Sinh học đại cương - Chương 8: Thiết bị vắt, trích ly, tinh chế các sản phẩm thu nhận từ phương pháp tổng hợp vi sinh

Đểtrích ly enzim một cách liên tục từcác canh trường nấm mốc và vi khuẩn,

người ta sửdụng phổbiến các máy trích ly gạng rôto được sản xuất ởNhật Bản.

Máy trích ly này (hình 8.7) được sản xuất từthép chứa ít cacbon và là một khối

kín bất động, bên trong có rôto được chia ra thành 16 hình quạt (hoặc hơn) làm quay

trục đứng.

Mỗi ngăn có đáy lưới với bềsâu 0,23 ÷0,36 m, canh trường nấm mốc được

nghiền nhỏ, sau khi định lượng cho vào đáy lưới. Khi rôto quay chậm các khoang hình

quạt trên liên tục đi qua bốn khu vực. Ởkhu vực đầu canh trường được gia công bằng

nước, sau đó nhờbơm chân không phần chiết được lọc và chảy vào thùng chứa đểbơm

vào khu vực hai. Tại đây canh trường nấm mốc được trích ly, lọc và cho chảy vào thùng

chứa thứhai. Các công đoạn này được lặp lại trong các khu vực 3 và 4.

pdf34 trang | Chia sẻ: andy_Khanh | Lượt xem: 1187 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Sinh học đại cương - Chương 8: Thiết bị vắt, trích ly, tinh chế các sản phẩm thu nhận từ phương pháp tổng hợp vi sinh, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn hãy click vào nút TẢi VỀ
 , kW: 
η
K
d
NN
N
+= τ 
trong đó: Nτ - công suất tiêu thụ để vận chuyển sản phẩm, kW; 
 NK - công suất tiêu thụ do ma sát của sản phẩm đến vỏ thiết bị, kW; 
 η - hiệu suất truyền động chung. 
Công suất (kW) tiêu thụ để vận chuyển sản phẩm của vít đứng: 
 151 
974
MN =τ 
M - mômen cản của vít đứng do ma sát của sản phẩm đến vít và do nâng lên theo vít: 
 M = Prtg(ϕ + β) 
trong đó: P - tải trọng dọc trục, kg; 
 r - bán kính trung bình của vit, m; 
 ϕ - góc nâng của vít, độ; 
 β - góc ma sát, độ. 
Tải trọng dọc trục lên vít tải: 
( ) HrRP 122 ρπ −= 
trong đó: ρ - tỷ trọng của sản phẩm được bảo hoà nước, kg/m3; 1 
 H - chiều cao chất liệu của vít tải, m. 
Công suất (kW) tiêu thụ do ma sát của sản phẩm với tường vỏ thiết bị: 
30102
tg3
⋅=
k RPfN K
ϕπω 
trong đó: P - tổng áp lực của sản phẩm lên tường vỏ thiết bị, kg; 
 f3 - hệ số ma sát sản phẩm (thường lấy giá trị bằng 0,2); 
 k - hệ số lực ép (lấy giá trị bằng 0,5). 
8.3.5. Máy trích ly tác động liên tục 
Để trích ly gluxit trong mầm mạch nha, cũng như các chất hoạt hoá pectin trong 
mixen khô của nấm mốc thường người ta sử dụng các máy trích ly ngược dòng dạng 
cột. 
Các loại thiết bị này cho phép sử dụng thể tích vùng hoạt động tương đối lớn và 
tiêu thụ năng lượng không đáng kể. Chúng dùng để gia công nguyên liệu có các tính 
chất khuếch tán thấp và thời gian trích ly kéo dài (đến 0,5 ÷1 h). 
Thiết bị trích ly gồm khoang tiếp xúc có dạng cột lắp đứng được nối với phòng 
lắng ở trên và phòng tháo liệu ở phía dưới. Các gờ được phân bổ theo toàn bộ chiều cao 
của vùng tiếp xúc nhằm đảm bảo tạo ra các vùng để hãm pha rắn. Các cánh khuấy được 
gắn trên trục với những khoảng cách bằng nhau để tăng cường quá trình. 
Trục được gia cố ở phần trên của thiết bị và được nối với bộ dẫn động. Để điều 
chỉnh số vòng quay ta sử dụng bộ đổi tốc độ. 
 152 
Vùng tiếp xúc của thiết bị trích ly được trang bị áo đun nóng nhằm bảo đảm nhiệt 
độ trích ly 40 ÷ 600C hoặc hơn. Nhờ máy tiếp liệu kiểu guồng xoắn, pha rắn được làm 
ẩm sơ bộ vào phần trên của thiết bị trích ly. 
Trong quá trình chuyển động theo cột xuống dưới, pha rắn tiếp xúc với dung dịch 
chuyển động ngược chiều, liên tục qua nhiều vùng khuấy trộn và hãm và dùng máy vận 
chuyển hai vít để tháo ra khỏi phòng dưới. Dung môi với tỷ lệ 9:1 cho vào phòng tháo 
liệu bên dưới. 
Cửa khoang để tháo pha rắn nằm trên mức dung môi khoảng 1500 mm, cho phép 
làm giảm độ ẩm của pha rắn được thải ra ngoài. Nạp liệu cho thiết bị và tháo phần chiết 
ra khỏi nó được xảy ra một cách liên tục có kiểm tra tự động và điều chỉnh các thông số 
của quá trình. 
8.3.6. Máy trích ly hai vít nằm ngang tác động liên tục 
Nhược điểm cơ bản của máy trích ly hai vít là tạo ra các vùng, các rãnh ứ đọng có 
sức cản thuỷ lực nhỏ làm cho dung môi tác động không đều. Để loại trừ các vùng ứ 
đọng trên trục vít, người ta thiết lập bộ lệch tâm chuyển vị nhau khoảng 10 ÷ 200. 
Phương pháp hữu hiệu để tăng năng suất của các máy trích ly nằm ngang là phân 
chia chúng ra thành từng đoạn, do đó chế độ tác động ngược dòng của các pha rắn và 
lỏng sẽ được tăng cường và tốc độ truyền khối cũng tăng lên. Thiết bị trích ly (hình 8.6) 
là một máng nghiêng, bên trong nó có hai vít với những cơ cấu trao đổi nhiệt và hệ 
bơm. 
Dung môi 
Sản phẩm 
Sản ph
5Dung môi 
Phần chiết 
lần đầu 
Hình 8.6. Thiết bị trích ly tác dụng liên tục của Hãng Nirô Atomaizer: 
1- Máng nghiền; 2- Bơm định lượng; 3- Bộ trao đổi nhiệt; 4- Vít tải; 5- Bộ 
định lượng; 6- Dẫn động; 7- Bơm; 8- Bộ trao nhiệt; 9- Ao trao đổi nhiệt 
ẩm đã khử 
kiềm lần hai Phần chiết lần hai 
Sản phẩm đã khử 
kiềm lần 1 
 153 
Bộ định lượng được đặt trên thiết bị trích ly để nạp sản phẩm vào phần dưới của 
máng. Từ đầu khác của thiết bị bơm định lượng đẩy dung môi qua bộ trao đổi nhiệt vào 
đầu trên của máng. Phần chiết qua bộ tự lọc tinh ở phần cuối cuả máng được tải ra ngoài. 
Quá trình trích ly được tiến hành hai mức và ngược dòng, phương pháp tiếp xúc 
pha rắn với pha lỏng như thế sẽ bảo đảm hiệu suất chiết cao hơn. Thời gian trích ly 
được điều chỉnh bởi tốc độ quay của vít tải. 
8.3.7. Thiết bị trích ly dạng rôto 
Để trích ly enzim một cách liên tục từ các canh trường nấm mốc và vi khuẩn, 
người ta sử dụng phổ biến các máy trích ly gạng rôto được sản xuất ở Nhật Bản. 
Máy trích ly này (hình 8.7) được sản xuất từ thép chứa ít cacbon và là một khối 
kín bất động, bên trong có rôto được chia ra thành 16 hình quạt (hoặc hơn) làm quay 
trục đứng. 
Mỗi ngăn có đáy lưới với bề sâu 0,23 ÷ 0,36 m, canh trường nấm mốc được 
nghiền nhỏ, sau khi định lượng cho vào đáy lưới. Khi rôto quay chậm các khoang hình 
quạt trên liên tục đi qua bốn khu vực. Ở khu vực đầu canh trường được gia công bằng 
nước, sau đó nhờ bơm chân không phần chiết được lọc và chảy vào thùng chứa để bơm 
vào khu vực hai. Tại đây canh trường nấm mốc được trích ly, lọc và cho chảy vào thùng 
chứa thứ hai. Các công đoạn này được lặp lại trong các khu vực 3 và 4. 
Sau khi trích ly (thời gian trích ly là 30, 45, 60 và 90 ph), phần chiết được làm 
giàu enzim cho vào gia công tiếp theo, còn bã sinh học được thải ra và cho vào sấy. Cho 
nên khi hoạt động liên tục trong mỗi khoan hình quạt của máy trích ly dạng rôto, cho 
phép tiến hành gia công canh trường bằng nước một cách liên tục (số lần gia công là bội 
số của 4) và gia công canh trường bằng nước chiết cho đến khi tách hoàn toàn enzim. 
Dẫn động của rôto máy trích ly được thực hiện qua bộ truyền động, đồng thời các 
bánh đai thay đổi làm thay đổi số vòng quay của rôto. 
Hình 8.7. Máy trích ly hoạt động 
liên tục dạng rôto: 
Đến bơm 
chân không
1- Bộ nạp liệu; 2- Khoang hình 
quạt; 3- Máy sấy bã sinh học; 4- 
Các thùng chứa; 5- Bơm; 6- 
Đường ống dẫn dung dịch cô; 7- 
Khớp nối để nạp chất tải nhiệt; 
8- Băng tải để chuyển bã sinh 
học; 9- Thùng chứa; 10- Đường 
ống dẫn nước để khuếch tán; 11- 
Bơm chân không; 12- Vòi phun 
8
6
 154 
 Đặc tính kỹ thuật của máy trích ly dạng rô to tác động liên tục: 
Năng suất theo phần chiết, l/h: 250 ÷1500 
Số phòng hình quạt trong rôto: 16 ÷ 20 
Chiều sâu của phòng hình quạt, mm: 230 ÷ 360 
Đường kính của rôto, mm: 6200 ÷7570 
Chiều cao của lớp canh trường nấm mốc, mm: đến 300 
Tổng bề mặt lọc, m2: 20 
Để trích ly bã parafin của dầu mỏ từ các canh trường nấm men đã được nuôi cấy 
trên đó thường người ta sử dụng các máy trích ly dạng rôto do Hãng Rouzadauns. Kết 
cấu tương tự máy hình 8.7, gồm 8 rôto quay có các ô quay và các đáy lưới lật được 
(hình 8.8). Pha rắn (nấm men) theo băng tải vào các ô được giữ lại ở thể bất động, còn 
chất trích ly cho vào bên trên pha rắn. 
Phần chiết cho vào thùng chứa. Để bảo hoà tối đa phần chiết được tuần hoàn liên 
tục qua các ô. Phần chiết có hàm lượng các chất trích ly lớn được cho vào các ô chứa 
vật liệu mới để dung môi bão hoà hoàn toàn. Sau khi tách parafin và trước khi tháo nấm 
men dung môi mới được nạp vào các ô. Kết thúc quá trình thì đáy ô lật ngược lại và vật 
liệu đã trích ly được thải ra ngoài. Năng suất của thiết bị tính theo sinh khối hơn 100 
tấn/ngày. 
 155 
Hình 8.8. Thiết bị trích ly liên 
tục của Hãng Rouzdauns: 
1- Băng tải nạp liệu; 2- Trục 
rôto; 3- Cơ cấu kéo; 4- Cửa 
qua băng tải tháo liệu; 7- Đáy 
lật; 8-Bơm; 9- Sàng tự làm 
sạch; 10- Bộ phân phối mixen 
Hình 8.9. Máy khử sonvat hoá của 
Hãng Rouzdauns: 
1- Băng tải; 2- Cơ cấu kéo; 3- Bộ lọc 
khí; 4- Vỏ thiết bị; 5- Trục; 6- Cào; 
7- Đĩa; 8- Cơ cấu thải; 9- Dẫn động 
Vật liệu ban đầu 
 M
ix
en
Nguyên liệu đã được trích ly 
Hơi của dung môi 
 Dung môi 
Nguyên 
liệu với 
dung môi 
Sản phẩm khô 
Để tách dung môi ra khỏi vật liệu đã được trích ly (nấm men), thiết bị cần trang bị 
máy khử sonvat hoá (hình 8.9). Khi vật liệu chuyển dời trong máy theo các đĩa từ trên 
xuống dưới, dung môi được bốc hơi và đưa ra khỏi thiết bị. Các tiểu phần của vật liệu bị 
hơi cuốn theo để vào thiết bị lọc khí, tại đây chúng được thu gom khi khuấy trộn với 
dung môi (xem hình 8.9). 
8.4. MÁY LỌC 
Thiết bị dùng để phân chia các hệ không đồng nhất bằng phương pháp lọc qua lớp 
ngăn (vải, lưới kim loại, cactông, gốm xốp, lớp cát mịn, điatomit...) được gọi là máy 
lọc. 
 156 
Theo nguyên tắc tác động của các máy lọc, người ta chia ra làm hai loại: tác động 
tuần hoàn và tác động liên tục. Các máy lọc có thể phân loại theo áp suất được chia ra 
các loại sau: lọc theo phương pháp trọng lực, máy lọc hoạt động dưới áp suất của cột 
chất lỏng, máy lọc chân không và máy lọc ép. 
Các máy lọc hoạt động dưới áp suất của cột chất lỏng, lọc theo phương pháp trọng 
lực (có lớp hạt mịn, lọc bằng màng mỏng, lọc túi, bể lọc); các máy lọc dưới chân không 
(lọc hút) đều thuộc loại máy lọc có tác dụng tuần hoàn. 
Các máy lọc làm việc dưới chân không (thiết bị lọc hình trống, thiết bị lọc kiểu 
đĩa, kiểu băng tải) thuộc loại máy lọc có tác dụng liên tục. 
Trong sản xuất bằng phương pháp vi sinh, các máy lọc được ứng dụng trong các 
quá trình tách sinh khối chất lỏng canh trường để làm trong dung dịch chứa các chất 
hoạt hoá sinh học, để lọc tiệt trùng, để tách các chất hoạt hoá sinh học dạng kết tủa khỏi 
dung dịch...Tất cả các quá trình này có thể được chia ra làm ba dạng cơ bản: tách huyền 
phù với mục đích loại pha lỏng khỏi pha rắn (hàm lượng cuối cùng của pha rắn trong 
huyền phù thường lớn hơn 10%); làm trong với mục đích làm sạch chất lỏng khỏi 
những hạt bẩn hay thu hồi pha rắn có hàm lượng không nhỏ trong dung dịch; cô đặc 
huyền phù với mục đích tăng nồng độ pha rắn. 
Sơ đồ nguyên tắc hoạt động của bất kỳ loại máy lọc nào cũng đều đơn giản: huyền 
phù được nạp vào màng xốp, pha lỏng sẽ qua màng xốp, còn pha rắn được giữ lại ở 
dạng lớp kết tủa đặc. 
8.4.1. Máy lọc loại tác động tuần hoàn 
Máy lọc ép kiểu phòng. Máy lọc ép khác với máy lọc khung bởi thể tích nhỏ hơn 
của các phòng để kết tủa và bởi áp suất làm việc lớn. Điều đó cho phép lọc được những 
huyền phù khó tách. 
Hình 8.10. Máy lọc ép kiểu phòng: 
1-Bản; 2- Bề mặt gợn sóng của bản; 3- Phòng; 4,5- Các lớp vải lọc; 
6- Rãnh để chuyển huyền phù; 7- Rãnh để thải phần lọc 
 157 
Máy lọc ép kiểu phòng (hình 8.10) gồm các bản có bề mặt gợn sóng tạo nên các 
phòng. Đặt các màng lọc giữa các bản làm thành hai lớp. Các màng lọc đồng thời cũng 
là những vật bịt kín khi nén các tấm. Nạp huyền phù cùng lúc vào tất cả các phòng theo 
rãnh phía trên, còn phần lọc, khi cho qua tất cả các màng lọc, chảy xuống dưới theo các 
máng của bề mặt các tấm gợn sóng và được dẫn ra theo rãnh chung ở phần dưới. Khi 
cần thiết chất kết tủa trong các phòng máy phải rửa và khử nước bằng phương pháp nạp 
dung dịch rửa hay không khí nén theo rãnh ở trên và tháo qua rãnh dưới. Tháo cặn ra 
khỏi phòng của máy lọc ép được tiến hành tương tự như khi tháo cặn ra khỏi máy lọc 
khung bản. 
8.4.2. Máy lọc tác động liên tục 
Thiết bị ép lọc hình trống có triển vọng nhất để sản xuất bằng phương pháp vi 
sinh và sau đó là máy lọc dạng băng tải. 
Máy lọc chân không dạng băng tải. Máy lọc chân không dạng băng tải khác với 
các loại máy lọc khác ở chỗ: chất kết tủa có chiều cao đến 120 mm có thể tạo thành trên 
bề mặt lọc một lớp hoạt hoá . Các tiểu cặn cứng, nặng khi qua lớp lọc được giữ lại gần 
vải lọc, còn những tiểu phần nhẹ hơn nằm ở trên lớp lọc và không bịt kín các lỗ vải lọc. 
Thiết bị lọc chân không dạng băng tải (hình 8.11) gồm bàn nằm ngang với các tang dẫn 
động và các tang kéo băng tải gợn bằng vải caosu khép kín, cơ cấu dẫn động của các 
phòng chân không và các cơ cấu để rửa băng tải, sấy và tháo chất kết tủa và thùng thu 
nhận chất kết tủa. 
Các phòng chân không với các vách ngăn di động được phân bổ theo khắp chiều 
dài của thiết bị dưới dải lọc. Dải được làm từ đệm vải được phủ các lớp caosu. Trên bề 
mặt của nó có những nếp sâu dọc, ngang. Khi băng tải chuyển dịch tang kéo đến bề mặt 
ngang của bàn, gờ băng lại được nâng lên làm cho băng tải có dạng hình máng. 
Tới hệ 
thống 
hâ
 158 
Hình 8.11. Sơ đồ thiết bị lọc chân không dạng băng tải 
với quá trình rửa chất kết tủa ngược dòng: 
1- Thùng két có máy khuấy huyền phù; 2- Bơm đẩy huyền phù; 3- Bơm để hút phần 
chiết ra khỏi thiết bị; 4- Thùng chứa phần chiết; 5- Bơm để hút phần chiết đã được rửa 
lần đầu; 6-Thùng chứa phần chiết đã được rửa lần đầu; 7- Lọc chân không; 8- Thùng 
chứa phần chiết đã được rửa lần hai; 9- Bơm hút phần chiết đã được rửa lần hai và đẩy 
vào rửa lần một; 10- Thùng chứa phần chiết đã được rửa lần ba; 11- Bơm hút phần 
chiết đã được rửa lần ba và đẩy vào rửa lần hai; 12-Thùng để định lượng; 
I- Huyền phù; II-Phần chiết chính; III-Không khí; IV- Phần chiết đã được rữa lần 
một; V- Phần chiết đã được rữa lần hai; VI- Phần chiết đã được rữa lần ba; VII- Nước 
Chất lỏng canh trường chảy vào nhánh trên của băng tải và khi chuyển dịch trên 
các phòng chân không, phần chiết qua lỗ lọc của băng tải vào các khoang của phòng 
chân không, còn các tiểu phần rắn của huyền phù được giữ lại trên bề mặt của băng tải. 
Khi băng tải tiếp tục chuyển dịch, chất lắng được rửa nếu thấy cần thiết , khi đó phần 
chiết được rửa đưa vào khoang tiếp theo của phòng chân không, còn cặn rắn tiếp tục 
chuyển dịch, sấy, dùng dao tách khỏi vải và cho vào thùng chứa. 
Quá trình lọc được điều chỉnh dễ dàng nhờ sự biến đổi chiều cao của lớp kết tủa 
(cặn), nhờ tốc độ chuyển dịch của băng tải trên các phòng chân không, nhờ sự biến đổi 
vị trí của màng ngăn trong các phòng chân không. Cơ cấu dẫn động của tang quay bảo 
đảm điều chỉnh nhịp nhàng tốc độ chuyển động của băng tải trong giới hạn rộng, điều 
đó cho phép chọn chế độ lọc tối ưu phù hợp với danh mục phong phú của các giống vi 
khuẩn. 
Khi máy lọc chân không dạng băng tải hoạt động không cần rửa chất kết tủa thì 
suất tiêu hao không khí là 0,8 ÷ 3 m3 cho 1 m2 bề mặt lọc, còn khi rửa chất kết tủa bằng 
nước - khoảng 2 lần nhỏ hơn. 
Tiến trình tái sinh khả năng lọc của băng tải nhờ vòi phun và các ống đột lỗ, nước 
đẩy qua các vòi phun và các ống ngược dòng với hướng chuyển động của nhánh băng 
tải dưới. Khi rửa ở tầng ngược dòng có thể tiến hành tái sinh băng tải thậm chí khi hình 
thành các kết tủa nhớt và dính. 
Năng suất đơn vị của các máy lọc chân không dạng băng tải khi lọc canh trường 
nấm mốc từ 1000 dến 1500 l/(m2.h), còn canh trường vi khuẩn- 4 ÷ 6 lần nhỏ hơn. 
Tất cả các bộ phận của máy ép chân không dạng băng tải có tiếp xúc với sản phẩm 
từ tổng hợp vi sinh đều làm bằng thép X18H10T, tang quay và tấm đáy đều bọc caosu, 
vỏ máy phải bọc kín. 
Đặc tính kỹ thuật của máy lọc chân không dạng băng tải được nêu trên bảng 8.2. 
Bảng 8.2. Đặc tính kỹ thuật của máy lọc chân không dạng băng tải 
 159 
Ị 3
,2
-0
,5
-5
,6
-1
11
Ị 2
,5
-0
,5
-4
,8
-1
1 
Ị 1
,6
-0
,5
-3
,2
-1
; 
Ị 2
,5
-0
,5
-4
,8
-1
; 
Ị 3
,2
-0
,5
-5
,6
-1
; 
Ị1
,6
-0
,5
-3
,2
-1
1 
Ị 4
-1
0-
1,
25
-8
Ị-
40
-5
,8
-1
1 
Ị-
40
-5
,8
-1
Các chỉ số 
Diện tích bề mặt lọc, m2 1,6 2,5 3,2 4 10 
50 500 50 500 1250 Chiều rộng băng tải, mm 
3200 4800 6400 6400 3000 Chiều dài của phòng chân 
không, mm 
Tốc độ chuyển động của băng 
tải, m/ph 0,8÷4,8 0,8÷4,8 1,0÷6,0 1,5÷9,0 4,0÷10 
 Công suất động cơ điện để dẫn 
động băng tải,kW 3,0 3,0 5,5 5,5 10 
Số vòng quay của trục, 
vòng/ph 
1430 1430 1450 1450 970 
Kích thước cơ bản, mm 
5580× 7200× 8790× 11630× 13360× 
×1970 ×1970× ×1970 ×1970× ×4650× 
Khối lượng của bộ lọc với cơ 
cấu dẫn động, kg ×1750 ×1750 ×1750 ×2100 ×3500 
3600 4170 5060 6740 20360 
Ưu điểm của các máy lọc chân không dạng băng tải là thiếu đầu phân phối huyền 
phù; khả năng lắng của các hạt lớn dưới tác động của trọng lực, nhờ đó mà quá trình lọc 
được tăng nhanh; tiện lợi cho quá trình rửa cặn với lớp kết tủa mỏng cũng có thể hoạt 
động được. 
Nhược điểm của loại này là kích thước lớn, bề mặt lọc tương đối nhỏ, thận trọng 
trong việc nạp huyền phù, phần chiết thu nhận bị đục và phải làm lạnh huyền phù lọc. 
Các nước đã sản xuất ra các máy lọc có bề mặt lọc cho một băng tải từ 0,25 đến 
40 m2 và khi hai băng tải, hai phòng chân không - đến 80 m2. 
Máy lọc chân không thùng quay. Loại máy lọc này được ứng dụng để tách sinh 
khối vi sinh vật khỏi dung dịch canh trường và để lọc huyền phù có cấu trúc khác nhau 
của các thể vẩn rắn (cấu trúc sợi, cấu trúc keo hay cấu trúc không định hình). Các thể 
vẩn rắn thường chứa khoảng từ 50 đến 500 g/l. 
Năng suất đơn vị của thiết bị phụ thuộc vào các tính chất hoá lý của huyền phù 
phân ly, vào vật liệu lọc, vào các giai đoạn xảy ra trước khi lọc và dao động trong giới 
 160 
hạn rộng. Máy lọc chân không dạng thùng quay có hiệu quả nhất khi phân ly huyền phù 
có nồng độ pha rắn cao hơn 2%. 
Không nhỏ 
hơn 9000 mm Huyền phù 
Hình 8.12. Sơ đồ thiết bị lọc chân không dạng thùng quay tác động liên tục: 
1,8- Thùng két có bộ khuấy trộn huyền phù; 2- Bơm đẩy huyền phù; 3- Bơm đẩy huyền 
phù của chất lọc hỗ trợ; 4-Thùng két có bộ khuấy chất lọc hỗ trợ; 5- Bơm tuần hoàn; 6- 
Thùng két có bộ khuấy để chứa huyền phù khi trào ra;7- Lọc chân không; 9- Thùng 
chứa phần lọc; 10- Bơm hút phần lọc; 11- Bình chứa chất lọc đã được rửa; 12- Bơm 
hút phần lọc đã được rửa; 13- Bộ tách nước; 14- Máy quạt gió; 15- Hộp áp kế; 16- 
Bơm chân không; 17- Bộ ngưng tụ; 18- Bộ thu hồi; 
I- Phương án chính để nối thiết bị phụ; II- Phương án kết hợp để huyền phù lắng 
nhanh; III- Huyền phù của chất lọc hỗ trợ ở phương án hoạt động có lớp bồi tích; IV- 
Phương án kết hợp thu hồi; V- Phương án kết hợp bộ ngưng tụ; VI-Phương án kết hợp 
bộ thu hồi và bộ ngưng tụ 
Tuy nhiên khi cô sơ bộ huyền phù bằng phương pháp lắng hay nhờ bộ xoáy thuỷ 
lực có thể đạt hiệu suất lọc cao nhất. Khi lọc các chất trung hoà, năng suất đơn vị tính 
theo huyền phù là 2 ÷3 m3/(m2⋅h), đối với các chủng nấm mốc - gần 1, còn đối với 
chủng vi khuẩn- đến 0,2 m3/(m2⋅h). Điều đó có thể giải thích ở chỗ khối lượng mixen 
được tách ra một cách trực tiếp trong các phòng chân không dạng thùng quay, khi đó 
các tế bào nấm men và tế bào vi khuẩn chưa có lớp bồi không được lọc, còn khi bồi đắp 
lớp lọc và bổ sung 4 ÷ 8% peclit, điatomit hay chất tác nhân tăng phẩm chất lọc vào 
chất lỏng canh trường, năng suất đơn vị lọc có thể đạt 0,2 m3/(m2⋅h). 
Thùng quay được phân chia ra thành một số khoang mà trong một vòng các 
khoang này trực tiếp qua bốn vùng, là những vùng cơ bản trong thiết bị lọc chân không 
dạng thùng quay (hình 8.13). Các khoang của thùng quay được bao phủ bỡi tấm đột lỗ 
và bị kéo căng bởi vật liệu lọc. Số vòng quay của thùng được thay đổi nhịp nhàng trong 
giới hạn từ 0,13 đến 3 vòng/phút. Thùng quay được lắp trong các ổ đặc biệt. Tấm đáy 
dưới thùng có máng chảy và máy khuấy lắc hoạt động nhờ bộ dẫn động riêng biệt có số 
vòng quay đên 0,3 vòng/phút. 
Ống 
dẫn 
chất 
8 
Huyền phù 
 161 
Máy lọc chân không dạng thùng quay được thiết kế theo chế độ nạp liệu đến 1/3 
và 2/3 đường kính, phụ thuộc vào các tính lắng đọng của huyền phù. Góc nạp liệu tối ưu 
của thùng quay bằng 130÷1490. 
Hoạt động của thiết bị lọc chân không được tiến hành như sau: Chất lỏng canh 
trường từ thùng chứa được đẩy vào tấm đáy, tại đây mực chảy lỏng được giữ không đổi. 
Quá trình lọc được thực hiện trong bốn vùng theo chu kỳ quay của thùng (hình 8.13). 
Hình 8.13. Máy lọc chân không 
dạng thùng quay: 
1- Thùng quay; 2- Ổ bi; 3- Thùng 
chứa huyền phù; 4- Máy khuấy 
lắc; 
 5- Xy lanh đặc bên trong; 6- 
Xilanh ngoài đột lỗ; 7- Vải lọc; 8- 
Màng chắn lọc; 9- Khoang lọc; 
10- Đĩa phần mặt mút của ngõng 
trục; 
11- Các ống; 12 - Phần bất động 
của đầu được phân bổ dạng vòng 
cung các cửa; 13- Vòi phun; 14- 
Dao nạo cặn; I- Lọc qua vải; II- 
Sấy cặn; III- Rửa cặn; IV- Thổi và 
làm tơi cặn 
Trong vùng I (130 ÷1490), lọc dưới chân không xảy ra qua lớp trên thùng và đồng 
thời chất cặn nằm trên đó. Trong vùng II (54 ÷ 550), cặn được sấy khô do đó bị hút vào, 
không khí mang ẩm từ chất cặn. Ở vùng III (90 ÷1000) tiến hành rửa chất cặn bằng xối 
nước hay du

File đính kèm:

  • pdfChuong 8.pdf
Bài giảng liên quan