KỸ THUẬT THỰC PHẨM TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG
NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HCM
Khoa Cơng Nghệ Thực Phẩm

THIẾT BỊ LỌC CHÂN
KHÔNG THÙNG
QUAY


ĐỀ TÀI:

GVHD: PHAN VĨNH HƯNG
Thành viên:
Trịnh Nhật Hào
Trần Thị Huyền My


TỔNG QUAN

Giới thiệu sơ lược về thiết bị lọc chân không thùng
quay
Nguyên tắc cấu tạo
Nguyên tắc hoạt động
Thiết bị đi kèm trong hệ thống lọc
Ưu điểm và nhược điểm
Ứng dụng


I. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ THIẾT BỊ
LỌC CHÂN KHÔNG THÙNG QUAY
Thiết bị lọc chân không

thùng quay là một thùng
rỗng 2 đầu có khung thép
đỡ nằm ngang. Nhờ có
chân khơng nước bùn được
hút bám vào vải lọc thành
lớp bùn. Nước lọc theo các
ống góp từ các ngăn về
đầu phân phối thu được
nước lọc trong, được bơm
đi gia nhiệt. Bã bùn được
băng tải đưa ra ngồi. Tốc
độ thùng quay: 1÷2.5




I. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ THIẾT BỊ LỌC
CHÂN KHÔNG THÙNG QUAY
Thiết bị lọc chân không
thùng quay là thiết bị 
làm việc liên tục với
động lực quá trình được
tạo ra bằng bơm chân
không. Thùng quay
được đặt trong bể chứa
huyền phù với độ nhúng
sâu cố định theo mực
chất lỏng không đổi.

II. NGUYÊN TẮC CẤU TẠO
Thùng quay dạng trụ, trên
thành đục lỗ và bên ngồi

phủ vách ngăn lọc. Cịn
ngăn trong phân ra 12
vạch riêng biệt, mỗi ngăn
có đường ống nối với trục
rỗng tại tâm thùng quay.
Hệ thống đường ống cùng
với trục rỗng tạo thành
đường hút chân không và
dẫn nước lọc.


II. NGUYÊN TẮC CẤU TẠO
Kết cấu thiết bị lọc chân
không thùng quay được miêu
tả như sau: thùng lọc với các
ngăn có ống dẫn nối liền trục
rỗng thơng ra đầu phân phối
chân không. Thùng quay được
nhờ bộ truyền động qua bánh
rắng. Chống sa lắng của
huyền phù nhờ bộ khuấy
được truyền động nhờ cơ cấu.
Khu vực sấy bã được nhờ hỗ
trợ bởi cấu ép băng tải. Thực
hiện tháo lắp bằng cơ cấu dao
cạo




II. NGUYÊN TẮC CẤU TẠO
Đầu phân phối chân không cho máy lọc
thùng quay được miêu tả như sau: gồm hai
đĩa tiếp xúc với nhau, một đĩa chuyển động
được nối liền với trục rỗng của thùng quay,
cịn một đĩa khơng chuyển động (cố định)
nối liền với hệ thống hút chân không. Bề
mặt tiếp xúc giữa đĩa cố định và đĩa chuyển
động phải chế tạo sao cho giảm mát chuyển
động, đồng thời phải kín đối với hệ thống
chân khơng. Đĩa chuyển động có 12 lỗ
tương ứng với 12 ngăn trên thùng lọc, cịn
đĩa cố định có 3 rãnh: rãnh A tương ứng với
vùng lọc; rãnh B-vùng rửa và làm ráo; rãnh
C-vùng tạo bã và tái sinh. Trong quá trình
lọc thùng quay, ngăn nào trùng với rãnh
tương ứng của đĩa cố định thì hoạt động
theo chế độ đã định





II.NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG
 Lọc chân không thùng quay là thiết bị làm việc liên tục với
động lực quá trình được tạo ra bằng bơm chân không. Như

vậy áp suất lọc là áp suất khí quyển tức p1 = pa, do đó động
lực học:
pp - pv (pv là áp suất chân không do bơm tạo nên)
 Thiết bị lọc là thùng hình trụ đường kính D chiều dài L
quay với tốc độ n vòng/phút. Do vậy chu kỳ làm việc:
k =60/ n (s)
Và diện tích bề mặt thùng lọc:
F = D L ( m2)
 Người ta có thể bố trí bề mặt lọc bên trong thùng, tức
huyền phù vào trong thùng, từ đó nước lọc chảy ra ngồi.
Thơng dụng hơn cả, là trường hợp bố trí bề mặt lọc phía
ngồi thùng, nghĩa là nước lọc chảy từ ngoài vào trong.



 
Thùng
quay đặt trong bể chứa huyền phù với độ nhúng sâu cố định

theo mực chất lỏng không đổi. Thông thường theo chu vi của thùng
người ta phân chia ra 6 khu vực tương ứng với các góc khác nhau
�-Góc lọc, góc này được xác định theo vị trí tiếp
xúc của thùng
với huyền phù trong bể tương ứng với phương trình lọc.
�1, �2-Góc làm ráo bã (sấy) lần 1 và 2
�r-Góc rửa, xác định theo thời gian rửa
�c-Góc cạo bã
�s-Góc tái sinh bề mặt lọc (làm sạch hoàn toàn nguyên bề mặt mặt
lọc
Như vậy =360o

Và � k =� + � 1 + � 2 + � c + � s




   giá trị thời gian tương ứng các góc �i được xác định theo điều kiện
Các
của q trình cơng nghệ. Mọi liên hệ góc quay i và thời gian là:
� i=
Chu kỳ lọc: k=



-Tổng các góc thực hiện cơng nghệ ( tổng góc lọc và sấy)
=
tổng thời gian thực hiện lọc và sấy.
(�c+�s) - Góc tạo bã và tái sinh bề mặt được gọi là tổng các góc của bề
mặt khơng chứa bã lọc.
Do đó diện tích bề mặt lọc của thùng quay được tính
F=
(m2)
(V – Năng suất theo nước lọc; hiệu suất, lưu ý đến sự bít kín lỗ (�=0.85)
Nghĩa là chọn trước chiều dài thùng L rồi tính đường kính D. Sau đó tính
các góc �
i


II. NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG



Nguyên lý hoạt động: Khi hút chân không ở các ngăn , nước lọc chui qua vải
lọc, qua lỗ thùng vào các ngăn. Từ các ngăn nước lọc theo đường ống đến trục
rỗng rồi ra ngồi, cịn bã bị giữ lại trên bề mặt vải lọc rồi được dao cạo tách ra.
Khi thùng quay thì mỗi 1 lỗ của đĩa chuyển động lần lượt thông với lỗ của đĩa
không chuyển động do đó cứ mỗi 1 vịng quay, thì mỗi ngăn của thùng đều phải
thực hiện tất cả các giai đoạn của quá trình lọc, rửa, sấy, cao bã và làm sạch vải
lọc , sáu khu vực của quá trình
KV1: tất cả các ống nối với các ngăn đều hút được chân không. Nước lọc qua
lớp vải vào ngăn rồi theo ống vào trục rỗng ra ngoài. Bã bám trên bề mặt vải lọc
KV2:tiếp tục hút chân không để tách phần nước còn lại trong bã (sấy lần 1)
KV3: nước rửa được vòi phun vào lớp bã: ở khu vực này cũng hút chân không,
nước rửa chui qua bã, vải lọc vào các ngăn, theo đường ống đến trục rỗng rồi ra
ngoài với 1 đường khác với đường nước lọc.
KV4: tiếp tục hút chân không để tách hết nước rửa cịn trong bã (sấy lần 2)
KV5: thổi khơng khí nén vào qua các ngăn để làm tơi bã, để dao cạo làm việc
dễ dàng
KV6: thổi không nén vào để tách nốt các bã còn bám trên vải lọc
Các hạt này được tách ra sẽ rơi trở lại bể huyền phủ







III. THIẾT BỊ ĐI KÈM TRONG HỆ THỐNG LỌC



Sơ đồ hệ thông lọc chân không thùng quay


III.THIẾT BỊ ĐI KÈM TRONG HỆ THỐNG
LỌC
Khu vực sấy � và
người ta hộ trợ bằng cơ cấu băng tải ép
1

2

bớt nước lọc và nước rửa. Tại khu vực rửa r bố trí các vịi
phun nước rửa. Cạo bã được thực hiện bằng các phương pháp
khác nhau: bằng dao cạo, bằng dây cạo, bằng con lăn và bằng
băng tải.
Hệ thống lọc chân không thùng quay gồm: thùng quay nhúng
trong bể huyền phù, thùng cấp huyền phù có cánh khuấy
chống sự sa lắng pha rắn, cịn trong bể cũng có cánh khuấy.
Huyền phù từ thùng nhờ bơm cấp vào bể, mức chất lỏng được
cố định bằng ống chảy tràn. Bơm chân không hút từ bình tách
bọt, các giọt lỏng ngưng lại chứa trong bình. Nước lọc và
nước rửa tách trong bình và chứa ở bể; hỗ trợ việc tách bã và
tái sinh vách ngăn lọc nhờ dịng khí nén từ bình được cung cấp
bởi máy nén.




IV. ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA THIẾT BỊ LỌC

CHÂN KHÔNG THÙNG QUAY
ƯU ĐIỂM
 Máy lọc chân không
thùng quay là làm việc
liên tục, ổn định, dễ thao
tác vận hành, tiết kiệm
nhân lực.
 Có thể lọc bất kì dung
dịch, thao tác dễ dàng có
thể gia cơng thiết bị từ
các ngun liệu bền về
ăn mịn hóa học, rửa bã,
sấy bã tốt hơn lọc khung
bản.



NHƯỢC ĐIỂM

- Cấu tạo phức tạp, tiêu
hao năng lượng cho động
cơ truyền năng động,
bơm chân không và máy
nén.
- Bề mặt lọc nhỏ, giá
thành cao, rửa và sấy bã
khơng hồn tồn, khi
làm việc ở nhiệ độ cao
thì năng suất giảm vì độ
chân không kém.

V. ỨNG DỤNG CỦA THIẾT BỊ LỌC CHÂN
KHÔNG THÙNG QUAY
- Loại máy lọc này được ứng dụng để tách sinh
khối vi sinh vật khỏi dung dịch canh trường và để
lọc huyền phù có cấu trúc khác nhau của các thể
vẩn rắn (cấu trúc sợi, cấu trúc keo hay cấu trúc
không định hình). Các thể vẩn rắn thường chứa
khoảng từ 50 đến 500 g/l.
- Năng suất đơn vị của thiết bị phụ thuộc vào các
tính chất hố lý của huyền phù phân ly, vào vật
liệu lọc, vào các giai đoạn xảy ra trước khi lọc và
dao động trong giới hạn rộng. Máy lọc chân
khơng dạng thùng quay có hiệu quả nhất khi
phân ly huyền phù có nồng độ pha rắn cao hơn





Sơ đồ thiết bị lọc chân không dạng thùng quay tác động
liên tục
1,8- Thùng két có bộ khuấy trộn huyền phù; 2- Bơm đẩy huyền
phù; 3- Bơm đẩy huyền phù của chất lọc hỗ trợ; 4-Thùng két có bộ
khuấy chất lọc hỗ trợ;
5- Bơm tuần hồn; 6- Thùng két có bộ khuấy để chứa huyền phù
khi trào ra;
7- Lọc chân không; 9- Thùng chứa phần lọc; 10- Bơm hút phần lọc;
11- Bình chứa chất lọc đã được rửa; 12- Bơm hút phần lọc đã được

rửa; 13- Bộ tách nước; 14- Máy quạt gió; 15- Hộp áp kế; 16- Bơm
chân khơng; 17- Bộ ngưng tụ; 18- Bộ thu hồi;
I- Phương án chính để nối thiết bị phụ; II- Phương án kết hợp để


Tuy nhiên khi cô sơ bộ huyền phù bằng phương pháp
lắng hay nhờ bộ xốy thuỷ lực có thể đạt hiệu suất lọc
cao nhất. Khi lọc các chất trung hoà, năng suất đơn vị
tính theo huyền phù là 2 ÷3 m3/(m2⋅h), đối với các
chủng nấm mốc - gần 1, còn đối với chủng vi khuẩn- đến
0,2 m3/(m2⋅h). Điều đó có thể giải thích ở chỗ khối lượng
mixen được tách ra một cách trực tiếp trong các phịng
chân khơng dạng thùng quay, khi đó các tế bào nấm
men và tế bào vi khuẩn chưa có lớp bồi khơng được lọc,
cịn khi bồi đắp lớp lọc và bổ sung 4 ÷ 8% peclit,
điatomit hay chất tác nhân tăng phẩm chất lọc vào chất
lỏng canh trường, năng suất đơn vị lọc có thể đạt 0,2
m3/(m2⋅h).
Thùng quay được phân chia ra thành một số khoang
mà trong một vòng các khoang này trực tiếp qua bốn
vùng, là những vùng cơ bản trong thiết bị lọc chân không
dạng thùng quay. Các khoang của thùng quay được bao
phủ bỡi tấm đột lỗ và bị kéo căng bởi vật liệu lọc. Số




Máy lọc chân không dạng thùng
quay được thiết kế theo chế độ
nạp liệu đến 1/3 và 2/3 đường


kính, phụ thuộc vào các tính lắng
đọng của huyền phù. Góc nạp liệu
tối ưu của thùng quay bằng
130÷1490.
Hoạt động của thiết bị lọc chân
không được tiến hành như sau:
Chất lỏng canh trường từ thùng
chứa được đẩy vào tấm đáy, tại


Trong vùng I (130
÷1490), lọc dưới chân
khơng xảy ra qua lớp
trên thùng và đồng thời
chất cặn nằm trên đó.
Trong vùng II (54 ÷
550), cặn được sấy khơ
do đó bị hút vào, khơng
khí mang ẩm từ chất
cặn. Ở vùng III (90
÷1000) tiến hành rửa
chất cặn bằng xối nước
hay dung dịch rửa khác.
Ở vùng IV (85 ÷550),
khơng khí được vào bên
trong địa phận để tiến
hành thổi và làm rời



Hệ tạo chân không gồm bơm chân
không, các thùng chứa phần lọc, nước
rửa và bộ thu hồi. Loại bỏ chất cặn khỏi

bộ lọc được thực hiện bằng một số
phương pháp, phụ thuộc vào các tính
chất của lớp cặn. Sử dụng cào để loại
khối mixen dễ bóc ở dạng lớp dày, đối
với các lớp tế bào vi khuẩn dạng mỏng
và dính dùng trục cán và để loại chất
cặn có bề dày trung bình và lớn thường
sử dụng dây cào.
Bộ lọc được chế tạo bằng thép


Chọn năng suất của bơm chân không
xuất phát từ định mức tiêu hao khơng
khí có rửa hay khơng rửa chất cặn mà
có bề mặt lọc tươngứng: 0,5 ÷ 2 và 0,4
÷ 1,4 m3 trên 1 m2. Trong trường hợp lọc
các huyền phù độc, dễ nổ, ví dụ sau khi
làm lắng enzim từ dung dịch rượu hay
axeton tốt nhất là ứng dụng bộ lọc chân
khơng dạng khí. Với mục đích ngăn
ngừa sự tạo ra hỗn hợp dễ nổ với khơng
khí, nạp khí trơ dưới áp suất dư 10 kPa
vào phần trên của thiết bị.
Khơng khí dưới áp suất 50 ÷100 KPa

ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA THIẾT BỊ LỌC CHÂN
KHƠNG DẠNG THÙNG QUAY

