Các quá trình và thiết bị công nghệ sinh học : THIẾT BỊ SẤY part 1

Chia sẻ: Safskj Aksjd | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

147
lượt xem 37
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Quá trình tách ẩm của bán thành phẩm vi sinh tổng hợp là một trong những công đoạn cuối cùng trong sản xuất các chất hoạt hoá sinh học. Chất lỏng canh trường chứa nấm men, vitamin, axit amin, enzim... có độ ẩm 30 ÷ 60% cần phải sấy. Trong các thiết bị sấy, chất lỏng canh trường bị khử nước đến 5 ÷ 12%. Sấy các sản phẩm thuộc lĩnh vực sản xuất bằng phương pháp vi sinh là quá trình phức tạp....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Các quá trình và thiết bị công nghệ sinh học : THIẾT BỊ SẤY part 1

Chæång 13 THIÃÚT BË SÁÚY Quaï trçnh taïch áøm cuía baïn thaình pháøm vi sinh täøng håüp laì mäüt trong nhæîng cäng âoaûn cuäúi cuìng trong saín xuáút caïc cháút hoaût hoaï sinh hoüc. Cháút loíng canh træåìng chæïa náúm men, vitamin, axit amin, enzim... coï âäü áøm 30 ÷ 60% cáön phaíi sáúy. Trong caïc thiãút bë sáúy, cháút loíng canh træåìng bë khæí næåïc âãún 5 ÷ 12%. Sáúy caïc saín pháøm thuäüc lénh væûc saín xuáút bàòng phæång phaïp vi sinh laì quaï trçnh phæïc taûp. Táút caí caïc saín pháøm thu nháûn âæåüc tæì täøng håüp vi sinh âæåüc chia ra laìm hai nhoïm chênh: - Caïc saín pháøm maì sau khi sáúy khäng âoìi hoíi baío giæî khaí nàng säúng cuía vi sinh váût hay khäng âoìi hoíi âäü hoaût hoaï cao cuía caïc chãú pháøm vaì caïc saín pháøm âæåüc sæí duûng nhæ nguäön caïc cháút dinh dæåîng (náúm men gia suïc, taío, axit amin...). - Caïc saín pháøm maì sau khi sáúy cáön baío giæî khaí nàng säúng hay baío giæî hoaût hoaï cao cuía caïc chãú pháøm (men baïnh mç, mäüt säú vi khuáøn vaì enzim, dæåüc pháøm baío vãû thæûc váût...). Táút nhiãn laì âäúi våïi saín pháøm nhoïm 1 coï thãø æïng duûng chãú âäü sáúy cao hån, trong âoï âäúi våïi nhoïm 2 âoìi hoíi chãú âäü sáúy tháúp hån vaì thåìi gian ngàõn hån. Täúi æu hoaï viãûc læûa choün phæång phaïp sáúy vaì caïc kãút cáúu cuía maïy sáúy coï liãn quan chàût cheî våïi âàûc tênh cuía caïc saín pháøm âem sáúy. Âãø tênh toaïn quaï trçnh sáúy cáön phaíi biãút âäü áøm cuía saín pháøm ban âáöu vaì cuäúi, cáúu truïc äúng dáùn, âäü nhåït, sæïc bãön bãö màût, hãû säú nhiãût dung, âäü dáùn nhiãût, âäü âáùn nhiãût âäü, âäü bãön nhiãût, thaình pháön hoaï hoüc... 13.1. PHÁN LOAÛI CAÏC MAÏY SÁÚY Vç saín pháøm âem sáúy coï ráút nhiãöu loaûi, cho nãn trong thæûc tãú cuîng âæåüc sæí duûng nhiãöu loaûi maïy sáúy khaïc nhau. Coï thãø nãu täøng quaït vãö sæû phán loaûi nhæ sau: - Theo phæång phaïp naûp nhiãût, caïc maïy sáúy âæåüc chia ra loaûi âäúi læu hay tiãúp xuïc. - Theo daûng cháút taíi nhiãût: khäng khi, khê vaì håi. - Theo trë säú aïp suáút trong phoìng sáúy: laìm viãûc åí aïp suáút khê quyãøn hay chán khäng. - Theo phæång phaïp taïc âäüng: tuáön hoaìn, liãn tuûc. 269
- Theo hæåïng chuyãøn âäüng cuía váût liãûu vaì cháút taíi nhiãût trong caïc maïy sáúy âäúi læu: cuìng chiãöu, ngæåüc chiãöu vaì våïi caïc doìng càõt nhau. - Theo kãút cáúu: phoìng, âæåìng háöm, bàng taíi, sáúy táöng säi, sáúy phun, thuìng quay, tiãúp xuïc, thàng hoa, bæïc xaû nhiãût. 13.2. CAÏC SAÍN PHÁØM TRONG SAÍN XUÁÚT BÀÒNG PHÆÅNG PHAÏP VI SINH LAÌ NHÆÎNG ÂÄÚI TÆÅÜNG ÂÃØ SÁÚY Khi sáúy, caïc cháút hoaût hoaï sinh hoüc bë nhæîng biãún âäøi, gáy ra tàng näöng âäü mäüt säú håüp cháút, bë aính hæåíng nhiãût âäü cuía taïc nhán sáúy, bë aính hæåíng oxy khäng khê, chëu sæû biãún âäøi cuía phaín æïng mäi træåìng... cuäúi cuìng taûo nãn nhæîng håüp cháút måïi, bë khæí caïc cháút hoaût hoaï, bë phaï huyí khaí nàng säúng cuía tãú baìo. Cho nãn táút caí caïc yãúu täú naìy cáön phaíi âãö cáûp âãún khi choün phæång phaïp sáúy vaì choün daûng thiãút bë. Nhæ quaï trçnh khæí næåïc huyãön phuì, caïc náúm men gia suïc coï haìm læåüng cháút khä âãún 20 ÷ 25% âæåüc tiãún haình trong caïc maïy sáúy truûc, phun hay laì trong caïc maïy sáúy táöng säi. Quaï trçnh sáúy âæåüc tiãún haình khi kiãøm tra cáøn tháûn chãú âäü nhiãût âäü âãø traïnh biãún tênh protein. Trong caïc maïy sáúy truûc, giåïi haûn nhiãût âäü cuía cháút taíi nhiãût 70 ÷ 800C, trong caïc maïy sáúy phun 3000C, trong caïc maïy sáúy táöng säi 3000C. Tiãún haình sáúy caïc cháút cä chæïa axit amin, cuîng nhæ lizin, histidin, arginin, triptophan âãún âäü áøm 8 ÷ 10% trong caïc maïy sáúy phun kiãøu bàng taíi vaì trong caïc maïy sáúy táöng säi. Caïc axit amin ráút nhaûy khi tàng nhiãût âäü sáúy, coï nghéa laì khäng bãön nhiãût. Vê duû nhæ Lizin khi sáúy cuìng våïi men gia suïc, caïm gaûo...khi tàng nhiãût âäü cao hån 60 ÷ 700C bë täøn tháút nhiãöu. Sæû täön taûi axit amin, gluxit, sinh khäúi vi khuáøn vaì caïc cáúu tæí khaïc coï aính hæåíng tåïi sæû giaím hiãûu suáút lizin khi sáúy. Dæåïi taïc âäüng cuía nhiãût âäü, Lizin cuìng våïi caïc cáúu tæí trãn coï thãø taûo ra nhæîng cháút khaïc. Tiãún haình sáúy caïc chãú pháøm enzim coï haìm læåüng cháút khä trong dung dëch cä ban âáöu, hay trong pháön chiãút 15 ÷ 20%, sáúy caïc chuíng bãö màût coï âäü áøm âãún 60% vaì caïc cháút cä chæïa enzim thu âæåüc bàòng phæång phaïp huït, loüc, làõng, kãút tinh... trong caïc maïy sáúy phun hay thàng hoa. Caïc chãú pháøm sáúy khä coï âäü áøm khäng låïn hån 5 ÷ 12%. Vç âa säú caïc chãú pháøm enzim khäng bãön nhiãût vaì coï khaí nàng khæí hoaût tênh åí nhiãût âäü cao hån 30 ÷ 400C. Cho nãn viãûc khæí næåïc caïc dung dëch vaì huyãön phuì chæïa enzim âæåüc tiãún haình trong caïc âiãöu kiãûn sáúy åí nhiãût âäü tháúp. Caïc khaïng sinh duìng cho chàn nuäi cuîng ráút nhaûy våïi nhiãût âäü sáúy. Chuïng âæåüc tiãún haình sáúy trong caïc maïy sáúy phun, sáúy bàng taíi âãún âäü áøm 8 ÷ 10%. Täút nháút laì sáúy táöng säi. Nhiãût âäü cao nháút cuía saín pháøm khi sáúy khäng quaï 600C. Tàng nhiãût âäü sáúy 270
laìm giaím âaïng kãø hoaût hoaï cuía caïc chãú pháøm, laìm tàng täøn tháút vitamin. Quaï trçnh sáúy phán chæïa vi khuáøn vaì caïc dæåüc liãûu baío vãû thæûc váût (nitragin, vi khuáøn chæïa niken, vi khuáøn chæïa phospho ...) coï âàûc âiãøm laì sau khi sáúy cáön phaíi baío quaín læåüng täúi âa caïc vi sinh váût coï khaí nàng säúng vaì hoaût hoaï cao trong caïc chãú pháøm. Thæûc hiãûn sáúy caïc chãú pháøm naìy trong caïc maïy sáúy phun, sáúy thàng hoa cho kãút quaí ráút täút. Trong caïc maïy sáúy phun, quaï trçnh xaíy ra åí nhiãût âäü taïc nhán sáúy 1300C vaì nhiãût âäü cuía saín pháøm sáúy khäng låïn hån 500C. 13.3. MAÏY SÁÚY THEO PHÆÅNG PHAÏP THÀNG HOA Sáúy thàng hoa laì quaï trçnh taïch áøm tæì caïc saín pháøm bàòng phæång phaïp laûnh âäng vaì tiãúp theo laì chuyãøn âaï laìm laûnh âäng âæåüc taûo thaình trong saín pháøm thaình håi, qua pha loaîng ngàõn nguíi khi âun noïng saín pháøm trong chán khäng. Khi sáúy thàng hoa, áøm chuyãøn dåìi trong saín pháøm åí daûng håi khäng keïo theo noï nhæîng cháút trêch ly vaì nhæîng vi sinh váût. Trong saín xuáút vi sinh, sáúy thàng hoa âæåüc æïng duûng cho caïc vi sinh váût, náúm men, vitamin, khaïng sinh, caïc enzim khäng bãön åí nhiãût âäü cao. Thæåìng quaï trçnh sáúy thàng hoa âæåüc bàõt âáöu tæì luïc laìm laûnh âäng bãö màût saín pháøm âãún nhiãût âäü − 20, − 300C. Täúc âäü laìm laûnh âäng caïc váût liãûu khäng bãön nhiãût aính hæåíng tåïi viãûc baío quaín hoaût âäüng säúng cuía vi sinh váût vaì âäü hoaût hoaï cuía caïc chãú pháøm sinh hoüc, vç khi laìm laûnh nhanh caïc saín pháøm taûo nãn âaï åí bãn trong tãú baìo, xaíy ra biãún âäøi nhanh choïng thaình pháön caïc dung dëch sinh lyï bãn trong vaì bãn ngoaìi tãú baìo vaì dáùn tåïi sæû phaï huyí vaì laìm chãút tãú baìo. Táút caí caïc váût liãûu sinh hoüc âem sáúy thàng hoa coï âäü áøm khaïc nhau, cho nãn chuïng coï nhæîng âiãøm ba Åtecti khaïc nhau, khi âoï coï thãø coï sæû cán bàòng âaï, pha loíng vaì pha håi. Cho nãn âäúi våïi caïc váût liãûu vi sinh , täúc âäü laûnh âäng cuía chuïng âæåüc xaïc âënh bàòng thæûc nghiãûm. Quaï trçnh thàng hoa xaíy ra åí nhæîng giaï trë aïp suáút håi trãn bãö màût váût liãûu vaì giaï trë nhiãût âäü trong caïc âiãøm nàòm åí dæåïi âiãøm ba cán bàòng pha cuía dung mäi (næåïc). Thæåìng khi sáúy thàng hoa caïc váût liãûu vi sinh, aïp suáút dæ = 133,3 ÷ 13,3 Pa, vaì nhiãût âäü cuía váût liãûu bàõt âáöu sáúy bàòng − 200C, − 300C. Khi âäü áøm cuía saín pháøm bë giaím xuäúng täúi thiãøu, nhiãût âäü cuía váût liãûu tàng âãún + 300C, + 400C. Âiãöu kiãûn sáúy nhæ thãú baío âaím quaï trçnh oxy hoaï täúi thiãøu cuía saín pháøm do haìm læåüng oxy khäng âaïng kãø trong mäi træåìng khê cuía phoìng sáúy. Trong caïc maïy sáúy thàng hoa daûng cäng nghiãûp, viãûc naûp nhiãût tåïi saín pháøm hoàûc bàòng âäü dáùn nhiãût hoàûc nhåì caïc tia häöng ngoaûi. Caïc maïy sáúy thàng hoa coï sæû taïc âäüng tuáön hoaìn hay liãn tuûc. Hçnh 13.1 chè så âäö nguyãn tàõc sáúy thàng hoa taïc âäüng tuáön hoaìn.Thiãút bë naìy gäöm phoìng sáúy hçnh truû kên 271
(näöi thàng hoa) 1, åí trong coï giaìn äúng räùng 2, váût liãûu sáúy cho vaìo âáy. Näöi thàng hoa laìm viãûc mäüt caïch tuáön hoaìn nhæ mäüt phoìng laûnh. ÅÍ chãú âäü laìm laûnh, båm 5 âáøy taïc nhán laûnh åí bãn trong äúng räùng 2. Dung dëch næåïc âaï noïng chaíy Næåïc noïng Khê chæa ngæng tuû Häùn håüp håi - khäng khê Næåïc laûnh Cháút taíi nhiãût Cháút taíi nhiãût Håi Taïc nhán laûnh Taïc nhán laûnh Cháút ngæng 6 Cháút taíi nhiãût Hçnh 13.1. Så âäö thiãút bë sáúy thàng hoa taïc âäüng tuáön hoaìn Sæû laìm laûnh cuía cháút taíi nhiãût âæåüc tiãún haình trong bäü trao âäøi nhiãût 3 coï âênh ruäüt xoàõn, cháút laìm nguäüi âi qua âoï vaì vaìo thiãút bë laìm laûnh 4. Khi näöi thàng hoa laìm viãûc åí chãú âäü cuía maïy sáúy, cháút taíi nhiãût âæåüc âun noïng trong bäü trao âäøi nhiãût 7 vaì âáøy vaìo caïc äúng räùng nhåì båm 6. Sæû ngæng tuû håi âæåüc taûo ra khi sáúy trong näöi thàng hoa âæåüc tiãún haình trong näöi ngæng tuû chäúng thàng hoa 10. Noï laì mäüt bäü trao âäøi nhiãût, häùn håüp håi - khäng khê tæì näöi thàng hoa vaìo khäng gian giæîa caïc äúng cuía bäü trao âäøi nhiãût. Cháút laìm nguäüi (amoniac, freon) qua caïc äúng 11 cuía näöi chäúng thàng hoa vaìo thiãút bë laìm laûnh 9. Thæåìng âãø laìm laûnh bãö màût thàng hoa vaì ngæng tuû, ngæåìi ta sæí duûng maïy neïn 2 hoàûc 3 cáúp coï khaí nàng âaím baío laûnh bãö màût âãún nhiãût âäü − 600C, − 400C. Caïc khê chæa ngæng tuû âæåüc taïch ra khoíi näöi chäúng thàng hoa bàòng båm chán khäng 8. Håi ngæng tuû âæåüc laìm laûnh åí daûng låïp âaï trãn bãö màût caïc äúng laûnh cuía näöi chäúng thàng hoa. Vç trong quaï trçnh laìm viãûc cuía näöi chäúng thàng hoa, caïc äúng 11 bë phuí båíi mäüt låïp âaï âaïng kãø, nãn cáön laìm tan bàng mäüt caïch chu kyì. Âãø thæûc hiãûn âiãöu âoï, âáøy næåïc noïng tæì bäü âun 7 vaìo caïc äúng 11. 272
Hiãûn nay ngæåìi ta bàõt âáöu sæí duûng phäø biãún caïc thiãút bë thàng hoa taïc âäüng liãn tuûc. Sáúy thàng hoa liãn tuûc gäöm hai näöi thàng hoa vaì hai bäü chäúng thàng hoa, chuïng laìm viãûc luán phiãn nhau. Nàng suáút cuía thiãút bë thàng hoa taïc âäüng liãn tuûc tênh theo âäü áøm bäúc håi låïn hån 200 kg/h. Thåìi gian coï màût cuía saín pháøm trong maïy sáúy tæì 40 âãún 110 phuït, nhiãût âäü cao nháút cuía saín pháøm cuäúi quaï trçnh sáúy nhoí hån 270C. 13.4. MAÏY SÁÚY PHUN Sáúy phun trong cäng nghiãûp vi sinh âæåüc sæí duûng âãø sáúy khä caïc cháút cä cuía dung dëch canh træåìng caïc cháút khaïng sinh âäüng váût, caïc axit amin, caïc enzym, caïc cháút trêch ly náúm thu nháûn âæåüc trãn caïc mäi træåìng dinh dæåîng ràõn, caïc dung dëch cháút làõng thu nháûn âæåüc khi laìm làõng enzym bàòng caïc dung mäi vä cå hay bàòng caïc muäúi trung hoaì, cuîng nhæ caïc pháön cä cháút loíng canh træåìng. Näöng âäü cháút khä trong dung dëch âem sáúy låïn hån 10%. Caïc maïy sáúy phun âæåüc sæí duûng trong caïc xê nghiãûp vi sinh, cho pheïp tiãún haình quaï trçnh åí caïc chãú âäü tæång âäúi mãöm âãø loaûi træì nhæîng täøn tháút låïn caïc cháút hoaût hoaï sinh hoüc. Phun ly tám cho khaí nàng phun âãöu saín pháøm cháút loíng vaì tàng cæåìng quaï trçnh bäúc håi. Dung dëch âem sáúy chaíy qua âéa coï âáöu phun våïi säú voìng quay låïn, nhåì âoï caïc tiãøu pháön cháút loíng biãún thaình nhæîng haût ráút nhoí (sæång muì) vaì bãö màût hoaût hoaï cuía cháút loíng âæåüc tàng lãn. Phoìng duìng âãø sáúy âæåüc chãú taûo bàòng loaûi theïp khäng gè. Chuïng coï thãø coï âaïy phàóng hay âaïy noïn. Loaûi âaïy phàóng phaíi coï cå cáúu âãø thaïo saín pháøm khä. Coìn loaûi âaïy hçnh noïn thç thaình pháøm åí daûng bäüt âæåüc âáøy ra dæåïi taïc âäüng cuía læûc ly tám. Nhanh choïng trong quaï trçnh sáúy, nhiãût âäü cuía váût liãûu sáúy tháúp, saín pháøm nháûn âæåüc åí daûng bäüt nhoí khäng cáön phaíi nghiãön laûi vaì coï âäü hoaì tan låïn, âoï laì nhæîng æu viãûc cuía maïy sáúy phun. Vç sáúy quaï nhanh, nhiãût âäü cuía váût liãûu trong suäút chu kyì sáúy khäng væåüt quaï nhiãût âäü cuía áøm bäúc håi (60 ÷ 700C) vaì tháúp hån nhiãöu so våïi nhiãût âäü cuía taïc nhán sáúy. Nhæåüc âiãøm cuía loaûi naìy laì kêch thæåïc cuía phoìng sáúy tæång âäúi låïn, do täúc âäü chuyãøn âäüng cuía caïc taïc nhán sáúy khäng låïn vaì sæïc càng nhoí cuía phoìng so áøm bäúc håi (2 ÷ 2,5 kg/m2⋅h), cuîng nhæ sæû phæïc taûp vãö cå cáúu phun, hãû thu häöi buûi vaì thaïo dåî saín pháøm. 273
Maïy sáúy phun coï âaïy phàóng. Maïy sáúy coï phoìng sáúy 3, saín pháøm loíng âæåüc phun trong phoìng nhåì âéa quay nhanh 6. Khäng khê noïng hay khê loì âæåüc âáøy vaìo phoìng vaì saín pháøm chuyãøn âäüng thaình doìng song song våïi váût liãûu. Khäng khê Khäng khê noïng Cháút loíng Saín pháøm khä Hçnh 13.2. Maïy sáúy phun âaïy phàóng Caïc gioüt cháút loíng khi råi vaìo doìng khäng khê noïng, hay khi chuïng bë cháút taíi nhiãût bao phuí láúy moüi hæåïng vaì trong mäüt vaìi giáy áøm bäúc hãút vaì saín pháøm làõng xuäúng âaïy phoìng åí daûng bäüt. Saín pháøm âæåüc chuyãøn dëch nhåì caìo 5 vaì ra khoíi maïy sáúy nhåì vêt taíi 4 hay nhåì cå cáúu váûn chuyãøn khaïc. Taïc nhán sáúy bë huït liãn tuûc nhåì quaût 1. Khi âi qua bäü loüc 2 âãø laìm làõng, nhæîng tiãøu pháön nhoí cuía saín pháøm bë doìng khê mang âi. 274
Trong caïc maïy sáúy tæång tæû, caïc cháút loíng coï thãø phán taïn bàòng caïc âéa phun, voìi cå hoüc, voìi khê âäüng hoüc. Caïc maïy sáúy phun laìm viãûc coï âæåìng kênh tæì 500 âãún 15000 mm, nàng suáút bäúc håi áøm tæì 500 âãún 15000 kg/h. Trong caïc gian phoìng coï chiãöu cao giåïi haûn, thæåìng ngæåìi ta thiãút kãú caïc maïy sáúy coï âaïy phàóng âãø bäú trê goün, dãù laìm saûch. Khi cáön thiãút âãø nháûn caïc saín pháøm vä truìng, ngæåìi ta sæí duûng caïc phoìng sáúy coï âaïy hçnh noïn, vç chuïng coï êt khe håí hån, khäng khê nhiãùm báøn coï thãø qua caïc läù naìy. Caïc maïy sáúy phun coï âaïy hçnh noïn. Thiãút bë coï nàng suáút áøm bäúc håi 1500 ÷ 3500 kg/h. Maïy sáúy gäöm: Voí truû 9 coï âaïy hçnh noïn âãø thaïo bäüt khä. Dung dëch âáøy vaìo sáúy bë phun ra nhåì cå cáúu ly tám 13 coï âéa 10. Taïc nhán sáúy âæa vaìo pháön trãn cuía thiãút Xaí vaìo khê quyãøn Xaí khê Xaí khê Thoaït khê khäng khê laìm laûnh Váûn taíi bàòng khê âäüng hoüc Khäng khê vaìo hãû váûn taíi bàòng khê âäüng hoüc Hçnh 13.3. Maïy sáúy phun âaïy hçnh noïn 275