0.14 Thiết bị phân chia pha lỏng và pha rắn  (Page 2/14)

Phân loại các máy ly tâm

Các máy ly tâm công nghiệp được chia ra:

Theo nguyên tắc phân chia - kết tủa, phân chia (phân ly), lọc và tổng hợp.

Theo đặc tính tiến hành quá trình ly tâm - chu kỳ và liên tục.

Theo dấu hiệu về kết cấu - nằm ngang (có trục nằm ngang), nghiêng (có trục nghiêng) và đứng.

Theo phương pháp thải cặn ra khỏi rôto.

Khi sản xuất các chất hoạt hoá sinh học thường sử dụng các máy ly tâm tác động chu kỳ, thải cặn bằng cơ khí hoá hay thủ công, còn khi sản xuất lớn - các máy ly tâm tự động hoá tác động liên tục.

Khi lựa chọn các máy ly tâm cần phải dựa vào các đặc tính công nghệ của chúng và các tính chất lý học của vật liệu đem gia công (độ phân tán của pha rắn, độ nhớt của pha lỏng và nồng độ của nó).

Nồng độ huyền phù bằng tỷ số giữa lượng pha rắn và tổng lượng huyền phù. Nồng độ huyền phù có thể thể hiện bằng phần trăm theo khối lượng hay phần trăm theo thể tích. Hiệu nồng độ giữa pha rắn và pha lỏng càng lớn thì năng suất của máy ly tâm lắng càng cao.

Lực ly tâm Pl (N) là động lực của quá trình ly tâm:

$P_l=\frac{{\text{mv}}^2}{2}=\frac{G{\Omega }^{2}R}{g}=\frac{\text{GR}{\omega }^2}{\text{900}}$

trong đó: m - khối lượng của máy và chất lỏng, kg;

v - tốc độ biên, m/s;

R - bán kính bên trong của thùng quay, m;

G - trọng lượng của vật thể quay, N;  - tốc độ góc của thùng quay, độ/s ( $\Omega =\frac{\text{πω}}{\text{30}}$ );

g - gia tốc rơi tự do, m/s2.

Yếu tố phân chia là một trong những chuẩn cơ bản để lựa chọn máy ly tâm hay máy phân ly. Yếu tố phân chia xác định gia tốc của trường ly tâm được phát triển trong máy, có bao nhiêu lần lớn hơn gia tốc trọng lực. Yếu tố phân chia được xác định theo công thức:

$f_p=\frac{{\Omega }^{2}R}{g}\simeq \frac{{\omega }^{2}R}{\text{900}}$ .

Yếu tố phân chia càng cao thì khả năng phân chia của máy càng lớn. Yếu tố phân chia sẽ tăng đáng kể khi tăng số vòng quay của rôto. Ký hiệu năng suất của máy là chỉ số cơ bản của máy hoạt động:

$\sum F_l{f}_p$

trong đo : Fl - diện tích bề mặt lắng của xilanh, m2.

Máy ly tâm dạng lắng và dạng lọc

Các máy ly tâm thuộc dạng này được bịt kín, có thiết bị điện an toàn và thải cặn ở phía trên bằng phương pháp thủ công. Dẫn động máy ly tâm được thực hiện từ động cơ qua truyền động bằng dây đai hình thang. Trong các máy loại này có khoá liên động cho động cơ và nắp vỏ khi giảm áp suất khí trơ trong các khoang vỏ dưới 1470 Pa. Các chi tiết của máy tiếp xúc với sản phẩm được chế tạo bằng thép 12X18H10T.

Trong công nghiệp vi sinh máy ly tâm đứng có kích thước nhỏ được sử dụng rộng rãi do độ kín và tính an toàn cao. Loại này rất thuận lợi cho nhiều quá trình tách và làm sạch một lượng vừa phải các chất hoạt hoá sinh học. Đặc tính kỹ thuật của chúng được nêu ở bảng 11.1.

Máy ly tâm ống (máy ly tâm siêu tốc)

Để làm trong các huyền phù có chứa một lượng không đáng kể các tạp chất rắn có độ phân tán cao, để tách các tạp chất rắn có độ phân tán cao và các nhũ tương thường sử dụng máy ly tâm siêu tốc. Khi làm trong huyền phù có chứa pha rắn có độ phân tán cao hơn 1% thì các máy ly tâm siêu tốc được hoạt động theo chu kỳ và tháo cặn bằng phương pháp thủ công. Khi tách nhũ tương thì các máy ly tâm siêu tốc hoạt động liên tục.