Bài giảng Kỹ thuật thu hồi hoàn thiện sản phẩm: Chương 2 tìm hiểu về các phương pháp tách chất rắn như: Phương pháp lọc, phương pháp lắng, phương pháp li tâm, phương pháp tuyển nổi. Mời quý thầy cô và các em cùng tham khảo!
CHƯƠNG II CÁC PHƯƠNG PHÁP TÁCH CHẤT RẮN Nội dung 2.1 Phương pháp lọc 2.2 Phương pháp lắng 2.3 Phương pháp li tâm 2.4 Phương pháp tuyển 2.1 Phương pháp lọc 2.1.1 Định nghĩa: Quá trình phân tách pha rắn khỏi pha lỏng dựa vào khác kích thước qua lớp vật liệu lọc Phần qua màng gọi dịch lọc (filtrate), phần rắn lại dính vật liệu lọc gọi cặn lọc (filter cake) • Động lực: chênh lệch áp suất – Dùng bơm li tâm – Hút chân không 2.1.2 Lý thuyết lọc - Định luật Darcy Chất rắn giữ vật liệu lọc (cặn lọc) Vật liệu lọc Dịch lọc Lý thuyết lọc- Định luật Darcy Tốc độ lọc dV/dt (m3/s) V A ΔP µ rm rc thể tích dịch lọc (m3) Diện tích bề mặt lọc (m2) Chênh lệch áp suất (Pa) Độ nhớt dịch lọc (Pa s) Trở lực vật liệu lọc (m -1) Trở lực cặn lọc (m -1) dV A P = dt ( Rm + Rc ) Lý thuyết lọc- Định luật Darcy Tốc độ lọc • Tỉ lệ thuận với – Diện tích bề mặt lọc – Chênh lệch áp suất bên bề mặt lọc • Tỉ lệ nghịch với – Độ nhớt chất lỏng – Trở lực vật liệu lọc cặn lọc Lý thuyết lọc- Định luật Darcy • Trở lực cặn lọc Rc có trường hợp – Cặn khơng nén – Cặn nén Trở lực cặn lọc V Rc = c A • Trong c – khối lượng cặn đơn vị thể tích dịch lọc • - Trở lực riêng trung bình cặn lọc (cm/g) →Thể tích dịch lọc tăng trở lực tăng Trở lực cặn lọc – Cặn lọc khơng nén • Khi phân tích q trình lọc thường dựa giả thiết cặn lọc không nén trở lực riêng khơng đổi • Thường, cặn lọc trình lên men nén được, α thay đổi theo Δp dV AP = dt Rm + c (V / A) t c V Rm = + V / A 2p A p Đây pt đường thẳng y=ax + b a (s/cm2), b (s/cm) Tuy nhiên thực tế ko phải đường thẳng tăng cặn lọc bị nén Li tâm đĩa Li tâm đĩa Li tâm đĩa Li tâm nằm ngang • Li tâm lắng nằm ngang: RCF 1500-5000g • dùng cho sinh khối TB lớn lắng nhanh rửa tinh thể kháng sinh, hay trình loại nước: dùng thu sinh khối nấm sợi hay nấm men hay xử lí bùn thải • rơto nằm ngang hình xilanh-nón 6, bên lắp vít tải • Vít tải xilanh quay chiều, với sơ vịng quay khác Li tâm nằm ngang • Vít tải chuyển chất lỏng theo rơto đến cửa tháo • Vỏ bao phủ lấy rơto, có vách ngăn tạo khoang để tháo chất lắng khỏi khoang, tháo chât lỏng • Huyền phù nạp theo ống vào khoang vít tải qua cửa tháo vào rơto • Dưới tác động cửa lực ly tâm, huyền phù phân tách cấu tử rắn lắng tường rotor Li tâm nằm ngang • Chất lỏng chảy vào ca rót, tràn qua ngưỡng rót tháo khỏi rơto • Đường kính ngưỡng tràn điều chỉnh van điều tiết Li tâm nằm ngang Li tâm cơng nghiệp • Trong loại li tâm li tâm ống đĩa hay sử dụng CNSH • Lực G giảm đường kính ống li tâm tăng So sánh loại li tâm Loại Ưu điểm Loại ống Lực li tâm lớn Loại nước tốt Dễ làm Dễ tháo Loại buồng Kéo dài hiệu làm bùn đầy Khả giữ chất rắn cao Loại nước tốt Có thể làm lạnh Nhược điểm Giới han hàm lượng chất rắn Tạo bọt Khó thu hồi chất rắn Khơng có chỗ thải chất rắn Khó làm Khó thu hồi chất rắn So sánh loại li tâm Loại Ưu điểm Nhược điểm Loại đĩa Có thể thải chất rắn Giảm tạo bọt Có thể làm lạnh ống li tâm Loại chất rắn liên tục Dùng cho nồng độ chất rắn cao Loại nước Khó làm Loại nằm ngang Lực li tâm thấp Tạo lực rối Năng suất loại li tâm Loại Đường kính ống li tâm (mm) Loại ống 44 rpm G Công suất (L/min) 50000 61400 0.2-1.0 105 15000 13200 0.4-38 127 15000 16000 0.8-75 Loại đĩa 254 (liên tục) 10000 14200 40-150 406 6250 8850 100-570 686 4200 6760 150-1500 762 3300 4630 150-1500 2.4 Phương pháp tuyển • Là phương pháp dùng bọt khí để tách chất rắn khỏi dịch lên men • SX bia hay rượu vang dùng albumin trứng để kết với TB nấm men • Trong SX SCP từ Acinertobacter cerificans: protein thu dịch lên men cô đặc lại PP tuyển