TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ KHOA CƠ KHÍ VÀ CÔNG NGHỆ ĐỒ ÁN THIẾT BỊ THIẾT KẾ HỆ THỐNG CÔ ĐẶC BUỒNG ĐỐT TRONG ỐNG TUẦN HOÀN NGOÀI KIỂU ĐỨNG BA NỒI XUÔI CHIỀU ĐỂ CÔ ĐẶC DUNG DỊCH CÀ CHUA NĂNG SUẤT 12 TẤNGIỜ Giáo viên hướng dẫn TS Nguyễn Thị Thủy Tiên Sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Hiếu Lớp Công nghệ thực phẩm 52B HUẾ, 2021 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ KHOA CƠ KHÍ – CÔNG NGHỆ Bộ môn Công nghệ thực phẩm ∞o∞ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ∞o∞ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TH.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM HUẾ KHOA CƠ KHÍ VÀ CÔNG NGHỆ ĐỒ ÁN THIẾT BỊ THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐẶC BUỒNG ĐỐT TRONG ỐNG TUẦN HỒN NGỒI KIỂU ĐỨNG BA NỒI XUÔI CHIỀU ĐỂ CÔ ĐẶC DUNG DỊCH CÀ CHUA NĂNG SUẤT 12 TẤN/GIỜ Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Thị Thủy Tiên Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Hiếu Lớp: Công nghệ thực phẩm 52B HUẾ, 2021 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM HUẾ KHOA CƠ KHÍ – CƠNG NGHỆ Bộ mơn: Cơng nghệ thực phẩm -∞o∞ - CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc -∞o∞ - NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN THIẾT BI Họ tên sinh viên: Nguyễn Văn Hiếu Lớp: Công nghệ thực phẩm 52B Ngành: Công nghệ thực phẩm Tên đề tài: “Thiết kế hệ thống cô đặc buồng đốt ống tuần hoàn kiểu đứng ba nồi xuôi chiều để cô đặc dung dịch cà chua suất 12 tấn/giờ” Các số liệu ban đầu - Năng suất tính theo dung dịch đầu: 12 (tấn/giờ) - Nồng độ đầu dung dịch: 10% - Nồng độ cuối dung dịch: 62% - Áp suất đốt: 3,5 (at) - Áp suất lại thiết bị ngưng tụ: 0,21 (at) Nội dung phần thuyết minh tính tốn - Lời mở đầu - Chương 1: Tổng quan sản phẩm, phương án thiết kế - Chương 2: Tính cân vật chất lượng - Chương 3: Tính tốn cơng nghệ thiết bị - Chương 4: Tính chọn thiết bị phụ - Chương 5: Kết luận - Tài liệu tham khảo Các vẽ đồ thị (ghi rõ loại kích thước loại vẽ): - vẽ thiết bị chính, khổ A1 A3 đính kèm thuyết minh - vẽ hệ thống thiết bị, khổ A3 Giáo viên hướng dẫn: Phần: toàn Họ tên giáo viên: TS Nguyễn Thị Thủy Tiên Ngày giao nhiệm vụ: 22/3/2021 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 23/8/2021 Thông qua môn Ngày tháng năm 2021 TỔ TRƯỞNG BỘ MÔN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) TS Nguyễn Thị Thủy Tiên MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU .2 1.1 Tổng quan cà chua 1.2 Tổng quan sản phẩm cà chua cô đặc .3 1.3 Biến đổi cà chua q trình đặc .4 1.4 Tổng quan cô đặc .5 1.4.1 Các phương pháp cô đặc 1.4.2 Phân loại thiết bị cô đặc 1.4.4 Ứng dụng trình đặc 1.5 Lựa chọn phương án thiết kế - Thuyết minh quy trình cơng nghệ: .7 1.5.1 Lựa chọn phương án thiết kế 1.5.2 Thuyết minh quy trình cơng nghệ CHƯƠNG 10 TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG 10 2.1 Tính cân vật chất .10 2.1.1 Xác định lượng thứ thoát khỏi hệ thống 10 2.1.1 Xác định nồng độ cuối nồi 11 2.2 CÂN BẰNG VẬT LIỆU 12 2.2.1 Xác định áp suất nồi .12 2.2.2 Xác định nhiệt độ nồi .13 2.2.3 Xác định loại tổn thất nồi .13 2.3 Cân nhiệt lượng 17 2.3.1.Tính nhiệt dung riêng C (j/kg.độ) 17 2.3.2 Tính nhiệt lượng riêng 18 2.4 Tính bề mặt truyền nhiệt 22 2.4.1 Độ nhớt 22 2.4.2 Hệ số dẫn nhiệt dung dịch (dd) .25 2.4.3 Hệ số cấp nhiệt .26 2.4.4 Tính hệ số phân bố nhiệt độ hữu ích cho nồi 32 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CHÍNH 36 3.1 Buồng đốt: 36 3.1.1 Tính tốn số ống truyền nhiệt: 36 3.1.2 Đường kính buồng đốt 36 3.2 Buồng bốc 36 3.2.1 Đường kính buồng bốc 36 3.2.2 Chiều cao buồng bốc 37 3.3 Đường kính ống dẫn 38 3.3.1 Đường kính ống dẫn đốt 39 3.3.2 Đường kính ống dẫn thứ 40 3.3.3 Đường kính ống dẫn dung dịch 41 3.3.5 Đường kính ống tuần hồn ngồi 44 3.4 Bề dày vĩ ống 45 3.5 Bề dày lớp cách nhiệt 46 3.5.1 Tính bề dày lớp cách nhiệt ống dẫn .46 3.5.2 Tính bề dày lớp cách nhiệt thân thiết bị: .49 3.6 Chọn mặt bích 50 3.6.1 Buồng đốt 50 3.6.2 Buồng bốc 51 3.7 Chọn tai treo: .52 3.7.1 buồng đốt: 52 3.7.2 Buồng bốc 57 CHƯƠNG 4: THIẾT BI PHỤ .68 4.1 Cân vật liệu .68 4.1.1 Lượng nước lạnh cần thiết để tưới vào thiết bị ngưng tụ .68 4.1.2 Thể tích khí khơng ngưng khơng khí hút khỏi thiết bị: 68 4.2 Kích thước thiết bị ngưng tụ 70 4.2.1 Đường kính thiết bị ngưng tụ .70 4.2.2 Kích thước ngăn 70 4.2.3 Chiều cao thiết bị ngưng tụ .71 4.2.4 Tính kích thước ống baromet .72 4.3 Chọn bơm: 75 4.3.1 Bơm chân không 75 4.3.2 Bơm nước lạnh vào thiết bị ngưng tụ 77 4.3.3 Bơm dung dịch lên thùng cao vị 80 CHƯƠNG KẾT LUẬN 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 85 DANH MỤC BẢNG BI Bảng 1.1 Thành phần hóa học cà chua 3Y Bảng 2.1 Thông số áp suất, nhiệt độ đốt, thứ nồi 13 Bảng 2.2 Thông số tổn thất nhiệt độ theo nồng độ dung dịch 14 Bảng 2.3 Thông số ẩn nhiệt hóa theo áp suất thứ 14 Bảng 2.4 Thơng số lý hóa đốt, thứ dung dịch nồi .18 Bảng 2.5 Tổng kết cân nhiệt lượng nồi Bảng 3.1 Đường kính loại ống dẫn 45 Bảng 3.2 kích thước bích nối buồng đốt, buồng bốc 51 Bảng 3.3 Kích thước bích nối ống dẫn 52 Bảng 3.4 Khối lượng bích 66 Bảng 3.5 Các thông số tai treo 67 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Sơ đồ cân nhiệt lượng .19 Hình 3.1 Bích liền thép để nối thiết bị 50 ĐẶT VẤN ĐỀ Trong sống tất bật ngày nhu cầu thực phẩm dinh dưỡng người ngày cao tính tiện lợi yếu tố thu hút người tiêu dùng lựa chọn loại sản phẩm thực phẩm Sự đời phát triển công nghệ sản xuất thực phẩm đóng hộp mang lại tiện lợi, tiết kiệm nhiều thời gian công sức việc chuẩn bị bữa ăn nên người tiêu dùng ưa chuộng Hiện nay, sản phẩm đồ hộp đa dạng thị trường nước Đồ hộp từ nguyên liệu thủy sản, gia súc, gia cầm hay với loại rau với mẫu mã bao bì đa dạng phong phú Trong đó, cà chua đặc loại nguyên liệu phổ biến loại sản phẩm đồ hộp, cà chua cô đặc coi bán chế phẩm dùng để chế biến nhiều loại đồ hộp khác đồ hộp xốt loại, nước xốt đồ hộp thịt, cá, rau, để làm nguyên liệu nấu nướng Cà chua cô đặc chế biến cách cô đặc thịt cà chua (theo mức độ khác nhau) sau nghiền nhỏ loại bỏ hạt, vỏ Công đoạn cô đặc ảnh hưởng lớn đến giá trị dinh dưỡng cà chua đặc nói riêng sản phẩm đồ hộp có sử dụng nói chung Nhận thấy quan trọng việc cô đặc q trình sản xuất sản phẩm cà chua đặc nên việc thực đồ án thiết bị đề tài “Thiết kế hệ thống cô đặc buồng đốt ống tuần hồn ngồi kiểu đứng ba nồi xi chiều để cô đặc dung dịch cà chua suất 12 tấn/giờ” với nồng độ từ 10% lên đến 62% có tính khả thi thực tiễn cao CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan cà chua Cây cà chua có tên khoa học Lycopercium esculetcum Mill, thuộc họ cà Cà chua có nguồn gốc từ Nam Mỹ với khí hậu nhiệt đới khơ nhiều nắng Cây cà chua sinh trưởng nhiều loại đất khác đất sét, đất cát, đất pha cát, có độ pH= – 6,5 Đất có độ ẩm cao ngập nước kéo dài làm giảm khả sinh trưởng cà chua Nhiệt độ thích hợp cho cà chua để đạt suất cao, chất lượng tốt khoảng 21 – 24 oC thời tiết khô Ở Việt Nam, cà chua xếp vào loại rau có giá trị kinh tế cao, diện tích trồng cà chua lên đến chục ngàn ha, tập trung chủ yếu đồng trung du phía Bắc Hiện có số giống chịu nhiệt lai tạo chọn lọc trồng miền Trung, Tây Nguyên Nam Bộ nên diện tích ngày mở rộng Nhiều giống cà chua lai ghép chất lượng tốt phát triển mạnh Đà Lạt, Lâm Đồng Một số giống cà chua chất lượng xuất thị trường giới Có nhiều giống cà chua trồng Việt Nam Có thể chia cà chua thành loại dựa vào hình dạng: ● Cà chua hồng: có hình dạng hồng, khơng chia múi Thịt đặc, nhiều bột, lượng đường cao Năng suất thường đạt 25 – 30 tấn/ha Các giống thường gặp: Ba Lan, hồng lan Viện lương thực; giống 214; HP5; HP1 Hải Phòng… ● Cà chua múi: to, nhiều ngăn tạo thành múi, giống sinh trưởng vô hạn, thời gian sinh trưởng dài, suất khả chống chịu chất lượng không cà chua hồng ● Cà chua bi: nhỏ, chua, giá trị thấp, thường dùng làm nguyên liệu tạo giống Quả cà chua có giá trị dinh dưỡng cao Trong cà chua có loại vitamin A, B, C, D Vitamin C cà chua nấu chin bị bay tương đối ít, phần lớn hàm lượng chúng giữ lại có chứa acid citric, vừa có tác dụng bảo vệ vitamin C vừa có tác dụng làm tiêu chất béo Trong cà chua chứa lycopene với hàm lượng 3mg/100g tươi, loại sắc tố màu đỏ chứa chất oxy hóa cao, tốt cho sức khỏe, đặc biệt việc phòng chống ung thư, chống lại bệnh tim mạch Ngoài hạt cà chua chứa 30 - 35% protein, 17 – 20% lipid, dầu từ hạt cà chua tận dụng để sản xuất dầu béo thức ăn gia súc Cà chua chín có chất lượng tốt so với cà chua chín q trình bảo quản Khi chín lớp thịt dày, lượng vitamin C carotene đạt tỉ lệ ao nhất, lượng acid giảm, lượng đường tăng, mềm dễ tách vỏ Bảng 1.1 Thành phần hóa học cà chua [5] Thành phần Nước Chất khô Đường Protein Acid Cellulose Chất tro Vitamin C Carotene Vitamin B1 Vitamin B2 Vitamin PP Acid Pentotenic Tỉ lệ 90 – 93 % 6–8% 3–4% -1,6 % 0,25 – 0,5 % 0,8 % 0,4 % 20 – 40 mg% 1,2 – 1,6 mg% 0,08 – 0,15 mg% 0,05 – 0,07 mg% 0,5 – 16,5 mg% 100 – 165 mg% 1.2 Tổng quan sản phẩm cà chua cô đặc [5] Cà chua cô đặc sản phẩm cơng nghiệp đồ hộp rau quả, coi bán chế phẩm dùng để chế biến loại đồ hộp khác đồ hộp xốt loại, nước xốt đồ hộp thịt, cá, rau, để làm nguyên liệu nấu nướng Cà chua cô đặc chế biến cách cô đặc thịt cà chua (theo mức độ khác nhau) sau nghiền nhỏ loại bỏ hạt, vỏ Ở Nga cà chua cô đặc phân loại sau: - Pure cà chua: có độ khơ 12, 15 20% - Cà chua cô đặc loại độ khô 30, 35 40% Mức độ đun nóng nước xác định công thức: t t 2d P 2c t bh t 2d (CT VI.56 ST QTTB T2/85 [2]) Với: t2c, t2đ: nhiệt độ cuối, đầu nước tưới vào thiết bị (oC) tbh : nhiệt độ nước bão hoà ngưng tụ (oC) 45 25 0,561 60,665 25 => P = Tra bảng VI.7 ST QTTB T2/86 [2], ta có: Số ngăn = 4; số bậc = 2; khoảng cách trung bình ngăn 400 (mm) Tra bảng VI.8 [2]/Trang 88, ta có: Khoảng cách từ ngăn đến nắp thiết bị a = 1300 (mm) Khoảng cách từ ngăn đến đáy thiết bị b = 1200 (mm) Chiều cao tổng thiết bị ngưng tụ là: H = H’ + a + b = 400.(4-1)+1300+1200 = 3700 (mm) Khoảng cách tâm thiết bị ngưng tụ thiết bị thu hồi: K1 = 950 (mm); K2 = 835 (mm) Chiều cao hệ thống thiết bị: H = 5080 (mm) Chiều rộng hệ thống thiết bị: T = 2350 (mm) Đường kính thiết bị thu hồi: D1 = 500 (mm); D2 = 400 (mm) Chiều cao thiết bị thu hồi: h1 = 1700 (mm); h2 = 1350 (mm) 4.2.4 Tính kích thước ống baromet Áp suất thiết bị ngưng tụ 0,21 (at), để tháo nước ngưng ngưng tụ cách tự nhiên thiết bị phải có ống Baromet Đường kính ống Baromet xác định theo công thức: 70 0,004. G n W m π.ω db (CT VI.57 ST QTTB T2/86 [2]) Với: W: lượng ngưng (kg/s) Gn: lượng nước lạnh tưới vào thiết bị (kg/s) : tốc độ hỗn hợp nước, chất lỏng ngưng chảy ống baromet (m/s) Thường lấy 0,5 - 0,6 (m/s) Chọn = 0,5 (m/s) Suy ra: Chọn dB = 300 (mm) Chiều cao ống Baromet xác định theo công thức: H = h1 + h2 + 0,5 (m) (CT VI.58 ST QTTB T2/86 [2]) Với: h1: chiều cao cột nước ống cân với hiệu số áp suất khí áp suất thiết bị ngưng tụ (m) h2: chiều cao cột nước ống Baromet cần để khắc phục toàn trở lực nước chảy ống (m) Ta có : h1 10,33 b 760 (CT VI.59 ST QTTB T2/86 [2]) Ở b độ chân không thiết bị ngưng tụ (mmHg) b = (1 – 0,21).760 = 600,4 (mmHg) 2 H h (1λ ξ) m 2g d Và (CT VI.60 ST QTTB T2/87 [2]) Hệ số trở lực vào đường ống lấy =0,5, lấy khỏi ống lấy = cơng thức có dạng sau : 71 Với: H: toàn chiều cao ống Baromet (m) d: đường kính ống Baromet (m) : hệ số ma sát nước chảy ống Để tính ta tính hệ số chuẩn Re chất lỏng chảy ống Baromet: d ρ Re b n μ Với: dB : đường kính ống dẫn (m) : khối lượng riêng nước; (kg/m3) Tại t2đ = 25 oC: n = 997,08 (kg/m3) (Bảng I.6 ST QTTB T1/12 [1]) : độ nhớt nước Tại t = 25 oC: = 0,8937.10-3 (N.s/m2) (Bảng I.102 ST QTTB T1/ 94 [1]) Suy : Re 0,3.997,08.0,5 1,674.105 104 3 0,8937.10 Vậy ống Baromet có chế độ chảy xốy, chế độ chảy xốy ta xác định hệ số ma sát theo công thức sau: 6,81 0,9 2lg Re 3,7 (CT II.65 ST QTTB T1/380 [1]) Với: : độ nhám tương đối xác định theo công thức sau: d td (CT II.65 ST QTTB T1 /380 [1]) Trong đó: : độ nhám tuyệt đối, chọn= 0,1 (mm) (Tra II.15 [1]/ 381) dtd: đường kính tương đương ống (m) 72 Suy : Nên : h2 0,52 H 2,5 0,018 1 2.9,81 0,3 Và : H = h1 + h2 + 0,5 = 8,161+ h2 +0,5 (2) Giải hệ phương trình (1), (2) ta H =8,7 (m) h2 = 0,039 (m) Ngồi cịn lấy thêm chiều cao dự trữ để tránh tượng nước dâng lên ngập thiết bị 0,5 (m) Suy chiều cao Baromet là: H = 8,7 + 0,5 = 9,2 (m) Trên thực tế, áp suất khí (at) tương ứng với 10,33 (m) nước nên để đảm bảo an toàn tránh tượng nước dân lên ngập thiết bị chiều cao ống Baromet ln lớn 10,33 (m).Vậy chọn chiều cao Baromet H = 12 (m) 4.3 Chọn bơm: 4.3.1 Bơm chân khơng Ngồi tác dụng hút khí khơng ngưng khơng khí, bơm chân khơng cịn có tác dụng tạo độ chân khơng cho thiết bị ngưng tụ thiết bị cô đặc Trong thực tế q trình hút khí q trình đa biến nên: (CT 243 ST QTTB T1/465 [1]) Với: P1 : áp suất khí lúc hút (N/m2); P1 = Pkk = Pnt – Ph Pnt = 0,21 (at) Ph = 0,046 (at) (áp suất riêng phân nước) P2 : áp suất khí lúc đẩy (N/m2) 73 k: số đa biến khơng khí, Lấy k = 1,25 ck : hiệu số khí bơm chân không kiểu pittông, = 0,9 N: công suất tiêu hao (W) vkk : thể tích khí khơng ngưng khơng khí hút khỏi hệ thống, vkk = 0,023 (m3/s) Ta có: P1 = Pkk = Pnt – Ph P1 = Pkk = (0,21 – 0,046).9,81.104 = 16088,400 (N/m2) Chọn P2 = Pkq = 1,033 9,81.104 = 101337,300 (N/m2) Suy ra: Vậy công suất tiêu hao bơm chân không là: N = 2147,536 (W) Công suất động cơ: N dc N β ηtr ηdc (CT II.250 ST QTTB T1/466 [1]) Với: hệ số dự trữ cơng suất Thường lấy = 1,1 ÷ 1,15 Chọn = 1,12 tr: hiệu suất truyền động Thường lấy tr = 0,96 ÷ 0,99, lấy tr =0,96 dc: hiệu suất động cơ, lấy dc = 0,95 Vậy công suất động bơm chân không 2637,325 W 4.3.2 Bơm nước lạnh vào thiết bị ngưng tụ Chọn bơm ly tâm guồng để bơm nước lạnh lên thiết bị ngưng tụ, ta chọn chiều cao ống hút ống đẩy bơm là: Ho= 18 (m) Chiều dài toàn đường ống là: 22 (m) Chọn = (m/s2) Đường kính ống dẫn nước: 74 Chọn d = 0,150 (m) Công suất động tính theo cơng thức: Q.H.ρ.g N 1000.η (CT II.189 ST QTTB T1/439 [1]) Trong đó: : khối lượng riêng nước 25oC, (kg/m3) N: công suất cần thiết bơm (KW) Q: suất bơm (m3/s) H: áp suất toàn phần (áp suất cần thiết để chất lỏng chảy ống) : hiệu suất bơm, (Bảng II.32 ST QTTB T1/ 439 [1]) Chọn = 0,85 (đối với bơm ly tâm, chọn khoảng Tính Q : Q 0,8 0,94 Qn 27,872 0,028 (m / s) ρ 997,08 Tính H : H = Hm + H0 + Hc (m) (CT II.185 ST QTTB T1/438 [1]) Trong đó: Hm: trở lực thủy lực mạng ống Hc: chênh lệch áp suất cuối ống đẩy đầu ống hút Ho: tổng chiều dài hình học mà chất lỏng đưa lên (gồm chiều cao hút chiều cao đẩy) l Hξm m d 2.g Tính Trong đó: l: chiều dài toàn ống, l = 22 (m) d: đường kính ống, d = 0,1 (m) : tốc độ nước ống (m/s) : hệ số ma sát 75 : trở lực chung Hệ số ma sát xác định qua chế độ chảy Re: Trong đó: : độ nhớt nước 25oC = 0,8937.10-3 (N.s/m2) Re (Bảng I.102 ST QTTB T/ 94 [1]) 2.0,150.997,08 3,347.105 10 3 0,8937.10 Nên ống ó chế độ chảy xốy Tính hệ số ma sát: 6,81 0,9 2lg Re 3,7 λ (CT II.65 ST QTTB T1/380 [1]) Với:là độ nhám tương đối xác định theo công thức sau: d td Trong đó: dtđ: đường kính tương đương ống (m) : độ nhám tuyệt đối, = 0,1 (mm) (Tra II.15 ST QTTB T1/ 381 [1]) Suy : Tổng trở lực: Theo bảng II.16 ST QTTB T1/382 [1], ta có: cửa vào = 0,5 (Bảng N010) cửa = (Bảng N010) khuỷu ống = 0,38 (6 khuỷu) (Bảng N029) 76 van tiêu chuẩn = 4,4 (Bảng N037) van chắn = 0,25 (Bảng N045) Suy ra: = 0,5 + 1+0,38.6 +4,4 +0,25 = 8,43 22 22 H m 0,019 8,43 2,287 m 0,15 2.9,81 Vậy: Chênh lệch áp suất cuối ống đẩy ống hút: Hc P2 P1 m .g Với P1, P2 áp suất ứng đầu ống hút, cuối ống đẩy Áp suất toàn phần bơm là: H = 2,287 +18 – 7,923 =12,364 (m) Công suất bơm là: Công suất động điện; Người ta thường lấy động có cơng suất lớn cơng suất tính tốn để tránh tượng tải Vì KW Ndc 5KW nên tra bảng II.33 ST QTTB T1/440 [1], chọn hệ số dự trữ = 1,5 Suy ra: N = .Ndc = 4,368.1,5 = 6,552 (KW) 4.3.3 Bơm dung dịch lên thùng cao vị Chọn bơm ly tâm với chiều cao hút chiều cao đẩy 18 (m) Công suất bơm tính theo cơng thức: Q.H.ρ.g N 1000.η (CT II.189 ST QTTB T1/439 [1]) Trong đó: Q: suất bơm (m3/s) 77 : Hiệu suất bơm, chọn = 0,85 : Khối lượng dịch đường có nồng độ 10% t = 25°C, =1037 (kg/m3) H: áp suất cần thiết để dung dịch chuyển động ống H = H m + Hc + H0 Với: Hm: Trở lực mạng ống Hc: Chênh lệch áp suất cuối ống đẩy, đầu ống hút H0: Chiều cao ống hút đẩy chọn, H0 = 18 (m) Tính Q: Q Gđ ρ Với Gđ: lượng dung dịch đầu (kg/s), Gđ = 3,333 (kg/s) Tính H: Chọn n = (m/s) Chọn d = 0,07 (m) Hệ số ma sát tính theo chế độ chảy Re: Với: dd =0,006.10-3 (N.s/m2) nồng độ 10% t = 25°C (I.122 ST QTTB T1/114 [1]) Có chế độ chảy xốy, suy ra: 0,1.103 1,429.103 0,07 Với: 78 Ta có: 0,021 0,9 3 6,81 1, 429.10 2.lg 3,7 120,983.10 (W/m.độ) Tổng trở lực: Theo bảng II.16 ST QTTB T1/382 [1], ta có: cửa vào = 0,5 (Bảng N010) cửa = (Bảng N010) khuỷu ống = 0,38 (3 khuỷu) (Bảng N029) van tiêu chuẩn = 4,1 (Bảng N037) van chắn = 8,61 (Bảng N047) Suy ra: = 0,5 + 1+ 0,38.3 + 4,1 +8,61 = 15,35 22 H m 0,021 15,35 1,119 m 0.07 2.9,81 Vậy Chênh lệch áp suất cuối ống đẩy ống hút: Hc P2 P1 m .g Với P1, P2 áp suất tương ứng đầu ống hút, cuối ống đẩy Hc 3,5 1 9,81.104 1037.9,81 24,108 m Áp suất toàn phần bơm: H = 1,119 +18 + 24,108 = 43,227 (m) Công suất bơm: 3, 214.103.43, 227.1037.9,81 1,663 KW 1000.0,85 N= Công suất động điện: 79 N dc N 1,663 1,823 KW dc tr 0,95.0,96 Người ta thường lấy động có cơng suất lớn cơng suất tính tốn để tránh tượng tải Vì KW< N dc < KW nên tra bảng II.33 ST QTTB T1/440, chọn hệ số dự trữ = 1,5 Suy ra: N = .Ndc = 1,5.1,663 = 2,495 (KW) 80 CHƯƠNG KẾT LUẬN Nhiệm vụ đồ án thiết kế hệ thống cô đặc buồng đốt ống tuần hồn ngồi kiểu đứng ba nồi xi chiều để cô đặc dung dịch cà chua suất 12 tấn/giờ, dùng đốt nước bão hịa có áp suất 3,5 (at) để cô đặc dung dịch cà chua có nồng độ 10% lên đến nồng độ 62% Q thực đồ án tính tốn kích thước thiết bị sau: - Buồng đốt: + Đường kính: d = 1600 (mm), dn = 1608 (mm) + Chiều cao buồng đốt: (m) - Buồng bốc: + Đường kính : d = 2000 (mm), dn = 2006 (mm) + Chiều cao buồng bốc: (m) - Các loại ống dẫn: + Ống dẫn đốt: d = 250 (mm), dn = 273 (mm) + Ống dẫn thứ: d = 500 (mm), dn = 529 (mm) + Ống dẫn dung dịch: d = 70 (mm), dn = 76 (mm) + Ống tháo nước ngưng: d = 40 (mm), dn = 45 (mm) + Ống tuần hoàn ngoài: d = 350 (mm), dn = 377 (mm) - Bơm chân không: công suất 2637,325 (W) - Bơm nước lạnh vào thiết bị ngưng tụ: công suất 6,552 (KW) - Bơm dung dịch lên thùng cao vị: công suất 2,495 (KW) - Thiết bị ngưng tụ: + Đường kính: Dtr = 800 (mm) + Số ngăn = 4, số bậc = + Khoảng cách ngăn 400 (mm) + Chiều cao thân thiết bị: H = 3700 (mm) 81 + Chiều cao tổng hệ thống thiết bị: H = 5080 (mm) + Đường kính ống Baromet: db = 300 (mm) + Chiều cao ống Baromet: H = 12 (m) Bên cạnh đồ án trình bày cấu tạo, cách bố trí phận, mặt cắt số phận thiết bị đặc buồng đốt ống tuần hồn ngồi kiểu đứng thơng qua việc lập vẽ thiết bị khổ A1, A3 vẽ hệ thống thiết bị khổ A3 dựa kích thước tính tốn 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Bin, Đỗ Văn Đài, Long Thanh Hùng, Đinh Văn Huỳnh, Nguyễn Trọng Khuông, Phan Văn Thơm, Phạm Văn Toản, Trần Xoa, 2004 Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất, Tập Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Hà Nội [2] Nguyễn Bin, Đỗ Văn Đài, Long Thanh Hùng, Đinh Văn Huỳnh, Nguyễn Trọng Khuông, Phan Văn Thơm, Phạm Văn Toản, Trần Xoa, 2004 Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất, Tập Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Hà Nội [3] Nguyễn Trọng Cẩn, Nguyễn Lệ Hà, 2009 Nguyên lý sản xuất đồ hộp thực phẩm Nhà xuất khoa học kỹ thuật [4] Nguyễn Văn Toản, 2015 Bài giảng Quá trình thiết bị truyền nhiệt Trường Đại học Nông lâm, Đại học Huế [5] Nguyễn Vân Tiếp, Quách Đĩnh, Nguyễn Văn Thoa, 2008 Bảo quản chế biến rau Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 83 ... - Cà chua đặc loại có độ khơ 25 – 29% - Cà chua đặc có độ khơ 29 – 33 % - Cà chua đặc có độ khơ 33 % - Cà chua miếng cô đặc: cà chua xé tơi, loại bỏ vỏ hạt, cô đặc 1 .3 Biến đổi cà chua q trình đặc. .. 0, 538 kg/s 36 00 36 00 Ta có: Dung dịch khỏi nồi có x3 = 62% t = 74 ,33 6°C = 1 237 , 133 (kg/m3) (I.85 ST QTTB T2/57 [2]) 1 0,808.10? ?3 m3 /kg v = ρ 1 237 , 133 40 0, 538 .0,808.10? ?3 d ... dn = 529 (mm) 38 3. 3 .3 Đường kính ống dẫn dung dịch 3. 3 .3. 1 Đường kính ống dẫn dung dịch đầu vào thiết bị gia nhiệt G 120 00 w đ 3, 333 kg/s 36 00 36 00 Ta có: Giả sử dung dịch ban đầu có