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