Đang tải... (xem toàn văn)
Như đã biết ,kỉ thuật cô đặc đã ra đời từ rất lâu và được ứng dụng rất phổ biến trong công nghiệp hóa chất đặc biệt là trong công nghệ thực phẩm. Trong thời kì phát triển của nghành công nghiệp hiện đại ,cuộc sống con người luôn bận rộn và tất bật ,việc đảm bảo nhu cầu về bữa ăn hằng ngày luôn gặp phải những vấn đề khó khăn do tốn khá nhiều thời gian và công sức.Sự có mặt của nghành công nghệ thực phẩm đóng một vai trò rất lớn trong việc sản xuất các mặt hàng chế biến sẵn vừa đảm bảo rút ngắn thời gian chế biến vừa đảm bảo giá trị dinh dưỡng và an toàn thực phẩm.Sự cô đặc các dạng thực phẩm dạng lỏng như trà, cà phê ,nước trái cây ,đường...là một trong những phương pháp bảo vệ tốt nhất những đặc tính của chúng, bảo quản lâu, giảm chi phí bảo quản và vận chuyển. Sau khi phục hồi lượng nước mất đi sau quá trình cô đặc, sản phẩm gần như ở dạng ban đầu.Việc cô đặc có thể thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau như phương pháp nhiệt (bốc hơi dung môi) có hay không thu hồi dung môi bay hơi hoặc phương pháp lạnh ( kết tinh dung môi dạng rắn ) và thẩm thấu nghịch. Mỗi phương pháp đều có một đặc trưng riêng trong việc giải quyết các bài toán công nghệ.Hiện nay có rất nhiều loại thiết bị được sử dụng trong công nghiệp sản xuất thực phẩm với những mục đích khác nhau.Nhưng do thời gian nghiên cứu có hạn nên nhiệm vụ của đồ án này chỉ nghiên cứu về thiết bị cô đặc một nồi có phòng đốt ngoài , tuần hoàn cưỡng bức để cô đặc dung dịch nước dứa trong công nghiệp sản xuất nước dứa.
Như đã biết ,kỉ thuật cô đặc đã ra đời từ rất lâu và được ứng dụng rất phổ biến trong công nghiệp hóa chất đặc biệt là trong công nghệ thực phẩm. Trong thời kì phát triển của nghành công nghiệp hiện đại ,cuộc sống con người luôn bận rộn và tất bật ,việc đảm bảo nhu cầu về bữa ăn hằng ngày luôn gặp phải những vấn đề khó khăn do tốn khá nhiều thời gian và công sức.Sự có mặt của nghành công nghệ thực phẩm đóng một vai trò rất lớn trong việc sản xuất các mặt hàng chế biến sẵn vừa đảm bảo rút ngắn thời gian chế biến vừa đảm bảo giá trị dinh dưỡng và an toàn thực phẩm. Sự cô đặc các dạng thực phẩm dạng lỏng như trà, cà phê ,nước trái cây ,đường là một trong những phương pháp bảo vệ tốt nhất những đặc tính của chúng, bảo quản lâu, giảm chi phí bảo quản và vận chuyển. Sau khi phục hồi lượng nước mất đi sau quá trình cô đặc, sản phẩm gần như ở dạng ban đầu. Việc cô đặc có thể thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau như phương pháp nhiệt (bốc hơi dung môi) có hay không thu hồi dung môi bay hơi hoặc phương pháp lạnh ( kết tinh dung môi dạng rắn ) và thẩm thấu nghịch. Mỗi phương pháp đều có một đặc trưng riêng trong việc giải quyết các bài toán công nghệ. Hiện nay có rất nhiều loại thiết bị được sử dụng trong công nghiệp sản xuất thực phẩm với những mục đích khác nhau.Nhưng do thời gian nghiên cứu có hạn nên nhiệm vụ của đồ án này chỉ nghiên cứu về thiết bị cô đặc một nồi có phòng đốt ngoài , tuần hoàn cưỡng bức để cô đặc dung dịch nước dứa trong công nghiệp sản xuất nước dứa. !"# ! $%!&'!(!)& *!))&+, Cơ đặc là phương pháp thường được dùng để tăng nơng độ một cấu tử nào đó trong dung dich 2 hay nhiều cấu tử .Tùy theo tính chất của cấu tử khó bay hơi hay dễ bay hơi ta có thể tách một phần dung mơi (cấu tử dễ bay hơi hơn) bằng phương pháp tăng nhiệt độ (đun nóng) hay bằng phương pháp làm lạnh kết tinh. Trong đồ án này ta dùng phương pháp nhiệt.Trong phương pháp nhiệt, dưới tác dụng của nhiệt (đun nóng) ,dung mơi chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi khi áp suất riêng phần của nó bằng áp suất bên ngồi tác dụng lên mặt thống của dung dịch (tức là khi dung dịch đang sơi ).Để cơ đặc các dung dịch khơng chịu được nhiệt độ cao (như dung dịch nước dứa) đòi hỏi phải cơ đặc ở nhiệt độ đủ thấp ứng với áp suất cân bằng ở mặt thống thấp. 1.1.2. Các phương pháp cô đặc: +Phương pháp nhiệt (đun nóng) : dung mơi di chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi dưới tác dụng của nhiệt khi áp suất riêng phần của nó bằng áp suất tác dung lên mặt thống chất lỏng. + Phương pháp lạnh : Khi hạ thấp nhiệt độ đến một mức độ nào đó thì một cấu tử sẽ tách ra ở dạng tinh thể đơn chất tinh khiết, thường là kết tinh dung mơi để tăng nồng độ chất tan. Tùy tính chất cấu tử và áp suất bên ngồi tác dụng lên mặt thống mà q trình kết tinh đó xảy ra ở nhiệt độ cao hay thấp và đơi khi phải dùng máy lạnh. 1.1.3. Phân loại và ứng dụng a. Theo c-'./ Nhóm 1 : dung dich đối lưu tự nhiên ( tuần hồn tự nhiên ) dùng cơ dặc dung dịch khá lỗng ,độ nhớt thấp ,đảm bảo sự tuần hồn tự nhiên của dung dịch dễ dàng qua bề mặt truyền nhiệt .Gồm : + Có buồng đốt trong ( đồng trục buồng bốc ) có thể có ống tuần trong hoặc ngồi . + Có buồng đốt ngồi (khơng đồng trục buồng đốt) Nhóm 2 : dung dịch đối lưu cưỡng bức ,dùng bơm để tạo vận tốc dung dịch từ 1,5 – 3,5 m/s tại bề mặt truyền nhiệt. Có ưu điểm :tăng cường hệ số truyền nhiệt ,dùng cho dung dịch đặc sệt ,độ nhớt cao, giảm bám cặn ,kết tinh trên bề mặt truyền nhiệt.Gồm : - Có buồng đốt trong, ống tuần hồn ngồi. - Có buồng đốt ngồi ,ống tuần hồn ngồi Nhóm 3 : dung dịch chảy thành màng mỏng,chảy một lần tránh tiếp xúc nhiệt lâu làm biến chất sản phẩm. Đặc biệt thích họp cho các dung dịch thực phẩm như dung dịch nước trái cây ,hoa quả ép Gồm: - Màng dung dịch chảy ngược ,có buồng đốt trong hay ngồi : dung dịch sơi tạo bọt khó vỡ. - Màng dung dịch chảy xi ,có buồng đốt trong hay ngồi: dung dịch sơi ít tạo bọt và bọt dễ vỡ. 0!1/ !"# ! '!(!)&'23! Cơ đặc áp suất thường ( thiết bị hở) : có nhiệt độ sơi ,áp suất khơng đổi .Thường dùng cơ dặc dung dịch liên tục để giữ mức dung dịch cố định để đạt năng suất cực đại và thời gian cơ đặc là ngắn nhất .Tuy nhiên nồng độ dung dịch đạt được là khơng cao. Cơ đặc áp suất chân khơng: Dung dịch có nhiệt độ sơi dưới 100 0 C ,áp suất chân khơng. Dung dịch tuần hồn tốt ,ít tạo cặn ,sự bay hơi nước liên tục . Cơ đặc nhiều nồi: Mục đích chính là tiết kiệm hơi đốt .Số nồi khơng nên lớn q vì sẽ làm hiệu quả tiết kiệm hơi. Có thể cơ chân khơng ,cơ áp lực hay phối hợp cả 2 phương pháp. Đặc biệt có thể sử dụng hơi thứ cho mục đích khác để nâng cao hiệu quả kinh tế. Cơ đặc liên tục : Cho kết quả tốt hơn cơ đặc gián đoạn.Có thể áp dụng điều khiển tự động nhưng chua có cảm biến tin cậy. * Ưu điểm và nhược điểm của cô đặc !45!%)6/. 76)8+ -Thao tác dễ dàng. - Có thể cơ đặc đến các nồng độ khác nhau - Khơng cần phải gia nhiệt ban đầu cho dung dịch. - Có thể cô đặc được các dung dịch có độ nhớt cao - Hạn chế được sự bám cặn trên bề mặt ống truyền nhiệt - Giữ được chất lượng ,tính chất sản phẩm,hay các cấu tử dễ bay hơi. !"96)8+ - Tốn năng lượng do phải dùng bơm - Thiết bị phức tạp ,giá thành cao . - Quá trình không ổn định ,tính chất hóa lý của dung dịch thay đổi liên tục theo nồng độ ,thời gian. - Khó giữ được độ chân không trong thiết bị. : ;<=)& :)>)'!)&?@ Cây dứa là loại cây ăn trái có giá trị kinh tế cao.Cây dứa không kén đất ,có thể trồng dứa trên cả loại đất chua mặn ,đất phèn ,đất đồi dốc ,sỏi đá Ở những vùng mới khai hoang ,người ta còn trồng dứa như là một loại cậy để cải tạo đất. Quả dứa là một loại trái cây chứa nhiều chất dinh dưỡng . Quả có mùi thơm mạnh ,chứa nhiều đường ,lượng calo khá cao ,giàu chất khoáng ,nhất là Kali ,có đủ các loại vitamin cần thiết như A, B1 ,B2 ,PP ,C đặc biệt trong cây và quả dứa có chất Bromelin là một loại men thủy phân protein ( giống như chất Papain ở đu đủ ), có thể chữa được các bệnh rối loạn tiêu hóa ,ức chế phù nề và tụ huyết.Trong công nghiệp ,chất Bromelin dùng làm mềm thịt để chế biến thực phẩm ,nước chấm. Hiện nay trên thị thường thế giới ,dứa là một loại trái cây có giá trị xuất khẩu cao. Từ trái quả dứa ,qua công nghiệp chế biến có thể sản xuất ra nhiều loại sản phẩm khác nhau như : Dứa đóng hộp ,nước dứa có ga ,mứt dứa ,rượu vang dứa , xiro dứa ,dứa sấy khô ,nước dứa ::!$! !A!B!CD?@ !$! !A $+="9EFG Nước 72 -88 Đường tổng + Đường fructoza + Đường khử 8 -12 % có nơi 15 – 16 % 64 % ( lượng đường tổng) 34 % ( lượng đường tổng) Protein 0,25 – 05 % Axit 0,6 %( 87 % acid citric ) Muối khoáng 0,4 – 0,6 %( chủ yếu là K,Mg ,Ca) Vitamin A,C,B1,B2 Enzim Bromelin Chất béo 0,2 – 0,3% Chất xơ 0,4 – 0,5 % :H) >)'!)&">?@$6I'J!D??K!%6I Nước dứa là dịch chứa có pha thêm đường ,hàm lượng đường trrong sản phẩm khoảng 40% .Khác với siro dứa ,sản phẩm nước dứa được dùng uống ngay mà không cần phải pha loãng với nước.Sản phẩm phải có hương vị và màu sắc của nguyên liệu ban đầu .Yếu tố quan trọng có tác dụng bảo quản trong nước dứa là độ đường khá cao và độ acid tương đối cao. Nước dứa là một sản phẩm giàu sinh tố nên không chịu được nhiệt độ cao ( thành phần trong dịch quả dễ bị thủy phân dưới tác dụng của nhiệt ). HL(!C'!)M'0K%6I Theo tính chất nguyên liệu, ta chọn thiết bị cô đặc một nồi có phòng đốt ngoài tuần hoàn cưỡng bức để cô dặc dung dịch nước dứa. Thiết bị loại này có ưu điểm là có thể cô đặc dung dịch dung dịch có độ nhớt cao,hạn chế sự bám cặn trên bề mặt ống truyền nhiệt. NO-'./'!)M'0K$'!;M'+)!;'23!%!& NO-'./$!/.'6PDQ)%6I Thiết bị cấu tạo gồm các bộ phận chính như :buồng đốt ,buồng bốc và bộ phận thu hồi cấu tử ,ống tuần hoàn . Buồng đốt bao gồm các ống truyền nhiệt . Dung dịch đi trong ống còn hơi đốt ngoài ống. Phía trên thiết bị là buồng bốc .Đây là một phòng trống , ở đây hơi thứ được tách ra khỏi hỗn hợp lỏng - hơi của dung dịch sôi. Bên trong buồng bốc còn có bộ phận thu hồi cấu tử để tách những giọt chất lỏng còn lại do hơi thứ mang theo. Nguyên tắc hoạt động của ống tuần hoàn trung tâm là: do ống tuần hoàn có đường kính lớn hơn đường kính ống truyền nhiệt nên hệ số truyền nhiệt nhỏ, dung dịch sẽ sôi ít hơn so với dung dịch trong ống truyền nhiệt. Khi sôi dung dịch sẽ có khối lượng riêng giảm do đó tạo ra áp lực đẩy dung dịch từ trong ống tuần hoàn sang ống truyền nhiệt. Kết quả, tạo nên dòng chuyển động tuần hoàn đối lưu tự nhiên giữa ống truyền nhiệt và ống tuần hoàn. ;<'R!/.'6PDQ)%6I Dung dịch đưa vào phòng đốt 1 bằng bơm tuần hoàn ,tại đây dung dịch được đun sôi tạo thành hỗn hợp lỏng hơi đi vào phòng bốc hơi 2 .Ở buồng bốc hơi thứ được tách ra khỏi hỗn hợp lỏng hơi đi lên phía trên , dung dich đặc đi ra ở phía dưới buồng bốc ,còn phần chính sẽ chảy về ống 3 do bơm tuần hoàn hút và trộn lẫn với dung dịch đầu đi vào phòng đốt . Sau nhiều lần như vậy, hơi nước tách khỏi dung dịch càng nhiều nồng độ dung dịch càng tăng, độ nhớt dung dịch tăng. Do đó, tốc độ chuyển động dung dịch càng chậm lại về sau. Quá trình kết thúc khi dung dịch đã đạt được nồng độ theo yêu cầu. Tốc độ chuyển động tuần hoàn càng tăng thì hệ số cấp nhiệt về phía dung dịch càng tăng, quá trình bốc hơi xảy ra càng mạnh mẽ, nồng độ chất tan càng nhanh chóng đạt yêu cầu và ngược lại. N:!;M'+)!;'23! Dung dịch nước dứa có nồng độ đầu 12 0 Bx từ bồn chứa nguyên liệu được bơm qua lưu lượng kế lên qua thiết bị gia nhiệt. Tại thiết bị gia nhiệt, dung dịch được đun nóng đến nhiệt độ sôi ứng với áp suất làm việc của thiết bị cô đặc bằng hơi nước bão hòa có nhiệt độ là116,9 0 C(2 at). Thiết bị gia nhiệt được thiết kế theo kiểu ống chùm thẳng đứng, dung dịch đi trong ống hơi đốt đi ngoài ống. Sau đó dung dịch tiếp tục chảy vào nồi cô đặc. Tại đây dung dịch được cô đặc đến nồng độ 54 0 Bx nhờ hơi đốt là hơi bão hòa ở áp suất 2 at được cấp từ lò hơi như thiết bị gia nhiệt. Dung dịch sau khi được cô đặc đến nồng độ 54 0 Bx được bơm khỏi nồi cô đặc vào bồn chứa sản phẩm. Ở đáy nồi cô đặc có lắp một đầu dò để kiểm tra nồng độ của dung dịch sau khi cô đặc. Nếu dung dịch chưa đạt đến nồng độ cần thiết thì sẽ được bơm trở lại nồi cô đặc để cô đặc tiếp. Lượng hơi thứ trong nồi được dẫn vào thiết bị ngưng tụ Baromet. Phần hơi không ngưng được đưa qua thiết bị tách lỏng rồi được hút ra ngoài bằng bơm chân không. Nước cung cấp cho thiết bị ngưng tụ Baromet được bơm trực tiếp từ bể nước sạch, nhiệt độ của nước là 30 0 C. Phần khí không ngưng của thiết bị gia nhiệt, nồi cô đặc được thải bỏ. Còn nước ngưng thì được dẫn qua các bẫy hơi đến bể chứa nước để đưa về lò hơi. S ;<=T=$+)&D'!)M'0KU2/+1' Thiết bị ngưng tụ Baromet là thiết bị ngưng tụ kiểu trực tiếp. Chất làm lạnh là nước được đưa vào ngăn trên cùng của thiết bị, dòng hơi thứ được dẫn vào ngăn cuối của thiết bị. Dòng hơi thứ đi lên gặp nước giải nhiệt, nó sẽ ngưng tụ thành lỏng chảy ra ngoài bồn chứa, khí không ngưng tiếp tục đi lên trên và dẫn qua bộ phận tách giọt để chỉ còn khí không được bơm chân không hút ra ngoài. Khí ngưng tụ chuyển từ hơi thành lỏng thì thể tích của hơi sẽ giảm, làm áp suất giảm do đó tự bản thân thiết bị áp suất sẽ giảm. Vì vậy thiết bị ngưng tụ Baromet là thiết bị ổn định chân không, nó duy trì áp suất chân không trong hệ thống. Áp suất làm việc của thiết bị Baromet là áp suất chân không, do đó nó phải được lắp đặt ở một độ cao cần thiết để nước ngưng tụ có thể tự chảy ra ngoài khí quyển mà không cần dùng bơm. Bình tách là một vách ngăn, có nhiệm vụ tách những giọt lỏng bị lôi cuốn theo dòng khí không ngưng để đưa trở về bồn chứa nước ngưng, còn khí không ngưng sẽ được bơm chân không hút ra ngoài. Bơm chân không có nhiệm vụ là hút khí không ngưng ra ngoài để tránh trường hợp khí không ngưng tồn tại trong thiết bị ngưng tụ quá nhiều, làm cho áp suất trong thiết bị ngưng tụ tăng lên, có thể làm cho nước chảy ngược lại sang nồi cô đặc. : VW*WWUXOV VOYUZ[O\]L7^ IOYUZ[O _`=)&06A • Dung dịch nước dứa có - Nồng độ đầu x đ = 12 0 Bx , nhiệt độ đầu của nguyên liệu là t đ = 25 0 C. - Nồng độ cuối x c = 54 0 Bx - Cô đặc gian đoạn với năng suất sản phẩm G c = 1800 lít nguyên liệu/h = 1,8 m 3 /h. - Chọn hơi đốt là hơi nước bão hòa ở áp suất 2 at. - Nhiệt độ cô đặc 60 0 C *!a)="92)<D??K!'!1/Q6P Tra bảng I.86 trang 58 tài liệu { 1 } Nồng độ (%) 12 26 40 54 Khối lượng riêng (kg/m 3 ) 1048,31 1110,14 1178,53 1254,08 :O40bc'!-'!/))6/., * Cân bằng vật chất cho các giai đoạn G đ = G c + W G đ .x đ = G c .x c Trong đó G đ , G c : lượng dung dịch đầu và cuối mỗi giai đoạn (kg) W : lượng hơi thứ bốc lên trong mỗi giai đoạn (kg) x đ , x c : nồng độ đầu và cuối của mỗi giai đoạn a . Giai doạn 12% đến 26% G đ =1800 lít sp/mẻ = 1,8 m 3 /mẻ = 1,8.1048,31 = 1886,958 (kg) x đ = 0,12 ; x c = 0,26 • Lượng sản phẩm G c = G đ . d c x x = 1886,958. 0,12 0,26 = 870,904 (kg) Lượng hơi thứ W = G đ – G c = 1886,958 - 870,904 = 1016,054 ( kg) b . Giai đoạn 26% đến 40% G d = 870,904dx đ = 0,26 ; x c = 0,4 d c d c x G G x = = 870,904. 0,26 0,4 = 566,087 ( kg) W = G đ – G c = 870,904– 566,087 = 304,817 (kg) c. Giai đoạn 40% đến 54% G d = 566,087 ( kg) ; x đ = 0,4 ; x c = 0,54 d c d c x G G x = = 566,087. 0,4 0,54 = 419,324 ( kg) W = G đ – G c = 566,087 – 419,324 = 146,763 (kg) c;'="9!#)'!@0a!#) W t e 1016,054 + 304,817 + 146,763 =1467,634 (kg) B'!8'B+'R'5M'f40bc'!-''!1/0fg Nồng độ dd (%) Khối lượng dd (kg) KLR dd (kg/m 3 ) Thể tích dd trong nồi (m 3 ) Lượng hơi thứ đã bốc hơi (kg) 12 1886,958 1048,31 1,8 0 26 870,904 1110,14 0,079 1016,054 40 566,087 1178,53 0,48 1320,871 54 419,324 1254,08 0,334 1467,634 II. CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG Áp suất làm việc trong buồng bốc thiết bị cô đặc P 1 = 0,2031 at ⇒ Nhiệt độ hơi thứ ở buồng bốc t 1 = 60 0 C (Bảng I.250 trang 312 TL [1]) Đây cũng chính là nhiệt độ sôi của dung môi (là nước) trên mặt thoáng dung dịch t sdm( P 1 ) = 60 0 C. Chọn tổn thất nhiệt độ từ nồi cô đặc về thiết bị ngưng tụ ∆’’’ = 1 0 C ⇒ Nhiệt đô hơi thứ ở thiết bị ngưng tụ t 0 = 60 – 1 = 59 0 C (Tra bảng I.250 trang 312 tài liệu [1]) ta được áp suất thiết bị ngưng tụ P o = 0,195 at (phương pháp nội suy) :O''!-'!)&'6Ph!)&'6Pg%)??K! a Xác định tổn thất nhiệt độ do nồng độ và nhiệt độ sôi dung dịch theo nồng độ ở áp suất P 1 = 0,2031 at E ' ∆ ) : Theo phương pháp tysenco ∆ie∆i / j Ở đây : ∆ o ’ - tổn thất nhiệt độ do nhiệt độ sôi của dung dịch lớn hơn nhiệt độ sôi của dung môi ở nồng độ nhất định và áp suất khí quyển. f - hệ số hiệu chỉnh do khác áp suất khí quyển, được tính: f r t 2 )273( 2.16 + = t : nhiệt độ sôi của dung môi ở áp suất đã cho, t = 60 o C r : ẩn nhiệt hóa hơi của dung môi nguyên chất ở áp suất làm việc, r = 2356,9*10 3 J/kg ⇒ f 2 3 (273 60) 16.2 0,762 2356,9*10 + = = Ta có tổn thất nhiệt độ sôi theo nồng độ dung dịch đường ở áp suất khí quyển (tra từ đồ thị hình VI.2 trang 60, tài liệu [2]). Từ đó tính được nhiệt độ sôi của dung dịch ở p suất P 1 = 0,2031 at theo nồng độ Nồng độ (%) 12 26 40 54 ∆ o ’ ở Pa ( o C) 0,1 0,65 1,3 2,4 Tổn thất ∆’ ( o C) 0,076 0,495 0,991 1,828 Nhiệt độ sôi dd ở P 1 ( o C) 60,076 60,495 60,991 61,828 b. Tổn thất nhiệt độ do áp suất thuỷ tĩnh ( ∆ ’’ ).Nhiệt độ sôi của dung dịch ở áp suất thường Gọi chênh lệch áp suất từ bề mặt dung dịch đến giữa ống là ∆P (N/m 2 ), ta có: ∆P = 2 1 ρ S .g.H op N/m 2 ( ví dụ 4.8 trang 207 tài liệu [4] Trong đó: ρ s : khối lượng riêng của dung dịch khi sôi ( kg/m 3 ) [...]... 4.11 trang 182 Ti liu [4] cdd = 4190.(1-x) + c1.x Trong ú x: nng dung dch c1: nhit dung riờng ng ban u, J/kg * Nhit dung riờng ca dung dch ng Tớnh theo cụng thc I.50 trang 153Ti liu [1] C1 = 4190 (2514 7,542.t ).x t = 25 oC, x = 12% thỡ C1 = 4190 - ( 2514 - 7,542*25 )*0,12 = 3911 J/kg. Vy nhit dung riờng dung dch theo nng Nng dd (%) 12 26 40 54 Nhit dung riờng dd, J/kg 4156,52 4051,73 3863,49 3596.72... nhit dung riờng nc ngng o C , J/kg : nhit dung riờng dung dch u v cui mi giai on, : nhit dung dch u v cui mi giai on, oC : entanpi ca hi t, J/kg i '' D i '' w : entanpi ca hi th, J/kg : nhit lng tn tht, J : nhit lng cụ c, J Qt Qc * Nhit lng do hi t cung cp ( do cú 5% hi nc ngng cun theo ) QD = D.(1- ).( i ''D c. ) = D.(1- ).r r = i ''D c. : nhit húa hi ca nc ỏp P * Nhit dung riờng ca dung. .. = 1.38 m3 Th tớch dung dch trong bung bc Vdd(bb) = 1.38 0.306 -0.38 = 0.694m3 Tng t nh trờn ta c chiu cao dung dch ngp phn tr bung bc l h3 = 0.004 m = 4 mm 4.2 Np Chn np elip tiờu chun cú g, ng kớnh trong 1800 mm Tra bng XIII.10 trang 382 Ti liu [2] Chiu cao g : hg = 50 mm Chiu cao phn Elip : ht = 450 mm Din tớch b mt trong : Ft = 3.8 m2 C TNH C KH THIT B CHNH I BUNG T ng kớnh trong : Dt = 1000 mm... 1.38 > 0.306 +0.38 dung dch vn ngp ht b mt truyn nhit IV BUNG BC V NP 4.1 BUNG BC ng kớnh bung bc xỏc nh t iu kin phõn li c git lng ng kớnh 0.3 mm tr lờn Chiu cao bung bc xỏc nh t cng bc hi trung bỡnh v th tớch bung bc 4.1.1 ng kớnh bung bc Lu lng hi th Ta tớnh lu lng hi th trong giai on u ( do lng hi th trong giai on ny l ln nht ) Vhụi = W1 /( 1 T1) , m3/s Trong ú W1 : lng hi th trong giai u, kg W1... m3/m2.h Th tớch khụng gian hi Vkgh = 1467, 634 = 4,56 m3 0.1301* 2475 Chiu cao phn khụng gian hi trong tr bc H kgh = 4.Vkgh D 2 tr ( bb ) = 4* 4,56 = 1.79 m *1.82 h3 h2 =400 mm h1 =40 mm h1= 40 mm : chiu cao phn g bung bc h2= 400 mm :chiu cao phn nún bung bc h3 : chiu cao dung dch trong phn tr Th tớch dung dch trong bung bc trc khi cụ c Vdd (bb) = Vdd Vụ - Vỏy = 1,8 0,38 0,306 =1,114 m3 Mt khỏc Vdd(bb)... truyn nhit trong quỏ trỡnh sụi: Cỏc kớ hiu v cụng thc 1 2 q1 q2 qv t v1 t v2 tD tdd : h s cp nhit khi ngng t hi (W/m2K) : h s cp nhit phớa dung dch sụi( W/m2K) : nhit ti riờng phớa hi ngng (W/m2) : nhit ti riờng phớa dung dch sụi(W/m2) : nhit ti riờng phớa vỏch ng truyn nhit (W/m2) : nhit trung bỡnh vỏch ngoi ng (oC) : nhit trung bỡnh vỏch trong ng (oC) : nhit hi t, tD = 119,6(oC) : nhit dung dch... (J/kg) H = 2 m: chiu cao ng truyn nhit a Phớa dung dch q2 = 2 t 2 (3) Theo cụng thc VI.27 trang 71 Ti liu [2] 2 = n dd n 0 , 565 * dd n 2 c dd à n * * c n à dd 0 , 435 (4) Trong ú n , n , c n , à n : h s dn nhit (W/mK), khi lng riờng (kg/m 3), nhit dung riờng (J/kg ), nht (Pas) ca nc dd , dd , c dd , à dd : cỏc thụng s ca dung dch theo nng n : h s cp nhit tng ng ca... nh dT dQ= K.F(T-t).dT Gi s n cui quỏ trỡnh dung dch vn ngp ht b mt truyn nhit F khụng i, T khụng i F.d T= dQ K( T t ) Ly tớch phõn ta c Q F.T2 = dQ K( T t ) (1) 0 T2 : thi gian cụ c ( khụng k thi gian gia nhit cho dung dch u n 61,756oC ), s Q : nhit lng tiờu tn cho quỏ trỡnh ny, J 1 Ta tớnh tớch phõn (1) bng th Cn xỏc nh Q, K ( T t ) tng thi im Nng dung dch, % 25 30 35 40 Q.10-8, J t(tsdd),...s =0.5 dd dd : Khi lng riờng ca dung dch theo nng (kg/m3) Hop : Chiu cao lp cht lng sụi (m) Hop = [0.26+0.0014(dd - dm)].Ho Ho : Chiu cao ng truyn nhit dm : Khi lng riờng dung mụi tsdm Chn chiu cao ng truyn nhit l Ho= 2 m (theo VI6, [2], trang 80) Tớnh cho trng hp dung dch ng12 % Ta cú tsdm = 60oC (tra bng I.249, [1] trang 310) dm = 983,2 (kg/m3)... túm tt Nng dung dch,% tsdd, oC q1, W/m2 q2,W/m2 qtb, W/m2 1 ,W/m2K 2 , W/m2K K, W/m2K ss, % 12 61,756 44303,13 43247,84 43775,48 8055,12 4515,33 760,1 1,2 26 62,625 40035,23 39115,086 39575,158 8340,67 2891,416 698,78 1,14 40 63,661 30963,67 30180,33 30572 9106,96 1332,524 547,77 1,26 54 65,398 26041,24 25361,04 25701,14 9644,9 962,1 474,29 1,305 H s truyn nhit trong quỏ trỡnh gia nhit dung dch ban . liệu, ta chọn thiết bị cô đặc một nồi có phòng đốt ngoài tuần hoàn cưỡng bức để cô dặc dung dịch nước dứa. Thiết bị loại này có ưu điểm là có thể cô đặc dung dịch dung dịch có độ nhớt cao,hạn. 188 6,9 58 104 8,3 1 1,8 0 26 87 0,9 04 111 0,1 4 0,0 79 101 6,0 54 40 56 6,0 87 117 8,5 3 0,4 8 132 0,8 71 54 41 9,3 24 125 4,0 8 0,3 34 146 7,6 34 II. CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG Áp suất làm việc trong buồng bốc thiết bị cô đặc. O ?? Emn56PG dd ρ E5n+ H G dd λ Eon+ *G dd µ k gn+ : 12% 6 1,7 56 415 6,5 2 104 8,3 1 0,5 9 0,4 38*10 -3 26% 6 2,1 3 405 1,7 3 111 0,1 4 0,5 82 1,1 14*10 -3 40% 6 2,7 6 386 3,4 9 117 8,5 3 0,5 66 4,5 32*10 -3 54% 6 3,5 7 359 6,7 2 125 4,0 8 0,5 32 7,0 54*10 -3 b. Phía