THIẾT BỊ CHƯNG CẤT SỬ DỤNG HƠI NƯỚC

THIẾT BỊ CHƯNG CẤT SỬ DỤNG HƠI NƯỚC I Khái quát chung Bản chất: Chưng cất phương pháp tách hỗn hợp chất lỏng thành cấu tử riêng biệt dựa vào khác độ bay chúng cách lặp lặp lại nhiều lần trình bay ngưng tụ 2.Phương pháp chưng cất thường gặp - Chưng cất đơn giản - Chưng cất nước - Chưng cất phân đoạn - Chưng cất chân khơng Mục đích – ứng dụng - Mục đích: Để tách, làm tinh khiết sản phẩm - Ứng dụng: Được áp dụng rộng rãi ngành cơng nghệ thực phẩm, sinh học hóa chất để chế biến rượu, cồn, tinh dầu, dầu thực vật, điều chế oxy, lọc dầu Ưu nhược điểm • Ưu điểm: - Quy trình kỹ thuật tương đối đơn giản - Thiết bị gọn Thời gian tương đối nhanh Khơng địi hỏi vật liệu phụ phương pháp tẩm trích, hấp thụ… • -  Khuyết điểm: Khơng có lợi nguyên liệu có hàm lượng tinh dầu thấp(vì thời gian chưng cất kéo dài, tốn nhiều nước ngưng tụ) - Chất lượng tinh dầu bị ảnh hưởng tinh dầu có cấu phần dễ bị phân hủy Khơng có khả tách thành phần khó bay không bay thành phần nguyên liệu ban đầu mà thành phần cần thiết chúng có tính chất định hương cao sáp, nhựa thơm - Trong nước chưng luôn có lượng tinh dầu tương đối lớn Nhưng tinh dầu có nhiệt độ sơi cao thường cho hiệu suất Tiêu tốn lượng nước lớn để làm tụ hỗn hợp 5 Phương pháp chưng cất sử dụng nước Khi chưng cất nước trực tiếp người ta phun nước qua lớp chất lỏng phận phun Hơi nước bão hịa hay q nhiệt Trong q trình tiếp xúc nước lớp chất lỏng, cấu tử cần chưng khuếch tán vào Hỗn hợp nước cấu tử bay ngưng tụ tách sản phẩm Quá trình chưng cất nước nước trực tiếp dùng để tách cấu tử không tan trog nước khỏi tạp chất không bay hơi, trường hợp sản phẩm ngưng phân lớp: cấu tử bay nước nên lấy sản phẩm dễ dàng Ưu điểm trình chưng nước trực tiếp giảm nhiệt độ sôi hỗn hợp nghĩa chưng nhiệt độ sơi thấp nhiệt độ bình thường Điều có lợi chất dễ bị phân hủy nhiệt độ cao chất có nhiệt độ sơi q cao mà chưng cất gián tiếp địi hỏi dùng áp suất cao Chưng cất nước gián đoạn hay liên tục.trong trường hợp người ta phải dùng cách đốt gián tiếp để đun bốc hỗn hợp Lượng nước trục tiếp vào hỗn hợp có nhiệm vụ mang cấu tử dễ bay II Cấu tạo chung Cấu tạo chung thiết bị chưng cất gồm phận sau: a, Nắp: hình chóp (I), chỏm cầu (II) elip (III) Nắp phải có cấu tạo cho dễ dàng nhanh chóng Ngồi ra, nắp phải đảm bảo kín ghép với thân thiết bị Giữa nắp thân thiết bị vặn chặt bu lơng có đệm b, Cổ nồi, vịi voi: Cổ nồi vịi voi hai phận riêng biệt hay chung, cổ nồi có hình dáng cho hướng hỗn hợp nhanh Đối với loại nguyên liệu tạo bọt bụi chưng cất cổ nồi phải có phận thay đổi tốc phải có thêm lưới chắn bụi Các loại cổ nồi thường có hình dáng sau: Chiều dài vịi voi phải thích hợp, ngắn tạo áp suất dư thiết bị, dài có tượng ngưng tụ chừng, thoát chậm, ảnh hưởng đến tốc độ chưng cất giảm chất lượng tinh dầu c, Đáy nồi: Có cấu tạo giống nắp nồi, đáy nồi phải có cấu tạo cho việc tháo nước ngưng tụ dễ dàng (nếu chưng cất gián tiếp) Trong trường hợp chưng cất trực tiếp đáy nồi phải có phận phun Nếu chưng cất với nước mà khơng có nồi riêng đáy nồi phận đốt nóng tạo hơi, đáy nồi phải có cấu tạo cho diện tích truyền nhiệt lớn d, Ống phân phối hơi: Ống phân phối thường có nhiều dạng khác nhau, hình trịn, xoắn ốc hay chữ thập Các lổ phân phối bố trí so le thành hàng hướng phía đáy nồi cất phân phối lổ khỏi bị tắc nguyên liệu rơi vào Tổng tiết diện lổ phân phối lần tiết diện ống phân phối hơi, tiết diện ống phân phối lấy tiết diện ống dẫn vào thiết bị xác định theo lượng nước cần thiết dùng để chưng cất e, Vỉ nồi: Để đỡ khối nguyên liệu, giữ cho nguyên liệu khỏi rơi xuống đáy nồi làm tắc ống dẫn Thường tiết diện lổ vỉ 1/2 diện tích bề mặt vỉ f, Nồi chưng cất làm từ vật liệu cách nhiệt phải không tác dụng hóa học với tinh dầu phận tiếp xúc trực tiếp với tinh dầu cổ nồi, vòi voi phận phải chế tạo thép không rỉ sắt tráng men, phận khác (thân, đáy ) làm thép CT3 III Các thiết bị chưng cất 1, Thiết bị chưng cất mâm xuyên lỗ Nguyên lý hoạt động: - Hỗn hợp nhập liệu đưa vào tháp qua ống nhập liệu số 8, tháp chưng cất pha lỏng tiếp xúc với mâm dẫn đến cấu tử nhẹ bị lôi lên đỉnh, cịn cấu tử nặng chảy xuống đáy theo ống chảy chuyền, - Tại đáy tháp, hỗn hợp lỏng tháo qua ống số 6, phần làm sản phẩm đáy, phần lại qua nồi đun đáy tháp hóa quay lại tháp chưng cất qua ống - Tại đỉnh tháp, khỏi đỉnh tháp vào thiết bị ngưng tụ thành lỏng - sôi Một phần lấy làm sản phẩm đỉnh, phần cịn lại hồn lưu lại tháp qua ống hoàn lưu số Ưu điểm: chế tạo đơn giản, vệ sinh dễ dàng, trở lực thấp tháp chóp tốn kim loại tháp chóp Nhược điểm: yêu cầu lắp đặt cao: mâm tháp phải phẳng, tháp có đường kính q lớn (>2,4m) dùng mân xun lỗ chất lỏng phân phối không mâm 2, Thiết bị chưng cất mâm chóp Nguyên lý hoạt động: tương tự mâm xuyên lỗ, khác chỗ từ lên qua chóp tiếp xúc với dịng lỏng làm bóc cấu tử nhẹ Ưu điểm: hiệu suất chuyển khối cao, ổn định tiêu hao lượng nên số mâm Nhược điểm: chế tạo phức tạp trở lực lớn 3, thiết bị chưng cất tháp đệm Cấu tạo: tháp đệm có cấu tạo hình trụ, gồm nhiều bậc nối với mặt bích hàn Vật chêm cho vào tháp theo hai phương pháp: xếp ngẫu nhiên hay xếp thứ tự Nguyên lý hoạt động: tương tự, khác trình truyền khối xảy bề mặt vật liệu chêm Ưu điểm: chế tạo đơn giản, trở lực thấp Nhược điểm: hiệu suất thấp, ổn định, sử dụng tháp chêm khơng cho phép ta kiểm sốt q trình chưng cất theo khơng gian tháp tháp chêm khó chế tạo kích thước lớn quy mô công nghiệp