Chọn sơ đồ tổ hợp siêu lọc gồm ba vòng tuần hoàn n1, n2,n3 được thiết lập trong quá trình cô một cách bất kỳ.. Giả thử mức độ cô trong mỗi vòng đều bằng nhau, có nghĩa là: 3 3 2 Khi đó c
Trang 1công nghệ cơ bản của quá trình cô Những số liệu thu được bằng thực nghiệm trong các tổ hợp thí nghiệm cho mỗi một loại dung dịch
Chọn sơ đồ tổ hợp siêu lọc gồm ba vòng tuần hoàn n1, n2,n3 được thiết lập trong quá trình cô một cách bất kỳ Khi đó cần phải khảo sát điều kiện:n = n1n2n3
Giả thử mức độ cô trong mỗi vòng đều bằng nhau, có nghĩa là:
3 3 2
Khi đó công suất của tổ hợp siêu lọc được tính theo chất cô:
n
Q
Qc = d
trong đó : Qd- năng suất của tổ hợp tính theo dung dịch ban đầu
Năng suất của tổ hợp tính theo chất thấm:
c d
Một phần lượng dung dịch đã được cô chảy từ vòng tuần hoàn thứ nhất vào vòng tuần hoàn thứ hai:
1
d 1
n
Q
Q =
Lượng chất thấm được thải ra từ các tổ màng của vòng tuần hoàn thứ nhất:
1 d
Từ vòng tuần hoàn thứ hai vào vòng tuần hoàn thứ ba:
2
1 2
n
Q
Q =
Lượng chất thấm được thải ra từ các tổ
máy của vòng tuần hoàn thứ hai:
2 1 2
của vòng tuần hoàn thứ ba:
2 ct 1 ct ct 3
Độ thấm của màng chọn lọc theo mức
độ cô của dung dịch ban đầu sẽ thay đổi do sự
biến đổi các tính chất hoá - lý của môi trường
- tăng độ nhớt, tăng nồng độ của các chất khô
hoà tan, thay đổi sức căng bề mặt, thay đổi tỷ
trọng (hình 12.14)
Cho nên để xác định diện tích bề mặt lọc cần thiết của các vòng tuần hoàn, các đại
Hình 12.14 Động lực học của sự biến đổi độ thấm của màng chọn lọc YAM
- 200 phụ thuộc vào mức độ cô khi siêu lọc proteaza kiềm tính
0
4
6
8 10 12 14 16 18
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 n
G, N/(m2/h)
Trang 2266
lượng độ thấm trung bình trong mỗi vòng tuần hoàn K1 , K2 và K3 được xác định bằng đồ thị khi biến đổi mức độ cô tương ứng từ n0 đến n1, từ n1 đến n2 và từ n2 đến n3
Diện tích bề mặt màng (m2) của mỗi vòng tuần hoàn:
i
cti i
K
Q
F =
12.4.2 Tính toán thuỷ lực của máy
Tính toán thuỷ lực chủ yếu là xác định sức cản thuỷ lực của tổ màng và cột áp cần thiết của bơm tuần hoàn Để thực hiện điều đó cần phải biết các thông số sau: chiều cao rãnh giữa các màng h, bề rộng của rãnh b, chiều dài rãnh giữa các màng l, số lượng rãnh
giữa các màng n, tốc độ dòng dung dịch trong rãnh giữa các màng v, độ nhớt động học
của dung dịch chứa enzim µ, tỷ trọng của dung dịch enzim ρ
Hệ số ma sát của các rãnh có tiết diện chữ nhật với các cạnh b và h:
Re
K
fms = hh
trong đó : Khh - hệ số phụ thuộc vào tỷ số các kích thước hình học của rãnh;
Re - chuẩn Reynolds, Re =
µ
ρ
qd
vd
ở đây: dqd - đường kính tiết diện quy đổi ( dqd = 2h)
Đối với trạng thái chảy tầng của dung dịch thì sức cản thuỷ lực của các tổ máy:
gH d
L f v
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
∑ + +
=
∆
qd
qd ms 2
1 2 trong đó : Lqd - chiều dài quy đổi của rãnh, m , (Lqd = l);
∑ξ - sức cản cục bộ của tổ máy (thường lấy ∑ξ = 0);
H - chiều cao nâng dung dịch đối với tổ máy, m
12.5.TỔ HỢP ĐỂ LÀM TRONG VÀ LỌC TIỆT TRÙNG
Các quá trình làm trong và lọc tiệt trùng có tầm quan trọng trước khi xác định khả năng làm việc của các tổ hợp siêu lọc, tuổi thọ của các màng xenluloza axetat, cũng như chất lượng làm sạch dung dịch khỏi vi khuẩn Chuẩn bị dung dịch cho siêu lọc được tiến hành trong các bộ lọc đặc biệt
Các bộ lọc trong và lọc tiệt trùng có nhiều khung bản Để làm trong và tiệt trùng
các dung dịch chứa các chất hoạt hoá sinh học trước khi cô chúng bằng phương pháp siêu lọc thường sử dụng các bộ lọc nhiều khung bản (hình 12.15) gồm bộ khung lưới có
Trang 3bản tiệt trùng hay làm trong Bộ lọc nằm trên khung máy gồm các trụ, được nối với các thanh giằng và có các thanh ngang
Hình 12.15 Bộ lọc khung bản để làm trong dung dịch:
1- Bánh xe; 2- Khung máy; 3- Trục ; 4- Khay; 5- Ống mềm; 6, 9,10,16, 20 - Các van; 7- Thanh ngang; 8- Van; 11- Khung hai lưới; 12; Khung ba lưới; 13- Bản tiệt trùng; 14- Nắp cố định; 15- Aïp kế; 17- Ống cao su; 18- Vít ép; 19- Vô lăng lái; 21- Thanh giàng; 22- Ống lấy mẫu thí nghiệm; 23- Thùng két
Giữa các nắp cố định và di động lắp các khung với những bản xen kẽ nhau Các bản được chia làm hai bộ phận - cho chất lỏng được lọc và cho loại chưa được lọc Dưới áp suất dư, chất lỏng chưa được lọc chảy vào khoang các nắp của các khung ba lưới và vào bộ chứa
Các bản lọc amiăng - xenluloza nhãn hiệu Φ làm trong dung dịch khỏi thể lơ lửng và giữ lại trên 85% vi sinh vật Các bản tiệt trùng nhãn hiệu CΦ, CΦ-1, CΦ-2 loại 100%
vi sinh vật khi lọc Tải trọng vi khuẩn đạt đến 1010 khuẩn lạc trên 1 cm2 bề mặt lọc khi
Nạp hơi khi
tiệt trùng
Nạp chất lỏng để
lọc từ thùng két
Tháo chất lỏng đã được lọc
Ống lấy mẫu thí nghiệm
Trang 4268
bị bẩn vi khuẩn Theo hình dạng bên ngoài các bản lọc và bản tiệt trùng là những đĩa phẳng trắng, dẻo, gợi sóng một mặt Các bản làm bằng hổn hợp xenluloza và amian Các sợi xenluloza có bề dày 30 µm tạo ra màng lưới không gian thô, các lỗ lưới được ép đầy sợi amian Khi bề dày của bản đạt 4 ÷ 5 mm thì dòng chất lỏng chảy qua một quãng đường dài ngoằn ngoèo của các sợiì
Các bộ lọc bản gồm các hạt và chúng hấp thụ trên toàn bộ bề mặt các sợi Các bộ lọc bản có thể tiệt trùng bằng hơi ở nhiệt độ 1500C Chúng trơ với tất cả các dung môi, nhưng rất nhạy với các kiềm mạnh và axit đặc Thời gian hoạt động của các bản khoảng
6 h Aïp suất lớn nhất cho phép khi lọc và tiệt trùng các dung dịch trong bộ lọc 147 kPa Phụ thuộc vào các dạng bản được ứng dụng mà có thể sử dụng hoặc là để làm trong hoặc là để tiệt trùng chất lỏng
Các bản có dạng hình tròn (đường kính 140, 240, 300 và 500 mm) và dạng hình vuông (200×200, 400×400, 600×600 Khả năng cho qua nước của các bản với đường kính 300 mm ở nhiệt độ 200C ± 5 và áp suất 121 kPa là CΦ, CΦ-1-310, CΦ-2-360 và Φ
lớn hơn 220 l/h Năng suất đơn vị đối với các dung dịch chứa enzim 10÷150 l/(m2⋅h) Các bộ lọc tiệt trùng (trước khi sử dụng) được tiệt trùng bằng hơi ở nhiệt độ 1200C trong vòng 30 ÷ 40 phút hay tiệt trùng bằng các chất hoá học (focmandehit, rượu etilic,
H2O2) Các bộ lọc dùng trong công nghiệp PΦ-39 và PΦ-79 được trang bị các khung có hai và ba lưới Bộ lọc PΦ-39 có 39 và 40 khung, PΦ-79 có 79 và 80 Các bộ lọc được tính toán cho hoạt động dưới áp suất 29 kPa
Để tinh luyện và tiệt trùng các dung dịch hoạt hoá sinh học, đã sản xuất ra 5 nhãn hiệu bộ lọc màng axetat với các đĩa có đường kính 35, 90, 142, và 293 mm và hình chữ nhật có kích thước 300×500 mm (bảng 12.7)
Thời gian hoạt động của các màng lọc 70 h, còn năng suất đơn vị 150 ÷ 170
l/(m2⋅h)
Bảng 12.7 Đặc tính kỹ thuật của các bộ lọc màng để lọc tinh và lọc tiệt trùng
Nhãn hiệu
Năng suất tính theo nước khi P = 45 kPa, ml/cm 2
Đường kính trung bình của lỗ, µm
Lĩnh vực ứng dụng
MФA - 0,12
MФA - 0,2
MФA - 0,3
MФA - 0,4
MФA - 0,55
0,6 ÷1,4 1,5 ÷ 3,8 4,0 ÷ 7,5 8,0 ÷ 12,0 13,0 ÷ 26,0
0,12 ± 0,02 0,2 ± 0,05 0,3 ± 0,05 0,4 ± 0,05 0,55 ± 005
Lọc protein cao phân tử
Virut Lọc tiệt trùng các dung dịch Lọc tiệt trùng Để phân tích vi sinh
