quá trình và thiết bị công nghệ sinh học - Chương 4

Chương 4

MÁY VÀ THIẾT BỊ

CHUẨN BỊ NGUYÊN LIỆU

Trong quy trình sản xuất các chất hoạt hoá sinh học có nhiều công đoạn phụ trợ.

Việc lựa chọn đúng đắn các thiết bị phụ trợ có ảnh hưởng nhiều đến hiệu suất sản xuất.

Sản xuất sinh học hiện đại chứa một lượng đáng kể các thiết bị phụ trợ với những mục

đích khác nhau. Các dạng thiết bị phụ trợ như: nồi phản ứng - nồi trộn các cấu tử môi

trường dinh dưỡng, thùng bảo quản sản phẩm lỏng, thùng chứa để thu nhận và bảo quản

ngắn hạn các sản phẩm lỏng, bộ định lượng môi trường lỏng, các bơm để đẩy dung

dịch, bộ nạp liệu các môi trường rời và lỏng, các máng để rửa thiết bị bằng cơ học, thổi

khí, các máy nén...

4.1. THIẾT BỊ CHỨA BẢO QUẢN MÔI TRƯỜNG LỎNG

4.1.1. Kiến thức chung

Một phần đáng kể nguyên liệu và vật liệu phụ được đưa vào nhà máy cần phải bảo

quản một thời gian dài hay ngắn hạn trong các bể chứa ở trong kho. Tuỳ theo mức độ

cần thiết có thể chuyển một cách liên tục hay gián đoạn vào thùng chứa trong các phân

xưởng. Một số nhà máy sản xuất ra các dạng sản phẩm lỏng được bảo quản trong các

thùng chứa ở trong kho trước khi đưa đến người tiêu dùng.

Có một số phương án hướng dẫn để chọn bể chứa nhằm bảo quản nguyên liệu, vật

liệu phụ và các sản phẩm hàng hoá cũng như tính toán thể tích của bể:

1- Đối với mỗi loại môi trường, phụ thuộc vào tính chất của chúng có thể thiết lập

nhiều bể riêng biệt, còn đối với môi trường độc hại thì phải có bể an toàn phụ trợ.

2- Khi chuyển môi trường vào kho hay ra khỏi kho theo chu kỳ cho phép thiết lập

hai bể cho mỗi môi trường.

3- Nếu hai bể có sức chứa lớn thì việc sản xuất bể không có hiệu quả và không có

khả năng thực hiện về kỹ thuật thì số bể có thể chọn lớn hơn 2.

Trong trường hợp bể có sức chứa lớn phải thiết lập các bộ phận theo dõi vệ sinh

và chống cháy.

4- Sức chứa chung của các bể đối với mỗi dạng nguyên liệu được xác định theo

định mức bảo quản và phụ thuộc vào sự dự trữ nguyên liệu cần thiết để nhà máy hoạt

động liên tục.

5- Sức chứa chung của các bể đựng sản phẩm hàng hoá được xác định theo mức

bảo quản và phụ thuộc vào sự tồn tại cho phép của sản phẩm.

Lượng nguyên liệu và vật liệu phụ chứa trong kho, trong bể được xác định chủ

yếu dựa vào dự trữ hàng ngày và dự trữ bảo hiểm.

Dự trữ hàng ngày về nguyên liệu và vật liệu phụ được tính theo công thức:

64

Zng = a.t

trong đó: a - yêu cầu trung bình hằng ngày theo kế hoạch về nguyên liệu và vật liệu phụ,

tấn/ngày;

t - khoảng cung ứng giữa các ngày liên tiếp, ngày.

Dự trữ bảo hiểm của nguyên liệu, vật liệu phụ và sản phẩm cần thiết không theo

kế hoạch, không có bể chứa và các nguyên nhân khác được xác định theo công thức:

Zbh = a (t1 + t2 + t3 + t4)

trong đó: t1 - thời gian dỡ nguyên liệu, vật liệu phụ (chỉ khảo sát một ngày), ngày;

t2 - thời gian vận chuyển từ nơi giao hàng đến nơi sử dụng, ngày;

t3 - thời gian giao nhận, ngày;

t4 - thời gian chuẩn bị nguyên liệu và vật liệu phụ để sản xuất, ngày.

Thời gian vận chuyển:

330 2

L = t

trong đó: L - khoảng đường sắt từ nơi dỡ hàng đến nơi giao nhận, km;

330 - tốc độ tàu hoả, km/ngày.

Dự trữ cực đại trong kho: Zmax = Zng + Zbh

Thể tích toàn bộ các bể để bảo quản một trong những dạng nguyên vật liệu hay

thành phẩm:

S

1000 max

K

Z V ⋅ = ρ

trong đó: ρ - tỷ trọng của nguyên vật liệu, kg/m3

;

KS = 0,9 - hệ số chứa đầy thể tích của bể.

Xuất phát từ thể tích chung của bể có tính đến tính chất của môi trường và các tiêu

chuẩn quy định chúng ta có thể tìm được dạng, thể tích và số lượng các bể.

4.1.2. Các bể chứa bảo quản nguyên liệu và sản phẩm hàng hoá

Hiện tại và trong tương lai để thu nhận các sản phẩm vi sinh thường dùng các

nguyên liệu lỏng cơ bản sau: parafin lỏng, rỉ đường, rỉ củ cải, dầu diêzen, metanol,

etanol, axit axetic...Rượu etylic, axeton, butanol, chất cô chứa lizin, axit cacbonic dạng

lỏng là những sản phẩm tổng hợp vi sinh ở dạng lỏng. Những dạng nguyên liệu và thành

phẩm được nêu trên cần phải bảo quản trong các bể ở các nhà kho của nhà máy.

Parafin lỏng, dầu diêzen và rỉ đường được bảo quản trong các bể chứa bằng thép,

kiểu nằm ngang. Các bể có sức chứa từ 100 đến 10000 m3 được thiết kế theo tiêu chuẩn

có đề cập đến các tính chất của môi trường, nhiệt độ cao nhất của không khí bên ngoài,

tải trọng gió.

Trên hình 4.1 mô tả bể chứa rỉ đường có thể tích 5000 m3

. Phần hình trụ của vỏ có

kết cấu tấm với 8 đai được hàn lại thành 8 mối. Tâm bể có trụ đỡ bằng ống thép với các

cánh trên và cánh dưới. Cánh trên tựa vào mái, cánh dưới tựa vào đáy bể. Mái chắn có

góc nghiêng α = 05,0 (1 : 20) từ tâm đến biên bể; Đáy được hàn lại bằng những tấm

65