Chương 1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
4.2 Tính tốn thiết bị lọc
Hoạt lực của enzyme trước trước khi bước vào q trình lọc là 2.65719×10 11 U Hoạt lực của enzyme là 236.31 U/mL [22]
Thể tích enzyme protease từ 1 mẻ vào q trình lọc 2.65719×1011
236.31 = 1124450933 ml = 1123.45 (m 3 ) Nồng độ enzyme đầu vào là
20991.63
1123.48 = 18.6845 (kg/ m 3 )
Thơng số đặc trưng nhất của q trình lọc là diện tích màng lọc (A: m2) Ta có cơng thức
A = Q J R V
Trong đó:
QR (m3/h): là lưu lượng dịng dung dịch khơng qua màng lọc tính trên 1 đơn vị diện tích màng lọc
40 Chọn hệ số JV= 0,017 m3/m2.h
Dựa vào phương trình cân bằng vật chất ta có: V F = V P + V R
V F × C F = V P × C P + V R × C R 1123.45 = V P + V R (1)
1123.45 × 18.6845 = 20991.63 = V P × C P + V R × C R (2) Với: CF: Nồng độ enzyme đi vào quá trình lọc
VF: Thể tích dịch lỏng đi vào quá trình lọc CR: Nồng độ enzyme thu được
VR: Thể tích enzyme thu được CP: Nồng độ dịch dưới màng VP: Thể tích dịch dưới màng
Hệ số tách loại của thiết bị là R = 99% [22]. Với R=99% ta có:
R = 0.99 = 1 – C P C R CP = 0.01 × C R (3)
Với hiệu suất quá trình lọc là H = 80% 0.8 = V P × C P V F × C F => V P × C P = 20991.63 × 0.8 = 16793.304 (4) Từ (2) và (4) => V R × C R = 20991.63 - 16793.304 = 4198.326 (5) Từ (1) và (3) ta có: 1123.45 = V P + V R = 0.01 × C V P × C P R + V R C × C R R 1123.45 = 16793.304 0.01 × C R + 4198.326 C R
41 C R = 1498.535 (kg/ m 3 ) > C F = 18.6845 (kg/ m 3 )
V R = 4198.326 C
R = 2.8 (kg/ m 3 ) Chọn thời gian lọc là 12.3 giờ Ta có Q R = V R t = 2.8 12.3 = 0.2276 (m3/h) Diện tích của màng lọc là A = Q J R V = 0.2276 0,017 = 13.39 (m 2 ) Diện tích 1 tấm màng lọc UF là 1,2 m2 Số thiết bị lọc màng là N= A A i = 13.39 1.2 = 12 (thiết bị) Kết luận
Vậy thiết kế thiết bị lọc màng loại bỏ sinh khối sau khi lên men thu enzyme protease từ Bacillus subtilis bao gồm những thông số như sau:
Thông số Làm việc
Thời gian lọc 12.3 giờ
Thể tích lọc 1181.25 m 3
Lưu lượng làm việc 0.2276 (m3/h)
Hiệu suất 80%
Thiết bị lọc 12 cái
Thông số mỗi thiết bị 1.2 m 2
Bảng 4.2 : Thông số thiết bị lọc màng