Bài giảng kỹ thuật thực phẩm 2 chương 4 ths trần văn hùng

9/18/2014 MÔN HỌC KỸ THUẬT THỰC PHẨM II Giảng viên: ThS Trần Văn Hùng Email: Hungtp1k50@gmail.com CHƯƠNG TRUYỀN KHỐI-HẤP THU Tiết 1: Truyền Khối Nội dung tiết học Phân loại trình truyền khối Nguyên tắc thiết kế thiết bị truyền khối 9/18/2014 1.PHÂN LOẠI CÁC QUÁ TRÌNH TRUYỀN KHỐI  Quá trình di chuyển vật chất từ pha sang pha khác hai pha tiếp xúc trực tiếp với gọi trình truyền khối trình khuếch tán  Tùy theo đặc trưng di chuyển vật chất tính chất hai pha phân trình chuyển khối sau QT Chưng luyện QT Trích ly 9/18/2014 QT Cô đặc QT Cô đặc 9/18/2014 Mô hình sấy Sấy phun TVH Sấy băng tải Phòng sấy Sấy tầng sôi of 32 Bài Giảng Hóa Công QT Sấy 9/18/2014 1.1 HỖN HỢP KHÍ-LỎNG - Chưng cất: trình tách hỗn hợp lỏng thành cấu tử riêng biệt, vật chất di chuyển từ pha lỏng vào pha ngược lại Chưng cất lôi nước Bình cấp nước Lớp tinh dầu Bình chứa nguyên liệu chưng cất Lớp nước 9/18/2014 - Hấp thu trình hút khí chất lỏng vật chất di chuyển từ pha khí vào pha lỏng Thiết bị loại bề mặt -Nhả khí (nhả hấp thụ) Là trình ngược lại hấp thụ, vật chất từ pha lỏng vào pha khí 9/18/2014 1.2 HỖN HỢP KHÍ RẮN Hấp phụ Sấy khô 1.3 HỖN HỢP LỎNG-LỎNG Trích chất lỏng: trình tách chất hòa tan chất lỏng hay chất rắn chất lỏng khác Hình1:Sự phân bố nồng độ pha trình chuyển khối Hình2:Sơ đồ hệ thống thiết bị trích ly chất rắn có cánh khuấy 9/18/2014 1.4 HỖN HỢP LỎNG-RẮN Kết tinh Trích ly rắn trình tách chất rắn dung dịch, vật chất di chuyển từ pha lỏng vào pha rắn 1.5 MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA QUÁ TRÌNH PHÂN TÁCH - Hấp thu - Hấp phụ trao đổi ion - Chưng cất - Sấy - Cô đặc - Kết tinh - Trích ly 9/18/2014 1.6 LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÁCH o Cơ sở:  Đặc điểm cấu tử cần tách  Đặc điểm phương pháp phân tách  Yêu cầu chất lượng sản phẩm  Các tiêu kinh tế kĩ thuật khác NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ THIẾT BỊ TRUYỀN KHỐI  Số đoạn lý thuyết(chiều cao tương đương)  Thời gian tiếp xúc pha  Năng suất  Nhu cầu lương 9/18/2014 2.1 THÀNH PHẦN PHA Các loại nồng độ thành phần a Thành phần phần mol (Nồng độ phần mol) b Thành phần phần khối lượng (nồng độ phần khối lượng) c Thành phần tỷ số mol d Thành phần tỷ số khối lượng 10 9/18/2014  Đệm vòng Vòng yên ngựa Berl Vòng yên ngựa Vòng yên ngựa Italox - ceramic Italox - plastic 28 9/18/2014 29 9/18/2014 Vât liệu polime  Vât liệu kim loại Ngoài đệm vòng, có loại đệm khác: • Đệm hạt • Đệm xoắn • Đệm lưới Khi cần độ phân tách cao: chọn loại đệm có kích thước bé → diện tích bề mặt riêng đệm lớn → diện tích tiếp xúc pha lớn 30 9/18/2014 31 9/18/2014  Ưu điểm: • Cấu tạo đơn giản • Trở lực tháp không lớn • Hiệu suất cao, diện tích tiếp xúc pha lớn • Giới hạn làm việc tương đối rộng  Nhược điểm: • Khó làm ướt nhiều đệm • Phân phối chất lỏng không đều, chiều cao tháp cao  Khắc phục: chia tháp thành nhiều tầng, có phận phân phối tầng 32 9/18/2014 33 9/18/2014 34 9/18/2014 Tháp đĩa: • Tháp hình trụ, bên gắn mâm có cấu tạo khác • Khí/hơi phân tán qua lớp lỏng, tiếp xúc pha mâm • Trên mâm có gờ chảy tràn để trì mực chất lỏng mâm 35 9/18/2014 Tháp đĩa: • Tháp đĩa có ống chảy chuyền • Tháp đĩa ống chảy chuyền Tháp đĩa (tháp mâm) Tháp đĩa hoạt động tháp đĩa 36 9/18/2014 Tháp đĩa (tháp mâm) 37 9/18/2014  Cấu tạo đĩa chóp có ống chảy chuyền Cấu tạo đĩa dài có ống chảy chuyền 38 9/18/2014 Đĩa lưới ống chảy chuyền Thiết bị hấp thu loại bề mặt kiểu vỏ kiểu ống 39 9/18/2014 Thiết bị hấp thụ loại màng kiểu vỏ kiểu Sơ đồ hệ thống hấp thụ Sơ đồ hệ thống hấp thụ 40 9/18/2014 CÂU HỎI ÔN TẬP Câu 1: Thế tổn thất sau thu hoạch? Phân loại lấy ví dụ minh họa? Câu 2: Tại nói tổn thất sau thu hoạch mùa nhà? Câu 3: Nêu biện pháp nhằm hạn chế tổn thất sau thu hoạch? BÀI TẬP 41 9/18/2014 TÀI LIỆU THAM KHẢO Võ Văn Bang, Vũ Bá Minh.Truyền khối, Trường đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh, 2001 Nguyễn Bin Tính toán trình, thiết bị công nghệ hóa chất thực phẩm Tập 2, NXB khoa học kỹ thuật, 1999 Đỗ Trọng Đài, Nguyễn Trọng Khuông, Trần Quang Thảo, Võ Thị Ngọc Tươi, Trần Xoa Cơ sở trình thiết bị công nghệ hóa học Tập 2, NXB đại học trung học chuyên nghiệp, Hà Nội 1974 Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa học Tập 2,NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1992 42 [...]... (a: m2/m3) • Thể tích tự do lớn (Vtd: m3/m3) • Khối lượng riêng bé • Bền hóa học 25 9/18 /20 14 Tháp đệm Tháp đệm và các loại đệm 26 9/18 /20 14  Đệm vòng Vòng Rasching Vòng Pall kim loại Vòng Pall nhựa 27 9/18 /20 14  Đệm vòng Vòng n ngựa Berl Vòng n ngựa Vòng n ngựa Italox - ceramic Italox - plastic 28 9/18 /20 14 29 9/18 /20 14 Vât liệu polime  Vât liệu kim loại Ngồi đệm vòng, còn có những loại đệm khác:... thụ (t1p3) 23 9/18 /20 14 2. 3.3 THIẾT BỊ HẤP THỤ 2. 3.3.1 Sơ đồ hệ thống hấp thu 24 9/18 /20 14  Thiết bị loại bề mặt  Thiết bị loại màng  Cột chêm (tháp đệm)  Tháp mâm (tháp đĩa)  Thiết bị phun Thiết bị có bề mặt tiếp xúc pha lớn  Tháp đệm: tháp hình trụ, nhiều đoạn nối với nhau (mặt bích/hàn) Trong tháp được đổ đầy đệm  u cầu chung cho đệm: • Diện tích bề mặt riêng lớn (a: m2/m3) •... phần pha 2 Quan hệ giữa các nồng độ thành phần pha 13 9/18 /20 14 2 Quan hệ giữa các nồng độ thành phần pha 2. 2 HỆ SỐ TRUYỀN KHỐI - Hệ số truyền khối K là lượng vật chất truyền qua 1 đơn vị diện tích bề mặt tiếp xúc pha trong một đơn vị thời gian khi sai biệt nồng độ là 1 đơn vị - Tốc độ truyền khối = HSTK * (Sai biệt nồng độ) 14 9/18 /20 14 2. 2.1 Cấu tử A truyền qua B đứng n NA  D AB (C A1  C A2 ) z Hệ... pha lớn 30 9/18 /20 14 31 9/18 /20 14  Ưu điểm: • Cấu tạo đơn giản • Trở lực trong tháp khơng lớn lắm • Hiệu suất cao, vì diện tích tiếp xúc pha lớn • Giới hạn làm việc tương đối rộng  Nhược điểm: • Khó làm ướt nhiều đệm • Phân phối chất lỏng khơng đều, khi chiều cao tháp q cao  Khắc phục: chia tháp thành nhiều tầng, và có bộ phận phân phối ở mỗi tầng 32 9/18 /20 14 33 9/18 /20 14 34 9/18 /20 14 Tháp đĩa: •... bằng hoặc số liệu cân bằng ứng với Yđ Ltr  b.Ltr min (b  1  1 ,4) 20 9/18 /20 14 2 Phương trình đường làm việc Viết phương trình cân bằng vật liệu đối với khoảng thể tích thiết bị kể từ một tiết diện bất kì nào đó với phần trên của thiết bị Gtr (Y  Yc )  Ltr ( X  X đ ) Y  Ltr L X  Yc  tr X đ Gtr Gtr 3 Số mâm lý thuyết 21 9/18 /20 14 4 Sự liên hệ giữa lượng dung mơi và kích thước TB Trong điều kiện... T 3 2 P (3 V A  3 V B ) 1 1  MA MB [m2/h] Trong đó: - MA, MB - Khối lượng phân tử của khí A và B, kg/kmol -T - Nhiệt độ tuyệt đối của khí, 0K - P - Áp suất chung của khí, at - VA, VB - Thể tích mol của khí A và B, cm3/mol 2. 2 .2 Cấu tử A và B truyền đẳng mol nghịch chiều NA  D AB  Trong đó:  D AB C (C A1  C A 2 ) z C BM 7 ,4. 10 8  M B T  '.V 0,6 A 0 ,2  3  - μ: Độ nhớt của dung mơi ở 20 0C,... cố định thì giá trị nồng độ cuối của dung mơi Xc quyết định động lực trung bình của q trình 4 Sự liên hệ giữa lượng dung mơi và kích thước TB Nồng độ cuối của dung mơi Xc là điểm cuối của đường làm việc chỉ được dịch chuyển từ A đến A4 22 9/18 /20 14 4 Sự liên hệ giữa lượng dung mơi và kích thước TB Đường OA và OA4 là hai đường giới hạn Nếu chọn lượng dung mơi ít nhất thì thiết bị sẽ vơ cùng cao nhưng... Độ nhớt của dung mơi ở 20 0C, cP - ρ : Khối lượng riêng của dung mơi ở 20 0C, kg/m3 15 9/18 /20 14 2. 3 HẤP THỤ 2. 3.1.Khái niệm a Đònh nghóa Hấp thụ là quá trình hút khí bằng chất lỏng, khí được hút gọi là chất bò hấp thụ, chất lỏng dùng để hút gọi là dung môi, hay còn gọi là chất hấp thụ, khí không bò hấp thụ gọi là khí trơ 16 9/18 /20 14 b Ý nghóa Quá trình hấp thụ đóng một vai trò quan trọng trong sản xuất... trong pha x 11 9/18 /20 14 1 Các loại nồng độ thành phần Nồng độ phần mol của cấu tử trong pha x, pha y x Li L y Gi G Nồng độ phần khối lượng của cấu tử trong pha x, pha y x Li L y Gi G 1 Các loại nồng độ thành phần pha Nồng độ tỷ số mol của cấu tử trong pha x, pha y X Li L  Li Y Gi G  Gi Nồng độ tỷ số khối lượng của cấu tử trong pha x, pha y X Li L  Li Y Gi G  Gi 12 9/18 /20 14 2 Quan hệ giữa các... tử riêng  Tạo thành sản phẩm cuối cùng c Tính chất của dung môi 1 Có tính chất hòa tan chọn lọc nghóa là chỉ hòa tan tốt cấu tử cần tách ra và không hòa tan các cấu tử còn lại hoặc chỉ hòa tan không đáng kể Đây là tính chất chủ yếu của dung môi 2 Độ nhớt dung môi bé Độ nhớt càng bé chất lỏng chuyển động càng dễ trở lực sẽ nhỏ hơn và hệ số chuyển khối sẽ lớn hơn 17 9/18 /20 14 c Tính chất của dung môi ... hưởng nhiệt độ áp suất lên q trình hấp thụ (t1p3) 23 9/18 /20 14 2. 3.3 THIẾT BỊ HẤP THỤ 2. 3.3.1 Sơ đồ hệ thống hấp thu 24 9/18 /20 14  Thiết bị loại bề mặt  Thiết bị loại màng  Cột... Chưng luyện QT Trích ly 9/18 /20 14 QT Cơ đặc QT Cơ đặc 9/18 /20 14 Mơ hình sấy Sấy phun TVH Sấy băng tải Phòng sấy Sấy tầng sơi of 32 Bài Giảng Hóa Cơng QT Sấy 9/18 /20 14 1.1 HỖN HỢP KHÍ-LỎNG - Chưng... (a: m2/m3) • Thể tích tự lớn (Vtd: m3/m3) • Khối lượng riêng bé • Bền hóa học 25 9/18 /20 14 Tháp đệm Tháp đệm loại đệm 26 9/18 /20 14  Đệm vòng Vòng Rasching Vòng Pall kim loại Vòng Pall nhựa 27