Báo cáo đồ án Công nghệ thực phẩm: Thiết kế thiết bị cô đặc nước mía một nồi liên tục, năng suất nhập liệu 8000kg/h

Báo cáo đồ án công nghệ thực phẩm: Thiết kế thiết bị cô đặc nước mía một nồi liên tục, năng suất nhập liệu 8000kg/h trình bày Tổng quan về cô đặc mía đường; Hệ thống cô đặc nước mía nồi liên tục; Tính toán và thiết kế thiết bị chính,... Mời các bạn cùng tham khảo.

TR ƯỜ NG Đ I H C CÔNG NGHI P TH C PH M TP.HCM Ạ Ọ Ệ Ự Ẩ

 MSSV: 2005140345  MAI THANH PHÚC 

L P:     05DHTP1 Ớ

M C L C Ụ Ụ

L I C M  N Ờ Ả Ơ

Em xin g i l i c m  n chân thành đ n các th y cô Trử ờ ả ơ ế ầ ường Đ i h c Công nghi p Th cạ ọ ệ ự  

ph m TP. H  Chí Minh, các th y cô khoa Công ngh  Hóa h c c a trẩ ồ ầ ệ ọ ủ ường đã t o đi uạ ề  

ki n cho em đệ ược th c hi n đ  án.ự ệ ồ

Trong th i gian h c t p t i trờ ọ ậ ạ ường em đã ti p thu r t nhi u ki n th c và bài báo cáoế ấ ề ế ứ  này là k t qu  c a quá trình h c t p và rèn luy n dế ả ủ ọ ậ ệ ướ ự ại s  d y b o c a quý th y cô.ả ủ ầ  

Đ c bi t, em xin g i l i c m  n chân thành đ n Th y Nguy n H u Quy n, ngặ ệ ử ờ ả ơ ế ầ ễ ữ ề ười đã 

t n tình hậ ướng d n và góp ý k  lẫ ỹ ưỡng trong th i gian qua giúp em hoàn thành bài báoờ  cáo m t cách t t nh t. ộ ố ấ Đ ng th i do kinh nghi m th c t  còn h n ch  cũng nh  ki nồ ờ ệ ự ế ạ ế ư ế  

th c còn h n h p nên bài báo cáo không th  tránh kh i thi u sót, em r t mong nh nứ ạ ẹ ể ỏ ế ấ ậ  

được ý ki n đóng góp c a quý th y cô đ  em h c thêm đế ủ ầ ể ọ ược nhi u kinh nghi m và sề ệ ẽ hoàn thành t t h n nh ng đ  án sau này  ố ơ ữ ồ ạ

Cu i cùng, em xin kính chúc quý th y cô d i dào s c kh e và thành công trong số ầ ồ ứ ỏ ự nghi p c a mình. Kính chúc Th y Nguy n H u Quy n luôn có s c kh e t t, đ t đệ ủ ầ ễ ữ ề ứ ỏ ố ạ ượ  cnhi u thành công trong công vi c và cu c s ng.ề ệ ộ ố  

Em xin chân thành c m  n!ả ơ

NH N XÉT C A GIÁO VIÊN H Ậ Ủ ƯỚ NG D N Ẫ

Sinh viên th c hi n:ự ệ  Nguy n Th  Nh  Ng c ễ ị ư ọ  

MSSV:2005140345  L p:05DHTP1 ớ

Sinh viên th c hi n:ự ệ  Mai Thanh Phúc  MSSV: 2005140414 L p: 05DHTP1ớ

Nh n xét:ậ

Đi m b ng s :ể ằ ố Đi m b ng ch :ể ằ ữ

TP. H  Chí Minh ồ , ngày         tháng      năm 2017

Giáo viên  hướng d nẫ (ký và ghi h  tên)ọ

NH N XÉT C A GIÁO VIÊN PH N BI N Ậ Ủ Ả Ệ

Sinh viên th c hi n:ự ệ  Nguy n Th  Nh  Ng c ễ ị ư ọ   MSSV: 

Sinh viên th c hi n:ự ệ  Mai Thanh Phúc  MSSV: 2005140414 L p: 05DHTP1ớ

Nh n xét:ậ

Đi m b ng s :ể ằ ố Đi m b ng ch :ể ằ ữ

TP. H  Chí Minh ồ , ngày         tháng      năm 2017

Giáo viên ph n bi nả ệ (ký và ghi h  tên)ọ

L I M  Đ U Ờ Ở Ầ

Trong k  ho ch đào t o đ i v i sinh viên năm th  t , môn h c Đ  án Quá trìnhế ạ ạ ố ớ ứ ư ọ ồ  

và Thi t b  là c  h i t t cho vi c h  th ng ki n th c v  các quá trình và thi t b  c aế ị ơ ộ ố ệ ệ ố ế ứ ề ế ị ủ  công ngh  hoá h c. Bên c nh đó, môn này còn là d p đ  sinh viên ti p c n th c tệ ọ ạ ị ể ế ậ ự ế thông qua vi c tính toán, thi t k  và l a ch n các chi ti t c a m t thi t b  v i các sệ ế ế ự ọ ế ủ ộ ế ị ớ ố 

li u c  th , thông d ng.ệ ụ ể ụ

Đ  án chúng em nh n đề ậ ược là “Thi t k  thi t b  cô đ c nế ế ế ị ặ ước mía m t n i liênộ ồ  

t c, năng su t nh p li u 8000 kg/h”. V i:ụ ấ ậ ệ ớ

+ Năng su t nh p li u 8000kg/hấ ậ ệ

+ N ng đ  nh p li u: 18 % kh i lồ ộ ậ ệ ố ượng

+ N ng đ  s n ph m: 40% kh i lồ ộ ả ẩ ố ượng

+ Áp su t chân không t i thi t b  ng ng t : Pấ ạ ế ị ư ụ ck = 0,74 at

+ Ngu n nhi t là h i bão hòa. Áp su t h i bão hòa P = 1.5 atiồ ệ ơ ấ ơ

­ S  d ng thi t b  cô đ c  ng chùm, d ng tu n hoàn trung tâm. ử ụ ế ị ặ ố ạ ầ

­ Nhi t đ  đ u c a nguyên li u: 30ệ ộ ầ ủ ệ 0C (t  ch n).ự ọ

  Vì Đ  án Quá trình và Thi t b  là đ  tài l n đ u tiên mà m t nhóm hai sinh viênồ ế ị ề ớ ầ ộ  

đ m nh n nên thi u sót và h n ch  trong quá trình th c hi n là không tránh kh i. Doả ậ ế ạ ế ự ệ ỏ  

đó, chúng em r t mong nh n đấ ậ ược thêm góp ý, ch  d n t  Th y Cô và b n bè đ  c ngỉ ẫ ừ ầ ạ ể ủ  

c  và m  r ng ki n th c chuyên môn. ố ở ộ ế ứ

Chúng em chân thành c m  n.ả ơ

CH ƯƠ NG 1: T NG QUAN V  CÔ Đ C MÍA Đ Ổ Ề Ặ ƯỜ NG

ph m đẩ ường làm nguyên li u cho các ngành công nghi p nh  bánh, k o, s a  Đ ngệ ệ ư ẹ ữ ồ  

th i t o ra ph  li u quý v i giá r  cho các ngành s n xu t nh  rờ ạ ế ệ ớ ẻ ả ấ ư ượu, s n xu t g  ép ả ấ ỗ  Trong tương lai, kh  năng này còn có th  phát tri n h n n a n u có s  quan tâm đ uả ể ể ơ ữ ế ự ầ  

t  t t cho cây mía cùng v i nâng cao kh  năng ch  bi n và tiêu th  s n ph m. ư ố ớ ả ế ế ụ ả ẩ

Do nhu c u th  trầ ị ường nước ta hi n nay mà các nhà máy đệ ường v i quy mô l nớ ớ  

nh  m c lên   nhi u đ a phỏ ọ ở ề ị ươ  nh  Bình Dng ư ương, Quãng Ngãi, Tây Ninh, …. Tuy nhiên nó ch  là các ho t đ ng s n xu t m t cách đ n l , năng su t th p, các ngànhỉ ạ ộ ả ấ ộ ơ ẻ ấ ấ  công nghi p có liên quan không g n k t v i nhau đã gây khó khăn cho vi c phát tri nệ ắ ế ớ ệ ể  công nghi p đệ ường mía. Ngoài ra, v n đ  cung c p mía nguyên li u, s  c nh tranhấ ề ấ ệ ự ạ  

c a các nhà máy đủ ường, c ng v i công ngh  l c h u, thi t b  cũ k  đã  nh hộ ớ ệ ạ ậ ế ị ỹ ả ưở  ng

m nh đ n quá trình s n xu t. ạ ế ả ấ Bên c nh đó, cây mía l i cóạ ạ  đ c tính là đ  đặ ộ ường sẽ 

gi m nhi u và nhanh chóng n u thu ho ch tr  và không ch  bi n k p th i ả ề ế ạ ễ ế ế ị ờ

Vì t t c  nh ng lý do trên, vi c c i ti n s n xu t, nâng cao và đ i m i dâyấ ả ữ ệ ả ế ả ấ ổ ớ  chuy n thi t b  công ngh , tăng hi u qu  các quá trình là h t s c c n thi t và c pề ế ị ệ ệ ả ế ứ ầ ế ấ  

bách, đòi h i ph i chu n b  t  ngay bây gi  Trong đó, c i ti n thi t b  cô đ c là m tỏ ả ẩ ị ừ ờ ả ế ế ị ặ ộ  

y u t  quan tr ng không kém trong h  th ng s n xu t vì đây là m t thành ph n khôngế ố ọ ệ ố ả ấ ộ ầ  

Tùy theo đ  độ ường mà hàm lượng đường là nhi u hay ít. Tuy nhiên, trề ước khi 

cô đ c, n ng đ  đặ ồ ộ ường th p, kho ng 6­10% kh i lấ ả ố ượng

2.2.Đ c đi m s n ph mặ ể ả ẩ

S n ph m   d ng dung d ch, g m: ả ẩ ở ạ ị ồ

Dung môi: nước. 

Các ch t hoà tan: có n ng đ  cao.ấ ồ ộ2.3.Bi n đ i c a nguyên li u và s n ph mế ổ ủ ệ ả ẩ

Trong quá trình cô đ c, tính ch t c  b n c a nguyên li u và s n ph m bi nặ ấ ơ ả ủ ệ ả ẩ ế  

Các đ i lạ ượng tăng: kh i lố ượng riêng dung d ch, đ  nh t, t n th tị ộ ớ ổ ấ  nhi t do n ng đ , nhi t đ  sôi. ệ ồ ộ ệ ộ

b)Bi n đ i tính ch t hoá h c: ế ổ ấ ọ

Thay đ i pH môi trổ ường: thường là gi m pH do các ph n  ng phân h y amitả ả ứ ủ  (Vd: asparagin) c a các c u t  t o thành các acid.ủ ấ ử ạ

 Đóng c n d : do trong dung d ch ch a m t s  mu i Ca2+ ít hoà tan   n ng đặ ơ ị ứ ộ ố ố ở ồ ộ cao, phân h y mu i h u c  t o k t t a. ủ ố ữ ơ ạ ế ủ

Phân h y ch t cô đ c.ủ ấ ặ

 Tăng màu do caramen hoá đường, phân h y đủ ường kh , tác d ng tử ụ ương hỗ 

gi a các s n ph m phân h y và các amino acid. ữ ả ẩ ủ

Phân h y m t s  vitamin. ủ ộ ố

c)Bi n đ i sinh h c: ế ổ ọ

Tiêu di t vi sinh v t (  nhi t đ  cao). ệ ậ ở ệ ộ

H n ch  kh  năng ho t đ ng c a các vi sinh v t   n ng đ  cao. ạ ế ả ạ ộ ủ ậ ở ồ ộ

2.4.Yêu c u nguyên li u và s n ph mầ ệ ả ẩ

Đ m b o các c u t  quý trong s n ph m có mùi, v  đ c tr ng đả ả ấ ử ả ẩ ị ặ ư ược giữ nguyên. 

Đ t n ng đ  và đ  tinh khi t yêu c u.ạ ồ ộ ộ ế ầThành ph n hoá h c ch  y u không thay đ iầ ọ ủ ế ổ.

3 Cô đ c và quá trình cô đ cặ ặ

3.1 Đ nh nghĩa cô đ cị ặ

Cô đ c là phặ ương pháp dùng đ  nâng cao các n ng đ  các ch t hòa tan trongể ồ ộ ấ  dung d ch g m 2 hay nhi u c u t  Quá trình cô đ c c a dung d ch l ng – r n hayị ồ ề ấ ử ặ ủ ị ỏ ắ  

l ng – l ng có chênh l ch nhi t đ  sôi r t cao thỏ ỏ ệ ệ ộ ấ ường được ti n hành b ng cáchế ằ  tách m t ph n dung môi (c u t  d  bay h i h n), đó là các quá trình v t lý – hóa lý.ộ ầ ấ ử ễ ơ ơ ậ  Tùy theo tính ch t c a c u t  khó bay h i (hay không bay h i trong quá trình đó), taấ ủ ấ ử ơ ơ  

có th  tách m t ph n dung môi (c u t  d  bay h i h n) b ng phể ộ ầ ấ ử ễ ơ ơ ằ ương pháp nhi tệ  

đ  (đun nóng) ho c phộ ặ ương pháp làm l nh k t tinh.ạ ế

3.2.B n ch t c a s  cô đ cả ấ ủ ự ặ

Đ  t o thành h i (tr ng thái t  do), t c đ  chuy n đ ng vì nhi t c a các phânể ạ ơ ạ ự ố ộ ể ộ ệ ủ  

t  ch t l ng g n m t thoáng l n h n t c đ  gi i h n. Phân t  khi bay h i s  thuử ấ ỏ ầ ặ ớ ơ ố ộ ớ ạ ử ơ ẽ  nhi t đ  kh c ph c l c liên k t   tr ng thái l ng và tr  l c bên ngoài. Do đó, taệ ể ắ ụ ự ế ở ạ ỏ ở ự  

c n cung c p nhi t đ  các phân t  đ  năng lầ ấ ệ ể ử ủ ượng th c hi n quá trình này.ự ệ

Bên c nh đó, s  bay h i x y ra ch  y u là do các b t khí hình thành trong quáạ ự ơ ả ủ ế ọ  trình c p nhi t và chuy n đ ng liên t c, do chênh l ch kh i lấ ệ ể ộ ụ ệ ố ượng riêng các ph nầ  

t    trên b  m t và dử ở ề ặ ưới đáy t o nên s  tu n hoàn t  nhiên trong n i cô đ c. Táchạ ự ầ ự ồ ặ  không khí và l ng keo (protit) s  ngăn ch n s  t o b t khi cô đ c.ắ ẽ ặ ự ạ ọ ặ

3.3.Ứng d ng c a cô đ c ụ ủ ặ

Trong s n xu t th c ph m:ả ấ ự ẩ

    cô đ c dung d ch đặ ị ường, mì chính, nước trái cây Trong s n xu t hóa ch t:ả ấ ấ

     cô đ c dung d ch NaOH, NaCl, CaClặ ị 2, các mu i vôố  

c  Hi n nay, ph n l n các nhà máy s n xu t hóa ch t, th c ph m đ u s  d ngơ ệ ầ ớ ả ấ ấ ự ẩ ề ử ụ  thi t b  cô đ c nh  m t thi t b  h u hi u đ  đ t n ng đ  s n ph m mong mu n. ế ị ặ ư ộ ế ị ữ ệ ể ạ ồ ộ ả ẩ ố

M c dù cô đ c ch  là m t ho t đ ng gián ti p nh ng nó r t c n thi t và g nặ ặ ỉ ộ ạ ộ ế ư ấ ầ ế ắ  

li n v i s  t n t i c a nhà máy. Cùng v i s  phát tri n c a nhà máy, vi c c iề ớ ự ồ ạ ủ ớ ự ể ủ ệ ả  thi n hi u qu  c a thi t b  cô đ c là m t t t y u. Nó đòi h i ph i có nh ng thi tệ ệ ả ủ ế ị ặ ộ ấ ế ỏ ả ữ ế  

b  hi n đ i, đ m b o an toàn và hi u su t cao. Do đó, yêu c u đị ệ ạ ả ả ệ ấ ầ ược đ t ra choặ  

ngườ ỹ ưi k  s  là ph i có ki n th c ch c ch n h n và đa d ng h n, ch  đ ng khámả ế ứ ắ ắ ơ ạ ơ ủ ộ  phá các nguyên lý m i c a thi t b  cô đ c.ớ ủ ế ị ặ

3.4.Các phương pháp cô đ cặ  

Phương pháp nhi t:ệ

     dung môi chuy n t  tr ng thái l ng sang tr ng thái h iể ừ ạ ỏ ạ ơ  

dưới tác d ng c a nhi t khi áp su t riêng ph n c a nó b ng áp su t tác d ng lênụ ủ ệ ấ ầ ủ ằ ấ ụ  

m t thoáng ch t l ng.ặ ấ ỏ

Phương pháp l nhạ

   : khi h  th p nhi t đ  đ n m t m c nào đó, m t c u t  sạ ấ ệ ộ ế ộ ứ ộ ấ ử ẽ tách ra dướ ại d ng tinh th  c a đ n ch t tinh khi t, thể ủ ơ ấ ế ường là k t tinh dung môi đế ể tăng n ng đ  ch t tan. Tùy tính ch t c u t  và áp su t bên ngoài tác d ng lên m tồ ộ ấ ấ ấ ử ấ ụ ặ  thoáng mà quá trình k t tinh đó x y ra   nhi t đ  cao hay th p và đôi khi ta ph iế ả ở ệ ộ ấ ả  dùng máy l nh.ạ

3.5.Đánh giá kh  năng phát tri n cùa s  cô đ c:ả ể ự ặ

Hi n nay ph n l n các nhà máy s n xu t hóa ch t, th c ph m đ u s  d ngệ ầ ớ ả ấ ấ ự ẩ ề ử ụ  thi t b  cô đ c nh  m t thi t b  h u hi u đ  đ t n ng đ  s n ph m mong mu nế ị ặ ư ộ ế ị ữ ệ ể ạ ồ ộ ả ẩ ố  

m c dù ch  là m t ho t đ ng gián ti p nh ng r t c n thi t và g n li n v i s  t nặ ỉ ộ ạ ộ ế ư ấ ầ ế ắ ề ớ ự ồ  

t i c a nhà máy. Cùng v i s  phát tri n c a thi t b  cô đ c là m t t t y u. Nó đòiạ ủ ớ ự ể ủ ế ị ặ ộ ấ ế  

h i ph i có nh ng thi t b  hi n đ i, đ m b o an toàn và hi u su t cao. Đ a đ nỏ ả ữ ế ị ệ ạ ả ả ệ ấ ư ế  yêu c u ngầ ườ ỹ ưi k  s  ph i có ki n th c ch c ch n h n và đa d ng h n, ch  đ ngả ế ứ ắ ắ ơ ạ ơ ủ ộ  khám phá các nguyên lý m i c a thi t b  cô đ c.ớ ủ ế ị ặ

+ Có bu ng đ t ồ ố trong (đ ng tr c bu ng b c),  ng tu n hoàn trong ho c ngoài.ồ ụ ồ ố ố ầ ặ+ Có bu ng đ t ngoài (không đ ng tr c bu ng b c)ồ ố ồ ụ ồ ố

Nhóm 2: dung d ch đ i l u cị ố ư ưỡng b c (tu n hoàn cứ ầ ưỡng b c). Thi t b  cô đ cứ ế ị ặ  nhóm này dùng b m đ  t o v n t c dung d ch t  1,5 m/s đ n 3,5 m/s t i b  m tơ ể ạ ậ ố ị ừ ế ạ ề ặ  truy n nhi t.  u đi m chính là tăng cề ệ Ư ể ường h  s  truy n nhi t k, dùng đệ ố ề ệ ược cho các dung d ch khá đ c s t, đ  nh t cao, gi m bám c n, k t tinh trên b  m t truy nị ặ ệ ộ ớ ả ặ ế ề ặ ề  nhi t. Bao g m:ệ ồ

+ Có bu ng đ t trong,  ng tu n hoàn ngoài.ồ ố ố ầ

+ Có bu ng đ t ngoài,  ng tu n hoàn ngoài.ồ ố ố ầ

Nhóm 3: dung d ch ch y thành màng m ng. Thi t b  cô đ c nhóm này ch  choị ả ỏ ế ị ặ ỉ  phép dung d ch ch y d ng màng qua b  m t truy n nhi t m t l n (xuôi hay ngị ả ạ ề ặ ề ệ ộ ầ ượ  c)

đ  tránh s  tác d ng nhi t đ  lâu làm bi n ch t m t s  thành ph n c a dung d ch.ể ự ụ ệ ộ ế ấ ộ ố ầ ủ ị  

Đ c bi t thích h p cho các dung d ch th c ph m nh  nặ ệ ợ ị ự ẩ ư ước trái cây, hoa qu  ép.ả  Bao g m:ồ

+ Màng dung d ch ch y ngị ả ược, có bu ng đ t trong hay ngoài: dung d ch sôi t oồ ố ị ạ  

b t khó v ọ ỡ

+ Màng dung d ch ch y xuôi, có bu ng đ t trong hay ngoài: dung d ch sôi ít t oị ả ồ ố ị ạ  

b t và b t d  v ọ ọ ễ ỡ

4.1.2 Theo phương th c th c hi n quá trìnhứ ự ệ

Cô đ c áp su t thặ ấ ường (thi t b  h ): nhi t đ  sôi và áp su t không đ i, thế ị ở ệ ộ ấ ổ ườ  ng

được dùng trong cô đ c dung d ch liên t c đ  gi  m c dung d ch c  đ nh, nh m đ tặ ị ụ ể ữ ứ ị ố ị ằ ạ  năng su t c c đ i và th i gian cô đ c ng n nh t.ấ ự ạ ờ ặ ắ ấ

Cô đ c áp su t chân không: dung d ch có nhi t đ  sôi th p   áp su t chânặ ấ ị ệ ộ ấ ở ấ  không. Dung d ch tu n hoàn t t, ít t o c n và s  bay h i dung môi di n ra liên t c.ị ầ ố ạ ặ ự ơ ễ ụ

Cô đ c nhi u n i: m c đích chính là ti t ki m h i đ t. S  n i không nên quáặ ề ồ ụ ế ệ ơ ố ố ồ  

l n vì nó làm gi m hi u qu  ti t ki m h i. Ngớ ả ệ ả ế ệ ơ ười ta có th  cô đ c chân không, côể ặ  

đ c áp l c hay ph i h p hai phặ ự ố ợ ương pháp này v i nhau đ c bi t có th  s  d ng h iớ ặ ệ ể ử ụ ơ  

th  cho m c đích khác đ  nâng cao hi u qu  kinh t ứ ụ ể ể ả ế

Cô đ c liên t c: cho k t qu  t t h n cô đ c gián đo n. Có th  đặ ụ ế ả ố ơ ặ ạ ể ược đi u khi nề ể  

t  đ ng nh ng hi n nay ch a có c m bi n đ  tin c y.ự ộ ư ệ ư ả ế ủ ậ

Đ i v i m i nhóm thi t b , ta đ u có th  thi t k  bu ng đ t trong, bu ng đ tố ớ ỗ ế ị ề ể ế ế ồ ố ồ ố  ngoài, có ho c không có  ng tu n hoàn. Tùy theo đi u ki n k  thu t và tính ch t c aặ ố ầ ề ệ ỹ ậ ấ ủ  dung d ch, ta có th  áp d ng ch  đ  cô đ c   áp su t chân không, áp su t thị ể ụ ế ộ ặ ở ấ ấ ường ho cặ  

áp su t d ấ ư

4.2.Thi t b  cô đ c m t n i có  ng tu n hoàn trung tâm ế ị ặ ộ ồ ố ầ

Theo tính ch t c a nguyên li u và s n ph m, cũng nh  đi u ki n k  thu t chúngấ ủ ệ ả ẩ ư ề ệ ỹ ậ  

ta l a ch n thi t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c có bu ng đ t trong và  ng tu nự ọ ế ị ặ ồ ụ ồ ố ố ầ  hoàn trung tâm

M c đích:ụ

­ Đ  gi  để ữ ược ch t lấ ượng c a s n ph m và thành ph n quý (tính ch t t  nhiên,ủ ả ẩ ầ ấ ự  màu, mùi, v , đ m b o lị ả ả ượng vitamin,…) nh  nhi t đ  th p và không ti p xúcờ ệ ộ ấ ế  oxy

u đi m:

Ư ể

­ Nh p li u đ n gi n: nh p li u liên t c b ng b m ho c b ng đ  chânậ ệ ơ ả ậ ệ ụ ằ ơ ặ ằ ộ  không trong thi t b ế ị

­ Tránh phân h y s n ph m, thao tác, kh ng ch  d  dàng.ủ ả ẩ ố ế ễ

­ C u t o đ n gi n, d  s a ch a, làm s ch.ấ ạ ơ ả ễ ử ữ ạ

Nhược đi mể :

­ Năng su t th p và t c đ  tu n hoàn nh  vì  ng tu n hoàn cũng b  đ t nóng.ấ ấ ố ộ ầ ỏ ố ầ ị ố

­ Nhi t đ  h i th  th p, không dung đệ ộ ơ ứ ấ ược cho m c đích khác.ụ

­ H  th ng ph c t p, có thi t b  ng ng t  chân không.ệ ố ứ ạ ế ị ư ụ

4.3.Các thi t b  và chi ti tế ị ế

Thi t b  chính ­  ế ị thi t b  cô đ c m t n i có  ng tu n hoàn trung tâmế ị ặ ộ ồ ố ầ :

+  ng nh p li u,  ng tháo li u.Ố ậ ệ ố ệ

+  ng tu n hoàn,  ng truy n nhi t.Ố ầ ố ề ệ

+ Bu ng đ t, bu ng b c, đáy n p.ồ ố ồ ố ắ

+ Các  ng d n: h i đ t, h i th , nố ẫ ơ ố ơ ứ ước ng ng, khí không ng ng.ư ư

+ Thi t b  đo nhi t đ , áp su t ế ị ệ ộ ấ

4.4.Yêu c u thi t b  và v n đ  năng lầ ế ị ấ ề ượng

S n ph m có th i gian l u nh : gi m t n th t, tránh phân h y s nả ẩ ờ ư ỏ ả ổ ấ ủ ả  

ph m.ẩ

Cường đ  truy n nhi t cao trong gi i h n chênh l ch nhi t đ ộ ề ệ ớ ạ ệ ệ ộ

Đ n gi n, d  s a ch a, tháo l p, d  làm s ch b  m t truy n nhi tơ ả ễ ử ữ ắ ễ ạ ề ặ ề ệPhân b  h i đ u.ố ơ ề

X  liên t c và  n đ nh nả ụ ổ ị ước ng ng t  và khí không ng ng.ư ụ ưThu h i b t do h i th  mang theo.ồ ọ ơ ứ

T n th t năng lổ ấ ượng là nh  nh t.ỏ ấThao tác, kh ng ch , t  đ ng hóa d  dàng.ố ế ự ộ ễ

1 H  th ng cô đ c 1 n i liên t cệ ố ặ ồ ụ

1.1 Nguyên lý ho t đ ng c a thi t b  cô đ cạ ộ ủ ế ị ặ

Dung dich t  bê ch a nguyên liêu đ̣ ừ ̉ ứ ̣ ược b m lên bôn cao vi đ   n áp. T  bônơ ̀ ̣ ể ổ ừ ̀ cao vi, dung dich đ nh ḷ ̣ ị ượng b ng l u lằ ư ượng k  đi vao thiêt bi gia nhiêt s  bô vaế ̀ ́ ̣ ̣ ơ ̣ ̀ 

được đun nong đên nhiêt đô sôi. ́ ́ ̣ ̣

Thiêt bi gia nhiêt s  bô la thiêt bi trao đôi nhiêt dang ông chum: thân hinh tru,́ ̣ ̣ ơ ̣ ̀ ́ ̣ ̉ ̣ ̣ ́ ̀ ̀ ̣  đăt đ ng, bên trong gôm nhiêu ông nho đ̣ ứ ̀ ̀ ́ ̉ ược b  trí theo đ nh hình tam giác đ u.ố ỉ ề  Cac đâu ông đ́ ̀ ́ ược gi  chăt trên v  ông va v  ông đữ ̣ ỉ ́ ̀ ỉ ́ ược han dinh vao thân. Ngu ǹ ́ ̀ ồ  

nhi t là h i nệ ơ ước bão hòa có áp su t là 3 at đi bên ngoài  ng (phía v ). ấ ố ỏ Dung dicḥ  

đi t  dư ườ i lên   bên trong ông. H i ń ở ́ ơ ươc bao hoa ng ng tu trên bê măt ngoai cuá ̃ ̀ ư ̣ ̀ ̣ ̀ ̉  ông va câp nhiêt cho dung dich đê nâng nhiêt đô cua dung dich lên nhiêt đô sôi.́ ̀ ́ ̣ ̣ ̉ ̣ ̣ ̉ ̣ ̣ ̣  Dung dich sau khi đ̣ ược gia nhiêt se chay vao thiêt bi cô đăc đê th c hiên qua trinḥ ̃ ̉ ̀ ́ ̣ ̣ ̉ ự ̣ ́ ̀  bôc h i. H i ń ơ ơ ước ng ng t  thành nư ụ ướ ỏc l ng và theo  ng d n nố ẫ ước ng ng quaư  

b y h i ch y ra ngoài.ẫ ơ ả

Nguyên lý ho t đ ng c a n i cô đ c ạ ộ ủ ồ ặ

Ph n dầ ướ ủi c a thi t b  là bu ng đ t, g m có các  ng truy n nhi t và m tế ị ồ ố ồ ố ề ệ ộ  

ng tu n hoàn trung tâm. Dung d ch đi trong  ng còn h i đ t (h i n c bão hòa) đi

trong kho ng không gian ngoài  ng. H i đ t ng ng t  bên ngoài  ng và truy nả ố ơ ố ư ụ ố ề  nhi t cho dung d ch đang chuy n d ng trong  ng. Dung d ch đi trong  ng theoệ ị ể ộ ố ị ố  chi u t  trên xu ng và nh n nhi t do h i đ t ng ng t  cung c p đ  sôi, làm hóaề ừ ố ậ ệ ơ ố ư ụ ấ ể  

h i m t ph n dung môi. H i ng ng t  theo  ng d n nơ ộ ầ ơ ư ụ ố ẫ ước ng ng qua b y h i đư ẫ ơ ể 

ch y ra ngoài.ả

Nguyên lý ho t đ ng c a  ng tu n hoàn trung tâm ạ ộ ủ ố ầ

Khi thi t b  làm vi c, dung d ch trong  ng truy n nhi t sôi t o thành h n h pế ị ệ ị ố ề ệ ạ ỗ ợ  

l ng – h i có kh i lỏ ơ ố ượng riêng gi m đi và b  đ y t  dả ị ẩ ừ ưới lên trên mi ng  ng. Đ iệ ố ố  

v i  ng tu n hoàn, th  tích dung d ch theo m t đ n v  b  m t truy n nhi t l nớ ố ầ ể ị ộ ơ ị ề ặ ề ệ ớ  

h n so v i trong  ng truy n nhi t nên lơ ớ ố ề ệ ượng h i t o ra trong  ng truy n nhi t l nơ ạ ố ề ệ ớ  

h n. Vì lý do trên kh i lơ ố ượng riêng c a h n h p l ng – h i    ng tu n hoàn l nủ ỗ ợ ỏ ơ ở ố ầ ớ  

h n so v i    ng truy n nhi t và h n h p này đơ ớ ở ố ề ệ ỗ ợ ược đ y xu ng dẩ ố ưới. K t qu  làế ả  

có dòng chuy n đ ng tu n hoàn t  nhiên trong thi t b ; t  dể ộ ầ ự ế ị ừ ưới lên trong  ngố  truy n nhi t và t  trên xu ng trong  ng tu n hoàn.ề ệ ừ ố ố ầ

Ph n phía trên thi t b  là bu ng b c đ  tách h n h p l ng – h i thành 2 dòng.ầ ế ị ồ ố ể ỗ ợ ỏ ơ  

H i th  đi lên phía trên bu ng b c, đ n b  ph n tách gi t đ  tách nh ng gi t l ngơ ứ ồ ố ế ộ ậ ọ ể ữ ọ ỏ  

ra kh i dòng. Gi t l ng ch y xu ng dỏ ọ ỏ ả ố ưới còn h i th  ti p t c đi lên. Dung d chơ ứ ế ụ ị  còn l i đạ ược hoàn l u.ư

Dung d ch sau cô đ c đị ặ ược b m ra ngoài theo  ng tháo s n ph m vào bơ ố ả ẩ ể 

ch a s n ph m nh  b m ly tâm. H i th  và khí không ng ng thoát ra t  phía trênứ ả ẩ ờ ơ ơ ứ ư ừ  

c a bu ng b c đi vào thi t b  ng ng t  baromet (thi t b  ng ng t  ki u tr c ti p).ủ ồ ố ế ị ư ụ ế ị ư ụ ể ự ế  

Ch t làm l nh là nấ ạ ước được b m vào ngăn trên cùng còn dòng h i th  đơ ơ ứ ược d nẫ  vào ngăn dưới cùng c a thi t b  Dòng h i th  đi lên g p nủ ế ị ơ ứ ặ ước gi i nhi t đả ệ ể 

ng ng t  thành l ng và cùng ch y xu ng b n ch a qua  ng baromet. Khí khôngư ụ ỏ ả ố ồ ứ ố  

ng ng ti p t c đi lên trên, đư ế ụ ược d n qua b  ph n tách gi t r i đẫ ộ ậ ọ ồ ược b m chânơ  không hút ra ngoài. Khi h i th  ng ng t  thành l ng thì th  tích c a h i gi m làmơ ứ ư ụ ỏ ể ủ ơ ả  

áp su t trong thi t b  ng ng t  gi m. Vì v y, thi t b  ng ng t  baromet là thi t bấ ế ị ư ụ ả ậ ế ị ư ụ ế ị 

n đ nh chân không duy trì áp su t chân không trong h  th ng. Thi t b  làm vi c 

áp su t chân không nên nó ph i đấ ả ượ ắc l p đ t   đ  cao c n thi t đ  nặ ở ộ ầ ế ể ước ng ngư  

có th  t  ch y ra ngoài khí quy n mà không c n b m.ể ự ả ể ầ ơ

Bình tách gi t có m t vách ngăn v i nhi m v  tách nh ng gi t l ng b  lôiọ ộ ớ ệ ụ ữ ọ ỏ ị  

cu n theo dòng khí không ng ng đ  đ a v  b n ch a nố ư ể ư ề ồ ứ ước ng ng.ư

B m chân không có nhi m v  hút không ng ng ra ngoài đ  tránh trơ ệ ụ ư ế ường h pợ  khí không ng ng tích t  trong thi t b  ng ng t  quá nhi u, làm tăng áp su t trongư ụ ế ị ư ụ ề ấ  thi t b  và nế ị ước có th  ch y ngể ả ược vào n i cô đ c.ồ ặ

1.2.Nguyên lý ho t đ ng c a thi t b  ng ng t  Barometạ ộ ủ ế ị ư ụ

Lượng khí b  sung sinh ra trong thi t b  cô đ c bao g m:ổ ế ị ặ ồ

+ H i nơ ước (ch  y u)ủ ế

+ Dung môi d  bay h iễ ơ

+ Khí không ng ngư

Khí b  sung c n đổ ầ ược gi i phóng đ  t o chân không. Thi t b  ng ng t  đả ể ạ ế ị ư ụ ược k tế  

h p v i b m chân không đ  h  th ng chân không ho t đ ng hi u qu  nh t.ợ ớ ơ ể ệ ố ạ ộ ệ ả ấ

Thi t b  ng ng t  làm ng ng t  h u h t h i nế ị ư ụ ư ụ ầ ế ơ ước, gi i phóng m t lả ộ ượng h i nơ ướ  c

l n cho b m chân không, do đó gi m tiêu hao năng lớ ơ ả ượng c  h c và tránh h ng hócơ ọ ỏ  cho b m (ch  hút khí không ng ng).ơ ỉ ư

Ch n thi t b  ng ng t  tr c ti p lo i khô, ngọ ế ị ư ụ ự ế ạ ược chi u, chân cao (baromet). Trongề  

đó, nước làm l nh và nạ ước ng ng t  ch y xu ng còn khí không ng ng đư ụ ả ố ư ược b mơ  chân không hút ra t  ph n trên c a thi t b  qua b  ph n tách l ng.ừ ầ ủ ế ị ộ ấ ỏ

Chi u cao c a  ng baromet đề ủ ố ược ch n sao cho t ng c a áp su t trong thi t b  vàọ ổ ủ ấ ế ị  

c t áp th y tĩnh b ng v i áp su t khí quy n.ộ ủ ằ ớ ấ ể

1.3.Ho t đ ng c a h  th ngạ ộ ủ ệ ố

1.3.1

         Nh p li u:  ậ ệ  

 Nguyên li u đệ ường nh  b m nh p li u đ a vào thi t b  truy n nhi t   nhi tờ ơ ậ ệ ư ế ị ề ệ ở ệ  

đ  kho ng 300ộ ả oC được đun nóng đ n nhi t đ  c n sôi và đ a vào n i cô đ c qua c aế ệ ộ ậ ư ồ ặ ử  

Sau khi đã nh p li u đ  2,5 mậ ệ ủ 3, quá trình cô đ c s  b t đ u x y ra dặ ẽ ắ ầ ả ưới áp 

su t chân không do b m chân không t o ra.ấ ơ ạ

 H i đ t theo  ng d n đ a vào bu ng đ t   áp su t 3 at. H i th  ng ng t  theoơ ố ố ẫ ư ồ ố ở ấ ơ ứ ư ụ  

ng d n n c ng ng qua b y h i ch y ra ngoài và ph n khí không ng ng đ c x  ra

ngoài theo c a x  khí không ng ng.ử ả ư

 H i th  b c lên theo  ng d n vào thi t b  ng ng t  Baromet, ng ng t  thànhơ ứ ố ố ẫ ế ị ư ụ ư ụ  

l ng ch y ra ngoài b n ch a, ph n không ng ng qua b  ph n tách gi t đ  ch  còn khíỏ ả ồ ứ ầ ư ộ ậ ọ ể ỉ  theo b m chân không ra ngoài.ơ

 Toàn b  h  th ng (thi t b  ng ng t  Baromet, thi t b  cô đ c) làm vi c   đi uộ ệ ố ế ị ư ụ ế ị ặ ệ ở ề  

ki n chân không do b m chân không t o ra.ệ ơ ạ

 Sau th i gian cô đ c đã tính, dung d ch đờ ặ ị ường được b m ra ngoài theo  ngơ ố  tháo s n ph m nh  b m ly tâm, vào thùng ch a s n ph mả ẩ ờ ơ ứ ả ẩ

T t b mắ ơ2.2.V n hànhậ

Kh i đ ng b m chân không cho h  th ng đ t đi u ki n chân không( khiở ộ ơ ệ ố ạ ề ệ  

l n đ u ho t đ ng). Nầ ầ ạ ộ ước trong  ng Baromet t  t  dâng lên. Đ i cho đ n khiố ừ ừ ợ ế  quá trình  n đ nh. ổ ị

Kh i đ ng b m nh p li u, m  van nh p li u cho dung d ch ch y vàoở ộ ơ ậ ệ ở ậ ệ ị ả  thi t b  cô đ c. Khi kh i lế ị ặ ố ượng dung d ch đ t yêu c u thì đi u ch nh l u lị ạ ầ ề ỉ ư ượ  ng

nh p li u cho phù h p.ậ ệ ợ

M  t  t  van h i đ t. ở ừ ừ ơ ố

B m nơ ước vào thi t b  ng ng t  ế ị ư ụTheo dõi ho t đ ng c a thi t b  và các d ng c  đo nhi t đ , áp su t, s nạ ộ ủ ế ị ụ ụ ệ ộ ấ ẵ  sàng ng ng ho t đ ng c a h  th ng n u có s  c  x y ra.ư ạ ộ ủ ệ ố ế ự ố ả

G n đ n th i đi m tháo li u, ta th  n ng đ  m u đ  chu n b  d ng h iầ ế ờ ể ệ ử ồ ộ ẫ ể ẩ ị ừ ơ  

đ t.ố

Ng ng c p h i đ t.ư ấ ơ ốDùng b m đ  tháo s n ph m qua  ng tháo s n ph m đ n khi h t thìơ ể ả ẩ ố ả ẩ ế ế  đóng van. Ch m d t m t m  cô đ c. ấ ứ ộ ẻ ặ

Ta b t đ u các thao tác cho m t m  m i. ắ ầ ộ ẻ ớ

1 Cân b ng v t ch t và năng lằ ậ ấ ượng

1.1 D  ki n ban đ uữ ệ ầ

Dung tích đường mía

N ng đ  nh p li u xồ ộ ậ ệ đ = 18% (kh i lố ượng)

N ng đ  s n ph m xồ ộ ả ẩ c = 40% (kh i lố ượng)Năng su t nh p li u Gấ ậ ệ c = 8 t n/h = 8000 kg/h ấ

Áp su t chân không t i thi t b  ng ng t  Pấ ạ ế ị ư ụ ck = 0,74 at

Áp su t th c trên chân không k  là Pấ ự ế c = Pa – Pck = 1 – 0,74 = 0,26 at

Ngu n nhi t là h i nồ ệ ơ ước bão hòa. Áp su t h i bão hòa P = 1,5 ati. ấ ơ

V y Pậ dư = 1,5at

Áp su t h i đ t là Pấ ơ ố d = Pa + Pdư = 1 + 1,5 = 2,5 at

Ch n nhi t đ  đ u c a nguyên li u tọ ệ ộ ầ ủ ệ đ = 30oC

1.2 Cân b ng v t ch tằ ậ ấ

Su t l ấ ượ ng tháo li u (G ệ c )

Theo đ nh lu t b o toàn ch t khô, ta có:ị ậ ả ấ

Gđ.xđ = Gc.xc

T ng l ổ ượ ng h i th  b c lên (W) ơ ứ ố

Theo đ nh lu t b o toàn kh i lị ậ ả ố ượng, ta có:

 Nhi t đ  trong thi t b  ng ng t  Baromet là tệ ộ ế ị ư ụ c= 64,950C

­ ∆’’’ là t n th t nhi t đ  c a h i th  trên đổ ấ ệ ộ ủ ơ ứ ường  ng d n t  bu ng b c đ n thi tố ẫ ừ ồ ố ế ế  

b  ng ng t  Ch n ∆ị ư ụ ọ ’’’= 10C ( trang 296 [5])

­ Nhi t đ  sôi c a dung môi t i áp su t bu ng b c:ệ ộ ủ ạ ấ ồ ố

 ’: t n th t nhi t đ  t i áp su t cô đ c.ổ ấ ệ ộ ạ ấ ặ

’: t n th t nhi t đ    áp su t khí quy n.ổ ấ ệ ộ ở ấ ể

f : h  s  hi u ch nhệ ố ệ ỉ

f = 16,14. 

V iớ

T: Nhi t đ  sôi c a dung môi nguyên ch t   áp su t đã cho [ệ ộ ủ ấ ở ấ 0K]

r:  n nhi t hóa h i c a dung môi nguyên ch t   áp su t làm vi c [J/Kg].ẩ ệ ơ ủ ấ ở ấ ệTra b ng VI.251, trang 314, [1], ta có:ả

Áp su t(at)ấ R

T i Pạ 0 = 0,266at. Ta n i suy độ ược: r = 2343,46 (J/Kg)

V i n ng đ  cu i c a dung d ch là 40% thì   ớ ồ ộ ố ủ ị ’=1,3 ( vì khi cô đ c có tu n hoànặ ầ  dung d ch, thì hi u s  nhi t đ  t n th t, t c ị ệ ố ệ ộ ổ ấ ứ ’, ta ph i tính theo n ng đ  cu i c a dungả ồ ộ ố ủ  

Ch n chi u cao  ng truy n nhi t là họ ề ố ề ệ 0= 1,5m ( b ng VI.6, trang 80 [2])ả

­ kh i lố ượng riêng c a dung môi t i nhi t đ  sôi c a dung d ch 66ủ ạ ệ ộ ủ ị 0C

Tra b ng I.249 trang 311, [1], = 978,34 kg/mả 3

Chênh l ch nhi t đ  h u ích:   ệ ệ ộ ữ

Δthi = tD – (tc +  ΔΣ )

 Δthi = 126,07 – 64,95 – 3,789 = 56,330C

Nhi t đ  sôi c a dung môi   ptbệ ộ ủ ở tsdm(ptb) oC 67,73

T n th t nhi t đ  do c t thu  tĩnhổ ấ ệ ộ ộ ỷ Δ’’ oC 1,76

Nhi t đ  sôi c a dung d ch   pệ ộ ủ ị ở tb tsdd(ptb) oC 68,74

T n th t nhi t đ  trên đổ ấ ệ ộ ường  ngố Δ’’’ oC 1

T ng t n th t nhi t đổ ổ ấ ệ ộ ΣΔ oC 3,789

Chênh l ch nhi t đ  h u íchệ ệ ộ ữ Δthi oC 56,33

2 Cân b ng năng lằ ượng

2.1 Cân b ng nhi t lằ ệ ượng

Dòng nhi t vào (W): ệ

Nhi t dung riêng c a dung d ch đ ệ ủ ị ườ ng mía:

Nhi t dung riêng c a dung d ch đệ ủ ị ường mía   các n ng đ  khác nhau đở ồ ộ ược tính theo công th c I.50 trang 153 [1]:ứ

C = 4190 – (2514 – 7,542t)x, J/kg. độTrong đó:

t: nhi t đ  c a dung d chệ ộ ủ ị

x: n ng đ  c a dung d ch, ph n kh i lồ ộ ủ ị ầ ố ượng

xđ= 18%, tđ= 300C 

 Cđ= 4190 – ( 2514 – 7,542.30).0,18=3778,207 J/kg. độ

xc= 40%, tđ= 69,0380C 

 Cc= 4190 – ( 2514 – 7,542.69,038).0,4=3392,67 J/kg. độ2.2 Phương trình cân b ng nhi tằ ệ

 Nhi t lệ ượng tiêu th  cho quá trình cô đ c Qụ ặ D

Theo công th c VI­3, S  tay Quá trình và thi t b  công ngh  hóa ch t t p 2, trang 57, taứ ổ ế ị ệ ấ ậ  có:

QD = Qđ + Qbh + Qkn + Qtt   (1)Trong đó: 

Qđ: nhi t lệ ượng dùng đ  đun nóng dung d ch đ n nhi t đ  sôi, W.ể ị ế ệ ộ

Qbh: nhi t lệ ượng làm b c h i nố ơ ước, W

Qkn: nhi t lệ ượng kh  nử ước, W

Qtt: nhi t lệ ượng t n th t ra môi trổ ấ ường, W

Nhi t l ệ ượ ng dùng đ  đun nóng dung d ch đ n nhi t đ  sôi (Q ể ị ế ệ ộ

Theo S  tay Quá trình và thi t b  công ngh  hóa ch t t p 2, trang 57:ổ ế ị ệ ấ ậ

Qđ = Gđ. Ctb. (ts – tđ)  (2)Trong đó:

Gđ = 8000 kg/h

Ctb: nhi t dung riêng c a dung d ch, J/kg.đ ệ ủ ị ộ

Theo S  tay Quá trình và thi t b  công ngh  hóa ch t t p 1, trang 153:ổ ế ị ệ ấ ậ

Nhi t dung riêng c a dung d ch đệ ủ ị ường:

C = 4190 – (2514 – 7,542.t).x, J/kg.độ

Ở oC, x = 18% thì:

C1 = 4190 – (2514 – 7,542. 30).0,18

C1 = 3778,207 J/kg.đ ộTính nhi t đ  sôi t i s n ph m:   n ng đ  20%, tra theo đ  th  hình VI­2, trang 60 [2]ệ ộ ạ ả ẩ Ở ồ ộ ồ ị

W: lượng h i th  b c lên khi cô đ c, W = 4400 kg/hơ ứ ố ặ

r:  n nhi t hóa h i c a h i th   ng v i áp su t là 0,266 at, J/kgẩ ệ ơ ủ ơ ứ ứ ớ ấ

Tra b ng I.251, trang 314 [1]ả

Áp su t (at)ấ r. 10­3 (J/kg)

T  b ng trên ta n i suy ra đừ ả ộ ược r = 2234,46. 10­3 (J/kg).

Nhi t l ệ ượ ng dùng đ  kh  n ể ử ướ c (Q

: nhi t hòa tan tích phân   n ng đ  đ c lúc cu i c a quá trình cô đ c, W.ệ ở ồ ộ ặ ố ủ ặ

Thường Qkn r t bé nên có th  b  qua ấ ể ỏ (5)

V y lậ ượng nhi t tiêu th  cho cô đ c là 3282500 J/sệ ụ ặ

 Lượng h i đ t dùng cho cô đ cơ ố ặ

Theo công th c 4.5a, trang 182 [3]ứ

, W

Do không có quá l nh sau khi ng ng t  nênạ ư ụ

 Lượng h i đ t tiêu t n riêngơ ố ố

Theo Quá trình và thi t b  công ngh  hóa h c t p 10 ví d  và bài t p, trang 182ế ị ệ ọ ậ ụ ậ  :

V y chi phí riêng h i đ t đ  t o ra 1 kg h i th  là 1,26 (kg h i đ t/kg h i th )ậ ơ ố ể ạ ơ ứ ơ ố ơ ứ

Thông số Ký  Đ n vơ ị Giá trị

Nhi t đ  vào bu ng b cệ ộ ồ ố Tđ 0C 66,98Nhi t đ  ra   đáy bu ng đ tệ ộ ở ồ ố Tc 0C 69,038Nhi t dung riêng dung d ch 18%ệ ị Cđ J/(kg.K) 3778,207Nhi t dung riêng dung d ch 30%ệ ị Cc J/(kg.K) 3392,67Nhi t t n th tệ ổ ấ Qtt W 131300Nhi t   lệ ượng   do   h i   đ t   cungơ ố   QD W 3282500

Lượng h i đ t bi u ki nơ ố ể ế D kg/s 1,378

Lượng h i đ t tiêu t n riêngơ ố ố D kg/kg 1,29

B ng . Tóm t t cân b ng năng l ả ắ ằ ượ ng

3 Thi t k  thi t b  chínhế ế ế ị

3.1 Tính toán truy n nhi t cho thi t b  cô đ cề ệ ế ị ặ

α1: h  s  c p nhi t phía h i ng ng ệ ố ấ ệ ơ ư W/(m2.K).

r:  n nhi t ng ng t  c a h i nẩ ệ ư ụ ủ ơ ước bão hòa   áp su t 2,5 at, r = 2189,42.10ở ấ 3 J/kg (tra b ng I.251 S  tay Quá trình và thi t b  công ngh  hóa ch t t p 2, trang 315).ả ổ ế ị ệ ấ ậ

H: chi u cao  ng truy n nhi t (H = hề ố ề ệ 0 = 1,5m)

A: h  s , đ i v i nệ ố ố ớ ước thì ph  thu c nhi t đ  màng nụ ộ ệ ộ ước ng ng tư m

V i tớ D, tV1: nhi t đ  h i đ t và vách phía h i ng ng. ệ ộ ơ ố ơ ư

A: tra   S  tay Quá trình và thi t b  công ngh  hóa ch t t p 2, trang 29.ở ổ ế ị ệ ấ ậ

Sau nhi u l n tính l p, ta ch n nhi t đ  vách ngoài tề ầ ặ ọ ệ ộ v1 = 1210C   = 123,540CTra A   [2] trang 28:ở

tm, 0C 100 120 140

 A = 189,05

  W/(m2.K) (1)Nhi t t i riêng phía h i ng ng:ệ ả ơ ư

q1 =  α1.Δt1 = .5,07= 45409,47 W/m2

3.1.2 H  s  c p nhi t t  b  m t đ t đ n dòng ch t l ng h i sôiệ ố ấ ệ ừ ề ặ ố ế ấ ỏ ơ

Dung d ch nh p li u sau khi qua thi t b  truy n nhi t đã đ t đ n nhi t đ  sôi: quáị ậ ệ ế ị ề ệ ạ ế ệ ộ  trình cô đ c di n ra mãnh li t   đi u ki n sôi và tu n hoàn t  nhiên trong thi t b , hìnhặ ễ ệ ở ề ệ ầ ự ế ị  thành các b t khí liên t c thoát ra kh i dung d ch.ọ ụ ỏ ị

Theo công th c VI.27, trang 71 [2] ứ

 W/(m2.K)  (2)Trong đó:

: h  s  c p nhi t c a nệ ố ấ ệ ủ ước

+ ∆t: hi u s  nhi t đ  c a b  m t truy n nhi t và c a nệ ố ệ ộ ủ ề ặ ề ệ ủ ước sôi, 0C

Cdd: nhi t dung riêng c a dung d ch   tệ ủ ị ở sdd(ptb), J/(kg.K)

Cdm: nhi t dung riêng c a nệ ủ ướ ởc   tsdm(ptb), J/(kg.K)

µdd: đ  nh t c a dung d ch   tộ ớ ủ ị ở sdd(ptb), N.s/m2

µdm: đ  nh t c a nộ ớ ủ ướ ởc   tsdm(ptb), N.s/m2

ρdd: kh i lố ượng riêng c a dung d ch   tủ ị ở sdd(ptb), kg/m3

ρdm: kh i lố ượng riêng c a nủ ướ ởc   tsdm(ptb), kg/m3

λdd: h  s  d n đi n c a dung d ch   tệ ố ẫ ệ ủ ị ở sdd(ptb), W/(m.K)

λdm: h  s  d n đi n c a nệ ố ẫ ệ ủ ướ ởc   tsdm(ptb), W/(m.K)

Các thông s  c a nố ủ ước tra b ng I.249 và b ng I.251, trang 310, 314. [1]ả ả

a – ph n mol c a đầ ủ ường saccharose (C12H22O11)

Xem n ng đ  đồ ộ ường saccharose (C12H22O11) trong dung d ch là 40% (xc)ị

+ ∆tv: chênh l ch nhi t đ  c a tệ ệ ộ ủ ường, 0C.

Tra   ở b ng 31, Bài t p và Ví d  t p 10, trang 419 ả ậ ụ ậ , ta có:

3.4 H  s  truy n nhi t t ng quát K cho quá trình cô đ cệ ố ề ệ ổ ặ

Giá tr  K đị ược tính thông qua h  s  c p nhi t:ệ ố ấ ệ

Trong đó:

 l= Hd = 1,5 m: chi u dài  ng truy n nhi tề ố ề ệ

 F= 80 m2: di n tích b  m t truy n nhi t.ệ ề ặ ề ệ

 ch n n = 721  ngọ ố

Theo b ng V.11, trang 48 [2] b  trí theo hình l c giác đ u.ả ố ụ ề

4.1.2 Đ   ườ ng kính  ng tu n hoàn trung tâm (Dth) ố ầ  

Ch n   = 1,4 theo Quá trình và thi t b  truy n nhi t t p 5, quy n 1, trang 202ọ β ế ị ề ệ ậ ể  

Dn = 0,029 m: đường kính ngoài c a  ng truy n nhi tủ ố ề ệ

:H  s  s  d ng v   ng th ng có giá tr  t  0,7 đ n 0,9, ch n   = 0,8

Ѱ ệ ố ử ụ ỉ ố ườ ị ừ ế ọ ѱ

L = 1,5 m: chi u dài c a  ng truy n nhi tề ủ ố ề ệ

Dnth = 0,4 + 2.0,003 = 0,406: đường kính ngoài c a  ng tu n hoàn trung tâmủ ố ầ

Ta c n thay th  nh ng  ng truy n nhi t   gi a hình l c giác đ u b ng  ng tu nầ ế ữ ố ề ệ ở ữ ụ ề ằ ố ầ  

hoàn trung tâm. Theo công th c 3.86, trang 202, [5] ứ

  = 32,63Trong đó:

S: bướ ốc  ng, m; s =  dβ n= 1,4. 29 = 40,6 mm

d0: đường kính ngoài c a  ng truy n nhi tủ ố ề ệ

m: s   ng trên đố ố ường chéo

4.1.5 Tính kích th   ướ c đáy nón c a bu ng đ t ủ ồ ố  

Ch n chi u cao ph n g  gi a bu ng đ t và đáy nón họ ề ầ ờ ữ ồ ố go = 50 mm

Ta th y đấ ường kính trong c a đáy nón chính là đủ ường kính trong c a bu ng đ t:ủ ồ ố