ỒỒ ẢẢ ẨẨ THU HTHU H ỒỒ I SI S ẢẢ N PHN PH ẨẨ M TRONG M TRONG CÁC QUÁ TRÌNHCÁC QUÁ TRÌNH ỨỨ NG DNG D ỤỤ NGNG CÁC QUÁ TRÌNH CÁC QUÁ TRÌNH ỨỨ NG DNG D ỤỤ NG NG CÔNG NGHCÔNG NGH ỆỆ SINH HSINH H ỌỌ C C ỆỆ ỌỌ TS. VŨ HTS. VŨ HỒỒNG THNG THẮẮNGNG BB ộộ môn CN Lên men Trmôn CN Lên men Tr ườườ ng ĐHBK Hà Nng ĐHBK Hà N ộộ ii BB ộộ môn CN Lên men , Trmôn CN Lên men , Tr ườườ ng ĐHBK Hà Nng ĐHBK Hà N ộộ ii 4. Phân tách l 4. Phân tách l ỏỏn g n g rr ắắnn gg  PhPhươương pháp lng pháp lọọc thông thc thông thườườngng  PhPh ươươ ng pháp lng pháp l ắắ ng gng g ạạ n và ly tâmn và ly tâm PhPh ươươ ng pháp lng pháp l ắắ ng gng g ạạ n và ly tâmn và ly tâm Phân tách lPhân tách l ỏỏ ng ng rr ắắ nn Phân tách lPhân tách l ỏỏ ng ng –– rr ắắ nn ấấ hihi ềề hh bb đđ ầầ iêiê áá ìhìh hh  TrongTrong rr ấấ ttn hi n hi ềề uutrtrườườngng hh ợợp,p, bb ướướcc đđ ầầ uut iê nt iê ntrongtrong qu á qu á tr ì n h tr ì n h t h ut h u hhồồiissảảnnphphẩẩmmlàlà phânphân táchtách llỏỏngng ––rrắắn,n, mmộộttphphươươngng pháppháp phânphân táchtách cc ơơ hh ọọ cc đđ ểể phânphân táchtách 11 hh ệệ dd ịị thth ểể táchtách cc ơơ hh ọọ cc đđ ểể phânphân táchtách 11 hh ệệ dd ịị thth ểể  PhPhươươn g n g p há pp há p p hân p hân táchtách dd ựự aa v ào v ào ss ựự kháckhác nhaunhau vv ềề tínhtính chch ấấ tt vv ậậ tt gg pppp pp ựự ựự ậậ lýlý ccủủaaphapha rrắắnnvàvà phapha llỏỏngng nhnhưư kíchkích ththướước,c, hìnhhình ddạạngng vàvà ttỉỉ trtrọọngng HaiHai nguyênnguyên lýlý sausau đâyđây ththườườngng đđượượccápáp ddụụngng:: ắắ ằằ GiGi ữữ llạạiiphapha rr ắắ nnbb ằằ ngng rây,rây, sàngsàng hohoặặcc vv ậậttliliệệuullọọcc;; SSửử ddụụngng ssựự kháckhác nhaunhau vvềề ttốốcc đđộộ llắắngng ccủủaahhạạttrrắắnnkhikhi didi chuychuy ểể nn trongtrong phapha ll ỏỏ ngng QuáQuá trìnhtrình nàynày cócó thth ểể đđ ượượ cc thth ựự cc chuychuy ểể nn trongtrong phapha ll ỏỏ ngng QuáQuá trìnhtrình nàynày cócó thth ểể đđ ượượ cc thth ựự cc hihiệệnnnhnhờờ trtrọọngng llựựcc(l(lắắng)ng) hayhay táctác đđộộngng 11ngongoạạiillựựcc(ly(ly tâm)tâm) Phân tách lPhân tách lỏỏng ng ––rrắắn bn bằằng phng phươương pháp lng pháp lọọcc -Lọc là kỹ thuật phân tách lỏng – rắn ra thành 2 pha riêng biệt: pha rắn – bã (cake) và pha lỏng – dịch lọc (filtrate) - Khi l ọ c d ị ch lên men thì sinh kh ố i t ế bào vi sinh v ậ t cũng chính là 1 Khi l ọ c d ị ch lên men thì sinh kh ố i t ế bào vi sinh v ậ t cũng chính là 1 lớp trợ lọc. Các loCác loạại vi vậật lit liệệu lu lọọcc VVậật lit liệệu lu lọọccVí dVí dụụ TTấấm kim lom kim loạạiiKim loKim loạại nung có li nung có lỗỗ; s; sợợi kim loi kim loạại di dệệtt VV ảải di d ệệ tt VV ảải bôn g, v i bôn g, v ảải ti tổổn g hn g h ợợ pp ệệ g,g, gg ợợ pp TTấấm không dm không dệệttGiGiấấy (cellulose), sy (cellulose), sợợi thi thủủy tinhy tinh SS ứứ Silica, oxyt nhôm Silica, oxyt nhôm SS ứứ Silica, oxyt nhôm Silica, oxyt nhôm TTấấm tm tổổng hng hợợppMàng tMàng tổổng hng hợợpp Nguyên lý cNguyên lý cơơ bbảản cn củủa quá trình la quá trình lọọcc hl () ' '  Địn h l uật Darcy: ( 1 ) ấ ' ' )( Vmc rr p Φ + = Δ η  Trong đó: là chênh lệc áp su ấ t (Nm -2 ); là độ nhớt động học; p Δ η , là trở l ự c lọc của bã và vật liệu lọc (m -1 ); là lưu lượng (ms -1 ) và được biểu diễn như sau: c r m r '' V Φ (2) Adt dV V 1 '' =Φ với A là diện tích bề mặt lọc (m 2 ) và V là thể tích dịch lọc (m 3 ) Nguyên lý cNguyên lý cơơ bbảản cn củủa quá trình la quá trình lọọcc  Trở lựclọctỉ lệ vớilượng bã tạo thành nên có thể biểudiễn: r = αw ( 3 ) r c αw ( 3 ) vớiwlàlượng bã trên 1 đơnvị diệntích(kgm -2 )vàα là trở lựclọcriêng(mkg -1 ).  Thay vào (1) và (2) ta có: pA dV Δ (4) Ph tì h ( 4 ) bi ể di ễ l bã t thà h tê 1 đ ị di ệ tí h m rw pA dt dV ηαη + Δ = Ph ư ơ ng t r ì n h ( 4 ) bi ể u di ễ n l ư ợ ng bã t ạo thà n h t r ê n 1 đ ơ n v ị di ệ n tí c h bề mặtlọctheothờigian.Khibiếtnồng độ chấtrắnCtrongdịch cần lọc thì ta có thể biểudiễn: wA = CV, do đó(4)cóthể biểudiễnnhư sau: (5) p A r p A CV dV dt m Δ + Δ = η αη 2 p p Nguyên lý cNguyên lý cơơ bbảản cn củủa quá trình la quá trình lọọcc  Giảiphương trình (5) ta được: V pA r V pA C t m Δ + Δ = η αη 2 2 2 hay baV V t += với, V pA C a Δ = 2 2 αη p A r b m Δ = η p LL ọọ c trc tr ốố n g q ua y chân khôn g n g q ua y chân khôn g ọọ gq y ggq y g hh đđ dd đđ ểể lýlý dd hh lêlê dùdù ấấ  T h T h ườườngng đđ ượượccss ửử dd ụụ ngng đđ ểể xx ửử lýlý dd ịịc h c h lê n lê n menmen dù ng dù ng nn ấấ mm menmen vàvà nnấấmmmmốốcc  TrTrốốngng quayquay cócó 11phphầầnn điđiquaqua ddịịchch huyhuyềềnnphù,phù, phphầầnnbãbã rrắắnn bb ịị gigi ữữ ll ạạ ii trêntrên vv ảả ii ll ọọ cc còncòn phph ầầ nn dd ịị chch ll ọọ cc trongtrong đđ ượượ cc húthút bb ịị gigi ữữ ll ạạ ii trêntrên vv ảả ii ll ọọ cc còncòn phph ầầ nn dd ịị chch ll ọọ cc trongtrong đđ ượượ cc húthút chânchân khôngkhông vàovào phíaphía trongtrong đđếếnnbbộộ phphậậnnthuthu gomgom  BãBã ssẽẽ bbịị khôkhô vàvà đđượượcctáchtách rara bbằằngng bbộộ phphậậnnccạạoobãbã vvớớiikikiểểuu trtr ụụ cc quayquay hoho ặặ cc ss ợợ ii chocho bãbã khôkhô vàvà kiki ểể uu daodao cc ạạ oo chocho bãbã trtr ụụ cc quayquay hoho ặặ cc ss ợợ ii chocho bãbã khôkhô vàvà kiki ểể uu daodao cc ạạ oo chocho bãbã dínhdính Má y lMá y l ọọ c trc tr ốố n g hút chân khôn g n g hút chân khôn g yy ọọ gggg [...]... đầu tiên trong đa số các quá trình thu hồi sản phẩm của CNSH trong đó kỹ thu t l c và ly tâm được lọc sử dụng chủ yếu Việc lựa chọn phương pháp phân tách thích hợp phụ thu c vào tính chất của dịch lên men (độ nhớt, tính chất và kích thước tế bào sử dụng etc ) cũng như các yêu cầu an toàn và thanh trùng dụng, etc.) trùng Lọc ép khung bản và lọc kiểu trống quay chân không được sử dụng chủ yếu trong lọc... thiết bị và năng lượng nhưng các quá trình này đều dễ dàng thực hiện được ở quy mô lớn Hiện nay, các quá trình phân tách bằng màng hiện đang được sử dụng rộng rãi vì tiêu tốn ít năng lượng và khả năng phân tách tốt tương đương 1 bước tinh chế sản phẩm Nhiệt động học quá trình tách nước khỏi dung dịch (1) Để cô đặc 1 sản phẩm bằng cách loại bỏ nước, 1 pha bổ sung sẽ được sử dụng để dễ dàng loại nước hơn... quan trọng trong quá trình tính toán mở rộng quy mô thiết bị bị Tuy nhiên, không có 1 quy tắc cố định nào cho việc lựa chọn thiết bị hâ ly lỏng-rắn Các thử nghiệm ở quy mô nhỏ và quy mô b phân l l ắ á h hi ô h à ô pilot là cần thiết 5 Thu hồi sản phẩm dạng thô hồ sả phẩ dạ Giớ thiệ Giới thiệu Động học quá trình tách loại nước họ loạ nước Phương Phương pháp bốc hơi bố hơ Phương Phương pháp sử dụng màng... chất hòa tan không bay hơi thì hơi nước được sử dụng như pha bổ sung Quá trình này được thực hiện hoặc bằng cách bốc hơi sử dụng nhiệt hoặc đông lạnh dung dịch để loại nước dưới dạng đá Màng bán thấm cũng có thể được sử dụng như là 1 pha bổ sung cho quá trình loại nước Bằng cách áp dụng 1 áp suất cao lên dung dịch thì nước có thể đi qua màng bán thấm Quá trình loại nước khỏi dung dịch luôn đòi hỏi 1... tốc độ không đổi lắng lắng Ứng dụng của lắng trong thu hồi sản phẩm của CNSH là hạn chế do thời gian tiến hành rất lâu và thiết bị lắng đòi hỏi kích thước rất lớn Nếu thay thế trọng lực bằng lực ly tâm thì thời gian xử lý dịch rút ngắn rất nhiều cũng như thiết bị có kích thước nhỏ hơn nhiều thiết bị lắng Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lắng yế tố hưởng đế q g lắ g Fd Các lực á động lê h rắn ( i... vi sinh vật khỏi dịch lên men thì phần dịch trong thường chứa khoảng 85 – 98% nước Việc loại bỏ lượng nước này là bắt buộc nhằm thu nước được sản phẩm tinh khiết Quá trình l á ì h loại nước có thể đ ó hể được thực h h hiện bằ 1 trong các phương pháp sau: bằng á h há - Bốc hơi (evaporation); - Phân tách bằng màng (membrane processes; - Chiết lỏng – lỏng (liquid –liquid extraction); - Kết tủa Quá trình. .. dụng phổ biến nhất trong CNSH và CNTP đĩa: loạ ược phổ biế nhấ CNTP Thiế Thiết bị gồm các đĩa chóp cụt rỗng xếp chồng lên nhau nhằm tăng diện tích vùng p g chồ g nhằ g diệ g làm trong Các thanh ngăn giữ cho các đĩa cách nhau 1 khoảng 0.4-2 mm Góc trong giữ khoả mm nghiêng của đĩa khoảng 40-50° phụ thu c vào tính chất của dịch cần xử lý khoả 40-50° phụ thu chấ lý Thiế Thiết bị này có thể xả bã và thu. .. kết thú quá t ì h l thúc á trình lọc, bã l có thể đ lọc ó được tái sử d ử dụng bằ bằng cách loại bỏ tạp chất, rửa và làm khô Mở rộng quy mô (scale up) thiết bị lọc khung bản thiế bị bả Hai yếu tố chủ yếu ảnh hưởng đến quá trình mở rộng quy mô thiết bị là trở lực lớp bã và thể tích lớp bã Xác định hệ số a, b trong phương trình lọc Tính toán hiệu suất quá trình lọc ở quy mô lớn dựa vào phương trình lọc... Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lắng yế tố hưởng đế lắ Nếu quá trình lắng thực hiện liên tục với vận tốc v trong 1 thiết bị có chiều cao H ( ) dài L ( ) và rộng W ( ) thì thời gian l của chất hiề (m), (m) à (m) hì h i i lưu hấ rắn t được tính như sau: Vtan k L.W H t= = ΦV ΦV Trong đó ΦV là l l T lưu lượng dị h chảy qua thiết bị ( 3/ ) dịch hả (m /s) Trong cùng thời gian thì các hạt rắn phải chạm đáy... men dị Nếu trở lực lọc riêng của lớp bã quá cao (α> 1014 mkg-1) thì dịch lên trở men phải đ hải được xử lý sơ bộ bằ cách bổ sung chất t l ( ử bằng á h hất trợ lọc (0.5 – 5%, % w/w) hoặc chất kết lắng (0.1 – 2%, w/w) vào Chất trợ lọc, ví dụ như diatomit, perlite hay than hoạt tính có tác dụng hình thành 1 lớp bã ít bị nén chặt và chất lỏng dễ thấm qua trong quá trình lọc Chất kết lắng là những chất điện . ỒỒ ẢẢ ẨẨ THU HTHU H ỒỒ I SI S ẢẢ N PHN PH ẨẨ M TRONG M TRONG CÁC QUÁ TRÌNHCÁC QUÁ TRÌNH ỨỨ NG DNG D ỤỤ NGNG CÁC QUÁ TRÌNH CÁC QUÁ TRÌNH ỨỨ NG DNG D ỤỤ NG NG CÔNG NGHCÔNG NGH ỆỆ SINH. ccủủaahhạạttrrắắnnkhikhi didi chuychuy ểể nn trongtrong phapha ll ỏỏ ngng Qu Quá trìnhtrình nàynày cócó thth ểể đđ ượượ cc thth ựự cc chuychuy ểể nn trongtrong phapha ll ỏỏ ngng Qu Quá trìnhtrình nàynày cócó thth ểể đđ ượượ cc thth ựự cc hihiệệnnnhnhờờ. đếnquátrìnhmở rộng quy mô thiết bị là trở lựclớpbãvàthể tích lớpbã.  Xác định hệ số a, b trong phương trình lọc.  Tính toán hiệusuấtquátrìnhlọc ở quy mô lớndựavàophương trình lọc. Coi như các