Quy trình thiết bị trong Công nghệ sinh học Chương 3 - Máy vận chuyển

Chia sẻ: Tran Thi Dung | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:111

Thêm vào BST

Báo xấu

173
lượt xem 24
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

3.1.1 Những yêu cầu cơ bản đối với máy móc vận chuyển trong sản xuất Phải có một độ kín tương đối Đảm bảo tính chất ban đầu của nguyên liệ

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Quy trình thiết bị trong Công nghệ sinh học Chương 3 - Máy vận chuyển

CHƯƠNG 3 MÁY VẬN CHUYỂN 3.1. Phân loại và lựa chọn thiết bị 3.1.1 Những yêu cầu cơ bản đối với máy móc vận chuyển trong sản xuất  Phải có một độ kín tương đối  Đảm bảo tính chất ban đầu của nguyên liệu 3.1.2. Phân loại 1. Theo nguyên tắc tác động: + Máy vận chuyển tác động gián đoạn + Máy vận chuyển tác động liên tục 2. Theo phương vận chuyển nguyên liệu: + Vận chuyển theo những hướng khác nhau + Vận chuyển theo hướng cố định Tóm lại có hai loại chính: 1. Thiết bị vận chuyển bên ngoài 2. Thiết bị vận chuyển bên trong 3.2. Những đặc tính cơ lý của vật liệu vận chuyển • Dạng vật liệu vận chuyển: rời, miếng, chiếc, lỏng, bột, hạt … • Kích thước thành phần, của vật liệu • Mật độ vật liệu rời r • Hệ số ma sát của nguyên liệu với vật liệu chế tạo thiết bị f
• Độ ẩm của nguyên liệu rời W Góc nghiêng tự nhiên j: có sự khác nhau giữa góc nghiêng • tự nhiên của vật liệu ở trạng thái động và tĩnh jđ = 0,7jt • Hệ số kết dính của nguyên liệu a = G/Gn Trong đó: G - khối lượng vật liệu rời Gn- khối lượng nguyên liệu bị nén chặt Thông thường a = 1,05 - 1,52 3.3. Thiết bị vận chuyển liên tục Gồm các loại sau: 1. Thiết bị vận chuyển nguyên liệu theo phương ngang hoặc nghiêng: băng tải, băng cào, vít tải … 2. Thiết bị vận chuyển theo phương thẳng đứng: gàu tải, vít tải đứng, máy nâng … 3. Thiết bị vận chuyển tổng hợp: vận chuyển bằng khí động học 3.3.1. Băng tải
Mục đích sử dụng: chuyển dời các vật liệu dạng hạt, lát • và dạng đơn chiếc theo phương ngang hoặc nghiêng (25- 300) Vật liệu làm băng tải: cao su, thép, sợi bông, sợi gai … • Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động: • Một số điểm cần lưu ý: 1. - Trục dẫn động: đường kính từ 400-500mm hoặc có thể hơn - Đường kính con lăn: 80-100mm đối với băng tải làm bằng vải-cao su hoặc 350-400mm đối với băng tải thép - Khoảng cách con lăn ở nhánh trên 250-350mm, nhánh dưới 1-1,5m - Chiều rộng của băng tải làm bằng vải-cao su: 300-3000mm 2. Ưu, nhược điểm: có thể cố định hoặc di động. Kết cấu đơn giản, dễ vận hành, độ bền cao, hiệu quả kinh tế lớn và có khoảng điều chỉnh năng suất lớn. Tuy nhiên không kín 3.3.2. Băng cào
Mục đích sử dụng: vận chuyển các nguyên liệu dạng hạt, • bột, tinh bột, sinh khối, bã đã được trích ly… theo phương ngang hoặc nghiêng Bộ phận làm việc chính: là những cái cào được làm bằng • tấm kim loại cuốn lại thành hình máng, có dạng hình thang hay nửa hình tròn và gắn chặt trên xích Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động: • 3.3.3. Gàu tải - Mục đích sử dụng: vận chuyển các nguyên liệu dạng hạt, bột đến các độ cao khoảng 40m và góc nghiêng 45-700 người ta thường sử dụng gàu tải Bộ phận làm việc chính: gồm các gàu gắn chặt trên băng - tải hay xích. Chiều rộng của gàu tải 135 - 450mm, sức chứa 0,9-1,5 lít cho 2-3 gàu/m, v = 0,8-2 m/s Ưu nhược điểm: năng suất lớn, chiếm ít diện tích, nhưng - ồn, dễ phát sinh bụi và không kín
- Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động: 3.3.4. Vít tải • Mục đích sử dụng: vận chuyển các nguyên liệu như bột, tinh bột, muối, chủng nấm mốc dạng khô, các sản phẩm chăn nuôi… theo hướng mặt phẳng ngang hoặc nghiêng với khoảng cách đến 40m • Bộ phận làm việc chính: là trục vít có đường kính và bước vít tỷ lệ với nhau Đường kính 100 125 160 200 250 320 400 500 650 800 vít (mm) Bước vít 80 100 125 160 200 250 320 400 500 650 (mm) • Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động:
Ưu nhược điểm: có thể tháo liệu giữa chừng nhưng chiều • dài vận chuyển hạn chế và vật liệu bị đảo trộn mạnh 3.3.5. Thiết bị vận chuyển rung • Mục đích sử dụng: - Băng tải rung thường dùng để vận chuyển nguyên liệu, bá thành phẩm và sản phẩm dạng hạt, bột theo hướng ngang hoặc nghiêng đến 200 - Các băng tải rung có thể được lắp ráp trong các thiết bị riêng rẽ như sàng rung, nghiền rung, sấy rung, tiếp liệu rung… • Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động: - Tần số dao động: 900 – 3000 ph-1 - Biên độ dao động: 0,5 – 3 mm
Ưu điểm: • - Kín nên loại trừ được bụi - Nguyên liệu tiếp xúc không đáng kể với các bộ phận chuyển động của thiết bị - Kết cấu đơn giản - Hao mòn không đáng kể - Tiêu hao năng lượng ít • Nhược điểm: - Năng suất không cao - Phát sinh tiếng ồn. 3.3.6. Thiết bị vận chuyển bằng khí nén • Khái niệm: vận chuyển nguyên liệu cùng với không khí trong đường ống dưới tác động của áp suất được gọi là cơ cấu vận chuyển bằng khí nén • Mục đích sử dụng: dùng vận chuyển nguyên liệu như bột, cám, bã củ cải, mạt cưa… • Ưu điểm: đơn giản, an toàn, dễ vận hành, độ kín tuyệt đối, đảm bảo vệ sinh, dễ cơ giới hóa • Nhược điểm: tiêu hao năng lượng lớn, có thể đến 0,4KW.h/tấn nguyên liệu • Cấu tạo và nguyên tắc:
- Năng suất có thể đạt 400 tấn/ giờ - Khoảng cách vận chuyển > 100m với chiều cao vận chuyển có thể đạt 100m • Ưu nhược điểm của thiết bị hút: - Do có sự hạ áp nên loại trừ được bụi, nên thường vận chuyển cám, bột, chủng nấm mốc nghiền nhỏ … - Tuy nhiên sự hạ áp là không đáng kể nên khoảng cách dịch chuyển không lớn và vị trí tháo liệu cần kín • Ưu điểm của thiết bị đẩy: áp suất dư trong đường ống đạt 400-600KPa nên có thể dịch chuyển nguyên liệu khoảng cách trên 300m • Thiết bị nén-hút: kết hợp ưu điểm của cả 2 loại thiết bị hút và đẩy
CHƯƠNG 4 MÁY VÀ THIẾT BỊ CHUẨN BỊ NGUYÊN LIỆU 4.1. THIẾT BỊ CHỨA, BẢO QUẢN MÔI TRƯỜNG LỎNG 4.1.1. Kiến thức chung - Mục đích sử dụng: để đảm bảo dây chuyền sản xuất hoạt động liên tục và bảo quản sản phẩm trong một thời gian nhất định trước khi đưa ra thị trường - Lượng nguyên liệu và vật liệu phụ chứa trong kho, trong bể được xác định chủ yếu dựa Z ng và Zbh - Hình dạng, thể tích và số lượng bể - Một số lưu ý khi lựa chọn bể chứa bảo quản nguyên liệu, vật liệu phụ và thành phẩm 1. Đối với từng loại môi trường, tùy thuộc vào tính chất mà có thể thiết lập nhiều bể riêng biệt. Nếu môi trường độc hại thì phải có bể an toàn phụ trợ 2. Khi chuyển môi trường vào hay ra khỏi kho theo chu kỳ cho phép thiết lập 2 bể cho mỗi môi trường 3. Nếu bể có sức chứa lớn thì phải thiết lập các bộ phận theo dõi vệ sinh và chống cháy 4. Sức chứa chung của các bể đối với nguyên liệu xác định theo định mức bảo quản và sự dự trữ cần thiết để nhà máy hoạt động liên tục 5. Sức chứa chung của bể đối với thành phẩm được xác định theo định mức bảo quản và sự tồn tại cho phép của sản phẩm 4.1.2. Các bể chứa bảo quản nguyên liệu và sản phẩm hàng hóa • Mục đích: để bảo quản những sản phẩm như rượu etylic, axeton, chất cô chứa lizin… được sản xuất từ các nguyên liệu lỏng cơ bản như: rỉ đường, rỉ củ cải, axit axetic, parafin lỏng… trong kho của nhà máy • Thông số cơ bản: dung tích, khả năng chịu áp suất và vật liệu chế tạo 3 • Bể chứa rỉ đường dung tích 5000m :
• Phần hình trụ của bể có kết cấu tấm với 8 đai được hàn lại thành 8 mối • Tâm bể có trụ đỡ bằng ống thép với các cánh trên và cánh dưới • Mái chắn có góc nghiêng α = 0,05 từ tâm đến biên bể. Đáy được hàn lại từ những tấm riêng biệt với góc nghiêng α = 0,02 từ tâm đến biên bể • Ở vùng tháo rỉ ra khỏi bể có bộ phận đun nóng kiểu ống dùng để đun nóng cục bộ rỉ đường đến 400C • Để nguyên liệu được đồng nhất trong bể cần trang bị các ống rót và bố trí chúng ở các mức khác nhau làm thành hệ đồng hóa • Nhờ bơm tuần hoàn mà rỉ đường được đẩy từ đầu nối cửa bên dưới và hệ đồng hóa
• Thể tích của bể bảo quản rượu thường được tính cho 2 tuần sản xuất liên tục 0 • Rượu etylic có nhiệt độ bay hơi ở +9 C và dễ cháy nên hàm lượng rượu cho phép trong không khí là 10-12 g/m3 • Tháo nguyên liệu bằng bộ tự chảy hoặc tạo quá áp bằng không khí nén hay khí trơ ở áp suất 0,3-1,6MPa • Trong bể có lắp đặt các thiết bị như nhiệt kế, van bảo hiểm, van không khí, báo hiệu mức, quá áp, cửa quan sát… để đáp ứng mục đích tiêu hao nguyên liệu tối thiểu và đảm bảo an toàn 4.1.3. Bể bảo quản nguyên liệu phụ • Các nguyên liệu phụ như axit (H SO , HCl, H PO ,…) hay 24 34 kiềm (NaOH, Ca(OH) 2,…), dung dịch muối, nước chiết ngô, dung môi hữu cơ, chất phá bọt … thường là những
chất độc và có tính ăn mòn hóa học cao nên khi thiết kế và chọn bể chứa cần phải tuân thủ hướng dẫn của các tiêu chuẩn đã được ban hành, chọn vật liệu chế tạo bể phù hợp và cách lấy ra sao cho an toàn. Bể bảo quản axit sunfuric: Hình 4.3 • Hình 4.3. Bể bảo quản axit sunfuric 1-Bể; 2,3-Nút áp lực; 4-Dung lượng áp lực; 5-Ống xifong; 6-Đường ống dẫn; 7-Van; 8-Bình chứa; 9-Bơm; 10-Ống rót • Để hút axit ra cung cấp cho quá trình sản xuất người ta phải sử dụng ống siphon • Để bảo quản các axit hữu cơ, dung dịch muối, nước chiết ngô thì bể chứa thường được làm bằng thép cacbon • Khi bảo quản các axit H2SO4, HCl, H3PO4 thì bề mặt trong của bể được phủ lớp vật liệu ceramic chịu axit, epoxit hoặc các chất phủ chịu axit khác
• Khi bảo quản amoniac, bể chứa thường là thùng kín có kết cấu hàn bằng thép cacbon. Không cho amoniac tiếp xúc với phần thiết bị hay đường ống có chứa Cu hoặc hợp kim của Cu 4.2. THIẾT BỊ ĐỂ CHUẨN BỊ NGUYÊN LIỆU VÀ VẬN CHUYỂN CÁC MÔI TRƯỜNG KHÁC NHAU 4.2.1. Máy nghiền: - Khái niệm: nghiền là quá trình biến các chất rắn thành những phần nhỏ hơn dưới tác động của va đập, nén vỡ, chà xát, chia cắt … - Phân loại: máy nghiền thường được phân loại theo phương pháp nghiền và độ lớn của nguyên liệu sau khi nghiền 1. Theo phương pháp nghiền: máy nghiền cắt, máy nghiền dập, máy nghiền va đập, máy nghiền chà nén, máy nghiền keo, v.v. 2. Phân loại theo kích thước nghiền: Bảng 4.1. Phân loại cấp nghiền Cấp nghiền Kích thước hạt vật liệu (mm) Trước khi nghiền dt Sau khi nghiền ds 1. Nghiền thô (sơ bộ) 1000-200 250-40 2. Nghiền trung bình 250-25 40-10 3. Nghiền nhỏ 50-25 10-1 4. Nghiền mịn 25-3 1-0,4 5. Nghiền keo 0,2-0,1 0,001 Máy nghiền theo phương pháp cắt: gồm máy nghiền đĩa, • máy nghiền trục băm …
1. Loại máy nghiền này có thể nghiền gỗ thành phôi bào để chuẩn bị các môi trường dinh dưỡng chứa cacbon trong sản xuất nấm men gia súc và rượu etylic 2. Bộ phận làm việc chính của thiết bị là đĩa có đường kính 1- 3m, trên đĩa lắp 3-16 dao 3. Nguyên liệu được đưa vào thiết bị một cách tự do hay cưỡng bức 4. Trong các máy có ít dao, quá trình là gián đoạn, trong các máy có nhiều dao quá trình cắt hầu như là liên tục • Máy nghiền có tác dụng va đập: gồm máy nghiền búa, máy xay, máy tán …
Mục đích: sử dụng để nghiền các chủng nấm mốc, các 1. hạt chế phẩm kháng sinh, các chất bổ sung … 2. Ưu điểm: kết cấu đơn giản, làm nóng sản phẩm không đáng kể, hiệu quả kinh tế hơn các loại máy nghiền khác 3. Nhược điểm: tạo bụi trong quá trình hoạt động và gây tiếng ồn 4. Vật liệu được nghiền qua lỗ sàng, còn những phôi lớn được giữ lại trên sàng và lại chuyển vào vùng nghiền. Mức độ nghiền của vật liệu phụ thuộc vào sự thay đổi kích thước của lỗ sàng Một số loại máy nghiền thường được dùng trong sản xuất thuộc lĩnh vực CNSH:
Bảng 4.2 Đối tượng nghiền Loại máy nghiền 1. Phế liệu gỗ Máy nghiền đĩa, máy nghiền trục băm 2. Canh trường nấm mốc và cặn Máy nghiền búa, máy nghiền vít, máy nghiền trục, máy nghiền rung men 3. Cám, chế phẩm kháng sinh Máy nghiền búa, máy nghiền vi chắn nuôi, vitamin lượng 4. Các chất vô cơ dùng trong sản Máy nghiền búa xuất premik, chất bổ sung chứa vitamin-protein 4.2.2. Máy và thiết bị phân loại hỗn hợp hạt • Mục đích sử dụng: để thu nhận các nguyên liệu, bán thành phẩm và thành phẩm đạt yêu cầu • Các phương pháp phân loại: phân loại bằng cơ học, bằng thủy lực, khí động học, điện từ … Phương pháp phân loại cơ học và điện từ được sử dụng rộng rãi nhất trong lĩnh vực CNSH: 1. Phân loại cơ học: được thực hiện trên bề mặt sàng, các máy chứa bộ phận sàng được gọi là máy sàng hay máy phân loại 2. Phân ly từ tính: là quá trình phân loại dựa vào lực hút giữa tạp chất kim loại có trong nguyên liệu với nam châm, sau đó tách chúng ra khỏi nam châm bằng những phương pháp khác nhau 4.2.2.1. Một số máy phân loại bằng phương pháp cơ học • Sàng và sàng đột lỗ: 1. Sàng dùng để phân loại hỗn hợp nghiền gồm các loại: sàng lưới và sàng vải với lỗ sàng hình vuông, hình bầu dục
Hình 4.6. Các dạng sàng dây Sàng được sản xuất từ dây kim loại, sợi tơ… Ưu điểm: tiết diện làm việc lớn (đến 70%). Nhưng bị bào mòn nhanh và các sợi có thể dịch chuyển 2. Sàng đột lỗ: chế tạo bằng những tấm kim loại theo phương pháp dập lỗ trên các máy ép. Lỗ sàng có nhiều hình dạng khác nhau: Sàng đột lỗ có nhược điểm là tiết diện hoạt động nhỏ (thường khoảng
Máy phân loại bằng phương pháp cơ học: Có 2 nhóm: • máy sàng mặt phẳng và máy sàng hình trụ • Máy phân ly từ tính: Hình 4.8. Máy phân ly từ tính (a) Loại máy có cột nam châm ẤI-2-3: 1-Khung, 2- Tay quay, 3-Nam châm, 4- Lỗ thoát, 5-Cửa quan sát, 6- Vít điều chỉnh, 7-Tấm hướng. (b) Loại máy có cột BKM-3 7: 1-Khối nam châm, 2-Hộp
4.3. Thùng chứa • Mục đích: để bảo quản ngắn hạn các vật liệu rời và đảm bảo sự hoạt động nhịp nhàng của thiết bị. Thùng chứa được sử dụng rộng rãi cùng với bộ phận nạp liệu, bộ định lượng trong tất cả các công đoạn sản xuất • Một số hình dạng của thùng chứa: Hình 4.9. Các dạng thùng chứa 4.4. Các bộ định lượng môi trường thể hạt và thể lỏng • Mục đích sử dụng: để tải đều nguyên liệu vào thiết bị, đồng thời chúng cũng được sử dụng ở các công đoạn cuối của quá trình sản xuất • Nguyên tắc hoạt động chung: tác động gián đoạn (theo thể tích hoặc khối lượng) và tác động liên tục 4.4.1. Bộ định lượng theo thể tích. • Mục đích: để định lượng liên tục theo thể tích các vật liệu như muối, bột, cám, bã, bán thành phẩm, thành phẩm, người ta thường sử dụng các bộ định lượng theo thể tích dạng vít tải, kiểu âu, dạng rung, dạng đĩa … được điều khiển bằng phương pháp thủ công, điện hay khí động học • Bộ định lượng kiểu vít tải: - Mục đích sử dụng: dùng để tải nguyên liệu hạt, bột kích thước đến 5mm, độ ẩm đến 1,5% và mật độ xếp 1,9kg/cm3 - Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động: Hình 4.10 Hình 4.10. Bộ định lượng kiểu vít tải 1-Bộ truyền động trục vít; 2-Bộ biến tốc; 3-Động cơ; 4-Vỏ hình trụ; 5-Vít vận
4.5. Nồi phản ứng • Nồi PƯ thực chất là thiết bị khuấy trộn làm việc trong những môi trường khắc nghiệt. Khi PƯ xảy ra, thiết bị sẽ chịu ăn mòn, chịu áp suất và nhiệt độ cao • Thiết bị này thường để trong phòng riêng biệt, công nhân hạn chế tiếp xúc. Thiết bị khuấy trộn bằng cơ học hoặc tuabin • Nồi PƯ dạng đứng: Hình 4.11 Hình 4.11. Nồi phản ứng dạng đứng