Đang tải... (xem toàn văn)
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM HỌC PHẦN KỸ THUẬT THỰC PHẨM 2 Chủ đề CÁC THIẾT BỊ CÔ ĐẶC DÙNG TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM TPHCM, THÁNG 11 NĂM 2020 NHÓ.
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM HỌC PHẦN KỸ THUẬT THỰC PHẨM Chủ đề: CÁC THIẾT BỊ CÔ ĐẶC DÙNG TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM TPHCM, THÁNG 11 NĂM 2020 NHĨM SINH VIÊN THỰC HIỆN (Nhóm 9) MỤC LỤC Lời nói đầu I Thiết bị cô đặc dùng công nghệ thực phẩm .5 I Cấu tạo thiết bị cô đặc I Phân loại thiết bị cô đặc I Yêu cầu thiết bị cô đặc .5 II Một số thiết bị cô đặc dùng công nghệ thực phẩm .6 II Thiết bị đặc có ống tuần hồn trung tâm II Thiết bị đặc buồng đốt ngồi kiểu đứng II Thiết bị đặc buồng đốt ngồi nằm ngang II II Thiết bị đặc ống tuần hồn cưỡng bức11 Thiết bị cô đặc loại màng 13 Tài liệu tham khảo 16 Lời nói đầu T ruyền nhiệt lĩnh vực đóng vai trị quan trọng, khơng thể thiếu hầu hết q trình hố học, thực phẩm, sinh học, mơi trường…Trong q trình đặc làm lạnh hai q trình có vai trị đặc biệt quan trọng Thực q trình đặc có nhiều phương pháp sử dụng nhiều thiết bị khác để tăng suất, tiết kiệm thời gian, chi phí đạt hiệu kinh tế cao Trong công nghệ chế biến thực phẩm phải sử dụng lượng lớn cho số công nghệ: cô đặc, chưng cât, sấy, nguồn lượng ngày khan Do phải tìm phương pháp tối ưu để tiết kiện lượng chế biến thực phẩm vấn đề cấp thiết mà thật tế đặt Vì thế, tiểu luận chúng em đưa số thiết bị cô đặc, làm rõ: cấu tạo, ưu, nhược điểm thiết bị sản xuất để chọn thiết bị ứng dụng trình sản xuất cách hợp lý, tiết kiệm đáp ứng yêu cầu nhà sản xuất I Thiết bị cô đặc dùng công nghệ thực phẩm I Cấu tạo thiết bị cô đặc Các loại thiết bị đặc đun nóng dùng phổ biến, gồm hai phần chính: - Bộ phận đun sơi dung dịch (phịng đốt) bố trí bề mặt truyền nhiệt để đun sôi dung dịch ; - Bộ phận bốc (phòng bốc ) phòng trống, thứ tách khỏi hỗn hợp lỏng – dung dịch sôi (khác với thiết bị có phịng đốt) Có thể cấu tạo thêm phận phân ly – lỏng phòng bốc ống dẫn thứ, để thu hồi hạt dung dịch bị thứ mang theo với yêu cầu đơn giản, gọn, chắc, dễ chế tạo, sửa chữa, lắp ráp, chi tiết phải quy chuẩn hoá, giá thành rẻ I Phân loại thiết bị đặc - Theo bố trí bề mặt truyền nhiệt: nằm ngang, thẳng đứng, loại nghiêng - Theo cấu tạo bề mặt truyền nhiệt: vỏ bọc ngoài, ống xoắn, ống chùm - Theo chất tải nhiệt: đun nóng dịng điện, khói lị, nước, chất tải nhiệt đặc biệt - Theo tính chất tuần hoàn dung dịch: tuần hoàn tự - nhiên, tuần hoàn cưỡng I Yêu cầu thiết bị cô đặc Chế độ làm việc ổn định Ít bám cặn Dễ làm Dễ điều chỉnh kiểm tra Cường độ truyền nhiệt lớn (hệ số truyền nhiệt K lớn) II Một số thiết bị cô đặc dùng công nghệ thực phẩm II Thiết bị đặc có ống tuần hồn trung tâm a) Cấu tạo Hình Thiết bị đặc ống tuần hoàn trung tâm Buồng bốc Buồng đốt Ống truyền nhiệt Ống tuần hoàn trung tâm Bộ phận tách giọt Thiết bị đặc có ống tuần hoàn trung tâm gồm phần buồng bốc (1), phần thiết bị buồng đốt (2) có cấu tạo tương tự thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm Trong buồng đốt gồm ống truyền nhiệt(3) ống tuần hồn trung tâm (4) có đường kính lớn từ – 10 lần ống truyền nhiệt Trong buồng bốc có phận tách giọt (5) với tác dụng tách giọt chất lỏng theo b) Nguyên lý hoạt động Dung dịch đưa vào đáy buồng bốc chảy ống truyền nhiệt ống trung tâm Hơi đốt đưa vào buồng đốt khoảng ống vỏ, dung dịch đun sơi tạo thành hỗn hợp lỏng – ống truyền nhiệt làm khối lượng riêng dung dịch giảm chuyển động từ lên miệng ống Còn ống tuần hồn thể tích dung dịch theo đơn vị bề mặt truyền nhiệt lớn so với ống truyền nhiệt chất lỏng di chuyển từ xuống vào ống truyền nhiệt lên trở lại ống tuần hoàn Chuyển động liên tục tạo nên dịng tuần hồn tự nhiên Tại bề mặt thống dung dịch phịng bốc thứ tách khỏi dung dịch bay lên qua phận tách giọt sang thiết bị ngưng tụ baromet Bộ phận tách giọt có tác dụng giữ lại giọt chất lỏng thứ theo chảy trở đáy phịng bốc, cịn dung dịch có nồng độ tăng dần tới nồng độ yêu cầu lấy phần đáy thiết bị làm sản phẩm, đồng thời liền tục bổ xung thêm lượng dung dịch vào thiết bị (trong trường hợp thiết bị làm việc liên tục) Cịn với q trình làm việc gián đoạn dung dịch đưa vào thiết bị gián đoạn, sản phẩm lấy gián đoạn Tốc độ tuần hồn lớn hệ số cấp nhiệt phía dung dịch tăng q trình đóng cặn bề mặt giảm Tốc độ tuần hoàn loại thường không 1,5 m/s c) Ưu điểm – Nhược điểm Ưu điểm Cấu tạo đơn giản dễ sửa chữa làm Nhược điểm Năng suất thấp, tốc độ tuần hồn giảm ống tuần hồn bị đốt nóng II Thiết bị đặc buồng đốt ngồi kiểu đứng a) Cấu tạo Hình Thiết bị đặc buồng đốt ngồi kiểu đứng Buồng đốt Buồng bốc Ống dẫn Bộ phận tách giọt Ống tuần hoàn Thiết bị đặc có buồng đốt ngồi kiểu đứng gồm phịng đốt (1) phòng bốc (2) Phòng đốt thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm, ống truyền nhiệt dài tới 7m Trong phịng bốc có phận tách giọt (4) nối hai phòng đốt phịng đốt có ống dẫn (3) ống tuần hoàn (5) b) Nguyên lý hoạt động Dung dịch đưa vào phòng đốt liên tục ống truyền nhiệt Hơi đốt vào phòng đốt khoảng ống truyền nhiệt với vỏ thiết bị để đun sôi dung dịch Dung dịch tạo thành hỗn hợp – lỏng qua ống dẫn nhiệt vào phòng bốc hơi, thứ tách lên phía trên, cịn dung dịch theo ống tuần hoàn trộn lẫn với dung dịch vào phòng đốt Khi nồng độ dung dịch đạt yêu cầu trích phần đáy phòng bốc làm sản phẩm, đồng thời liên tục bổ sung dung dịch vào thiết bị c) Ưu điểm – Nhược điểm Ưu điểm - Năng suất - Do chiều dài ống truyền nhiệt lớn (tới 7m) ống tuần hồn khơng bị đốt nóng nên cường độ tuần hoàn lớn cường độ bốc cao Nhược điểm Cồng kềnh, tốn nhiều vật liệu chế tạo II Thiết bị đặc buồng đốt ngồi nằm ngang a) Cấu tạo Hình Thiết bị đặc buồng đốt ngồi nằm ngang Buồng đốt Buồng bốc Bộ phận tách giọt Ống nhập liệu Ống thứ Ống tháo sản phầm Thiết bị đặc có buồng đốt ngồi nằm ngang gồm phịng đốt (1) thiết bị truyền nhiệt ống chữ U phòng bốc (2), phịng bốc có phận tách giọt 10 b) Nguyên lý hoạt động Dung dịch đưa vào thiết bị vào ống truyền nhiệt chữ U từ trái sang phải nhánh lên nhánh lại chảy buồng bốc trạng thái sôi Dung môi tách khỏi dung dịch bay lên qua phận tách giọt ngồi, cịn nồng độ dung dịch tăng dần tới nồng độ yêu cầu, sau tháo phần dung dịch làm sản phẩm tiếp tục cho dung dịch vào thực mẻ c) Ưu điểm – Nhược điểm Ưu điểm - Cường độ tuần hoàn dung dịch lớn loại ống tuần hồn trung tâm - Dễ dàng tháo phịng đốt để sửa chữa làm Nhược điểm Cồng kềnh, cấu tạo phức tạp, làm việc gián đoạn, suất thấp II Thiết bị cô đặc ống tuần hồn cưỡng a) Cấu tạo 11 Hình Thiết bị đặc ống tuần hồn cưỡng Buồng bốc Buồng đốt Ống truyền nhiệt Bơm Ống tuần hoàn Bộ phận tách giọt Thiết bị gồm buồng bốc (1) buồng bốc có phận tách giọt, phía buồng đốt (2), buồng đốt có ống truyền nhiệt (3), bên ngồi thiết bị có ống tuần hồn ngồi (5), bơm tuần hoàn (4) b) Nguyên lý hoạt động Dung dịch bơm đưa vào phòng đốt liên tục ống trao đổi nhiệt từ lên phòng bốc 12 Hơi đốt đưa vào phòng đốt khoảng ống truyền nhiệt với vỏ thiết bị Dung dịch đun sôi ống truyền nhiệt với cường độ sơi cao lên phịng bốc Tại bề mặt thống dung dịch phịng bốc, dung môi tách bay lên qua phận tách giọt sang thiết bị ngưng tụ baromet Dung dịch trở lên đậm đặc trở ống tuần hoàn trộn lẫn với dung dịch đầu tiếp tục bơm đưa vào phòng đốt Khi dung dịch đạt nồng độ u cầu ta ln ln lấy phần dung dịch đáy phòng bốc làm sản phẩm Tốc độ dung dịch ống truyền nhiệt khoảng từ 1,5 đến 3,5 m/s hệ số cấp nhiệt lớn tuần hoàn tự nhiên từ đến lần làm việc điều kiện nhiệt độ hữu ích nhỏ từ đến 5°C cường độ tuần hồn phụ thuộc vào suất bơm c) Ưu điểm – Nhược điểm Ưu điểm - Tránh tượng bám cặn bề mặt truyền nhiệt - Có thể đặc dung dịch có độ nhớt lớn mà tuần hồn tự nhiên khó thực Nhược điểm - Tốn lượng để cung cấp cho bơm - Thường ứng dụng cường độ bay lớn - Tuần hồn cưỡng thực thiết bị khác (phòng đốt ngồi, phịng đốt treo) 13 II Thiết bị đặc loại màng a) Cấu tạo Hình Thiết bị cô đặc loại màng Buồng bốc Buồng đốt Ống truyền nhiệt Van xả khí Ống tuần hồn ngồi Thiết bị đặc loại màng có cấu tạo tuơng tự thiết bị đặc cưỡng bức, với ống trao đổi nhiệt cao từ đến mét b) Nguyên lý hoạt động Dung dịch đưa từ đáy buồng đốt vào ống trao đổi nhiệt với mức chất lỏng chiếm khoảng 1/4 đến 1/5 chiều cao ống truyền nhiệt 14 Hơi đốt vào buồng đốt khoảng ống truyền nhiệt với vỏ thiết bị Dung dịch đun sôi với cường độ lớn thứ tách bề mặt thoáng dung dịch ống truyền nhiệt Hơi chiếm hầu hết tiết diện ống truyền nhiệt chuyển động từ lên với vận tốc lớn (khoảng 20m/s) kéo theo màng chất lỏng bề mặt ống lên Màng chất lỏng từ lên tiếp tục bay làm nồng độ dung dịch tăng lên dần đến miệng ống đạt nồng độ cần thiết Hơi thứ lên đỉnh tháp qua phận tách giọt sang thiết bị ngưng tụ baromet Dung dịch chảy xuống ống tuần hoàn phần lấy làm sản phẩm, phần trộn lẫn với dung dịch đầu tiếp tục vào buồng đốt, tháo hoàn toàn dung dịch đậm đặc làm sản phẩm chênh lệch nồng độ đầu cuối yêu cầu khơng q lớn Thiết bị có hệ số truyền nhiệt lớn mức chất lỏng thích hợp, mức chất lỏng cao hệ số truyền nhiệt giảm tốc độ chất lỏng giảm, ngược lại mức chất lỏng q thấp phía bị khơ, q trình cấp nhiệt phía ống nghĩa trình cấp nhiệt từ thành ống tới khơng phải lỏng Do đó, hiệu truyền nhiệt giảm nhanh chóng c) Ưu điểm – Nhược điểm Ưu điểm - Khi làm việc vận tốc màng lỏng lớn nên có hệ sổ trao đổi nhiệt cao 15 - Tránh tượng bám cặn bề mặt truyền nhiệt - Thiết bị đơn giản, gọn, dễ sữa chữa lắp ráp - Áp suất thuỷ tĩnh nhỏ, tổn thất thủy tĩnh Nhược điểm - Cần tốn lượng để bơm, thường sử dụng có độ bay lớn - Khó làm ống dài, khó điều chỉnh áp suất đốt mức dung dịch thay đổi, không thích hợp dung dịch nhớt dung dịch kết tinh - Khó điều chỉnh áp suất đốt mực dung dịch thay đổi - Khơng thích hợp dung dịch nhớt dung dịch kết tinh 16 Tài liệu tham khảo - Giáo trình Kỹ thuật thực phẩm (Đại học Công nghiệp thực phẩm TPHCM) - Phạm Xn Tồn , Q trình thiết bị truyền nhiệt, tập (nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 2005) Link tham khảo: - https://tailieu.vn/docview/tailieu/2013/20130122/yeusa chvn/idoc_vn_cau_tao_thiet_bi_co_dac_5842.pdf? rand=817672 - https://xemtailieu.com/tai-lieu/giao-trinh-cac-qua-trinhva-thiet-bi-truyen-nhiet-1535151.html 17 ... VIÊN THỰC HIỆN (Nhóm 9) MỤC LỤC Lời nói đầu I Thiết bị cô đặc dùng công nghệ thực phẩm .5 I Cấu tạo thiết bị cô đặc I Phân loại thiết bị cô đặc I Yêu cầu thiết bị cô đặc .5... .5 II Một số thiết bị cô đặc dùng công nghệ thực phẩm .6 II Thiết bị cô đặc có ống tuần hồn trung tâm II Thiết bị cô đặc buồng đốt kiểu đứng II Thiết bị cô đặc buồng đốt... hợp lý, tiết kiệm đáp ứng yêu cầu nhà sản xuất I Thiết bị cô đặc dùng công nghệ thực phẩm I Cấu tạo thiết bị cô đặc Các loại thiết bị đặc đun nóng dùng phổ biến, gồm hai phần chính: - Bộ phận đun