Các quá trình và thiết bị công nghệ sinh học : THIẾT BỊ PHÂN CHIA PHA LỎNG VÀ PHA RẮN part 1

Chia sẻ: Safskj Aksjd | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

92
lượt xem 14
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

THIẾT BỊ PHÂN CHIA PHA LỎNG VÀ PHA RẮN Các máy dùng để phân chia các hệ không đồng nhất trong trường ly tâm được gọi là máy ly tâm và máy phân ly. Khác với máy ly tâm, máy phân ly có yếu tố phân ly cao, bề mặt kết tủa phát triển, mức độ phân chia các hệ phân tán cao nên năng suất rất lớn đến 300 m3/h. Trong công nghiệp vi sinh thường sử dụng các máy ly tâm và phân ly khác nhau để phân chia các hệ dị thể...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Các quá trình và thiết bị công nghệ sinh học : THIẾT BỊ PHÂN CHIA PHA LỎNG VÀ PHA RẮN part 1

Chæång 11 THIÃÚT BË PHÁN CHIA PHA LOÍNG VAÌ PHA RÀÕN Caïc maïy duìng âãø phán chia caïc hãû khäng âäöng nháút trong træåìng ly tám âæåüc goüi laì maïy ly tám vaì maïy phán ly. Khaïc våïi maïy ly tám, maïy phán ly coï yãúu täú phán ly cao, bãö màût kãút tuía phaït triãøn, mæïc âäü phán chia caïc hãû phán taïn cao nãn nàng suáút ráút låïn âãún 300 m3/h. Trong cäng nghiãûp vi sinh thæåìng sæí duûng caïc maïy ly tám vaì phán ly khaïc nhau âãø phán chia caïc hãû dë thãø. 11.1. CAÏC THIÃÚT BË ÂÃØ LY TÁM HUYÃÖN PHUÌ Caïc maïy ly tám âæåüc æïng duûng räüng raîi âãø taïch caïc tiãøu pháön äøn âënh trong dung dëch caïc cháút hoaût hoaï sinh hoüc, caïc dung dëch ræåüu khoíi chãú pháøm hoaût hoaï laìm làõng etanol, axetol vaì caïc dung mäi hæîu cå khaïc, taïch sinh khäúi khoíi dung dëch canh træåìng, âãø taïch phæïc hoaût hoaï sinh hoüc (khi kãút tuía bàòng muäúi) tæì caïc dung dëch, cuîng nhæ âãø phán chia caïc häùn håüp cháút loíng hay caïc huyãön phuì. Caïc hãû phán taïn thä thæåìng âæåüc phán chia dæåïi taïc âäüng cuía troüng læûc. Tuy nhiãn khi tyí troüng cuía caïc cáúu tæí coï âäü chãûnh lãûch nhoí vaì âäü nhåït cuía cháút loíng khäng âäöng nháút cao thç sæû làõng xaíy ra ráút cháûm. Do æïng suáút cuía træåìng læûc ly tám quaïn tênh låïn hån nhiãöu láön æïng suáút cuía træåìng troüng læûc, cho nãn viãûc phán chia dæåïi taïc âäüng cuía træåìng ly tám xaíy ra ráút nhanh vaì hoaìn toaìn. Trong caïc thiãút bë cäng nghiãûp viãûc phán chia bàòng phæång phaïp ly tám âæåüc æïng duûng âãø taïch caïc tiãøu pháön coï kêch thæåïc tæì 25 mm âãún 0,5 µm. Phæång phaïp ly tám dæûa trãn cå såí taïc âäüng cuía træåìng ly tám tåïi hãû khäng âäöng nháút gäöm hai hoàûc nhiãöu pha. Ly tám caïc hãû cháút loíng khäng âäöng nháút âæåüc thæûc hiãûn bàòng hai phæång phaïp: loüc ly tám qua tæåìng âäüt läù cuía räto, vaïch loüc âæåüc âàût åí pháön trong cuía räto (maïy ly tám loüc) vaì qua räto làõng coï âoaûn äúng liãön (maïy ly tám làõng). Âäöng thåìi caïc maïy ly tám täøng håüp kãút håüp caí hai nguyãn tàõc phán chia loüc - làõng cuîng âæåüc sæí duûng. Khi taïch huyãön phuì trong caïc maïy ly tám loüc åí trong räto, dæåïi taïc âäüng cuía læûc ly tám cháút loíng âæåüc loüc qua vaíi loüc hay læåïi kim loaûi, âäöng thåìi caïc tiãøu pháön pha ràõn bë làõng xuäúng; cháút loíng qua saìng vaì sau âoï qua läù trong räto, xäúi maûnh vaìo tæåìng cuía 223
maïy ly tám, coìn càûn âæåüc thaïo ra trong thåìi gian räto quay hoàûc laì sau khi maïy ngæìng. Khi phán chia caïc huyãön phuì trong caïc maïy ly tám làõng, caïc tiãøu pháön ràõn coï tyí troüng låïn hån tyí troüng cáúu tæí cháút loíng âæåüc làõng xuäúng (dæåïi taïc âäüng cuía læûc ly tám trong âoaûn äúng räto) taûo thaình låïp voìng khuyãn. Cáúu tæí loíng cuîng taûo thaình låïp voìng khuyãn nhæng nàòm gáön truûc quay hån, cháút loíng trong âæåüc dáùn ra ngoaìi qua meïp traìn hay nhåì äúng huït; càûn âæåüc thaïo ra theo haình trçnh xaí hay sau khi thiãút bë ngæìng. Viãûc phán chia nhuî tæång xaíy ra tæång tæû: åí tæåìng räto taûo ra låïp cháút loíng nàûng, coìn gáön truûc quay - låïp cháút loíng nheû. 11.1.1. Phán loaûi caïc maïy ly tám Caïc maïy ly tám cäng nghiãûp âæåüc chia ra: Theo nguyãn tàõc phán chia - kãút tuía, phán chia (phán ly), loüc vaì täøng håüp. Theo âàûc tênh tiãún haình quaï trçnh ly tám - chu kyì vaì liãn tuûc. Theo dáúu hiãûu vãö kãút cáúu - nàòm ngang (coï truûc nàòm ngang), nghiãng (coï truûc nghiãng) vaì âæïng. Theo phæång phaïp thaíi càûn ra khoíi räto. Khi saín xuáút caïc cháút hoaût hoaï sinh hoüc thæåìng sæí duûng caïc maïy ly tám taïc âäüng chu kyì, thaíi càûn bàòng cå khê hoaï hay thuí cäng, coìn khi saín xuáút låïn - caïc maïy ly tám tæû âäüng hoaï taïc âäüng liãn tuûc. Khi læûa choün caïc maïy ly tám cáön phaíi dæûa vaìo caïc âàûc tênh cäng nghãû cuía chuïng vaì caïc tênh cháút lyï hoüc cuía váût liãûu âem gia cäng (âäü phán taïn cuía pha ràõn, âäü nhåït cuía pha loíng vaì näöng âäü cuía noï). Näöng âäü huyãön phuì bàòng tyí säú giæîa læåüng pha ràõn vaì täøng læåüng huyãön phuì. Näöng âäü huyãön phuì coï thãø thãø hiãûn bàòng pháön tràm theo khäúi læåüng hay pháön tràm theo thãø têch. Hiãûu näöng âäü giæîa pha ràõn vaì pha loíng caìng låïn thç nàng suáút cuía maïy ly tám làõng caìng cao. Læûc ly tám Pl (N) laì âäüng læûc cuía quaï trçnh ly tám: mv 2 GΩ 2 R GR ω 2 Pl = = = g 2 900 trong âoï: m - khäúi læåüng cuía maïy vaì cháút loíng, kg; v - täúc âäü biãn, m/s; R - baïn kênh bãn trong cuía thuìng quay, m; G - troüng læåüng cuía váût thãø quay, N; ω - täúc âäü goïc cuía thuìng quay, âäü/s πω (Ω = ); 30 g - gia täúc råi tæû do, m/s2. 224
Yãúu täú phán chia laì mäüt trong nhæîng chuáøn cå baín âãø læûa choün maïy ly tám hay maïy phán ly. Yãúu täú phán chia xaïc âënh gia täúc cuía træåìng ly tám âæåüc phaït triãøn trong maïy, coï bao nhiãu láön låïn hån gia täúc troüng læûc. Yãúu täú phán chia âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc: Ω2R ω 2R = ≅ f . p g 900 Yãúu täú phán chia caìng cao thç khaí nàng phán chia cuía maïy caìng låïn. Yãúu täú phán chia seî tàng âaïng kãø khi tàng säú voìng quay cuía räto. Kyï hiãûu nàng suáút cuía maïy laì chè säú cå baín cuía maïy hoaût âäüng: ∑ = Fl f p trong âo : Fl - diãûn têch bãö màût làõng cuía xilanh, m2. 11.1.2. Maïy ly tám daûng làõng vaì daûng loüc Caïc maïy ly tám thuäüc daûng naìy âæåüc bët kên, coï thiãút bë âiãûn an toaìn vaì thaíi càûn åí phêa trãn bàòng phæång phaïp thuí cäng. Dáùn âäüng maïy ly tám âæåüc thæûc hiãûn tæì âäüng cå qua truyãön âäüng bàòng dáy âai hçnh thang. Trong caïc maïy loaûi naìy coï khoaï liãn âäüng cho âäüng cå vaì nàõp voí khi giaím aïp suáút khê trå trong caïc khoang voí dæåïi 1470 Pa. Caïc chi tiãút cuía maïy tiãúp xuïc våïi saín pháøm âæåüc chãú taûo bàòng theïp 12X18H10T. Trong cäng nghiãûp vi sinh maïy ly tám âæïng coï kêch thæåïc nhoí âæåüc sæí duûng räüng raîi do âäü kên vaì tênh an toaìn cao. Loaûi naìy ráút thuáûn låüi cho nhiãöu quaï trçnh taïch vaì laìm saûch mäüt læåüng væìa phaíi caïc cháút hoaût hoaï sinh hoüc. Âàûc tênh kyî thuáût cuía chuïng âæåüc nãu åí baíng 11.1. 11.1.3. Maïy ly tám äúng (maïy ly tám siãu täúc) Âãø laìm trong caïc huyãön phuì coï chæïa mäüt læåüng khäng âaïng kãø caïc taûp cháút ràõn coï âäü phán taïn cao, âãø taïch caïc taûp cháút ràõn coï âäü phán taïn cao vaì caïc nhuî tæång thæåìng sæí duûng maïy ly tám siãu täúc. Khi laìm trong huyãön phuì coï chæïa pha ràõn coï âäü phán taïn cao hån 1% thç caïc maïy ly tám siãu täúc âæåüc hoaût âäüng theo chu kyì vaì thaïo càûn bàòng phæång phaïp thuí cäng. Khi taïch nhuî tæång thç caïc maïy ly tám siãu täúc hoaût âäüng liãn tuûc. Bäü pháûn kãút cáúu quan troüng cuía maïy ly tám siãu täúc thuäüc loaûi OTP vaì PTR laì loaûi räto äúng. Maïy siãu ám cao täúc (hçnh 11.1) âæåüc làõp âàût trãn bãû bàòng gang 8, âäöng thåìi cuîng laì voí âãø baío vãû maïy vaì noï gäöm räto 9, âènh dáùn âäüng 2 âæåüc näúi våïi truûc, bäü haîm vaì caïc khåïp näúi âãø thu nháûn vaì thaïo cháút loíng 4 vaì 7. Âáöu trãn cuía räto âæåüc näúi våïi âènh dáùn âäüng qua truûc, coìn âáöu dæåïi thç tyì tæû do vaìo äúng dáùn hæåïng, cho pheïp trung tám quay cuía räto luän åí hæåïng troüng tám vç âaïy räto chuyãøn dåìi vaìo vë trê troüng tám. 225
Baíng 11.1. Âàûc tênh kyî thuáût cuía caïc maïy ly tám làõng vaì loüc ОВБ - 403K - 04 ОВБ - 303K - 04 Caïc chè säú ФВБ - 403K - 04 Räto, mm âæåìng kênh trong 300 400 chiãöu cao hoaût âäüng 150 200 Yãúu täú pháön chia khi säú voìng quay, voìng/phuït 1500 375 500 2440 1000 1300 3460 2000 2680 4250 3000 - Dung têch, m3 0,05 0,1 Taíi troüng låïn nháút, kg 10 20 Thåìi gian, s tàng täúúc haîm 90 90 90±30 90±30 Cäng suáút âäüng cå, kW Säú voìng quay cuía truûc, voìng/phuït 3 3 Kêch thæåïc cå baín, mm 2850 2850 1160×700×765 1160×700×765 Khäúi læåüng, kg 400 420 Khaí nàng chuyãøn dåìi tæû do âæåüc giaím âãún täúi thiãøu nhàòm giaím sæû nguy hiãøm khi xuáút hiãûn æïng læûc låïn trong caïc äø bi vaì loaûi træì rung âäüng gáy ra sæû phaï huyí cán bàòng. Bãn trong räto làõp caïnh quaût 5 âãø truyãön täúc âäü goïc cuía räto cho cháút loíng. Phåït chàõn 3 åí dæåïi coï läù trung tám âãø thu nháûn cháút loíng. Ly tám siãu täúc daûng äúng laìm viãûc våïi säú voìng quay cuía räto tæì 8000 âãún 45000 voìng/phuït. Dáùn âäüng maïy ly tám âæåüc thæûc hiãûn tæì âäüng cå 1 nàòm åí pháön trãn cuía maïy, qua truyãön âäüng dáy âai deût coï cå cáúu càng âai daûng con làn eïp 10. Khi maïy hoaût âäüng, huyãön phuì qua voìi phun cuía äúng naûp liãûu vaìo pháön dæåïi cuía räto vaì khi quay cuìng räto huyãön phuì seî chaíy theo tæåìng cuía noï theo hæåïng doüc truûc. Theo mæïc âäü chuyãøn âäüng doüc theo räto, huyãön phuì bë phán låïp tæång xæïng våïi Hçnh 11.1.Maïy ly tám siãu täúc 226
tyí troüng cuía caïc pháön trong thaình pháön cháút loíng. Khi âoï tiãøu pháön ràõn trong traûng thaïi lå læíng bë taïch ra khoíi cháút loíng, vaì bë làõng trãn tæåìng räto, coìn cháút loíng qua läù trãn åí âáöu räto âæåüc âæa vaìo ngàn roït, vaì sau âoï vaìo thuìng chæïa. Nhåì khäng xaíy ra biãún âäøi âaïng kãø hæåïng chuyãøn âäüng cuía cháút loíng vaì nhæîng doìng xoaïy räúi, nãn loaûi træì âæåüc khaí nàng taïi xám nháûp cuía caïc tiãøu pháön vaìo huyãön phuì. Khi kãút thuïc sæû phán chia, maïy âæåüc dæìng laûi nhåì bäü haîm 6, thaïo räto cuìng càûn, thiãút láûp sæû an toaìn vaì làûp laûi chu kyì hoaût âäüng. Ly tám nhuî tæång âæåüc tiãún haình nhæ sau: nhuî tæång theo äúng tiãúp liãûu vaìo pháön dæåïi cuía räto vaì theo mæïc âäü chuyãøn âäüng lãn, trãn âæåüc phán ra thaình nhæîng cáúu tæí nàûng vaì nheû. Cáúu tæí nàûng seî qua caïc läù âæåüc phán bäø åí tæåìng räto räöi vaìo âéa roït åí dæåïi vaì tiãúp tuûc qua âoaûn äúng âãø âæa ra ngoaìi. Caïc bäü pháûn tiãúp xuïc træûc tiãúp våïi saín pháøm âãöu âæåüc chãú taûo bàòng theïp 12X18H10T vaì 20X13. Khoang bãn trong cuía khung bàòng gang âæåüc phuí låïp sån chëu axit. Caïc maïy ly tám siãu täúc ráút goün, tiãûn låüi cho thao taïc vaì coï säú voìng quay låïn, màûc dáöu âæåìng kênh räto nhoí (baíng 11.2). Baíng 11.2. Âàûc tênh kyî thuáût cuía maïy ly tám siãu täúc OTP- 101K-1 OTP-151K-1 Caïc chè säú PTP -101K-1 PTP- 151K-1 Âåìng kênh trong cuía räto, mm 105 150 Säú voìng quay låïn nháút cuía räto, voìng/phuït 15000 13530 Yãúu täú phán chia låïn nháút 13200 15250 Taíi troüng låïn nháút, kg 10 20 Cäng suáút âäüng cå âiãûn, kW 2,2 7,5 850×730×1720 1070×740×2050 Kêch thæåïc cå baín cuía maïy våïi âäüng cå, mm Khäúi læåüng, kg 560 850 Khi tàng säú voìng quay cuía räto lãn bao nhiãu láön, âäöng thåìi giaím âæåìng kênh cuía noï xuäúng báúy nhiãu láön thç täúc âäü biãn vaì æïng suáút trong træåìng laì khäng âäøi. Yãúu täú phán chia âäúi våïi caïc maïy siãu täúc 12000 ÷ 51000. Nhæåüc âiãøm cuía caïc maïy ly tám siãu täúc: tênh hoaût âäüng chu kyì, cáön thiãút phaíi thaïo vaì làõp thæåìng xuyãn, thaïo cháút làõng vaì ræía räto bàòng phæång phaïp thuí cäng, sæû täön taûi truyãön âäüng bàòng dáy âai. 11.1.4. Maïy ly tám làõng nàòm ngang coï bäü thaïo cháút làõng bàòng vêt taíi Maïy ly tám làõng nàòm ngang âæåüc æïng duûng âãø phán chia huyãön phuì coï haìm læåüng thãø têch pha ràõn tæì 1 âãún 40%, coï kêch thæåïc caïc tiãøu pháön låïn hån 2 ÷ 5 µm vaì sai khaïc 227