D ng Đăng C ng CT39A ươ ươ Các thi t b c b n trong ch bi nế ị ơ ả ế ế
nstp
1. Đ t v n đ :ặ ấ ề
Vào th i xa x a, khi th c ph m ch aờ ư ự ẩ ư đ c s n xu t quy mô côngượ ả ấ ở
nghi p,ệ th c ph m ch a th hi n đ c vai trò quan tr ng c a nó. Ngàyự ẩ ư ể ệ ượ ọ ủ
nay, cùng v i s phát tri n c a xã h i , th c ph m không ch đ n gi n làớ ự ể ủ ộ ự ẩ ỉ ơ ả
ngon mà ph i đáp ng nhu c u v dinh d ng, v sinh…nh t là khi th cả ứ ầ ề ưỡ ệ ấ ự
ph m đ c đ a vào s n xu t quy mô công nghi p thì con ng i m iẩ ượ ư ả ấ ở ệ ườ ớ
th y đ c h t t m quan tr ng c a nó. S ti n b c a khoa h c k thu tấ ượ ế ầ ọ ủ ự ế ộ ủ ọ ỹ ậ
đã làm phong phú thêm, đa d ng thêm vi c s d ng th c ph m.ạ ệ ử ụ ự ẩ
Ngày nay ,khi xã h i phát tri n thì các nhu c u c a con ng i v m i m tộ ể ầ ủ ườ ề ọ ặ
ngày càng tăng.Trong đó,nhu c u v sinh ho t và ăn u ng cũng tăng lên.ầ ề ạ ố
Cùng v i s phát tri n r c r c a khoa h c thì trong lĩng v c y t , càngớ ự ể ự ở ủ ọ ự ế
ngày con ng i càng phát hi n ra nhi u căn b nh có nguyên nhân là b tườ ệ ề ệ ắ
ngu n t vi c ăn u ng.Do v y vi c nghiên c u các công ngh b o qu nồ ừ ệ ố ậ ệ ứ ệ ả ả
th c ph m đã tr nên r t c n thi t .ự ẩ ở ấ ầ ế
Th c t thì hi n nay con ng i đã phát minh ra đ c r t nhi u thi t b đự ế ệ ườ ượ ấ ề ế ị ể
b o qu n nông s n th c ph m đ c an toàn cho ng i s d ng và nó baoả ả ả ự ẩ ượ ườ ử ụ
g m nhi u quá trình liên quan đ n v n đ ch bi n b o qu n nông s nồ ề ế ấ ề ế ế ả ả ả
nh quá trình v n chuy n, đ nh l ng, phân riêng…ư ậ ể ị ượ
Hi n nay đã có t t nhi u thi t b phân riêng s d ng nh ng công ngh nệ ấ ề ế ị ử ụ ữ ệ
khác nhau .Trong bài báo cáo này tôi xin trình bày m t s thi t b phânộ ố ế ị
riêng đang đ c s d ng ph bi n hi n nay.ượ ử ụ ổ ế ệ
1
D ng Đăng C ng CT39A ươ ươ Các thi t b c b n trong ch bi nế ị ơ ả ế ế
nstp
2. Ph ng pháp nghiên c u:ươ ứ
_Thu th p tài li u.ậ ệ
_Mô hình hóa.
3. N i dung nghiên c u:ộ ứ
3.1. Nguyên t c phân riêng s n ph m l ng không đ ng nh t:ắ ả ẩ ỏ ồ ấ
Quá trình phân ly d a vào tr ng l c ly tâm đ phân riêng h n h p hai phaự ườ ự ể ổ ợ
r n-l ng ho c l ng-l ng thành các c u t riêng bi t g i là quá trình lyắ ỏ ặ ỏ ỏ ấ ử ệ ọ
tâm.máy đ th c hi n quá trình đó g i là máy ly tâm.ể ự ệ ọ
Tùy theo c u t o b m t c a rôto mà quá trình phân ly ti n hành theoấ ạ ề ặ ủ ế
nguyên t c l c ly tâm hay l ng ly tâm hay l ng ly tâm.Trong quá trình l cắ ọ ắ ắ ọ
ly tâm hay l ng ly tâm,nguyên li u chuy n đ ng quay cùng v i rôto c aắ ệ ể ộ ớ ủ
máy.L c ly tâm s làm cho các c u t có kh i l ng riêng khác nhau phânự ẻ ấ ử ố ượ
l p theo h ng c a gia t c tr ng l c.Thành ph n có kh i l ng riêngớ ướ ủ ố ườ ự ầ ố ươ
l n nh t s t p trung vùng xa nh t, còn ph n có kh i l ng riêng nhớ ấ ẻ ậ ở ấ ầ ố ượ ỏ
nh t s t p trung tâm c a rôto.ấ ẻ ậ ở ủ
3.1.1. Nguyên t c l c ly tâm:ắ ọ
Máy ly tâm l c dùng đ phân riêng huy n phù có kích th c pha r nọ ể ề ướ ắ
t ng đ i l n. Trên thành rôto c a máy ly tâm h c khoan nhi u l ho cươ ố ớ ủ ọ ề ổ ặ
làm b ng l i. Đ ng kính trên thành rôto th ng trong gi i h n 3-ằ ướ ườ ườ ớ ạ
8mm.Bên trong thành rôto có l i có kích th c nh đ l c đ c các h tướ ướ ỏ ể ọ ượ ạ
huy n phù.N u đ ng kính các h t r n 1-2mm, thì vách ngăn làm b ngề ế ườ ạ ắ ằ
thép t m m ng và đ c khoan các l nh có đ ng kính nh kho ng1-ấ ỏ ượ ổ ỏ ườ ỏ ả
1,5mm.N u các h t nh h n n a thì ph i d c dùng l i kim lo i có lế ạ ỏ ơ ử ả ượ ướ ạ ổ
hình vuông v i kích th c l l i 0,1-0,5mm.N u kích th c h t r n nhớ ướ ổ ướ ế ướ ạ ắ ỏ
h n dùng l p dùng l p v i b ng s i bông, s i gai ho c len…ơ ớ ớ ả ằ ợ ợ ặ
3.1.2. Nguyên t c l c l ng ly tâm:ắ ọ ắ
Bên trong thành rôto không có l i mà thay vào kho ng không gian gi aướ ả ữ
rôto và thành rôto ng i ta b trí các ng d n hoăc các r nh d n nguyênườ ố ố ẩ ả ẩ
li u. N u máy dùng đ phân riêng huy n phù thì đ u trên c a rôto (n pệ ế ể ề ầ ủ ắ
rôto)ch có m t l đ n c trong đi ra,còn b d c gi trong rôto và đ cỉ ộ ổ ể ướ ả ươ ử ượ
tháo ra b ng tay. Néu dùng máy phân riêng nh t ng thì n p rôto có haiằ ủ ươ ở ắ
l thoát:l g n tr c đ thoát pha nh , l kia đ thoát pha n ng.ổ ổ ầ ụ ể ẹ ổ ể ặ
Rôto c a máy l ng ly tâm có d ng hình tr , kín, thành c a rôto không cóủ ắ ạ ụ ủ
l đ c.Khi rôto quay d i tác d ng c a l c ly tâm, huy n phu hay nhổ ụ ướ ụ ủ ự ề ủ
t ng đ c phân thành các l p riêng bi t c a nó. L p kh i l ng riêngươ ượ ớ ệ ủ ớ ố ượ
đ c phân thành các l p riêng bi t tùy theo kh i l ng riêng c a nó. L pượ ớ ệ ố ượ ủ ớ
kh i l ng riêng l n sát thành rôto, l p có kh i l ng riêng nh phíaố ượ ớ ở ớ ố ượ ỏ ở
trong ly tâm l ng g m hai quá trình: quá trìh l ng pha r n ti n hành theoắ ồ ắ ắ ế
nh ng quy lu t c a th y đ ng l c h c; quá trình nén b ti n hành theoữ ậ ủ ủ ộ ự ọ ả ế
nh ng quy lu t c h c.ữ ậ ơ ọ
2
D ng Đăng C ng CT39A ươ ươ Các thi t b c b n trong ch bi nế ị ơ ả ế ế
nstp
Quá trình l ng trong máy ly tâm khác v i quá trình l ng trong tr ng tr ngắ ớ ắ ườ ọ
l c.L ng trong tr ng tr ng l c, v n t cl ng coi nh b ng nhau các vự ắ ườ ọ ự ậ ố ắ ư ằ ở ị
trí khác nhau vì gia t c tr ng tr ng không ph thu c vào t a đ r i- h tố ọ ườ ụ ộ ọ ộ ơ ạ
l ngắ
theo ph ng song song v i nhau.Trong tr ng l c ly tâm v n t c l ng vàươ ớ ườ ự ậ ố ắ
gia t c ly tâm thay đ i ph thu c vào v n t c ố ổ ụ ộ ậ ố ωvà bán kính quay
r(a=ω2*r), h t l ng theo ph ng đ ng kính rôto.ạ ắ ươ ườ
3.1.3. B l ng, b xoáy th y l c:ể ắ ộ ủ ự
Ngoài hai ph ng pháp l c ly tâm và l ng ly tâm thì ng i ta còn phânươ ọ ắ ườ
riêng ch t l ng không đ ng nh t d a vào b l ng và b xoay th y l c.ấ ỏ ồ ấ ự ể ắ ộ ủ ự
Trong các xí nghi p vi sinh th ng x y ra các quá trình t o nhũ t ng.ệ ườ ả ạ ươ
Nhũ t ng thô ch a các h t r n có kích th c l n h n 100 μm; các h tươ ứ ạ ắ ướ ớ ơ ạ
m n: 0,5-10 μm ; ch t v n đ c: 0,1÷0,5μm;các dung d ch keo nh h n 0,1ị ấ ẩ ụ ị ỏ ơ
μm.Huy n phù đ c t o ra trong các giai đo n sau: chu n b các môiề ượ ạ ạ ẩ ị
tr ng dinh d ng và các lo i mu i, trung hoà các s n ph m th y phânườ ưỡ ạ ố ả ẩ ủ
c a nguyên li u th c v t, c y vi sinh v t và tách các s n ph m t ng h pủ ệ ự ậ ấ ậ ả ẩ ổ ợ
vi sinh, hình thành và làm s ch n c th i. T bào sinh v t, các ch tạ ướ ả ế ậ ấ
khoáng và các ch t h u c là pha c ng (hay t a pha c ng) c a huy n phùấ ữ ơ ứ ự ứ ủ ề
đ c t o thành trong các giai đo n k trên.ượ ạ ạ ể
Tách huy n phù ra thành nh ng ph n riêng bi t đ c ti n hành trong cácề ữ ầ ệ ượ ế
giai đo n tinh ch dung d ch c a môi tr ng dinh d ng và dung d chạ ế ị ủ ườ ưỡ ị
mu i, trong giai đo n làm l ng các ch t l ng canh tr ng, trong giai đo nố ạ ắ ấ ỏ ườ ạ
cô sinh kh i vi sinh v t... Chu n b các môi tr ng dinh d ng đ nuôiố ậ ẩ ị ườ ưỡ ể
c y vi sinh v t th ng dùng các ph ng pháp l ng và l c. D i đây taấ ậ ườ ươ ắ ọ ướ
kh o sát k t c u c a b l ng.ả ế ấ ủ ể ắ
3.1.3.1. B l ng:ể ắ
Lo i này đ c ng d ng đ tách huy n phù trong tr ng tr ng l c b ngạ ượ ứ ụ ể ề ườ ọ ự ằ
ph ng pháp l ng. Các b l ng có các d ng ho t đ ng khác nhau (tu nươ ắ ể ắ ạ ạ ộ ầ
hoàn, bán liên t c và liên t c). Trong công nghi p vi sinh s d ng r ng rãiụ ụ ệ ử ụ ộ
các b l ng có tác đ ng bán liên t c và liên t c đ làm trong các dung d chể ắ ộ ụ ụ ể ị
c a môi tr ng dinh d ng và c a các lo i mu i, đ tách th ch cao kh iủ ườ ưỡ ủ ạ ố ể ạ ỏ
ch t trung hoà trong s n xu t thu phân, khi làm s ch n c th i…ấ ả ấ ỷ ạ ướ ả
B l ng c h c có tác d ng liên t c, là b hình tr đ ng có đáy hình nónể ắ ơ ọ ụ ụ ể ụ ứ
và n p ph ng. B l ng đ c trang b c c u cào đ tách c n. Ph n d iắ ẳ ể ắ ượ ị ơ ấ ể ặ ầ ướ
tr c c a b cào l p các thanh. S chuy n đ ng c a b cào cùng v i tr cụ ủ ộ ắ ự ể ộ ủ ộ ớ ụ
đ c th c hi n nh c c u d n đ ng đ c l p trên giàn kim lo i c a b .ượ ự ệ ờ ơ ấ ẫ ộ ượ ắ ạ ủ ể
Nh c c u nâng mà b cào có th nâng lên cao 200 ÷ 300 mm t đáy b .ờ ơ ấ ộ ể ừ ể
Đi u đó ngăn ng a s h h ng c a b cào trong tr ng h p có m tề ừ ự ư ỏ ủ ộ ườ ợ ộ
l ng l n c n đáy b . ph n trên c a tr c có thùng r ng đ n p li uượ ớ ặ ở ể Ở ầ ủ ụ ỗ ể ạ ệ
và huy n phù đ c n p vào đây m t cách liên t c. Thùng n p li u d ngề ượ ạ ộ ụ ạ ệ ạ
3
D ng Đăng C ng CT39A ươ ươ Các thi t b c b n trong ch bi nế ị ơ ả ế ế
nstp
tr có hai l i. L i trên có l l n h n nh m lo i tr nh ng m u c ngụ ướ ướ ỗ ớ ơ ằ ạ ừ ữ ẫ ứ
l n r i vào thùng. L i d i có l nh h n đ t o kh năng n p đ uớ ơ ướ ướ ổ ỏ ơ ể ạ ả ạ ề
huy n phù vào b . Ph n trên trong b có máng tràn. Môi tr ng đãề ể ầ ở ể ườ
đ c làm trong tràn liên t c vào máng và đ a ra ngoài theo đo n ng n i.ượ ụ ư ạ ố ố
B tháo li u ki u vít t i dùng đ v t c n đ n đ m 60 ÷ 70 % và tháoộ ệ ể ả ể ắ ặ ế ộ ẩ
c n liên t c. Ngoài ra b l ng có các c a quan sát, kho ng không gian đặ ụ ể ắ ử ả ể
ph c v thao tác và nh ng c c u c n thi t khác đ ho t đ ng có hi uụ ụ ữ ơ ấ ầ ế ể ạ ộ ệ
qu . Trong các b tác đ ng tu n hoàn, vi c n p huy n phù, tách ch t l ngả ể ộ ầ ệ ạ ề ấ ỏ
và pha r n đ c ti n hành theo chu kỳ. Trong các b tác đ ng bán liên t c,ắ ượ ế ể ộ ụ
vi c n p huy n phù và tách pha l ng trong đ c ti n hành m t cách liênệ ạ ề ỏ ượ ế ộ
t c trong m t th i gian nh t đ nh, còn ch t c n th i ra theo chu kỳ. B cóụ ộ ờ ấ ị ấ ặ ả ể
năng su t l n th ng đ c l p đ t ngoài phân x ng, đáy đ t trên mángấ ớ ườ ượ ắ ặ ưở ặ
bê tông và đ c c đ nh trên các c t bê tông c t s t. không gian gi a cácượ ố ị ộ ố ắ ữ
tr ph i lát kín g ch. Tr m b m và thi t b ph tr đ t trong phòng d iụ ả ạ ạ ơ ế ị ụ ợ ặ ướ
b . ể
Trong s n xu t vi sinh th ng s d ng ch y u các lo i b c h c cóả ấ ườ ử ụ ủ ế ạ ể ơ ọ
đ ng kính 5,5; 7; 9; 12 và 18 m. Khi làm s ch n c th i b ng ph ngườ ạ ướ ả ằ ươ
pháp sinh h c s d ng b h ng tâm có đ ng kính 18 ÷ 54 m.ọ ử ụ ể ướ ườ
3.1.3.2. B xoáy th y l c:ể ủ ự
Trong công nghi p vi sinh cho phép s d ng b xoáy thu l c có áp su tệ ử ụ ộ ỷ ự ấ
cao đ làm trong các môi tr ng dinh d ng, các môi tr ng mu i và cácể ườ ưỡ ườ ố
ch t trung hoà, đ làm s ch c h c n c th i. Đ c bi t s d ng hi u quấ ể ạ ơ ọ ướ ả ặ ệ ử ụ ệ ả
các b xoáy thu l c khí k t h p v i các thi t b đ tách huy n phù cóộ ỷ ự ế ợ ớ ế ị ể ề
n ng đ pha c ng th p, ví d , k t h p v i các máy l c chân không d ngồ ộ ứ ấ ụ ế ợ ớ ọ ạ
tang quay. Nh b xoáy thu l c có th tách các h t có kích th c nhờ ộ ỷ ự ể ạ ướ ỏ
h n 10 μm. ơ
B xoáy thu l c đ n gi n v k t c u, không có các ph n chuy n đ ng,ộ ỷ ự ơ ả ề ế ấ ầ ể ộ
g nọ
gàng, chi m di n tích nh , t ng đ i r và d s d ng. Nh c đi m c aế ệ ỏ ươ ố ẻ ễ ử ụ ượ ể ủ
lo i thi t b này là t ng thi t b nhanh chóng b bào mòn và tiêu hao năngạ ế ị ườ ế ị ị
l ngượ
đáng k . Đ gi m bào mòn các ph n kim lo i, ph n bên trong thi t bể ể ả ầ ạ ầ ế ị
đ c b c cao su ho c ph b ng các v t li u khác.ượ ọ ặ ủ ằ ậ ệ
Mô t b xoáy thu l c có áp. V c a thi t b bao g m ph n hình nón vàả ộ ỷ ự ỏ ủ ế ị ồ ầ
ph n hình tr . Nh b m d i áp su t 0,2 MPa huy n phù đ c n p vàoầ ụ ờ ơ ướ ấ ề ượ ạ
và theo đ ng ng n i ti p tuy n v i ph n tr . D i tác d ng c a l c lyườ ố ố ế ế ớ ầ ụ ướ ụ ủ ự
tâm, khi huy n phù chuy n đ ng xo n, các h t r n b b n vào t ng ph nề ể ộ ắ ạ ắ ị ắ ườ ầ
nón c a b xoáy th y l c, r i xu ng và đ c t i vào thùng ch a. Dòngủ ộ ủ ự ơ ố ượ ả ứ
pha l ng trong bên trong h ng theo đ ng xo n c g n tr c xyclonỏ ở ướ ườ ắ ố ầ ụ
g p dòng bên ngoài và đ c t i vào thùng ch a. T s gi a đo n ng tháoặ ượ ả ứ ỷ ố ữ ạ ố
4
D ng Đăng C ng CT39A ươ ươ Các thi t b c b n trong ch bi nế ị ơ ả ế ế
nstp
bên d i và đ ng kính đ ng ng đ ch y tràn pha l ng có nh h ngướ ườ ườ ố ể ả ỏ ả ưở
đáng k đ n hi u su t tách huy n phù. T s này th ng l y t 0,35 ÷ể ế ệ ấ ề ỷ ố ườ ấ ừ
0,4.
3.1.4. Các thi t b th y phân:ế ị ủ
Ngoài ra đ i v i m t s ch t l ng đ c bi t thì ng i ta phân riêng d aố ớ ọ ố ấ ỏ ặ ệ ườ ự
vào các quá trìnhth y phân.ủ
3.1.4.1. Các thi t b thu phân tác đ ng tu n hoàn có l p lót ch u axitế ị ỷ ộ ầ ớ ị :
Trong s n xu t th ng dùng các thi t b thu phân có s c ch a 18, 30, 37,ả ấ ườ ế ị ỷ ứ ứ
50 và 80 m3.K t c u c a các thi t b thu phân khác nhau c b n b iế ấ ủ ế ị ỷ ơ ả ở
kích th c hình h c, các ph ng pháp n p axít đ thu phân và ch n s nướ ọ ươ ạ ể ỷ ọ ả
ph m thu phân . ẩ ỷ
K t c u thi t b thu phân có th tích 80mế ấ ế ị ỷ ể 3.Thi t b ch y u là bình trế ị ủ ế ụ
b ng thép đ c hàn v i hai ph n côn trên và d i. Đ ngăn ng a s hanằ ượ ớ ầ ướ ể ừ ự
g , b m t bên trong c a thi t b đ c ph l p bêtông (70 ÷ 90 mm) cóỉ ề ặ ủ ế ị ượ ủ ớ
l p ph m t. L p ph m t là nh ng v t li u ch u nhi t và b n v i axit -ớ ủ ặ ớ ủ ặ ữ ậ ệ ị ệ ề ớ
g ch g m, b n grafit, g ch samot ch u l a. Ch ng g c a trên và c a d iạ ố ả ạ ị ử ố ỉ ử ử ướ
c a v b ng l p đ ng thanh, n p thép trên cũng làm b ng l p lót đ ngủ ỏ ằ ớ ồ ắ ở ằ ớ ồ
thanh hay đ ng thau. T t c các kh p n i ti p v i môi tr ng ăn mònồ ấ ả ớ ố ế ớ ườ
(axit sunfuric loãng và
s n ph m thu phân) đ u có l p lót b ng đ ng thanh. Kh p n i có thả ẩ ỷ ề ớ ằ ồ ớ ố ể
làm b ng hai l p thép, m t l p ch u axit.ằ ớ ộ ớ ị
3.1.4.2. Thi t b thu phân tác đ ng liên t c:ế ị ỷ ộ ụ
C u t o đ c bi t c a n p ho t đ ng nhanh là b o đ m đ kín c a thi t bấ ạ ặ ệ ủ ắ ạ ộ ả ả ộ ủ ế ị
trong th i gian ho t đ ng, đ m b o đóng, m nhanh. K t c u đ c bi tờ ạ ộ ả ả ở ế ấ ặ ệ
c a van đóng kín d i đ m b o m thi t b nhanh khi tháo c n và b oủ ở ướ ả ả ở ế ị ặ ả
đ m đ kín c a nó trong th i gian ho t đ ng. ả ộ ủ ờ ạ ộ
Đ gi m s m t mát nhi t, b m t c a thi t b thu phân đ c bao phể ả ự ấ ệ ề ặ ủ ế ị ỷ ượ ủ
l p ớ
v t li u cách nhi t. B trí các ng bên trong c a thi t b thu phân đ n pậ ệ ệ ố ố ủ ế ị ỷ ể ạ
n c, axit và tháo s n ph m thu phân đ c xác đ nh b ng các dòng ch tướ ả ẩ ỷ ượ ị ằ ấ
l ng. Khi phân b các m u ng đ n p axit và tháo s n ph m thu phânỏ ố ẫ ố ể ạ ả ẩ ỷ
ph i nh m m c đích t o ra các dòng ch t l ng d ng n m ngang, d ngả ằ ụ ạ ấ ỏ ạ ằ ạ
đ ng hay t h p. Cho nên trong nh ng th tích khác nhau c a thi t b ph iứ ổ ợ ữ ể ủ ế ị ả
đ t đ c nh ng đi u ki n ch y thu n l i nh t c a quá trình thu phân vàạ ượ ữ ề ệ ả ậ ợ ấ ủ ỷ
tháo s n ph m. Ví d : khi dòng ch t l ng có d ng h n h p, ch t l ng axítả ẩ ụ ấ ỏ ạ ỗ ợ ấ ỏ
qua kh p n i trên, s n ph m tháo ra qua các ng đ t l lo i dài và ng n. ớ ố ả ẩ ố ộ ỗ ạ ắ
Nguyên t c ho t đ ng c a thi t b thu phân nh sau: băng t i chuy nắ ạ ộ ủ ế ị ỷ ư ả ể
nguyên li u th c v t vào thi t b qua c a trên. Đ nén và th m tệ ự ậ ế ị ử ể ấ ướ
5