Bên cạnh đó, đây là quá trình đun nóng lưu lượng sữa cho nên để giảm lượng nhiệt thất thoát ra môi trường trong quá trình truyền nhiệt nhóm đã chọn cách bố trí dòng nóng là dầu truyền nh
Trang 1Kỹ thuật thực phẩm 2 Trang 1
Mục lục
Trang
Lời mở đầu 3
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 4
I Lí thuyết về đun nóng 4
1 Khái niệm 4
2 Các phương pháp đun nóng 4
3 Thiết bị 4
II Giới thiệu về nguyên liệu 6
1 Sữa đậu nành 6
2 Dầu truyền nhiệt 7
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 10
I Các thông số ban đầu 9
1 Thông số ban đầu 8
2 Thông số chọn 8
3 Công thức sử dụng 9
II Tính toán 11
CHƯƠNG 3: SƠ ĐỒ THIẾT BỊ 17
Tài liệu tham khảo 17
Trang 2Kỹ thuật thực phẩm 2 Trang 2
BẢNG NHIỆM VỤ CÁC THÀNH VIÊN LÀM TIỂU LUẬN
-☼ - NHÓM: 2.02 sáng thứ 6; tiết 3, 4, 5
3 Lê Phương Thảo 2005100050 Đánh máy, tính toán
4 Nguyễn Lê Kiều
Diễm
2005100051 Kiểm tra hình thức, tính
toán
5 Đỗ Thị Bích Hòa 2005100053 Kết luận, Tính toán
6 Trần Thị Thu Nga 2005100055 Vẽ sơ đồ
Trang 3Kỹ thuật thực phẩm 2 Trang 3
Lời mở đầu
Trong kỹ thuật sản xuất công nghiệp thực phẩm và một số ngành khác, các kỹ sư thường phải làm việc với hệ thống đun nóng, làm lạnh, cô đặc Để nâng cao nhiệt độ của dung dịch theo yêu cầu của sản xuất kỹ thuật nói chung cũng như các yêu cầu khác nói riêng trong hệ thống như giảm nhiệt độ dung dịch, cô đặc dung dịch… người ta cần dùng những phương pháp tính toán cũng như lựa chọn các thiết bị để có thể đạt hiệt quả cao trong sản suât, chế biến
Trong quá trình học tập và tìm hiểu môn Kỹ thuật thực phẩm 2 nhóm chúng tôi nhận được một bài tập: “Đun nóng sữa đậu nành từ 270C lên 1210C với lưu lượng sữa 1000lit/h Quá trình truyền nhiệt bằng dầu truyền nhiệt, thiết bị truyền nhiệt là gián tiếp Dùng điện trở đun nóng dầu 2500 sau đó bơm dầu và sữa vào thiết bị truyền nhiệt”
Để phù hợp với bài tập này, nhóm chúng tôi lựa chọn thiết bị truyền nhiệt là thiết bị ống lồng ống kết hợp với nguyên vật liệu chế tạo thiết bị ống bằng inox, được thiết kế với dạng ống thẳng Bên cạnh đó, đây là quá trình đun nóng lưu lượng sữa cho nên để giảm lượng nhiệt thất thoát ra môi trường trong quá trình truyền nhiệt nhóm đã chọn cách bố trí dòng nóng là dầu truyền nhiệt đi phía trong ống, dòng lạnh là sữa đậu nành đi phía vỏ
Trong quá trình tìm hiểu tính toán và trình bày, do tính chuyên môn chưa cao nên khó tránh khỏi sai sót mong thầy góp ý nhiều hơn để nhóm chúng tôi hoàn thiện bài tiểu luận
Xin chân thành cám ơn!
Trang 4Kỹ thuật thực phẩm 2 Trang 4
Chương 1: Giới thiệu
Đề tài: Cần đun nóng dung dịch sữa đậu nành từ nhiệt độ 27độc C lên 121 độ
C, lượng sữa là 1000lit/h, quá trình truyền nhiệt bằng dầu truyền nhiệt Thiết
bị truyền nhiệt là gián tiếp, dùng điện trở đun nóng dầu lên 250 độ, sau đó
bơm dầu và sữa vào thiết bị truyền nhiệt Hãy tính toán thiết bị này để đáp
ứng được các thông số trên
Yêu cầu: Tính toán, vẽ và bố trí dòng chảy, thiết bị theo dạng sơ đồ, hình vẽ, các thông số cần tra tự tìm hiểu
- Thực hiện bằng phương pháp trực tiếp hay gián tiếp:
+ Đun nóng trực tiếp: là khi chất tải nhiệt tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm + Đun nóng gián tiếp: là khi chất tải nhiệt truyền nhiệt cho sản phẩm thông qua vách ngăn
3 Thiết bị :
- Có nhiều loại thiết bị đun nóng gián tiếp dạng ống lồng ống khác nhau: như thiết bị đun nóng ống lồng ống trơn, thiết bị ống lồng ống dạng hình vuông, thiết bị ống lồng ống dạng hình elip, thiết bị ống lồng ống dạng ống xoắn tròn
Trang 5Kỹ thuật thực phẩm 2 Trang 5
- Nhưng ở đây chúng ta sẽ đề cập đến thiết bị đun nóng thuộc dạng ống
lồng ống trơn
Thiết bị ống lồng ống
Trang 6Kỹ thuật thực phẩm 2 Trang 6
- Cấu tạo: hệ thống ồn lồng ống gồm 2 lớp: lớp ngoài là đường đi của dòng lạnh (dung môi cần đun nóng), lớp trong là đường đi của dòng nóng (chất tải nhiệt) Ngoài ra còn có đồng hồ đo nhiệt độ, áp suất, van an toàn, van
tự động…
- Nguyên lý hoạt động: nguyên liệu và chất tải nhiệt được đưa vào 2 bể chứa riêng biệt, sau đó được bơm, bơm vào hệ thống ống lồng (chất tải nhiệt đi phía ồng, nguyên liệu đi phía vỏ) Quá trình nguyên liệu chuyển động trong hệ thống sẽ có sự thay đổi nhiệt giữa phía ồng và phía vỏ thông qua bề mặt lớp vỏ ống Nguyên liệu sẽ thu nhiệt cho tới khi đạt độ nóng cần thiết sẽ được lầy ra ở cuối đường ống
II Giới thiệu về chất tải nhiệt và nguyên liệu:
1 Sữa đậu nành:
Đặc điểm sữa đậu nành
- Sữa đậu nành Fami là loại thức uống giàu dinh dưỡng, là nguồn cung cấp
protein hoàn hảo nhất với đầy đủ các axít amin cần thiết, nhiều Omega 3 &
Omega 6, không chứa cholesterol và rất ít chất béo no giúp:
- Cung cấp đầy đủ các chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể
- Giúp ngừa bệnh tim mạch, chứng béo phì, loãng xương, các hư hại thận tiềm năng, các triệu chứng mãn kinh, tiểu đường và một số loại ung thư liên quan đến
Trang 7Kỹ thuật thực phẩm 2 Trang 7
hooc môn
- Giúp làm giảm cholesterol trong máu, giải nhiệt
- Sữa đậu nành Fami với hương vị đậm đà đậu nành tự nhiên, được Bộ Nông
nghiệp Hoa Kỳ chọn cung cấp cho chương trình dinh dưỡng học đường tại Việt Nam liên tục từ năm 2001 đến nay, là sản phẩm dẫn đầu thị trường sữa hộp giấy
của cả nước
2 Dầu truyền nhiệt: Shell S2
- Là dầu truyền nhiệt chất lượng cao, được pha chế từ dầu khoáng tinh chế chọn lọc, có khả năng chống cracking, chống oxi hóa cũng như quánh dầu kéo dày tuổi thọ của dầu, với điều kiện bảo đảm truyền nhiệt hiệu quả và tuần hoàn bơm tốt, nhờ đó nhiệt độ màng dầu trên bề mặt thiết bị truyền nhiệt không vượt quá giới hạn Đem lại tính năng ưu việc trong
các hệ thống truyền nhiệt khép kín gián tiếp
- Hiệu suất hệ thống: độ nhớt thấp giúp dầu có độ loãng tuyệt hảo và truyền nhiệt trong phạm vi nhiệt độ rộng Dầu truyền nhiệt Shell S2 còn
có áp suât hơi ở mức thấp (có khả năng chống cracking dầu)
Trang 8Kỹ thuật thực phẩm 2 Trang 8
- Chống ăn mòn: dầu Shell S2 là dầu không rỉ và có độ hòa tan cao – điều này giảm sự hình thành cặn bằng cách giữ các sản phẩm oxi hóa trong
dung dịch và giữ sạch mặt trong của các thiết bị trao đổi nhiệt
- Tuổi thọ của dầu truyền nhiệt Shell S2 phụ thuộc vào thiết kế và cách sử dụng hệ thống được kế tốt và không chụi lượng công việc bất thường, điều quan trọng là cần theo dõi điều kiện0 C dầu thường xuyên vì mức
thay đổi về các đặc tính vật lý (độ nhớt, độ acide, điểm chớp cháy, hàm
lượng các chất không hòa tan…) sẽ có ý nghĩa hơn giá trị thực tế
Trang 9Kỹ thuật thực phẩm 2 Trang 9
- Các tính chất lý học
Bảng các tính chất lý học của dầu truyền nhiệt shell S2
Chương 2: Tính toán thiết kế
I Các thông số ban đầu:
1 Thông số ban đầu:
Trang 11Kỹ thuật thực phẩm 2 Trang 11
II Tính toán:
- Dựa vào những kiến thức đã được học, đối với bài toán này nhóm chúng
em cho dầu truyền nhiệt đi phía ống và sữa đậu nành đi phía vỏ Vì dầu truyền nhiệt là dòng nóng mà ở bài toán này là thực hiện quá trình đun nóng cho nên để dầu truyền nhiệt đi phía ống sẽ giảm tốt thất nhiệt (nếu
để dầu truyền nhiệt đi phía vỏ nhiệt sẽ truyền một phần ra môi trường bên ngoài) dẫn tới quá trình truyền nhiệt sẽ đạt được hiệu quả cao hơn, ngoài
ra còn tiết kiệm được năng lượng kéo theo giảm chi phí cho quá trình đun nóng
- Quy định kí hiệu: +1: là dòng nóng (dầu truyền nhiệt)
3T2
CP
(kJ/kg.0C)
Protein CP = 2, 0082 + 1, 2089×10-3 T – 1, 3129×10-6 T2Fat CP = 1, 9842 + 1, 4733 × 10-3 T – 4, 80008 × 10-6
T2 Carbonhydrat CP = 1, 5488 + 1, 9625×10-3T – 5, 9399×10-6 T2 Mineral CP= 1, 0926 + 1, 8896 × 10-3T– 4, 6509 × 10-6 T2Water CP= 4,1762 – 9,0864 × 10-5T + 5,4731 × 10-6 T2)
Bảng nhiệt dung riêng và khối lượng riêng của các thành phần trong sữa
Trang 14Kỹ thuật thực phẩm 2 Trang 14
Hình thể hiện bề dày của ống
☼ Trong đó:
●tf1 : nhiệt độ lưu chất của dòng nóng
●tf2 : nhiệt độ lưu chất của dòng lạnh
●tv1 : nhiệt độ vách tiếp xúc với dòng nóng
●tv2 : nhiệt độ vách tiếp xúc với dòng lạnh
Trang 16► Ống inox chọn thiết kế thiết bị: Chọn ống trong (dầu truyền nhiệt
đi) là ống dạng hình 1 để tạo điều kiện cho quá trình truyền nhiệt ra
ngoài phía vỏ ( sữa đậu nành đi) tốt hơn
- ống inox chọn thiết kế thiết bị
- Hình 1 ống trong dẫn dầu truyền nhiệt
- Hình 2 ống ngoài dẫn sữa đậu nành
Trang 17Kỹ thuật thực phẩm 2 Trang 17
Chương 3: Sơ đồ thiết bị
☼ Chú thích
1 Bể chứa dấu truyền nhiệt được đun nóng bằng điện trở
2 Lưu lượng kế lỏng chỉnh lưu lượng sữa đậu nành và dầu truyền nhiệt
3 Bơm, bơm dầu truyền nhiệt vào thiết bị
4 Bể chứa sữa đậu nành nguyên liệu chưa đun nóng
5 Bể chứa sữa đậu nành sau khi được đun nóng
6 Bơm, bơm dung dịch sữa đậu nành chưa đun nóng vào thiết bị
V1 Van chỉnh lưu lượng dầu truyền nhiệt vào thiết bị
V2 Van chỉnh lưu lượng sữa đậu nành vào thiết bị
V3 Van chỉnh lưu lượng sữa đậu nành sau khi đã đun nóng
Trang 182
Trang 19Kỹ thuật thực phẩm 2 Trang 19
Kết luận
☼
Thiết bị đun nóng gián tiếp dạng ống lồng ống hiện nay đang được sử dụng khá phổ
biến đặc biệt là trong quy trình tiệt trùng các sản phẩm sữa Bởi những ưu điểm vượt trội như:
- Có thể điều khiển nhiệt độ của sản phẩm sữa khi gia nhiệt
- Thực hiện quá trình truyền nhiệt tốt
- Tiết kiệm được rất nhiều năng lượng.
Bên cạnh đó, cũng có một nhược điểm nhỏ là tính chất hóa lý của sản phẩm sữa có thể
bị thay đổi, nếu chọn thiết bị mà không chú ý đến nhiệt độ có thể làm cháy sữa.
Nắm vững được các thông số của thiết bị sẽ dễ dàng hơn cho việc vận hành thiết bị, hiệu suất làm việc của thiết bị sẽ được tăng lên, có thể khắc phục nhược điểm của thiết
bị trao đổi nhiệt dạng ống lồng ống, tăng chất lượng của sản phẩm sữa Bên cạnh đó việc tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động cũng giúp bảo dưỡng và duy trì tuổi thọ của thiết bị được lâu hơn.
Sự chênh lệch nhiệt độ giữa vách nóng và vách lạnh nhóm chọn chênh nhau 3 độ vì bề
dày của dòng nóng và dòng lạnh không chênh nhau nhiều đồng thời để đảm bảo sữa đậu nành không bị cháy.
Trong quá trình thiết kế, lựa chọn đường kính và chiều dài ống ảnh hưởng đến số ống
của thiết bị Số ống mà nhóm tính toán được là 10 ống Số ống lớn làm thiết bị thiết kế
khá cồng kềnh nhưng hiệu suất làm việc sẽ được nâng cao.
Nhóm xin gửi lời cám ơn chân thành đến thầy Đào Thanh Khê đã giúp nhóm hoàn
thành tốt bài tiểu luận này.
Trang 20Kỹ thuật thực phẩm 2 Trang 20
Tài liệu tham khảo
1 Bài giảng kỹ thuật thực phẩm 2, Th.S Đào Thanh Khê
2 http://books.google.com.vn/books?id=jebJgWHADi4C&pg=PA786&lpg=PA78 6&dq=%22Table+A.2.9+Coefficients+to+Estimate+Food+Properties%22&sou rce=bl&ots=ZpALSt4_x4&sig=6vbjquCjnC_LCJ1w2wFNPBLY4 -
E&hl=vi&sa=X&ei=UUrJUOKZM-TRmAW7nYCwDQ&ved=0CCwQ6AEwAA#v=onepage&q=%22Table%20A 2.9%20Coefficients%20to%20Estimate%20Food%20Properties%22&f=false
3
http://sanphamdichvuhangdau.vn/PCT/San-pham-sua-dau-nanh-Fami-cua-Vinasoy/1312/1756.html
Trang 21Kỹ thuật thực phẩm 2 Trang 21
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN
-☼ -
-
-
-
-
-
-
-
-
-
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Trang 22Kỹ thuật thực phẩm 2 Trang 22