TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG CÔ ĐẶC HAI NỒI CỦA NHÀ MÁY SẢN XUẤT ĐƯỜNG, NĂNG SUẤT 400KG SẢN PHẨMMẺ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM  Đồ án mơn học: Q trình thiết bị cơng nghệ thực phẩm Đề tài: TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐẶC HAI NỒI CỦA NHÀ MÁY SẢN XUẤT ĐƯỜNG, NĂNG SUẤT 400KG SẢN PHẨM/MẺ GVHD: TS Nguyễn Tấn Dũng SVTH: Trần Thị Thuý An MSSV: 14116001 Tp.HCM, tháng 12/2017 Ý KIẾN VÀ NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 201 Chữ ký giảng viên hướng dẫn Đồ án mơn học Các q trình thiết bị CNTP MỤC LỤC DANH SÁCH HÌNH v DANH SÁCH BẢNG vi TÊN GỌI VÀ CHỮ VIẾT TẮT vii LỜI NÓI ĐẦU MỞ ĐẦU .3  Đặt vấn đề .3  Nội dung đồ án .3  Giới hạn nghiên cứu đồ án  Ý nghĩa khoa học  Ý nghĩa thực tiễn CHƯƠNG TỔNG QUAN Cơ sở khoa học q trình đặc mía đường 1.1 Định nghĩa cô đặc 1.2.Các phương pháp cô đặc 1.3.Một số tính chất vật lý dung dịch liên quan đến q trình đặc 1.3.1 Nhiệt hòa tan 1.3.2 Nhiệt độ sôi dung dịch 1.4 Phân loại thiết bị cô đặc a Nhóm .8 b Nhóm .8 c Nhóm 1.5 Các dạng hệ thống thiết bị cô đặc .9 1.5.1 Hệ thống thiết bị cô đặc nồi 1.5.2 Hệ thống thiết bị cô đặc nhiều nồi .10 1.5.3 Hệ thống thiết bị cô đặc chân không 11 GVHD: TS Nguyễn Tấn Dũng Đồ án mơn học Các q trình thiết bị CNTP 1.6 Các dạng thiết bị cô đặc .12 1.6.1 Thiết bị cô đặc ống tuần hoàn trung tâm 12 1.6.2 Thiết bị đặc phịng đốt treo 12 1.6.3 Thiết bị đặc phịng đốt ngồi 13 1.6.4 Thiết bị cô đặc tuần hoàn cưỡng 13 1.6.5 Thiết bị cô đặc loại màng 13 1.6.6 Thiết bị đặc có vành chất lỏng .14 1.6.7 Thiết bị cô đặc loại rôto 14 Tình hình nghiên cứu nước hệ thống cô đặc hai nồi nhà máy sản xuất đường 14 Tình hình nghiên cứu ngồi nước hệ thống cô đặc hai nồi nhà máy sản xuất đường 15 Nguyên liệu 15 4.1 Tổng quan mía 15 4.2 Thành phần dinh dưỡng mía đường 16 4.3 Vai trị ảnh hưởng mía công nghệ sản xuất đường 18 4.4 Yêu cầu nguyên liệu 19 Công nghệ cô đặc 19 Thiết bị đặc mía đường 19 6.1 Thiết bị cô đặc .19 6.2 Thiết bị phụ 20 6.2.1 Thiết bị ngưng tụ baromet 20 6.2.2 Thiết bị gia nhiệt 21 6.2.3 Bơm .21 6.2.4 Thiết bị tụ bọt 22 6.2.5 Bơm chân không 22 GVHD: TS Nguyễn Tấn Dũng Đồ án mơn học Các q trình thiết bị CNTP CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ TÍNH TỐN .24 Quy hoạch mặt xây dựng nhà xưởng lắp đặt hệ thống 24 1.1 Đặc điểm thiên nhiên 24 1.2 Vùng nguyên liệu 24 1.3 Nguồn cung cấp điện 24 1.4 Nguồn cung cấp 24 1.5 Nguồn cấp nước vấn đề xử lý nước .25 1.6 Thoát nước 25 1.7 Giao thông vận tải 25 1.8 Cung cấp nhân công 25 Đối tượng nghiên cứu tính tốn 25 Sơ đồ nghiên cứu tính tốn 27 Phương pháp tính tốn thiết kế 28 CHƯƠNG TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐẶC HAI NỒI CỦA NHÀ MÁY SẢN XUẤT ĐƯỜNG, NĂNG SUẤT 400KG SẢN PHẨM/MẺ VÀ THẢO LUẬN 29 Các thông số ban đầu cần thiết cho tính tốn .29 Tính cân vật chất 29 3.Tính cân lượng .30 3.1 Xác định áp suất nồi 30 3.2 Xác định nhiệt độ nồi 31 4.Tính tốn hệ thống cô đặc hai nồi 39 4.1.Độ nhớt 39 4.2 Hệ số dẫn nhiệt dung dịch 39 4.3 Hệ số cấp nhiệt 40 4.3.1 Về phía ngưng tụ: (α1) 40 4.3.2 Về phía dung dịch sơi .41 GVHD: TS Nguyễn Tấn Dũng Đồ án môn học Các trình thiết bị CNTP Thiết kế hệ thống cô đặc hai nồi 47 5.1 Tính tốn thiết bị .47 5.1.1 Buồng đốt 47 5.1.1.1 Tính số ống truyền nhiệt 47 5.1.1.2 Đường kính thiết bị buồng đốt 48 5.1.1.3 Bề dày buồng đốt 48 5.1.1.4 Bề dày đáy buồng đốt 50 5.1.2 Buồng bốc: .53 5.1.2.1 Đường kính buồng bốc 53 5.1.2.2 Chiều cao buồng bốc 54 5.1.2.3 Bề dày buồng bốc 55 5.1.2.4 Bề dày nắp buồng bốc 58 5.1.3.1 Đường kính ống dẫn đốt .60 5.1.3.2 Đường kính ống dẫn thứ .61 5.1.3.3 Đường kính ống dẫn dung dịch 62 a Đường kính ống dẫn nguyên liệu vào thiết bị gia nhiệt .62 b Đường kính ống dẫn từ thiết bị gia nhiệt sang nồi 62 c Đường kính ống dẫn từ nồi sang nồi 63 d Đường kính ống dẫn dung dịch từ nồi sang bể chứa sản phẩm .63 5.1.3.4 Đường kính ống tháo nước ngưng 63 5.1.3.4 Đường kính ống tuần hồn ngồi .64 5.1.4 Bề dày vỉ ống 66 5.1.5 Bề dày lớp cách nhiệt 66 5.1.5.1 Bề dày lớp cách nhiệt ống dẫn .66 a Ống dẫn đốt .66 b Ống dẫn thứ 67 GVHD: TS Nguyễn Tấn Dũng Đồ án môn học Các trình thiết bị CNTP c Ống dẫn dung dịch 68 d Ống tuần hoàn dẫn .68 5.1.5.2 Tính bề dày lớp cách nhiệt thân thiết bị .68 5.1.6.1 Mặt bích nối thiết bị .69 5.1.6.2 Mặt bích nối ống dẫn với thiết bị 71 5.1.7.4 Khối lượng lớp cách nhiệt 72 5.1.7.5 Khối lượng 73 5.1.7.6 Khối lượng vỉ ống 73 5.2 THIẾT BỊ PHỤ 74 5.2.1 Cân vật liệu: 74 5.2.1.1 Lượng nước lạnh cần thiết để tưới vào thiết bị ngưng tụ 74 5.2.1.2 Thể tích khí khơng ngưng khơng khí hút khỏi thiết bị 75 5.2.2 Kích thước thiết bị ngưng tụ 76 5.2.2.1 Đường kính thiết bị ngưng tụ 76 5.2.2.2 Kích thước ngăn 77 5.2.2.3 Chiều cao thiết bị ngưng tụ 78 5.2.2.4 Kích thước ống Baromet .79 5.2.3 Chọn bơm 81 5.2.3.1 Bơm chân không 81 5.2.3.2 Bơm nước lạnh vào thiết bị ngưng tụ 83 5.2.3.3 Bơm dung dịch lên thùng cao vị 86 5.2.3.4 Bơm dung dịch từ nồi sang bể chứa sản phẩm .88 5.2.4 Thiết bị gia nhiệt .90 5.2.4.1 Mục đích 90 5.2.4.2 Cân nhiệt lượng 90 KẾT LUẬN .92 GVHD: TS Nguyễn Tấn Dũng Đồ án môn học Các trình thiết bị CNTP TÀI LIỆU THAM KHẢO .93 GVHD: TS Nguyễn Tấn Dũng Đồ án môn học Các trình thiết bị CNTP DANH SÁCH HÌNH Hình Hệ thống đặc nồi 12 Hình Hệ thống đặc nhiều nồi 14 Hình Cơng thức cấu tạo saccharose .20 Hình Sơ đồ quy trình nghiên cứu tính tốn hệ thống đặc 30 Hình Bích liền thép để nối thiết bị .72 Hình Bích nối ống dẫn thiết bị 74 GVHD: TS Nguyễn Tấn Dũng v Đồ án mơn học Các q trình thiết bị CNTP DANH SÁCH BẢNG Bảng Thành phần hóa học mía nước mía 19 Bảng : Tóm tắt thông số pha .35 Bảng 3: Quan hệ nhiệt độ sôi áp suất theo nồng độ dung dịch 36 Bảng Khối lượng riêng dung dịch dung môi theo nồng độ 37 Bảng Chiều cao lớp dung dịch sôi kể từ miệng ống truyền nhiệt đến mặt thoáng dung dịch .37 Bảng Các thông số 40 Bảng Bảng giá trị A phụ thuộc vào tm 44 Bảng 8: Tóm tắt đường kính loại ống dẫn .68 Bảng Mặt bích nối thiết bị 73 Bảng 10 Mặt bích nối ống dẫn với thiết bị 74 Bảng 11: Bảng tổng hợp chi tiết bích .76 Bảng 12 Tai treo thiết bị thẳng đứng .77 GVHD: TS Nguyễn Tấn Dũng vi Đồ án môn học Các trình thiết bị CNTP [( ) ] 6, 81 =−2 lg Re √λ 0,9 + Δ 3,7 (Công thức II.65,STQTTB,T1, trang 380) Với: Δ : độ nhám tương đối xác định theo công thức sau: Δ= ε d td (Công thức II.65 STQTTB T1, trang 380) Trong đó: ε độ nhám tuyệt đối Tra bảng II.15 STQTTB T1, trang 381; chọn ε = 0,1 mm dtd: đường kính tương đối ống (m), dtd = 0,25 (m) 0,1.10−3 −3  Δ= =0,4.10 0,25  λ=¿ ¿ = 0,018 0,5 H ( 2,5+0,018 )= 0,032 + 0,92.10-3.H Nên: h2 = 2.9,81 0,25 Và H = h1+ h2+ 0,5 = 7,321+ 0,032 + 0,92.10-3.H + 0,5 Giải hệ phương trình ta được: H = 7,86 (m) h2 = 0,039 (m) Nhưng thực tế người ta thường chọn chiều cao Baromet H = 10,5 (m) 5.2.3 Chọn bơm 5.2.3.1 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: Công bơm chân không: (công thức II.43a, STQTTBT1, trang 465) GVHD: TS Nguyễn Tấn Dũng 83 Đồ án mơn học Các q trình thiết bị CNTP Với P1: áp suất khí lúc hút (N/m2) P2: áp suất khí lúc đẩy (N/m2) m: số đa biến khơng khí; thường m = 1,2 ÷ 1,62, lấy m = 1,5 L: công bơm chân không N: cơng suất tiêu hao (W) V 1: thể tích riêng khí khơng ngưng khơng khí hút khỏi hệ thống (m3/s) P1 = Pck - Ph = (0,3- 0,0627).98100 = 23279,13 (N/m2) Ph: áp suất riêng phần nước hỗn hợp Chọn P2 = 1,1 (at) = 107910 (N/m2) Công suất lý thuyết bơm chân không N ¿= GL ( kW )(công thức II.426 STQTTBT1, trang 466) 1000 Trong đó: G: suất bơm chân không (kg/s) Công suất thực tế bơm chân khơng: N tt = N¿ η Trong đó: η : Hiệu suất đa biến, chọn η=¿ 0,8 Vậy công suất thực tế bơm chân không: N tt = [( ) ] P2 LG m = P V 3 P1 η 10 η ( m−1 ) 10 m −1 m −1 V1: thể tích riêng khí khơng ngưng khơng khí hút khỏi hệ thống (m3/s) => N tt = [( 1,5 107910 23279,13 0,053 23279,13 0,8 ( 1,5−1 ) 10 ) 1,5−1 1,5 ] −1 =3,088 (kW) Công suất hiệu dụng bơm chân không: GVHD: TS Nguyễn Tấn Dũng 84 Đồ án mơn học Các q trình thiết bị CNTP N hd = N tt (công thức II.249, STQTTBT1, trang 466) η ck Công suất động điện: N đc =β N hđ N tt =β ηtr ηđc ηtr ηđc η ck Với: β : hệ số dự trữ công suất, thường lấy β=1,1 ÷1,5 , chọn β =1,12 ηtr : hiệu suất truyền động, chọn ηtr = 0,98 ηđc : hiệu suất động cơ, chọn ηđc =0,95 ηck : hiệu suất khí máy nén, chọn ηck =0,9  N đc =1,12 3,088 = 4,138 (kW) 0,98.0,95 0,9 Vậy công suất động bơm chạn không 4,138 kW 5.2.3.2 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= 10 m Chiều dài toàn đường ống là: 20 m Chọn đường kính ống hút đường kính ống đẩy, d = 100mm Khi đó, vận tốc chảy ống: ν= Gn 0,785.d ρ = 4,182 =0,535 (m/s) 0,785 0,1 995,68 Cơng suất hiệu dụng bơm tính theo cơng thức sau: N= QHρg Gn Hg (kW) (công thức II.189, STQTTBT1, 439) = 1000 η 1000 η Với: ρ : khối lượng riêng nước 25oC = 995,68 Q: suất bơm (m3/s) GVHD: TS Nguyễn Tấn Dũng 85 Đồ án mơn học Các q trình thiết bị CNTP H: áp suất toàn phần (áp suất cần thiết để chất lỏng chảy ống) η: hiệu suất bơm, chọn η =0,78 H = Hm + Ho + Hc (m) 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) Tính Hm: Hm = H1 + Hcb (m) H 1=λ lω : trở lực ma sát dg H 2=∑ ξ ω2 : trở lực cục 2g Khi đó: ( ) ω H m = λ + ∑ξ (m) d 2g Với: l: chiều dài toàn ống, l = 20 m d: đường kính ống, d = 0,1m ω: tốc độ nước ống, ω= 13,4 (m/s) λ : hệ số ma sát ∑ξ : hệ số trở lực chung Hệ số ma sát xác định qua chế độ chảy Re: ℜ= ωd ρn μ Với: μ: độ nhớt nước 30oC μ=¿0,801.10-3 (N.s)/m2 (bảng I.102 STQTTBT1, trang 92)  ℜ= 1,34.0,1 955,68 = 1,599.105>104 −3 0,801 10 GVHD: TS Nguyễn Tấn Dũng 86 Đồ án mơn học Các q trình thiết bị CNTP Nên ống có chế độ chảy xốy Hệ số ma sát xác định: [( ) 61,8 =−2 lh ℜ √λ 0,9 + ] Δ (công thức II.65, STQTTB T2, trang 380) 3,7 Với: Δ độ nhám tương đối xác định theo công thức sau: Δ= ε d td Trong đó: d td : đường kính tương đương ống (m) ε : độ nhám tuyệt đối, ε = 0,1 (mm) 0,1.10−3  Δ= =¿ 1.10-3 0,1  ( λ= −2 lg [( 6,81 1,599 10 ) ) 0,9 ] + 10−3 = 0,016 3,7 Tổng trở lực xác định theo bảng II.16 (STQTTB T1, trang 382): ξ cửa vào= 0,5 (bảng No10) ξ cửa ra= (bảng No10) ξ Co90 = 0,3 (3 cái) (bảng No30) o ξ van tiêu chuẩn= 4,4 (bảng No37) ξ van chiều = 6,84 (bảng No47)  ∑ξ=0,5+ 1+ 3.0,3+4,4+ 6,84=13,64 Vậy: ( H m = 0,016 ) 20 1,34 +13,64 =¿1,816 (m) 0,1 2.9,81 Chênh lệch áp suất cuối ống đẩy đầu ống hút: H c = P2−P1 (m) ρg Với P1 , P2 : áp suất tương ứng đầu ống hút, cuối ống đẩy GVHD: TS Nguyễn Tấn Dũng 87 Đồ án mơn học Các q trình thiết bị CNTP ( 0,3−1 ) 9,81 10 = -7,03 (m) H c= 995,68.9,81 Áp suất toàn phần bơm là: Hc =1,816 + 15 + (-7,03) = 6,154 (m) Công suất bơm: N= 4,182.9,81.6,154 =0,324 10 0,78 Công suất động điện: N đc = N 0,324 = =¿ 0,348 (kW) ηtr ηđc 0,98.0,95 Người ta thường lấy động có cơng suất lớn cơng suất tính tốn để tránh tượng tải Vì Ndc nằm khoảng < kW nên tra bảng II.33, (STQTTBT1, trang 440), chọn hệ số dự trữ β = Nên: N 'dc =β N dc =2.0,348=0,696 (kW) 5.2.3.3 Bơm dung dịch lên thùng cao vị Chọn bơm ly tâm với chiều cao hút chiều cao đẩy 10 m Công suất bơm tính theo cơng thức: ¿ HGg 1000η (CT II.189 STQTTB T1, trang 439) Với: η : hiệu suất bơm, chọn η = 0,78 ρ: khối lượng riêng dung dịch có Cd = 15 % ; t = 30oC ρ = 1061,350 (kg/m2) (tra bảng I.2 STQTTB T1, trang 9) Q: suất bơm (m3/s) H: áp suất cần thiết để dung dịch chuyển động ống H = H m + Hc + Ho Với: GVHD: TS Nguyễn Tấn Dũng 88 Đồ án môn học Các trình thiết bị CNTP Hm: trở lực mạng ống Hc : chênh lệch áp suất cuối ống đẩy, đầu ống hút Ho: chiều cao ống hút đẩy, chọn: Ho = 10 (m)  Tính Hm: ( ) ω H m= λ + ∑ ξ d g (m) Chọn đường kính ống hút ống đẩy dung dịch lên thùng cao vị: d=30 mm ν= Gd 0,785.d ρ = 0,444 =0,592 (m/s) 0,785 0,032 1061,350 µdd = 1,2.10-3 (N.s/m2) (tra bảng I.112 STQTTB T1, trang 114) Hệ số ma sát tính qua chế độ chảy Re : ℜ= ωd ρdd 1.12 0,03 1061,350 = =¿ 2,972.104 > 104 μ dd 1,2.10−3 Chế độ chảy xoáy, suy ra : ( λ= −2 lg Với : [( 6,81 2,972 10 ¿ ) ) 0,9 ] + 3,333.10 3,7 −3 = 0,023 (W/(m.K)) −3 0,1.10 0,03 = 3,333.10-3 Tổng trở lực: (theo bảng II.16 STQTTB T1, trang 382) ∑ξ cửa vào ∑ξ cửa = 0,5 (Bảng No10) = (Bảng No10) ξ khuỷu ống = 0,6 (3 khuỷu) (Bảng No34) ξ van tiêu chuẩn = 4,9 (Bảng No37) ξ van chắn = 6,84 (Bảng No47)  ∑ξ=0,5+ 1+ 3.0,6+4,9+ 6,84=15,04 GVHD: TS Nguyễn Tấn Dũng 89 Đồ án môn học Các trình thiết bị CNTP Vậy: ( H m = 0,023 ) 20 0,5922 +15,04 =¿ 0,543 (m) 0,03 2.9,81 Chênh lệch áp suất cuối ống đẩy đầu ống hút: H c = P2−P1 (m) ρg Vì P1 = P2 = at nên Hc = (m) Áp suất toàn phần bơm là: H = 0,543 +15 = 15,543 (m) Công suất bơm: N= 15,543.0,444 9,81 =¿ 0,08 10 0,85 Công suất động điện: N đc = N 0,08 = =¿ 0,086 (kW) ηtr ηđc 0,98.0,95 Người ta thường lấy động có cơng suất lớn cơng suất tính tốn để tránh tượng q tải Vì Ndc nằm khoảng < kW nên tra bảng II.33, (STQTTBT1, trang 440), chọn hệ số dự trữ β = Nên: N 'dc =β N dc =2.0,086=0,172 (kW) 5.2.3.4 Bơm dung dịch từ nồi sang bể chứa sản phẩm Chọn bơm ly tâm với chiều cao hút chiều cao đẩy 0,5 (m) Chiều dài ống m Cơng suất bơm tính theo công thức II.189 (STQTTB T1, trang 439) ¿ HGg 1000η (KW) Với: η : hiệu suất bơm, chọn η = 0,78 ρ: khối lượng riêng dung dịch có Cd = 60 % ; t = 69,700oC GVHD: TS Nguyễn Tấn Dũng 90 Đồ án môn học Các trình thiết bị CNTP ρ = 1288,73 (kg/m2) (tra bảng I.86 STQTTBT1, trang 58) Q: suất bơm (m3/s) G : lưu lượng bơm (kg/s) H: áp suất cần thiết để dung dịch chuyển động ống H = H m + Hc + Ho Với: Hm: trở lực mạng ống Hc : chênh lệch áp suất cuối ống đẩy, đầu ống hút Ho: chiều cao ống hút đẩy, chọn: Ho = 0,3 (m)  Tính Hm: ( ) ω H m= λ + ∑ ξ d g (m) Chọn đường kính ống hút ống đẩy dung dịch lên thùng cao vị: d =50 mm ν= Gc 0,785.d ρ = 0,111 =0,122 (m/s) 0,785 0,03 1288,73 µdd = 7,003.10-3 (N.s/m2) (tra bảng I.112 STQTTB T1, trang 114) Hệ số ma sát tính qua chế độ chảy Re : ℜ= ωd ρdd 0,329.0,05 1288,73 = =¿ 1,058.104 > 104 −3 μ dd 2,003 10 Chế độ chảy xoáy, suy ra : ( λ= [( 6,81 −2 lg 1,058 10 ) ) 0,9 ] 10−3 = 0,03 (W/(m.K)) + 3,7 0,1.10−3 ¿ 0,05 = 2.10-3 Với : Tổng trở lực: (theo bảng II.16 STQTTB T1, trang 382) ∑ξ cửa vào = 0,5 (Bảng No10) GVHD: TS Nguyễn Tấn Dũng 91 Đồ án mơn học Các q trình thiết bị CNTP ∑ξ cửa = (Bảng No10) ξ khuỷu ống = 0,6 (3 cái) (Bảng No34) ξ van tiêu chuẩn = 4,9 (Bảng No37) ξ van chắn= 11,43 (Bảng No47)  ∑ξ=0,5+ 1+ 3.0,6+4,9+11,43=19,63 Vậy: ( ) 20 0,1222 H m = 0,03 +19,63 =¿0,024 (m) 0,05 2.9,81 Chênh lệch áp suất cuối ống đẩy đầu ống hút: H c = P2−P1 (m) ρg P1: áp suất đầu ống hút, P1 = 0,314 at (bỏ qua áp suất thủy tĩnh cột chất lỏng ống truyền nhiệt) P2: áp suất cuối ống đẩy P2 = at ( 1−0,314 ) 9,81 104 = 5,323 (m) H c= 1288,73 9,81 Áp suất toàn phần bơm là: H = 0,3 + 0,024 + 5,323 = 5,647 (m) Công suất bơm: N= 5,647.0,111.9,81 =0,07 103 0,85 Công suất động điện: N đc = N 0,07 = =¿ 0,08 (kW) ηtr ηđc 0,98.0,95 Người ta thường lấy động có cơng suất lớn cơng suất tính tốn để tránh tượng tải Vì Ndc nằm khoảng < kW nên tra bảng II.33, (STQTTBT1, trang 440), chọn hệ số dự trữ β = Nên: N 'dc =β N dc =2.0,08=0,16 (kW) GVHD: TS Nguyễn Tấn Dũng 92 Đồ án mơn học Các q trình thiết bị CNTP 5.2.4 Thiết bị gia nhiệt 5.2.4.1 Mục đích Mục đích q trình gia nhiệt thiết bị gia nhiệt nâng nhiệt độ dung dịch nước mía lên đến điểm sơi trước vào hệ thống đặc Khi vào thiết bị đặc dung dịch nước mía sơi bốc nên rút ngắn thời gian cô đặc thêm nhiệt lượng cho việc gia nhiệt đến nhiệt độ sôi 5.2.4.2 Cân nhiệt lượng Thông số dịng:  Dung dịch mía đường: Nồng độ: x = 15% Nhiệt độ đầu: tlv = 30oC Nhiệt độ cuối: tlr = 105,200oC  Hơi đốt: Áp suất: Ph = at Cân lượng: Gv C v t v + G hv i hv =Gr Cr t r +Gng ing +Qtt Trong đó: Gv, Gr: lưu lượng dung dịch vào khỏi thiết bị gia nhiệt (kg/h) Cv, Cr: nhiệt dung riêng dung dịch trước sau gia nhiệt (J/(kgK) tv, tr: nhiệt độ dung dịch trước sau gia nhiệt (oC) Gh, Gng: lượng vào gia nhiệt nước ngưng thoát (kg/h) ihv, ing: nhiệt lượng đốt nước ngưng (J/kg) Qtt: nhiệt lượng tổn thất (J) Giả sử khơng có tượng q lạnh nước ngưng, tức nhiệt độ nước ngưng nhiệt độ đốt, đó: ihd – ing = r ẩn nhiệt ngưng tụ đốt GVHD: TS Nguyễn Tấn Dũng 93 Đồ án mơn học Các q trình thiết bị CNTP Vì Gv = Gr, Ghd = Gng nên phương trình cân nhiệt lượng trở thành: Ghvr = Gv(Crtr – Cvtv) + Qtt Giả thiết Qtt = 0,5Ghvr Khi đó, lượng đốt cần cung cấp cho thiết bị gia nhiệt: G hv = G v (Cr t r −C v t v ) 0,95 r Nhiệt dung riêng dung dịch trước gia nhiệt: Cv = 3529,84 (J/kgK) Nhiệt dung riêng dung dịch sau gia nhiệt: Cr = 3558,1 (J/kgK) Ghv = 1600.(3558,1.105,2−3529,84.30) =¿208,232 (kg/h) 0,95.2171 103 GVHD: TS Nguyễn Tấn Dũng 94 Đồ án mơn học Các q trình thiết bị CNTP KẾT LUẬN Trong thời gian giao nhiệm vụ thiết kế đồ án môn học, thực nghiêm túc cố gắng hết khả thân Đến tơi hồn thành nhiệm vụ đồ án Trong bao gồm việc tìm tiểu, tính tốn, xác định thơng số cơng nghệ, yếu tố ảnh hưởng trục tiếp đến trình đặc, tính tốn lượng lựa chọn thiết bị, thiết kế thiết bị Bản đồ án thiết kế hệ thống cô đặc nồi cho nhà máy sản xuất đường suất 400kg sản phẩm/mẻ gồm: Chương 1: Tổng quan nguyên liệu trình đặc Chương 2: Phương pháp nghiên cứu tính tốn Chương 3: Tính tốn thiết kế hệ thống cô đặc Chương 4: Kết luận Qua đồ án tiếp thu nhiều kiến thức nắm vững phần lý thuyết học, hiểu biết thêm q trình đặc q trình truyền nhiệt, học, phương pháp thiết lập, đọc hiểu vẽ thiết bị Ngồi cịn giúp tơi hiểu cách tính tốn phân tích lựa chọn thiết bị, vật liệu làm thiết bị để phù hợp với yêu cầu thực tế Tuy nhiên trình làm đồ án cịn số khó khăn tài liệu tham khảo hạn chế, chưa trực tiếp quan sát hệ thống làm việc nên số sai sót tính tốn lập luận Nhưng qua tơi nhận thấy thân phải học hỏi nhiều để thiết kế vào thực tế Tuy tơi cố gắng kiến thức thân hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót Mong thời gian đến tơi hồn thiện kiến thức để làm tốt thiết kế sau Tôi xin cảm ơn thầy khoa Cơng nghệ Hóa học Thực phẩm giúp đỡ tơi hồn thành đồ án GVHD: TS Nguyễn Tấn Dũng 95 Đồ án môn học Các trình thiết bị CNTP TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Tấn Dũng, 2015 Quá trình thiết bị cơng nghệ hóa học thực phẩm, tập 2: Các trình thiết bị truyền nhiệt, Phần 2: Các trình thiết bị truyền nhiệt thực phẩm Nhà xuất ĐH quốc gia TP Hồ Chí Minh 474 trang [2] Nguyễn Ngộ, 1984 Kỹ thuật sản xuất đường mía Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội [3] Lê Văn Việt Mẫn, 2011 Công nghệ chế biến thực phẩm Nhà xuất Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh 1019 trang [4] Trần Mạnh Hùng, 2000 Giáo trình cơng nghệ sản xuất đường mía, NXB Nông Nghiệp [5] Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuôn Phạm Xuân Toản, 2006 Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất, tập Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 447 trang [6] Phạm Văn Bơn – Nguyễn Đình Thọ (2010) Q trình thiết bị cơng nghệ hóa học & thực phẩm tập 5, trình thiết bị truyền nhiệt, 1: truyền nhiệt ổn định Nhà xuất Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh [7] Trần Thanh Hồn, Phạm Duy Khánh Nguyễn Thị Thủy Khóa luận tốt nghiệp: Tính tốn, thiết kế, chế tạo thiết bị đặc chân khơng nồi làm việc gián đoạn dung tích lít Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM 2017 [8] Hồng Kim Anh, 2007 Hóa học thực phẩm Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 382 trang [9] Nguyễn Tấn Dũng, 2015 Q trình thiết bị cơng nghệ hóa học thực phẩm, tập 2, Các trình thiết bị truyền nhiệt, phần 1, sở lý thuyết truyền nhiệt Nhà xuất Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh GVHD: TS Nguyễn Tấn Dũng 96 Đồ án mơn học Các q trình thiết bị CNTP [10] Nguyễn Tấn Dũng (2013) Quá trình thiết bị cơng nghệ hóa học thực phẩm, tập 1, Các trình thiết bị học, thuỷ lực khí nén Nhà xuất Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh [11] Trần Hùng Dũng – Nguyễn Văn Lục – Vũ Bá Minh – Hoàng Minh Nam Các q trình thiết bị cơng nghệ hóa học thực phẩm tập 1, Các q trình thiết bị học, Phân riêng khí động, lực ly tâm, bơm quạt, máy nén, tính hệ thống đường ống Nhà xuất Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh [12] Trần Thế Tuyền, 2006 Bài giảng môn sở thiết kế nhà máy Đại học bách khoa Đà Nẵng 114 trang [13] Nhiều tác giả (2005) Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất tập 1, Cơ sở lý thuyết, phương pháp tính toán, tra cứu số liệu thiết bị Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội [14] Nhiều tác giả (2005) Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất tập 2, Cơ sở lý thuyết, phương pháp tính tốn, tra cứu số liệu thiết bị Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội GVHD: TS Nguyễn Tấn Dũng 97 ... ngồi nước hệ thống cô đặc hai nồi nhà máy sản xuất đường Từ lâu, thiết bị cô đặc phần thiếu hệ thống sản xuất thực phẩm, công nghệ sản xuất đường loại nước quả, jam,… Công nghệ cô đặc nước phát... Các trình thiết bị CNTP CHƯƠNG TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐẶC HAI NỒI CỦA NHÀ MÁY SẢN XUẤT ĐƯỜNG, NĂNG SUẤT 400KG SẢN PHẨM/MẺ VÀ THẢO LUẬN Các thông số ban đầu cần thiết cho tính tốn Dung... cứu tính tốn Hình Sơ đồ quy trình nghiên cứu tính tốn hệ thống cô đặc Bước 1: Xác định thông số ban đầu Dựa vào u cầu đề tài là: ? ?Tính tốn, thiết kế hệ thống cô đặc hai nồi nhà máy sản xuất đường,