C10

Chæång 10

CAÏC THIÃÚT BË LÃN MEN NUÄI CÁÚY CHÇM VI SINH VÁÛT TRONG CAÏC MÄI TRÆÅÌNG DINH DÆÅÎNG LOÍNG Nuäi cáúy vi sinh váût âãø saín xuáút caïc saín pháøm cuía caïc cháút hoaût hoaï sinh hoüc laì quaï trçnh tinh vi vaì phæïc taûp nháút âãø thu nháûn caïc saín pháøm täøng håüp vi sinh. Täøng håüp sinh hoüc caïc cháút hoaût hoaï sinh hoüc do vi sinh váût taûo ra phuû thuäüc vaìo mäüt säú yãúu täú nhæ nhiãût âäü, pH cuía mäi træåìng vaì canh træåìng phaït triãøn, näöng âäü hoaì tan, thåìi gian nuäi cáúy, kãút cáúu vaì váût liãûu thiãút bë... Trong chæång naìy chuïng täi seî giåïi thiãûu mäüt säú thiãút bë lãn men cäng nghiãûp âæåüc æïng duûng âãø cáúy chçm vi sinh váût. Phuû thuäüc vaìo caïc phæång phaïp æïng duûng âãø âaïnh giaï hoaût âäüng thiãút bë lãn men duìng âãø cáúy chçm vi sinh váût vaì âæåüc chia ra mäüt säú nhoïm theo caïc dáúu hiãûu sau: Theo phæång phaïp nuäi cáúy - caïc thiãút bë hoaût âäüng liãn tuûc vaì giaïn âoaûn. Theo âäü tiãût truìng - caïc thiãút bë kên vaì caïc thiãút bë khäng âoìi hoíi âäü kên nghiãm ngàût. Theo kãút cáúu - caïc thiãút bë lãn men coï bäü khuãúch taïn vaì tuabin, coï maïy thäng gioï daûng quay, coï bäü âaío träün cå hoüc, coï voìng tuáön hoaìn bãn ngoaìi; caïc thiãút bë lãn men daûng thaïp, coï hãû thäng gioï kiãøu phun. Theo phæång phaïp cung cáúp nàng læåüng vaì täø chæïc khuáúy träün, thäng gioï - caïc thiãút bë cung cáúp nàng læåüng cho pha khê, pha loíng vaì pha täøng håüp. Trong cäng nghiãûp vi sinh thæûc tãú háöu nhæ táút caí caïc quaï trçnh nuäi cáúy saín xuáút ra caïc cháút hoaût hoaï sinh hoüc âæåüc tiãún haình bàòng phæång phaïp giaïn âoaûn trong caïc âiãöu kiãûn tiãût truìng. 10.1. CAÏC THIÃÚT BË LÃN MEN NUÄI CÁÚY VI SINH VÁÛT TRONG ÂIÃÖU KIÃÛN TIÃÛT TRUÌNG Nuäi cáúy caïc vi sinh váût pháön låïn âæåüc tiãún haình trong caïc âiãöu kiãûn tiãût truìng. Âäü tiãût truìng cuía quaï trçnh âæåüc âaím baío bàòng phæång phaïp tiãût truìng thiãút bë lãn men, caïc âæåìng äúng dáùn, caím biãún duûng cuû; naûp mäi træåìng dinh dæåîng tiãût truìng vaì giäúng cáúy thuáön chuáøn vaìo thiãút bë lãn men âaî âæåüc tiãût truìng; khäng khê tiãût truìng âãø thäng gioï canh træåìng vaì cháút khæí boüt tiãût truìng; caïc duûng cuû caím biãún tiãût truìng trong thiãút bë lãn 196

men âãø kiãøm tra vaì âiãöu chènh caïc thäng säú cuía quaï trçnh; baío vãû váût âãûm kên truûc cuía bäü chuyãøn âaío, caïc âæåìng äúng cäng nghãû vaì phuû tuìng trong quaï trçnh nuäi cáúy. 10.1.1. Thiãút bë lãn men coï bäü âaío träün cå hoüc daûng suíi boüt Daûng thiãút bë lãn men naìy âæåüc sæí duûng räüng raîi cho caïc quaï trçnh tiãût truìng âãø nuäi cáúy vi sinh váût - saín sinh ra caïc cháút hoaût hoaï sinh hoüc. Thiãút bë lãn men coï thãø têch 63 m3. Daûng thiãút bë lãn men naìy laì mäüt xilanh âæïng âæåüc chãú taûo bàòng theïp X18H10T hay kim loaûi keïp coï nàõp vaì âaïy hçnh noïn (hçnh 10.1). Tyí lãû chiãöu cao vaì âæåìng kênh bàòng 2,6:1. Trãn nàõp coï bäü dáùn âäüng cho cå cáúu chuyãøn âaío vaì cho khæí boüt bàòng cå hoüc; äúng näúi âãø naûp mäi træåìng dinh dæåîng, váût liãûu cáúy, cháút khæí boüt, naûp vaì thaíi khäng khê; caïc cæía quan saït; cæía âãø âæa voìi ræía; van baío hiãøm vaì caïc khåïp näúi âãø càõm caïc duûng cuû kiãøm tra. Khåïp xaí 16 åí âaïy cuía thiãút bë duìng âãø thaïo canh træåìng. Bãn trong coï truûc 6 xuyãn suäút. Caïc cå cáúu chuyãøn âaío âæåüc gàõn chàût trãn truûc. Cå cáúu chuyãøn âaío gäöm coï caïc tuabin 8 coï âæåìng kênh 600 ÷1000 mm våïi caïc caïnh räüng 150 ÷ 200 mm âæåüc âënh vë åí 2 táöng, coìn tuabin håí thæï ba âæåüc gàõn chàût trãn bäü suíi boüt 13 âãø phán taïn caïc boüt khäng khê. Bäü suíi boüt coï daûng hçnh thoi âæåüc laìm bàòng nhæîng äúng âäüt läù. ÅÍ pháön trãn cuía bäü suíi boüt coï khoaíng 2000 ÷ 3000 läù theo kiãøu baìn cåì.

Hçnh 10.1. Thiãút bë lãn men våïi bäü âaío träün cå hoüc daûng suíi boüt coï sæïc chæïa 63 m3: 1- Âäüng cå; 2- Häüp giaím täúc; 3- Khåïp näúi; 4- ÄØ bi; 5- Voìng bêt kên; 6- Truûc; 7Thaình thiãút bë ; 8- Maïy khuáúy träün tuabin; 9- Bäü trao âäøi nhiãût kiãøu äúng xoàõn; 10Khåïp näúi; 11- ÄÚng naûp khäng khê; 12Maïy träün kiãøu caïnh quaût; 13- Bäü suíi boüt; 14- Maïy khuáúy daûng vêt; 15- ÄØ âåî; 16Khåïp âãø thaïo; 17- Aïo; 18- Khåïp naûp liãûu; 19- Khåïp naûp khäng khê

197

Âäüng cå - bäü truyãön âäüng laìm quay truûc 6 vaì caïc cå cáúu âaío träün 8, 12, 14. Sæí duûng bäü giaím täúc vaì bäü dáùn âäüng coï doìng âiãûn khäng âäøi âãø âiãöu chènh vä cáúp säú voìng quay trong giåïi haûn 110 ÷ 200 voìng/ phuït. Thiãút bë lãn men âæåüc trang bë aïo 17, gäöm tæì 6 ÷ 8 ä. Mäùi ä coï 8 raînh âæåüc chãú taûo bàòng theïp goïc coï kêch thæåïc 120×60 mm. Diãûn têch laìm viãûc cuía aïo 60 m2. Bãö màût laìm viãûc bãn trong 45 m2 gäöm äúng xoàõn 9 coï âæåìng kênh 600 mm våïi säú vêt 23 khi täøng chiãöu cao cuía ruäüt xoàõn 2,4 m. Thiãút bë lãn men âæåüc tênh toaïn âãø hoaût âäüng dæåïi aïp suáút dæ 0,25 MPa vaì âãø tiãût truìng åí nhiãût âäü 130 ÷ 1400C, cuîng nhæ âãø hoaût âäüng dæåïi chán khäng. Trong quaï trçnh nuäi cáúy vi sinh váût, aïp suáút bãn trong thiãút bë 50 kPa; tiãu hao khäng khê tiãût truìng âãún 1 m3/ (m3/phuït). Chiãöu cao cäüt cháút loíng trong thiãút bë 5 ÷ 6 m khi chiãöu cao cuía thiãút bë hån 8 m. Âãø tiãûn låüi cho viãûc thao taïc vaì traïnh nhæîng sai láöm cáön daïn vaìo thiãút bë så âäö chè dáùn thao taïc (hçnh 10.2). Âãø âaím baío tiãût truìng trong suäút quaï trçnh (giæî âæåüc håi), caïc truûc cuía cå cáúu chuyãøn âaío phaíi coï voìng bêt kên. Caïc voìng bêt kên âæåüc tênh toaïn âãø hoaût âäüng åí aïp suáút 0,28 MPa vaì aïp suáút dæ khäng nhoí hån 2,7 kPa, nhiãût âäü 30 ÷ 2500C vaì säú voìng quay cuía truûc âãún 500 voìng/ phuït. Nhåì caïc voìng âãûm naìy maì ngàn ngæìa âæåüc sæû roì rè mäi træåìng hay sæû xám nháûp khäng khê vaìo khoang thiãút bë åí vë trê nhä ra cuía truûc. Voìng bêt kên khi tiãúp xuïc våïi mäi træåìng laìm viãûc âæåüc chãú taûo bàòng theïp X18H10T vaì X17H13M2T, cuîng nhæ bàòng titan BT-10. Thåìi gian hoaût âäüng äøn âënh cuía caïc voìng naìy khäng nhoí hån 2000 h khi tuäøi thoü 8000 h. Âäü âaío hæåïng kênh cho pheïp cuía truûc trong vuìng âãûm kên khäng låïn hån 0,25 mm, âäü âaío chiãöu truûc cuía truûc khäng låïn hån 0,250. Âãø saín xuáút låïn caïc cháút hoaût hoaï sinh hoüc bàòng täøng håüp vi sinh, viãûc æïng duûng caïc thiãút bë lãn men coï thãø têch 63 m3 laì khäng kinh tãú. Thiãút bë lãn men coï thãø têch 100 m3 âæåüc saín xuáút åí Âæïc. Loaûi naìy thuäüc thiãút bë xilanh coï bäü dáùn âäüng åí dæåïi cho cå cáúu âaío träün. Cå cáúu âaío träün våïi hai säú voìng quay cuía truûc - 120 vaì 180 voìng/ phuït. Theo dáúu hiãûu vãö kãút cáúu noï gáön giäúng våïi thiãút bë lãn men coï thãø têch 63 m3. Baío vãû voìng bêt kên cuía truûc bàòng cæía van dáöu, âæåüc tiãût truìng åí nhiãût âäü âãún 1400C. Ngoaìi ra coìn coï bêt kên dæû phoìng âãø måí mäüt caïch tæû âäüng khi truûc ngæìng hoaût âäüng, nhàòm baío vãû voìng bêt kên chênh cuía truûc vaì cho pheïp thay âäøi voìng bêt kên chênh trong quaï trçnh nuäi cáúy âãø khäng phaï huyí âäü tiãût truìng cuía canh træåìng. Trãn truûc làõp ba maïy khuáúy âaío kiãøu tuabin daûng måí våïi âæåìng kênh tæì 820 âãún 1100 mm. Thiãút bë lãn men coï bãö màût trao âäøi nhiãût åí bãn trong vaì bãn ngoaìi âãø thaíi nhiãût. 198

Naûp liãûu Cáúy Khäng khê thaíi

Dung dëch chuáøn âäü 33

Næåïc

33 34

Thaïo

Håi

40

Khäng khê tiãût truìng

Thaïo Roït næåïc ngæng

Láúy máùu

Næåïc Næåïc 36

36

Hçnh 10.2. Så âäö chè dáùn thao taïc cuía thiãút bë lãn men: 1- Håi vaìo; 2- Khäng khê tiãût truìng vaìo; 3- Khäng khê tiãût truìng hay håi vaìo vuìng bêt kên; 4- Thoaït håi hay khäng khê tiãût truìng tåïi bäü suíi boüt; 5- Håi hay khäng khê tiãût truìng vaìo thiãút bë åí pháön trãn; 6- Thaíi håi hay khäng khê tiãût truìng tåïi bäü láúy máùu thæí nghiãûm; 7- Thaíi håi hay khäng khê tiãût truìng; 8- Cå cáúu äúng nhaïnh coï van âiãöu chènh bàòng khê âäüng hoüc; 9- Naûp håi hay khäng khê tiãût truìng vaìo thiãút bë åí pháön dæåïi; 10- Thaïo næåïc ngæng; 11- Aïp kãú; 12- Van; 13- ÄÚng thaïo; 14- Van khoaï; 15- Van láúy máùu; 16- Naûp håi hay khäng khê tiãût truìng khi láúy máùu; 17- Âoaûn äúng âãø näúi aïp kãú kiãøm tra; 18, 25- Caïc aïp kãú; 19- Van âãø naûp váût liãûu cáúy; 20- Naûp canh træåìng; 21, 23- Naûp dung dëch chuáøn; 22- Thaíi håi hay khäng khê tæì vuìng bêt kên; 24- ÄÚng nhaïnh âãø naûp dung dëch chuáøn; 26Cung cáúp khê thaíi tæì thiãút bë; 27- Cung cáúp næåïc; 28- Van roït; 29- Van âãø roït næåïc tæì aïo; 30- Van âãø naûp næåïc laûnh; 31- ÄÚng nhaïnh âãø naûp næåïc laûnh; 32- Læåüc; 33- Aïp kãú; 34- Van an toaìn; 35- Caím biãún nhiãût âäü; 36, 37- Caïc duûng cuû thæï cáúp âãø âo nhiãût âäü vaì âäü pH; 38- Caím biãún pH met; 39- Thiãút bë lãn men; 40- Cå cáúu âãø laìm saûch khäng khê Âàûc tênh kyî thuáût cuía thiãút bë lãn men âæåüc saín xuáút åí Âæïc: Thãø têch, m3: hçnh hoüc: laìm viãûc: Diãûn têch bãö màût, m2: bãn ngoaìi: bãn trong:

100 70 89 77 199

Aïp suáút laìm viãûc, MPa: trong thiãút bë: trong äúng xoàõn: Cäng suáút cuía bäü dáùn âäüng, kW: Âæåìng kênh, mm: Chiãöu cao thiãút bë vaì bäü dáùn âäüng, mm:

0,29 0,4 120/180 3600 14270

Thiãút bë lãn men cuía Haîng Nordon (Phaïp). Kãút cáúu cuía loaûi thiãút bë lãn men naìy khaïc våïi caïc loaûi âaî nãu åí chäø cå cáúu pháön âaío nàòm åí dæåïi truûc gäöm 6 caïnh âiãöu chènh coï tiãút diãûn hçnh chæî nháût, coìn cå cáúu cå hoüc âãø khæí boüt nàòm åí phêa trãn gäöm hai caïnh (tiãút diãûn hçnh chæî nháût) coï caïc gåì cæïng. Khi nuäi cáúy náúm mäúc, caïc caïnh cuía cå cáúu chuyãøn âaío âæåüc nghiãng dæåïi mäüt goïc 33 ÷ 340. Hçnh 10.3 mä taí så âäö bêt kên truûc nhåì 6 låïp âãûm voìng khêt âæåüc gia cäng så bäü dung dëch 0,5 % phenol tinh thãø. Caïc låïp eïp chàût laûi trong äúng boüc nhåì caïc gugiäng (vêt cáúy). Âãûm voìng khêt 2 cheìn làõp giæîa truûc 1 vaì cäúc âäüt läù 3. Hai khåïp näúi 8 âæåüc dáùn tåïi caïc läù cäúc. Håi naûp theo caïc khåïp näúi naìy âãø tiãût truìng caïc voìng bêt. Tiãût truìng åí nhiãût âäü 1350C trong 1 h. Næåïc ngæng chaíy vaìo pháön dæåïi vaì âæåüc thaíi ra qua khåïp näúi 9. Khi kãút thuïc quaï trçnh tiãût truìng khåïp thaïo næåïc ngæng âæåüc âoïng laûi vaì khäng khê tiãût truìng qua khåïp 5 vaìo cå cáúu bêt kên. Trong thåìi gian cuía quaï trçnh nuäi cáúy, aïp suáút khäng khê âæåüc giæî åí mæïc 0,2 ÷ 0,4 MPa. Sau khi tiãût truìng thiãút bë vaì haû aïp suáút âãún aïp suáút khê quyãøn thç naûp tæû âäüng khäng khê tiãût truìng âãø taûo aïp suáút 0,2 MPa, vaì chè coï sau âoï måïi naûp næåïc laìm laûnh vaìo thiãút bë. Thaïo cháút loíng canh træåìng ra khoíi thiãút bë nhåì khäng khê neïn âæåüc tiãût truìng.

Hçnh 10.3. Bêt kên truûc cuía thiãút bë lãn men: 1- Truûc; 2- Âãûm voìng kên; 3- Cäúc âäüt läù; 4- Voí cuía bäü nuït kên; 5- Khåïp näúi âãø dáùn khäng khê tiãût truìng; 6- ÄÚng loït eïp; 7- Gugiäng; 8- Khåïp näúi âãø naûp khê; 9- Khåïp näúi âãø thaíi næåïc ngæng

200

Baíng 10.1. Âàûc âiãøm kyî thuáût cuía caïc thiãút bë lãn men cuía Haîng Nordon coï âaío träün cå hoüc Thãø têch, m3

Säú voìng quay cuía cå cáúu träün voìng/phuït

Âæåìng kênh, mm

Chiãöu cao, mm

Cäng suáút âäüng cå, kW

2

Tæì 150 dãún 500

2000

3260

7,5

3

250

1100

3910

18,5

15

170

1900

6350

22,5

32

175

2400

8299

30,0

60

160

2900

10650

225,0 (1)

120

120

2800

12150

225,0

Ghi chuï: (1) Cäng suáút âiãûn âaî âæåüc nãu trãn chè trong træåìng håüp sæí duûng thiãút bë lãn men âãø nuäi cáúy náúm mäúc - cho saín pháøm amiloglucozidaza.

10.1.2. Caïc thiãút bë lãn men coï âaío träün bàòng khê âäüng hoüc vaì thäng gioï mäi træåìng Caïc thiãút bë maì bãn trong noï coï trang bë caïc voìi phun, äúng khuãúch taïn, caïc bäü laìm suíi boüt âãø naûp khäng khê âãöu thuäüc loaûi naìy. Khäng khê vaìo âæåüc sæí duûng âãø khuáúy träün canh træåìng, âãø âaím baío nhu cáöu oxy cho vi sinh váût vaì âãø thaíi caïc cháút chuyãøn hoaï taûo thaình. Thiãút bë lãn men daûng xilanh. Thiãút bë loaûi naìy vãö kãút cáúu bãn ngoaìi tæång tæû nhæ thiãút bë lãn men coï khuáúy träün bàòng cå hoüc, nhæng bãn trong khäng coï cå cáúu khuáúy träün bàòng cå hoüc. ÄÚng khuãúch taïn daûng xilanh 9 coï miãûng loa åí âaïy, âæåüc làõp bãn trong thiãút bë. Maïy thäng gioï 2 âæåüc làõp theo âæåìng tám cuía thiãút bë. Nhåì caïc caïnh hæåïng, khäng khê coï aïp suáút âæåüc âæa vaìo maïy thäng gioï theo tiãúp tuyãún âãún taïn phãùu troìn laìm Hçnh 10.4. Thiãút bë lãn men daûng xilanh coï âaío träün bàòng khê âäüng hoüc vaì thäøi khê mäi træåìng: 1- Khåïp näúi âãø thaïo; 2- Thiãút bë thäøi khê; 3- ÄÚng xoàõn; 4- Cæía; 5- Khåïp näúi âãø naûp khäng khê; 6- Khåïp thaíi khäng khê; 7- Khåïp naûp liãûu; 8- Cáöu thang; 9- ÄÚng khuãúch taïn; 10- Aïo; 11- Thaình thiãút bë; 12- ÄÚng quaï aïp 201

cho nhuî tæång khäng khê - cháút loíng chuyãøn âäüng xoaïy. Nhuî tæång tuáön hoaìn liãn tuûc theo voìng kheïp kên bãn trong theo meïp biãn cuía xilanh, voìng khäng gian giæîa tæåìng trong vaì tæåìng ngoaìi thiãút bë, sau âoï mäüt láön næîa laûi lãn trãn qua miãûng loa. Viãûc chuyãøn âaío vaì thäøi khê maûnh do taûo ra vuìng tuáön hoaìn bãn trong. Âãø thaíi nhiãût sinh lyï coï kãút quaí hån, ngoaìi aïo 10 coï nhiãöu ngàn coìn bäø sung bãö màût laìm laûnh cuía äúng khuãúch taïn 9. Kãút cáúu cuía thiãút bë lãn men âæåüc tênh toaïn cho hoaût âäüng dæåïi aïp suáút dæ. Âàûc tênh kyî thuáût cuía thiãút bë lãn men coï âaío träün bàòng khê âäüng hoüc. Thãø têch cuía thiãút bë lãn men, m3: Aïp suáút laìm viãûc, MPa:

25, 49, 63, 200 0,2 ÷ 0,3

Hãû säú chæïa âáöy:

0,5

Täúc âäü thoaït khäng khê tæì thiãút bë thäng gioï, m/s:

25

Tiãu hao khäng khê, m3 cho 1 m3 canh træåìng vi sinh váût:

0,5 ÷ 0,2

Loaûi naìy coï thãø têch laìm viãûc nhoí hån so våïi caïc thiãút bë lãn men âaío träün bàòng cå hoüc, âæåüc hoaût âäüng våïi mäi træåìng lãn boüt maûnh. Chuïng âæåüc aïp duûng trong nhæîng træåìng håüp khi giäúng sinh váût khäng cáön phaíi khuáúy träün maûnh vaì âäü nhåït khäng låïn. Caïc thiãút bë lãn men daûng âæïng. Loaûi thiãút bë naìy duìng âãø tàng cæåìng âäü trao âäøi khäúi, giaím tiãu hao âån vë cuía khäng khê neïn tiãût truìng vaì tàng täúc âäü täøng håüp sinh hoüc caïc cháút hoaût hoaï. Kãút cáúu cuía caïc loaûi thiãút bë lãn men cho pheïp thæûc hiãûn quaï trçnh nuäi cáúy chçm khi váûn täúc daìi cuía doìng mäi træåìng bàòng 2 m/s vaì låïn hån. Thiãút bë lãn men daûng âæïng (hçnh 10.5) bao gäöm khäúi truû âæïng 7, bãn trong coï cå cáúu chuyãøn âaío 8 âæåüc làõp chàût trãn truûc, äúng tuáön hoaìn, thiãút bë thäøi khê, buäöng trao âäøi nhiãût 5, caïc âoaûn äúng âãø naûp mäi træåìng dinh dæåîng, caïc âoaûn äúng âãø naûp khäng khê, âãø roït canh træåìng 13 vaì âãø thaíi khê 16. ÅÍ pháön dæåïi cuía äúng tuáön hoaìn âæåüc làõp cå cáúu chuyãøn âäøi 8 daûng vêt. Caïc caïnh hæåïng âæåüc phán bäø trãn vaì dæåïi vêt: caïc caïnh trãn thàóng âæïng, coìn caïc caïnh dæåïi nghiãng. Hãû tuáön hoaìn cuía thiãút bë lãn men gäöm maïy phun âæåüc näúi våïi pháön dæåïi cuía thiãút bë, båm vaì caïc âæåìng äúng. ÄÚng tuáön hoaìn 15 coï daûng thiãút bë trao âäøi nhiãût daûng äúng coï hai äúng goïp. Bãn trong äúng goïp trãn coï hai vaïch âàûc âæåüc âënh vë trong màût phàóng xuyãn tám, coìn bãn trong äúng goïp dæåïi khäng coï vaïch. Ngoaìi ra bäü trao âäøi nhiãût daûng äúng coìn coï caïc äúng trao âäøi nhiãût nàòm giæîa caïc äúng goïp thäng nhau vaì näúi nhau båíi caïc tæåìng chàõn. Buäöng trao âäøi nhiãût âæåüc làõp chàût trong giaï âåî coï hai bêch vaì coï thãø thaïo làõp dãù 202

daìng âãø sæía chæîa. Bäü khæí boüt bàòng phæång phaïp cå hoüc 4 âæåüc gaï trãn nàõp thiãút bë lãn men 3. Bäü dáùn âäüng cho thiãút bë khæí boüt 2 vaì bäún cæía âãø ræía bàòng phæång phaïp cå hoüc, âãöu âæåüc làõp trãn nàõp.

Næåïc

Næåïc thaíi

Khäng khê

Mäi træåìng

Thaïo saín pháøm

Hçnh 10.5. Thiãút bë lãn men daûng trao âäøi khäúi maûnh ΦBO - 40 - 0,6: 1- ÄÚng cung cáúp khê âãø thäøi; 2- Bäü dáùn âäüng kên; 3- Nàõp; 4- Cå cáúu khæí boüt; 5Miãúng âãûm våïi buäöng trao âäøi nhiãût; 6- Häüp khäng khê; 7- Khäúi truû âæïng; 8- Cå cáúu chuyãøn âaío; 9- ÄÚng âãø naûp næåïc laûnh; 10- Âäüng cå; 11- Baïnh âai; 12- Truyãön âäüng bàòng âai hçnh thang; 13- Cå cáúu thaïo dåî; 14- ÄÚng âãø thaíi næåïc; 15- Caïc äúng trao âäøi nhiãût; 16- ÄÚng thaíi khäng khê; 17- ÄÚng âãø khæí boüt;18- Cæía quan saït 203

Nhåì truyãön âäüng bàòng âai hçnh thang 12, maì âäüng cå 10 laìm chuyãøn âäüng vêt våïi säú voìng quay 280 ÷ 350 voìng/phuït. Âãø âaím baío âäü kên vaì âäü tiãût truìng trong quaï trçnh nuäi cáúy cáön bäú trê voìng bêt kên trãn truûc cuía cå cáúu chuyãøn âaío. Cå cáúu khæí boüt bàòng cå hoüc âæåüc làõp trãn truûc cuía bäü dáùn âäüng nhåì äúng räùng. Khê thoaït ra tæì cháút loíng âæåüc dáùn qua äúng räùng trãn. Cå cáúu naìy gäöm bäü âéa hçnh noïn coï gåì. Âiãöu khiãøn âäüng cå taûi chäø vaì âiãöu khiãøn tæì xa láúy tên hiãûu tæì baíng âiãöu khiãøn. Âãø khaío saït quaï trçnh nuäi cáúy vi sinh váût, trãn tæåìng thiãút bë phán bäø saïu cæía quan saït 8. Thiãút bë âæåüc thiãút kãú âãø hoaût âäüng våïi aïp læûc âãún 0,3 MPa. Caïc bäü pháûn tæû âäüng duìng âãø âiãöu chènh caïc thäng säú cå baín cuía quaï trçnh: nhiãût âäü canh træåìng bãn trong thiãút bë - theo sæû biãún âäøi tiãu hao næåïc laûnh trong phoìng trao âäøi nhiãût; læåüng cháút loíng - theo sæû biãún âäøi thoaït ra cuía cháút loíng canh træåìng; näöng âäü ion hydro - theo sæû måí vaì tàõt cuía båm âënh læåüng naûp kiãöm hay axit; näöng âäü oxy hoaì tan trong mäi træåìng theo sæû biãún âäøi tiãu hao khäng khê tiãût truìng; tiãu hao mäi træåìng dinh dæåîng - theo sæû biãún âäøi mäi træåìng dinh dæåîng vaìo thiãút bë vaì näöng âäü sinh khäúi theo sæû biãún âäøi tiãu hao mäi træåìng dinh dæåîng. Kãút cáúu cuía thiãút bë cuîng coï khaí nàng kiãøm tra tiãu hao næåïc laûnh, mæïc âäü âäöng hoaï nitå, näöng âäü CO2 vaì O2, âäü áøm khäng khê, nhiãût âäü vaì aïp læûc trong nhæîng âiãøm riãng biãût cuía thiãút bë. Thiãút bë lãn men naìy coï thãø hoaût âäüng giaïn âoaûn hay liãn tuûc. Khi kãút thuïc quaï trçnh tiãût truìng vaì laìm laûnh cuía thiãút bë vaì cuía caïc cå cáúu phuû, thç roït âáöy mäi træåìng dinh dæåîng tiãût truìng vaì tiãún haình cho hoaût âäüng cå cáúu chuyãøn âaío âãø thæûc hiãûn tuáön hoaìn mäi træåìng theo voìng kheïp kên. Naûp khäng khê neïn mäüt caïch liãn tuûc qua thiãút bë thäøi khê vaìo khäng gian giæîa tæåìng vaì äúng tuáön hoaìn. Khäng khê cuäún huït cháút loíng thaình doìng, âáûp våî ra thaình boüt nhoí vaì âæåüc khuáúy träün maûnh våïi mäi træåìng, taûo ra häùn håüp âäöng hoaï giaí. Chuyãøn âäüng quay cuía mäi træåìng âæåüc taûo nãn trong äúng tuáön hoaìn nhåì caïc caïnh hæåïng, kãút quaí taûo ra vuìng xoaïy trung tám coï haìm læåüng khê cao. Nhåì ma saït cháút loíng våïi pháön gåì cuía caïc äúng trong bäü trao âäøi nhiãût maì sæû chaíy räúi cuía caïc låïp biãn âæåüc duy trç. Khäng khê thaíi âæåüc taïch ra khoíi cháút loíng vaì âæåüc thaíi ra qua äúng loït räùng cuía thiãút bë khæí boüt. Âãø tàng cæåìng quaï trçnh cáön naûp mäi træåìng dinh dæåîng vaìo thiãút bë qua maïy phun. Båm huït cháút loíng canh træåìng vaì âáøy qua voìi phun cuía maïy phun, cho nãn mæïc âäü phán taïn cuía cháút dinh dæåîng âaût âæåüc ráút cao vaì taûo ra bãö màût tiãúp xuïc cuía caïc pha ráút låïn. Sæû tuáön hoaìn nhiãöu láön cuía canh træåìng trong voìng kheïp kên våïi caïc bãö màût âënh 204

hçnh täút, baío âaím hiãûu suáút cao cuía quaï trçnh vaì baío âaím tênh âäöng nháút cuía häùn håüp trong khäng gian voìng tuáön hoaìn. Buäöng trao âäøi nhiãût baío âaím täút täúc âäü chaíy cuía taïc nhán laûnh cao laìm cho hãû säú trao âäøi nhiãût låïn. Bäü trao âäøi nhiãût kiãøu chuìm äúng trong äúng goïp cho pheïp tàng bãö màût âån vë laìm laûnh khoaíng 10 láön låïn hån khi truyãön nàng læåüng qua tæåìng thiãút bë. Hãû säú truyãön nhiãût âæåüc tàng lãn mäüt säú láön vaì âaût gáön 3900 W/(m2⋅K). Âàûc tênh kyî thuáût cuía thiãút bë lãn men daûng âæïng: Hãû säú chæïa âáöy: Thãø têch, m3: Læåüng mäi træåìng âæåüc naûp, m3:

0,6 ÷ 0,7 40 âãún 28

Aïp suáút, MPa: trong tæåìng:

0,6

trong phoìng trao âäøi nhiãût vaì trong aïo ngoaìi: trong thiãút bë:

0,3 0,1 ÷ 0,6

Cäng suáút bäü dáùn âäüng, kW: cho cå cáúu khuáúy träün: cho cå cáúu khæí boüt:

125 40

Säú voìng quay cuía truûc, voìng/phuït: cho cå cáúu khuáúy träün:

350 vaì 200

cho cå cáúu khæí boüt:

1500

Kêch thæåïc cå baín, mm:

4600×2600×12000

10.2. CAÏC THIÃÚT BË LÃN MEN KHÄNG ÂOÌI HOÍI TIÃÛT TRUÌNG CAÏC QUAÏ TRÇNH NUÄI CÁÚY VI SINH VÁÛT Caïc quaï trçnh nuäi cáúy saín sinh ra caïc náúm men gia suïc thuäüc caïc quaï trçnh nuäi cáúy vi sinh váût khäng tiãût truìng. Theo kãút cáúu caïc thiãút bë lãn men, âãø saín xuáút náúm men tæång tæû nhæ caïc thiãút bë âãø saín xuáút enzim, caïc khaïng sinh chàn nuäi, caïc aminoaxit vaì caïc saín pháøm täøng håüp khaïc, nhæng khäng coï sæû baío vãû håi vaì khäng khê cuía truûc quay vaì mäüt säú bäü pháûn kãút cáúu. Trong nhiãöu træåìng håüp âãø saín xuáút náúm men gia suïc, æïng duûng caïc thiãút bë âaî âæåüc sæí duûng trong caïc quaï trçnh tiãût truìng. 10.2.1. Caïc thiãút bë lãn men coï âaío träün bàòng khê âäüng hoüc vaì âæåìng viãön tuáön hoaìn bãn trong Caïc thiãút bë nuäi cáúy náúm men duìng phæång phaïp båm dáng bàòng khê neïn cuía hãû 205

thäúng Lephrancia coï âæåìng viãön tuáön hoaìn bãn trong âæåüc æïng duûng phäø biãún nháút. Trong saín xuáút náúm men thuyí phán thæåìng æïng duûng caïc thiãút bë loaûi naìy coï sæïc chæïa 250, 320, 600 vaì 1300 m3. Kãút cáúu caïc thiãút bë lãn men khäng coï caïc thiãút bë cå hoüc âãø khæí boüt. Boüt âæåüc khæí dæåïi troüng læûc cuía cäüt cháút loíng khi tuáön hoaìn. Khäng khê vaìo thiãút bë theo äúng trung tám vaìo cháûu, taûi âáy häùn håüp khê - cháút loíng âæåüc taûo thaình tæì næåïc hoa quaí naûp vaìo vaì tæì cháút loíng åí pháön dæåïi thiãút bë. Häùn håüp trãn âæåüc chuyãøn âäüng theo äúng khuãúch taïn bãn trong. Mäüt pháön khäng khê âæåüc taïch ra khoíi boüt vaì thaíi ra khê quyãøn qua läù åí nàõp thiãút bë, coìn mäüt pháön khaïc cuìng våïi boüt haû xuäúng theo âæåìng raînh voìng giæîa äúng khuãúch taïn vaì tæåìng. Khi chuyãøn âäüng xuäúng dæåïi boüt bë khæí. Âäü bäüi tuáön hoaìn âaût cao 1,5 ÷ 2 thãø têch cháút loíng hoaût âäüng trong mäüt phuït. Caïc thiãút bë cäng nghiãûp coï chiãöu cao 12 ÷ 15 m. Boüt dáng cao lãn 10 ÷ 12 m. Tiãún haình laìm nguäüi thiãút bë lãn men bàòng tæåïi næåïc tæåìng ngoaìi vaì naûp næåïc vaìo aïo cuía äúng khuãúch taïn. Tiãu hao khäng khê cho 1 kg náúm men khä laì 20 m3. Âàûc tênh kyî thuáût cuía caïc thiãút bë lãn men cäng nghiãûp hoaût âäüng åí aïp suáút khê quyãøn âæåüc giåïi thiãûu åí baíng 10.2. Baíng 10.2. Âàûc tênh kyî thuáût cuía caïc thiãút bë lãn men coï âaío träün bàòng khê âäüng hoüc vaì khäúi khê âãø saín xuáút náúm men gia suïc Thãø têch cuía thiãút bë, m3

Caïc chè säú 320

500

600

1300

20 ÷ 30 pH 4,5 âãún 5000

9000

30 ÷ 35 pH 3,5÷4,5 14000÷16000

55 ÷ 62 pH 4,2÷4,5 18000

kg læûc / cm2 Bãö màût laìm laûnh cuía aïo

0,6

0,75

0,4

0,6

äúng khuãúch taïn, m2 Kêch thæåïc cå baín, mm

30 5700×13350

50×3=150 7600×11200

58 7400×14175

50×4=200 11000×14500

Nàng suáút theo læåüng næåïc hoa quaí chaíy, m3/h Mäi træåìng Tiãu hao khäng khê, m3/h Aïp suáút dæ cuía khäng khê,

10.2.2. Thiãút bë lãn men hçnh truû coï bäü pháûn båm dáng bàòng khê neïn våïi sæïc chæïa 1300 m3 Thiãút bë loaûi naìy âæåüc duìng âãø nuäi cáúy náúm men mäüt caïch liãn tuûc trong næåïc quaí. Noï gäöm coï voí theïp haìn, âaïy hçnh noïn cuût vaì nàõp hçnh noïn coï läù åí chênh giæîa (hçnh 10.6).

206

Khäng khê

Næåïc âãø tæåïi

Næåïc Cháút loíng canh træåìng Næåïc Næåïc

Vaìo hãû thäúng cäúng thoaït næåïc

Hçnh 10.6. Thiãút bë lãn men hçnh truû coï bäü pháûn båm dáng bàòng khê neïn våïi sæïc chæïa 1300 m3 Bäún äúng khuãúch taïn 7 âæåüc làõp bãn trong thiãút bë âãø taûo ra bäún doìng tuáön hoaìn âäüc láûp. Khäng khê neïn âæåüc âáøy qua äúng goïp 2 vaìo caïc äúng trung tám cuía mäùi äúng khuãúch taïn, åí cuäúi äúng trung tám coï cän vaì cháûu 8. Thuìng phán phäúi âæåüc âàût trãn nàõp thiãút bë, dëch lãn men, næåïc quaí, náúm men vaì næåïc amoniac cho vaìo caïc äúng khåïp näúi 3, 4, 5. Táút caí caïc cáúu tæí âæåüc träün laûi vaì taûo ra mäüt dung dëch dinh dæåîng vaì theo caïc âæåìng äúng coï âæåìng kênh 100 mm chaíy xuäúng dæåïi caïc cháûu cuía thiãút bë thäøi khê. Häùn håüp dinh dæåîng khi chaíy traìn qua meïp cháûu âæåüc khuáúy träün våïi khäng khê thoaït qua khe dæåïi cháûu. Nhuî tæång khäng khê - cháút loíng âæåüc taûo thaình dáng lãn theo äúng khuãúch taïn âãún táúm chàûn 6 thç bë phaï våî vaì chaíy xuäúng dæåïi. Duìng thiãút bë tæåïi daûng äúng goïp âãø laìm laûnh tæåìng ngoaìi thiãút bë.

207

10.2.3. Thiãút bë lãn men daûng thaïp Caïc thiãút bë lãn men naìy bao gäöm loaûi âéa vaì loaûi khäng coï caïc cå cáúu chuyãøn âaío nàòm ngang. Sæû khaïc biãût cuía loaûi thiãút bë naìy so våïi caïc loaûi thiãút bë âaî âæåüc nãu åí caïc pháön trãn laì trë säú tyí säú giæîa chiãöu cao vaì âæåìng kênh ráút låïn. Thiãút bë daûng thaïp coï nhiãöu triãøn voüng båíi kãút cáúu âån giaín, khaí nàng tàng cæåìng quaï trçnh sinh täøng håüp vaì cäng suáút âån vë låïn. Æu âiãøm vãö kãút cáúu cuía thiãút bë daûng thaïp laì khäng coï caïc pháön quay chuyãøn âäüng vaì diãûn têch chiãúm chäù nhoí. Thiãút bë lãn men daûng phun. Thiãút bë lãn men cuía Âæïc våïi sæû trao âäøi khäúi maûnh. Coï thãø têch âãún 10003, sæí duûng phæång phaïp caïc tia ngáöm. Hoaût âäüng cuía thiãút bë (hçnh 10.7) âæåüc mä taí dæåïi âáy: båm ly tám coï chæïc nàng khæí khê, âáøy cháút loíng âãún cæía vaìo cuía thiãút bë lãn men daûng âæïng. Cháút loíng chaíy xuäúng doüc theo tæåìng âæïng åí daûng doìng voìng khuyãn. Doìng chaíy räúi åí âáöu cuäúi nàòm ngang mæïc bãö màût cháút loíng cuía häùn håüp bë thàõt laûi trong tiãút diãûn ngang cuía äúng vaì tæì âoï chaíy thaình daûng tia âãø taûo ra vuìng aïp suáút tháúp. Khi taûo häùn håüp âäöng hoaï våïi cháút loíng thç khäng khê âæåüc huït qua läù åí âènh khoang trong vuìng aïp suáút tháúp. Cháút loíng suíi boüt (åí daûng tia xám nháûp tæû do, do dæû træî nàng læåüng âäüng hoüc) âãún âaïy cuía thiãút bë lãn men, taûo ra træåìng räúi maûnh trong dung dëch canh træåìng. Caïc boüt khê tæì âaïy thiãút bë näøi lãn bãö màût, mäüt láön næîa qua træåìng räúi âæåüc taûo ra tæì caïc tia xám nháûp tæû do. Nhåì hãû thäøi khê tæång tæû nhæ thãú coï thãø âaím baío cung cáúp oxy cho caïc thiãút bë lãn men loaûi låïn coï thãø têch âãún 2000 m3, khi cæåìng âäü khuáúy maûnh. Âàûc tênh kyî thuáût cuía thiãút bë lãn men daûng phun âãø nuäi cáúy náúm mäúc âæåüc giåïi thiãûu åí baíng 10.3. Khi täúc âäü chuyãøn âäüng cuía caïc doìng tia 8 ÷ 12 m/s vaì aïp suáút khäng âäøi thç sæû phán taïn cuía khäng khê seî âaût âæåüc täút. Nhåì taïc âäüng phun åí vuìng vaìo cuía doìng, nhåì chuyãøn âäüng âiãøm åí tæåìng cuía thiãút bë vaì nhåì âaío träün caïc boüt khê maì thæûc hiãûn viãûc læûa choün thêch håüp cho xung læåüng cuía doìng naûp tæû do, nhàòm baío âaím sæû khuáúy träün maûnh canh træåìng nuäi cáúy. Caïc boüt khäng khê trong luäöng háöu nhæ hoaìn toaìn âãún âaïy thiãút bë, coìn khi näøi lãn bãö màût thiãút bë chuïng bë phaï huyí båîi træåìng räúi Trong træåìng håüp giaím læåüng cháút loíng tuáön hoaìn thç sæû phán taïn khäng khê âæåüc tàng lãn âaïng kãø vaì noï âæåüc phán bäø âãöu theo toaìn thãø têch thiãút bë. Täúc âäü trao âäøi khê tàng tuyãún tênh våïi sæû tàng doìng cháút loíng tuáön hoaìn vaì tiãu hao nàng læåüng trong mäüt

208

khoaíng hoaût âäüng räüng. Cho nãn quaï trçnh thäøi khê coï thãø âiãöu chènh båîi täúc âäü truyãön khê. Trong caïc thiãút bë coï kãút cáúu âæåüc nãu trãn, nhu cáöu vãö nàng læåüng âãø naûp khäng khê ráút nhoí vaì nàng læåüng cuía doìng tuáön hoaìn seî baío âaím âäü räúi cáön thiãút âãø trao âäøi khäúi. Nhæîng âiãöu kiãûn cáön thiãút âãø trao âäøi khäúi maûnh trong thiãút bë laì: âäü räúi cao, sæû phán taïn khäng khê täút, thåìi gian coï màût cuía khäng khê trong canh træåìng láu vaì âäü âäöng hoaï mäi træåìng cao.

B

Hçnh 10.7. Thiãút bë lãn men daûng phun:

209

1- Cæía khäng khê vaìo; 2- Âæåìng äúng khäng khê thaíi; 3- Háöm thaïo næåïc; 4- Tæåìng thiãút bë; 5- Âæåìng äúng coï aïp; 6- Âæåìng äúng huït; 7- Båm tuáön hoaìn Baíng 10.3. Âàûc tênh kyî thuáût cuía caïc thiãút bë lãn men daûng phun saín xuáút åí Âæïc Caïc chè säú

Thãø têch cuía thiãút bë lãn men, m3 200

400

Nàng suáút cuía thiãút bë lãn men (tênh theo cháút khä tuyãût âäúi), kg/h

250

370

Thãø têch cháút loíng suíi boüt, m3 Dung læåüng cuía thiãút bë, táún Nàng suáút cuía caïc båm tuáön hoaìn, táún/h Bäüi säú tuáön hoaìn cuía caïc båm, thãø têch trong 1 h Säú læåüng båm Tiãu thuû nàng læåüng âiãûn cho caïc båm âãø thäøi khê vaì âäöng hoaï, kW.h Tiãu hao khäng khê trong khoang suíi boüt coï aïp

180 80 2500 30

350 130 26 ÷ 30

400 4400 110

1 125 ÷135

2 210 ÷220

10 2200

3600

5000

60000

6000 7500

8000 8000

11500 1050

suáút giaím, Nm3/h Kêch thæåïc,mm âæåìng kênh chiãöu cao pháön truû

1000

Båm tuáön hoaìn laì bäü pháûn chênh cuía toaìn hãû. Phæång phaïp luäöng ngáöm coï hiãûu quaí âàûc biãût âäúi våïi caïc quaï trçnh coï täúc âäü trao âäøi khäúi cao. Trong træåìng håüp täø håüp táöng cuía caïc thiãút bë hay khi phán chia bãn trong thiãút bë coï sæïc chæïa låïn ra thaình 2 ÷ 3 pháön vaì táút caí caïc ngàn âæåüc näúi laûi nhåì caïc maïng roït âãø mäi træåìng theo âoï chaíy tæì trãn xuäúng maïng dæåïi, mäùi láön chaíy nhæ thãú âæåüc baío hoaì oxy cuía khäng khê. Læåüng cháút tuáön hoaìn âæåüc haûn chãú båíi sæû cáúp liãûu cuía båm chuyãøn. Khi phán bäø thaình ba táöng læåüng båm cáön thiãút cho thiãút bë åí mäüt táöng våïi chiãöu cao chuyãøn laì bäüi säú 3 thç ruït ngàõn âæåüc 3 láön. Boüt âæåüc taûo thaình trong quaï trçnh thäøi khê cuîng âæåüc chuyãøn xuäúng dæåïi, cho nãn cå cáúu khæí boüt âæåüc âënh vë åí pháön dæåïi cuía thiãút bë. Tiãún haình thaíi nhiãût sinh lyï trong bäü trao âäøi nhiãût âàûc biãût. ÆÏng duûng daûng thiãút bë trãn âãø nuäi cáúy vi sinh váût trong âiãöu kiãûn tiãût truìng ráút phæïc taûp vç do khoï khàn vãö âäü kên cuía caïc båm tuáön hoaìn, nhæng tiãûn låüi âäúi våïi quaï trçnh tiãût truìng bàòng håi. Nhæng coï nhæîng æu âiãøm: cå cáúu âån giaín, dung læåüng låïn, baío âaím thäøi khê maûnh vaì âaím baío truyãön khäúi maì khäng cáön cå cáúu âaío träün, laìm cho kãút cáúu naìy tråí nãn coï triãøn voüng trong cäng nghiãûp vi sinh.

210

10.2.4. Caïc thiãút bë lãn men coï hãû thäng gioï daûng phun Loaûi thiãút bë naìy âæåüc æïng duûng âãø nuäi cáúy chuíng náúm men âàûc biãût trãn mäi træåìng dinh dæåîng chæïa parafin loíng. Thiãút bë lãn men Б-50. Kãút cáúu cuía thiãút bë coï daûng dung læåüng xilanh âæïng våïi sæïc chæïa 800 m3 (hãû säú chæïa âáöy 0,4), âæåüc chia thaình 12 ngàn (hçnh 10.8). Mäùi ngàn coï cå cáúu khuáúy träün vaì thäøi khê. Thiãút bë âæåüc trang bë caïc bäü âaío träün âãø thæûc hiãûn chæïc nàng khuáúy träün pha loíng vaì cung cáúp khäng khê. Trong quaï trçnh quay cuía bäü âaío träün åí vë trê thoaït cháút loíng, khäng khê âæåüc huït vaìo, vuìng haû aïp âæåüc taûo ra. Khi âoï khäng khê hoaì maûnh vaìo cháút loíng, laìm baío hoaì oxy cháút loíng. Khäng khê

Khäng khê

Næåïc

Khäng khê

Næåïc

Næåïc

Næåïc

Hçnh 10.8. Thiãút bë lãn men Б-50: 1- Raînh voìng; 2- ÄÚng thäng gioï; 3- Bäü khæí boüt; 4- Bäü phán ly; 5- Xilanh; 6- Dáùn âäüng; 7- Bäü trao âäøi nhiãût; 8- ÄÚng khuãúch taïn; 9- Cäúc xilanh; 10- Cå cáúu phun Âàûc tênh kyî thuáût cuía thiãút bë lãn men Б-50: Nàng suáút cuía thiãút bë tênh theo sinh khäúi khä tuyãût âäúi, táún/ngaìy Nàng suáút thiãút bë khi gaï âàût åí trung tám 13 ngàn, táún/ngaìy: Doìng cháút loíng, m3/h: Dung têch, m3: khi chæa hoaût âäüng: khi hoaût âäüng: Nhiãût âäü hoaût âäüng, 0C: Diãûn têch bãö màût trao âäøi nhiãût, m2:

27,0 30 37,5 800 320 32 ÷ 34 2700 ÷ 3000 211

Tiãu hao khäng khê, m3/h: Säú læåüng cå cáúu thäng gioï: Cäng suáút âäüng cå, kW:

36160 12 3,5

Thiãút bë nuäi cáúy náúm men trãn mäi træåìng ràõn АДР-76-900 âãø nuäi náúm men parafin. Hiãûn taûi loaûi kãút cáúu naìy âæåüc thæûc nghiãûm räüng raîi trong caïc nhaì maïy saín xuáút cháút cä chæïa vitamin vaì protein. Thiãút bë lãn men (hçnh 10.9) gäöm voí 1; voìng tuáön hoaìn âäüt läù 2; äúng khuãúch taïn trung tám 5; caïc cå cáúu thäøi khê 3 âæåüc làõp trong voìng tuáön hoaìn âäüt läù vaì trong äúng khuãúch taïn trung tám; caïc bäü trao âäøi nhiãût 7 vaì bäü taïch gioüt 4. Âäüng cå 6 dáùn âäüng cho caïc cå cáúu thäøi khê. Naûp vaìo thiãút bë mäi træåìng dinh dæåîng chæïa parafin, muäúi khoaïng, caïc nguyãn täú vi læåüng, næåïc amoniac, vaì thaïo thaình pháøm ra khoíi bäü phán ly qua khåïp näúi. Naûp khäng khê âãø thäøi cho canh træåìng bàòng phæång phaïp tæû huït. Khi caïc bäü thäng gioï suûc khê cho mäi træåìng thç sæû trao âäøi khäúi âæåüc xaíy ra qua bäü trao âäøi nhiãût âãø taûo ra nhæîng doìng lãn xuäúng. Voí thiãút bë âæåüc chãú taûo bàòng theïp khäng gè, hai låïp, coìn caïc bäü trao âäøi nhiãût, caïc cå cáúu trao âäøi khê vaì caïc vaïch ngàn - bàòng theïp nguyãn khäúi.

Hçnh 10.9. Thiãút bë nuäi cáúy náúm men trãn mäi træåìng ràõn АДР-76-900 Âàûc tênh kyî thuáût cuía thiãút bë lãn men АДР-76-900 Nàng suáút thiãút bë, táún/ngaìy:

30 ÷ 36

3

Dung læåüng, m : khi chæa hoaût âäüng: khi hoaût âäüng:

212

900 450

Aïp suáút, MPa:

0,02 32 ÷ 34 4,2 ÷ 4,4

0

Nhiãût âäü hoaût âäüng, C: Mäi træåìng, pH: Diãûn têch bãö màût trao âäøi nhiãût, m2:

2700 3

Tiãu hao khäng khê (åí âiãöu kiãûn bçnh thæåìng), m /h: Säú læåüng caïc cå cáúu thäøi khê: Cäng suáút âäüng cå âiãûn, kW: Kêch thæåïc cå baín, mm: Khäúi læåüng, táún:

54000 13 315 17000×17000×6500 535

Nhæåüc âiãøm cuía thiãút bë lãn men coï hãû phun åí chäø: truûc thiãút bë bë rung âäüng; nhiãùm báøn bãö màût trao âäøi nhiãût vaì giaím hãû säú trao âäøi nhiãût. 10.2.5. Thiãút bë lãn men trao âäøi khäúi maûnh Muûc âêch chênh cuía loaûi thiãút bë naìy laì tàng näöng âäü vi sinh váût trong dung dëch canh træåìng, tàng âiãöu kiãûn thäøi khê vaì tàng nàng suáút thiãút bë. Thiãút bë (hçnh 10.10) laì mäüt dung læåüng xilanh 17, bãn trong làõp xilanh hæåïng 2. Hai âoaûn äúng 4 vaì 18 âënh vë cho xilanh hæåïng trong dung læåüng. Âoaûn äúng 18 âæåüc làõp chàût âãún âaïy vaì chia dung læåüng ra laìm hai phoìng: phoìng 19 duìng âãø nuäi cáúy canh træåìng, coìn trong phoìng 20 táûn duûng bäø sung nguyãn liãûu ban âáöu. Âoaûn äúng 4 làõp caïch màût âaïy cuía dung læåüng. Bãn trong xilanh hæåïng 2 vaì trong khäng gian giæîa tæåìng dung læåüng vaì âoaûn äúng 4 âæåüc bäú trê caïc äúng goïp 16. Caïc äúng goïp âæåüc làõp chàût båíi caïc äúng âäüt läù 21. Trong khäng gian giæîa xilanh hæåïng 2 vaì caïc âoaûn äúng 18 vaì 4 coï caïc bäü trao âäøi nhiãût 1. Âãø naûp khäng khê âãún caïc äúng goïp trong phoìng 19 duìng äúng goïp phán phäúi 7, coìn trong phoìng 20 - äúng goïp 5. ÅÍ pháön trãn cuía dung læåüng coï äúng goïp 14 âãø thu nháûn vaì laìm khä boüt, bãn trong âæåüc làõp caïc âéa hçnh noïn 15. Khäng khê thoaït ra tæì phoìng 19 qua bäü taïch khê 9. Maïy khæí boüt bàòng cå hoüc 12 våïi bäü dáùn hæåïng âæåüc làõp âàût trãn caïc âéa 15. Mäi træåìng dinh dæåîng âæåüc âáøy vaìo thiãút bë qua khåïp 6. Sinh khäúi âæåüc thaïo ra khoíi thiãút bë qua khåïp 11, coìn khäng khê - qua khåïp näúi 8 vaì 13. Thiãút bë hoaût âäüng nhæ sau: naûp häùn håüp dinh dæåîng ban âáöu vaìo phoìng 19 qua khåïp näúi 3, coìn khäng khê - vaìo thiãút bë qua khåïp näúi 6. Trong phoìng 19 xaíy ra nuäi cáúy sinh khäúi. Tuáön hoaìn vaì âaío träün cháút loíng âæåüc thæûc hiãûn båîi thiãút bë båm dáng bàòng khê neïn. Tæì phoìng nuäi cáúy, cháút loíng canh træåìng chaíy qua âoaûn äúng 12 vaìo phoìng 20, taûi âáy xaíy ra táûn duûng bäø sung nguyãn liãûu. Bãn trong phoìng 19 vaì 20 dung dëch canh træåìng âæåüc thäøi khê nhåì caïc äúng âæåüc âäüt nhiãöu läù. Sinh khäúi thaïo ra khoíi phoìng cuìng

213

våïi pha boüt âæåüc taûo thaình åí pháön trãn cuía phoìng. Sau âoï boüt näøi lãn theo caïc âæåìng raînh giæîa caïc âéa noïn 15, âæåüc taïch khoíi cháút loíng vaì âæåüc cä laûi. Khæí boüt âaî âæåüc cä bàòng bäü khæí boüt cå hoüc 12 vaì thaïo ra qua khåïp näúi 11. Thaíi khäng khê khoíi phoìng 19 qua khåïp näúi 8 nhåì bäü taïch khê 9, coìn khoíi phoìng 20 - qua khåïp näúi 13.

Hçnh 10.9. Thiãút bë cáúy lãn men trao âäøi khäúi maûnh 10.3. KÃÚT CÁÚU CUÍA CAÏC CÅ CÁÚU THÄØI KHÊ TRONG MAÏY PHUN KIÃØU TUABIN Maïy phun kiãøu tuabin - âoï laì loaûi kãút cáúu huït hai táöng coï caïc cæía trãn vaì dæåïi âãø naûp vaì thaíi dung dëch. Loaûi naìy hoaût âäüng nhæ sau: khäng khê vaìo âæåüc träün våïi cháút loíng, khi thoaït ra thç khäng khê âæåüc hæåïng lãn trãn vaì sau khi qua bäü trao âäøi nhiãût âæåüc chia ra laìm hai doìng. Khi âi qua pháön trung tám cuía cå cáúu tuáön hoaìn, doìng thæï nháút vaìo cæía trãn cuía cå cáúu phun, coìn doìng thæï hai hæåïng xuäúng dæåïi theo âæåìng viãön cuía cå cáúu tuáön hoaìn vaì khi chuyãøn âäüng dæåïi âaïy giaí thç vaìo cæía dæåïi. 10.3.1. Maïy phun kiãøu tuabin coï caïc voìng âäüt läù 214

Loaûi kãút cáúu naìy âæåüc duìng âãø thäøi khê vaì khuáúy träün mäi træåìng giäúng khi nuäi cáúy vi sinh váût, âàûc biãût laì náúm men. Nhàòm muûc âêch âån giaín hoaï kãút cáúu cuía maïy phun kiãøu tuabin, cå cáúu âãø phaï doìng cháút loíng coï daûng voìng âäüt läù, âæåüc làõp giæîa caïc caïnh cuía quaût vaì caïc pháön taûo âæåìng viãön cuía voí maïy. Maïy phun (hçnh 10.11) gäöm voí 10 âæåüc làõp chàût trong äúng thäng räùng khê 1 våïi caïc pháön taûo âæåìng viãön 6 âãø hçnh thaình voìi phun 4; caïc raînh phán bäø 11 bãn trong voìi phun häùn håüp khê - cháút loíng; quaût âæåüc làõp trong voí gäöm caïc âéa 9 vaì 8, caïc raînh 3 giæîa caïc âéa, cå cáúu cho doìng cháút loíng coï daûng voìng âäüt läù 5 âæåüc làõp chàût giæîa caïc caïnh quaût vaì caïc pháön âäüt läù cuía räto.

1

Caïc caïnh cuía maïy båm doüc truûc âáøy cháút loíng canh træåìng vaì dáùn vaìo pháön chaíy 7 cuía maïy phun, taûi âáy caïc voìng âäüt läù 5 seî taûo ra nhiãöu voìng nhoí. Caïc doìng naìy seî phun vaìo khäng khê âæåüc âáøy tæì quaût vaì trong voìi phun 4 Hçnh 10.11. Maïy phun daûng seî taûo ra häùn håüp håi - cháút loíng, nhåì caïc caïnh tuabin coï caïc voìng âäüt läù khuáúy 11 häùn håüp bë phán taïn trong cháút loíng. Doìng khê - cháút loíng âæåüc phán taïn chaíy ra ngoaìi. Loaûi naìy cho pheïp laìm âån giaín hoaï kãút cáúu cuía maïy phun, laìm täút hån sæû phán taïn khäng khê vaì tàng täúc âäü huït oxy trong cháút loíng. 10.3.2. Maïy phun kiãøu tuabin coï caïc voìi Maïy phun naìy âæåüc âàûc træng båíi quaï trçnh trao âäøi khäúi täút hån, bàòng caïch náng cao mæïc phán taïn khê trong cháút loíng vaì tàng læåüng khê xám nháûp vaìo cháút loíng. Âãø thæûc hiãûn âæåüc âiãöu âoï ngæåìi ta làõp caïc voìi trong maïy theo âæåìng kênh ngoaìi cuía caïc âéa quaût nhàòm phaï huyí doìng cháút loíng. Khi âoï nhæîng âoaûn vaìo cuía caïc caïnh âãø phun häùn håüp khê cháút loíng âæåüc phán bäø giæîa caïc voìi. Maïy phun kiãøu tuabin hçnh 10.12 gäöm coï voí 8 våïi caïc âoaûn äúng âæåìng viãön 2 âãø hçnh thaình voìng, voìi phun 4 âæåüc làõp chàût trãn truûc räùng cuía äúng thäng khê thæï 1; caïc caïnh phán bäø

215 Hçnh 10.12. Maïy phun daûng tuabin coï caïc voìi

10 bãn trong voìi phun âãø phun häùn håüp khê - cháút loíng vaì quaût gàõn trong voí gäöm hai âéa 5, 6 våïi caïc caïnh 3 åí giæîa caïc âéa. Theo âæåìng kênh ngoaìi cuía caïc âéa ngæåìi ta phán bäø caïc voìi 9 âãø phaï huyí caïc doìng cháút loíng. Nhæîng âoaûn vaìo cuía caïc nhaïnh 10 âãø phun häùn håüp khê - cháút loíng âæåüc phán bäø giæîa caïc voìi. Cháút loíng ban âáöu âæåüc hæåïng tåïi caïc voìi 9 nhåì caïc caïnh 7, taûi âáy cháút loíng âæåüc phán chia ra mäüt säú doìng, chuïng tiãúp xuïc våïi khäng khê vaìo tæì quaût vaì âáøy vaìo voìi phun 4, räöi tiãúp tuûc phán taïn khê trong cháút loíng nhåì caïc caïnh 10, 9. Sau âoï cháút loíng baîo hoaì khäng khê âæåüc thoaït ra ngoaìi. 10.4. TÊNH TOAÏN THIÃÚT BË LÃN MEN COÏ BÄÜ ÂAÍO TRÄÜN CÅ HOÜC VAÌ BÄÜ LAÌM SUÍI BOÜT Khi tênh toaïn cáön xaïc âënh caïc chè säú cå baín vãö kãút cáúu vaì nàng læåüng cuía thiãút bë våïi thãø têch chung âaî cho. Bæåïc âáöu cáön phaíi xaïc láûp khäúi læåüng thãø têch ρ, âäü nhåït âäüng hoüc µ, hãû säú dáùn nhiãût λ, aïp suáút laìm viãûc trong thiãút bë khi tiãût truìng bàòng håi næåïc, nhiãût dung C. Theo nghiãn cæïu cuía næåïc ngoaìi, khäúi læåüng thãø têch cuía caïc mäi træåìng dinh dæåîng åí trong giåïi haûn ρ = 1060 ÷ 1070 kg/ m3; âäü nhåït âäüng hoüc - trong giåïi haûn µ = 0,001 ÷ 0,00155 Pa⋅S, nhiãût dung C = 4186 J/(kg⋅K), hãû säú dáùn nhiãût λ = 0,6 W/ (m⋅K). Âãø tiãût truìng mäi træåìng dinh dæåîng bãn trong thiãút bë, cáön phaíi taûo ra aïp suáút laìm viãûc khäng nhoí hån 0,2 MPa. Hãû säú chæïa âáöy mäi træåìng dinh dæåîng cuía thiãút bë phuû thuäüc vaìo thaình pháön cuía mäi træåìng vaì vaìo daûng vi sinh váût nuäi cáúy k = 0,5 ÷ 0,65. 10.4.1. Tênh toaïn kãút cáúu cuía thiãút bë lãn men Thãø têch laìm viãûc cuía thiãút bë V1 (m3) âæåüc tênh theo cäng thæïc: V1 = V.k Âãø saín xuáút axit amin, caïc cháút khaïng sinh chàn nuäi vaì caïc chãú pháøm enzim, âæåìng kênh bãn trong DB = 2000 ÷ 3000 mm. Caïc kêch thæåïc coìn laûi cuía thiãút bë (chiãöu cao cuía pháön elip he; chiãöu cao gáúp meïp h, bãö màût bãn trong Fb; sæïc chæïa cuía âaïy Vd vaì chiãöu daìy cuía tæåìng âaïy S âæåüc láúy nhæ sau: hc = 0,25DB ; h ≥ 2S; Thãø têch chæa hoaût âäüng cuía thiãút bë Vr tênh theo cäng thæïc: Vr = Vx + 2Vd 216

Thãø têch cuía pháön xilanh: Vx = Vr − 2Vd Chiãöu cao pháön xilanh cuía thiãút bë: Hx =

(V r − 2V d ) F

trong âoï : F - diãûn têch tiãút diãûn cuía thiãút bë theo âæåìng kênh trong: F = 0,785DB 2

Chiãöu cao chung cuía thiãút bë: H e = H x + 2(he + h ) 10.4.2. Tênh toaïn bäü khuáúy träün cuía thiãút bë lãn men Khi nuäi cáúy vi sinh váût trong mäi træåìng dinh dæåîng loíng bàòng phæång phaïp chçm, do taûo sinh khäúi nãn âäü nhåït cuía cháút loíng canh træåìng tàng lãn, cho nãn sæû khuáúy träün vaì thäøi khê mäi træåìng bë xáúu âi. Nhàòm tàng cæåìng sæû khuáúy träün huyãön phuì cho pheïp sæí duûng bäü khuáúy träün daûng tuabin. Âæåìng kênh bäü khuáúy träün daûng tuabin dk (m) âæåüc tênh theo cäng thæïc: dk = (0,3 ÷ 0,33)DB trong âoï: DB- âæåìng kênh bãn trong cuía thiãút bë lãn men. Tra baíng theo giaï trë dk âãø choün bäü khuáúy träün täúi æu (hãû khuáúy träün coï hiãûu suáút cao). Caïc daûng cå cáúu khuáúy träün cho cháút loíng coï âäü nhåït khaïc nhau âæåüc nãu trong baíng 10.4. Baíng 10.4. Täúc âäü biãn täúi æu cuía caïc cå cáúu khuáúy träün phuû thuäüc vaìo âäü nhåït cuía mäi træåìng âæåüc khuáúy träün Cå cáúu khuáúy träün Caïnh, neo, giaï

Daûng tuabin

Chong choïng

Âäü nhåït cuía mäi træåìng Pa.s

Váûn täúc biãn täúi æu cuía bäü khuáúy träün, m/s

0,001 ÷ 4 4÷8 8 ÷ 15 0,001 ÷ 5 5 ÷15 15 ÷ 25 0,001 ÷ 2

3,0 ÷ 2,0 2,5 ÷1,5 1,5 ÷ 1,0 7 ÷ 4,2 4,3 ÷ 3,4 3,4 ÷ 2,3 4,8 ÷ 16

Säú voìng quay cuía bäü khuáúy träün (voìng/phuït) :

217

n1 =

ω πd k

Theo giaï trë nháûn âæåüc cuía säú voìng quay, choün täúc âäü thæûc tãú cuía noï. Choün bäü truyãön âäüng trong baíng tra cæïu theo giaï trë âaî âæåüc nháûn cuía säú voìng quay. Cäng suáút tiãu thuû (kW) khi maïy khuáúy hoaût âäüng âãø khuáúy träün canh træåìng khäng âãö cáûp âãún sæû aính hæåíng cuía caïc cå cáúu phuû:

N M = K N ρ c n 3d k5 trong âoï: KN - chuáøn cäng suáút, phuû thuäüc vaìo cæåìng âäü âaío träün vaì âæåüc âàûc træng båíi chuáøn ly tám Reynolds (Re); ρc - tyí troüng mäi træåìng; n - säú maïy khuáúy träün; dk - âæåìng kênh maïy, m. Re 1 =

ρ c nd k2 µc

trong âoï: µc - âäü nhåït âäüng hoüc cuía mäi træåìng. Cäng suáút tênh toaïn cho truûc maïy träün, kW: N P = k 1k 2 (∑ k + 1)N M

trong âoï: k1 - hãû säú chæïa âáöy canh træåìng cuía thiãút bë; k2 - hãû säú coï tênh âãún sæû tàng cäng suáút do tàng sæïc caín cuía mäi træåìng trong quaï trçnh phaït triãøn cuía mäi træåìng (k2 = 1,1); Σk - hãû säú tênh âãún sæû tàng cäng suáút tiãu thuû âãø væåüt thàõng sæïc caín gáy ra do caïc cå cáúu phuû : H k1 = 1 DB trong âoï: H1- chiãöu cao cuía låïp cháút loíng âæåüc khuáúy träün (âäúi våïi caïc maïy khuáúy träün daûng tuabin, H1 = 0,75 Ht.b). Vç vaìo chu kyì phaït triãøn cuía mäüt säú chuíng taûo ra boüt, âãø traïnh sæû toeï boüt, láúy H1= 0,65 Ht.b. Khi tênh cäng suáút laìm viãûc cuía bäü khuáúy âaío cáön phaíi tênh âãún nàng suáút thàõng sæïc caín do caïc cå cáúu phuû gáy nãn. Âãø thæûc hiãûn âiãöu kiãûn âoï cáön phaíi âæa vaìo hãû säú Σk:

∑ k = kn + kM + kTP + kT 218

trong âoï: kn - hãû säú caín cuía vaïch ngàn phaín xaû; kM - hãû säú caín cuía bäü khung träün phuû; kTP - hãû säú caín cuía äúng âãø naûp khäng khê; kT - hãû säú caín cuía äúng loït truûc âãø càõm nhiãût kãú. Trë säú kn, kM, kTP vaì kT phuû thuäüc vaìo daûng maïy khuáúy âæåüc nãu trong baíng 10.5 Baíng 10.5. Trë säú caïc hãû säú k xeït tåïi sæû tàng cäng suáút cuía maïy khuáúy do täön taûi trong thiãút bë caïc cå cáúu phuû Daûng cå cáúu khuáúy träün Cå cáúu phuû

Bäún vaïch ngàn phaín xaû coï bãö daìy B = 0,08DB, âæåüc phán bäø åí tæåìng thiãút bë Mäüt caïnh phuû nàòm ngang bàòng caïnh cuía cå cáúu chuyãøn âaío chênh (theo kêch thæåïc) ÄÚng cho dung dëch quaï aïp ÄÚng boüc loït âãø càõm nhiãût kãú hay duûng cuû âo mæïc kiãøu phao Hai äúng âæïng, âæåüc làõp caïch nhau mäüt goïc hån 900 Ruäüt xoàõn cuäün phaíi âæåüc làõp doüc tæåìng theo tæåìng xilanh thiãút bë ÄÚng xoàõn âæåüc làõp åí âaïy thiãút bë, khi âæåìng kênh cuía äúng 0,033 ÷ 0,54 m Caïc chi tiãút âãø gia cäú caïc äúng khuãúch taïn

Chong

Caïnh

Neo vaì giaï

Tuabin

1

-

1,5

0,5

0,35 0,2

0,2

0,2

0,1

0,1

0,1

0,1

0,05

0,3

0,3

0,3

0,15

2,0

-

-

-

2,5 ÷3,0 -

-

-

0,05

choïng

Cäng suáút âãø thàõng ma saït trong voìng chàõn dáöu cuía truûc:

⎛

Nc =

⎜ 2nd B2S c P ⎜ e ⎜ ⎝

h 0,1 c Sc

⎞ ⎟ − 1⎟ ⎟ ⎠

trong âoï: n vaì dB - säú voìng quay, voìng/phuït vaì âæåìng kênh cuía truûc, m; Sc - chiãöu daìy miãúng âãûm voìng chàõn dáöu cuía truûc; P - aïp suáút laìm viãûc cuía khäng khê trong thiãút bë trãn mæïc loíng, Pa; hc - chiãöu cao miãúng âãûm voìng chàõn dáöu, m: (hc = 6Sc). Âãø xaïc âënh Nc coï thãø láúy P = 0,1 MPa.

219

Xaïc âënh âæåìng kênh truûc dáùn cuía maïy khuáúy theo cäng thæïc gáön âuïng, xuáút phaït tæì âäü bãön chëu xoàõn cuía truûc: d B = 1,7 ⋅ 3

Mx +CM ′ τ CP

trong âoï: Mx - mämen xoàõn trãn truûc maïy khuáúy, N⋅ m; ′ - æïng suáút tiãúp cho pheïp âäúi våïi váût liãûu truûc chëu xoàõn; τ CP CM - hiãûu chènh roì rè, xoïi moìn váût liãûu, m. Mä men xoàõn trãn truûc maïy khuáúy: M x = 0,163

NP n

trong âoï: NP - cäng suáút tênh cho truûc; n - hãû säú an toaìn. Âãø âaím baío âäü bãön cáön phaíi nhán âaûi læåüng nháûn âæåüc theo tênh toaïn dB våïi hãû säú 1,25 vaì nháûn âæåüc d B′ . Âãø xaïc âënh âæåìng kênh âoaûn truûc nàòm cao hån tuabin nhoí åí phêa dæåïi d B′′ cáön nhán âaûi læåüng d B′ våïi hãû säú 1,07. Âãø xaïc âënh âæåìng kênh cuía truûc nàòm cao hån tuabin nhoí åí phêa trãn d B′′′ khi læu læåüng qua voìng chàõn dáöu cáön nhán trë säú d B′ våïi hãû säú 1,14. Truûc âæåüc chãú taûo bàòng theïp CT45. Giåïi haûn bãön cuía theïp CT45 laì σb = 610 MN/m2 (xáúp xè 62 kG/ mm2), hãû säú an toaìn nB = 2,6. ÆÏng suáút cho pheïp âæåüc xaïc âënh theo tyí säú giæîa âäü bãön giåïi haûn vaì hãû säú an toaìn, ta coï :

[σ ] = σ b ÆÏng suáút tiãúp cho pheïp: [τ ] = 0,6[σ ] .

nB

ÆÏng suáút cho pheïp âäúi våïi caïc truûc cuía caïc cå cáúu khuáúy träün : [τ ′] = 0,5[τ ] . Bãö daìy cuía miãúng âãûm voìng chàõn dáöu (mm): S c = 0,044 d B′′

trong âoï: d B′′ - âæåìng kênh cuía truûc, m. Sau âoï xaïc âënh læûc neïn lãn miãúng âãûm: PC′ = π (d B′′ + S c ) ⋅ S c P ⋅ e

h 0, 4 c Sc

trong âoï: P - Aïp suáút cho pheïp trong thiãút bë khi tiãût truìng, Pa. 220

Cäng suáút âæåüc thiãút láûp cuäúi cuìng NTL (kW) cuía âäüng cå dáùn âäüng cho maïy khuáúy träün âæåüc tênh theo cäng thæïc: N TL = 1,15

(N P + N C ) η

η - hiãûu suáút truyãön âäüng cuía bäü truyãön. Sau âoï theo trë säú NTL choün dáùn âäüng âæïng, daûng âäüng cå, cäng suáút cuía noï vaì säú voìng quay. 10.4.3. Cán bàòng nhiãût cho caïc thiãút bë lãn men

Trong quaï trçnh hoaût âäüng cuía vi sinh váût trong thiãút bë, mäüt læåüng nhiãût âæåüc thoaït ra. Sæû phaït triãøn giäúng bë cháûm laûi khi tàng nhiãût âäü canh træåìng, coìn sau âoï coï khaí nàng vi sinh váût bë chãút. Âãø ngàn ngæìa hiãûn tæåüng âoï caïc thiãút bë lãn men cáön phaíi trang bë caïc cå cáúu thaíi nhiãût (äúng xoàõn, aïo, caïc äúng nhiãût). Læåüng nhiãût thaíi ra tæì canh træåìng vaì tiãu hao næåïc laìm laûnh âæåüc xaïc âënh tæì cán bàòng nhiãût. Thu nhiãût Våïi mäi træåìng dinh dæåîng: Q1 = GnCntn

Tiãu hao nhiãût Våïi canh træåìng thaình pháøm: QS = GkCktk

Nhiãût sinh hoüc âæåüc giaíi phoïng khi phaït triãøn canh træåìng: Q2 = qp Våïi næåïc laìm laûnh: Q3 = GBCBt1B

Våïi næåïc laìm laûnh: Q6 = GBCBt2B

Våïi khäng khê thäøi; Q4 = Li1

Våïi khäng khê thäøi: Q7 = Li2 Täøn tháút nhiãût vaìo mäi træåìng xung quanh Q8 = 3600 αFa∆t

trong âoï: Gn , GB vaì Gk - khäúi læåüng mäi træåìng dinh dæåîng, næåïc laìm laûnh vaì canh træåìng thaình pháøm, kg; Cn , CB , vaì Ck - nhiãût dung riãng cuía mäi træåìng dinh dæåîng, næåïc laìm laûnh vaì canh træåìng thaình pháøm, kJ/(kg⋅K); tn , tk , t1B vaì t2B - nhiãût âäü cuía mäi træåìng dinh dæåîng, canh træåìng thaình pháøm, næåïc laìm laûnh âáöu vaì cuäúi, K; q - læåüng nhiãût trung bçnh âæåüc giaíi phoïng khi mæïc tàng sinh khäúi cuía chuíng vi sinh váût, kJ/kg; p - mæïc tàng sinh khäúi sinh váût, kg/h; L - læåüng khäng khê âæåüc thäøi, kg/h;

221

i1vaì i2 - entanpi cuía khäng khê måïi vaì khäng khê thaíi, kJ/kg; Fa - diãûn têch bãö màût cuía thiãút bë lãn men, m2;

α - hãû säú thaíi nhiãût tæì bãö màût thiãút bë vaìo mäi træåìng xung quanh kW/(m2⋅K); ∆t - hiãûu trung bçnh nhiãût âäü cuía canh træåìng phaït triãøn vaì khäng khê xung quanh thiãút bë, K.

Phæång trçnh cán bàòng nhiãût âäü cuía thiãút bë lãn men coï daûng: G BC B (t 2 B − t 1B ) = Q1 + Q 2 − Q 5 − Q 8 − L (i 2 − i 1 )

Âàût Q1 + Q 2 − Q 5 − Q 8 − L (i 2 − i 1 ) = Q , khi âoï tiãu hao næåïc laìm laûnh (kg/h): Q

GB =

C B (t 2B − t 1B )

Diãûn têch bãö màût truyãön nhiãût cuía thiãút bë lãn men, (m2):

F =

Q 3600K ∆t

trong âoï: K - hãû säú truyãön nhiãût, W/(m2⋅K); ∆t - hiãûu trung bçnh nhiãût âäü cuía canh træåìng phaït triãøn vaì næåïc laìm laûnh, 0C: K =

1 ⎛ 1 δ 1 ⎞ ⎜⎜ + + ⎟⎟ α λ α 2⎠ ⎝ 1

Âaûi læåüng thaíi nhiãût α2 âäúi våïi næåïc âæåüc xaïc âënh phuû thuäüc vaìo chuáøn Re. Xaïc âënh âæåüc âaûi læåüng thaíi nhiãût tæì tæåìng tåïi mäi træåìng phaït triãøn α1 seî bë phæïc taûp do sæû täön taûi trong mäi træåìng mäüt læåüng låïn khäng khê phán taïn ra thaình nhæîng boüt nhoí vaì laìm giaím âiãöu kiãûn thaíi nhiãût. Cho nãn våïi sai säú xaïc âënh, coï thãø sæí duûng phæång trçnh thæûc nghiãûm âãø xaïc âënh thaíi nhiãût tæì bãö màût cuía äúng âãún caïc dung dëch âæåìng vaì rè âæåìng theo tyí troüng vaì âäü nhåït khi âäúi læu tæû nhiãn:

α 1 = 2850 ⋅ 3

(t CT − t T ) µ

trong âoï: tCT vaì tT - nhiãût âäü cuía canh træåìng phaït triãøn vaì nhiãût âäü cuía tæåìng aïo, 0C;

µ - âäü nhåït âäüng hoüc cuía mäi træåìng, Pa⋅S. Âäü nhåït dung dëch rè âæåìng loaîng coï thãø tênh theo cäng thæïc:

µ = (1,2 + 0,046B − 0,0014Bt ) ⋅ 10 −3 trong âoï: B - näöng âäü cuía dung dëch, %,

222

t - nhiãût âäü cuía dung dëch, 0C. Trãn cå såí cuía caïc säú liãûu thæûc nghiãûm âäúi våïi thiãút bë lãn men coï aïo laûnh, coï tênh âãún sæû nhiãùm báøn tæåìng coï thãø láúy k = 3000 W/(m2⋅K). Tiãu hao khäng khê âãø thäøi canh træåìng phaït triãøn åí trong giåïi haûn 60 ÷ 120 m3/ (h⋅m3).

223