CHƢƠNG 2 QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ
2. Thuyết minh quy trình
2.6. Kỹ thuật ly tâm
Mục đích: tách riêng enzyme và tủa protein, loại bỏ cặn tủa và thu nhận dịch chứa enzyme amylase. Amylse dễ bị biến tính ở nhiệt độ cao nên dùng phƣơng pháp ly tâm lạnh ở nhiệt độ thấp (4oC) ở 10000 vịng/phút.
Hình 4. Cấu tạo máy ly tâm dạng đĩa
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Nguyên lý làm việc của máy ly tâm dạng đĩa: Hàng ngàn “G” ( lực ly tâm) đƣợc tạo ra trong buồng tách của máy quay ly tâm, chúng là sản phẩm của tốc độ quay cao và kích thƣớc lớn của buồng tách. Vòng xoay đƣợc tạo bởi ra một động cơ điện kết mối với các trục ngang thông qua một khớp nối đàn hồi hoạc ly hợp, nhờ các tỉ số truyền bánh rang đƣợc thiết kế đặc biệt, chuyển động quay này đƣợc chuyển giao đến trục thẳng đứng. Bộ phận buồng quay đƣợc lắp ráp trên nón đầu cuối theo trục thẳng đứng. Các chất lỏng cần xử ký đƣợc đƣa vào trung tâm của buồng qua các ống nạp liệu tĩnh. Sau đó các dịng đƣợc tăng tốc bằng gia tốc thiết kế đặc biệt, làm cho các thành phần đầu tiên đến vùng ngoại vi của thành buồng, và sau đó thơng qua các đĩa nhiều
27
lớp khiến sự tách diễn ra. Các chất lỏng tinh khiết (light phase – pha nhẹ) chảy ngƣợc lên phía trên cùng của buồng tách nơi chúng đƣợc thải ra bởi thiết kế tự tràn hoặc bằng máy bơm hƣớng tâm. Các chất rắn đƣợc giữ lại bằng lực máy ly tâm và đƣợc thu thập tại vùng ngoại vi của khoang tách, và sau đó thải ra khơng liên tục. Q trình xả này đƣợc kích hoạt bởi một hệ thống thủy lự nằm bên dƣới khu vực phân ly. Về bản chất, các chất tắn đƣợc thải ra qua lỗ ở ngoại vi của buồng. Chúng đƣợc mở ra và đóng lại bởi các quá trình lên xuống của một piston trƣợt hoặc đáy buồng tách máy quay ly tâm.
Hình 5. Thiết bị ly tâm dạng đĩa ở quy mô công nghiệp Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình ly tâm
Độ nhớt pha lỏng: độ nhớt pha lỏng có ảnh hƣởng rất lớn đến tốc đọ chuyển động của các cấu tử. Do đó, trong q trình phân riền cần chú ý đến độ nhớt của pha liên tục. Độ chênh lệch khối lƣợng riêng: độ chênh lệch khối lƣợng riêng giữa các cấu tử càng lớn thì tác dụng của quá trình ly tâm càng lớn, q trình ly tâm sẽ có hiệu quả thu hồi cao.
Nhiệt độ: trong quá trình ly tâm, nếu nhiệt độ của nguyên liệu càng cao thì độ nhớt của pha liên tuc càng giảm, hiệu suất của quá trình phân riêng càng tăng. Tuy nhiên, enzyme dễ biến tính ở nhiệt độ cao nên cần chọn nhiệt độ tối ƣu cho cả hai yếu tố hiệu quả ly tâm và giữ hoạt tính.
28
Vận tốc ly tâm: khi vận tốc càng lớn thì lực ly tâm càng mạnh, do đó hiệu suất của q trình tách pha càng tăng. Tuy nhiên, với kỹ thuật ly tâm thì để đạt đƣợc vận tốc càng lớn thì yêu cầu về độ bền cơ học cho thiết bị càng cao, chi phí đầu tƣ cho thiết bị càng lớn, làm giảm hiệu quả kinh tế.
Bán kính ly tâm: bán kính ly tâm càng lớn, lực ly tâm càng lớn, hiệu quả ly tâm càng cao.
Thời gian lƣu: thời gian lƣu của các cấu tử trong quá trình ly tâm càng lâu thì hiệu quả của quá trình phân riêng càng cao. Tuy nhiên, thời gian lƣu càng dài sẽ làm giảm năng suất của thiết bị.