THIẾT BỊ ĐỂ NGHIỀN, TIÊU CHUẨN HỐ, TẠO VIÊN VÀ TẠO MÀNG BAO SIÊU MỎNG
14.1.THIẾT BỊ NGHIỀN
Quá trình phân chia một vật thể rắn ra thành những vật thể nhỏ hơn dưới tác động của các lực ở bên ngồi được gọi là nghiền. Mức độ nghiền được đặc trưng bởi tỷ lệ giữa kích thước các tiểu phần của nguyên liệu trước khi nghiền (dt) và kích thước các tiểu phần sau khi nghiền (dS):
s t d d i =
Kích thước của các tiểu phần được xác định bởi kích thước các lỗ sàng mà nguyên liệu qua trước và sau khi nghiền. Phụ thuộc vào kích thước của các tiểu phần trước và sau khi nghiền mà người ta phân biệt ra các dạng nghiền sau đây:
Nghiền thơ (1)*: 1500 ÷ 200/ 250 ÷ 25 Nghiền trung bình: 150 ÷ 25/ 25 ÷ 5 Nghiền nhỏ: 25 ÷ 10/ 5 ÷1 Nghiền mịn: 5 ÷ 1/ 1 ÷ 0,075 Siêu mịn: 0,2 ÷ 0,1/ đến 10−4
Nghiền vật liệu cĩ thể tiến hành bằng các phương pháp nén vỡ, va đập, đập vụn và mài mịn. Việc chọn phương pháp nghiền phụ thuộc vào cỡ và độ bền của vật liệu nghiền cũng như vào mức độ nghiền được địi hỏi.
Vì các chất hoạt hố sinh học khơng cĩ tính bền nhiệt nên thiết bị được ứng dụng để nghiền cần phải trang bị áo lạnh.
Trong cơng nghiệp vi sinh thường ứng dụng máy nghiền búa, máy nghiền bằng phương pháp va đập - máy đập vụn và máy tán, máy nghiền bi và nghiền bằng thanh, nghiền keo, nghiền hạt và máy nghiền bằng phun khí.
Máy nghiền búa. Loại thiết bị này được dùng để nghiền các chủng nấm mốc. Máy
nghiền (hình 14.1) là hộp hình xilanh cĩ áo lạnh. Bề mặt trong xilanh của hộp nghiền 1 cĩ bánh răng. Bên trong hộp, trên trục của động cơ điện cảm ứng 2 lắp rơto cĩ đường kính 630 mm với các búa bằng những phiến lá khớp chặt.
Sản phẩm ban đầu cĩ kích thước các tiểu phần đến 50 mm qua đoạn ống ở trên nắp của thiết bị nghiền được cho vào tâm rơto một cách liên tục, dưới tác động của lực ly tâm sản phẩm qua khoảng giữa các búa bị va đập nhiều lần và bị vỡ ra. Nhiệt độ trong hộp nghiền 15 ÷ 200C, trong áo lạnh từ −10 đến +100C. Trên cửa thốt lắp lưới cĩ kích thước thay đổi của các lỗ lưới 15, 40 và 40 mm. Mức độ nghiền dao động từ 10 ÷ 15 đến 30 ÷ 40.
Hình 14.1. Máy nghiền búa
Năng suất của máy nghiền tính theo chủng nấm mốc đến 700 kg/h, bề mặt trao đổi nhiệt 0,3 m2; cơng suất động cơ 13 kW. Kích thước cơ bản 1178×1035×1066 mm, khối lượng 800 kg.
Máy nghiền bằng phương pháp va đập.Các loại máy đập vụn, máy tán và những loại máy khác cĩ cấu tạo tương tự đều thuộc loại máy nghiền va đập.
Ưu điểm của các máy nghiền va đập là kết cấu đơn giản, năng suất cao, hoạt động bền; nhược điểm - tạo bụi mạnh và tiêu hao năng lượng lớn.
Máy đập vụn (hình 14.2) là máy va đập bằng đĩa, gồm hai rơto quay ngược chiều với số vịng quay 950 và 1440 vịng/phút từ các bộ dẫn động riêng rẽ 3.
Sản phẩm Tha íi ch â út lo íng l a ìm la ûnh Sản phẩm nghiền Chất làm lạnh 1035
298
Hình 14.2. Máy nghiền bằng phương pháp va đập:.
1- Phễu nạp; 2- Cơ cấu nghiền; 3- Động cơ; 4- Giàn trên; 5- Giàn dưới
Rơto gồm hai đĩa trịn nối với các chốt của xilanh. Các chốt trịn với đường kính 15 và chiều dài 55 mm được lắp theo chu vi, đồng thời các chốt của một rơ to được cài giữa hai hàng chốt của rơto khác. Số chốt va đập trong mỗi một rơto được tăng lên từ tâm đến biên. Khi nghiền sơ bộ thì vật liệu nghiền nạp vào máy va đập dọc theo trục của rơto quay, dưới tác động của lực ly tâm nĩ bị bắn tới biên. Năng suất của máy nghiền va đập tính theo chủng nấm mốc cĩ độ ẩm 45 ÷ 50 % là 120 ÷ 140 kg/h.Vì tốc độ quay của rơto lớn nên cần thiết phải cĩ sự lắp đặt và cân bằng chính xác.
Trong các máy nghiền va đập bằng đĩa dạng máy nghiền va đập cĩ thể nhận đến 96 % các hạt cĩ kích thước từ 1 đến 3 mm.
Bảng 14.1. Đặc tính kỹ thuật của các máy nghiền va đập
Các chỉ số ДЗГ-630-401 ДЗГ- 630- 4B1
Năng suất, kg/h
Kích thước các tiểu phần: của sản phẩm ban đầu, mm của thành phẩm, µm
Độ ẩm của sản phẩm ban đầu, % Mơi trường làm việc
Cơng suất động cơ, kW Kích thước cơ bản, mm Khối lượng, kg đến 1500 đến 30 50 ÷ 100 ≤ 5 chống nổ 22 2060×1390×1375 1900 đến 1500 đến 30 50 ÷ 100 ≤ 5 chống cháy 22 2060×1430×1550 2090
Các máy nghiền va đập ДЗГ- 630- 401và ДЗГ- 630- 4B1 dùng để nghiền các sản phẩm dễ cháy, dễ nổ trong mơi trường khí trơ.
Máy tán dùng để nghiền mịn một cách liên tục cho các chế phẩm sấy khơ đến kích thước 100 µm. Nĩ cĩ dạng hộp, bên trong cĩ hai đĩa. Một đĩa được lắp trên trục, cịn một đĩa khác ở vị trí cố định. Các chốt trịn được lắp trên các đĩa theo đường chu vi.
Bảng 14.2. Đặc tính kỹ thuật của máy tán
Các chỉ số ДМБ-250-401 ДМБ-630-401
Năng suất, kg/h
Kích thước các tiểu phần: của sản phẩm ban đầu, mm của thành phẩm, µm Tiêu hao khơng khí, m3/h Cơng suất động cơ, kW Kích thước cơ bản, mm Khối lượng, kg 100 ÷ 300 1 ÷ 30 50 ÷ 150 7,5 22 920×596×756 245 500 ÷ 1500 1 ÷ 30 50 ÷ 150 6 22 1575×1290×1344 1498
Chế phẩm đem nghiền được chuyển động liên tục từ bộ nạp liệu qua nắp máy nghiền vào trung tâm đĩa và dưới tác động của lực ly tâm bị bắn tới biên. Các tiểu phần của chế phẩm nghiền cĩ trị số nhỏ hơn các lỗ của sàng lắp theo chu vi các đĩa sẽ lọt sàng vào thùng chứa kín. Để thu gốp những tiểu phần do khơng khí cuốn đi, thường lắp các bộ lọc vải, cịn trên máy nghiền - cơ cấu hút.
Máy nghiền bi. Nghiền các chất hoạt hố sinh học trong các máy nghiền bi được
thực hiện nhờ các bi kim loại hay bi sứ trong tang quay. Khi tang quay các bi (do lực ma sát với thành) nâng lên một chiều cao nhất định, sau đĩ rơi xuống. Mức độ nghiền trong máy nghiền bi bằng 50 ÷ 100. Thường tang quay chứa một lượng bị chiếm nửa thể tích. Đường kính bi 25 ÷ 150 mm. Thời gian của quá trình phụ thuộc vào độ bền của sản phẩm ban đầu và mức nghiền theo quy định.
Tháo sản phẩm nghiền qua tấm chắn - lưới ở dưới tang quay. Để cho quá trình nghiền được bính thường cần phải tuân theo các điều kiện sau:
R n M R MΩ P 2 2 lt 30⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = = π trong đĩ: Plt - lực ly tâm, N;
R - khối lượng các bi, kg;
Ω - tốc độ gĩc, độ/s;
n - số vịng quay của tang, vịng/s;
300
Số vịng quay tới hạn được xác định theo cơng thức:
D R q n 900 42,3 2 th = ≈ π
trong đĩ: D - đường kính quay của các bi, m.
Cơng suất của các máy nghiền bi Q được xác định cho mỗi loại nguyên liệu và phụ thuộc vào các tính chất cơ học và mức độ nghiền:
Q = KVD 0,6
trong đĩ: K - hệ số biến đổi (K = 2,4 ÷ 0,4 khi kích thước trung bình các tiểu phần vật liệu nghiền từ 0,2 ÷ 0,075 mm);
V - thể tích tang quay, m3;
D - đường kính tang quay, m.
Máy nghiền hạt. Để nghiền siêu mịn một cách liên tục bằng cơ học (tán sắc) để
tạo thành nhũ tương thường sử dụng các máy nghiền hạt. Máy gồm hộp tán với bộ dẫn động điện và trạm bơm. Hộp tán là ống xilanh đứng cĩ áo để làm lạnh, bên trong hộp cĩ trục được lắp các đĩa.
Sản phẩm ban đầu cĩ dạng huyền phù được bơm đẩy vào phần dưới của hộp tán, chứa các bi thuỷ tinh. Khi rơto quay, các tiểu phần cứng của vật liệu do ma sát sẽ bị va đập với các bi nghiền cĩ đường kính 0,8 ÷ 1,2 mm. Khi qua đoạn ống trên, sản phẩm bị đẩy vào thùng chứa.
Các bộ phận được tiếp xúc với nguyên liệu đều được chế tạo bằng thép khơng gỉ. Sức chứa của hộp 125 lít; nhiệt độ trong hộp nghiền đến 500C, trong áo 200C; cơng suất động cơ 40 kW. Kích thước cơ bản 1700×1030×3290 mm; khối lượng 3100 kg.