QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ CÔ ĐẶC CÀ CHUA (HÀM LƯỢNG CHẤT KHÔ THÀNH PHẨM = 30%) NĂNG SUẤT 1000 KG SẢN PHẨM MỖI GIỜ

Chương 1: Tổng quan 1.1. Tổng quan về nguyên vật liệu sản xuất đồ hộp cà chua cô đặc 1.1.1. Nguyên liệu cà chua 1.1.1.1. Giới thiệu chung về cây cà chua Cây cà chua có tên khoa học là Lycopesium esculentum, có nguồn gốc từ Nam Mỹ, là loại rau ăn quả, họ Cà (Solanaceae). Cây cà chua có thể sinh trưởng trên nhiều loại đất khác nhau như đất sét, đất cát, đất pha cát, có độ pH= 6 – 6.5. Ở Việt Nam, cây cà chua là một loại loại rau có giá trị kinh tế cao, diện tích trồng lên đến chục ngàn ha, tập trung chủ yếu ở đồng bằng và trung du phía Bắc. Nhiều giống cà chua lai ghép chất lượng tốt được phát triển mạnh ở Đà Lạt, Lâm Đồng. Một số giống cà chua chất lượng đã được xuất khẩu ra thị trường thế giới. Các giống cà chua ở Việt Nam được chia làm 3 loại theo hình dạng của chúng: • Cà chua hồng: quả có hình dạng quả hồng, thịt quả đặc, nhiều bột, lượng đường trong quả cao. • Cà chua múi: quả to, nhiều ngăn tạo thành múi, năng suất và khả năng chống chịu khá nhưng chất lượng không bằng cà chua hồng. • Cà chua bi: quả nhỏ, chua, giá trị thấp, thường dùng làm nguyên liệu tạo giống. Quả cà chua có nhiều kích cỡ và màu sắc khi chín khác nhau (vàng, da cam, hồng, đỏ…) giàu chất dinh dưỡng và các hợp chất có hoạt tính sinh học, có lợi cho sức khỏe được dùng phổ biến ở nhiều nước trên thế giới. Trong sản xuất cà chua cô đặc, giống cà chua được lựa chọn có hàm lượng chất khô hòa tan phải cao (ít nhất 4-50 Bx), pH thấp (khoảng 4,4), quả chắc, nhiều thịt quả, ít hạt, màu đỏ sáng. Các giống cà chua điển hình được chọn để chế biến ở Việt Nam là PT18, HT21, 89F1, Savior, cà chua Đà Lạt. Hình 1.1: Biến đổi màu sắc của cà chua trong quá trình chín 1.1.1.2. Thành phần hóa học Thành phần hóa học chủ yếu của cà chua được tổng hợp trong bảng 1.1 Bảng 1.1 Thành phần hóa học của cà chua Thành phần Hàm lượng Nước 95% Protein 0.9g/100g Glucid 4-8% Acid hữu cơ 0.4% Nito 1% Khoáng: - Na - Ka - Mg - Fe - Zn 3 (µg/100g) 13 (µg/100g) 11 (µg/100g) 0.4 (µg/100g) 0.2 (µg/100g) Chất xơ 1.2g/100g Chất béo 0.2g/100g Vitamin: - Vitamin K - Vitamin C - Beta-caroten (7,9 mg/100g) (40mg/100g) (393 mg/100g) Sắc tố: - Lycopen - Carotene - Xanhtophyl 7.85 0.73 0.06 (Nguồn Nguyễn Trọng Cẩn – Nguyễn Lệ Hà, 2009) Ngoài ra, trong cà chua còn một số thành phần khác như pectinase, khi càng chín thì enzyme này càng nhiều. 1.1.2. Bao bì đồ hộp cà chua cô đặc. 1.1.2.1. Vai trò của bao bì - Bảo vệ tốt sản phẩm. - Kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm. - Nâng cao giá trị của nguyên liệu hoặc thành phẩm. - Cung cấp những thông tin cần thiết về sản phẩm. 1.1.2.2. Bao bì sắt tây Lựa chọn bao bì sắt tây vì những ưu điểm của nó đối với đồ hộp cà chua cô đặc - Lớp tráng thiếc của sắt tây có thể tránh được sự ăn mòn của thực phẩm - Đóng kín và cách ly, chống thấm khí và hơi ẩm rất tốt, tránh ánh sáng và chịu nhiệt tốt. - Có màu sáng bóng, có thể in và tréc vecni hoặc in các màu sắc hấp dẫn. - Dễ dàng cơ giới hóa tự động hóa trong quá trình sản xuất. 1.2. Tổng quan về sản phẩm đồ hộp cà chua cô đặc 1.2.1. Giới thiệu chung về sản phẩm đồ hộp cà chua cô đặc Cà chua cô đặc là một trong những sản phẩm chính của công nghiệp đồ hộp rau quả, được dùng để chế biến, tạo màu và mùi vị cho các món ăn, đặc biệt đối với các nước, khu vực không thể sản xuất và sử dụng cà chua tươi sống. Cà chua cô đặc được chế biến bằng công nghệ cô đặc thịt cà chua (theo mức độ khác nhau) sau khi đã nghiền nhỏ và loại bỏ hạt, vỏ, và không làm mất đi các giá trị dinh dưỡng thiết yếu trong cà chua, dễ dàng sử dụng trong chế biến. 1.2.2. Giá trị dinh dưỡng của sản phẩm Hàm lượng Caroten làm tiền chất tạo ra vitamin A, bảo vệ niêm mạc, miệng, mũi, đường hô hấp. Hàm lượng Vitamin C giúp ngăn ngừa nhiễm trùng, giảm nhẹ dị ứng, chống oxi hoá, giúp cho cơ thể hấp thụ tốt các chất vi lượng cần thiết như: Cu, Zn. Chất xơ giúp cho cơ thể bài xuất Cholesterol, giảm cục máu đông, đề phòng các tai biến của bệnh tim mạch, bệnh béo phì. Cà chua rất giàu Lycopen có khả năng chống oxy hoá rất tốt, nó có khả năng ngăn ngừa sự hình thành oxy hoá LDL, cholesterol có hại trong máu, ngăn chặn được chứng xơ vữa động mạch và các nguy cơ dẫn tới đột quỵ, đặc biệt Lycopene còn có khả năng ngăn ngừa sự hình thành các gốc tự do gây ung thư như ung thư vú, tuyến tiền liệt, tuyến tụy và đại tràng.. Ngoài ra, cà chua vị ngọt chua, tính mát, có công dụng thanh nhiệt, dưỡng âm và lương huyết, thường được dùng để chữa các chứng bệnh như nhiệt, hay hoa mắt chóng mặt, chảy máu cam, chảy máu chân răng, tiêu hoá kém, loét dạ dày, huyết áp cao… 1.2.3. Tiêu chuẩn đồ hộp Đối với đồ hộp cà chua cô đặc cần đạt những yêu cầu: - Về cảm quan: Đồ hộp phải có nhãn hiệu, ngay ngắn, sạch sẽ, ghi rõ các mục: cơ quan quản lý, cơ sở chế biến, tên mặt hàng, phẩm cấp, ngày sản xuất, khối lượng tịnh và khối lượng cả bì. Hộp phải kín, không hen rỉ, phồng rộp - Về vi sinh vật: Đồ hộp không xâm nhập của vi sinh vật, không có vi sinh vật gây bệnh, lượng vi sinh gây hư hỏng không vượt quá quy định. - Về hóa học: Không vượt quá quy định về hàm lượng kim loại nặng. Thiếc: 100-200 mg/kg sản phẩm. Đồng: 5-80 mg/kg sản phẩm. Chì: không có. Đảm bảo các chỉ tiêu về thành phần hóa học, chủ yếu như nồng độ đường, muối, acid,…

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM

QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ CÔ ĐẶC CÀ CHUA (HÀM LƯỢNG CHẤT KHÔ THÀNH PHẨM = 30%) NĂNG SUẤT 1000 KG SẢN PHẨM/H

Giảng viên hướng dẫn: TS.Trần Thị Thu Hằng

Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 2, học kì I (2010 - 2021)

Chiều thứ 7 – tuần 678

Hà Nội – 10/2020

DANH SÁCH SINH VIÊN NHÓM 2

Chương 1: Tổng quan

1.1 Tổng quan về nguyên vật liệu sản xuất đồ hộp cà chua cô đặc

1.1.1 Nguyên liệu cà chua

1.1.1.1 Giới thiệu chung về cây cà chua

Cây cà chua có tên khoa học là Lycopesium esculentum, có nguồn gốc từ Nam Mỹ,

là loại rau ăn quả, họ Cà (Solanaceae)

Cây cà chua có thể sinh trưởng trên nhiều loại đất khác nhau như đất sét, đất cát, đấtpha cát, có độ pH= 6 – 6.5

Ở Việt Nam, cây cà chua là một loại loại rau có giá trị kinh tế cao, diện tích trồng lênđến chục ngàn ha, tập trung chủ yếu ở đồng bằng và trung du phía Bắc Nhiều giống càchua lai ghép chất lượng tốt được phát triển mạnh ở Đà Lạt, Lâm Đồng Một số giống càchua chất lượng đã được xuất khẩu ra thị trường thế giới

Các giống cà chua ở Việt Nam được chia làm 3 loại theo hình dạng của chúng:

 Cà chua hồng: quả có hình dạng quả hồng, thịt quả đặc, nhiều bột, lượng đường trongquả cao

 Cà chua múi: quả to, nhiều ngăn tạo thành múi, năng suất và khả năng chống chịu khánhưng chất lượng không bằng cà chua hồng

 Cà chua bi: quả nhỏ, chua, giá trị thấp, thường dùng làm nguyên liệu tạo giống

Quả cà chua có nhiều kích cỡ và màu sắc khi chín khác nhau (vàng, da cam, hồng,đỏ…) giàu chất dinh dưỡng và các hợp chất có hoạt tính sinh học, có lợi cho sức khỏeđược dùng phổ biến ở nhiều nước trên thế giới

Trong sản xuất cà chua cô đặc, giống cà chua được lựa chọn có hàm lượng chất khôhòa tan phải cao (ít nhất 4-50 Bx), pH thấp (khoảng 4,4), quả chắc, nhiều thịt quả, ít hạt,màu đỏ sáng Các giống cà chua điển hình được chọn để chế biến ở Việt Nam là PT18,HT21, 89F1, Savior, cà chua Đà Lạt

Hình 1.1: Biến đổi màu sắc của cà chua trong quá trình chín

1.1.1.2 Thành phần hóa học

Thành phần hóa học chủ yếu của cà chua được tổng hợp trong bảng 1.1

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của cà chua

- Lycopen

- Carotene

- Xanhtophyl

7.850.730.06

(Nguồn Nguyễn Trọng Cẩn – Nguyễn Lệ Hà, 2009)

Ngoài ra, trong cà chua còn một số thành phần khác như pectinase, khi càng chínthì enzyme này càng nhiều

1.1.2 Bao bì đồ hộp cà chua cô đặc.

1.1.2.1 Vai trò của bao bì

- Bảo vệ tốt sản phẩm

- Kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm

- Nâng cao giá trị của nguyên liệu hoặc thành phẩm

- Cung cấp những thông tin cần thiết về sản phẩm

1.1.2.2 Bao bì sắt tây

Lựa chọn bao bì sắt tây vì những ưu điểm của nó đối với đồ hộp cà chua cô đặc

- Lớp tráng thiếc của sắt tây có thể tránh được sự ăn mòn của thực phẩm

- Đóng kín và cách ly, chống thấm khí và hơi ẩm rất tốt, tránh ánh sáng và chịu nhiệt tốt

- Có màu sáng bóng, có thể in và tréc vecni hoặc in các màu sắc hấp dẫn

- Dễ dàng cơ giới hóa tự động hóa trong quá trình sản xuất

1.2 Tổng quan về sản phẩm đồ hộp cà chua cô đặc

1.2.1 Giới thiệu chung về sản phẩm đồ hộp cà chua cô đặc

Cà chua cô đặc là một trong những sản phẩm chính của công nghiệp đồ hộp rauquả, được dùng để chế biến, tạo màu và mùi vị cho các món ăn, đặc biệt đối với cácnước, khu vực không thể sản xuất và sử dụng cà chua tươi sống

Cà chua cô đặc được chế biến bằng công nghệ cô đặc thịt cà chua (theo mức độkhác nhau) sau khi đã nghiền nhỏ và loại bỏ hạt, vỏ, và không làm mất đi các giá trị dinhdưỡng thiết yếu trong cà chua, dễ dàng sử dụng trong chế biến

1.2.2 Giá trị dinh dưỡng của sản phẩm

Hàm lượng Caroten làm tiền chất tạo ra vitamin A, bảo vệ niêm mạc, miệng, mũi,đường hô hấp

Hàm lượng Vitamin C giúp ngăn ngừa nhiễm trùng, giảm nhẹ dị ứng, chống oxihoá, giúp cho cơ thể hấp thụ tốt các chất vi lượng cần thiết như: Cu, Zn.

Chất xơ giúp cho cơ thể bài xuất Cholesterol, giảm cục máu đông, đề phòng cáctai biến của bệnh tim mạch, bệnh béo phì

Cà chua rất giàu Lycopen có khả năng chống oxy hoá rất tốt, nó có khả năng ngănngừa sự hình thành oxy hoá LDL, cholesterol có hại trong máu, ngăn chặn được chứng

xơ vữa động mạch và các nguy cơ dẫn tới đột quỵ, đặc biệt Lycopene còn có khảnăng ngăn ngừa sự hình thành các gốc tự do gây ung thư như ung thư vú, tuyến tiền liệt,tuyến tụy và đại tràng

Ngoài ra, cà chua vị ngọt chua, tính mát, có công dụng thanh nhiệt, dưỡng âm vàlương huyết, thường được dùng để chữa các chứng bệnh như nhiệt, hay hoa mắt chóngmặt, chảy máu cam, chảy máu chân răng, tiêu hoá kém, loét dạ dày, huyết áp cao…

1.2.3 Tiêu chuẩn đồ hộp

Đối với đồ hộp cà chua cô đặc cần đạt những yêu cầu:

- Về cảm quan:

Đồ hộp phải có nhãn hiệu, ngay ngắn, sạch sẽ, ghi rõ các mục: cơ quan quản lý, cơ

sở chế biến, tên mặt hàng, phẩm cấp, ngày sản xuất, khối lượng tịnh và khối lượng cả bì Hộp phải kín, không hen rỉ, phồng rộp

Đảm bảo các chỉ tiêu về thành phần hóa học, chủ yếu như nồng độ đường, muối, acid,…

1.3 Tổng quan về quá trình cô đặc

1.3.1 Khái niệm:

1.3.1.1 Khái niệm:

Cô đặc là quá trình làm mất nước nhằm làm tăng hàm lượng chất hòa tan trong sản

phẩm thực phẩm (bài giảng Kỹ thuật thực phẩm – PGS, TS Trần Thị Định)

 Chế biến, nâng cao chất lượng sản phẩm: cà chua cô đặc, thu hồi kết tinh dầu…

1.3.2 Nguyên lý của quá trình cô đặc

Có thể làm mất nước bằng nhiều phương pháp nhưng đều dựa trên các nguyên lý:

 Làm bay hơi nước, tức là nhiệt được truyền cho nguyên liệu để tăng nhiệt độ đếnnhiệt độ sôi, áp suất hơi tăng lên và nhiệt ẩn hóa hơi được cung cấp để hóa hơi nướctrong dung dịch, nước được tách ra khỏi bề mặt dung dịch sôi

 Làm đóng băng nước rồi tách chúng khỏi sản phẩm

 Tách nước bằng màng thẩm thấu ngược (Công nghệ rau quả - Hà Văn Thuyết và

các tác giả)

Phương pháp cô đặc phổ biến nhất là cho nước bay hơi ở nhiệt độ sôi, với cà chua

cô đặc áp dụng phương pháp cô đặc chân không để bảo toàn được đặc tính của sản phẩm

Chương 2 Quy trình sản xuất cà chua cô đặc

2 Quy trình sản xuất cà chua cô đặc

2.1 Sơ đồ quy trình tổng quát

(Nguyễn Văn Tiếp và các tác giả, 2000)

Cà chua Lựa chọn

Qủa hư

Xé tơi Đun nóng

Vỏ, hạt Chà

Cô đặc

Rót hộp Ghép nắp Thanh trùng

Sản phẩm Bảo ôn

2.2 Thuyết minh quy trình

 Nguyên liệu được lựa chọn bằng tay ngay trên băng tải

 Công nhân đứng hai bên băng tải loại ra những quả cà chua không hợp quy cách

 Nguyên liệu phải dàn mỏng hai bên băng tải à việc lựa chọn không bị bỏ sót

2.2.2 Rửa

2.2.2.1 Nguyên lý của quá trình rửa

Quá trình rửa nhằm đảm bảo 2 giai đoạn:

 Ngâm cho bở các cáu bẩn: ngâm là quá trình làm cho nước thấm ướt cà chua, cácchất bẩn hút nước trương lên, làm giảm lực bám của chúng lên quả cà chua

 Xối nước cho sạch hết bẩn: dùng tác dụng của dòng chảy để kéo các chất bẩn cònlại trên mặt cà chua sau khi ngâm

Thời gian rửa phụ thuộc vào giai đoạn đầu tức là phụ thuộc vào tính chất hóa lý củachất bẩn, sức bám chặt của nó vào cà chua rửa và khả năng tác dụng của dung dịch rửa

 Hạn chế hiện tượng phân lớp sản phẩm, nhất là với cà chua cô đặc có độ khô thấp,

vì lượng pectin hòa tan tăng

 Làm cho cà chua chóng sôi và ngăn ngừa hiện tượng khê cháy trong khi cô đặc

 Bài khí trong thịt quả cà chua tránh tổn thất vitamin và hạn chế hiện tượng tạo bọtkhi cô đặc

 Vô hoạt enzyme pectinase, oxidase

 Tiêu diệt vi sinh vật

 Loại bỏ phần nguyên liệu có giá trị dinh dưỡng thấp hoặc không ăn được: vỏ, hạt

 Đồng nhất nguyên liệu về trạng thái và thành phần, tạo điều kiện thuận lợi cho quátrình chế biến và nâng cao chất lượng sản phẩm

độ sôi thấp, thời gian cô nhanh, năng suất cao

 Cà chua sau khi được chà sẽ chuyển qua thiết bị cô đặc chân không hai hoặc banồi

- Quá trình cô đặc được thực hiện trong điều kiện chân không khoảng 600 – 650mmHg Trong điều kiện chân không này nhiệt độ sôi của dung dịch rất thấp khoảng 55 –60°C

 Chú ý các biến đổi trong quá trình cô đặc

- Dung dịch cà chua là một hệ của nhiều chất hòa tan như đường, acid, còn chứa cảcác chất không tan như tinh bột, cellulose ở trạng thái huyền phù Khi cô đặc, dung môibay hơi, nồng độ chất hòa tan tăng dần, nhiệt độ sôi, độ nhớt, khối lượng riêng tăng, và

hệ số truyền nhiệt giảm, hàm lượng không khí còn lại trong gian bào và hòa tan trong sảnphẩm cũng giảm

- Phản ứng caramel xảy ra ít do quá trình cô đặc được thực hiện trong nồi chânkhông với nhiệt độ thấp (50 – 60oC)

- Sắc tố của cà chua chủ yếu thuộc họ carotenoid (lycopene) nên ít bị biến đổi (bềnnhiệt)

2.2.7 Xử lý bao bì

2.2.7.1 Kiểm tra chất lượng bao bì

 Loại trừ các hộp bị lỗi như xước trên mặt thiếc, xước lớp vecni, vecni bị nổ…

 Chọn hộp theo xác xuất để kiểm tra độ kín Phương pháp đơn giản nhất là cho vàohộp một lượng nhỏ chất lỏng (khoảng 0.5 – 1.5 ml) có nhiệt độ sôi thấp (este), rồi ghép

mí kín Khi cho hộp vào nước nóng có nhiệt độ khoảng 85 – 90°C, este sẽ sôi và chuyểnsang trạng thái hơi, trong hộp sẽ xuất hiện áp suất lớn Nếu hộp không kín thì ở các míghép sẽ có các bóng khí nhỏ sủi ra trong nước

2.2.7.2 Xử lý

 Các hộp đủ tiêu chuẩn được vận chuyển từ nơi gia công hay bảo quản trong khobao bì Hộp sẽ được ngâm trong nước, rồi xối lại lại bằng tia nước nóng hay phun hơinóng, cũng có thể rửa lại hai lần bằng nước nóng

 Sản phẩm được rót vào hộp bằng máy dùng cho sản phẩm đặc

 Tiến hành chiết rót trong điều kiện dùng phương pháp chiết nóng (85 – 90◦C chosản phẩm được đóng trong hộp cỡ 1 lít, 90◦C cho sản phẩm được đóng trong hộp cỡ 5hoặc 10 lít)

 Tomatin trong cà chua có tác dụng sát trùng nên thời gian thanh trùng được rútngắn (20 – 50 phút)

 Đối với hộp cỡ lớn, sau khi ghép kín mí, làm nguội sản phẩm ngay trong nướclạnh để cân bằng áp suất trong và ngoài bao bì

 Đối với hộp cỡ nhỏ, sau khi ghép kín mí thì ta tiến hành thanh trùng trong thiết bịkiểu ngang làm việc gián đoạn, sản phẩm được làm nguội ngay trong thiết bị sau khi thờigian thanh trùng đạt yêu cầu.

2.2.11 Bảo ôn

Sản phẩm sau khi được thanh trùng và làm nguội, được giữ ở nhiệt độ phòng đểthực hiện quá trình bảo ôn Trong thời gian bảo ôn, các thành phần trong đồ hộp đượctiếp tục ổn định về mặt phẩm chất và có thể phát hiện được các đồ hộp hỏng Thời gian

ổn định đồ hộp tối thiểu 15 ngày Đồ hộp không được xuất xưởng trước thời gian này

Cà chua cô đặc năng suất 1000 kg sản phẩm/ h và hàm lượng chất khô thành phẩm là30%

Giả sử tỷ lệ hao hụt qua các công đoạn:

STT Công đoạn Tỷ lệ hao

hụt (% )

Nguyên nhân

1 Chọn lựa 2 Loại bỏ núm, phần bị nám, quả hỏng, phần

dập nát do quá trình vận chuyển, những quả

có độ chín không thích hợp

2 Rửa 1 Loại bỏ đất, cát, bụi bẩn

3 Nghiền xé 0,5 Phần bám dính vào thiết bị

4 Đun nóng 0,5 Phần bám dính trên thiết bị

5 Chà 3,5 Loại bỏ vỏ và hạt, phần bám dính vào thiết

Tính toán chi tiết từng công đoạn

- Khối lượng cà chua chưa rót hộp là: 1010+ 1010* 1%= 1020 (kg/h )

3.3 Công đoạn cô đặc

 Khối lượng cà chua sau khi cô đặc : m= 1020 (kg/h )

Hàm lượng chất khô nguyên liệu: 7%

Hàm lượng chất khô sau cô đặc: 30%

 Bảo toàn chất khô: mcknl= mcksp

 7 m = 30 1020

 m= 4371,43 (kg/h )

Khối lượng cà chua được đưa vào quá trình cô đặc là: m= 4371,43 (kg/h )

 Bảo toàn khối lượng: m1+ m2= m

Cô đặc

chà

 Khối lượng cà chua sau khi chà là: m = 4371,43 (kg/h )

Nghiền xé

Rửa

4569,78+ 4569,78* 1%= 4615,48 (kg/h )

3.8 Lựa chọn nguyên liệu

Nguyên liệu Cà chua sau khi chọn

Khối lượng ra(kg/h )

Chương 4: TÍNH CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG

4.1 Dữ kiện ban đầu

Dung dịch cô đặc: cà chua

Nồng độ đầu: xđ = 7 %

Nồng độ cuối: xc = 30%

Năng suất: 1000 Kg/h

4.2 Tổng lượng hơi thứ bốc lên (W)

Công thức tính lượng nước bốc hơi như sau: (Các quá trình thiết bị thiết bị trongcông nghệ thực phẩm tập 3)

W = Gd (1 – m1/m2)Trong đó: Gd: Khối lượng dung dịch cần cô đặc (kg)

m1: Nồng độ chất khô ban đầu, m1 = 7 %m2: Nồng độ dung dịch sau khi cô đặc, m2 = 30 %Thay số vào ta tính được lượng nước bốc hơi:

W = Gd(1–7/30)=0,7667  Gđ =76,67 %  Gđ = 76,67% 4371,43 = 3351,58 (kg/

h) 4.3 Sự phân bố hơi thứ trong các nồi :

Gọi W1, W2, W3 là lượng hơi thứ của nồi 1, nồi 2, nồi 3 kg/h

Chọn sự phân bố hơi thứ tương ứng theo tỷ lệ a1:a2:a3 là 1,2: 1,1: 1

Từ cách chọn tỷ lệ này ta tính được lượng hơi thứ bốc ra từng nồi:

4.5.1 Phân bố áp suất làm việc trong các nồi

Gọi:P1, P2, P3, Pnt, là áp suất hơi đốt trong các nồi I, II, III và thiết bị ngưng tụ

P1: hiệu số áp suất của nồi 1 so với nồi 2

P2: hiệu số áp suất của nồi 2 so với nồi 3

P3: hiệu số áp suất của nồi 3 so với thiết bị ngưng tụ

P: hiệu số áp suất của cả hệ thống

Chọn tỉ lệ hiệu số áp suất giữa các nồi như sau:

Tht1, Tht2, Tht3, là nhiệt độ của hơi thứ ra khỏi nồi 1, nồi 2, nồi 3

 Nhiệt độ hơi đốt nồi sau bằng nhiệt độ hơi thứ nồi trước trừ đi 1℃

( tổn thất nhiệt dotrợ lực thủy học trong ống dẫn )

Nhiệt độ hơi thứ nồi cuối bằng nhiệt độ thiết bị ngưng tụ cộng thêm 1℃

Ihd(kJ/

kg)

Cn(J/

kg.độ)

Pht(at)

Tht(0C)

iht(kJ/kg)

ΔP1/ΔP2 =1,’ =ΔP1/ΔP2 =1,’0.f (VI.10/59 –Nguyễn Bin, 2013, tập2)

Trong đó ΔP1/ΔP2 =1,’0 – tổn thất nhiệt độ do nhiệt độ sôi của dung dịch lớn hơn nhiệt độ sôicủa dung môi ở áp suất thường

f= 16,2 T2

R

Trong đó T- nhiệt độ sôi của dung môi nguyên chất ở áp suất đã cho, 0K;

R- là ẩn nhiệt hóa hơi của dung môi nguyên chất ở áp suất làm việc,J.kg

Dựa vào bảng (VI.2/65 – Nguyễn Bin, 2013, tập3) ta biết được tổn thất nhiệt độΔP1/ΔP2 =1,’0 theo nồng độ a (% khối lượng)

Bảng 4.2: Tổn thất nhiệt độ do nồng độ

Nồi 1 Nồi 2 Nồi 3Nồng độ của dung

dịch(%kl) 9,71 15,03 30Δ’0 (0

4.5.3 Tổn thất nhiệt độ do áp suất thủy tĩnh (∆’’)

Trong lòng dung dịch, càng xuống sâu nhiệt độ sôi của dung dịch càng tăng do áp lựccủa cột chất lỏng Hiệu số của dung dịch ở giữa ống truyền nhiệt và trên mặt thoánggọi là tổn thất nhiệt độ do áp suất thuỷ tĩnh

ΔP1/ΔP2 =1,” = Ttbi - Thti (oC) (VI.13/60-Nguyễn Bin, 2013, tập2)

Với:

– Ttb là nhiệt độ sôi ứng với Ptb

– Tht là nhiệt độ sôi của hơi thứ tại mặt thoáng của dung dịch Tính áp suất thủy tĩnh ở

độ sâu trung bình của chất lỏng:

Theo CT VI.12, STQTTB, T2/Trang 55;ta có:

Ptb = P0 + (ΔP1/ΔP2 =1,h + h2 ) ddsoi g (N/m2)

Với:

– Po là áp suất hơi thứ trên bề mặt dung dịch

– ΔP1/ΔP2 =1,h là chiều cao của lớp dung dịch sôi kể từ miệng ống truyền nhiệt đến mặt thoángdung dịch, chọn ΔP1/ΔP2 =1,h=0,5 cho cả 3 nồi

– H là chiều cao ống truyền nhiệt, chọn h = 4m cho cả 3 nồi

–  ddsoi là khối lượng riêng của dung dịch khi sôi, kg/m3

Bảng 4.3: Áp suất hơi thứ trên bề mặt thoáng dung dịch

Tổn thất nhiệt độ do áp suất thủy tĩnh tăng cao.

ΔP1/ΔP2 =1,''i = Ttbi – Thti , 0C (VI.13/60-Nguyễn Bin, 2013, tập 2)

4.6 Tính nhiệt dung riêng (C, J/kg.độ)

Nhiệt dung riêng của dung dịch trước khi cô đặc:

Áp dụng CT I.43/152 –Nguyễn Bin, 2013, tập 1

C o =4186(1- x)

Trong đó: X là nồng độ chất tan (% khối lượng)

Nhiệt dung riêng của dung dịch có nồng độ lớn hơn 20% tính theo công thức I.44;STQTTB T1/ trang152

 D1, D2, D3 là lượng hơi đốt nồi 1, nồi 2, nồi 3, kg/h.

 Gđ, Gc là lượng dung dịch đầu và cuối, kg/h

 W1, W2, W3 là lượng hơi thứ bốc ra rừ nồi 1, nồi 2, nồi 3, kg/h

 Cđ, Cc là nhiệt dung riêng của dung dịch đầu và cuối, j/kg.độ

 tđ, tc nhiệt độ đầu và nhiệt độ cuối của dung dịch, 0C

 i1, i2, i3 là hàm nhiệt của hơi đốt nồi 1, nồi 2, nồi 3, kg/h

 i1’, i2’, i3’ là hàm nhiệt của hơi thứ nồi 1, nồi 2, nồi 3,J/kg

 Cn1, Cn2, Cn3 là nhiệt dung riêng của nước ngưng nồi 1, 2, 3, J/kg.độ

 θ1 θ2 θ3 nhiệt độ của nước ngưng nồi 1,2,3, 0C

 Qtt1, Qtt2, Qtt3 nhiệt tổn thất ra môi trường sung quanh, J

Theo phương trình cân bằng nhiệt, lượng nhiệt vào bằng lượng nhiệt ra:

 Nhiệt lượng vào:

 Nồi 1:

- Do dung dịch đầu: GđCđtđ

- Do hơi đốt: D1i1

 Nồi 2:

- Do hơi đốt mang vào: D2t2

- Do dung dịch ở nồi 1 mang vào: (Gđ – W1)C1t1

 Nồi 3:

- Do hơi đốt mang vào : D3i3

- Do dung dịch nồi 2 mang vào: (Gđ – W1)C1t1