tổng hợp các câu hỏi có thể có trong bảo vệ đồ án 1 quá trình thiết bị ngành công nghệ thực phẩm đại học bách khoa hà nội tổng hợp các câu hỏi có thể có trong bảo vệ đồ án 1 quá trình thiết bị ngành công nghệ thực phẩm đại học bách khoa hà nội tổng hợp các câu hỏi có thể có trong bảo vệ đồ án 1 quá trình thiết bị ngành công nghệ thực phẩm đại học bách khoa hà nội
Câu hỏi Câu 1: Cơ đặc gì? Có phương pháp cô đặc? Câu 2: Cô đặc khác chưng cất? Câu 3: Bồn cao vị để làm gì? Bỏ khơng? Chiều cao bao nhiêu? Cách tính? .2 Câu 4: Cách xác định rò rỉ hơi? Câu 5: Ống chảy tràn? Công dụng? Câu 6: Lưu lượng kế loại gì? Cách lắp đặt? Nguyên tắc hoạt động? Câu 7: Khí khơng ngưng? Gồm khí gì? Tác hại? .2 Câu 9: Cấu tạo thiết bị tách bọt? Hoạt động? .2 Câu 10: ΔT hữu ích? Cách tính? Nói lên gì?T hữu ích? Cách tính? Nói lên gì? Câu 11: Thiết bị Baromet? Tính tốn ntn? Bao nhiêu ngăn? Chiều cao ngăn? Câu 12: Bơm vị trí khỏi nồi đặc để làm gì? Cần hay ko? .2 Câu 13: Dung dịch đặc? Tính chất quan trọng nó? Câu 14: Cách chọn nồi? Có đặc điểm nồi? Câu 15: Cách lấy mẫu? Chiều dài thiết bị lấy mẫu? Câu 16: Kính quan sát? Bao nhiêu được? Cách lắp đặt? Câu 17: Ống truyền nhiệt ống? Cách tính? Có cách lắp ống? Chọn cách nào? Hình vẽ? Câu 18: Cách xếp ống mạng ống? Câu 19: Các phương án xếp nồi cô đặc hệ thống nhiều nồi? Câu 20: Tại vị trí cấp có cấu tạo ntn? Vì có cấu tạo vậy? .2 Câu 21: Cấu tạo thiết bị tháo nước ngưng? Câu 22: Có thiết bị truyền nhiệt? .2 Câu 23: Ưu, nhược điểm thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống? Câu 24: Dung dịch thiết bị? (Nguyên lý) Câu 25: Theo cấu tạo, thiết bị cô đặc gồm loại nào? (1 nồi nhiều nồi) .2 Câu 26: Áp suất thiết bị, áp suất hơi, nhiệt độ hơi, nhiệt độ sôi dung dịch Câu 27: Cách ống mạng ống ngòai cách cách khác không? (ngũ điểm) Câu 28: Ống truyền nhiệt có kích thước to hay nhỏ có ảnh hưởng khơng? Câu 29: Phần nhô khỏi mặt sàn ống ống truyền nhiệt khoảng bao nhiêu? (2-3 mm) Câu 30: Sự phân chia cấp chiều dài theo số nồi? .3 Lưu ý: Câu 1: Cô đặc gì? Có phương pháp đặc? Cơ đặc phương pháp thường dùng để nâng cao nồng độ chất khô sản phẩm, cách tách nước khỏi dung dịch Có phương pháp cô đặc: Phương pháp nhiệt: Nước chuyển từ pha lỏng sang pha => khỏi dung dịch áp suất riêng phần = áp suất bên ngồi tác dụng lên mặt thoáng dung dịch Ưu điểm: Phổ biến, thiết bị đơn giản Nhược điểm: Chất dinh dưỡng dễ bị phân hủy nhiệt; Hơi nước bốc theo chất thơm chất dễ bay khác dung dịch Phương pháp lạnh: Khi làm lạnh đông chậm, phân tử nước kết tinh lớn dần lên tạo thành khối băng, tách khỏi dung dịch ban đầu Q trình đặc phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ lạnh đông, số lượng tinh thể đá tạo thành Ưu điểm: Chất lượng sản phẩm cao: Ít mát chất hịa tan, khơng gây vitamin chất thơm Nhược điểm: Tốn nhiều lượng; Trang thiết bị phức tạp → Giá thành phẩm thường cao Phương pháp thẩm thấu ngược: Dưới tác dụng học dung dịch có nồng độ cao áp suất thẩm thấu, làm nước theo chiều ngược lại từ nơi có nồng độ chất hịa tan cao đến nơi có nồng độ chất hịa tan thấp, nhờ mà nồng độ dung dịch tiếp tục tăng cao Ưu điểm: Hạn chế tối đa chất thơm, giữ phần lớn thành phần Nhược điểm: Mất mát số muối khống axit có phân tử nhỏ; Không thể cô đặc đến độ khô đủ cao để trùng bổ sung Câu 2: Cô đặc khác chưng cất? - Cô đặc: dung môi bay hơi, chất tan không bay - Chưng cất: dung môi, chất tan bay với hàm lượng khác Câu 3: Bồn cao vị để làm gì? Bỏ khơng? Chiều cao bao nhiêu? Cách tính? Bồn cao vị bồn để vị trí cao, có nhiệm vụ cung cấp dung dịch cho hệ thống cách ổn định Nó hoạt động cung cấp ổn định cho dòng chảy chảy xuống → Dòng chảy ổn định → Lưu lượng ổn định để cung cấp vào hệ thống Vận tốc v dung dịch cung cấp cho thiết bị ổn định, tiết diện ống dẫn S cố định → Q cố định (Vì Q= v.S) Trên nguyên tắc ta bỏ qua bồn cao vị, khó để hệ thống hoạt động ổn định →Bồn cao vị cần thiết Chiều cao thùng cao vị đặt độ cao cho thắng trở lực đường ống Ta tính bồn cao vị dựa vào: - Lưu lượng dịng chảy thiết bị (năng suất thiết bị) - Đường kính ống dẫn cho trước → tính vận tốc cần thiết dịng chảy → tính tổn thất cục ống dẫn dung dịch Áp dụng Phương trình Bernoulli mặt thống thùng cao vị mặt thoáng dung dịch nồi 1: P1 v 21 P2 v 22 Z1 + + =Z 2+ + +h ρ g g ρ g g 1−2 Trong đó: Z1, Z2 : Chiều cao từ mặt thống bồn cao vị, mặt thoáng dung dịch nồi xuống mặt đất (m) Chọn Z2 = (m) P1: Áp suất mặt thoáng thùng cao vị P2: Áp suất mặt thoáng dung dịch nồi v1 = (m/s); v2 = v = (m/s) ρ: Khối lượng riêng dung dịch 30℃ h1-2 : Tổn thất áp suất đường ống l v2 h1-2 = λ +∑ ξ (m); d: đường kính d g ( ) Vận tốc dòng chảy ống chọn vận tốc nạp liệu; v = (m/s) μ: Độ nhớt dung dịch 30℃ Tra bảng (I.112/[2 – 114]) Chuẩn số Reynolds Chọn ống thép 12MX, độ nhám ε Hệ số ma sát theo công thức (II.64/[1 – 380]): ε 100 ( λ = 0,1 ×1,46 + ℜ d 0,25 ) Tổng hệ số tổn thất cục bộ: (Đường ống gồm van, khuỷu) ∑ ξ = ξvào + ξkhuỷu 90 + ξvan + ξra Chọn chiều dài ống từ bồn cao vị đến nồi l Tổng tồn thất áp suất đường ống dẫn: ( h1-2 = 0,033 10 12 +8,45 0,038 2.9,81 ) Chiều cao từ mặt thoáng bồn cao vị đến mặt đất: Z1 =Z Câu 4: Cách xác định rò rỉ hơi? Sau thời gian hoạt động xảy tượng rò rỉ buồng đốt, gây nên tượng xấu như: - Thất thoát dung dịch, ảnh hưởng đến hiệu suất hệ thống (nếu áp suất nồi > áp suất hơi) - Nếu nước ngưng chảy vào hệ thống làm tăng thêm lượng dung môi cần bốc (nếu áp suất nồi < áp suất hơi) Cách xác định: Trường hợp 1: Thường xuyên kiểm tra lượng nước ngưng tụ có lẫn dung dịch đặc hay khơng Sử dụng α-naphtol → vệt tím → nước ngưng lẫn dung dịch đường (α-naphtol phát đường tới nồng độ 50 ppm) Trường hợp 2: Kiểm tra áp suất chùm ống Dấu hiệu đặc trưng đặc đường bị tượng rị rỉ dung dịch có mùi riêng biệt Câu 5: Ống chảy tràn? Công dụng? Nguyên liệu từ thùng chứa bơm lên thùng cao vị, dịch thừa chảy theo ống chảy tràn quay thùng nguyên liệu Ống chảy tràn có nhiệm vụ giữ cho mực chất lỏng cố định bồn cao vị hồi nguyên liệu thừa thùng chứa ban đầu Câu 6: Lưu lượng kế loại gì? Cách lắp đặt? Nguyên tắc hoạt động? Lưu lượng kế dùng để xác định lưu lượng dòng chảy Lưu lượng kế loại Rotamet: sử dụng phao bên ống hình Ngun lý hoạt động: Dòng chảy tác động (từ lên) → Thay đổi tiết diện thành ống phao Lưu lượng lớn phao đẩy lên cao dừng vị trí ổn định (vị trí lực tác dụng dịng lưu chất cân với trọng lượng phao) Lắp đặt: Theo nguyên tắc hoạt động lưu lượng kế phải lắp đặt cho dòng chảy dung dịch từ lên Câu 7: Khí khơng ngưng? Gồm khí gì? Tác hại? Các khí khơng ngưng bao gồm: NOx, SOx, COx,… khí lẫn đốt vào thiết bị gia nhiệt không ngưng tụ Nếu không cho khí →tích tụ dần chùm ống →chiếm thể tích đốt →làm giảm diện tích truyền nhiệt →giảm hiệu suất Do lượng khí khơng ngưng nên ống tháo khí khơng ngưng bố trí chỗ xa cửa dẫn đốt vào, vị trí đốt khó đến có khả tạo thành túi khí, phải bố trí van để điều chỉnh lượng thốt, thơng thường không hoạt động liên tục Câu 8: Cấu tạo bẫy hơi? Hoạt động? Đó hộp nhỏ Gồm xupát điều kiển phao Khi nước ngưng tụ đạt đến mức cố định đó, dung dịch đẩy phao lên đồng thời supát mở, nước tháo Khi nước tháo đến giới hạn phao tự xác lập vị trí cân tương ứng với lượng nước ngưng Câu 9: Cấu tạo thiết bị tách bọt? Hoạt động? Nguyên tắc: Hơi thứ bốc mang theo dung dịch dạng lỏng → phải tách lượng dung dịch nhằm giảm tổn thất Để thu hồi dung dịch ta cho bay qua thiết bị tách giọt: Hơi thay đổi hướng liên tục → dung dịch lượng rơi trở lại theo ống dẫn Thiết bị có cấu tạo gồm: + Chùm ống nắp chụm: làm lượng qua + Hơi qua ống => bay ngược xuống thoát qua ống tháo thứ + Dung dịch qua va chạm vào thành ống nắp chụm => lượng => rơi trở lại nồi đặc Câu 10: ΔT hữu ích? Cách tính? Nói lên gì?T hữu ích? Cách tính? Nói lên gì? Hiệu số nhiệt độ hữu ích nồi hệ số đốt T i nhiệt độ sơi trung bình dung dịch đặc Hiệu số nhiệt độ hữu ích tính theo cơng thức: ΔT hữu ích? Cách tính? Nói lên gì?T = T1 – (T2 + ΣΔT hữu ích? Cách tính? Nói lên gì?1) ΣΔT hữu ích? Cách tính? Nói lên gì?1: Tổn thất chung thiết bị, bao gồm: tổn thất nồng độ tăng cao, áp suất thủy tĩnh, trở lực thủy lực đường ống T1: Nhiệt độ đốt vào thiết bị T2: Nhiệt độ đốt nồi (tức nhiệt độ dung môi bốc hơi) Từ hiệu số nhiệt độ hữu ích ta tính nhiệt độ sơi dung dịch: Ts =T1 - ΔT hữu ích? Cách tính? Nói lên gì?T Câu 11: Thiết bị Baromet? Tính tốn ntn? Bao nhiêu ngăn? Chiều cao ngăn? Thiết bị baromet có nhiệm vụ ngưng tụ thứ từ buồng đốt Tính tốn dựa vào lượng thứ cần thiết ngưng tụ => tính lượng nước cần thiết ngưng tụ => tính kích thước cần thiết đường kính, chiều cao thiết bị Có ống dài để dịch tự chảy Câu 12: Bơm vị trí khỏi nồi đặc để làm gì? Cần hay ko? Bơm tháo liệu dùng để lấy nguyên liệu cô đặc khỏi thiết bị Do áp suất bên thiết bị cô đặc áp suất nhỏ áp suất khí (áp suất chân không) => dung dịch không tự chảy nên cần bơm tháo liệu Câu 13: Dung dịch đặc? Tính chất quan trọng nó? Dung dịch cô đặc đường: độ nhớt cao, tăng theo chiều tăng nhiệt độ Dung dịch có nhiều váng, cặn Câu 14: Cách chọn nồi? Có đặc điểm nồi? Để tiết kiệm lượng (hơi đốt) người ta thường sử dụng hệ thống cô đặc nhiều nồi Số nồi tăng → lượng đốt tiêu tốn ↓, chi phí ↑ Căn vào tổng chi phí giả định → số nồi tối ưu Số nồi tối ưu ứng với tổng chi phí nhỏ nhất: - Hệ thống thiết bị làm việc điều kiện chân không: số nồi không - Hệ thống thiết bị làm việc áp suất cao: số nồi không - Cô đặc dung dịch đường thông thường từ – nồi Câu 15: Cách lấy mẫu? Chiều dài thiết bị lấy mẫu? - Thiết bị lấy mẫu có cấu tạo dạng ống trụ, cấu tạo kín nhằm khơng cho dung dịch bên di chuyển ngồi - Nó bít kín lớp đệm cao su Ống đệm sử dụng hao mịn vít siết chặt Đến vít bít kín ta tiến hành thay lớp đệm cao su - Chiều dài thiết bị phải cân đối phần ngoài, tốt bên dài để dễ dàng lấy mẫu Câu 16: Kính quan sát? Bao nhiêu được? Cách lắp đặt? Kính quan sát có nhiệm vụ quan sát hoạt động dung dịch thiết bị Do kính quan sát phải đặt vị trí quan sát mực chất lỏng thiết bị Trong thiết bị chọn mực chất lỏng cao buồng đốt 0,1m Do đó, kính quan sát đặt vị trí từ 0,1 - 0,2 m so với mực chất lỏng, phải bố trí kính quan sát trục đối chiếu để tận dụng ánh sáng bên Câu 17: Ống truyền nhiệt ống? Cách tính? Có cách lắp ống? Chọn cách nào? Hình vẽ? F Công thức: n = π d H t Trong đó: Q F = K ∆ : Bề mặt truyền nhiệt (m2) t K hệ số truyền nhiệt dựa chủ yếu vào hệ số tỏa nhiệt phí nước dung dịch α 1, α2 Q: Nhiệt lượng cần thiết để bốc lượng dung mơi u cầu (W) ΔT hữu ích? Cách tính? Nói lên gì?T: Hiệu số nhiệt độ hữu ích dt: Đường kính (m) H: Chiều cao ống truyền nhiệt (m) Chọn cách xếp ống theo hình lục giác : Tổng số ống: Số hình sáu cạnh: Số ống đường xuyên tâm lục giác: Có cách lắp ống chùm vào vỉ ống nong ống, hàn ống ghép ổ đệm Ở chọn hàn ống đơn giản + dễ thay ống hỏng Câu 18: Cách xếp ống mạng ống? Thông thường người ta xếp ống theo cách phổ biến sau: - Ống xếp theo hình cạnh (cách chọn bài) - Sắp xếp theo hình trịn đồng tâm Câu 19: Các phương án xếp nồi cô đặc hệ thống nhiều nồi? - Xuôi chiều: đốt dung dịch chiều với từ nồi đầu đến nồi cuối - Ngược chiều: đốt từ nồi đầu đến nồi cuối dung dịch từ nồi cuối đến nồi đầu - Chéo dòng: dung dịch đồng thời vào nồi sản phẩm lấy nồi, đốt từ nồi sang nồi khác Xi chiều - Phổ biến có ưu điểm Dung dịch tự di chuyển từ nồi trước sang nồi sau nhờ chênh lệch áp suất Nhiệt độ sôi nồi trước cao nồi sau - Nhược điểm: Nhiệt độ dung dịch nồi sau thấp dần, nồng độ tăng dần → Độ nhớt dung dịch tăng nhanh →Hệ số truyền nhiệt giảm từ nồi đầu đến nồi cuối Ngược chiều - Áp suất nồi trước lớn nồi sau → Dung dịch không tự chảy, phải dùng bơm để vận chuyển - Ưu điểm: Hệ số truyền nhiệt nồi không giảm dung dịch có nhiệt độ cao vào nồi cuối →Độ nhớt khơng tăng Ngồi ra, lượng nước bốc nồi cuối < xuôi chiều →Lượng nước dùng làm ngưng tụ thiết bị ngưng tụ nhỏ Chéo dòng - Ít sử dụng - Chỉ sử dụng yêu cầu nồng độ dung dịch không cao lắm, dung dịch đặc có kết tinh, dung dịch có kết tinh di chuyển từ nồi sang nồi dễ làm tắc ống Câu 20: Tại vị trí cấp có cấu tạo ntn? Vì có cấu tạo vậy? Tại vị trí cấp có phận chặn ống tăng cứng đốt nhập vào với vận tốc lớn 10 -20 m/s tác dụng trực tiếp với ống làm cháy ống (mau hư ống) Tấm chắn hướng xuống định dạng hướng đốt cấp vào xuống từ lên Câu 21: Cấu tạo thiết bị tháo nước ngưng? Thiết bị tháo nước ngưng loại phao hở có cấu tạo: nhằm hạn chế tối đa lượng đốt thoát theo ống tháo nước ngưng Nước ngưng dâng lên chảy đốt khơng thể ngồi Một vài câu hỏi khác: Câu 22: Có thiết bị truyền nhiệt? - Thiết bị ống xoắn ruột gà - Thiết bị nồi vỏ - Thiết bị dạng ống lồng ống - Thiết bị dạng ống chùm - Thiết bị dạng mỏng - Thiết bị dạng dàn ống Câu 23: Ưu, nhược điểm thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống? Ưu: - Chịu áp suất lớn - Có khả làm bề mặt truyền nhiệt ống - Có thể thay đổi bề mặt truyền nhiệt cách nối thêm cách đoạn ống Nhược: - Chiếm nhiều không gian so với loại ống chùm - Chỉ phù hợp cho loại truyền nhiệt liên tục Câu 24: Dung dịch thiết bị? (Nguyên lý) Câu 25: Theo cấu tạo, thiết bị cô đặc gồm loại nào? (1 nồi nhiều nồi) Câu 26: Áp suất thiết bị, áp suất hơi, nhiệt độ hơi, nhiệt độ sôi dung dịch Câu 27: Cách ống mạng ống ngịai cách cịn cách khác khơng? (ngũ điểm) Câu 28: Ống truyền nhiệt có kích thước to hay nhỏ có ảnh hưởng khơng? Các ống có kích thước nhỏ cho hệ số truyền nhiệt tốt khoảng cách trung bình phần tử nước đến diện tích truyền nhiệt giảm, nhỏ khó vệ sinh Câu 29: Phần nhơ khỏi mặt sàn ống ống truyền nhiệt khoảng bao nhiêu? (2-3 mm) Câu 30: Sự phân chia cấp chiều dài theo số nồi? Thường nồi đầu có chiều dài ống truyền nhiệt cao Khi hư hỏng người ta cắt bớt ống di chuyển xuống cấp (vì diện tích truyền nhiệt nồi sau thường nhỏ nồi trước) Lưu ý: - Khi nêu lên công thức, ta phải nêu lên ý nghĩa thông số cơng thức đó, tính tốn giá trị - Và thơng số kỹ thuật thiết bị hệ thống phải thuộc bị hỏi 10 11