THỰC HÀNH kĩ THUẬT THỰC PHẨM

1 fr BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM 10 11 BÁO CÁO THỰC HÀNH 12 13 MÔN: THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM GVHD: Nguyễn Hữu Quyền 14 SVTH: 15 HỌ 18 Ngô VÀ TÊN Thị Thúy Loan 21 Chiều 16 MSSV 17 LỚP 19 2005170085 20 08DHTP5 thứ 4, tiết 7-11 22 23 TP Hồ Chí Minh, 09/2019 MỤC LỤC 24 25 26 256 257 27 28 29 Bài thực hành 1: SẤY ĐỐI LƯU 30 256 257 31 32 Cơ sở lý thuyết 1.1 Khái niệm chung 33 Sấy trình làm bốc nước khỏi vật liệu nhiệt, nhiệt cung cấp cho vật liệu nhờ dẫn nhiệt, đối lưu nhiệt, xạ nhiệt… 256 257 34 Sấy đối lưu trình tách ẩm khỏi vật liệu cách cấp nhiệt cho ẩm bay Trong đó, hai trình truyền nhiệt truyền ẩm thực phương pháp đối lưu 35 Đặc trưng trình sấy: trình sấy diễn phức tạp, đặc trưng cho tính khơng thuận nghịch khơng ổn định Nó diễn đồng thời q trình: truyền nhiệt cho vật liệu, dẫn ẩm long vật liệu, chuyển pha tách ẩm vào môi trường xung quanh 36 Mục đích q trình sấy làm giảm khối lượng vật liệu, tăng độ bền bảo quản tốt 37 1.2 Tĩnh lực học trình sấy 38 1.2.1 Các thơng số hỗn hợp khơng khí ẩm: − Nhiệt độ: Gồm loại: tK, tƯ, tS + tK: Nhiệt độ bầu khô nhiệt độ hỗn hợp khơng khí xác + định nhiệt kế thông thường tƯ: Nhiệt độ bầu ướt, nhiệt độ ổn định đạt lượng nhỏ nước bốc vào hỗn hợp khơng khí chưa bão hòa điều kiện đoạn nhiệt, đo nhiệt kế thơng thường có bọc vải ướt bầu thủy + − + ngân tS: Nhiệt độ điểm sương, nhiệt độ trạng thái bão hòa nước Độ ẩm: Gồm loại: d, A, ϕ d: Là độ chứa hơi, số kg ẩm có kg khơng khí khơ + khơng khí chưa bảo hịa nước (kẩm/kgkkk) A: độ ẩm cực đại số kg ẩm có kg khơng khí khơ + khơng khí bảo hịa nước (kgẩm/kgkkk) ϕ: Độ ẩm tương đối hay gọi độ bảo hòa nước ϕ= d/A (0%≤ ϕ − + + ≤100%) Áp suất: Gồm P, Pbh, Pb, Ph P: Áp suất tổng khơng khí (mmHg) Pbh: Áp suất bảo hịa nước nhiệt độ bầu khô + (mmHg) Ph: Áp suất riêng phần nước bề mặt vật liệu (mmHg) 39 Quan hệ áp suất bão hịa nhiệt độ bầu khơ Áp suất riêng phần nước tác nhân sấy độ ẩm tương đối là: 256 257 40 − Nhiệt lượng H: 41 H: Là ENTAPI hỗn hợp không khí ẩm, nhiệt lượng hỗn hợp khơng khí ẩm có chứa kg khơng khí khơ (kcal/kgkkk; kJ/kgkkk; 1cal=4,18J) 42 1.2.2 Hòa trộn hai hỗn hợp khơng khí ẩm 43 Trong q trình sấy nhiều lí mà ta cần phải hịa trộn hai hay nhiều hỗn hợp khơng khí ẩm, mục đích làm giảm nhiệt độ tác nhân, trộn thêm nóng, tăng lưu lượng… 44 Phương pháp hòa trộn dựa đồ thị: 45 Giả sử trộn hỗn hợp loại không khí 46 + Khơng khí có trạng thái A giản đồ Ramdzim 47 + Khơng khí có trạng thái B giản đồ Ramdzim 48 Khi trộn A với B hỗn hợp có trạng thái M 49 50 51 Trong đó: GA, GB: Lượng khơng khí khơ (kg, kg/s) trạng thái A B 52 dA, dB: độ ẩm tuyệt đối khơng khí A B (g/kgkkk) 53 Tính dM, HM => điểm M giảm đồ Ramdzim tra thơng số cịn lại khác 54 Biểu diễn theo sơ đồ thiết bị 55 Biểu diễn giảm đồ Ramdzim Khơng khí trạng thái M Khơng khí trạng thái A 257 Khơng khí trạng thái B Buồng hòa trộn 256 HB HM B M HA A dA dB 56 1.2.3 Cân vật chất thiết bị sấy 57 1.2.3.1 Tính độ ẩm vật liệu 58 Trong kỹ thuật sấy có khái niệm độ ẩm vật liệu: 59 x: Độ ẩm vật liệu vật liệu ướt (kgẩm/kgvlư) 60 X: Độ ẩm vật liệu vật liệu khô (kgẩm/kgvlk) 61 (%kgẩm/kgvlư) 62 (%kgẩm/kgvlk) 63 64 Độ ẩm x X chuyển đổi qua lại 65 1.2.3.2 Các phương trình cân vật chất: - Lượng vật liệu khô tuyệt đối: 66 - Lượng vật liệu trước sấy: 67 - Lượng vật liệu sau sấy: 68 - Lượng ẩm cần tách trình sấy: 69 W = L1 – L2 (kg hay kg/s) 70 Hay W - Lượng khơng khí khơ cần q trình sấy: 71 G = (kg, kg/s) - Lượng khơng khí ẩm cần làm bay 1kg ẩm: 72 g = (kgkkk/kgẩm) 73 Trong đó: 74 x1, x2 độ ẩm vật liệu trước sau sấy tính theo vật liệu ướt 256 257 75 d0 = d1: độ ẩm tác nhân ban đầu sau đun nóng (khơng có tách ẩm tăng ẩm q trình đun nóng) 76 d2: độ ẩm tác nhân (sau mang ẩm từ vật liệu sấy khỏi buồng sấy) 77 1.2.3.3 Cân lượng 78 Nhiệt lượng cần thiết làm bay kg ẩm trình sấy theo lý thuyết: 79 80 HB = HC 81 B H = Const C A d1 d2 82 1.2.3.4 Các phương thức sấy 83 Sấy có bổ sung nhiệt buồng sấy 84 Để đơn giản bỏ qua phần nhiệt C.tvld - ∑q 256 257 B1 B2 B3 C A d1 d2 85 86 Trường hợp 1: Đường cong A-B1-C: Sấy khơng có bổ sung nhiệt phịng sấy, có phận đốt nóng Nhiệt độ khơng khí vào buồng sấy cao tB1 87 Trường hợp 2: Đường cong A-B2-C: Sấy có phận đốt nóng có bổ sung nhiệt phịng sấy - Bộ phận đốt nóng đưa nhiệt độ từ A đến B 2, entanpi từ HA đến HB2 - Bộ phận nhiệt bổ sung buồng sấy khơng làm nhiệt độ khơng khí nóng nhiệt độ phận đốt nóng đưa vào làm cho entanpi tăng từ HB2 đến HC 88 Trường hợp 3: Đường cong A-B3-C: Sấy có phận đốt nóng có bổ sung nhiệt phòng sấy nhiệt độ sấy giữ khơng đổi = tC - Bộ phận đốt nóng đưa nhiệt độ từ A đến B 3, entanpi từ HA đến HB3 - Bộ phận nhiệt bổ sung buồng sấy trì nhiệt độ phận đốt nóng đưa vào = tC làm cho entanpi tăng từ HB3 đến HC 89 Trường hợp 4: Đường cong A-C: Sấy khơng có phận đốt nóng, có bổ sung nhiệt buồng sấy entanpi tăng từ H A đến HC, nhiệt 256 257 độ sấy nhỏ trình sấy nhiệt độ lớn tC 90 Nhận xét: trường hợp sấy tốc độ bay lượng ẩm bay chọn nhiệt độ sấy nhỏ tốt cho q trình sấy nơng sản 91 Q trình sấy tốt cho nơng sản thực phẩm theo thứ tự ưu tiên trường hợp 4-3-2-1 Tuy nhiên điều khiển q trình khó theo thứ tự khó trường hợp 4-3-2-1 92 Sấy có đốt nóng chừng 93 t1 C3 C2 C1 t2 t0 B3 B2 B1 A 94 Sấy hồi lưu phần khí thải 95 96 B1 B tB1 C M A d1 d2 97 Khơng khí A đun nóng lên B sấy xuống C xả phần phần hồi lưu trở lại trộn với A trạng thái M qua caloriphe lên đến nhiệt độ sấy tB1 lại C 98 Nhận xét: 256 10 257 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 3415 - 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 3416 3417 Trong đó: 3418 yn: nồng độ thực pha rời mâm thứ n 3419 yn+1: nồng độ thực pha vào mâm thứ n 3420 y*n: nồng độ pha cân với pha lỏng rời ống chảy chuyền mâm thứ n 3421 Nói chung, pha lỏng rời mâm có nồng độ khơng với nồng độ trung bình pha lỏng mâm nên dẫn đến khái niệm hiệu cục 3422 - Hiệu suất cục định nghĩa sau: 3423 3424 Trong đó: 3425 y’n: nồng độ pha rời khỏi vị trí cụ thể mâm n 3426 y’n+1: nồng độ pha mâm n vị trí 3427 y’en: nồng độ pha cânbằng với pha lỏng vị trí 3428 Sơ đồ nguyên lý thiết bị 256 108 257 3429 3430 3431 3432 3433 3434 3435 3436 3437 3438 3439 3440 3441 Tính toán: 2.1 Số liệu thực nghiệm: 3445 Lưu 3443 T 3442 T hờ i gia n (gi ây ) Vị L0 3451 F 3461 3468 3469 3470 3471 2 3478 3479 3480 3481 3490 3491 3488 3489 3447 Nhiệt độ chỉnh phù kế đo 3452 3444 3460 3446 Độ dòng 3458 3459 lượng ( l / h ) 3453 20 3473 3472 3455 xD xF D 3463 3462 3454 20 3483 3482 20 3492 3493 ( % ) 3456 tF ( ( % ) o L0 C ) 3464 3465 3466 78 20 86 3474 3475 3476 75 20 85 3484 3485 3486 74 20 84 3494 3495 3496 256 109 257 3457 t 3467 3477 3487 3497 3498 3499 3500 3501 5 3508 3509 3510 3511 3518 3519 3520 3521 3528 3529 3530 3531 3538 3539 3540 3541 2 20 3503 3502 20 3513 3512 20 3523 3522 20 3533 3532 20 3543 3542 20 73 20 86 3504 3505 3506 73 20 85 3514 3515 3516 72 20 84 3524 3525 3526 70 20 88 3534 3535 3536 69 20 87 3544 3545 3546 68 20 86 3507 3517 3527 3537 3547 3548 3549 3550 Quy ước A: cồn 3551 B: nước 2.2 Tính tốn: 2.2.1 Tính cân vật chất xác định thơng số cịn lại phương trình 3552 Ta phải quy đổi đơn vị F, D, x D, xF, từ thể tích mol, phần thể tích phần mol tính W, xW - Phần mol xF, xD 3553 3554 xF = − Trong đó: ρA (kg/m3) khối lượng riêng cồn tra theo nồng độ nhiệt độ (Bảng I.2, trang 9, [1]) − ρB (kg/m3) khối lượng riêng nước tra theo nhiệt độ (Bảng I.249, trang 310, [1]) 3555 TN1: xF = = = 0,068 (%mol) 3556 xD (%mol) = = = 0,511 3557 3558 3559 S xF 3560 3561 tF xD ( 3562 ρ A (k 3563 ρB 3564 Phần 3565 Phần (kg/ m3) mol xF mol xD 256 110 257 o g/ m3 ) C ) 3569 3566 3567 3568 86 0,2 3574 3575 3576 85 0,2 0,7 29 3577 3578 0,7 3585 3582 3583 3584 84 0,2 0,7 3593 3590 3591 3592 86 0,2 3598 3599 3600 85 0,2 0,7 3608 84 0,2 3616 88 0,2 3622 3623 3624 87 0,2 3632 86 0,2 31 3594 3601 3602 0,7 0,7 0,7 30 3610 31 3618 27 3625 3626 0,6 3633 3630 3631 3586 3617 3614 3615 30 29 3609 3606 3607 3570 0,6 28 3634 29 3571 96 7.94 3579 96 8.6 3587 96 9.26 3595 96 8.6 3603 96 8.6 3611 96 9.26 3619 96 6.62 3627 96 7.28 3635 96 7.94 3572 0,068 3580 0,068 3588 0,068 3596 0,068 3604 0,068 3612 0,068 3620 0,068 3628 0,068 3636 0,068 256 111 257 3573 0,511 3581 0.469 3589 0.457 3597 0.443 3605 0.443 3613 0.432 3621 0.407 3629 0.396 3637 0.385 U 3638 Đổi đơn vị: 140 F 136 St 141 146 151 156 161 166 171 176 181 137 Thời 138 D gian (giây) (m l) 142 62 147 60 152 59 157 60 162 60 167 62 172 62 177 64 182 63 143 00 148 00 153 00 158 00 163 00 168 00 173 00 178 00 183 00 ( l / h ) 139 D (l/h) 144 11,61 149 12,00 154 12,2 159 12,00 164 12,00 169 11,61 174 11,61 179 11,25 184 11,23 145 150 155 160 165 170 175 180 185 3639 3640 3641 3642 3643 3644 256 112 257 3645 3646 3647 3648 3649 3650 3651 3652 Phương trình cân vật chất, tính W - 3653 F = D + W 3654 F.xF = D.xD + W.xW 3655 Ta có: W = F - D 3656 3657 Kết quả: 3658 Suất lượng nhập liệu F 3659 F (mol/h) = = = 154,5 (mol/h) 3660 D (mol/h) = = = 3,66 (mol/l) 3661 3662 F ( l/ h ) 3669 3675 3681 3665 ρA 3663 xF 3670 0, 3676 0, 3682 0, 3664 xD 3671 0,7 3677 0,7 3683 0,7 (kg/ m3) 3672 72 9.3 3678 73 0.25 3684 73 1.2 3666 F (m ol/h ) 3673 54 51 3679 54 71 3685 54 3667 3668 D (m ol/h ) 3674 3, 66 3680 74 3686 78 256 113 257 3687 3693 3699 3705 3711 3717 3688 0, 3694 0, 3700 0, 3706 0, 3712 0, 3718 0, 3689 0,7 3695 0,7 3701 0,7 3707 0,7 3713 0,6 3719 0,6 91 3690 72 9.3 3696 73 0.25 3702 73 1.2 3708 72 7.4 3714 72 8.35 3720 72 9.3 3691 3692 54 51 3697 54 71 3703 54 91 3709 54 11 3715 54 31 3721 54 51 79 3698 79 3704 83 3710 92 3716 90 3722 14 256 114 257 3723 Phương trình cân vật chất, tính W - 3724 F = D + W 3725 F.xF = D.xD + W.xW 3726 Ta có: W = F - D 3727 256 115 257 188 x 186 S 187 F F (mo l/h) ( % ) 194 154 195 190 x 189 D (mo l/h) 196 3,6 193 ,51 ,2 203 3,7 200 201 154 ,71 202 ,2 210 3,7 207 208 154 ,91 209 ,2 217 3,7 214 215 154 ,51 216 ,2 224 3,7 221 222 154 ,71 223 ,2 231 3,8 228 229 154 ,91 230 ,2 238 3,9 235 236 154 ,11 237 ,2 245 3,9 242 243 154 ,31 244 0 ,2 252 4,1 249 250 154 ,51 251 ,2 D ( % ) 197 ,7 191 W ,85 205 150 ,91 212 151 ,13 218 ,7 219 150 ,72 226 150 ,92 233 151 ,08 240 150 ,19 0,1 0,1 0,1 248 247 150 ,41 253 ,6 0,1 241 246 ,6 018 234 239 ,7 213 227 232 ,7 0,1 220 225 ,7 0,1 206 211 ,7 xW 199 198 150 204 ,7 192 0,1 8 255 254 150 ,37 0,1 3728 Bảng2.2 kết tính cân vật chất 3729 256 116 257 3730 3731 − Tính phương trình đường làm việc: 3732 Phương trình đường cất: 3733 3734 Phương trình đường chưng: 3735 3736 Với 3737 R = 1,3.Rmin + 0,3 3738 3739 Ta có  từ số liệu bảng IX.2a (sổ tay QTTB tập 2.trang 148) 3740 S 3741 R mi 3742 R 3743 3744 Pt đường chưng 3745 Pt đường cất n 3747 3748 , , 3746 7 3749 42,2 3750 y = 0,2883x - 0,05454 3751 y = 0,596x + 0,315 3753 3754 , , 3752 6 3755 41,3 3756 y = 0,2823x - 0,05244 3757 y = 0,576x + 0,318 256 117 257 3759 3760 , , 3758 3 3761 40,9 3762 y = 0,2796x - 0,05174 3763 y = 0,569x + 0,319 3765 3766 , , 3764 1 3767 40,7 3768 y = 0,2781x - 0,05104 3769 y = 0,562x + 0,32 3771 3772 , , 3770 1 3773 40,8 3774 y = 0,2786x - 0,05104 3775 y = 0,562x + 0,32 3777 3778 , , 3776 3779 40,4 3780 y = 0,3034x - 0,05034 3781 y = 0,554x + 0,321 3783 3784 , , 3782 3785 39,5 3786 y = 0,2967x - 0,04895 3787 y = 0,538x + 0,323 256 118 257 3789 3790 , , 3788 8 3791 39,5 3792 y = 0,3297x - 0,04825 3793 y = 0,526x + 0,325 3795 3796 , , 3794 3797 37,3 3798 y = 0,3015x - 0,04755 3799 y = 0,520x + 0,326 3800 Tổng kết: - Kết cho sai số lớn - Kết thí nghiệm có sai số  Ngun nhân: - Các giá trị đo lấy sai số - Sai số q trình tính tốn, xử lý số liệu  Cách khắc phục: - Nắm rõ thao tác kỹ thuật trước làm thí nghiệm - Đọc kết tính tốn cẩn thận, lấy sai số mức tối thiểu Trả lời câu hỏi chuẩn bị 3801 Câu 1: Chưng cất gì? 3802 Chưng cất trình tách cấu tử hỗn hợp lỏng hay lỏng-khí thành cấu tử riêng biệt dựa vào độ bay khác cấu tử hỗn hợp (ở điều kiện) 3803 Câu 2: Nêu số loại thiết bị chưng cất? 3804 Có thể sử dụng loại tháp chưng cất sau: - Tháp chưng cất dùng mâm xuyên lỗ mâm đĩa lưới Tháp chưng cất dùng mâm chóp Tháp đệm (tháp chưng cất dùng vật chêm ) 256 119 257 3805 Câu 3: Thí nghiệm khảo sát yếu tố nào? 3806 Thí nghiệm khảo sát hiệu suất làm việc máy, thể quan hệ hiệu suất mâm Murphree hiệu suất mâm tổng qt 3807 Câu 4: Tỉ số hồn lưu gì? Khơng có dịng hồn lưu khơng? 3808 Tỉ số hoàn lưu tỉ số lượng hoàn lưu quay tháp sản phẩm đỉnh lấy 3809 Không có dịng hồn lưu khơng 3810 Câu 5: Nêu điều kiện mơ hình mâm lý thuyết? 3811 Điều kiện mơ hình mâm lý thuyết: - Pha lỏng phải hịa trộn hồn tồn mâm Pha khơng lơi giọt lỏng từ mâm lên mâm - đồng thời có nồng độ đồng vị trí tiết diện Trên mâm ln đạt cân hai pha 3812 Câu 6: Có lọai hiệu suất mâm? 3813 Có loại hiệu suất mâm: hiệu suất tổng quát, hiệu suất mâm Murphree, hiệu suất cục 3814 Câu 7: Nêu định nghĩa hiệu suất mâm mối tương quan có? - Hiệu suất mâm tổng quát E0: hiệu suất đơn giản sử dụng xác tỉ số giữ số mâm lí tưởng số mâm - thực cho toàn tháp Hiệu suất mâm Murphree: tỉ số biến đổi nồng độ pha qua mâm vơi biến đổi nồng độ cực đại đạt - pha rời mân cân với pha lỏng rời mâm thứ n Hiệu suất mâm cục bộ: 3815 3816 Mối quan hệ hiệu suất mâm Murphree hiệu suất mâm tổng quát: hiệu suất tổng quát tháp không với hiệu suất trung bình 256 120 257 mâm Mối quan hệ hai hiệu suất tùy thuộc độ dốc tương đối đường cân đường làm việc Khi mG/L lớn 1, hiệu suất tổng quát có giá trị lớn mG/L nhỏ hiệu suất tổng qt có giá trị nhỏ 3817 Câu 8: Trình bày trình tự thí nghiệm? - Vận hành thiết bị Chưng cất Ngừng máy 3818 Câu 9: Nêu số liệu cần đo bài? - Lưu lượng dòng F, D (ml/phút) Độ cồn kế xD, xF (%) 3819 Câu 10: Ảnh hưởng tỉ số hoàn lưu R đến trình chưng cất? 3820 Tăng nồng độ sản phẩm đỉnh làm cho tháp hoạt động 3821 Giảm số mâm lí thuyết 3822 Giảm chiều cao tháp 3823 Câu 11: Dịng hồn lưu có tác dụng gì? 3824 Nếu tỉ số hoàn (R) lưu tăng, nồng độ sản phẩm đỉnh tăng sản phẩm lấy Nếu tỉ số hoàn lưu (R) thấp, nồng độ sản phẩm đỉnh giảm sản phẩm lấy nhiều Cho nên tỷ số hồn lưu (R) thích hợp đảm bảo đủ lớn để xuất lấy nhiều 3825 Câu 12: Viết phương trình cân vật chất 3826 Phương trình cân vật chất: 3827 F = D + W 3828 F.xF = D.xD + W.xW 3829 Câu 13: Khi thay đổi lưu lượng dịng hồn lưu ảnh hưởng đến sản phẩm? 3830 Khi thay đổi lưu lượng dịng hồn lưu nồng độ sản phẩm giảm 256 121 257 3831 3832 3833 3834 3835 3836 3837 3838 3839 3840 256 122 257 ... thị thực nghiệm đường cong sấy (W-t) 379 380 381 Đồ thị thực nghiệm đường cong tốc độ sấy (N-W) 382 256 22 257 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 2.3.2 Nhiệt độ 60 396 Đồ thị thực. .. lượng ẩm bay chọn nhiệt độ sấy nhỏ tốt cho q trình sấy nơng sản 91 Q trình sấy tốt cho nơng sản thực phẩm theo thứ tự ưu tiên trường hợp 4-3-2-1 Tuy nhiên điều khiển q trình khó theo thứ tự khó...MỤC LỤC 24 25 26 256 257 27 28 29 Bài thực hành 1: SẤY ĐỐI LƯU 30 256 257 31 32 Cơ sở lý thuyết 1.1 Khái niệm chung 33 Sấy trình làm bốc