(TIỂU LUẬN) môn THỰC HÀNH kĩ THUẬT THỰC PHẨM 2 bài 1 KHUẤY CHẤT LỎNG

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN CƠNG NGHỆ SINH HỌC & THỰC PHẨM MÔN: THỰC HÀNH KĨ THUẬT THỰC PHẨM BÀI 1: KHUẤY CHẤT LỎNG NHÓM Giảng Viên Hướng Dẫn: LÊ VĂN NHIỀU Tên: Nguyễn Quang Đại Lớp: DHTP16BTT TPHCM, ngày 10 tháng 03 năm 2022 Năm học 2021-2022 1.1 Giới thiệu Qúa trình khuấy chất lỏng ứng dụng nhiều q trình cơng nghệ hóa chất, thực phẩm môi trường Khuấy trộn làm tăng tốc độ truyền nhiệt, truyền khối, tăng tốc độ phản ứng,tạo hệ đồng 1.2 Mục đích thí nghiệm Xây dựng đồ thị quan hệ chuẩn số Re chuẩn số công suất khuấy, hiệu suất khuấy - Khảo sát công suất khuấy điều kiện khác - So sánh công suất hiệu suất - 1.3 Cơ sở lý thuyết 1.3.2 Mục đích khuấy Q trình khuấy học sử dụng nhằm mục đích: - Tạo hệ đồng từ thể tích lỏng lỏng khí rắn có tính chất, thành phần khác nhau: dung dịch, nhũ tương, huyền phù, hệ bọt, - Tăng cường trình trao đổi nhiệt - Tăng cường trình trao đổi chất trình truyền khối q trình hóa hoc 1.3.2.1 Hệ thống thiết bị khuấy Thiết bị khuấy gồm phận chủ yếu sau; thùng khuấy hình trụ với đáy trịn (hoặc elip, nón); phía đậy nắp 14 ghép với than bích Theo đường tâm thùng lắp trục khuấy 10 với cánh khuấy 11 Trục khuấy xuyên qua nắp bịt kín hợp đệm Truyền chuyển động cho trục khuấy từ động qua hợp giảm tốc để tạo tốc độ thích hợp cho cánh khuấy Tháo lắp trục khuấy thông qua khớp nối Thùng khuấy gắn tay đỡ nhờ bulong lắp vào chân đỡ 9, Thực nhập kiệu qua cửa 13 nắp thiết bị, tháo sản phẩm qua đường 12 đáy Trên nắp thân thiết bị có ta bố trí cửa sửa chữa cửa quan sát 1.3.2.2 Các dạng cấu khuấy Cơ cấu khuấy thường chia thành cấu khuấy chậm quay nhanh Ngồi cịn phân chia thành hai loại cấu khuấy: hướng kính hướng trục Cơ cấu khuấy nhanh gồm cấu khuấy tuabin, cấu khuấy chân vịt, Cơ cấu khuấy tuabin kín cấu khuấy tuabin hở với cánh thẳng cánh cong tạo dịng hướng kính.Cơ cấu khuấy vịt tải có ống hướng cấu khuấy chân vịt trì dịng hướng trục Cơ cấu quay nhanh thường làm việc thiết bị có chặn.Tấm chặn tạo chảy xốy chất lỏng thiết bị khơng cho hình thành phiễu Loại quay chậm gồm cấu khuấy loại bản, loại tấm, loại mỏ neo loại khung.Chúng chủ yếu tạo dịng vịng (dịng chảy tiếp tuyến) có nghĩa chất lỏng quay quanh trục thiết bị Ngoài ra, cịn có loại cấu khác cấu khuấy chân động, cấu khuấy cào, 1.3.2.3 Công suất khuấy (N) a Đặc điểm Các thông số ảnh hưởng đến cơng suất khuấy là: kích thước quan trọng thùng chứa cánh khuấy ( dk ); độ nhớt (u,v) khối lượng riêng (p) chất lỏng; tốc độ cánh khuấy n số gia tốc trọng trường g N= f (n,D,p,g, ) N= K N.p.n3.d5k, (W) Với K N chuẩn số công suất khuấy (không thứ nguyên), xác định theo công thức sau: Thông số A m cánh khuấy Má Châ Công suất động cho biết lượng tiêu hao thực tế cho trình khuấy định theo công thức : N đc = U.I.cosu , (W) Với : U: hiệu điện (V) I : cường độ dịng điện (A) Cosu: hệ số cơng suất dong điện b Các tiêu để giá q trình khuấy n d2 v Trong đó: n số vịng quay (vịng/s) d đường kính cánh khuấy (m) v độ nhớt động lực học (m/s2) ℜM = 1.4 MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM 1.4.1 Sơ đồ hệ thống Hệ thống thiết bị khuấy chất lỏng thể 1.5 TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM TN1: Khảo sát ảnh hưởng tốc độ khuấy đến công suất khuấy loại cánh khuấy mái chèo ( chặn) Chuẩn bị: - Chuẩn bị nước đến 2/3 thùng khuấy - Kiểm tra đứng loại cánh khuấy khảo sát chặn - Chỉnh nút điều khiển tốc độ vị trí số (zero) Các lưu ý: - Thay chất lỏng khảo sát thấy bẩn, nhiều cặn bẩn có mùi - Đảm bảo mức chất lỏng thùng khuấy mức 2/3 chiều cao thùng, không cho chất lỏng vào đầy - Trước tiến hành thí nghiệm cần kiểm tra lắp đặt loại cánh khuấy tháo chăn hay chưa; - Khi kết thúc thí nghiệm chỉnh nút điều khiển vị trí TN2: Khảo sát ảnh hưởng tốc độ khuấy đến công suất khuấy loại cánh khuấy mái chèo ( có chặn) Chuẩn bị: - Tương tự thí nghiệm Các lưu ý: - Đảm bảo mức chất lỏng thùng khuấy mức 2/3 chiều cao thùng, không cho chất lỏng vào đầy Trước tiến hành thí nghiệm cần kiểm tra lắp đặt loại cánh khuấy tháo chăn hay chưa; - Khi kết thúc thí nghiệm chỉnh nút điều khiển vị trí - TN3: Khảo sát ảnh hưởng tốc độ khuấy đến công suất khuấy loại cánh khuấy chân vịt ( khơng có chặn) Chuẩn bị: - Tương tự thí nghiệm Các lưu ý: - Đảm bảo mức chất lỏng thùng khuấy mức 2/3 chiều cao thùng, không cho chất lỏng vào đầy - Trước tiến hành thí nghiệm cần kiểm tra lắp đặt loại cánh khuấy tháo chăn hay chưa; - Khi kết thúc thí nghiệm chỉnh nút điều khiển vị trí TN4: Khảo sát ảnh hưởng tốc độ khuấy đến công suất khuấy loại cánh khuấy chân vịt ( có chặn) Chuẩn bị: - Tương tự thí nghiệm Các lưu ý: - Đảm bảo mức chất lỏng thùng khuấy mức 2/3 chiều cao thùng, không cho chất lỏng vào đầy - Trước tiến hành thí nghiệm cần kiểm tra lắp đặt loại cánh khuấy tháo chăn hay chưa; - Khi kết thúc thí nghiệm chỉnh nút điều khiển vị trí 1.6 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN - Đo độ nhớt động lực học CMC Thời gian chảy: 11 giây Khối lượng 100ml CMC: 281,64g Thể tích CMC cân : 100ml /// KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM/// TN1: Khảo sát ảnh hưởng tốc độ khuấy đến công suất khuấy loại cánh khuấy mái chèo ( khơng có chặn) STT Loại TN2: Khảo sát ảnh hưởng tốc độ khuấy đến công suất khuấy loại cánh khuấy mái chèo ( có chặn) STT Loại Có chặn TN3: Khảo sát ảnh hưởng tốc độ khuấy đến công suất khuấy loại cánh khuấy chân vịt ( khơng có chặn) STT Loại Khơng có chặn TN4: Khảo sát ảnh hưởng tốc độ khuấy đến công suất khuấy loại cánh khuấy chân vịt ( có chặn) STT Loại Có chặn /// XỬ LÝ SỐ LIỆU/// TN1: Khảo sát ảnh hưởng tốc độ khuấy đến công suất khuấy loại cánh khuấy mái chèo ( khơng có chặn) STT Loại Khơng có chặn (kg/m3) 996 v (m/s2) p cos (m) 0.285 D *Nước - Khuấy chất lỏng với nước ( Chuẩn số Re đặc chưng) ℜM = n d2 = 0,02842875 v Chuẩn số công suất khuấy: K N= Công suất khuấy: N= K p.n3.d5 = 3.474369594 (W) N k *Dung dịch CMC Khuấy chất lỏng với CMC ( Chuẩn số Re đặc chưng) 281,64 Khối lượng riêng D= 100 =2.8164(g /ml) Tra bảng với thời gian chảy 11 giây, ta độ nhớt động lực 0.03 Pa.s Độ nhớt động học: v= (kg/m3) 28 n d2 ℜM = v 0.01065 Chuẩn số công suất khuấy: K N= Công suất khuấy: N= K N.p.n3.d5 = 9.0107.2800.( 28 ¿3.0.315 = 8.6037(W) k 60 * Nước STT * Dung dịch CMC STT TN2: Khảo sát ảnh hưởng tốc độ khuấy đến công suất khuấy loại cánh khuấy mái chèo ( có chặn) STT Loại Có chặn *Nước p (kg/m3) 996 *Nước: Khuấy chất lỏng với nước vòng ( Chuẩn số Re đặc chưng) n d2 ℜM = v Chuẩn số công suất khuấy: K N= Công suất khuấy: N= K N.p.n3.d5k = 10.178828344(W) Công suất động cơ: Nđc = U.I.cosu = 105 (W) *Dung dịch CMC: Khuấy chất lỏng với CMC vòng ( Chuẩn số Re đặc chưng) 281,64 Khối lượng riêng D= =2.8164(g /ml) 100 Tra bảng với thời gian chảy 11 giây, ta độ nhớt động lực 0.03 Pa.s 0.03 ❑ Độ nhớt động học: v= D=2.8164 =0.010651(m2 /s) (kg/m3) ℜM = n d2 v Chuẩn số công suất khuấy: K N= Công suất khuấy: N= K N.p.n3.d5k = 5.682241733 (W) Công suất động cơ: Nđc = U.I.cosu = 48.92 (W) *Tính tương tự với TN3 *Nước STT *Dung dịch CMC STT Có Biểu đồ quan hệ giữ REm với hiệ 25 20 15 10 4.48 đồ thị quan hệ chuẩn số ReM 0.2 0.18 0.16 0.14 0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 đồ thị quan hệ c 25 20 15 10 TN3 4: Khảo sát ảnh hưởng tốc độ khuấy đến công suất khuấy loại cánh khuấy chân vịt ( khơng có chặn) ( có chặn) * Nước STT *Dung dịch CMC STT *Nước ( có chặn) STT Có t STT Có ch Biểu đồ q 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 biểu đồ quan hệ giữ REm với hiệu xuấ 25 20 15 10 đồ thị quan hệ chuẩn số 1.8 1.6 1.4 1.2 0.8 0.6 0.4 0.2 đồ thị quan hệ chuẩn s 25 20 15 10 1.7.KẾT LUẬN Qua ta thấy tốc độ vịng quay có chặn nhỏ khơng có chặn : chặn cản trở dòng lưu nước cánh khuấy quay chuyển động, số ReM giảm so với số ReM khơng có chặn Chỉ số công suất khuấy KN giảm dần theo tăng dần số Re M số tỉ lệ nghịch với Tuy nhiên tốc độ giảm công suất khuấy không đáng kể vậy, ta xem cơng suất khuấy N tỉ lệ thuận với số vịng quay Ngồi ra, công suất động lớn công suất khuấy ... Biểu đồ q 0.3 0 .25 0 .2 0 .15 0 .1 0.05 biểu đồ quan hệ giữ REm với hiệu xuấ 25 20 15 10 đồ thị quan hệ chuẩn số 1. 8 1. 6 1. 4 1 .2 0.8 0.6 0.4 0 .2 đồ thị quan hệ chuẩn s 25 20 15 10 1. 7.KẾT LUẬN Qua... quan hệ chuẩn số ReM 0 .2 0 .18 0 .16 0 .14 0. 12 0 .1 0.08 0.06 0.04 0. 02 đồ thị quan hệ c 25 20 15 10 TN3 4: Khảo sát ảnh hưởng tốc độ khuấy đến công suất khuấy loại cánh khuấy chân vịt ( khơng có... riêng D= =2. 816 4(g /ml) 10 0 Tra bảng với thời gian chảy 11 giây, ta độ nhớt động lực 0.03 Pa.s 0.03 ❑ Độ nhớt động học: v= D =2. 816 4 =0. 010 6 51( m2 /s) (kg/m3) ℜM = n d2 v Chuẩn số công suất khuấy: