Thực hành kỹ thuật thực phẩm báo cáo thực hành kỹ thuật thực phẩm bài 1 sấy Đối lưu

Tốc độ sấy theo cân bằng nhiệt của quá trình sấy Lượng nhiệt do dòng tác nhân sấy cung cấp cho khoảng thời gian d: Nhiệt này được tiêu hao để: Đun nóng vật liệu: [2]Bay hơi ẩm và quá n

SẤY ĐỐI LƯU

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Sấy đối lưu là phương pháp loại bỏ độ ẩm khỏi vật liệu thông qua việc cung cấp nhiệt để làm ẩm bay hơi Quá trình này bao gồm cả truyền nhiệt và truyền ẩm, diễn ra đồng thời bằng phương pháp đối lưu.

Mục đích của quá trình sấy là làm giảm khối lượng vật liệu, tăng độ bền và bảo quản tốt.

1.1.2 Đặc trưng của quá trình sấy

Quá trình sấy diễn ra rất phức tạp, đặc trưng cho tính không thuận nghịch và không ổn định.

Nó diễn ra đồng thời 4 quá trình: Truyền nhiệt cho vật liệu, dẫn ẩm trong lòng vật liệu, chuyển pha và tách ẩm vào môi trường xung quanh

1.1.3 Tốc độ sấy theo cân bằng nhiệt của quá trình sấy

Lượng nhiệt do dòng tác nhân sấy cung cấp cho khoảng thời gian d:

Nhiệt này được tiêu hao để: Đun nóng vật liệu:

[2] Bay hơi ẩm và quá nhiệt:

 r: Hệ số cấp nhiệt từ tác nhân sấy vào vật liệu sấy (W/m 2 độ)

 t, th: Nhiệt độ tác nhân sấy, vật liệu và hơi bão hòa (độ).

 G0, C0: Khối lượng và nhiệt dung của vật liệu sấy (kg; j/kgđộ).

 Ga, Ca: Khối lượng và nhiệt dung của ẩm (kg; j/kgđộ).

 R: Ẩn nhiệt hóa hơi của ẩm (j/kh)

 Ch: Nhiệt dung riêng của hơi ẩm (j/kg độ)

Lượng ẩm bốc hơi trong thời gian d0:

Trong đó: U: Hàm ẩm (hay độ ẩm) của vật liệu, tính theo vật liệu khô, kg ẩm/kg vật liệu khô

Từ [1], [2], [3], [4], thiết lập cân bằng nhiệt:

Từ [5] rút ra: Đây là biểu thức tính tốc độ sấy d d theo cân bằng nhiệt

1.1.4 Phương trình cơ bản của động học quá trình sấy

Theo phương trình truyền ẩm từ vật liệu vào tác nhân sấy:

 kp: Hệ số truyền ẩm trong phá khí (kg/m 2 h.p)

 pm, p: Áp suất của hơi amar trên bề mặt vật liệu và trong pha khí mmHg (at).

Thay Ga = G0U vào [6] và biến đổi, ta có:

Khi ẩm hơi không bị quá nhiệt (tức t = th) thì biểu thức [5] được biến đổi thành:

Với: q: Cường độ dòng nhiệt hay mật độ dòng nhiệt Đặt

 U0: Khối lượng riêng của vật liệu khô (kg/m 3 ).

 V0: Thể thích vật liệu khô (m 3 )

 C: Nhiệt dung riêng của vật liệu ẩm (j/kg độ).

 R0: Bán kính quy đổi của vật liệu (m)

Khi đó, nếu bỏ qua nhiệt làm quá nhiệt hơi ẩm, ta có:

Với : Chuẩn số Rebinde đặc trưng cho động học quá trình sấy

Biểu thức [9] là phương trình cơ bản trong động học sấy, mô tả sự thay đổi độ ẩm của vật liệu theo thời gian Để có được biểu thức [10], cần giải hệ phương trình vi phân liên quan đến truyền nhiệt và truyền ẩm trong vật liệu, tuy nhiên, hệ phương trình này không thể giải bằng phương pháp giải tích.

1.1.5 Đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy Đường cong sấy: Là đường cong biểu diễn sự thay đổi của vật liệu (U) theo thời gian sấy (

[10] Đường cong tốc độ sấy: Là đường cong biểu diễn mối quan hệ giữa tốc độ sấy và độ ẩm(hàm ẩm) của vật liệu sấy

Từ hai biểu thức trên ta thấy rõ rằng đường cong tốc độ sấy là đạo hàm của đường cong sấy.

1.1.6 Các giai đoạn của quá trình sấy

Giai đoạn đun nóng vật liệu diễn ra nhanh chóng và trong thời gian ngắn, với hàm lượng ẩm tách ra không đáng kể, dẫn đến sự giảm độ ẩm của vật liệu không nhiều Tốc độ sấy đạt cực đại (N) trong giai đoạn này, thường được bỏ qua trong các tính toán.

Trong giai đoạn sấy đẳng tốc, tốc độ khuếch tán ẩm từ bên trong vật liệu ra bề mặt lớn hơn tốc độ bốc hơi ẩm từ bề mặt, dẫn đến việc bề mặt vật liệu luôn duy trì trạng thái bão hòa ẩm Trong giai đoạn này, nhiệt độ bề mặt vật liệu và tốc độ sấy giữ ổn định, trong khi độ ẩm của vật liệu giảm nhanh chóng.

Giai đoạn giảm tốc: Tốc độ khuếch tán ẩm trong vật liệu chậm làm giảm tốc độ chung.

Nhiệt độ của vật liệu tăng dần từ nhiệt độ bầu ướt (tư) đến nhiệt độ dòng tác nhân (t)

Nhiệt độ bầu khô Lúc này, trong vật liệu xuất hiện 3 vùng: Ẩm, bốc hơi và khô.

1.1.7 Thời gian sấy vật liệu

Thời gian sấy bắt đầu từ khi vật liệu được đun nóng cho đến khi đạt độ ẩm cần thiết, bao gồm ba giai đoạn: đốt nóng vật liệu, sấy đẳng tốc và sấy giảm tốc Giai đoạn đốt nóng có thể được bỏ qua do diễn ra nhanh chóng Thời gian sấy được tính bằng tổng thời gian của cả ba giai đoạn này.

Với: U2: Độ ẩm vật liệu cuối quá trình sấy, tương ứng với U2 U2 > U’ và thường được lấy:

1.1.8 Các loại thiết bị sấy

Sản phẩm đem sấy có nhiều loại và điều kiện sấy khác nhau, dẫn đến nhiều phương pháp phân loại thiết bị sấy.

Dựa vào tác nhân sấy, có nhiều loại thiết bị sấy khác nhau như thiết bị sấy không khí, thiết bị sấy khói lò và các phương pháp sấy đặc biệt như sấy thăng hoa, sấy bằng tia hồng ngoại và sấy bằng dòng điện cao tần.

Dựa vào áp suất làm việc: Thiết bị sấy chân không, thiết bị sấy ở áp suất thường.

Dựa vào phương thức làm việc: Sấy liên tục hoặc sấy gián đoạn

Dựa vào phương pháp cung cấp nhiệt cho quá trình sấy: Thiết bị sấy tiếp xúc, hoặc thiết bị sấy đối lưu, thiết bị sấy bức xạ,…

Dựa vào cấu tạo thiết bị: Phòng sấy, hầm sấy, sấy băng tải, sấy trục, sấy thùng quay, sấy phun, sấy tầng sôi,…

Dựa vào chiều chuyển động của tác nhân sấy và vật liệu sấy: Cùng chiều, ngược chiều và giao chiều.

MÔ TẢ THÍ NGHIỆM

Tiến hành sấy khăn bằng máy Caloriphe ở hai chế độ nhiệt độ 40°C và 60°C Đầu tiên, đặt khăn vào buồng sấy và ghi nhận khối lượng ban đầu của khăn sau khi làm ẩm (G1) Tiếp theo, cứ mỗi 3 phút, ghi nhận giá trị khối lượng và nhiệt độ của bầu khô, bầu ướt Quá trình sấy sẽ tiếp tục cho đến khi khối lượng khăn không thay đổi trong 20 phút, sau đó chuyển sang chế độ sấy khác.

Bước 1: Chuẩn bị thí nghiệm.

Xác định khối lượng vật liệu khô ban đầu (G0) của vật liệu:

 Mở cửa buồng sấy ra, đặt khăn cẩn thận

Để làm ẩm vật liệu, sau khi đã cân xong, hãy nhúng nhẹ nhàng vật liệu vào chậu nước Chờ khoảng 30 giây để nước thấm đều, sau đó lấy vật liệu ra, để ráo nước và xếp vào giá.

 Chuẩn bị đồng hồ đeo tay để đo thời gian

 Lắp lại cửa buồng sấy

 Châm đầy nước vào bầu ướt (phía sau hệ thống)

Lập bảng số liệu thí nghiệm

Bước 2: Khởi động hệ thống

 Khởi động quạt: Bật công tắc của quạt để hút dòng tác nhân vào và thổi qua caloriphe gia nhiệt dòng tác nhân

 Khởi động Caloriphe: Bật công tác caloriphe

 Cài đặt nhiệt độ cho Caloriphe ở nhiệt độ thí nghiệm

Bước 3: Tiến hành thí nghiệm

Chờ hệ thống hoạt động ổn định khi:

Nhiệt độ của Caloriphe đạt giá trị mong muốn.

Tiến hành sấy vật liệu ở nhiệt độ khảo sát Đo số liệu trong chế độ thí nghiệm

 Các số liệu cần đo: Khối lượng, nhiệt độ bầu khô, nhiệt độ bầu ướt và thời gian. Cách đọc:

 Khối lượng (g): khi đặt vật liệu vào giá đỡ, đọc số hiển thị trên cân đồng hồ.

 Nhiệt độ ( 0 C): Nhấn nút tương ứng các vị trí cần đo và đọc số trên đồng hồ hiện số. Chuyển chế độ thí nghiệm:

Mở cửa buồng sấy, lấy vật liệu ra làm ẩm tiếp (lặp lại như ban đầu).

Cài nhiệt độ Caloriphe ở giá trị tiếp theo cho chế độ sấy mới

Chờ hệ thống hoạt động ổn định

Lặp lại trình tự như chế độ đầu

Bước 4: Kết thúc thí nghiệm

Tắt công tắt của điện trở Caloriphe

Sau khi tắt Caloriphe được 5 phút, tắt quạt cho Caloriphe nguội.

KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

Hình SẤY ĐỐI LƯU 1 Hệ thống sấy đối lưu

Bảng SẤY ĐỐI LƯU 1 Số liệu thu được sấy đối lưu

Bảng SẤY ĐỐI LƯU 2 Bảng xử lí số liệu lần 1

Xử lý thí nghiệm và số liệu thực nghiệm

Diện tích của bề mặt giấy lọc là (chiều dài khăn là 69 cm, chiều rộng khăn là 30 cm).

F = d.r.4= 0,69 × 0,30× 4 = 0,828 (m 2 ) Cường độ ẩm (là khả năng bay hơi của đồ ẩm từ bề mặt thoáng)

Jm = am.(Pb(TB) – Ph(TB)).760/B = 0,05074.(48,625- 38,375 ).760/760 = 0,52

Ta có: B = 760mmHg am = 0,0229 + 0,0174.Vk = 0,0229 + 0,0174.1,6 = 0,05074 (kg/m 2 h.mmHg)

Tốc độ sấy đẳng tốc là:

Ndt = 100.Jm.F/Go= 100 0,52.0,828/0,024 = 1794 (%/h) Độ ẩm tới hạn:

Thời gian sấy đẳng tốc:

T = W 1−Wth Ndt = 62 , 50−37 1794 , 72 = 0,0138 Thời gian sấy giảm tốc

T2 = Wt h−Wc Ndt ln Wcuoi−Wc Wt h−Wc = 37 1794 , 72−3 ln 37 16 ,72−3 ,67−3 = 0,0180 Thời gian tổng cộng sấy gần đúng :

Hình SẤY ĐỐI LƯU 2 Đồ thị thực nghiệm đường cong sấy W-t

Hình SẤY ĐỐI LƯU 3 Đồ thị thực nghiệm đường cong tốc độ sấy (N-W)

TRUYỀN NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNG

Thí nghiệm: khảo sát trao đổi nhiệt gián đoạn trong thiết bị truyền nhiệt bằng ống lồng ống

 VN2, VL2 không thao tác (đã cố định độ mở)

 VN3, VL3 mở hoàn toàn

 VN4 mở; VN5, VN6 đóng

 VL4 mở; VL5, VL6 đóng

 Đóng Valve VL10 xả dòng lạnh sau khi trao đổi nhiệt liên tục ra ngoài.

Mở công tắc bơm nước nóng

Chỉnh lưu lượng dòng nóng bằng valve VN3

Chú ý: không ở bơm nước lạnh

Chỉnh lưu lượng dòng lạnh bằng valve VL3 Đo giá trị nhiệt độ, đo xong tắt công tắc bơm nước nóng

Thí nghiệm: khảo sát trao đổi nhiệt liên tục trong thiết bị truyền nhiệt ống xoắn

Chú ý: không mở bơm nước lạnh

Chỉnh lưu lượng dòng lạnh bằng valve VL3 Đo 4 giá trị nhiệt độ, đo xong tắt công tắc bơm nước nóng

Thí nghiệm: khảo sát trao đổi nhiệt liên tục trong thiết bị truyền nhiệt chùm

Chú ý: không mở bơm nước lạnh

Chỉnh lưu lượng dòng lạnh bằng vavle VL3 Đo 4 giá trị nhiệt độ, đo xong tắt công tắc bơm nước nóng

Bảng TRUYỀN NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNG 3 Số liệu thu được truyền nhiệt ống xoắn và ống chùm

Thiết bị truyền nhiệt ống xoắn Lưu lượng dòng nóng

Nhiệt độ dòng nóng (ºC) Nhiệt độ dòng lạnh (ºC) t NV t NR t LV t LR

Thiết bị truyền nhiệt ống chùm

Bảng TRUYỀN NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNG 4 Số liệu thu được truyền nhiệt ống lồng ống

Thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống Lưu lượng dòng nóng

XỬ LÝ SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM – KẾT QUẢ THU ĐƯỢC

G1, G2 lưu lượng dòng nóng và lạnh (kg/s)

C1, C2 nhiệt dung riêng trung bình của dòng nóng và dòng lạnh (J/kg.K)

Tính suất lượng khối lượng của các dòng:

Trong đó: ρ khối lượng riêng (kg/m 3 ) ỐNG XOẮN

Bảng TRUYỀN NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNG 5 Tính nhiệt lượng dòng nóng thiết bị ống xoắn

(kg/s) t nv ( 0 C) t nr ( 0 C) T ntb ( 0 C) (kg/m 3 )

Bảng TRUYỀN NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNG 6 Tính nhiệt lượng dòng lạnh thiết bị ống xoắn

Truyền nhiệt ống lồng ống song song ngược chiều:

Nhiệt độ trung bình của dòng nóng t tb 1 =t v 1 +t r 1

2Nhiệt độ trung bình của dòng lạnh t tb 2 =t v 2 +t r 2

∆ t 2 =t r 1 −t r 2 Độ chênh lệch nhiệt độ trung bình logarit:

∆ t log = ∆ t max − ∆ t min ln ∆ t max

Hệ số truyền nhiệt dài thực nghiệm KL

KL = L ∆ t Q L log (w/m.độ) Trong đó: L = 1 m

BẢNG TÍNH ∆Q, ∆t_log, K L – CHẢY DỌC

Bảng TRUYỀN NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNG 7 Tính độ chênh lệch trung bình logarit và

Tính hệ số cấp nhiệt φ 1, φ 2

Trường hợp ống lồng ống song song

Dòng nóng: ở đây tiết diện là hình tròn l = dtr

TÍNH TỐC ĐỘ CỦA DÒNG CHẢY NÓNG ω N (m s ) G ' N ( m 3 phút)

Trong đó: F: Diện tích ống trong; dtdn = 0,017 m

TÍNH CHUẨN SỐ RENOLDS CỦA DÒNG NÓNG: Re = ω N d tdn ρ μ

Bảng TRUYỀN NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNG 8 Tính chuẩn số renolds của dòng nóng ống xoắn

Dòng lạnh: tiết diện là hình vành khăn

4 = 7,877 x 10 -4 m 2 F: diện tích ống vành răng

Dtr: đường kính trong của ống ngoài = 0,038 (m) dn: đường kính ngoài của ống trong = 0,021 (m) Π = π D tr + π d n = π 0,038 + π 0,021 = 0,185 m

Xác định chế độ chảy của lưu chất bằng chuẩn số Re

TÍNH CHUẨN SỐ RENOLDS CỦA DÒNG LẠNH

Bảng TRUYỀN NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNG 9 Tính chuẩn số renolds của dòng lạnh ống xoắn

TÍNH CHUẨN SỐ PRANLT CỦA DÒNG NÓNG Pr N

Bảng TRUYỀN NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNG 10 Tính chuẩn số Pranlt của dòng nóng ống xoắn

TÍNH CHUẨN SỐ PRANLT CỦA DÒNG LẠNH Pr N

Bảng TRUYỀN NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNG 11 Tính chuẩn số Pranlt của dòng lạnh ống xoắn

TÍNH NHIỆT ĐỘ TRUNG BÌNH THỰC TẾ VÀ CHUẨN SỐ PRANLT THỰC TẾ

Nhiệt độ trung bình thực tế của dòng nóng t N tb ' = tN tb – 4 Chuẩn số Pranlt thực tế

Bảng TRUYỀN NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNG 12 Tính chuẩn số Pranlt của dòng nóng thực tế ống xoắn

Bảng TRUYỀN NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNG 13 Tính chuẩn số Pranlt của dòng lạnh thực tế ống xoắn

TÍNH HỆ SỐ CẤP NHIỆT VÀ CHUẨN SỐ NUSSELT CỦA DÒNG NÓNG

Nu khi dòng nước chảy dọc : Nu = 0,021.Re 0.8 Pr 0.43 ( Pr

Hệ số cấp nhiệt dòng nóng

Bảng TRUYỀN NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNG 14 Tính hệ số cấp nhiệt và chuẩn số

Nusselt dòng nóng ống xoắn

TÍNH HỆ SỐ CẤP NHIỆT VÀ CHUẨN SỐ NUSSELT CỦA DÒNG LẠNH Áp dụng công thức tính Nu sau:

Hệ số cấp nhiệt dòng lạnh α L = Nu d L λ L

Bảng: Hệ số cấp nhiệt của dòng lạnh

Nusselt (Nu) dòng lạnh ống xoắn

Tính hệ số truyền nhiệt lí thuyết K* L :

Bảng TRUYỀN NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNG 16 Tính hệ số truyền nhiệt lý thuyết ống xoắn α N

Hình TRUYỀN NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNG 4 Đồ thị biểu diễn K*L theo ReL

Hình TRUYỀN NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNG 5 Đồ thị biểu diễn K L theo ReL ỐNG CHÙM

Bảng TRUYỀN NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNG 17 Tính nhiệt lượng ống chùm dòng nóng

(kg/s) t Nv ( 0 C) t Nr ( 0 C) t N tb ( 0 C) (kg/ m 3 )

Bảng TRUYỀN NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNG 18 Tính nhiệt lượng ống chùm dòng lạnh

Truyền nhiệt ống lồng ống xong xong ngược chiều:

Nhiệt độ trung bình của dòng nóng t tb 1 =t v 1 +t r 1

2 Nhiệt độ trung bình của dòng lạnh t tb 2 =t v 2 +t r 2

∆ t 2=t r 1 −t r 2 Độ chênh lệch nhiệt độ trung bình logarit:

∆ t log =∆ t max −∆ t min ln∆ t max

Hệ số truyền nhiệt dài thực nghiệm KL

BẢNG TÍNH ∆ Q , ∆ t log , K L – CHẢY DỌC

Bảng TRUYỀN NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNG 19 Tính độ chênh lệch trung bình logarit và K L

Tính hệ số cấp nhiệt φ 1, φ 2

Trường hợp ống lồng ống song song

Dòng nóng: ở đây tiết diện là hình tròn l = d tr

TÍNH TỐC ĐỘ CỦA DÒNG CHẢY NÓNG ω N (m s ) =

F: Diện tích ống trong d tdn = 0,017 m

TÍNH CHUẨN SỐ RENOLDS CỦA DÒNG NÓNG

Bảng TRUYỀN NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNG 20 Tính chuẩn số Re của dòng nóng ống chùm

0.6611 72 60 66 977,2 0,429.10 −3 0,438 10 -6 25600,13 0.6611 74 65 69,5 978,1 0,405.10 −3 0,418 10 -6 27142,15 0.6611 73 67 70 977,8 0,399.10 −3 0,415 10 -6 26416,35 Dòng lạnh: tiết diện là hình vành khăn

4 = 7,877 x 10 -4 (m 2 ) F: diện tích ống vành rang

D tr : đường kính trong của ống ngoài = 0,038 (m) d n : đường kính ngoài của ống trong = 0,021 (m) Π = π D tr + π d n = π 0,038 + π 0,021 = 0,185 m

0,185 = 0,017 m Xác định chế độ chảy của lưu chất bằng chuẩn số Re

TÍNH CHUẨN SỐ RENOLDS CỦA DÒNG LẠNH

Bảng TRUYỀN NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNG 21 Tính chuẩn số Re của dòng lạnh ống chùm

TÍNH CHUẨN SỐ PRANLT CỦA DÒNG NÓNG Pr N

Bảng TRUYỀN NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNG 22 Tính chuẩn số Pranlt của dòng nóng ống chùm

TÍNH CHUẨN SỐ PRANLT CỦA DÒNG LẠNH Pr N

Bảng TRUYỀN NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNG 23 Tính chuẩn số Pranlt của dòng lạnh ống chùm

TÍNH NHIỆT ĐỘ TRUNG BÌNH THỰC TẾ VÀ CHUẨN SỐ PRANLT THỰC TẾ

Nhiệt độ trung bình thực tế của dòng nóng: t N tb

Chuẩn số Pranlt thực tế: Pr t

Bảng TRUYỀN NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNG 24 Tính chuẩn số Pranlt của dòng nóng thực tế ống chùm

Bảng TRUYỀN NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNG 25 Tính chuẩn số Pranlt của dòng lạnh thực tế ống chùm

Tính hệ số cấp nhiệt và chuẩn số Nusselt của dòng nóng

Nu khi dòng nước chảy dọc

Hệ số cấp nhiệt dòng nóng

Nusselt dòng nóng ống chùm

Tính chuẩn số Nusselt và hệ số cấp nhiệt của dòng lạnh Áp dụng công thức tính Nu sau:

Hệ số cấp nhiệt dòng lạnh: α L = Nu d L λ L

Nusselt dòng lạnh ống chùm

Tính hệ số truyền nhiệt lí thuyết K* L

Bảng: Hệ số truyền nhiệt dài lý thuyết K* L

Bảng TRUYỀN NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNG 28 Tính hệ số truyền nhiệt lý thuyết ống chùm α N (w/m 2 độ) α L (w/m 2 độ) d tr (m) d ng (m) λ ionx (w/m.độ) ∑ d r b b

Hình TRUYỀN NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNG 6 Đồ thị biểu diễn K L theo ReL

Hình TRUYỀN NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNG 7 Đồ thị biểu diễn K*L theo ReL

CHƯNG CẤT

CƠ SỞ LÍ THUYẾT

3.1.1 Mô hình mâm lý thuyết

Mô hình mâm lý thuyết là một mô hình toán học đơn giản, dựa trên hai cơ sở chính: cân bằng giữa hai pha lỏng và hơi trong hỗn hợp hai cấu tử, cùng với điều kiện động lực học lý tưởng cho hai pha này trên mâm lý tưởng.

- Pha lỏng phải hòa trộn hoàn toàn trên mâm

- Pha hơi không lôi cuốn các giọt lỏng từ mâm dưới lên mâm trên và đồng thời có nồng độ đồng nhất tại mọi vị trí trên tiết diện

- Trên mỗi mâm luôn đạt sự cân bằng giữa hai pha

3.1.2 Hiệu suất Để chuyển từ số mâm lý thuyết sang số mâm thực ta cần phải biết hiệu suất mâm.

Có ba loại hiệu suất mâm trong quá trình chưng cất: hiệu suất tổng quát, phản ánh hiệu suất toàn bộ tháp; hiệu suất mâm Murphree, tập trung vào một mâm cụ thể; và hiệu suất cục bộ, liên quan đến một vị trí xác định trên mâm.

Hiệu suất tổng quát Eo là chỉ số hiệu suất cơ bản nhưng không chính xác nhất, được xác định bằng tỷ lệ giữa số mâm lý tưởng và số mâm thực trong toàn bộ tháp.

Hiệu suất mâm Murphree là tỷ lệ giữa sự thay đổi nồng độ của pha hơi khi qua một mâm và sự thay đổi nồng độ tối đa có thể đạt được khi pha hơi rời khỏi mâm đạt được trạng thái cân bằng với pha lỏng ở mâm thứ n.

Trong quá trình chảy chuyền, nồng độ thực của pha hơi tại mâm thứ n được ký hiệu là yn, trong khi nồng độ thực của pha hơi vào mâm thứ n là yn+1 Đồng thời, nồng độ pha hơi cân bằng với pha lỏng tại ống chảy chuyền mâm thứ n được biểu thị là y*n.

Pha lỏng rời mâm có nồng độ không đồng nhất so với nồng độ trung bình của phả lỏng trên mâm, điều này dẫn đến khái niệm hiệu suất cục bộ trong quá trình xử lý.

- Hiệu suất cục bộ được định nghĩa như sau:

Trong công thức, y’n đại diện cho nồng độ pha hơi tại một vị trí cụ thể trên mâm n, trong khi y’n+1 là nồng độ pha hơi trên mâm n tại cùng vị trí đó Ngoài ra, y’en là nồng độ pha hơi đạt trạng thái cân bằng với pha lỏng tại cùng vị trí.

3.1.3 Mối quan hệ giữa hiệu suất mâm Murphree và hiệu suất mâm tổng quát

Hiệu suất tổng quát của tháp thường không đạt được mức hiệu suất trung bình của từng mâm Mối quan hệ giữa hai loại hiệu suất này phụ thuộc vào độ dốc của đường cân bằng và đường làm việc Khi tỷ lệ mG/L lớn hơn 1, hiệu suất tổng quát sẽ cao hơn, ngược lại, khi tỷ lệ này nhỏ hơn 1, hiệu suất tổng quát sẽ thấp hơn Trong quá trình chưng cất, hiệu suất tổng quát Eo có thể gần bằng với hiệu suất mâm EM Tuy nhiên, khi phân tích hoạt động của tháp thực tế, việc đo lường sự biến thiên nồng độ qua một hoặc vài mâm sẽ cho ra giá trị EM chính xác hơn so với giả định rằng EM bằng Eo.

Hình CHƯNG CẤT 8 Sơ đồ nguyên lý thiết bị chưng cất

1 Bồn chứa nguyên liệu 6 Tháp chưng cất

2 Bơm nguyên liệu 7 Hệ thống ngưng tụ

3 Bồn cao vị 8 Bồn cao vị hoàn lưu

4 Lưu lượng kế nguyên liệu 9 Bồn chứa sản phẩm

5 Bộ phận gia nhiệt 10 Bồn hoàn lưu

11 Lưu lượng kế hoàn lưu

Bước 1: Vận hành thiết bị

- Cho nhập liệu từ 20 – 60 lít vào bình chứa nhập liệu A.

- Để đưa nhập liệu vào khoảng 1/3 nồi đun, mở van nhập liệu và bật bơm nhập liệu.

- Bật điện trở nồi đun và chờ nồi đun sôi sẽ khởi động bơm nhập liệu.

- Quan sát nhiệt độ trong nồi qua nhiệt kế.

Trong quá trình thí nghiệm, cần theo dõi mức chất lỏng trong nồi thông qua ống đo mức bên trái Nếu mức chất lỏng giảm xuống dưới 1/3, cần bổ sung thêm chất lỏng Ngược lại, nếu nồi đun quá đầy, cần tháo bớt chất lỏng để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong thí nghiệm.

- Trong khi hệ thống đang đun nóng mở van thông áp của sản phẩm đỉnh, để thông hơi với bình chứa, các van sau sẽ đóng.

+ Van xả sản phẩm đỉnh

+ Van hoàn lưu sản phẩm đỉnh lại cột.

- Mở van cho nước hoặc dòng làm lạnh đủ để hóa lỏng tất cà các hơi qua bộ phận ngưng tụ.

- Mở van dẫn nhập liệu vào một mâm nhập liệu thích hợp trên cột Điều chỉnh lưu lượng nhập liệu thích hợp trên lưu lượng kế.

- Sản phẩm đỉnh thu được sẽ cho hoàn lưu một phần về đỉnh cột qua lưu lượng kế hoàn lưu

- Đun nóng dòng nhập liệu và dòng hoàn lưu.

- Khi phải thay đổi vị trí mâm, ta mở van tương ứng của mâm đó

Để đảm bảo an toàn và hiệu quả khi sử dụng nồi, bạn cần theo dõi thường xuyên mức chất lỏng trong nồi Nếu mức chất lỏng giảm xuống dưới mức điện trở, dòng điện sẽ tự động ngắt, dẫn đến việc nhiệt độ trong nồi giảm Khi đó, điện trở sẽ không hoạt động trở lại cho đến khi mức chất lỏng được phục hồi.

- Tắt điện trở nồi đun

- Tắt điện trở nung nóng nhập liệu và hoàn lưu và tắt các bơm

- Đóng van nước cấp ngưng tụ sản phẩm đỉnh

- Ngắt điện vào hệ thống chưng cất

Bảng CHƯNG CẤT 29 Số liệu thu được bài chưng cất

Lưu lượng dòng Độ chỉ cồn kế (%) Nhiệt độ đo ( 0 C)

Tính cân bằng vật chất và xác định các thông số còn lại của phương trình

Ta phải quy đổi đơn vị của F, D, xD, xF, từ thể tích về mol, phần thể tích về phần mol rồi mới tính W, xW.

+ Phần mol xF, xD: xF ρ A x A

Khối lượng riêng của rượu ở 30°C được tra cứu trong sổ tay QTTB tập 1, bảng I.2, trang 9, ký hiệu là ρA (kg/m³) Tương tự, khối lượng riêng của nước ở cùng nhiệt độ được tìm thấy trong sổ tay QTTB tập 1, bảng I.5, trang 12, ký hiệu là ρB (kg/m³).

+ Suất lượng nhập liệu F, suất lượng sản phẩm đỉnh D:

+ Phương trình cân bằng vật chất, tính W và xW:

Ta lại có: F.xF= D.xD +WxW

10755,05 =0,042= 4,2 (%mol) Bảng CHƯNG CẤT 30 Bảng kết quả tính cân bằng vật chất

STT F(mol/h) D(mol/h) x F (mol/h) x D (mol/h) W(mol/h) x W (mol/h)

Tính các phương trình đường làm việc

=> y*F = 32,2 từ số liệu bảng IX.2a (sổ tay QTTB tập 2, trang 148)

Bảng CHƯNG CẤT 31 Dữ liệu được đổi sang mol

STT Vị trí mâm R (chọn) x F (mol/h) x D (mol/h) x W (mol/h)

Bảng CHƯNG CẤT 32 Phương trình đường làm việc và đường nhập liệu

STT Phương trình đường chưng

LỌC KHUNG BẢN

4.1.1 Khái niệm quá trình lọc

Hình LỌC KHUNG BẢN 9 Thiết bị lọc

Lọc là quá trình tách biệt các hỗn hợp bằng cách sử dụng một vật ngăn xốp, cho phép một pha đi qua trong khi giữ lại pha còn lại Vật ngăn này còn được gọi là vách ngăn lọc.

Tạo ra áp suất P1 trên huyền phù giúp pha lỏng đi qua các mao dẫn, trong khi pha rắn bị giữ lại Chênh lệch áp suất giữa hai vách ngăn được gọi là động lực của quá trình lọc.

- Có thể tạo động lực của quá trình lọc bằng các cách sau:

+ Tăng áp suất P1: dùng cột áp thủy tĩnh, máy bơm hay máy nén

+ Giảm áp suất P2: dùng bơm chân không

- Cân bằng vật chất trong quá trình lọc:

Vh, Gh : Thể tích và khối lượng hỗn hợp huyền phù đem đi lọc.

V0, G0: Thể tích và khối lượng chất rắn khô.

V1, G1: Thể tích và khối lượng nước lọc nguyên chất.

Va, Ga : Thể tích và khối lượng bã ẩm

V, G : Thể tích và khối luợng nước lọc chưa nguyên chất. Độ ẩm của bã :

Ga (% kg ẩm/kg vật liệu ướt)

4.1.3 Phương trình tốc độ lọc

* Tốc độ lọc và các yếu tố ảnh hưởng

V: Thể tích nước lọc thu được, m 3

F: Diện tích bề mặt vách lọc, m 2

Quá trình lọc huyền phù chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố quan trọng, bao gồm tính chất của huyền phù như độ nhớt, kích thước và hình dạng của pha phân tán Ngoài ra, động lực của quá trình lọc, trở lực do bã và vách ngăn, cũng như diện tích bề mặt của vách lọc đều đóng vai trò quyết định trong hiệu quả của quá trình này.

* Theo DAKSI, tốc độ lọc có thể biểu diễn dưới dạng phương trình sau: dV

: độ nhớt của pha liên tục, Ns/m2

Rb = 1/P b : trở lực của bã lọc (tổn thất áp suất qua lớp bã), 1/m

Rv =1/Pv: trở lực của vách lọc (tổn thất áp suất qua vách lọc), 1/m

* Lọc với áp suất không đổi, P = const phương trình lọc có dạng q 2 + 2.C.q = K q = V/F: lượng nước lọc riêng

V tỉ số giữa thể tích bã ẩm thu được và lượng nước lọc r0: trở lực riêng theo thể tích của bã lọc (1/m 2 )

* Lọc với tốc độ lọc không đổi, W=const phương trình lọc có dạng q 2 +Cq = K 2

- Tìm hiểu hệ thống thiết bị, tìm hiểu các van và tác dụng của nó.

- Tìm hiểu thiết bị đo áp suất, cách điều chỉnh lưu lượng, các vị trí đo và cách điều chỉnh công tắc

- Xác định các đại lượng cần đo.

- bảng để ghi kết quả đo

- Cho nước vào bồn chứa.

- Bật công tắc máy khuấy.

- Mở bơm, điều chỉnh áp suất bằng V4 khi đồng hồ áp suất chỉ mức mong muốn.

- Đong dung dịch lọc ở đầu C1 và ghi nhận thể tích trong mỗi thời gian.

- Làm thí nghiệm với các chế độ áp suất khác nhau.

Bảng LỌC KHUNG BẢN 33 Số liệu thu được bài lọc khung bản

Hình LỌC KHUNG BẢN 10 Biểu đồ biểu diễn ∆τ/∆q theo q tại ∆P = 0,5 và ∆P = 1,5

Nhận xét: Giá trị q tăng và giảm đồng đều ở khoảng nhất định.

Hình LỌC KHUNG BẢN 11 Biểu đồ biểu diễn ∆τ/∆q theo q tại ∆P = 1

Nhận xét: Giá trị q tăng nhanh ở khoảng 20 đến 100.

Trong quá trình lọc ta chỉ lọc với nước để tìm hiểu về nguyên lí lọc của nó, nên các số liệu ghi nhận được sẽ không chính xác.

Theo yêu cầu, chúng ta sẽ thu thập lượng nước sau 10 giây lọc Tuy nhiên, trong quá trình canh thời gian và thu nước, việc đạt đúng thời gian 10 giây như mong muốn sẽ gặp khó khăn, dẫn đến sai lệch trong số liệu thu thập.

- Và quá trình thu nhận nước cũng có sự đổ nước ra ngoài nên số liệu sẽ không chính xác.

Quá trình lọc sử dụng nước lã không pha CaCO3 theo yêu cầu giúp loại bỏ hoàn toàn bã, do đó không có sự tích tụ bã trên khung vải lọc trong thời gian ngắn Kết quả thí nghiệm lọc khung bản cho thấy có sự sai số trong quá trình thực hiện.

- Kết quả giữa lý thuyết so với thực nghiệm khác nhau.

- Sai số giữa lý thuyết và thực nghiệm là đáng kể.

- Qua thí nghiệm ta có thể thông qua quá trình lọc phụ thuộc vào nhiều yếu tố: hình dạng, kích thước và tính chất pha phân tán.

Nguyên nhân gây sai số:

- Thao tác chưa chuẩn xác, quá trình lọc sinh viên chưa thành thạo các kĩ năng.

- Dụng cụ ghi thể tích không chính xác.

- Ghi sai thể tích làm cho quá trình tính toán khó khăn hơn, ảnh hưởng đến hình dạng đồ thị.

- Dụng cụ thiết bị phòng thí nghiệm phải đảm bảo chính xác để cho kết quả đúng khi thực hiện thao tác đúng.

- Sinh viên phải thành thạo thao tác, nắm vững lý thuyết để thực hành tốt.

- Đọc và ghi kết quả chính xác.

- Khung và bản không được ép chặt trong quá trình lọc, vải lọc bị hao mòn dẫn đến sai số lớn.

CỘT CHÊM

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

5.1.1 Độ giảm áp của dòng khí Độ giảm áp P ck , của dòng khí qua cột phụ thuộc vào vận tốc khối lượng G của dòng khí qua cột khô (không có dòng chảy ngược chiều) Khi dòng khí chuyển động trong các khoảng trống giữa các vật chêm tăng dần vận tốc thì độ giảm áp cũng tăng theo Sự gia tăng này theo lũy thừa từ 1,8 đến 2,0 của vận tốc dòng khí.

Khi dòng lỏng chảy ngược chiều, khoảng trống giữa các vật chêm bị thu hẹp, khiến dòng khí di chuyển khó khăn hơn do thể tích tự do bị chiếm cứ bởi chất lỏng Tăng vận tốc dòng khí lên sẽ làm tăng ảnh hưởng cản trở của dòng lỏng cho đến một trị số tới hạn, tại đó độ giảm áp của dòng khí tăng vọt lên Điểm tới hạn này được gọi là điểm gia trọng, và nếu tiếp tục tăng vận tốc khí, ảnh hưởng cản trở hỗ tương giữa dòng lỏng và dòng khí sẽ rất lớn, khiến độ giảm áp tăng mau chóng và dòng lỏng chảy xuống cũng trở nên khó khăn hơn, dẫn đến hiện tượng lụt.

5.1.2 Hệ số ma sát f ck theo Re c khi cột khô

Trong đó: h - chiều cao lớp đệm, m wo - vận tốc pha khí a - bề mặt riêng, m 2 /m 3

 k - khối lượng riêng của không khí, kg/m 3 fck - hệ số ma sát của dòng chảy qua lớp hạt, phụ thuộc vào Rek

5.1.3 Độ giảm áp P cu khi cột ướt

Liên hệ giữa độ giảm áp cột khô và cột ướt có thể biểu diễn sau:

Do đó có thể dự kiến fcu = f ck

Với : hệ số phụ thuộc vào mức độ xối tưới của dòng lỏng L, kg/m 2 s.

Leva đề nghị ảnh hưởng của L lên  như sau:

Giá trị của hệ thống phụ thuộc vào loại và kích thước vật chêm, cách sắp xếp (ngẫu nhiên hoặc theo thứ tự) và lưu lượng lỏng L Ví dụ, với vật chêm là vòng sứ Raschig 12,7 mm và sắp xếp ngẫu nhiên có độ xốp  = 0,586, giá trị lưu lượng L dao động từ 0,39 đến 11,7 kg/m²s, trong khi cột hoạt động nằm dưới điểm gia trọng với Ω = 0,084.

Một số tài liệu còn biểu diễn sự phụ thuộc giữa tỉ số ∆ P ∆ P cu ck , với hệ số xối tưới như sau:

Khi A40 nên ta sử dụng công thức: f ck1 = 16

Bảng CỘT CHÊM 35 Giá trị kết quả cột khô

Bảng CỘT CHÊM 36 Số liệu thu được cột ướt bài cột chêm

∆ P lần 1 ∆ P lần 2 ∆ P lần 3 ∆ P lần 4 ∆ P lần 5

Hình CỘT CHÊM 14 Biểu đồ đường cho thấy sự thay đổi của ∆P theo lưu lượng khí và lỏng kết hợp

Tăng lưu lượng lỏng, cố định khí thì chênh lệch áp tăng nhưng dần đến mức khí 4,5 thì khó xác định chính xác với mực lỏng là 10,11.9

Càng tăng lưu lượng khí, cố định mực lỏng thì có sự khác biệt rõ ràng ở mức 4,6,8 nhưng đến mức 8,10,12 thì biểu đồ đi không theo quy luật.

 Tăng lưu lượng khí, tăng lưu lượng nước thì chêch lệch áp suất tăng thấy rõ ở mức lỏng 6,11

 Do về sau mực lỏng và khí tăng nên gây ra rất nhiều khó khăn trong quá trình đo dẫn đến kết quả có thể bị sai

 Tính khối lượng không khí G:

Cột ướt đang vận hành ở nhiệt độ 30 o C ở đó ρ cư=1.165(kg/m 3 ); μ =1.86 × 10 -5 (kg/m.s)

S (kg/s m 2 ), thế số liệu vào tương tự cột khô

∆Pcư= ∆ P × 98.1 (N/m 2 ) (tương tự cột khô)

350.1,86 10 −5 y,2012 (các số liệu còn lại tính tương tự)

100,06=¿ 0.26(các số liệu còn lại tính tương tự)

 Tính fcư: fcư = σ.fck=0.19×4.4911=1.17 (các số còn lại tính tương tự)

Bảng CỘT CHÊM 37 Các trị số kết quả trường hợp cột ướt

(N/m 2 ) ∆ P cư (N/m 2 ) ∆ P cư /Z σ f cư Re cư

KẾT LUẬN VÀ CÁC LỖI SAI

Kết luận về cột khô cho thấy rằng khi lưu lượng khối lượng G tăng, độ giảm áp cũng tăng theo, vì dòng khí có thể di chuyển dễ dàng hơn trong các khoảng trống Ngược lại, ở cột ướt, khi có dòng lỏng chảy ngược chiều, các khoảng trống bị thu hẹp, khiến dòng khí di chuyển khó khăn hơn do một phần thể tích bị chiếm giữ bởi dòng lỏng Điều này dẫn đến việc độ giảm áp tăng nhanh theo tốc độ khối lượng của cả dòng khí và lỏng Hiện tượng ngập lụt có thể xảy ra khi có sự đảo pha liên tục giữa pha khí và pha lỏng, làm cho độ giảm áp tăng rất nhanh.

Để đảm bảo hiệu quả trong quá trình bơm, cần làm việc dưới điểm ngập lụt Hai yếu tố chính ảnh hưởng đến độ giảm áp của cột khô và cột ướt là vận tốc dòng và lưu lượng khối lượng dòng.

Trong quá trình tiến hành thí nghiệm vẫn còn nhiều nguyên nhân gây sai số mà ta cần khắc phục, những nguyên nhân đó có thể là do:

- Sử dụng bơm và quạt đưa lưu lượng lỏng và lưu lượng khí chưa đều.

- Do quá trình làm thí nghiệm chậm nên để nước tràn vào ống dẫn khí.

- Các điều kiện thí nghiệm không ổn định và không giống nhau trong các lần đo.

- Sai số khi đọc và trong thao tác thí nghiệm (do người đọc đọc chưa chính xác, do điều chỉnh lưu lượng khí và lỏng chưa chính xác).

CÔ ĐẶC

6.1.1 Các khái niệm cô đặc

Quá trình cô đặc là phương pháp làm tăng nồng độ dung dịch bằng cách tách một phần dung môi ở nhiệt độ sôi Khi dung môi bay hơi, nó sẽ tách ra khỏi dung dịch, tạo ra hơi thứ.

- Mục đích của quá trình cô đặc

+ Làm tăng nồng độ của chất hòa tan trong dung dịch.

+ Tách chất rắn hòa tan ở dạng rắn (kết tinh).

+ Tách dung môi ở dạng nguyên chất (cắt mic)

- Các phương pháp có đặc:

+ Cô đặc ở áp suất khi quyền là phương pháp đơn giản nhưng không kinh tế.

+Cô đặt ở áp suất chân không dùng cho các dung dịch có nhiệt độ sôi cao, dễ phân hủy vì nhiệt

+ Cô đặc ở áp suất dư: dùng cho các dung dịch không phân hủy ở nhiệt dụng hơi thứ cho các quá trình khá.

6.1.2 Cân bằng vật chất trong hệ thống cô đặc 1 nồi

Theo phương trình cân bằng vật chất ta có:

Gđ.xđ = Gc.xc (theo hàm lượng chất khô trong dung dịch)

Gđ: Khối lượng nguyên liệu, [kg]; kg/s

Gc: Khối lượng sản phẩm, [kg]; kg/s

W: Lượng hơi thứ, [kg]; kg/s xđ: Nồng độ chất khô trong nguyên liệu, [phần khối lượng] xc: Nồng độ chất khô trong sản phẩm, [phần khối lượng]

- Lượng hơi thứ trong quá trình cô đặc

- Nồng độ sản phẩm cuối

6.1.3 Cân bằng nhiệt lượng trong hệ thống cô đặc 1 nồi

Q1: Nhiệt do dung dịch mang vào

Q2: Nhiệt do hơi đốt ngưng tụ

Q3: Nhiệt do dung dịch sau cô đặc mang ra

Q4: Nhiệt do hơi thứ mang ra

Q5: Nhiệt do nước ngưng mang ra

Q6: Nhiệt do quá trình cô đặc

Q7: Nhiệt tổn thất ra môi trường

→ Gđ.cđ.tđ+ D.i = Gc.cc.tc+ W.i’ + D.cn.tn+ Qcđ+ Qmt

Nhiệt độ nguyên liệu (tđ) được đo bằng độ, trong khi nhiệt độ sản phẩm (tc) cũng được thể hiện bằng độ Nhiệt độ nước ngưng (tn) là một yếu tố quan trọng trong quá trình sản xuất Các thông số nhiệt dung riêng, bao gồm nhiệt dung riêng nguyên liệu (cđ), nhiệt dung riêng sản phẩm (cc) và nhiệt dung riêng nước ngưng (cn), đều được tính bằng đơn vị J/kg.độ Cuối cùng, hàm nhiệt trong hơi đốt (i) và hàm nhiệt trong hơi thứ (i’) cũng được đo bằng J/kg, đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá hiệu suất năng lượng của hệ thống.

- Lượng hơi đốt tiêu tốn :

-Tính bề mặt truyền nhiệt

Theo phương trình truyền nhiệt

K: Hệ số truyền nhiệt,[ W/m2.độ].

F: Diện tích bề mặt truyền nhiệt, [m2].

 hi : Hiệu số nhiệt độ hữu ích , [độ].

Rút ra bề mặt truyền nhiệt :

- Kiểm tra các van; mở van 6, 10, các van còn lại đóng

- Chuẩn bị 20 lít nước sạch.

- Hút chân không khi kim áp kế chỉ 0.6 at thì tắt bơm.

- Mở van 1 hút hết nước sạch vào trong nồi.

- Kiểm tra mực nước trong vỏ áo bằng cách mở van 5.

- Mở công tắc điện trở.

- Mở công tắc khuấy trộn.

- Khi nhiệt độ nước trong nồi đạt 60oC thì xả nước bằng cách xả chân không ở van 1,sau đó mở van 4 để xả nước trong nồi ra ngoài.

Bước 2: Cô đặc dung dịch

- Kiểm tra các van: van 6 mở, các van còn lại đóng

- Hút chân không bằng cách chạy bơm chân không và mở van 10 Khi kim áp kế chân không chỉ 0,6 – 0,8at thì tắt bơm và khóa van 10

- Mở van 1 để hút hết 5l dung dịch vào trong nồi

- Mở van 9 để nước vào ống xoắn ngưng tụ hơi thứ

- Mở công tắc khuấy trộn (5 phút khuấy 1 lần , mỗi lần 1 phút)

Kể từ khi bắt đầu quá trình đun sôi ở nhiệt độ 60 độ C, hãy lấy mẫu đo độ Brix mỗi 10 phút, đồng thời thu thập nước ngưng tụ để đo thể tích và ghi lại các giá trị nhiệt độ theo bảng.

- Cách lấy mẫu: Mở công tắc khuấy trộn 1 phút cho đều rồi mở van 2 trong thời gian 5 giây sau đó đóng van 2 lại, mở van 3 lấy mẫu.

Để lấy nước ngưng tụ, bạn cần thực hiện các bước sau: Đầu tiên, đóng van 6 và mở van 7 Sau khi lấy nước ngưng xong từ van 8, hãy thao tác ngược lại để trở về trạng thái ban đầu Lưu ý rằng trong quá trình lấy nước ngưng tụ, không được hút chân không.

- Khi dung dịch trong nồi đạt 50 o Brix trở lên thì tắt điện trở, dừng quá trình cô đặc.

- Mở van 1 để cân bằng áp suất (thông áp khí trời)

- Mở van 4 xả dung dịch sau cô đặc ra ngoài để cân khối lượng.

Bước 3: Vệ sịnh thiết bị

- Kiểm tra các van: van 6, van 10 mở, các van còn lại đóng

- Chuẩn bị 20l nước sạch trong xô

- Chạy bơm chân không, khi kim áp kế chỉ 0,6at thì tắt bơm.

- Mở van 1 để hút hết nước sạch vào trong nồi.

- Mở công tắc khuấy trộn trong thời gia 1 phút.

- Mở van 4 xả nước trong nồi ra ngoài.

Bảng CÔ ĐẶC 38 Số liệu thu được bài cô đặc τ(phút) Nồng độ Brix

Lượng nước ngưng V(ml) t v (0 C ) t r (0 C ) t ng (0 C ) t dd (0 C ) t ht ( 0 C )

Khối lượng dung dịch đường nhập liệu :

G đ =m nước +m đường +1(kg)Khối lượng dung dịch đường thu được :

G c =1,96(kg) Lượng nước ngưng thực tế:

W ¿ =V ngưng ρ ngưng =6,298.10 −3 995,7=6,27(kg) Trong đó:

Tổng thể tích ngưng thu được trong suốt thí nghiệm là 6,298 m³, tương đương với 6298 ml Khối lượng riêng của nước ngưng ở 30°C là 5,7 kg/m³, được tra cứu từ Sổ tay quá trình thiết bị, bảng 1.5 trang 12.

Ta có: xđ = 0,07 (phần khối lượng)

Tính xc và W: Áp dụng định luật bảo toàn vật chất

Bảo toàn khối lượng: Gđ = Gc +W

W = Gđ - Gc = 11 – 1,96 = 9,04(kg) Bảo toàn chất khô: Gđ xđ = Gc xc xc = G G đ x đ c =11.0 1 ,96 ,07 = 0,392 (phần khối lượng) -Tính sai số giữa lý thuyết và thực nghiệm :

+ Nồng độ cuối của quá trình:

0,07 100F0 +Lượng nước ngưng thu được trong quá trình cô đặc là :

Biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa chỉ số Brix và thời gian cô đặc cho thấy chỉ số Brix tăng nhanh trong khoảng thời gian từ 0 đến 60 phút Sau đó, sự gia tăng của chỉ số Brix diễn ra không đồng đều trong khoảng thời gian từ 60 đến 140 phút.

Hình CÔ ĐẶC 16 Biểu đồ biểu diễn quan hệ giữa lượng nước ngưng tụ thu được và thời gian cô đặc KẾT LUẬN

Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa chỉ số Brix và thời gian cô đặc cho thấy chỉ số Brix tăng dần theo thời gian, nhưng sau một khoảng thời gian nhất định, sự gia tăng này sẽ dừng lại Bên cạnh đó, đồ thị cũng minh họa mối quan hệ giữa lượng nước ngưng thu được và thời gian cô đặc.

Lượng nước ngưng có lúc tăng lúc giảm theo thời gian do áp lực khí không đủ để lấy nước từ bình chứa nước ngưng ra ngoài để đo.

Kết quả thí nghiệm có sai số.

+ Các thao tác kỹ thuật trong quá trình thí nghiệm còn vụng về

+ Dụng cụ thiết bị thí nghiệm còn nhiều hạn chế.

+ Sai số làm tròn lớn

+ Cân đong dung dịch đường chưa chính xác

+ Thông số thiết bị không ổn định.

Tiêu đề	Báo Cáo Thực Hành Kỹ Thuật Thực Phẩm Bài 1 Sấy Đối Lưu
Trường học	Trường Đại Học Công Thương Tp. Hcm
Chuyên ngành	Công Nghệ Thực Phẩm
Thể loại	báo cáo
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	82
Dung lượng	1,76 MB