Giáo trình CÔNG NGHỆ TẾ BÀO - Nhà xuất bản Đại học Huế Phần 9

Một bộ lọc đơn giản được làm bằng cách nhồi bông trong cột. Tuy nhiên, với các bộ lọc làm bằng bông thì sự giảm áp lớn và sự ẩm ướt có thể là điều kiện thuận lợi cho sự nhiễm bẩn. Vì thế, các sợi thủy tinh thích hợp khi lọc môi trường do chúng tạo ra một sự giảm áp thấp hơn và ít có khả năng ẩm ướt hoặc cháy.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình CÔNG NGHỆ TẾ BÀO - Nhà xuất bản Đại học Huế Phần 9khỏi không khí bằng sợi lọc. Một bộ lọc đơn giản được làm bằng cách nhồibông trong cột. Tuy nhiên, với các bộ lọc làm bằng bông thì sự giảm áp lớnvà sự ẩm ướt có thể là điều kiện thuận lợi cho sự nhiễm bẩn. Vì thế, các sợithủy tinh thích hợp khi lọc môi trường do chúng tạo ra một sự giảm áp thấphơn và ít có khả năng ẩm ướt hoặc cháy. Hệ thống lọc hiện đại bằng sợi làcác ống hình trụ làm từ các vi sợi borosilicate liên kết, chúng được bao bọctrong mạng lưới đã gia cố polypropylene. Loại thiết kế này có thể phân phốihơn 3 m3/s không khí vô trùng ở sự giảm áp suất 0,1 bar. Với các bộ lọc sợi, các tiểu thể trên không đã được thu thập bằng cáccơ chế đóng chặt (impaction), ngăn chặn (interception) và khuếch tán(diffusion).4.1. Đóng chặt Khi dòng khí mang các phần tử chảy quanh ống góp (collector), thìcác phần tử này sẽ theo luồng không khí cho tới khi chúng rẽ ra quanh ốnggóp. Các tiểu thể nhờ khối lượng của chúng sẽ có động lượng (sức đẩy tới)đầy đủ để tiếp tục chuyển động hướng tới ống hình trụ và chọc thủng dòngkhí (Hình 9.3). Hiệu suất thu gom bằng cơ chế đóng chặt (ηimp ) theo quántính là một hàm của số Stokes và Reynolds như sau: ⎛ C f ρ p d pν 0 Dcν 0 ρ ⎞ 2 (9.29) ⎜ ⎟ η imp = f ( N St , N Re ) = , ⎜ 18µDc µ⎟ ⎝ ⎠ Trong đó: NSt là số Stokes, ρ mật độ, ρp mật độ các phần tử, dp đườngkính phần tử, Dc đường kính ống góp, ν0 tốc độ chất lỏng ngược hướngkhông bị xáo trộn, µ độ nhớt lưu chất (nước và khí), Cf là yếu tố hiệu chỉnhCunningham. Giá trị của Cf có thể được ước lượng từ sự hiệu chỉnh theokinh nghiệm được phát triển bởi Davis (Strauss 1975): ⎡ d p ⎞⎤ ⎛ 2λ (9.30) ⎢1,257 + 0,400 exp⎜ − 1,10 ⎟⎥ C f = 1+ ⎜ 2λ ⎟ ⎥ dp ⎢ ⎝ ⎠⎦ ⎣ Trong đó: λ là đường đi tự do trung bình của các phân tử khí dựa trênphương trình Chapman-Enskog: ⎛ µ ⎞ πM w (9.31) λ =⎜ ⎜ 0,499 ρ ⎟ 8 RT ⎟ ⎝ ⎠ Với Mw trọng lượng phân tử của các phân tử khí. 162Công nghệ tế bàoHình 9.3. Kiểu luồng khí quanh sợi hình ống, cho thấy hướng đi của các phần tửđược thu thập bởi sự đóng chặt theo quán tính. Hiệu suất ηimp được định nghĩa là phần tử nhỏ tiếp cận với ống gópđóng chặt. 3 N St η imp = N Re c = 10 (9.32) cho N St + 0,77 N St + 0,22 3 2 Trong đó: N Re c là số Reynolds của ống góp. Một tương quan khác được đề xuất bởi Friedlander (1967) là: ηimp = 0,075NSt, 2 1 (9.33) Như vậy, hiệu suất tăng lên với việc tăng đường kính phần tử hoặc tốcđộ dòng khí.4.2. Ngăn chặn Mô hình đóng chặt theo quán tính thừa nhận các phần tử có khốilượng, và vì thế có quán tính, nhưng không có kích thước. Một cơ chế ngănchặn được xem như là ở đó các phần tử có kích thước, nhưng không có khốilượng, và vì thế chúng có thể theo dòng khí chuyển động quanh ống góp.Nếu dòng khí đi qua gần đủ bề mặt của sợi, thì các phần tử sẽ tiếp xúc vớisợi và bị loại bỏ (Hình 9.4). Hiệu suất ngăn chặn (ηint) phụ thuộc vào tỷ lệcủa đường kính phần tử với đường kính của ống góp ( κ = d p / Dc ): 163Công nghệ tế bào κ (2 + κ ) ⎤ ⎡ 1 (9.34) ηint = ⎢(1 + κ ) ln(1 + κ ) − 2(1 + κ ) ⎥ 2,002 − ln N Re c ⎣ ⎦ η int được phát triển bằng cách dùng phương trình tốc độ dòng chảycủa Langmuir (Strauss 1975). Tỷ lệ κ được xem như là thông số ngăn cản.Hiệu suất thu gom bằng ngăn chặn tăng lên cùng với việc ...