140 107 Tần số dao động, Hz: 5 ÷ 29,5 Biên độ dao động, mm: 4 Công suất động cơ, kW: 4,5 Kích thước cơ bản, mm: 1400 × 1500 × 1400 Khối lượng, kg: 5840 Dùng nhiệt từ nguồn truyền nhiệt bên ngoài để bổ sung nung nóng chất nền; nhiệt truyền vào bên trong chất nền do độ dẫn nhiệt của vật thể và sự tồn tại trong đó những trường không đều. Cho nên tốc độ đun nóng phụ thuộc vào hình dạng và thể tích của vật liệu và được hạn chế bởi đại lượng grandient nhiệt. Nhược điểm của việc sử dụng hơi để tiệt trùng là vỏ thiết bị phải kín và cách nhiệt. Sự phân bổ của nhiệt trong khối tiệt trùng không đồng đều khi khuấy trộn làm cho môi trường đun nóng không đều; phải sử dụng thiết bị nhiệt năng khác; tạo vón cục môi trường dinh dưỡng trong quá trình tiệt trùng; tạo hồ hoá tinh bột làm giảm đáng kể quá trình phát triển canh trường. 6.2.5. Tiệt trùng môi trường bằng dòng điện cao tần Khác nhau về nguyên tắc của việc nung nóng vật liệu bằng dòng điện cao tần ở chỗ: đun nóng vật liệu đến nhiệt độ cần thiết xảy ra rất nhanh do tạo năng lượng trực tiếp của dòng điện cao tần thành năng lượng nhiệt. Tốc độ đun nóng trong mỗi phân tử của vật liệu được xác định bởi cường độ của dòng điện, bởi các thông số điện - lý của vật liệu và không phụ thuộc vào hình dạng của nó. Thiết bị tiệt trùng (hình 6.6) là máy vận chuyển có băng tải vải nhiều lớp. Thiết bị tiệt trùng cao tần tác dụng liên tục gồm máy phát điện cao tần, phễu nạp liệu 1 có bộ định lượng dạng rôto, thanh dẫn điện 2, cơ cấu chuyển dịch các bảng mỏng của bộ ngưng tụ 3, hai bảng phẳng song song 4, bộ vận chuyển băng tải chịu nhiệt 5 được bố trí bên trong phòng kín và được chuyển dịch giữa các bảng mỏng của bộ ngưng tụ, bộ định lượng nước tiệt trùng 6, bộ định lượng huyền phù cấy 7, vít hai đoạn 8, dẫn động vít tải 9 và dẫn động băng vận chuyền 10. Theo chiều dài phần làm việc của băng tải, lắp các biên chắn để xác định mặt cắt của lớp rải . Nhờ cơ cấu định lượng môi trường dinh dưỡng được nạp vào phễu chứa và vào băng tải vận chuyển với lớp có chiều dày 30 mm. Khi chuyển vào vùng có trường điện cao tần (tạo ra do nước ngưng được giàn phẳng) môi trường được đun nóng đến nhiệt độ tiệt trùng. Theo mức độ thoát ra từ vùng đun nóng, môi trường dinh dưỡng được làm nguội do toả nhiệt tự nhiên đến 40 ÷ 500C và sau đó đổ từ băng tải vận chuyển vào mức 2 để làm lạnh và làm ẩm. Trường điện cao tần được tạo ra do hai cực của bộ ngưng tụ, một cực có điện thế cao nối với cơ cấu nâng của điện cực qua gốm cách điện. Cực thứ hai là đáy của nồi tiệt trùng. Việc nâng hay hạ các cực có điện thế cao sẽ bảo đảm điều chỉnh khe không khí giữa điện cực của bộ ngưng và bề mặt của vật đun nóng. 108 Máy phát điện 1 Hình 6.6. Thiết bị tiệt trùng cao tần tác dụng liên tục: 1- Phễu nạp liệu có bộ định lượng kiểu rôto; 2- Thanh dẫn điện; 3- Cơ cấu chuyển dịch các bảng mỏng của bộ ngưng tụ; 4- Các bảng mỏng của bộ ngưng tụ; 5- Vận chuyển băng tải; 6- Bộ định lượng nước tiệt trùng; 7- Bộ định lượng huyền phù cấy; 8- Vít hai đoạn; 9- Dẫn động vít tải; 10- Dẫn động băng tải; 11- Đèn diệt khuẩn Để tạo các điều kiện loại trừ sự xuất hiện hệ sinh vật lạ người ta lắp các đèn diệt khuẩn trong phòng. Bộ định lượng khi làm việc phải đồng bộ với sự chuyển động của băng tải vận chuyển nhằm đảm bảo tính thông lượng liên tục của lớp môi trường. Điều khiển nồi tiệt trùng thông qua trạm điều khiển. Tiệt trùng một số vật liệu bằng dòng điện cao tần đã chứng minh rằng phương pháp này có hiệu quả cao và đảm bảo được độ tiệt trùng. Khi nạp vào thiết bị cám lúa mì, bã củ cải, mầm mạch nha và khô dầu sinh học vào trong trường điện được tạo ra bởi các điện cực của bộ ngưng tụ có kích thước 800 × 500 mm, khoảng cách 30 ÷ 80 mm, khi cường độ của trường đối tượng 300 W/cm và tần số của dòng điện 13 ÷ 40,6 MHz, có thể đạt được nhiệt độ trong giới hạn 140 ÷ 1800C. Với thời gian lộ sáng từ 120 đến 180 s thì các cấu tử của môi trường có độ ẩm từ 10 ÷ 12% sẽ đạt được độ tiệt trùng hoàn toàn. Thời gian tiệt trùng giảm xuống từ 12 đến 20 lần so với tiệt trùng dùng hơi. Tiệt trùng bằng điện cao tần có một số ưu điểm so với tiệt trùng dùng hơi: quá trình liên tục, tốc độ đun nóng khối vật liệu lớn hơn khoảng 18 ÷ 20 lần, việc tự động hoá điều chỉnh và kiểm tra quá trình tương đối đơn giản, nâng cao các tính chất công nghệ của sản phẩm (trong đó có hoạt tính enzim). Đặc tính kỹ thuật của thiết bị tiệt trùng cao tần tác dụng liên tục: Năng suất, kg/h: 300 Máy phát điện dạng cao tần: dạng: LÔ1 - 40M 2 3 4 5 6 7 109 công suất, kW: 40 Dẫn động băng tải đối với bộ giảm tốc, dạng: P×Π - 120 công suất của động cơ, kW: 1,1 kích thước cơ bản, mm: 1870 × 1780 × 2250 số vòng quay vít tải của máy trộn, vòng/s: 0,15 công suất của động cơ, kW: 1,1 Kích thước của vít tải, mm : đường kính: 325 chiều dài: 6000 6.2.6. Tiệt trùng bằng bức xạ ion hoá Tiệt trùng có sử dụng bức xạ ion hoá là quá trình hiện đại để tiệt trùng các cấu tử của môi trường dinh dưỡng trong công nghiệp. Gia công các cấu tử của môi trường dinh dưỡng bằng bức xạ ion hoá với liều lượng từ 0,5 đến 2,5 triệu rađi cho phép tiệt trùng hoàn toàn môi trường. Khi đó nhiệt độ của môi trường được tăng lên vài độ, còn thời gian gia công khoảng vài giây. Trong quá trình gia công cấu trúc của môi trường bị phá huỷ, khả năng hấp thụ được tăng lên 12 ÷13%, hàm lượng tinh bột giảm 14 ÷27%, còn hàm lượng đường hoà tan tăng 20 ÷ 32%. Hiện tại đã sản xuất hàng loạt máy tăng tốc điện tử có 4 loại kích thước để tiệt trùng các cấu tử của môi trường và giảm thời gian chu kì đến 30 ÷ 60 s (bảng 6.1) Bảng 6.1. Đặc tính kỹ thuật của các máy tăng tốc Các chỉ số ELT-1 ELT-2,5 ELIT-1A ELIT Năng lượng, MV Công suất trung bình khi năng lượng cực đại, kW Kích thước máy tăng tốc, mm chiều cao đường kính 0,3÷1,5 25 2460 1300 0,6÷2,5 40 4300 1820 0,3÷1,0 10 760 1000 0,6÷3.0 10÷30 2400 1300 6.3. THIẾT BỊ TIỆT TRÙNG MÔI TRƯỜNG DINH DƯỠNG DẠNG LỎNG Tiệt trùng môi trường dinh dưỡng có thể tiến hành trong các thiết bị tiệt trùng tác động tuần hoàn và liên tục. Nếu tiệt trùng một khối lượng không lớn có thể tiến hành trực tiếp trong các thiết bị lên men. Khi tiệt trùng các môi trường phức tạp, trước hết một số cấu tử của môi trường dinh dưỡng chứa nitơ phải được tiệt trùng theo chế độ mềm hơn, cho nên phải tiệt trùng riêng biệt trong những thiết bị đặc biệt được gọi là bánh răng vệ tinh. 110 6.3.1. Bánh răng vệ tinh Bánh răng vệ tinh là thiết bị hình trụ đứng được chế tạo bằng thép không gỉ. Nó có thể tích từ 30 ÷ 50 m3 và được tính toán để làm việc ở áp suất 280 ÷ 480 kPa. Bánh răng vệ tinh có các cửa để nạp và tháo các cấu tử của môi trường, các ống nối để nạp và thải hơi, thải không khí, nước, cơ cấu khuấy trộn dạng chân vịt có số vòng quay 2,5 vòng/s. Trong thiết bị có các dụng cụ để đo và điều chỉnh áp suất và nhiệt độ, cửa để rửa thiết bị và van bảo hiểm. Trong đường ống dẫn hơi có lưới lọc để lọc hơi. Quá trình tiệt trùng môi trường được kiểm tra, điều chỉnh nhiệt độ và áp suất một cách tự động. Nếu tiến hành làm nguội nhanh sau khi tiệt trùng thì có thể tạo ra độ chân không, cho nên phải tiến hành nạp sơ bộ không khí với áp suất nhất định đã được tiệt trùng vào thiết bị. Tháo môi trường ra khỏi thiết bị cũng được thực hiện với chế độ nạp liên tục không khí tiệt trùng. Nếu không lưu ý các biện pháp này có thể dẫn đến sự phóng điện mạnh vào thiết bị làm ảnh hưởng đến toàn hệ thống.. Bánh răng vệ tinh được chế tạo trong những năm gần đây, được trang bị hệ thống khoá liên động để ngăn ngừa khả năng tạo chân không trong thiết bị và để giữ áp suất không đổi ở mức 280 ÷ 480 kPa. Chế độ tiệt trùng tuần hoàn có nhược điểm: năng suất thấp, tiêu hao hơi, nước và năng lượng điện cao, tiệt trùng trực tiếp trong thiết bị làm cho việc sử dụng các thiết bị lên men ít hiệu quả và làm giảm giá trị dinh dưỡng của các cấu tử môi trường. Các thiết bị hiện đại hơn được sử dụng để tiệt trùng các môi trường dinh dưỡng lỏng là những thiết bị có chế độ làm việc liên tục. 6.3.2.Thiết bị tiệt trùng liên tục các môi trường dinh dưỡng lỏng Tiệt trùng liên tục có nhiều ưu điểm so với tiệt trùng gián đoạn: đạt sự vô trùng nhanh (gần 1 phút), điều đó cho phép tăng năng suất của thiết bị, có khả năng tăng hiệu suất sản phẩm có mục đích vì khi tiệt trùng liên tục sự phá huỷ cấu trúc các chất dinh dưỡng của môi trường là tối thiểu, do sự lộ sáng ngắn, giảm tiêu hao hơi do sử dụng phun hơi trực tiếp. Thiết bị tiệt trùng liên tục có năng suất 5 m3/h. Thiết bị gồm thùng chứa, bộ đun nóng, bộ giữ nhiệt, làm nguội, các bơm, lọc môi trường, lọc hơi, hệ thống kiểm tra tự động và điều chỉnh các thông số của quá trình. Bộ thu nhận và bảo quản môi trường dinh dưỡng chưa tiệt trùng là thiết bị hình trụ có nắp với sức chứa 10 m3. Trên nắp có bộ dẫn động cho cơ cấu khuấy trộn và các khớp nối cần thiết. Thiết bị có áo ngoài để làm nguội môi trường cho nên rất tiện lợi cho bảo quản dài hạn trong trường hợp cần thiết cho sản xuất. Để loại những vật lớn hơn 0,8 mm ra khỏi môi trường thường ứng dụng làm sạch hai mức. Trên đường nạp môi trường vào bộ đun nóng được gắn lưới lọc bằng thép không gỉ có lỗ lưới 0,8 × 0,8 mm. Việc làm sạch bổ sung được tiến hành trong cốc lọc cũng được làm từ loại lưới trên và đặt ở vị trí khớp nối vào của lưu lượng kế. Dùng bơm xoáy để đẩy môi trường vào bộ đun nóng. Bộ đun nóng gồm vỏ trụ đứng, nắp và hai vòi phun. Các khớp nối để nạp môi trường dinh dưỡng và hơi nước được lắp trên vỏ thiết 111 bị. Giữa các phần trên và dưới thiết bị có côn để nạp lớp mỏng đều của môi trường đã được đun nóng vào bộ giữ nhiệt. Bộ giữ nhiệt là ống xoắn gồm 11 vòng ống với đường kính 89 mm, chiều dài tổng là 3,4 m. Thể tích của bộ giữ nhiệt 170 l và bảo đảm thời gian giữ ở nhiệt độ 1400C gần hai phút. Để làm lạnh môi trường dinh dưỡng tiệt trùng đến 400C thường sử dụng bộ trao đổi nhiệt kiểu “ống lồng ống” có đường kính 76 và 133 mm, tổng bề mặt làm lạnh 20 m2. Nguyên tắc làm việc của thiết bị là đun nóng nhanh môi trường đến nhiệt độ tiệt trùng 120 ÷1400C khi tiếp xúc trực tiếp với hơi nước, giữ môi trường trong dòng liên tục khoảng 2 ÷ 15 phút và sau đó làm lạnh nhanh đến 35 ÷ 450C. Trước khi bắt đầu tiệt trùng môi trường dinh dưỡng tất cả các bộ phận của thiết bị YHC-5 (bộ đun nóng, bộ giữ nhiệt, bộ trao đổi nhiệt, bộ lấy mẫu và hệ thống đường ống) phải được tiệt trùng bằng hơi trong 4 giờ. Sau khi triệt trùng thiết bị mở các dụng cụ kiểm tra tự động và dụng cụ điều chỉnh các thông số của quá trình, đặt chế độ tiệt trùng môi trường. Nối YHC - 5 với nồi lên men đã nạp sơ bộ không khí tiệt trùng với áp suất 76 ÷ 96 kPa. Yếu tố vô cùng quan trọng để hoạt động bình thường của thiết bị tiệt trùng tác động liên tục đó là sự làm việc an toàn của nồi phản ứng - máy trộn để chuẩn bị môi trường. Việc tạo sự ứ đọng trong dòng môi trường và tạo xoáy trong nồi phản ứng làm cản trở sự nạp môi trường và phá vở tính nạp liệu đều đặn của thiết bị. Để tránh sự xuất hiện không khí trong đường ống nối nồi phản ứng với YHC thường có van ngược chiều để điều chỉnh áp suất. Quá trình tiệt trùng môi trường dinh dưỡng được thực hiện một cách tự động theo chế độ đã cho nhờ các dụng cụ điều chỉnh (dụng cụ kiểm tra mức môi trường trong thùng chứa, kiểm tra tốc độ nạp môi trường vào bộ giữ nhiệt, kiểm tra áp suất môi trường do bơm đẩy và áp suất môi trường khi ra khỏi bộ giữ nhiệt, kiểm tra áp suất hơi cho van điều chỉnh của thiết bị). Nhiệt độ môi trường trong bộ đun nóng và áp suất của môi trường khi ra khỏi bộ giữ nhiệt là những thông số phải điều chỉnh. Đặc tính kỹ thuật của thiết bị tiệt trùng YHC- 5: Năng suất, m3/h: 5 Sức chứa của bộ đun nóng, l : 25 Thời gian có mặt của môi trường trong bộ đun nóng, s : 19 Dạng bộ giữ nhiệt: Ống xoắn Sức chứa của bộ giữ nhiệt, l : 170 Đường kính ống, mm: 89 Tốc độ trung bình của môi trường trong bộ giữ nhiệt, m/s: 0,28 Dạng thiết bị trao đổi nhiệt để làm lạnh môi trường: Ống lồng ống Diện tích bề mặt làm lạnh, m2: 20 Tiêu hao hơi, kg/h: 1000 Sự làm loãng môi trường do nước ngưng, %: 20 Nhược điểm của hệ YHC - 5: năng suất thấp, kích thước cơ bản của thiết bị lớn, tiêu hao hơi nước lớn, hệ số sử dụng nhiệt thấp, ứng dụng dạng thiết bị trao đổi nhiệt 112 không hoàn hảo, lượng kim loại của bộ giữ nhiệt lớn, diện tích chiếm chổ lớn, khó khăn cho việc làm sạch bề mặt bên trong và mức độ chảy rối của môi trường thấp. Thiết bị tiệt trùng liên tục có năng suất 20 m3/h. Hiện tại đã có những loại thiết bị tiệt trùng liên tục với năng suất 20, 50, 100, 200 và 300 m3/h. Khác với YHC - 5, thiết bị YHC - 20 có đề cập đến khả năng thu hồi nhiệt đến 77%, ứng dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm có hiệu quả hơn và bộ giữ nhiệt có kết c
File đính kèm:
- Chuong 6.pdf