Tài liệu Máy và thiết bị chuẩn bị môi trường dinh dưỡng_chương 5 doc

89



Chỉång 5
MẠY V THIÃÚT BË CHØN BË
MÄI TRỈÅÌNG DINH DỈÅỴNG

Mäüt trong nhỉỵng giai âoản quan trng ca sn xút sn pháøm täøng håüp vi sinh l
chøn bë cạc mäi trỉåìng dinh dỉåỵng. Phủ thüc vo cạc tênh cháút cå - l ca cạc cáúu tỉí
mäi trỉåìng dinh dỉåỵng m cọ thãø ho tan chụng hay huưn ph hoạ trong nỉåïc våïi T lãû
nháút âënh åí nhiãût âäü v pH â cho. Cạc polysaccarit thu phán âãún monosaccarit cn
mäüt säú mäi trỉåìng chỉïa tinh bäüt phi náúu åí nhiãût âäü cao. Cạc dung dëch v cạc huưn
ph ca cạc cáúu tỉí chøn bë cng mäüt lục hồûc riãng biãût, trỉåïc hãút l åí dảng cä, tiãúp
âãún lm long trỉåïc khi cáúy sinh váût.
Trong quạ trçnh chøn bë cạc mäi trỉåìng dinh dỉåỵng, phủ thüc vo u cáưu cäng
nghãû, m tiãún hnh tinh luûn chụng nhỉ trung ho, kãút ta, lm lảnh, loải cạc cáúu tỉí ỉïc
chãú hoảt âäüng säúng ca vi sinh váût, lm giu mäi trỉåìng bàòng cạc cháút hoảt hoạ sinh
hc...
Âãø chøn bë mäi trỉåìng dinh dỉåỵng thỉåìng sỉí dủng cạc thiãút bë khạc nhau: thiãút bë
thu phán, trung ho, thiãút bë âo träün, bãø làõng, xoạy thu lỉûc, thiãút bë trao âäøi nhiãût, lc,
tiãût trng...
5.1. CẠC THIÃÚT BË THU PHÁN V NGHËCH ÂO ÂỈÅÌNG, THU PHÁN
POLYSACCARIT V PROTEIN
Âãø sn xút náúm men gia sục v rỉåüu etylic thỉåìng dng phãú liãûu gäù, tráúu, li ngä,
than bn... l ngưn hydratcacbon. Hydratcacbon trong ngưn ngun liãûu ban âáưu åí
dảng polysaccarit - håüp cháút khäng thêch håüp cho sỉû ni dỉåỵng náúm men. Trong cäng
nghiãûp, viãûc thu phán polysaccarit ra monosaccarit âỉåüc thỉûc hiãûn trong cạc thiãút bë
thu phán ch úu dng axit sunfuric long åí nhiãût âäü cao âãún 190
0

C.
Trong quạ trçnh thu phán monosaccarit cn tảo ra dextrin - sn pháøm thu phán
khäng hon ton polysaccarit. Thu phán dextrin ra monosaccarit âỉåüc thỉûc hiãûn trong
cạc mạy âo träün åí nhiãût âäü 140
0
C.
Mäüt trong nhỉỵng phỉång phạp cäng nghiãûp âãø thu nháûn cạc axit amin (metionin,
trionin...) l thu phán protein ca cạc náúm men v cạc chãú pháøm protein khạc bàòng axit

90
hay bàòng enzim. Thu phán protein bàòng axit âỉåüc thỉûc hiãûn trong cạc thiãút bë thu
phán åí nhiãût âäü 120
0
C våïi cạc cháút xục tạc nhỉ H
2
SO
4
, HCl. Thu phán protein bàòng
enzim thỉûc hiãûn åí nhiãût âäü 40
0
C våïi pH 5 ÷ 7. Cháút xục tạc l enzim thu phán protein.
Cạc thiãút bë thu phán tạc âäüng tưn hon cọ låïp lọt chëu axit. Trong sn xút
thỉåìng dng cạc thiãút bë thu
phán cọ sỉïc chỉïa 18, 30, 37, 50
v 80 m
3
. Kãút cáúu ca cạc thiãút
bë thu phán khạc nhau cå bn
båíi kêch thỉåïc hçnh hc, cạc
phỉång phạp nảp axêt âãø thu

phán v chn sn pháøm thu
phán. Hçnh 5.1 trçnh by kãút
cáúu thiãút bë thu phán cọ thãø
têch 80 m
3
. Thiãút bë ch úu l
bçnh trủ bàòng thẹp âỉåüc hn våïi
hai pháưn cän trãn v dỉåïi. Âãø
ngàn ngỉìa sỉû han gè, bãư màût
bãn trong ca thiãút bë âỉåüc ph
låïp bãtäng (70 ÷ 90 mm) cọ låïp
ph màût. Låïp ph màût l nhỉỵng
váût liãûu chëu nhiãût v bãưn våïi
axit - gảch gäúm, bn grafit,
gảch samot chëu lỉía. Chäúng gè
cỉía trãn v cỉía dỉåïi ca v
bàòng låïp âäưng thanh, nàõp thẹp
åí trãn cng lm bàòng låïp lọt
âäưng thanh hay âäưng thau. Táút
c cạc khåïp näúi tiãúp våïi mäi
trỉåìng àn mn (axit sunfuric
long v sn pháøm thu phán)
âãưu cọ låïp lọ
t bàòng âäưng thanh.
Khåïp näúi cọ thãø lm bàòng hai
låïp thẹp, mäüt låïp chëu axit.
1- V thẹp; 2- Låïp bãtäng; 3- Låïp âãûm; 4- Cạc äúng lc di; 5- Cạc äúng lc
ngàõn; 6- Cỉía láúy sn pháøm thu phán v nảp håi; 7- Van; 8- Cán âo; 9-
Cỉía nảp nỉåïc; 10- Cỉía nảp axit ; 11- Nàõp; 12 - Cỉía thäøi
9

4
6
Hçnh 5.1. Thiãút bë thu phán:

91
Cáúu tảo âàûc biãût ca nàõp hoảt âäüng nhanh l bo âm âäü kên ca thiãút bë trong thåìi
gian hoảt âäüng, âm bo âọng, måí nhanh. Kãút cáúu âàûc biãût ca van âọng kên åí dỉåïi âm
bo måí thiãút bë nhanh khi thạo càûn v bo âm âäü kên ca nọ trong thåìi gian hoảt âäüng.
Âãø gim sỉû máút mạt nhiãût, bãư màût ca thiãút bë thu phán âỉåüc bao ph låïp váût liãûu
cạch nhiãût.
Bäú trê cạc äúng bãn trong ca thiãút bë thu phán âãø nảp nỉåïc, axit v thạo sn pháøm
thu phán âỉåüc xạc âënh bàòng cạc dng cháút lng.
Khi phán bäú cạc máùu äúng âãø nảp axit v
thạo sn pháøm thu phán phi nhàòm mủc
âêch tảo ra cạc dng cháút lng dảng nàòm ngang, dảng âỉïng hay täø håüp. Cho nãn trong
nhỉỵng thãø têch khạc nhau ca thiãút bë phi âảt âỉåüc nhỉỵng âiãưu kiãûn chy thûn låüi nháút
ca quạ trçnh thu phán v thạo sn pháøm. Vê dủ khi dng cháút lng cọ dảng häùn håüp,
cháút lng axêt qua khåïp näúi trãn, sn pháøm thạo ra qua cạc äúng âäüt läù loải di v ngàõn.
Ngun tàõc hoảt âäüng ca thiãút bë thu phán nhỉ sau: bàng ti chuøn ngun liãûu
thỉûc váût vo thiãút bë qua cỉía trãn. Âãø nẹn v tháúm ỉåït ngun liãûu cáưn nảp nỉåïc v axit
vo âäưng thåìi. Sau khi nảp liãûu, âọng nàõp trãn thiãút bë v nảp trỉûc tiãúp håi vo nàõp dỉåïi.
Khi ạp sút âảt gáưn 0,5 MPa thç tiãún hnh thäøi khê thoạt ra tỉì cạc bt ca ngun liãûu.
Trong quạ trçnh tàng nhiãût ngun liãûu v giỉỵ mäüt thåìi gian ngàõn åí nhiãût âäü gáưn 140
0
C
xy ra thu phán cạc polysaccarit. Sau âọ nảp axit vo thiãút bë v âäưng thåìi thạo sn
pháøm chỉïa cạc hydratcacbon ho tan. Khi âọ duy trç quạ trçnh thu phán åí chãú âäü cao
bàòng cạch tàng nhiãût âäü trong thiãút bë âãún 190
0
C cho âãún kãút thục quạ trçnh. Kãút thục

quạ trçnh thu phán thç ngỉìng nảp axit, dng nỉåïc âãø thạo càûn , vàõt khä cháút lng v
thạo lignin ra khi thiãút bë. Khi thạo thç måí van dỉåïi v dỉåïi ạp sút 0,5 ÷ 0,7 MPa thç
lignin s theo âỉåìng äúng thạo ra khi thiãút bë vo xyclon.
Nhỉåüc âiãøm ca thiãút bë trãn l låïp âãûm chiãúm 20 ÷ 30% thãø têch. Cho nãn nhỉỵng
thiãút bë lm bàòng håüp kim titan khäng cọ låïp âãûm cọ tênh cháút ỉu viãût v hon ho hån.
Thiãút bë thu phán tạc âäüng tưn hon lm bàòng håüp kim titan. Cạc thiãút bë loải
ny cọ thãø têch 20 v 45 m
3
. Kãút cáúu v ngun tàõc hoảt âäüng ca cạc thiãút bë thu phán
bàòng håüp kim titan cọ nhiãưu loải. Nhỉåüc âiãøm ca loải ny l êt bãưn âäúi våïi axit sunfurit
cọ näưng âäü cao hån 2 % v bo mn cå hc låïn do ma sạt ca ngun liãûu tåïi bãư màût
thiãút bë. Nhỉåüc âiãøm chung ca chụng l hoảt âäüng giạn âoản v nàng sút tháúp.
Thiãút bë thu phán tạc âäüng liãn tủc. Loải thiãút bë ny cọ nhiãưu ỉu viãûc so våïi cạc
thiãút bë thu phán tạc âäüng tưn hon. Âäúi våïi loải thiãút bë tưn hon, trong quạ trçnh
thu phán ngun liãûu bë nẹn nhanh cho nãn háưu nhỉ 1/2 thãø têch khäng âỉåüc sỉí dủng.
Khi thu phán liãn tủc thç hiãûu sút ca thiãút bë âỉåü
c sỉí dủng cao hån. Do rụt ngàõn thåìi
gian nảp liãûu, âun nọng ngun liãûu v thạo càûn nãn nàng sút ca thiãút bë tàng lãn

92
khoaớng hai lỏửn. Quaù trỗnh õổồỹc tióỳn haỡnh lión tuỷc nón caùc thọng sọỳ hoaù - lyù baớo õaớm ọứn
õởnh, nhu cỏửu vóử hồi, nguyón lióỷu, vóử taới lổồỹng õóỳn thióỳt bở phuỷ õổồỹc cung cỏỳp õỏửy õuớ,
õóửu õỷn vaỡ do õoù õaớm baớo tng hióỷu suỏỳt õổồỡng.
Thióỳt bở saớn xuỏỳt õổồỡng nghởch õaớo. ặẽẽng duỷng chuớ yóỳu cuớa loaỷi thióỳt bở naỡy laỡ
õaớm baớo thuyớ phỏn lión tuỷc caùc dextrin trong saớn phỏứm thuyớ phỏn hay trong nổồùc kióửm
sunfit. Trong quaù trỗnh nghởch chuyóứn, lổồỹng monosaccarit tng lón 5 ữ10% vaỡ giaớm
nọửng õọỹ mọỹt sọỳ cỏỳu tổớ ổùc chóỳ sổỷ phaùt trióứn cuớa nỏỳm men. aùp suỏỳt khờ quyóứn thổồỡng sổớ
duỷng caùc thióỳt bở nghởch õaớo õổồỡng coù
thóứ tờch 500, 750 vaỡ 1000 m
3

. Thióỳt bở laỡ bóứ chổùa
hỗnh truỷ õổùng coù õaùy noùn vaỡ nừp (hỗnh 5.2). Bón trong thióỳt bở coù lồùp gaỷch chởu axit, bón
ngoaỡi coù lồùp caùch nhióỷt.
Saớn phỏứm thuyớ phỏn õổồỹc naỷp lión tuỷc vaỡo phỏửn hỗnh noùn ồớ dổồùi qua ọỳng nũm
ngang coù bọỹ khuóỳch taùn ồớ cuọỳi ọỳng. Vióỷc thu nhỏỷn saớn phỏứm õổồỹc thổỷc hióỷn qua ọỳng
goùp nũm dổồùi mổùc trón cuớa phỏửn ọỳng xilanh.Thồỡi gian nghởch õaớo trong thióỳt bở cuớa saớn
phỏứm thuyớ phỏn khoaớng 6 ữ 8 h.















Hỗnh 5.2. Thióỳt bở nghởch õaớo õổồỡng coù thóứ tờch 500 m
3
:
1- Tỏỳm õaùy bó tọng cọỳt theùp; 2- Bọỹ khuóỳch taùn; 3- ng õóỳ lừp aùp
nhióỷt kóỳ; 4- Bọỹ ngổng tuỷ; 5- Khọng gian õóứ phuỷc vuỷ cho hoaỷt õọỹng
cuớa thióỳt bở; 6- Lồùp loùt; 7- Voớ; 8- ỳng goùp; 9- Cọỹt õồợ hỗnh truỷ
Chỏỳt kóỳt tuớa
Chỏỳt thuyớ phỏn

5

93
Nhỉåüc âiãøm ca loải thiãút bë ny l cäưng kãưnh, thåìi gian nghëch âo di v phi
cọ chu k ngỉìng hoảt âäüng âãø tạch càûn.
Âãø loải trỉì nhỉỵng nhỉåüc âiãøm trãn, ngỉåìi ta sỉí dủng thiãút bë tiãún hnh âäưng thåìi
hai quạ trçnh nghëch âo v bäúc håi sn pháøm thu phán. Quạ trçnh nghëch âo âỉåüc tiãún
hnh dỉåïi ạp sút åí nhiãût âäü 125 ÷130
0
C.
5.2. THIÃÚT BË ÂÃØ TRUNG HO AXIT, HO TAN V ÂO TRÄÜN CẠC
CÁÚU TỈÍ CA MÄI TRỈÅÌNG DINH DỈÅỴNG
Dung dëch nỉåïc v huưn ph ca cạc cáúu tỉí hỉỵu cå, múi, kiãưm, axit, nh tỉång
ca cạc cháút phạ bt v cạc parafin âỉåüc chøn bë trong cạc thiãút bë âỉïng cọ cå cáúu âo
träün cå hc hay âo träün bàòng khê nẹn. Cạc thiãút bë cọ cỉía näúi âãø nảp cạc cáúu tỉí v thạo
mäi trỉåìng â âỉåüc chøn bë, cọ cạc cỉía, läù nhçn âãø quan sạt, lm sảch v sỉía chỉỵa, âãø
làõp cạc dủng củ kiãøm tra, âo v cạc cå cáúu khạc âãø váûn hnh cọ hiãûu qu v an ton. Phủ
thüc vo cạc âiãưu kiãûn cäng nghãû cạc thiãút bë cọ thãø cọ ạo håi, bäü trao âäøi nhiãût åí bãn
trong âãø âun nọng hay lm lảnh mäi trỉåìng. Cạc thiãút bë cáưn bãưn, khäng gè khi tiãúp xục
våïi cạc cáúu tỉí ca mäi trỉåìng dinh dỉåỵng.Sỉû hoảt âäüng ca thiãút bë cọ láu di hay khäng
phủ thüc vo cạc úu täú ny.
Thiãút bë trung hoì. Loải ny dng âãø trung ho axit sunfuric v axit hỉỵu cå trong
cạc sn pháøm thu phán âäúi våïi ngun liãûu thỉûc váût cng nhỉ âãø ni cáúy cạc tinh thãø
thảch cao. Nảp tạc nhán trung ho v sn pháøm thu phán vo thiãút bë trung ho cng
lục våïi cạc ngưn nitå, phospho v kali âãø dãù ho tan chụng.
Trong cạc nh mạy vi sinh sn xút náúm men v rỉåüu etylic tỉì ngun liãûu thỉûc
váût thỉåìng ỉïng dủng cạc näưi trung ho tạc âäüng liãn tủc.
Näưi trung ho tạc dủng liãn tủc hçnh 5.3 gäưm: v thẹp hn cọ âạy hçnh nọn v nàõp
phàóng lm bàòng thẹp chëu axit âáûy kên bàòng màût lạt gäù. Bãư màût trong ca thiãút bë âỉåüc
chäúng gè bàòng låïp chëu axit. Bãư màût ngoi âỉåüc ph låïp cạch nhiãût. Trong nàõp thiãút bë

âàût mạy träün bàòng thẹp chëu axit âãø träün sn pháøm thu phán våïi dung dëch nỉåïc
amoniac hay våïi huưn ph ca canxi hydroxit, cỉía näúi âãø nảp cạc múi dinh dỉåỵng v
âãø thoạt khê ra khi thiãút bë. Trong pháư
n näúi phêa dỉåïi ca thiãút bë cọ khåïp näúi âãø nháûn
sn pháøm trung ho. Khåïp näúi bãn trong dng âãø nảp cháút trung ho khi näúi liãn tủc cạc
mạy trung ho lải. ÅÍ nàõp v pháưn nọn bãn dỉåïi cọ cạc cỉía - khe nhçn âãø sỉía chỉỵa, lm
sảch v kho sạt thiãút bë.
Cạc thiãút bë trung ho cọ cå cáúu âo träün “loải båm bàòng håi nẹn” l hon ho
nháút (hçnh 5.4).
Thiãút bë gäưm 4 äúng khúch tạn cọ âỉåìng kênh khạc nhau âỉåüc näúi liãn tủc v cọ
äúng âãø dáùn khäng khê nẹn.
väi
Cháút thu
phán
ung ho