Tiểu luận Về các thiết bị trích ly

ĐH NÔNG LÂM THÁI NGUYÊNKHOA: CNSH- CNTP------oOo----- BÀI TIỂU LUẬN VỀ CÁC THIẾT BỊ TRÍCH LY Môn học: Hóa công Giáo viên: Trần Văn Hùng Nhóm: 10 THÁI NGUYÊN 2012 Nhóm 10 Nông Văn Trưởng Nguyễn Duy Tuấn Nguyễn Thị Tuyết Nguyễn Thị Hồng Vân Bùi Thế Việt Nguyễn Thị Hải Yến NỘI DUNG CHÍNH ĐẶT VẤN ĐỀ NỘI DUNG KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO I. ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay, việc tạo ra một sản phẩm mang đậm nét đặc trưng của chính nguyên liệu tạo ra nó không còn là chuyện khó khăn nữa. Bởi nó đã được bổ sung những hương vị màu sắc từ chính những nguyên liệu đó nhưng cái quan trọng ở đây là hương vị màu sắc đặc trưng ấy do đâu mà có. Đó chính là nhờ vào công nghệ trích ly các chất màu,chất mùi chính nguyên liệu đó. Việc trích ly đó không chỉ mới được phát hiện mà nó đã xuất hiện từ rất lâu. Trước đây cha ông ta đã biết ứng dụng nó trong việc kéo rút các chất trong rau quả bằng các dung môi khác nhau như:ngâm rươu các loại trái cây, việc sản xuất nước mắm. Tuy nhiên công việc đó mới chỉ được tiến hành ở quy mô nhỏ. Ngày nay công nghệ trích ly đó đã được kế thừa và tiếp tục phát triển trên quy mô lớn hơn để phục vụ nhu cầu ngày càng cao của con người. Trong điều kiện cấp thiết đó công nghệ trích ly thực sự đóng vai trò quan trọng và cần thiết cho sự phát triển của ngành công nghệ thực phẩm nói riêng và các ngành khác nói chung. II.NỘI DUNG 1. Khái niệm - Trích ly là quá trình tách các chất có thành phần phức tạp chứa một hay nhiều cấu tử bằng dung môi. - Trong công nghiệp vi sinh việc trích ly được ứng dụng để tách enzim ra khỏi canh trường nấm mốc được nuôi cấy bằng phương pháp bề mặt, để tách monosaccarit từ pha rắn sau khi thủy phân polysaccarit, để tách lipit từ sinh khối nấm men… - Để trích ly các chất hoạt hóa sinh học người ta ứng dụng các bộ trích ly tác động tuần hoàn và liên tục. Các bộ trích ly và các bộ khuếch tán tác động tuần hoàn có hiệu suất không cao cho nên chỉ ứng dụng trong sản xuất quy mô nhỏ. Các ống khuếch tán, các bộ khuếch tán, máy tách dạng cột kiểu nằm ngang hay đứng cũng như các máy tách dạng roto đều thuộc bộ trích ly tác động liên tục. 2. Thiết bị trích ly * Mục đích của thiết bị trích ly: - Tách các cấu tử quý - Thu được dung dịch có nồng độ đậm đặc (đối với trích ly lỏng- lỏng). - Để phân tách một hỗn hợp đồng nhất thành các cấu tử thành phần. 2.1.Thiết bị trích ly ở trong công nghiệp sản xuất tinh dầu. 1: thiết bị trích ly 2 thiết bị làm bay hơi dung môi 3: thiết bị ngưng tụ 4: thùng chứa Nguyên lí hoạt động Nguyên liệu cho vào thiết bị trích ly. Sau khi cho dung môi và nguyên liệu vào thiết bị trích ly, đem lọc ta được mitxen,mitxen là hỗn hợp gồm tinh dầu và dung môi. Đem lắng và lọc mitxen để tách các tạp chất như mảnh nguyên liệu…dùng hơi để cất thu hồi lại dung môi. Dung môi từ bả trích ly và dung môi ở thiết bị cất thu hồi được đem đi tinh chế sử dụng trở lại. 2.2.Thiết bị trích ly kiểu thùng quay 1: Cửa cho nguyên liệu vào 2: Ống dẫn dung môi vào 3: Hơi nước trực tiếp vào 4: Giỏ chứa nguyên liệu 5: Cửa tháo bả 6: Ống tháo mitxen Nguyên lí hoạt động - Nguyên liệu được cho vào các giỏ chứa 4 lắp trên một khung quay - Các giỏ chứa nguyên liệu được nhúng liên tục vào dung môi. - Khi nguyên liệu đã hết tinh dầu, mitxen được tháo ra ở cửa 6. - Sau đó cho hơi nước vào vỏ nhiệt của thiết bị theo ống 3 để tách dung môi từ bả trích ly. 1: Cửa cho nguyên liệu vào 2: Ống dẫn dung môi vào 3: Hơi nước trực tiếp vào 4: Giỏ chứa nguyên liệu 5: Cửa tháo bả 6: Ống tháo mitxen 2.3.Thiết bị trích ly kiểu vít tải Nguyên lý hoạt động Bộ nạp liệu kiểu vít tải chuyển pha rắn của canh trường nấm mốc vào phần trên của cột nạp liệu. Vít đột lỗ chuyến tiếp xuống phía dưới và qua phần nằm ngang của cột nâng và cột nâng. Canh trường nấm mốc từ cột nạp liệu qua cột chuyển nằm ngang vào cột nâng và sau khi vắt thì thải ra ngoài. Nước dâng lên trong cột nạp liệu được bão hòa liên tục và sau khi qua bộ lọc ở phần trên của cột nâng thì đưa ra ngoài. Hệ số chứa đầy pha rắn của cột có tính đến sự trương nở của sản phẩm là 0,8. Thời gian trích ly là 40- 60 phút ở nhiệt độ 250C. Sử dụng bộ dẫn đông điều chỉnh có công suất 3,2 kW, số vòng quay 1500:150 vòng/phút để quay vít tải. Truyền động thực hiện qua đai truyền và bộ truyền động. Ưu, nhược điểm của thiết bị trích ly * Ưu điểm Trích ly được tiến hành ở nhiệt độ thường nên thích hợp với những chất đễ phân hủy ở nhiệt độ cao. Có thể tách được những dung dịch đẳng phí và những dung dịch có độ bay hơi tương đối rất gần nhau. Với những dung dịch quá pha loãng thì dùng trích ly sẽ tiết kiệm hơn. * Nhược điểm Thiết bị trích ly đắt tiền và phức tạp 2.4.Máy trích ly hai vít nằm ngang tác động liên tục Nguyên lý hoạt động Bộ định lượng được đặt trên thiết bị trích ly để nạp sản phẩm vào phần dưới của máng. Từ đầu khác của thiết bị bơm định lượng đẩy dung môi qua bộ trao đổi nhiệt vào đầu trên của máng. Phần chiết qua bộ tự lọc tinh ở phần cuối của máng được tải ra ngoài Quá trình trích ly được tiến hành 2 mức và ngược dòng,phương pháp tiếp xúc pha rắn với pha lỏng như thế sẽ bảo đảm hiệu suất chiết cao hơn. Thời gian trích ly được điều chỉnh bởi tốc độ quay của vít tải. Nhược điểm và giải pháp * Nhược điểm: Tạo ra các vùng,các rãnh ứ đọng có sức cản thủy lực nhỏ làm cho dung môi tác động không đều. * Giải pháp : Để loại trừ các vùng ứ đọng trên trục vít,người ta thiết lập bộ lệch tâm chuyển vị nhau khoảng 10-20 độ. 2.5.Máy trích ly liên tục dạng rôto * Cấu tạo: Máy trích ly này được sản xuất từ thép chứa ít cacbon và là một khối kín bất động, bên trong có rôto được chia ra thành 16 hinh quạt làm quay trục đứng. * Ứng dụng: để trích ly enzim một cách liên tục từ các canh trường nấm mốc và vi khuẩn. Nguyên lý hoạt động Canh trường nấm mốc được nghiền nhỏ, định lượng và cho vào đáy lưới (mỗi ngăn có đáy lưới với bề sâu 0,23 - 0,36 m). Khi rôto quay chậm các khoang hình quạt trên liên tục đi qua 4 khu vực.Ở khu vực đầu canh trường được gia công bằng nước, sau đó nhờ bơm chân không phần chiết được lọc và chảy vào thùng chứa để bơm vào khu vực 2.Tại đây canh trường nấm mốc được trích ly,lọc và cho chảy vào thùng chứa 2.Các công đoạn này được lặp lại trong các khu vực 3 và 4. Sau khi trích ly phần chiết được làm giàu enzim cho vào gia công tiếp theo,còn bã sinh học được thải ra và cho vào sấy. Dẫn động của rôto máy trích ly được thực hiện qua bộ truyền động đồng thời các bánh đai thay đổi làm thay đổi số vòng quay của rôto. 3.Các bộ khuếch tán Cấu tạo và nguyên lý hoạt động Bộ khuếch tán gồm từ 8-10 ống khuếch tán được lắp trên một mặt phẳng chung.Tất cả các ống được thống nhất hóa, có hình dạng có hình dạng xilanh đứng với các cửa đóng kín lật được và có ống đáy hình nón. Phần dưới nón của ống khuếch tán có ống nối đẻ nạp nước vào khuếch tán,nạp hơi đẻ tiệt trùng thiết bị,để tháo nước rửa và bã sinh học. Phần trên của xilanh của ống khuếch tán có khớp nối để lấy nước chiết. Các khớp nối ở dưới đều có van 3 cửa để tháo phần chiết được vào ống khuếch tán tiếp theo hoặc vào ống dẫn để xả. Van không khí trên nắp dùng để lấy mẫu khi chuyển nước chiết từ ống khuếch tán này này sang ống khuếch tán khác. Các khớp nối ở dưới đều có van 3 cửa để tháo phần chiết được vào ống khuếch tán tiếp theo hoặc vào ống dẫn để xả. Van không khí trên nắp dùng để lấy mẫu khi chuyển nước chiết từ ống khuếch tán này này sang ống khuếch tán khác. Dịch được trích ly từ phần trên của ống khuếch tán trước đó cho vào phần dưới của ống tiếp theo. Nước chiết được tách ra từ đầu ống khuếch tán đã chứa canh trường mới.Sau đó nạp nước chiết có nhiệt độ từ 20-22 độ C vào ống khuếch tán cuối cùng để lấy dịch chiết.Đồng thời dòng nước chảy sang ống khuếch tán tiếp theo, còn ống khuếch tán được nạp vào canh trường mới và trở thành ống đầu của bộ khuếch tán. Thời gian của quá trình trong mỗi ống khuếch tán 30-45 phút,thời gian chung là 4-6 giờ. Thiết bị khuếch tán tác dụng liên tục * Cấu tạo - phễu nhận 1 được lắp trên giàn. - bộ định lượng kiểu quay 2 được nối với phễu bằng ống mềm. - ống khuếch tán dạng cột 3 có cơ cấu dẫn động. - thùng két tạo áp suất không đổi. - thùng chứa để lắng nước chiết 6. - trạm điều khiển trung tâm. - Các xích ống lăn chuyển đông nhờ động cơ có công suất 1 kW qua bộ biến tốc xích và bộ truyền động. - Dưới tác động của xung lượng rung từ máy rung điện tử, canh trường phân nhỏ được nạp đều qua bộ định lượng vào cột đầu và liên tục chứa đầy tất cả không gian giữa hai sàng liền kề. - Khi nạp liệu vào cột đầu canh trường nấm mốc được làm ướt bằng phần chiết enzim quay về vào thiết bị khuếch tán. - Bơm nước nóng 25- 27 độ C qua sàng 4 vào phần trên của cột cuối cùng và khi gặp canh trường nấm mốc sẽ báo hòa dần enzim. Nguyên lý hoạt động Các xích ống lăn chuyển đông nhờ động cơ có công suất 1 kW qua bộ biến tốc xích và bộ truyền động. Dưới tác động của xung lượng rung từ máy rung điện tử, canh trường phân nhỏ được nạp đều qua bộ định lượng vào cột đầu và liên tục chứa đầy tất cả không gian giữa hai sàng liền kề. Khi nạp liệu vào cột đầu canh trường nấm mốc được làm ướt bằng phần chiết enzim quay về vào thiết bị khuếch tán. Bơm nước nống 25- 270C qua sàng 4 vào phần trên của cột cuối cùng và khi gặp canh trường nấm mốc sẽ báo hòa dần enzim. - Canh trường nấm mốc chuyển động liên tục các khung của sàng, còn nước triết dưới tác dộng của cột áp suất tĩnh xuất hiện do độ chênh lệch chiều cao của nước đưa vào và sự thoát phần chiết ra, chảy qua sàng. - Thu phần chiết trong khoảng thời gian 100 phút sau khi bắt đầu nạp liệu. Phần chiết được chọn lọc qua bộ lọc 7 nằm ở dưới phần cột đầu và sau đó cho vào bể lắng. - Một phần nước chiết đã được tinh chế cho vào các giai đoạn sản xuất tiếp theo, phần còn lại quay lại sàng vào phần trên của cột lần nữa thấm ướt canh trường. - Canh trường nấm mốc chuyển động liên tục các khung của sàng, còn nước triết dưới tác dộng của cột áp suất tĩnh xuất hiện do độ chênh lệch chiều cao của nước đưa vào và sự thoát phần chiết ra, chảy qua sàng. - Thu phần chiết trong khoảng thời gian 100 phút sau khi bắt đầu nạp liệu. - Phần chiết được chọn lọc qua bộ lọc 7 nằm ở dưới phần cột đầu và sau đó cho vào bể lắng. Một phần nước chiết đã được tinh chế cho vào các giai đoạn sản xuất tiếp theo, phần còn lại quay lại sàng vào phần trên của cột lần nữa thấm ướt canh trường. III.Kết luận Quá trình trích ly không những là một quá trình được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp hoá học và thực phẩm nói chung mà nó còn có ý nghĩa rất quan trọng đối với ngành công nghệ vì vậy trong ngành công nghiệp hoá học - thực phẩm, đặc biệt là trong ngành công nghệ lọc dầu, việc nghiên cứu và tìm ra các điều kiện tối ưu để tiến hành quá trình trích ly đạt hiệu quả cao nhất là rất cần thiết. VI.Tài liệu tham khảo Nguyễn Bin, Các quá trình, thiết bị trong công nghệ hoá chất và thực phẩm, Nxb Khoa học và kỹ thuật. [3] Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông, Pham Xuân Toản, Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất (1999), Nxb Khoa học và kỹ thuật [4] Các trang web: www.vocw.edu.vn, www.wikipedia.com, www.ebook.vn