Quá trình lọc với áp lực bằng hằng số trong thực phẩm.

Lọc là một quá trình quan trọng trong sản xuất thực phẩm, nó được ứng dụng vào trong việc làm sạch sản phẩm, lọc vi sinh , loại bỏ tạp chất… Xác định các thông số ảnh hưởng đến quá trình lọc từ đó ứng dụng vào việc điều khiển quá trình lọc là điều hết sức cần thiết. Các cấu tử có kích thước lớn hơn kích thước vật liệu lọc sẽ được giữ trên bề mặt lọc, dung dịch trong đi qua vật liệu lọc. Quá trình lọc xảy ra khi có sự chênh lệch áp suất lượng dịch lọc thu được tỉ lệ nghịch với thời gian lọc.

Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm Nguyễn Trường An MSSV: CM1208N020 BÀI QUÁ TRÌNH LỌC VỚI ÁP LỰC BẰNG HẰNG SỐ I- Mục đích thí nghiệm: Lọc trình quan trọng sản xuất thực phẩm, ứng dụng vào việc làm sản phẩm, lọc vi sinh , loại bỏ tạp chất…Xác định thông số ảnh hưởng đến trình lọc từ ứng dụng vào việc điều khiển trình lọc điều cần thiết Do thí nghiệm ta xác định hai thông số quan trọng ảnh hưởng đến trình lọc là: - Trở lực vật liệu lọc ( Rm ) - Trở lực riêng bã lọc ( α ) II- Phương pháp tiến hành thí nghiệm: Chuẩn bị dụng cụ hóa chất (vật liệu): - Phiễu lọc (1 cái) - Ống đong ( cái) - đĩa lấy vật liệu - Bình định mức 50ml, cốc 100ml, đũa khuấy - Đường RE, men bia, bột mì bột trợ lọc - Cân điện tử - Thước kẻ, đồng hồ bấm giây - Bình chứa dung dịch thể tích lít Chuẩn bị dịch lọc: Dùng đĩa cân 5g đường RE, 3g bột trợ lọc, 3g bột mì, 3g men bia Hòa tan hỗn hợp chất rắn vào bình chứa 1500ml nước cất, khuấy cho hỗn hợp chất rắn hòa tan hoàn toàn Cân để xác định khối lượng riêng dịch lọc: Lấy bình định mức 50ml cân ta có m1 , sau rót dịch lọc vào bình định mức tới vạch định mức rối đem cân ta có m2 Tiến hành lọc: - Lắp phiễu lọc lên giá, dùng bút lông vạch đường để cố định chều cao Dùng thước kẻ đo lại chiếu cao từ đáy phiễu lọc đến vạch định mức ta có h - Dùng đũa khuấy dịch lọc bình cho sau rót vào cốc 100ml ý vừa khuấy vừa rót Sau ta lại rót dịch cần lọc cốc 100ml vào phiễu lọc lưu ý rót từ từ, vừa rót vừa khuấy bột trợ lọc áo lớp mỏng đáy phiễu lọc - Quan sát thấy dịch lọc sau qua lưới lọc suốt ta tiến hành đổi ống đong, bắt đầu đọc thời gian thể tích ống đong 4ml Sau 4ml ta lại tiếp tục đọc thời gian lấy đủ số liệu cần cho việc tính toán Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm Nguyễn Trường An MSSV: CM1208N020 Lưu ý trình đọc ta cần phải liên tục rót dung dịch cần lọc vào phiễu lọc để cố định h (hay cố định ∆ P) Kết thúc trình thí nghiệm: - Tháo phiễu lọc khỏi giá đem rửa Rửa dụng cụ bình chứa, cốc, ống đong… - Để dụng cụ thí nghiệm lại vị trí cũ, ghi nhận số liệu lại III- Kết thí nghiệm: Bảng số liệu thu được: * Trường hợp 1: Cho thời gian xác định thể tích (t -> V) - Với diện tích bề mặt lọc F = Thời gian(s) 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 Thể tích( m ) 15.10 −6 22.10 −6 28.10 −6 33.10 −6 38.10 −6 42.10 −6 46.10 −6 50.10 −6 54.10 −6 59.10 −6 62.10 −6 66.10 −6 0,05 ∗ π =1,9635.10-3 m2, h=18 cm 3,927.10 5,355.10 6,311.10 7,140.10 7,750.10 8,415.10 8,963.10 9,424.10 9,817.10 9,983.10 10,450.10 10,710.10 t F V Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm Nguyễn Trường An MSSV: CM1208N020 Ta có: m1 = 56.48 g ⇒ ∆m = 99,86 g = 0,09986kg ⇒ ρ = m2 = 156.34 g Đường kính phiễu lọc 5cm ⇒ F = π ∆m = 999kg / m −6 100 * 10 d2 = 1,9625.10 −3 m 0,014 Nồng độ chất rắn c (kg/ m ): c = 0,015 = 0.93kg / m (Với hỗn hợp ban đầu 1,5 lít) Độ nhớt µ = 200cP = 200.10 −3 Pa.s Áp suất thủy tĩnh trường hợp là: ∆P = P2 − P =( P1 + ρgh) − P1 = 999.9,81.0,18 = 1764.0342 Pa Trở lực riêng bã lọc : cαµ a F∆P 5,713.10 8.2.1,9625.10 −3.1764,0342 a= ⇒α = = = 2.127.1010 (m / kg ) −3 F∆P cµ 0,93.200.10 Trở lực vật liệu lọc: b= Rm µ b.∆P 14,708.10 3.1764,0342 ⇒ Rm = = = 1,3.10 (l / m) −3 ∆P µ 200.10 * Trường hợp 2: Cho thể tích xác định thời gian lọc (V-> t) - Với diện tích bề mặt lọc F = 0,05 ∗ π =1,9625.10-3 m2, h=16,5 cm Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm Thể tích( m ) -6 15.10 22.10-6 30.10-6 34.10-6 40.10-6 46.10-6 50.10-6 57.10-6 60.10-6 63.10-6 68.10-6 Nguyễn Trường An MSSV: CM1208N020 Thời gian (s) 42 76 121 147 188 231 262 315 340 363 409 t F V Ta có: m1 = 58,34 g ⇒ ∆m = 99,5 g = 0,0995kg ⇒ ρ = ∆m = 995kg / m −6 100 *10 5,495.10 6,779.10 7,915.10 8,484.10 9,223.10 9,855.10 10,283.10 10,845.10 11,120.10 11,307.10 11,803.10 m2 = 157,84 g d2 = 1,9625.10 −3 m Đường kính phiễu lọc 5cm ⇒ F = π 4 Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm Nguyễn Trường An MSSV: CM1208N020 0,014 Nồng độ chất rắn c (kg/ m ): c = 0,015 = 0,93kg / m (Với hỗn hợp ban đầu 1,5 lít) Độ nhớt µ = 200cP = 200.10 −3 Pa.s Áp suất thủy tĩnh trường hợp là: ∆P = P2 − P =( P1 + ρgh) − P1 = 995.9,81.0,165 = 1610,557 Pa Trở lực riêng bã lọc : a= cαµ a F∆P 49,442.10 7.2.1,9625.10 −3.1610,557 ⇒α = = = 1,68.1010 (m / kg ) F∆P cµ 0,93.200.10 −3 Trở lực vật liệu lọc: b= Rm µ b.∆P 41,046.10 3.1610,557 ⇒ Rm = = = 3,305.10 (l / m) ∆P µ 200.10 −3 Nhận xét: - Lọc trình di chuyển lưu chất qua vật liệu lọc Các cấu tử có kích thước lớn kích thước vật liệu lọc giữ bề mặt lọc, dung dịch qua vật liệu lọc Quá trình lọc xảy có chênh lệch áp suất lượng dịch lọc thu tỉ lệ nghịch với thời gian lọc Hay nói cách khác, tốc độ lọc tỉ lệ nghịch với thời gian lọc Do các bã lọc bám bề mặt vật liệu lọc ngày càng nhiều nên cản trở sự chảy của dung dịch, vì thế thời gian lọc càng lâu thì tốc độ chảy của dung dịch càng chậm - Trở lực bã lọc càng tăng và đạt giá trị cực đại bã lọc tích tụ bề mặt vật liệu lọc ngày càng nhiều Quá trình lọc kết thúc bã lọc đạt mức bão hòa làm cho dung dịch lọc phễu lọc ngừng chảy hoặc lượng dung dịch lọc thu được rất ít thời gian khảo sát - Trong quá trình thí nghiệm ta cũng có thể mắc phải một số sai sót như: Rót mạnh dung dịch lọc vào phễu lọc làm cho lớp bột trợ lọc văng vào thành ống lọc làm mất tác dụng của bột trợ lọc, ta xác định chiều cao và cân nguyên liệu chưa chính xác,… - Bột trợ lọc làm tăng hiệu quả và làm sạch quá trình lọc một cách tối đa nhờ có tính chất tạo xốp, ngăn không cho nấm men rớt xuống dung dịch sau lọc - Kết tính toán ta thu hai thông số quan trọng ảnh hưởng đến trình lọc: Trở lực vật liệu lọc (Rm) trở lực riêng bã lọc (α) Từ kết tính toán này, ta điều chỉnh thông số trình lọc để mang lại hiệu quả cao ... 188 231 262 3 15 340 363 409 t F V Ta có: m1 = 58 ,34 g ⇒ ∆m = 99 ,5 g = 0,0995kg ⇒ ρ = ∆m = 995kg / m −6 100 *10 5, 4 95. 10 6,779.10 7,9 15. 10 8,484.10 9,223.10 9, 855 .10 10,283.10 10,8 45. 10 11,120.10... 3,927.10 5, 355 .10 6,311.10 7,140.10 7, 750 .10 8,4 15. 10 8,963.10 9,424.10 9,817.10 9,983.10 10, 450 .10 10,710.10 t F V Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm Nguyễn Trường An MSSV: CM1208N020 Ta có: m1 = 56 .48... diện tích bề mặt lọc F = 0, 05 ∗ π =1,96 25. 10-3 m2, h=16 ,5 cm Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm Thể tích( m ) -6 15. 10 22.10-6 30.10-6 34.10-6 40.10-6 46.10-6 50 .10-6 57 .10-6 60.10-6 63.10-6 68.10-6