0.15 Thiết bị phân chia các dung dịch của các chất hoạt hóa sinh  (Page 13/13)

$Q_{\text{ct}2}=Q_1-Q_2$

của vòng tuần hoàn thứ ba:

$Q_{\text{ct}3}=Q_{\text{ct}}-Q_{\text{ct}1}-Q_{\text{ct}2}$

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 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:

$F_i=\frac{Q_{\text{cti}}}{K_i}$

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 , tỷ trọng của dung dịch enzim .

Hệ số ma sát của các rãnh có tiết diện chữ nhật với các cạnh b và h:

$f_{\text{ms}}=\frac{K_{\text{hh}}}{\text{Re}}$

trong đó : Khh - hệ số phụ thuộc vào tỷ số các kích thước hình học của rãnh;

Re - chuẩn Reynolds, Re = $\frac{{\text{vd}}_{\text{qd}}\rho }{\mu }$

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:

$\mathrm{\Delta P}=\rho \frac{v^2}{2}1+\frac{f_{\text{ms}}{L}_{\text{qd}}}{d_{\text{qd}}}+\sum \xi +\rho \text{gH}$

trong đó : Lqd - chiều dài quy đổi của rãnh, m , (Lqd = l);

 - sức cản cục bộ của tổ máy (thường lấy  = 0);

H - chiều cao nâng dung dịch đối với tổ máy, m.

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 bản 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- Áp 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  làm trong dung dịch khỏi thể lơ lửng và giữ lại trên 85% vi sinh vật. Các bản tiệt trùng nhãn hiệu C, C-1, C-2 loại 100% vi sinh vật khi lọc. Tải trọng vi khuẩn đạt đến 1010 khuẩn lạc trên 1 cm2 bề mặt lọc khi 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 m 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 sợì.

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. Áp 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 C, C-1-310, C-2-360 và  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 P-39 và P-79 được trang bị các khung có hai và ba lưới. Bộ lọc P-39 có 39 và 40 khung, P-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