Thực hành kỹ thuật thực phẩm

MỤC LỤC BÀI 1. THÁP ĐỆM 3 I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM 3 II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3 III. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 6 IV. XỬ LÝ SỐ LIỆU 8 BÀI 2. CÔ ĐẶC 17 I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM 17 II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 17 III. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 21 IV. XỬ LÝ SỐ LIỆU 23 BÀI 3. TRUYỀN NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNG 28 I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM 28 II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 28 III. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 30 IV. XỬ LÝ SỐ LIỆU 33 BÀI 4. SẤY ĐỐI LƯU 61 I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM 61 II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 61 III. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 67 IV. XỬ LÝ SỐ LIỆU 69 BÀI 5. LỌC KHUNG BẢN 74 I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM 74 II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 74 III. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 76 IV. XỬ LÝ SỐ LIỆU 77 BÀI 6. CHƯNG CẤT 81 I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM 81 II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 81 III. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 84 IV. XỬ LÝ SỐ LIỆU 86   BÀI 1. THÁP ĐỆM MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM Mục đích của quá trình hấp thu Trong công nghiệp sản xuất hóa chất cơ bản: Để sản xuất ra các loại axit bằng cách hấp thu khí vào trong nước như: HCl, H2SO4… Để phân riêng hỗn hợp khí Avà B. Trong công nghiệp chế biến thực phẩm: Để bảo hòa CO2 cho bia,nước ngọt, rượu có gas nhằm tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm. Trong công nghệ lên men: Quá trình hấp thu nhằm để làm giàu hàm lượng O2 hòa tan trong pha lỏng của bể lên men hiếu khí. Trong kỹ thuật xử lý môi trường: Trong khí thải công nghiệp có nhiều cấu tử độc hại. Để xử lý khí thải đạt tiêu chuẩn để thải ra môi trường người ta tiến hành hấp thu các cấu tử độc hại bằng dung môi là nước sạch hay hóa chất để dễ xử lý hơn. Mục đích của thí nghiệm Khảo sát đặc tính động lực học lưu chất và khả năng hoạt động của cột chêm bằng cách xác định: Ảnh hưởng của vận tốc dòng khí và lỏng lên tổn thất áp suất (độ giảm áp) khi đi qua cột. Sự biến đổi của hệ số ma sát cột khô fcktheo chuẩn số Reynolds (Re) của dòng khí và suy ra các hệ thức thực nghiệm. Sự biến đổi của thừa số  liên hệ giữa độ giảm áp của dòng khí qua cột khô và qua cột ướt theo vận tốc dòng lỏng. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Độ giảm áp của dòng khí Độ giảm áp Pck 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. () Với n = 1,8 – 2,0 Khi có dòng lỏng chảy ngược chiều, các khoảng trống giữa những vật chêm bị thu hẹp lại. Dòng khí do đó di chuyển khó khăn hơn vì một phần thể tích tự do giữa các vật chêm bị lượng chất lỏng chiếm cứ. Khi tăng vận tốc dòng khí lên, ảnh hưởng cản trở 3của dòng lỏng tăng đều đặn cho đến một trị số tới hạn của vận tốc khí, lúc đó độ giảm áp của dòng khí tăng vọt lên. Điểm ứng với trị số tới hạn của vận tốc khí này được gọi là điểm gia trọng. Nếu tiếp tục tăng vận tốc khí quá trị số tới hạn này, ảnh hưởng cản trở hỗ tương giữa dòng lỏng và dòng khí rất lớn, Pc tăng mau chóng không theo phương trình () nữa. Dòng lỏng lúc này chảy xuống cũng khó khăn, cột ở điểm lụt. Đường biểu diễn log(PcZ) (độ giảm áp suất của dòng khí qua một dơn vị chiều cao của phần chêm trong cột) dự kiến như trình bày trên hình 1. Hình 1: Ảnh hưởng của G và L đối với độ giảm áp của cột Pc Hệ số ma sát fck theo Rec khi cột khô Trở lực tháp khô: Trong đó: h chiều cao lớp đệm, m wo vận tốc pha khí a bề mặt riêng, m2m3  độ xốp, m3m3 k – khối lượng riêng của không khí, kgm3 fck hệ số ma sat của dòng chảy qua lớp hạt, phụ thuộc vào Rek Khi Rek40: Độ giảm áp Pcư khi cột ướt Sự liên hệ giữa độ giảm áp cột khô Pck và cột ướt Pcư có thể biểu diễn như sau: Pcư = Pck Do đó có thể dự kiến: fcư = .fck Với : hệ số phụ thuộc vào mức độ xối tưới của dòng lỏng L, kgm2s. Leva đề nghị ảnh hưởng của L lên  như sau:  = 10L hay log  = L Giá trị  tùy thuộc vào loại, kích thước, cách thức sắp xếp vật chêm (xếp ngẫu nhiên hay theo thứ tự) và độ lớn của lưu lượng lỏng L. Thí dụ với vật chêm là vòng sứ Raschig 12,7 mm, chêm ngẫu nhiên, độ xốp  = 0,586; giá trị của L từ 0,39 đến 11,7 kgm2s và cột hoạt động trong vùng dưới điểm gia trọng.  = 0,084 Một số tài liệu còn biểu diễn sự phụ thuộc giữa tỉ số với hệ số xối tưới như sau: Khi A < 0,3 cho vật chêm bằng sứ có d < 30 mm, ta có: (10) (11) Điểm lụt của cột chêm Khi cột chêm bị ngập lụt, chất lỏng chiếm toàn bộ khoảng trống trong phần chêm, các dòng chảy bị xáo trộn mãnh liệt, hiện tượng này rất bất lợi cho sự hoạt động của cột chêm. Gọi giá trị của GL tương ứng với trạng thái này là GL. Hình 2: Giản đồ lụt của cột chêm Zhavoronkov kết luận rằng trạng thái ngập lụt xảy ra khi hai nhóm số sau có sự liên hệ nhất định với nhau cho mỗi cột. và (13) Với fck: hệ số ma sát cột khô. v: vận tốc dài của dòng khí ngay trước khi vào cột, ms. : độ nhớt tương đối của chất lỏng so với nước. , nếu chất lỏng là nước thì . Do đó sự liên hệ giữa π1, π2 trên giản đồ logπ1 – logπ2 sẽ xác định một giản đồ lụt của cột chêm, phần giới hạn hoạt động của cột chêm ở dưới đường này. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM Sơ đồ nguyên lý thiết bị I Máy thổi khí 1,2Van điều chỉnh lưu lượng dòng khí II Lưu lượng kế dòng khí 3Van xả nước đọng trong ống khí III Cột chêm 4,6Van điều chỉnh lưu lượng dòng lỏng IV Bồn chứa 5Van tạo cột lỏng ngăn khí V Bơm 7Van điều chỉnh mức nước trong cột chêm VI Lưu lượng kế dòng lỏng 8Van xả nhanh khi lụt cột chêm Dlớp đệm vòng sứ Raschig 9Van xả đáy bồn chứa Tiến hành thí nghiệm Chuẩn bị Làm quen với hệ thống thiết bị, tìm hiểu các van và tác dụng của nó. Làm quen với thiết bị đo nhiệt độ, các vị trí đo và cách điều chỉnh công tắc để đo. Làm quen với cách điều chỉnh lưu lượng. Xác định các đại lượng cần đo. Lập bảng để ghi kết quả đo. Trình tự thí nghiệm Khóa lại tất cả các van lỏng (từ 4 đến 8). Mở van 2 và khóa van 1, 3. Cho quạt chạy trong 5 phút để thổi hết ẩm trong cột. Tắt quạt. Mở van 4 và 7. Sau đó cho bơm chạy. Mở van 5 và từ từ khóa van 4 để chỉnh mức lỏng ở đáy cột ngang bằng với ống định mức g. Tắt bơm và khóa van 5. Đo độ giảm áp của cột khô: Khóa tất cả các van lỏng lại. Mở van 1 còn 2 vẫn đóng. Cho quạt chạy rồi từ từ mở van 2 để chỉnh lưu lượng khí vào cột. Ứng với mỗi giá trị lưu lượng khí đã chọn ta đọc Pck trên áp kế U theo mmH2O. Đo xong tắt quạt, nghỉ 5 phút. Đo độ giảm áp khi cột ướt: Mở quạt và điều chỉnh lưu lượng khí qua cột khoảng 15 – 20%. Mở van 4 và cho bơm chạy. Dùng van 6 tại lưu lượng kế để chỉnh lưu lượng lỏng. Nếu 6 đã mở tối đa mà phao vẫn không lên thì dùng van 4 để tăng lượng lỏng. Ứng với lưu lượng lỏng đã chọn cố định, ta chỉnh lưu lượng khí và đọc độ giảm áp Pcư giống như Pck trước đó. Chú ý là tăng lượng khí đến điểm lụt thì thôi. Chú ý Trong quá trình đo độ giảm áp của cột ướt, sinh viên cần canh giữ mức lỏng ở đáy cột luôn ổn định ở ¾ chiều cao đáy bằng cách chỉnh van 7. Nếu cần, tăng cường van 8 để nước trong cột thoát về bình chứa. Khi tắt máy phải tắt bơm lỏng trước, mở tối đa van 8 sau đó tắt quạt BK. XỬ LÝ SỐ LIỆU Tính toán số liệu Bảng số liệu thực nghiệm Bảng số liệu cột khô Hàng V(fit3p) ΔPCK(cmH2O) Lớn Nhỏ 1 2 38 37,2 2 2,5 38,1 37,4 3 3 38,4 37 4 3,5 38,6 36,8 5 4 39 36,2 6 4,5 39,6 35,7 Bảng số liệu cột ướt: L= 8 lítphút Hàng V(fit3p) ΔPCƯ(cmH2O) Lớn Nhỏ 1 2 39 36,8 2 2,5 40,4 35,2 3 3 40,7 34,8 4 3,5 42,3 32,6 5 4 46,4 28,6 6 4,5 50,2 24,5 Bảng số liệu cột ngập lụt: L=9 lítphút Hàng V(fit3p) ΔPNL(cmH2O) Lớn Nhỏ 1 3 42,4 33,1 2 3,5 44,7 29,6 3 4 47,2 28 Tính cột khô Tính G ρKK = 1,1(kgm3) , V1 = 2 (fit3p) = 9,43×104 (m3s) S=(π×d2×ε)4=(π×〖(0,1)〗2×0,585 )4=4,59×〖10〗(3) (m2) G_1=V_(1×ρ_KK )S=(9,43×〖10〗(4)×1,1)(4,59×〖10〗(3) )=0,226 (kgm2 s) G_2=V_(2×ρ_KK )S=(1,18×〖10〗(3)×1,1)(4,59×〖10〗(3) )=0,283 (kgm2 s) G_3=V_(3×ρ_KK )S=(1,415×〖10〗(3)×1,1)(4,59×〖10〗(3) )=0,339 (kgm2 s) G_4=V_(4×ρ_KK )S=(1,65×〖10〗(3)×1,1)(4,59×〖10〗(3) )=0,395 (kgm2 s) G_5=V_(5×ρ_KK )S=(1,89×〖10〗(3)×1,1)(4,59×〖10〗(3) )=0,453 (kgm2 s) G_6=V_(6×ρ_KK )S=(2,12×〖10〗(3)×1,1)(4,59×〖10〗(3) )=0,508 (kgm2 s) Tính chuẩn số Re μ=1,96×〖10〗(5)(kgms) 〖Re〗_1=(4×G_1)(a×μ)=(4×0,226)(24,656×1,96×〖10〗(5) )=1870,63 〖Re〗_1=(4×G_2)(a×μ)=(4×0,283)(24,656×1,96×〖10〗(5) )=2342,44 〖Re〗_1=(4×G_3)(a×μ)=(4×0,339)(24,656×1,96×〖10〗(5) )=2805,96 〖Re〗_1=(4×G_4)(a×μ)=(4×0,395)(24,656×1,96×〖10〗(5) )=3269,48 〖Re〗_1=(4×G_5)(a×μ)=(4×0,453)(24,656×1,96×〖10〗(5) )=3749,58 〖Re〗_1=(4×G_6)(a×μ)=(4×0,508)(24,656×1,96×〖10〗(5) )=4204,797 Tính fCK f_CK1=3,8( 〖Re〗_10,2 )=3,8〖1870,63〗0,2 =0,842 f_CK2=3,8( 〖Re〗_20,2 )=3,8〖2342,44〗0,2 =0,805 f_CK3=3,8( 〖Re〗_30,2 )=3,8〖2805,96〗0,2 =0,777 f_CK4=3,8( 〖Re〗_40,2 )=3,8〖3269,48〗0,2 =0,753 f_CK5=3,8( 〖Re〗_50,2 )=3,8〖3749,58〗0,2 =0,733 f_CK6=3,8( 〖Re〗_60,2 )=3,8〖4204,797〗0,2 =0,716 Tính cột ướt (300C) Tính G ρKK = 1,166(kgm3) G_1=V_(1×ρ_KK )S=(9,43×〖10〗(4)×1,166)(4,59×〖10〗(3) )=0,24 (kgm2 s) G_2=V_(2×ρ_KK )S=(1,18×〖10〗(3)×1,166)(4,59×〖10〗(3) )=0,299(kgm2 s) G_3=V_(3×ρ_KK )S=(1,415×〖10〗(3)×1,166)(4,59×〖10〗(3) )=0,36(kgm2 s) G_4=V_(4×ρ_KK )S=(1,65×〖10〗(3)×1,166)(4,59×〖10〗(3) ) =0,42(kgm2 s) G_5=V_(5×ρ_KK )S=(1,89×〖10〗(3)×1,166)(4,59×〖10〗(3) )=0,48 (kgm2 s) G_6=V_(6×ρ_KK )S=(2,12×〖10〗(3)×1,166)(4,59×〖10〗(3) )=0,54(kgm2 s) Tính chuẩn số Re μ=1,86×〖10〗(5)(kgms) Re_1=(4×G_1)(a×μ)=(4×0,24)(24,656×1,86×〖10〗(5) )=2093,32 Re_2=(4×G_2)(a×μ)=(4×0,299)(24,656×1,86×〖10〗(5) )=2607,93 Re_3=(4×G_3)(a×μ)=(4×0,36)(24,656×1,86×〖10〗(5) )=3139,98 Re_4=(4×G_4)(a×μ)=(4×0,42)(24,656×1,86×〖10〗(5) )=3654,6 Re_5=(4×G_5)(a×μ)=(4×0,48)(24,656×1,86×〖10〗(5) )=4186,6 Re_6=(4×G_6)(a×μ)=(4×0,54)(24,656×1,86×〖10〗(5) )=4701,3 Tính δ δ_1= 〖∆P〗_CƯ1〖∆P〗_CK1 = 215,8278,48=2,75 δ_2= 〖∆P〗_CƯ2〖∆P〗_CK2 = 510,1268,67=7,423 δ_3= 〖∆P〗_CƯ3〖∆P〗_CK3 = 578,79137,34=4,214 δ_4= 〖∆P〗_CƯ4〖∆P〗_CK4 = 951,57176,58=5,389 δ_5= 〖∆P〗_CƯ5〖∆P〗_CK2 = 1746,18274,68=6,357 δ_6= 〖∆P〗_CƯ6〖∆P〗_CK6 = 2521,17382,59=6,59 Tính fCƯ fCƯ1=δ_1×f_(CK1 )=2,75×0,842 =2,3155 fCƯ2=δ_2×f_(CK2 )=7,423×0,805 =5,976 fCƯ3=δ_3×f_CK3=4,214×0,777 =3,274 fCƯ4=δ_4×f_(CK4 )=5,389×0,753 =4,058 fCƯ5=δ_5×f_(CK5 )=6,357×0,733 =4,66 fCƯ6=δ_6×f_(CK6 )=6,59×0,716=4,718 Bảng xử lý số liệu cột khô i V (m3s) G ΔPCK (Nm2) ΔPCKZ Log (ΔPCKZ) Log G Re fCK Log fCK Log Re 1 9,43.103 0,226 78,48 109 2,037 0,65 1870,53 0,842 0,075 3,272 2 1,18.103 0,283 68,67 95,375 1,979 0,55 2342,44 0,805 0,094 3,370 3 1,415.103 0,339 137,34 190,75 2,280 0,47 2805,96 0,777 01096 3,448 4 1,65.103 0,395 176,58 245,25 2,3896 0,40 3269,48 0,753 0,123 3,515 5 1,89.103 0,453 274,68 381,5 2,581 0,34 3749,58 0,733 0,135 3,574 6 2,12.103 0,508 382,59 531,375 2,725 0,29 4204,797 0,716 0,145 3,624 Bảng xử lý số liệu cột ướt, L= 8 lítphút i V(m3s) G ΔPCƯ (Nm2) ΔPCƯZ Log (ΔPCƯZ) Log G Re fCƯ Log fCƯ Log Re 1 9,43.104 0,24 215,82 299,75 2,477 0,62 2093,3 2,3155 0,365 3,32 2 1,18.103 0,29 510,12 708,5 2,850 0,53 2607,9 5,976 0,776 3,42 3 1,415.103 0,36 578,79 803,875 2,905 0,44 3139,9 3,274 0,515 3,5 4 1,65. 103 0,42 951,57 1321,625 3,121 0,38 3654,6 4,058 0,608 3,56 5 1,89. 103 0,48 1746,18 2425,25 3,385 0,32 4186,6 4,66 0,668 3,62 6 2,12. 103 0,54 2521,17 3501,625 3,544 0,27 4701,3 4,718 0,674 3,67 Tính toán cột ngập lụt (300C) π_1=(f_CK×a×V_12×ρ_K)(ε3×2×g×ρ_L )× μ_tđ0,2 V_1= VS_1 Tính S1 ρKK = 1,166(kgm3) S_1= (π×d2)4= (π×(〖0,1)〗2)4=7,85×〖10〗(3) (m2) Tính V1 V_1= VS_1 = (1,415×〖10〗(3))(7,85×〖10〗(3) )=0,1803(ms) V_1= VS_1 = (1,65×〖10〗(3))(7,85×〖10〗(3) )=0,2102 (ms) V_1= VS_1 = (1,89×〖10〗(3))(7,85×〖10〗(3) )=0,2408 (ms) Tính π_1 π_1= (0,777×24,656×(〖0,1803)〗2×1,166)((〖0,585)〗3×2×9,81×1000)× 10,2=1,849×〖10〗(4) π_1= (0,753×24,656×(〖0,2102)〗2×1,166)((〖0,585)〗3×2×9,81×1000)× 10,2=2,435×〖10〗(4) π_1= (0,733×24,656×(〖0,2408)〗2×1,166)((〖0,585)〗3×2×9,81×1000) ×10,2=3,111×〖10〗(4) Tính π_2= LV×√(ρ_KKρ_Lỏng ) L = 9lítphút = 1,5× 104 (m3s) π_2= (1,5×〖10〗(4))(1,415×〖10〗(3) )×√(1,1661000)=3,62×〖10〗(3) π_2= (1,5×〖10〗(4))(1,65×〖10〗(3) )×√(1,1661000)=3,104×〖10〗(3) π_2= (1,5×〖10〗(4))(1,89×〖10〗(3) )×√(1,1661000)=2,71×〖10〗(3) Bảng xử lí số liệu cột ngập lụt I V (m3s) π_1 π_2 Logπ_1 Logπ_2 1 1,415×〖10〗(3) 1,849×〖10〗(4) 3,62×〖10〗(3) 3,733 2,441 2 1,65×〖10〗(3) 2,435×〖10〗(4) 3,104×〖10〗(3) 3,614 2,508 3 1,89×〖10〗(3) 3,111×〖10〗(4) 2,71×〖10〗(3) 3,507 2,567 Vẽ đồ thị Cột khô: log ΔPckZ log G Cột ướt: log(ΔPCƯZ) – logG Cột ngập lụt: logπ1 logπ2 (L= 9) Nhận xét Theo lý thuyết ta đã biết độ giảm áp tăng khi sự chuyển động của dòng khí trong các khoảng trống giữa các vật chêm tăng dần nhưng khi có sự xuất hiện của dòng lỏng chảy ngược chiều với vận tốc tăng đều đặn đến một trị số tới hạn của vận tốc khí khi đó độ giảm áp của dòng khí tăng vọt lên. Mà sự chuyển động của dòng lỏng gây nên hệ số ma sát với cột và trong công thức tính hệ số ma sát có sự xuất hiện của Re nên chế độ dòng chảy có ảnh hưởng đáng kể đến áp lực của dòng lỏng. Tại các giá trị khác nhau của Re sẽ ứng với hệ số ma sát tại cột khô và cột ướt khác nhau. Chế độ chảy của cột khô và cột ướt là chế độ chảy rối (từ Re2 trở đi, Re2 > 2300). Chế độ chảy của cột ngập lụt là chế độ chảy ngập lụt Hệ số ma sát của cột khô nhỏ hơn hệ số ma sát của cột ướt Cột khô: lưu lượng dòng khí vào cột khô tăng thì áp suất dòng khí qua cột cũng tăng Cột ướt: lưu lượng dòng khí tỷ lệ thuận với áp suất dòng khí qua cột

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM GIẢNG VIÊN : NGUYỄN HỮU QUYỀN SVTH: MSSV: Buổi học: Sáng thứ 4, tiết 1-5 TP Hồ Chí Minh 4/2016 MỤC LỤC THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU QUYỀN THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU QUYỀN BÀI THÁP ĐỆM I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM Mục đích trình hấp thu Trong công nghiệp sản xuất hóa chất bản: Để sản xuất loại axit cách hấp thu khí vào nước như: HCl, H2SO4… Để phân riêng hỗn hợp khí Avà B Trong công nghiệp chế biến thực phẩm: Để bảo hòa CO cho bia,nước ngọt, rượu có gas nhằm tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm Trong công nghệ lên men: Quá trình hấp thu nhằm để làm giàu hàm lượng O hòa tan pha lỏng bể lên men hiếu khí Trong kỹ thuật xử lý môi trường: Trong khí thải công nghiệp có nhiều cấu tử độc hại Để xử lý khí thải đạt tiêu chuẩn để thải môi trường người ta tiến hành hấp thu cấu tử độc hại dung môi nước hay hóa chất để dễ xử lý Mục đích thí nghiệm Khảo sát đặc tính động lực học lưu chất khả hoạt động cột chêm cách xác định: - Ảnh hưởng vận tốc dòng khí lỏng lên tổn thất áp suất (độ giảm áp) qua cột - Sự biến đổi hệ số ma sát cột khô f cktheo chuẩn số Reynolds (Re) dòng khí suy hệ thức thực nghiệm - Sự biến đổi thừa số σ liên hệ độ giảm áp dòng khí qua cột khô qua cột ướt theo vận tốc dòng lỏng II CƠ SỞ LÝ THUYẾT Độ giảm áp dòng khí Độ giảm áp ∆Pck dòng khí qua cột phụ thuộc vào vận tốc khối lượng G dòng khí qua cột khô (không có dòng chảy ngược chiều) Khi dòng khí chuyển động khoảng trống vật chêm tăng dần vận tốc độ giảm áp tăng theo Sự gia tăng theo lũy thừa từ 1,8 đến 2,0 vận tốc dòng khí (*) Với n = 1,8 – 2,0 THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU QUYỀN Khi có dòng lỏng chảy ngược chiều, khoảng trống vật chêm bị thu hẹp lại Dòng khí di chuyển khó khăn phần thể tích tự vật chêm bị lượng chất lỏng chiếm Khi tăng vận tốc dòng khí lên, ảnh hưởng cản trở 4của dòng lỏng tăng đặn trị số tới hạn vận tốc khí, lúc độ giảm áp dòng khí tăng vọt lên Điểm ứng với trị số tới hạn vận tốc khí gọi điểm gia trọng Nếu tiếp tục tăng vận tốc khí trị số tới hạn này, ảnh hưởng cản trở hỗ tương dòng lỏng dòng khí lớn, ∆Pc tăng mau chóng không theo phương trình (*) Dòng lỏng lúc chảy xuống khó khăn, cột điểm lụt Đường biểu diễn log(∆Pc/Z) (độ giảm áp suất dòng khí qua dơn vị chiều cao phần chêm cột) dự kiến trình bày hình log(∆PC/Z) L3 C L2 L1 B A L=0 logG Hình 1: Ảnh hưởng G L độ giảm áp cột ∆Pc Hệ số ma sát fck theo Rec cột khô Trở lực tháp khô: Trong đó: h - chiều cao lớp đệm, m wo- vận tốc pha khí THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU QUYỀN a - bề mặt riêng, m2/m3 ε - độ xốp, m3/m3 ρk – khối lượng riêng không khí, kg/m3 fck - hệ số ma sat dòng chảy qua lớp hạt, phụ thuộc vào Rek Khi Rek40: Độ giảm áp ∆ Pcư cột ướt Sự liên hệ độ giảm áp cột khô ∆Pck cột ướt ∆Pcư biểu diễn sau: ∆Pcư = σ∆Pck Do dự kiến: fcư = σ.fck Với σ: hệ số phụ thuộc vào mức độ xối tưới dòng lỏng L, kg/m2s Leva đề nghị ảnh hưởng L lên σ sau: σ = 10ΩL hay log σ = ΩL Giá trị σ tùy thuộc vào loại, kích thước, cách thức xếp vật chêm (xếp ngẫu nhiên hay theo thứ tự) độ lớn lưu lượng lỏng L Thí dụ với vật chêm vòng sứ Raschig 12,7 mm, chêm ngẫu nhiên, độ xốp ε = 0,586; giá trị L từ 0,39 đến 11,7 kg/m2s cột hoạt động vùng điểm gia trọng Ω = 0,084 Một số tài liệu biểu diễn phụ thuộc tỉ số Khi A < 0,3 cho vật chêm sứ có d < 30 mm, ta có: (10) với hệ số xối tưới sau: THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU QUYỀN (11) Điểm lụt cột chêm Khi cột chêm bị ngập lụt, chất lỏng chiếm toàn khoảng trống phần chêm, dòng chảy bị xáo trộn mãnh liệt, tượng bất lợi cho hoạt động cột chêm Gọi giá trị GL tương ứng với trạng thái GL* Hình 2: Giản đồ lụt cột chêm Zhavoronkov kết luận trạng thái ngập lụt xảy hai nhóm số sau có liên hệ định với cho cột (13) Với fck: hệ số ma sát cột khô v: vận tốc dài dòng khí trước vào cột, m/s : độ nhớt tương đối chất lỏng so với nước , chất lỏng nước Do liên hệ π 1, π2 giản đồ logπ1 – logπ2 xác định giản đồ lụt cột chêm, phần giới hạn hoạt động cột chêm đường III TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM Sơ đồ nguyên lý thiết bị THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU QUYỀN I- Máy thổi khí 1,2-Van điều chỉnh lưu lượng dòng khí II- Lưu lượng kế dòng khí 3-Van xả nước đọng ống khí III- Cột chêm 4,6-Van điều chỉnh lưu lượng dòng lỏng IV- Bồn chứa 5-Van tạo cột lỏng ngăn khí V- Bơm 7-Van điều chỉnh mức nước cột chêm VI- Lưu lượng kế dòng lỏng 8-Van xả nhanh lụt cột chêm D-lớp đệm vòng sứ Raschig 9-Van xả đáy bồn chứa Tiến hành thí nghiệm  Chuẩn bị - Làm quen với hệ thống thiết bị, tìm hiểu van tác dụng - Làm quen với thiết bị đo nhiệt độ, vị trí đo cách điều chỉnh công tắc để đo - Làm quen với cách điều chỉnh lưu lượng - Xác định đại lượng cần đo - Lập bảng để ghi kết đo  Trình tự thí nghiệm Khóa lại tất van lỏng (từ đến 8) Mở van khóa van 1, 3 Cho quạt chạy phút để thổi hết ẩm cột Tắt quạt THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU QUYỀN Mở van Sau cho bơm chạy Mở van từ từ khóa van để chỉnh mức lỏng đáy cột ngang với ống định mức g Tắt bơm khóa van Đo độ giảm áp cột khô: Khóa tất van lỏng lại Mở van đóng Cho quạt chạy từ từ mở van để chỉnh lưu lượng khí vào cột Ứng với giá trị lưu lượng khí chọn ta đọc ∆Pck áp kế U theo mmH2O Đo xong tắt quạt, nghỉ phút Đo độ giảm áp cột ướt: Mở quạt điều chỉnh lưu lượng khí qua cột khoảng 15 – 20% Mở van cho bơm chạy Dùng van lưu lượng kế để chỉnh lưu lượng lỏng Nếu mở tối đa mà phao không lên dùng van để tăng lượng lỏng Ứng với lưu lượng lỏng chọn cố định, ta chỉnh lưu lượng khí đọc độ giảm áp ∆Pcư giống ∆Pck trước Chú ý tăng lượng khí đến điểm lụt  Chú ý - Trong trình đo độ giảm áp cột ướt, sinh viên cần canh giữ mức lỏng đáy cột ổn định ¾ chiều cao đáy cách chỉnh van Nếu cần, tăng cường van để nước cột thoát bình chứa IV Khi tắt máy phải tắt bơm lỏng trước, mở tối đa van sau tắt quạt BK XỬ LÝ SỐ LIỆU Tính toán số liệu  Bảng số liệu thực nghiệm Bảng số liệu cột khô Hàng V(fit3/p) 2,5 3,5 4,5 ΔPCK(cmH2O) Lớn 38 38,1 38,4 38,6 39 39,6 Bảng số liệu cột ướt: L= lít/phút Nhỏ 37,2 37,4 37 36,8 36,2 35,7 THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM Hàng V(fit3/p) 2,5 3,5 4,5 GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU QUYỀN ΔPCƯ(cmH2O) Lớn Nhỏ 39 40,4 40,7 42,3 46,4 50,2 36,8 35,2 34,8 32,6 28,6 24,5 Bảng số liệu cột ngập lụt: L=9 lít/phút ΔPNL(cmH2O) Hàng V(fit /p) 3 3,5  Tính cột khô • Tính G ρKK = 1,1(kg/m3) , V1 = (fit3/p) = 9,4310-4 (m3/s) • Tính chuẩn số Re (kg/ms) • Tính fCK Lớn Nhỏ 42,4 44,7 47,2 33,1 29,6 28 THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM  Tính cột ướt (300C) • Tính G ρKK = 1,166(kg/m3) • Tính chuẩn số Re (kg/ms) • Tính Ÿ Tính fCƯ fCƯ1 10 GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU QUYỀN THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM • GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU QUYỀN Đồ thị N-W Nhận xét Việc hoàn lưu khí thải sấy thực nghiệm thực - Khí thảy cần mang nhiệt lượng chưa trao đổi hết ta cần tận dụng để tiết kiệm - lượng Sấy tuần hoàn giúp ta điều khiển độ ẩm không khí ứng dụng để sấy - vật liệu không chịu điều kiện độ ẩm Trong thực phẩm, giảm thất thoát lượng sản phẩm Giữa lý thuyết thực hiệm có khác : - Thiết bị sấy có trao đỏi nhiệt với môi trường Dồng hồ cân gây sai số Do bảng hiển thị nhiệt độ không hoạt động tốt BÀI LỌC KHUNG BẢN I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM Làm quen với thiết bị lọc khung 63 THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU QUYỀN Khảo sát thí nghiệm lọc huyền phù có chứa 3% khối lượng CaCO nước áp suất không đổi CƠ SỞ LÝ THUYẾT II Lọc chất lỏng Lọc trình phân riêng hổn hợp nhờ vật ngăn xốp, vật ngăn xốp có khả cho pha qua pha giữ lại nên gọi vách ngăn lọc Nguyên tắc lọc Tạo huyền phù áp suất P 1, pha lỏng xuyên qua mao dẫn, pha rắn bị giữ lại Chênh lệch hai vách ngăn gọi động lực trình lọc ∆P = P1 – P2 Có thể tạo động lực trình lọc cách sau: - Cột áp thủy tĩnh - Bằng máy bơm hay máy nén - Bằng bơm chân không Cân vật tchất trình lọc: Vh = V0 + V1 = Va + V Gh = G0 + G1 = Ga + G Vh, Gh : Thể tích khối lượng hỗn hợp huyền phù đem lọc V0, G0 : Thể tích khối lượng chất rắn khô V1, G1 : Thể tích khối lượng nước lọc nguyên chất Va, Ga : Thể tích khối lượng bã ẩm V, G : Thể tích khối luợng nước lọc chưa nguyên chất Độ ẩm bã : 64 THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU QUYỀN ( % kg ẩm / kg vật liệu ướt) Phương trình tốc độ lọc • Tốc độ lọc yếu tố ảnh hưởng Lượng nước lọc thu đơn vị diện tích bề mặt vách ngăn lọc đơn vị thời gian gọi tốc độ lọc Trong đó: V – Thể tích nước lọc thu được, m3 F – Diện tích bề mặt vách lọc, m2 τ - thời gian lọc, s Quá trình lọc huyền phù phụ thuộc vào yếu tố sau: Tính chất huyền phù: độ nhớt, kích thước hình dạng pha phân tán; động lực trình lọc; trở lực bã vách ngăn; diện tích bề mặt vách lọc • Theo DAKSI, tốc độ lọc biểu diễn dạng phương trình sau: (5.2) Trong đó: µ - độ nhớt pha liên tục, Ns/m2 Rb = 1/∆Pb – trở lực bã lọc (tổn thất áp suất qua lớp bã), 1/m Rv =1/∆Pv – trở lực vách lọc (tổn thất áp suất qua vách lọc), 1/m • Lọc với áp suất không đổi, ∆P = const Phương trình lọc có dạng q2 + 2.C.q = Kτ q = V/F – lượng nước lọc riêng ; 65 THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU QUYỀN - tỉ số thể tích bã ẩm thu lượng nước lọc r0 – trở lực riêng theo thể tích bã lọc (1/m2) • Lọc với tốc độ lọc không đổi, W=const Phương trình lọc có dạng q2 + Cq = TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM III 1 Sơ đồ nguyên lý thiết bị Khung khuấy huyền phù Bơm huyền phù Thiết bị lọc khung Tiến hành thí nghiệm • Chuẩn bị - Làm quen với hệ thống thiết bị, tìm hiểu van tác dụng - Làm quen với thiết bị đo áp suất, cách điều chỉnh lưu lượng, vị trí đo cách điều chỉnh công tắc • - Xác định đại lượng cần đo - Lập bảng để ghi kết đo Trình tự thí nghiệm - Cho nước vào bồn chứa - Mở van V3, V4, V5, V6 - Mở bơm, điều chỉnh áp suất V4 đồng hồ áp suất mức mong 66 THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU QUYỀN muốn - Hứng dung dịch lọc đầu C1 ghi nhận thể tích thời gian giây - Làm thí nghiệm với chế độ áp suất khác XỬ LÝ SỐ LIỆU IV Tính toán số liệu • Bảng số liệu thí nghiệm tính cho lọc cấp V (lít) T (thời gian s) 0.4 at 12 20 28 37 46 0.2 at 13 24 32 46 57 12 15 0.6 at 11 16 22 30 38 Tính diện tích lọc S1 S1 = 2na2 n: số bảng lọc a: chiều dài cạnh S = 2(0.222)2 = 0.493 m2 Tính q=V/S  / q q1 = = = 6.085 ==2.136 q2 = = = 12.170 ==1.807 q3 = = = 18.256 ==1.315 q4 = = = 24.341 ==2.311 q5 = = = 30.426 ==1.808 Tương tự áp suất 0.4 0.6 ta bảng sau : V Q  0 6.085 13 P1=0.2 at 12.170 18.256 11 67 12 24.341 14 15 30.426 11 THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM q q V Q  q q V Q  q q • 0 0 0 0 0 0 6.085 2.136 6.085 1.807 GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU QUYỀN 6.086 1.315 6.058 2.311 6.085 1.808 6.085 12 6.085 1.972 P2=0.4at 12.170 18.256 8 6.085 6.086 1.315 1.314 12 24.341 6.058 1.486 15 30.426 6.085 1.479 6.085 11 6.085 1.808 P3=0.6at 12.170 18.256 6.085 6.086 0.822 0.986 12 24.341 6.058 1.321 15 30.426 6.085 1.315 Bảng số liệu cho lọc cấp V (lít) 0.2 at 24 38 52 12 69 15 83 2 Diện tích lọc S2=2na =20.222) =0.394 (m2) T (thời gian s) 0.4 at 15 26 38 51 62 0.6 at 12 21 30 41 50 Làm tương tự lọc cấp, ta tính thông số sau: V Q  q q V Q  q 0 0 0 0 3.212 24 3.212 7.472 P1=0.2 at 6.424 9.636 14 14 3.212 3.212 4.359 4.359 12 12.848 17 3.212 5.293 15 16.060 14 3.212 4.359 3.212 15 3.212 P2=0.4 at 6.424 9.636 11 12 3.212 3.212 12 12.848 13 3.212 15 16.060 11 3.212 68 THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU QUYỀN q 4.670 3.425 3.736 4.047 3.425 V Q  q q 0 0 3.212 12 3.212 3.736 P3=0.6at 6.424 3.212 2.802 9.636 3.212 2.802 12 12.848 11 3.212 3.425 15 16.060 3.212 2.802 Vẽ đồ thị Nhận xét Ưu điểm máy lọc khung bản: Diện tích lọc lớn Thiết kế linh hoạt, theo module (diện tích lọc vật liệu lọc dễ dàng thay đổi) Dễ dàng chuyển đổi từ 69 THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU QUYỀN phòng thí nghiệm sang quy mô sản xuất Vận hành đơn giản, dễ dàng cho người sử dụng Kết lọc đáng tin cậy sử dụng vải lọc giấy lọc tiêu chuẩn Chi chí bảo hành thấp Sau lọc giữ nguyên tính chất sản phẩm Khi áp suất tăng lượng nước lọc đơn vị diện tích lưu lượng nước lọc tăng theo BÀI CHƯNG CẤT I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM Trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động ưu nhược điểm thiết bị chưng cất cồn hoạt động liên tục Vận hành hệ thống chưng cất Tính toán ảnh hưởng lưu lượng hàm lưu vị trí mâm nhập liệu lên độ tinh khiết sản phẩm, tính hiệu suất trình chưng cất II CƠ SỞ LÝ THUYẾT Định nghĩa chưng cất Chưng cất trình dùng để tách cấu tử hỗn hợp lỏng hỗn hợp khí-lỏng thành cấu tử riêng biệt dựa vào độ bay khác cấu tử hỗn hợp (ở củng điều kiện) Các phương pháp chưng cất - Chưng cất đơn giản: dủng để tách hỗn hợp gồm cấu tử có độ bay khác - Chưng cất nước trực tiếp: dùng để tách hỗn hợp gồm chất khó bay tạp chất không bay - Chưng cất: dùng để tách hoàn toàn hỗn hợp cấu tử dễ bay có tính chất hòa tan phần hòa tan hoàn toàn vào Định luật Henry Đối với dung dịch lý tưởng áp suất riêng phần p khí chất lỏng tỷ lệ với phần mol x dung dịch y=H.p Trong đó: H: Hằng số Henry (khi nhiệt độ tăng H tăng) Định luật Raoult 70 THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU QUYỀN Áp suất riêng phần cấu tử dung dịch áp suất bão hòa cấu tử (ở nhiệt độ) nhân với nồng độ phần mol cấu tử dung dịch p=pbh.x Trong đó: p: áp suất riêng phần cấu tử hỗn hợp pbh: áp suất bão hòa cấu tử nhiệt độ x: nồng độ phần mol cấu tử dung dịch Mô hình mâm lý thuyết Mô hình mâm lý thuyết mô hình toán đơn giản dựa sở sau: - Cân hai pha lỏng - cho hỗn hợp hai cấu tử Điều kiện động lực học lưu chất lý tưởng mâm lý cho hai pha lỏng - là: + Pha lỏng phải hòa trộn hoàn toàn mâm + Pha không lôi giọt lỏng từ mâm lên mâm đồng thời có nồng độ đồng vị trí tiết diện + Trên mâm đạt cân hai pha Phân loại trình chưng cất Chưng cất đơn giản Dùng để tách hỗn hợp lọc gồm cấu tử có nhiệt độ sôi khác nhau, thông thường người ta sử dụng chưng cất đơn giản để tách hỗn hợp rắn lơ lửng pha lỏng Chưng cất lôi nước Dùng để tách hỗn hợp khó bay hơi, cấu tử có nhiệt độ sôi cao so với điều kiện cấu tử không tan nước Người ta tiến hành chưng cất cách cho nước bão hòa lội qua hỗn hợp lỏng cần chưng cất cấu tử không tan nước bị nước lôi lên khỏi mặt thoáng hỗn hợp theo đường ống dẫn sau tiến hành ngưng tụ nước bão hòa ta thu hỗn hợp lỏng gồm nước cấu tử cần tách, hai cấu tử không tan vào nên tách lớp ta dễ dàng thu cấu tử cần phân tích Chưng cất tinh khiết hỗn hợp cấu tử Để tăng giá thành độ tinh khiết dung môi người ta sử dụng trình chưng cất tinh khiết với nguyên liệu sản phẩm chưng cất đơn giản Sơ đồ chưng cất liên tục hỗn hợp cấu tử 71 Sản phẩm đỉnh THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU QUYỀN Phương trình cân vật chất F= D+W F.xF = D.xD + W.xW Trong đó: F: Suất lượng nhập liệu D: Suất lượng sản phẩm đỉnh W: Suất lượng sản phẩm đáy xF: Nồng độ nhập liệu (của cấu tử dễ bay hơi) xD: Nồng độ sản phẩm đỉnh (của cấu tử dễ bay hơi) xW: Nồng độ sản phẩm đáy(của cấu tử dễ bay hơi) 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 dùng là: Hiệu suất tổng quát, liên quan đến toàn tháp; Hiệu suất mâm Murphree, liên quan đến mâm; Hiệu suất cục bộ, liên quan đến vị trí cụ thể mâm Hiệu suất tổng quát Eo: hiệu suất đơn giản sử dụng kén xác nhất, định nghĩa tỉ số số mâm lý tưởng số mâm thực cho toàn tháp E0= Hiệu suất mâm Murphree: tỉ số biến đổi nồng độ pha qua mâm với biến đổi nồng độ cực đại đạt pha rời mâm cân với pha lỏng rời mâm thứ n EM= Trong đó: yn: nồng độ thực pha rời mâm thứ n yn+1: nồng độ thực pha vào mâm thứ n y*n: nồng độ pha cân với pha lỏng rời ống chảy chuyền mâm thứ n Nói chung, pha lỏng rời mâm có nồng độ không với nồng độ trung bình phả lỏng mâm nên dẫn đến khái niệm hiệu cục Hiệu suất cục định nghĩa sau: EM= 72 THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU QUYỀN Trong đó: y’n: nồng độ pha rời khỏi vị trí cụ thể mâm n y’n+1: nồng độ pha mâm n vị trí y’en: nồng độ pha cânbằng với pha lỏng vị trí • Mối quan hệ hiệu suất mâm Murphree hiệu suất mâm tổng quát Hiệu suất tổng quát tháp không với hiệu suất trung bình mâm Mối quan hệ hai hiệu suất tùy thuộc độ dốc tương đối đường cân đường làm việc Khi mG/L>1 hiệu suất tổng quát có giá trị lớn mG/L = 817,606 (kg/m3) 75 THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU QUYỀN GD1 = = 817,606.0,005 = 4,088 (kg/h) = G’D1 + G’W1 = G’D1 + G’W1 3,699 = 0,102 + G’W1 3,699.0,051 = 0,102.0,595 + G’W1 G’W1 = 3,567 (kmol/h) = 0,035 (phần mol) Tính toán tương tự cho dòng lại Bảng số liệu tính toán • i F D Kg/m3 Kg/m3 m3/h m3/h Kg/h Kg/h 963,794 963,794 963,794 963,794 963,794 817,606 834,611 854,355 887,965 929,083 0,081 0,07 0,061 0,051 0,034 0,005 0,004 0,003 0,003 0,002 78,067 67,466 58,791 49,153 32,769 4,088 3,338 2,563 2,664 1,858 I phần mol 0,051 0,051 0,051 0,051 0,051 = 974,193 (kg/m3) phần mol 0,595 0,477 0,370 0,235 0,121 kmol/h 3,699 3,159 2,753 2,302 1,535 = 0,386 kmol/h = 0,033 phần mol SSG’W = = 73,6% 76 kmol/h 0,102 0,089 0,074 0,057 0,074 phần khối phần khối lượng 0,258 0,258 0,258 0,258 0,258 lượng 0,906 0,856 0,793 0,668 0,473 kmol/h 3,567 3,070 2,679 2,245 1,461 phần mol 0,035 0,039 0,042 0,046 0,047 THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU QUYỀN SSx’W = = 29,787% Vẽ đồ thị Nhận xét Có sai số lớn x’W, G’W thực tế lý thuyết Nguyên nhân dẫn đến sai số: thao tác lấy mẫu chưa đúng, đọc ghi số liệu chưa xác 77 [...]... điểm: - Dễ vận hành, thao tác dễ dàng 14 THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM - GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU QUYỀN Giữ được chất lượng, tính chất sản phẩm, hay các cấu tử dễ bay hơi do dung dịch sôi ở nhiệt độ thấp hơn - Nhập liệu và tháo sản phẩm đơn giản, không cần ổn định lưu lượng - Có thể cô đặc đến các nồng độ khác nhau - Không cần phải gia nhiệt ban đầu cho dung dịch - Cấu tạo đơn giản giá thành thấp  Nhược... 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 W = Gđ 15 THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU QUYỀN Hình 1 Mô hình cân bằng vật chất - Nồng độ sản phẩm cuối 3 Cân bằng nhiệt lượng trong hệ thống cô đặc một nồi - Theo định luật bảo toàn nhiệt Trong đó: Q1: Nhiệt... độ quá trình cô đặc Q7: Nhiệt tổn thất ra môi trường 16 THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU QUYỀN → Gđ.cđ.tđ + D.i = Gc.cc.tc + W.i’ + D.cn.tn + Qcđ + Qmt Với: tđ : Nhiệt độ nguyên liệu, [độ] tc ; Nhiệt độ sản phẩm, [độ] tn : Nhiệt độ nước ngưng, [độ] cđ : Nhiệt dung riêng nguyên liệu, [J/kg.độ] cc : Nhiệt dung riêng sản phẩm, [J/kg.độ] cn : Nhiệt dung riêng nước ngưng, [J/kg.độ] i:... độ hữu ích , [độ] Rút ra bề mặt truyền nhiệt [m2] III TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 17 THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU QUYỀN 1 Sơ đồ nguyên lý thiết bị 5 6 2 1 3 4 Trong đó: 1 Nồi cô đặc 2 vỏ có cánh khuấy 2 Thiết bị ngưng tụ ống xoắn 3 Bình chứa nước ngưng 4 Bơm chân không 5 Áp kế đo áp suất chân không 6 Hệ thống điện 2 Tiến hành thí nghiệm • Chuẩn bị - Làm quen với hệ thống thiết bị,... 995,68 5 lít (kg/m3) 750g ( kg) Mà  ( kg) 21 THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU QUYỀN  ( kg) (với (kg)) Ÿ Tính Ta có: (kg) Áp dụng định luật bảo toàn vật chất - Bảo toàn khối lượng Bảo toàn chất khô Nhờ đó: Nồng độ sản phẩm cuối Lượng hơi thứ 1,326 (kg) • Tính toán sai số của bài thí nghiệm Tính toán sai số giữa lý thuyết và thực tế của nồng độ dung dịch đường sau khi cô đặc, thể... giới hạn được Trong quá trình cô đặc vì lấy mẫu để thử độ Bx nhiều lần dẫn tới mất mẫu 22 THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU QUYỀN Tính toán sai số giữa lý thuyết và thực tế của khối lượng nước ngưng thu được sau khi cô đặc Ÿ Tính là lượng hơi thứ = 1,326 (kg) Ÿ Tính () là lượng nước ngưng thực tế = 1,337 (kg) 0,83% So sánh với 10%: nếu 10% thì sai số không đáng kể nếu 10% thì sai số... đầu hơi nhiều 2 Vẽ đồ thị 3 Nhận xét Quá trình làm thí nghiệm còn có nhiều sai sót, chưa nắm kĩ các thao tác thực hành và dẫn đến sai số cho quá trình tính toán Cách khắc phục: - Điều chỉnh pH , nhiệt độ sao cho phù hợp - Kiểm tra trang thiết bị trước khi thực hành, nếu có trục trặc thì tiến hành sửa chữa Phân công từng người làm công việc hợp lý Đo thời gian lấy mẫu, lấy nước ngưng cần chính xác Chú... di+1 : Đường kính trong và ngoài của lớp thứ i, m : Hệ số dẫn nhiệt của lớp tương ứng thứ i, W/m.K Ở bài thí nghiệm này, ta tiến hành thí nghiệm với ống truyền nhiệt, do vậy ta xem như là truyền nhiệt ở tường hình trụ 1 lớp nên công thức trên trở thành Q = K L 25 L THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU QUYỀN L: Chiều dài ống, m KL: Hệ số truyền nhiệt dài, W/m.K : Chênh lệch nhiệt độ trung... theo chuẩn số Nu = Trong đó : Nu = A.RemPrn Các hệ số A, n, m, - là các hệ số thực nghiệm, tùy thuộc vào các yếu tố sau : Chế độ chảy của các dòng lưu chất Sự tương quan giũa dòng chảy và bề mặt truyền nhiệt Đặc điểm bề mặt truyền nhiệt (độ nhám, hình dạng,…) 26 THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU QUYỀN TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM III 1 Sơ đồ nguyên lý thiết bị trở A Điện đun nước a Công tắc... ống lồng ống, các dụng cụ đo, chứng minh lý thuyết đã học 23 THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU QUYỀN Xác định hệ số cấp nhiệt, hệ số truyền nhiệt trong quá trình truyền nhiệt giữa hai dòng lưu chất lạnh và nóng được ngăn cách bởi vách ngăn kim loại, ở các chế độ chảy khác nhau So sánh hệ số truyền nhiệt lý thuyết và thực nghiệm, đưa ra các nguyên nhân sai số trong lúc làm thí nghiệm