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

223 Chỉång 11 THIÃÚT BË PHÁN CHIA PHA LNG V PHA RÀÕN Cạc mạy dng âãø phán chia cạc hãû khäng âäưng nháút trong trỉåìng ly tám âỉåüc gi l mạy ly tám v mạy phán ly. Khạc våïi mạy ly tám, mạy phán ly cọ úu täú phán ly cao, bãư màût kãút ta phạt triãøn, mỉïc âäü phán chia cạc hãû phán tạn cao nãn nàng sút ráút låïn âãún 300 m 3 /h. Trong cäng nghiãûp vi sinh thỉåìng sỉí dủng cạc mạy ly tám v phán ly khạc nhau âãø phán chia cạc hãû dë thãø. 11.1. CẠC THIÃÚT BË ÂÃØ LY TÁM HUƯN PH Cạc mạy ly tám âỉåüc ỉïng dủng räüng ri âãø tạch cạc tiãøu pháưn äøn âënh trong dung dëch cạc cháút hoảt hoạ sinh hc, cạc dung dëch rỉåüu khi chãú pháøm hoảt hoạ lm làõng etanol, axetol v cạc dung mäi hỉỵu cå khạc, tạch sinh khäúi khi dung dëch canh trỉåìng, âãø tạch phỉïc hoảt hoạ sinh hc (khi kãút ta bàòng múi) tỉì cạc dung dëch, cng nhỉ âãø phán chia cạc häùn håüp cháút lng hay cạc huưn ph. Cạc hãû phán tạn thä thỉåìng âỉåüc phán chia dỉåïi tạc âäüng ca trng lỉûc. Tuy nhiãn khi t trng ca cạc cáúu tỉí cọ âäü chãûnh lãûch nh v âäü nhåït ca cháút lng khäng âäưng nháút cao thç sỉû làõng xy ra ráút cháûm. Do ỉïng sút ca trỉåìng lỉûc ly tám quạn tênh låïn hån nhiãưu láưn ỉïng sút ca trỉåìng trng lỉûc, cho nãn viãûc phán chia dỉåïi tạc âäüng ca trỉåìng ly tám xy ra ráút nhanh v hon ton. Trong cạc thiãút bë cäng nghiãûp viãûc phán chia bàòng phỉång phạp ly tám âỉåüc ỉïng dủng âãø tạch cạc tiãøu pháưn cọ kêch thỉåïc tỉì 25 mm âãún 0,5 µm. Phỉång phạp ly tám dỉûa trãn cå såí tạc âäüng ca trỉåìng ly tám tåïi hãû khäng âäưng nháút gäưm hai hồûc nhiãưu pha. Ly tám cạc hãû cháút lng khäng âäưng nháút âỉåüc thỉûc hiãûn bàòng hai phỉång phạp: lc ly tám qua tỉåì ng âäüt läù ca räto, vạch lc âỉåüc âàût åí pháưn trong ca räto (mạy ly tám lc) v qua räto làõng cọ âoản äúng liãưn (mạy ly tám làõng). Âäưng thåìi cạc mạy ly tám täøng håüp kãút håüp c hai ngun tàõc phán chia lc - làõng cng âỉåüc sỉí dủng. Khi tạch huưn ph trong cạc mạy ly tám lc åí trong räto, dỉåïi tạc âäüng ca lỉûc ly tám cháút lng âỉåüc lc qua vi lc hay lỉåïi kim loải, âäưng thåìi cạc tiãøu pháưn pha ràõn bë làõng xúng; cháút lng qua sng v sau âọ qua läù trong räto, xäúi mảnh vo tỉåìng ca 224 mạy ly tám, cn càûn âỉåüc thạo ra trong thåìi gian räto quay hồûc l sau khi mạy ngỉìng. Khi phán chia cạc huưn ph trong cạc mạy ly tám làõng, cạc tiãøu pháưn ràõn cọ t trng låïn hån t trng cáúu tỉí cháút lng âỉåüc làõng xúng (dỉåïi tạc âäüng ca lỉûc ly tám trong âoản äúng räto) tảo thnh låïp vng khun. Cáúu tỉí lng cng tảo thnh låïp vng khun nhỉng nàòm gáưn trủc quay hån, cháút lng trong âỉåüc dáùn ra ngoi qua mẹp trn hay nhåì äúng hụt; càûn âỉåüc thạo ra theo hnh trçnh x hay sau khi thiãút bë ngỉìng. Viãûc phán chia nh tỉång xy ra tỉång tỉû: åí tỉåìng räto tảo ra låïp cháút lng nàûng, cn gáưn trủc quay - låïp cháút lng nhẻ. 11.1.1. Phán loa ûi cạc mạy ly tám Cạc mạy ly tám cäng nghiãûp âỉåüc chia ra: Theo ngun tàõc phán chia - kãút ta, phán chia (phán ly), lc v täøng håüp. Theo âàûc tênh tiãún hnh quạ trçnh ly tám - chu k v liãn tủc. Theo dáúu hiãûu vãư kãút cáúu - nàòm ngang (cọ trủc nàòm ngang), nghiãng (cọ trủc nghiãng) v âỉïng. Theo phỉång phạp thi càûn ra khi räto. Khi sn xút cạc cháút hoảt hoạ sinh hc thỉåìng sỉí dủng cạc mạy ly tám tạc âäüng chu k, thi càûn bàòng cå khê hoạ hay th cäng, cn khi sn xút låïn - cạc mạy ly tám tỉû âäüng hoạ tạc âäüng liãn tủc. Khi lỉûa chn cạc mạy ly tám cáưn phi dỉûa vo cạc âàûc tênh cäng nghãû ca chụng v cạc tênh cháút l hc ca váût liãûu âem gia cäng (âäü phán tạn ca pha ràõn, âäü nhåït ca pha lng v näưng âäü ca nọ). Näưng âäü huưn ph bàòng t säú giỉỵa lỉåüng pha ràõn v täøng lỉåüng huưn ph. Näưng âäü huưn ph cọ thãø thãø hiãûn bàòng pháưn tràm theo khäúi lỉåüng hay pháưn tràm theo thãø têch. Hiãûu näưng âäü giỉỵa pha ràõn v pha lng cng låïn thç nàng sút ca mạy ly tám làõng cng cao. Lỉûc ly tám P l (N) l âäüng lỉûc ca quạ trçnh ly tám: 9002 222 l ω GR g RGmv P = Ω == trong âọ: m - khäúi lỉåüng ca mạy v cháút lng, kg; v - täúc âäü biãn, m/s; R - bạn kênh bãn trong ca thng quay, m; G - trng lỉåüng ca váût thãø quay, N; ω - täúc âäü gọc ca thng quay, âäü/s ( 30 πω =Ω ); g - gia täúc råi tỉû do, m/s 2 . 225 úu täú phán chia l mäüt trong nhỉỵng chøn cå bn âãø lỉûa chn mạy ly tám hay mạy phán ly. úu täú phán chia xạc âënh gia täúc ca trỉåìng ly tám âỉåüc phạt triãøn trong mạy, cọ bao nhiãu láưn låïn hån gia täúc trng lỉûc. úu täú phán chia âỉåüc xạc âënh theo cäng thỉïc: 900 22 R g R f p ω ≅ Ω = . úu täú phán chia cng cao thç kh nàng phán chia ca mạy cng låïn. úu täú phán chia s tàng âạng kãø khi tàng säú vng quay ca räto. K hiãûu nàng sút ca mạy l chè säú cå bn ca mạy hoảt âäüng: pl f F = ∑ trong âo : F l - diãûn têch bãư màût làõng ca xilanh, m 2 . 11.1.2. Mạy ly tám dảng làõng v dảng lc Cạc mạy ly tám thüc dảng ny âỉåüc bët kên, cọ thiãút bë âiãûn an ton v thi càûn åí phêa trãn bàòng phỉång phạp th cäng. Dáùn âäüng mạy ly tám âỉåüc thỉûc hiãûn tỉì âäüng cå qua truưn âäüng bàòng dáy âai hçnh thang. Trong cạc mạy loải ny cọ khoạ liãn âäüng cho âäüng cå v nàõp v khi gim ạp sút khê trå trong cạc khoang v dỉåïi 1470 Pa. Cạc chi tiãút ca mạy tiãúp xục våïi sn pháøm âỉåüc chãú tảo bàòng thẹp 12X18H10T. Trong cäng nghiãûp vi sinh mạy ly tám âỉïng cọ kêch thỉåïc nh âỉåüc sỉí dủng räüng ri do âäü kên v tênh an ton cao. Loải ny ráút thûn låüi cho nhiãưu quạ trçnh tạch v lm sảch mäüt lỉåüng vỉìa phi cạc cháút hoảt hoạ sinh hc. Âàûc tênh k thût ca chụng âỉåüc nãu åí bng 11.1. 11.1.3. Mạy ly tám äúng (mạy ly tám siãu täúc) Âãø lm trong cạc huưn ph cọ chỉïa mäüt lỉåüng khäng âạng kãø cạc tảp cháút ràõn cọ âäü phán tạn cao, âãø tạch cạc tảp cháút ràõn cọ âäü phán tạn cao v cạc nh tỉång thỉåìng sỉí dủng mạy ly tám siãu täúc. Khi lm trong huưn ph cọ chỉïa pha ràõn cọ âäü phán tạn cao hån 1% thç cạc mạy ly tám siãu täúc âỉåüc hoảt âäüng theo chu k v thạo càûn bàòng phỉång phạp th cäng. Khi tạch nh tỉång thç cạc mạy ly tám siãu täúc hoảt âäüng liãn tủc. Bäü pháûn kãút cáúu quan tr ng ca mạy ly tám siãu täúc thüc loải OTP v PTR l loải räto äúng. Mạy siãu ám cao täúc (hçnh 11.1) âỉåüc làõp âàût trãn bãû bàòng gang 8, âäưng thåìi cng l v âãø bo vãû mạy v nọ gäưm räto 9, âènh dáùn âäüng 2 âỉåüc näúi våïi trủc, bäü hm v cạc khåïp näúi âãø thu nháûn v thạo cháút lng 4 v 7. Âáưu trãn ca räto âỉåüc näúi våïi âènh dáùn âäüng qua trủc, cn âáưu dỉåïi thç t tỉû do vo äúng dáùn hỉåïng, cho phẹp trung tám quay ca räto ln åí hỉåïng trng tám vç âạy räto chuøn dåìi vo vë trê trng tám. 226 Bng 11.1. Âàûc tênh k thût ca cạc mạy ly tám làõng v lc Cạc chè säú ОВБ - 303K - 04 ОВБ - 403K - 04 ФВБ - 403K - 04 Räto, mm âỉåìng kênh trong chiãưu cao hoảt âäüng úu täú pháưn chia khi säú vng quay, vng/phụt 1500 2440 3460 4250 Dung têch, m 3 Ti trng låïn nháút, kg Thåìi gian, s tàng täúúc hm Cäng sút âäüng cå, kW Säú vng quay ca trủc, vng/phụt Kêch thỉåïc cå bn, mm Khäúi lỉåüng, kg 300 150 375 1000 2000 3000 0,05 10 90 90±30 3 2850 1160×700×765 400 400 200 500 1300 2680 - 0,1 20 90 90±30 3 2850 1160×700×765 420 Kh nàng chuøn dåìi tỉû do âỉåüc gim âãún täúi thiãøu nhàòm gim sỉû nguy hiãøm khi xút hiãûn ỉïng lỉûc låïn trong cạc äø bi v loải trỉì rung âäüng gáy ra sỉû phạ hu cán bàòng. Bãn trong räto làõp cạnh quảt 5 âãø truưn täúc âäü gọc ca räto cho cháút lng. Phåït chàõn 3 åí dỉåïi cọ läù trung tám âãø thu nháûn cháút lng. Ly tám siãu täúc dảng äúng lm viãûc våïi säú vng quay ca räto tỉì 8000 âãún 45000 vng/phụt. Dáùn âäüng mạy ly tám âỉåüc thỉûc hiãûn tỉì âäüng cå 1 nàòm åí pháưn trãn ca mạy, qua truưn âäüng dáy âai dẻt cọ cå cáúu càng âai dảng con làn ẹp 10. Khi mạy hoảt âäüng, huưn ph qua v i phun ca äúng nảp liãûu vo pháưn dỉåïi ca räto v khi quay cng räto huưn ph s chy theo tỉåìng ca nọ theo hỉåïng dc trủc. Theo mỉïc âäü chuøn âäüng dc theo räto, huưn ph bë phán låïp tỉång xỉïng våïi H çnh 11.1.Mạy ly tám siãu täúc 227 t trng ca cạc pháưn trong thnh pháưn cháút lng. Khi âọ tiãøu pháưn ràõn trong trảng thại lå lỉíng bë tạch ra khi cháút lng, v bë làõng trãn tỉåìng räto, cn cháút lng qua läù trãn åí âáưu räto âỉåüc âỉa vo ngàn rọt, v sau âọ vo thng chỉïa. Nhåì khäng xy ra biãún âäøi âạng kãø hỉåïng chuøn âäüng ca cháút lng v nhỉỵng dng xoạy räúi, nãn loải trỉì âỉåüc kh nàng tại xám nháûp ca cạc tiãøu pháưn vo huưn ph. Khi kãút thục sỉû phán chia, mạy âỉåüc dỉìng lải nhåì bäü hm 6, thạo räto cng càûn, thiãút láûp sỉû an ton v làûp lải chu k hoảt âäüng. Ly tám nh tỉång âỉåüc tiãún hnh nhỉ sau: nh tỉång theo äúng tiãúp liãûu vo pháưn dỉåïi ca räto v theo mỉïc âäü chuøn âäüng lãn, trãn âỉåüc phán ra thnh nhỉỵng cáúu tỉí nàûng v nhẻ. Cáúu tỉí nàûng s qua cạc läù âỉåüc phán bäø åí tỉåìng räto räưi vo âéa rọt åí dỉåïi v tiãúp tủc qua âoản äúng âãø âỉa ra ngoi. Cạc bäü pháûn tiãúp xục trỉûc tiãúp våïi sn pháøm âãưu âỉåüc chãú tảo bàòng thẹp 12X18H10T v 20X13. Khoang bãn trong ca khung bàòng gang âỉåüc ph låïp sån chëu axit. Cạc mạy ly tám siãu täúc ráút gn, tiãûn låüi cho thao tạc v cọ säú vng quay låïn, màûc dáưu âỉåìng kênh räto nh (bng 11.2). Bng 11.2. Âàûc tênh k thût ca mạy ly tám siãu täúc Cạc chè säú OTP- 101K-1 PTP -101K-1 OTP-151K-1 PTP- 151K-1 Âåìng kênh trong ca räto, mm Säú vng quay låïn nháút ca räto, vng/phụt úu täú phán chia låïn nháút Ti trng låïn nháút, kg Cäng sút âäüng cå âiãûn, kW Kêch thỉåïc cå bn ca mạy våïi âäüng cå, mm Khäúi lỉåüng, kg 105 15000 13200 10 2,2 850×730×1720 560 150 13530 15250 20 7,5 1070×740×2050 850 Khi tàng säú vng quay ca räto lãn bao nhiãu láưn, âäưng thåìi gim âỉåìng kênh ca nọ xúng báúy nhiãu láưn thç täúc âäü biãn v ỉïng sút trong trỉåìng l khäng âäøi. úu täú phán chia âäúi våïi cạc mạy siãu täúc 12000 ÷ 51000. Nhỉåüc âiãøm ca cạc mạy ly tám siãu täúc: tênh hoảt âäüng chu k, cáưn thiãút phi thạo v làõp thỉåìng xun, thạo cháút làõng v rỉía räto bàòng phỉång phạp th cäng, sỉû täưn tải truưn âäüng bàòng dáy âai. 11.1.4. Mạy ly tám làõng nàòm ngang cọ bäü thạo cháút làõng bàòng vêt ti Mạy ly tám làõng nàòm ngang âỉåüc ỉïng dủng âãø phán chia huưn ph cọ hm lỉåüng thãø têch pha ràõn tỉì 1 âãún 40%, cọ kêch thỉåïc cạc tiãøu pháưn låïn hån 2 ÷ 5 µm v sai khạc . màûc dáưu âỉåìng kênh räto nh (bng 11 .2). Bng 11 .2. Âàûc tênh k thût ca mạy ly tám siãu täúc Cạc chè säú OTP- 10 1K -1 PTP -10 1K -1 OTP -15 1K -1 PTP- 15 1K -1 Âåìng kênh trong ca räto, mm Säú. Khäúi lỉåüng, kg 300 15 0 375 10 00 2000 3000 0,05 10 90 90±30 3 2850 11 60×700×765 400 400 200 500 13 00 2680 - 0 ,1 20 90 90±30 3 2850 11 60×700×765 420 Kh. phán chia låïn nháút Ti trng låïn nháút, kg Cäng sút âäüng cå âiãûn, kW Kêch thỉåïc cå bn ca mạy våïi âäüng cå, mm Khäúi lỉåüng, kg 10 5 15 000 13 200 10 2,2 850×730 17 20 560 15 0 13 530