QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT

QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT

`  Giảng viên hƣớng dẫn : ThS ĐÀO THANH KHÊ Sinh viên thực hiện : Nguyễn Văn Chung 2005100068 Huỳnh Tấn Đạt 2005100054 Trần Thị Huỳnh Xuân 2005100072 Phạm Thị Trang Đài 2005100081 Nguyễn Ngọc Anh 2005100046 Nguyễn Ngọc Thanh Huế 2005100056 Nguyễn Thị Hiền 2005100071 Nguyễn Thị Kim Tài 2005100049 Nguyễn Thị Nhàn 2005100084 Hoàng Thị Diễm Hƣơng 2005100067 Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Khóa học : 2010-2014 Năm học : 2012-2013 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2012 ` BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BỘ MÔN: KỸ THUẬT THỰC PHẨM 2 TIỂU LUẬN KỸ THUẬT THỰC PHẨM 2 THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐUN NÓNG SỮA ĐẬU NÀNH Giảng viên hƣớng dẫn : ThS ĐÀO THANH KHÊ Sinh viên thực hiện : Nguyễn Văn Chung 2005100068 Huỳnh Tấn Đạt 2005100054 Trần Thị Huỳnh Xuân 2005100072 Phạm Thị Trang Đài 2005100081 Nguyễn Ngọc Anh 2005100046 Nguyễn Ngọc Thanh Huế 2005100056 Nguyễn Thị Hiền 2005100071 Nguyễn Thị Kim Tài 2005100049 Nguyễn Thị Nhàn 2005100084 Hoàng Thị Diễm Hƣơng 2005100067 Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Khóa học : 2010-2014 Năm học : 2012-2013 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2012 ` BẢNG NHIỆM VỤ CÁC THÀNH VIÊN LÀM TIỂU LUẬN KỸ THUẬT THỰC PHẨM 2_NHÓM 1.02_CHIỀU THỨ 5_TIẾT 7,8,9 STT TÊN THÀNH VIÊN MSSV NHIỆM VỤ KÝ TÊN 1 Nguyễn Văn Chung 2005100068  Tham gia tính toán  Làm chương 1  Tìm thông số N.V.Chung 2 Huỳnh Tấn Đạt 2005100054  Tham gia tính toán  Tổng hợp và biên tập hoàn chỉnh H.T.Đạt 3 Trần Thị Huỳnh Xuân 2005100072  Tham gia tính toán  Vẽ sơ đồ thiết bị T.T.H.Xuân 4 Phạm Thị Trang Đài 2005100081  Tham gia tính toán  Tìm thông số  Phác họa sơ đồ thiết bị P.T.T.Đài 5 Nguyễn Ngọc Anh 2005100046 Tham gia tính toán N.N.Anh 6 Nguyễn Ngọc Thanh Huế 2005100056  Tham gia tính toán  Chương 2 và kết luận N.N.T.Huế 7 Nguyễn Thị Hiền 2005100071  Tham gia tính toán  Vẽ sơ đồ thiết bị N.T.Hiền 8 Nguyễn Thị Kim Tài 2005100049  Tham gia tính toán  Chương 2 và kết luận  Vẽ sơ đồ thiết bị N.T.K.Tài 9 Nguyễn Thị Nhàn 2005100084  Tham gia tính toán  Chương 1 N.T.Nhàn 10 Hoàng Thị Diễm Hương 2005100067  Tham gia tính toán  Chương 1 H.T.D.Hương LỜI MỞ ĐẦU Nước ta đang trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa nên một số ngành công nghiệp hiện nay đang từng bước phát triển và hứa hẹn sẽ có nhiều đột phá trong tương lai, trong đó có công nghiệp thực phẩm. Sản xuất thực phẩm ở quy mô công nghiệp luôn đi kèm theo sự cải tiến, áp dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất, trong đó máy và thiết bị thực phẩm luôn là ưu tiên hàng đầu của các nhà máy, công ty thực phẩm hiện nay. Để giảm chi phí và tăng tính sáng tạo, đột phá trong công nghiệp thực phẩm, các kỹ sư luôn phải đưa ra ý tưởng và cố gắng thiết kế các loại thiết bị khác nhau dùng trong ngành công nghiệp đầy triển vọng này. Nắm bắt được tình hình đó, nay nhóm chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Thiết Kế Thiết Bị Đun Nóng Sữa Đậu Nành” nhằm cụ thể hóa vấn đề thiết kế máy và thiết bị dùng trong ngành công nghiệp thực phẩm hiện nay. Đề tài được nhóm chúng tôi chia làm 3 chương: Chƣơng 1. Tổng quan về lý thuyết Chƣơng 2. Tổng quan về nguyên liệu Chƣơng 3. Tính toán thiết kế thiết bị đun nóng sữa đậu nành Dù đã cố gắng rất nhiều nhưng do điều kiện và vốn kiến thức còn hạn chế, rất khó tránh khỏi những sai sót, rất mong nhận được những ý kiến đóng góp từ phía Thầy để các bài tiểu luận tiếp theo sẽ đầy đủ hơn. TẬP THỂ NHÓM MỤC LỤC Lời mở đầu Danh mục các đại lượng tính toán i Danh mục các hình ii Danh mục bảng biểu iii CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT 1 1.1. Lý thuyết về đun nóng 1 1.1.1. Khái niệm 1 1.1.2. Các phương pháp đun nóng 2 1.1.2.1. Đun nóng bằng hơi nước bão hòa 2 1.1.2.2. Đun nóng bằng khói lò 2 1.1.2.3. Đun nóng bằng dòng điện 3 1.1.2.4. Đun nóng bằng chất tải nhiệt đặc biệt 3 1.1.2.5. Đun nóng bằng khí thải, chất thải 3 1.1.3. Các thiết bị trao đổi nhiệt 4 1.1.3.1. Khái niệm 4 1.1.3.2. Phân loại 4 1.1.4. Thiết bị trao đổi nhiệt dùng trong ngành thực phẩm 6 1.1.4.1. Thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống 6 1.1.4.2. Thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm 8 1.1.4.3. Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm 9 CHƢƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 11 2.1. Sữa đậu nành 11 2.2. Dầu truyền nhiệt 13 CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐUN NÓNG SỮA 16 3.1. Các thông số ban đầu 16 3.2. Tính toán thiết bị 18 3.3. Sơ đồ thiết bị 20 TÀI LIỆU THAM KHẢO 23 i DANH MỤC CÁC ĐẠI LƢỢNG TÍNH TOÁN Đại lƣợng Kí hiệu Đơn vị Nhiệt độ t 0 C Hệ số cấp nhiệt  2 /Wm .độ Hệ số dẫn nhiệt  /Wm .độ Bề dày vách  m Đường kính ống d,D m Mật độ dòng nhiệt q 2 /Wm Hệ số truyền nhiệt k 2 /Wm .độ Nhiệt lượng, công suất Q Kj, KW Diện tích bề mặt truyền nhiệt F 2 m Nhiệt dung riêng C p /Kj kg .độ Khối lượng riêng  3 /kg m Lưu lượng khối lượng G N , G L /kg s Lưu lượng thể tích G sữa lít/h Chiều dài h m Số vòng xoắn n vòng ii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Thiết bị trao đổi nhiệt vỏ bọc ống chùm 4 Hình 1.2. Các dạng chuyển động của lưu chất trong ống chùm nằm ngang 5 Hình 1.3. Cấu tạo thiết bị trao đổi nhiệt có cánh 5 Hình 1.4. Thiết bị trao đổi nhiệt có tấm gợn sóng 5 Hình 1.5. Thiết bị trao đổi nhiệt loại hồi nhiệt 6 Hình 1.6. Thiết bị trao đổi nhiệt loại hỗn hợp 6 Hình 1.7. Thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống 7 Hình 1.8. Thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm 8 Hình 1.9. Mô phỏng thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm 9 Hình 1.10. Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm 9 Hình 3.1. Sơ đồ thiết bị ống lồng ống dùng để đun nóng sữa đậu nành 21 iii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Giá trị dinh dưỡng của sữa đậu nành 11 Bảng 3.1. Nhiệt dung riêng của dầu truyền nhiệt theo nhiệt độ 16 Bảng 3.2. Thành phần các chất trong 100g sữa đậu nành Fami 16 Bảng 3.3. Hàm nhiệt dung riêng các thành phần của sữa theo nhiệt độ 17 Bảng 3.4. Hàm khối lượng riêng các thành phần của sữa theo nhiệt độ 17 Chương 1. Tổng quan về lý thuyết GVHD: ThS Đào Thanh Khê Kỹ thuật thực phẩm 2 Trang 1 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT 1.1. Lý thuyết về đun nóng 1.1.1. Khái niệm Bản chất: Đun nóng là một quá trình gia nhiệt làm tăng nhiệt độ để làm chín thực phẩm, hay để ức chế, tiêu diệt hoàn toàn enzyme và hệ vi sinh vật có trong thực phẩm, hạn chế sự hư hỏng thực phẩm. Ngoài ra đun nóng còn là một phương tiện cần thiết để thực hiện các quá trình khác như cô đặc, chưng cất … Mục đích công nghệ: Chuẩn bị: Trong thực tế có khi việc tiến hành đun nóng chỉ nhằm mục đích chuẩn bị cho các quá trình khác. Ví dụ: để bóc vỏ cam người ta thường chần trong nước sôi trong thời gian 5-10 phút, đun nóng trước khi cô đặc sản phẩm lỏng để quá trình bốc hơi nước nhanh hơn. Đun nóng sản phẩm trước khi vào hộp để ghép mí nhằm mục đích bài khí. Khai thác: quá trình đun nóng có thể làm tăng hiệu suất thu nhận sản phẩm từ một loại nguyên liệu nào đó.Ví dụ ở nhiệt độ 60-70 0 C sẽ làm tăng khả năng hoạt động của amylase làm cho khả năng thuỷ phân tinh bột cao hơn để thu lượng đường cao hơn. Nhiệt độ cao có thể làm tăng khả năng trích ly các chất hoà tan, tăng hiêuu suất ép, tăng sự hoà tan chất màu Chế biến: Dưới tác dụng của nhiệt độ cao nhiều loại nguyên liệu bị biến đổi về cấu trúc, tính chất hoá học, vật lý làm cho chất lượng nguyên liệu biến đổi hẳn. Những biến đổi về chất lượng có thể xấu đi hoặc tốt hơn. Trong CNTP người ta lợi dụng những biến đổi tốt của chất lượng để tạo ra sản phẩm có ích. Bảo quản: Khi nguyên liệu được đun nóng ở nhiệt độ trên 70 0 C sẽ làm vô hoạt các enzyme có trong nguyên liệu, ngăn ngừa những biến đổi xấu. Nhiệt độ cao hơn 90 0 C có thể tiêu diệt vi sinh vật có trong thực phẩm. Do đó trong chế biến thực [...]... đổi nhiệt có cánh: Hình 1.3 Cấu tạo thiết bị trao đổi nhiệt có cánh -Loại trao đổi nhiệt có tấm gợn sóng: Hình 1.4 Thiết bị trao đổi nhiệt có tấm gợn sóng Kỹ thuật thực phẩm 2 Trang 5 Chương 1 Tổng quan về lý thuyết GVHD: ThS Đào Thanh Khê b) Thiết bị trao đổi nhiệt loại hồi nhiệt Hình 1.5 Thiết bị trao đổi nhiệt loại hồi nhiệt c) Thiết bị trao đổi nhiệt loại hỗn hợp Hình 1.6 Thiết bị trao đổi nhiệt. .. từ nhiệt độ 27 độ C lên 121 độ C, lượng sữa là 1000lit/h, quá trình truyền nhiệt bằng dầu truyền nhiệt Thiết bị truyền nhiệt là gián tiếp Dùng điện trở đun nóng dầu lên 250 độ, sau đó bơm dầu và sữa vào thiết bị truyền nhiệt Hãy tính toán, vẽ và bố trí dòng chảy, thiết bị theo dạng sơ đồ, hình vẽ đáp ứng các yêu cầu trên Tính toán: Mấu chốt của bài toán là ta phải tính được tổng diện tích bề mặt truyền. .. Văn Việt Mẫn, Công nghệ chế biến thực phẩm, NXB Đại học quốc gia TP.HCM, 2010 [2] Phạm Xuân Toản, Các quá trình, thiết bị trong công nghệ hóa chất và thựcphẩm,Tập 3,Các quá trình và thiết bị Truyền Nhiệt, NXB Khoa học & Kỹ thuật, 2003 [3] Hoàng Đình Tín, Truyền nhiệt và tính toán thiết bị trao đổi nhiệt, NXB Khoa học & Kỹ thuật, 2001 Tài liệu internet [4] http://daumocongnghiep.vn/p/San-pham/180/Dau-truyen-nhiet-CaltexTexatherm-46.html... làm quá lạnh môi chất lạnh ở thể lỏng, hay dùng đun nóng nước, làm mát dầu… 1.1.4.2 Thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm a) Cấu tạo Có vỏ hình trụ, bên trong lắp các ống trao đổi nhiệt Trên vỏ và nắp thiết bị có các cửa để dẫn chất tải nhiệt vào và ra Các ống trao đổi nhiệt bên trong có thể bố trí theo hình lục giác đều, hình tròn đồng tâm, hình vuông Hình 1.8 Thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm 1 Vỏ thiết bị. .. sử dụng nhiệt trong khí thải hoặc chất lỏng chảy ra từ các nhà máy, xí nghiệp mà nhiệt độ của chúng còn cao Kỹ thuật thực phẩm 2 Trang 3 Chương 1 Tổng quan về lý thuyết GVHD: ThS Đào Thanh Khê 1.1.3 Các thiết bị trao đổi nhiệt 1.1.3.1 Khái niệm Thiết bị trao đổi nhiệt là thiết bị trong đó thực hiện các quá trình truyền nhiệt giữa các chất mang nhiệt 1.1.3.2 Phân loại Bao gồm 3 dạng:  Trao đổi nhiệt. .. dài và không sự cố, nên giới hạn nhiệt độ tối đa trên bề mặt tiếp xúc với dầu của thiết bị cấp nhiệt ở 34000C  Khi vận hành, dầu truyền cần phải tuần hoàn cưỡng bức Uƣ điểm: Hiệu suất truyền nhiệt tối đa  Các đặc tính truyền nhiệt tuyệt vời giúp dầu tuần hoàn dễ dàng và truyền nhiệt hiệu quả  Chống hình thành cặn bám: Khả năng bền ôxy hoá và bến nhiệt rất cao của dầu giúp chống sinh ra cặn bùn và. .. - fin tinh lọc từ dầu mỏ, bền nhiệt, được pha chế để làm dầu truyền nhiệt cho các hệ thống truyền nhiệt tuần hoàn cưỡng bức kín và hở  Ứng dụng: Có thể sử dụng cho hệ thống truyền nhiệt trong các thiết bị sấy công nghiệp, ngành công nghiệp cao su và chất dẻo, hệ thống gia nhiệt bể chứa nhựa đường và dầu FO, hệ thống xử lý, chế biến và đóng hộp thực phẩm, hệ thống gia nhiệt trong phân xưởng, nhà máy... CHƢƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐUN NÓNG SỮA Bài toán thiết kế là dạng bài toán nghịch được sử dụng để tính toán và thiết lập các thông số và thiết bị phù hợp phục vụ cho những mục đích khác nhau trong công nghiệp nói chung và công nghiệp thực phẩm nói riêng Ở đây, bài toán cụ thể là tính toán và thiết kế thiết bị đun nóng dung dịch sữa đậu nành phục vụ cho mục đích thanh trùng và tiệt trùng sữa... nhằm đem lại những tính năng ưu việt trong các hệ thống truyền nhiệt kín gián tiếp  Sử dụng: Các hệ truyền nhiệt kín, tuần hoàn trong công nghiệp chế biến, nhà máy hoá chất, dệt và dân dụng như bộ tản nhiệt bằng dầu  Có thể được sử dụng trong các thiết bị truyền nhiệt làm việc liên tục ở nhiệt độ cao trong điều kiện làm việc giới hạn như sau:  Nhiệt độ màng dầu max: 3400C Kỹ thuật thực phẩm 2 Trang... hệ số truyền nhiệt cao  Độ nhớt thấp nên dầu có khả năng linh động và truyền nhiệt tốt ở cả nhiệt độ thấp  Hòa tan tốt  Không ăn mòn  Áp suất bốc hơi thấp  Không độc và dễ dàng thải bỏ  Dầu truyền nhiệt gốc khoáng an toàn hơn, dễ xử lý hơn so với dầu tổng hợp Sau thời gian sử dụng dễ dàng thu hồi dầu đã sử dụng để tái tạo hoặc thải bỏ Kỹ thuật thực phẩm 2 Trang 15 Chương 3 Thiết kế thiết bị đun . 20 051 00068 Huỳnh Tấn Đạt 20 051 00 054 Trần Thị Huỳnh Xuân 20 051 00072 Phạm Thị Trang Đài 20 051 00081 Nguyễn Ngọc Anh 20 051 00046 Nguyễn Ngọc Thanh Huế 20 051 00 056 Nguyễn Thị Hiền 20 051 00071. 20 051 00068 Huỳnh Tấn Đạt 20 051 00 054 Trần Thị Huỳnh Xuân 20 051 00072 Phạm Thị Trang Đài 20 051 00081 Nguyễn Ngọc Anh 20 051 00046 Nguyễn Ngọc Thanh Huế 20 051 00 056 Nguyễn Thị Hiền 20 051 00071. LÀM TIỂU LUẬN KỸ THUẬT THỰC PHẨM 2_NHÓM 1.02_CHIỀU THỨ 5_ TIẾT 7,8,9 STT TÊN THÀNH VIÊN MSSV NHIỆM VỤ KÝ TÊN 1 Nguyễn Văn Chung 20 051 00068  Tham gia tính toán  Làm chương 1