ĐỒ ÁN KTTP: THIẾT KẾ HỆ THỐNG THIẾT BỊ CÔ ĐẶC 2 NỒI DÙNG CÔ ĐẶC DUNG DỊCH CÀ CHUA

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM Đề tài THIẾT KẾ HỆ THỐNG THIẾT BỊ CÔ ĐẶC NỒI DÙNG CÔ ĐẶC DUNG DỊCH CÀ CHUA GVHD: PHAN THẾ DUY SVTH: BÙI THỊ MINH NGỌC VÕ THIÊN NGỌC TP HCM, NĂM 2020 MSSV 2005180491 2005180257 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM Đề tài THIẾT KẾ HỆ THỐNG THIẾT BỊ CÔ ĐẶC NỒI DÙNG CÔ ĐẶC DUNG DỊCH CÀ CHUA GVHD: PHAN THẾ DUY SVTH: BÙI THỊ MINH NGỌC VÕ THIÊN NGỌC TP HCM, NĂM 2020 MSSV 2005180491 2005180257 Đồ án Kỹ thuật thực phẩm – Trường ĐHCNTP – Khoa Công nghệ thực phẩm GVHD: Phan Thế Duy LỜI NÓI ĐẦU Song song với phát triển xã hội nay, vấn đề sức khỏe người vấn đề quan tâm hàng đầu Trong đó, nhu cầu dinh dưỡng thực phẩm phần quan trọng vấn đề sức khỏe cần tìm tịi, nghiên cứu phát triển Vì cơng ty nhà cung cấp thực phẩm dần muốn nâng cao chất lượng sản phẩm suất sản xuất hướng đến đa dạng hóa sản phẩm dây chuyền sản xuất Để đạt mong muốn trên, với phát triển khoa học kĩ thuật, việc tạo thiết bị sản xuất đại nhiệm vụ cấp bách hàng đầu hầu hết kĩ sư công nghệ thực phẩm tương lai Với vai trò sinh viên theo học nghành công nghệ thực phẩm, nguồn kiến thức học với giúp đỡ thầy Phan Thế Duy Chúng em xin đưa “Thiết kế hệ thống thiết bị cô đặc nồi dùng cô đặc dịch cà chua” Hy vọng thiết kế chúng em phần đóng góp vào đa dạng thiết bị nghành thực phẩm Chúng em cố gắng việc thực đồ án, nhiên với kiến thức hạn chế lần làm thiết bị đặc thực mơ hình lý thuyết có thiếu sót khơng mong muốn Chúng em mong nhận đóng góp từ thầy cô nghành Công nghệ thực phẩm để rút kinh nghiệm thực tốt đề tài Chúng em xin chân thành cảm ơn ! TP.HCM, ngày 29 tháng 12 năm 2020 SVTH: Bùi Thị Minh Ngọc - 2005180491 SVTH: Võ Thiên Ngọc - 2005180257 Đồ án Kỹ thuật thực phẩm – Trường ĐHCNTP – Khoa Công nghệ thực phẩm GVHD: Phan Thế Duy MỤC LỤC Tran LỜI NÓI ĐẦU .i MỤC LỤC HÌNH ẢNH .v MỤC LỤC BẢNG .vi CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .1 I NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN 1 Tổng quan nguyên liệu cà chua Thành phần hoá học: Hàm lượng dinh dưỡng II Q TRÌNH CƠ ĐẶC Định nghĩa cô đặc .6 Các phương pháp cô đặc 2.1 Phương pháp nhiệt (đun nóng): .6 2.2 Phương pháp lạnh: Bản chất cô đặc phương pháp nhiệt Ứng dụng cô đặc .7 III THIẾT BỊ CÔ ĐẶC Phân loại 1.1 Theo cấu tạo .7 1.2 Theo phương pháp thực trình .8 Ứng dụng cô đặc Các thiết bị chi tiết IV 3.1 Thiết bị chính: 3.2 Thiết bị phụ: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ Nguyên lý hoạt động thiết bị cô đặc Nguyên lý hoạt động thiết bị ngưng tụ Baromet Nguyên tắc hoạt động hệ thống: 10 CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 11 I CƠ SỞ LỰA CHỌN QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ .11 II HỆ THỐNG CÔ ĐẶC NỒI XUÔI CHIỀU 12 SVTH: Bùi Thị Minh Ngọc - 2005180491 SVTH: Võ Thiên Ngọc - 2005180257 Đồ án Kỹ thuật thực phẩm – Trường ĐHCNTP – Khoa Công nghệ thực phẩm GVHD: Phan Thế Duy Sơ đồ hệ thống cô đặc nồi xuôi chiều 12 Thuyết minh quy trình đặc nồi xi chiều 12 III QUY TRÌNH SẢN XUẤT CÀ CHUA CÔ ĐẶC 14 Sơ đồ công nghệ .14 Thuyết minh quy trình 15 2.1 Lựa chọn nguyên liệu .15 2.2 Rửa 15 2.3 Đun nóng 16 2.4 Nghiền 16 Mục đích: 16 2.5 Cô đặc .17 2.6 Xử lý bao bì 18 2.7 Rót hộp .18 2.8 Ghép nắp 19 2.9 Thanh trùng 19 2.10 Bảo ôn .20 CHƯƠNG 3: CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG 21 I CÂN BẰNG VẬT CHẤT 21 Tính tổng lượng thứ bốc lên .21 Tính nồng độ cuối dung dịch nồi 21 II CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG 22 Áp suất nhiệt độ nồi 22 Xác định tổng thất nhiệt độ .23 2.1 Tổn thất nhiệt tăng nhiệt độ sôi: 23 2.2 Tổn thất nhiệt áp suất thủy tĩnh tăng cao: .24 2.3 Tổn thất nhiệt sức cản thủy lực ống dẫn: .25 2.4 Tổn thất nhiệt độ hệ thống: 26 Hiệu số nhiệt độ hữu ích nhiệt độ sôi dung dịch 26 3.1 Hiệu số nhiệt độ hữu ích chung tồn hệ thống: 26 3.2 Hiệu số nhiệt độ hữu ích nồi .26 Xác định nhiệt dung riêng dung dịch 26 SVTH: Bùi Thị Minh Ngọc - 2005180491 SVTH: Võ Thiên Ngọc - 2005180257 Đồ án Kỹ thuật thực phẩm – Trường ĐHCNTP – Khoa Công nghệ thực phẩm GVHD: Phan Thế Duy CHƯƠNG 4: TÍNH BỀ MẶT TRUYỀN NHIỆT 31 I LƯỢNG NHIỆT TRAO ĐỔI 31 II HỆ SỐ TRUYỀN NHIỆT K: 31 Nhiệt tải riêng phía ngưng (q1) 31 Nhiệt tải riêng phía dung dịch (q2) 32 2.1 Tổng trở vách 32 2.2 Hệ số cấp nhiệt từ bề mặt đốt đến dòng chất lỏng sơi .33 Nhiệt tải riêng trung bình 35 Hệ số truyền nhiệt nỗi nồi 36 Hiệu số nhiệt độ hữu ích thực nồi: 36 Diện tích bề mặt truyền nhiệt 37 CHƯƠNG : TÍNH THIẾT BỊ CÔ ĐẶC 38 I TÍNH BUỒNG ĐỐT .38 Tính thể tích .38 Đường kính ống tuần hồn trung tâm: 38 Đường kính buồng đốt 39 Kiểm tra diện tích bề mặt truyền nhiệt .39 II Tính buồng bốc .40 Thể tích buồng bốc 40 Đường kính buồng bốc: 41 Chiều cao buồng bốc 42 Cửa làm vệ sinh 43 III TÍNH KÍCH THƯỚC CÁC ỐNG DẪN 43 Ống nhập liệu nồi I: 43 Ống tháo liệu nồi I ( nhập liệu nồi II ): .43 Ống tháo liệu nồi II: 43 Ống dẫn đốt nồi I: 44 Ống dẫn thứ nồi I: 44 Ống dẫn thứ nồi II: .44 Ống dẫn nước ngưng nồi I: .44 Ống dẫn nước ngưng nồi II: .45 CHƯƠNG : TÍNH CƠ KHÍ CHO CÁC CHI TIẾT THIẾT BỊ 46 SVTH: Bùi Thị Minh Ngọc - 2005180491 SVTH: Võ Thiên Ngọc - 2005180257 Đồ án Kỹ thuật thực phẩm – Trường ĐHCNTP – Khoa Công nghệ thực phẩm I GVHD: Phan Thế Duy TÍNH CHO BUỒNG ĐỐT 46 Tính bề dày thân: 46 Kiểm tra bề dày buồng đốt: 47 II TÍNH CHO BUỒNG BỐC 48 Tính bề dày thân: 48 Kiểm tra bề dày: .49 III TÍNH NẮP: 51 IV TÍNH ĐÁY: 53 V TÍNH BÍCH: 55 VI ĐỆM: 56 VII BỘ PHẬN NỐI BUỒNG ĐỐT VỚI BUỒNG BỐC: .56 VIII TÍNH VỈ ỐNG: .57 IX TÍNH TAI TREO: 58 Tính MTB: .58 1.1 Khối lượng buồng đốt: 58 1.2 Khối lượng buồng bốc: .58 1.3 Khối lượng nắp: 59 1.4 Khối lượng đáy: 59 1.5 Khối lượng ống truyền nhiệt: 59 1.6 Khối lượng vỉ ống: 60 1.7 Khối lượng thiết bị: 60 Tính Mdd: 60 CHƯƠNG 7: THIẾT BỊ PHỤ 63 I THIẾT BỊ NGƯNG TỤ BAROMET: 63 Lượng nước lạnh cần tưới vào thiết bị ngưng tụ .63 Thể tích khơng khí khơng khí ngưng cần hút khỏi thiết bị ngưng tụ baromet 63 2.1 Lượng khí cần rút khỏi thiết bị 63 2.2 Các đường kính chủ yếu thiết bị ngưng tụ Baromet 64 II TÍNH THIẾT BỊ GIA NHIỆT NHẬP LIỆU 69 Tính lượng đốt cần dùng 69 Tính hệ số truyền nhiệt .70 SVTH: Bùi Thị Minh Ngọc - 2005180491 SVTH: Võ Thiên Ngọc - 2005180257 Đồ án Kỹ thuật thực phẩm – Trường ĐHCNTP – Khoa Công nghệ thực phẩm GVHD: Phan Thế Duy 2.1 Tính nhiệt tải trung bình: 70 2.2 Hệ số truyền nhiệt: 74 Bề mặt truyền nhiệt: 74 Số ống truyền nhiệt: 74 Đường kính thiết bị gia nhiệt: 75 III TÍNH BỒN CAO VỊ .75 IV BƠM .77 V Bơm chân không 77 Bơm nước vào thiết bị ngưng tụ .78 Bơm nhập liệu 80 Bơm tháo liệu (ở nồi 2): 81 BỀ DÀY LỚP CÁCH NHIỆT 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO .84 SVTH: Bùi Thị Minh Ngọc - 2005180491 SVTH: Võ Thiên Ngọc - 2005180257 Đồ án Kỹ thuật thực phẩm – Trường ĐHCNTP – Khoa Công nghệ thực phẩm GVHD: Phan Thế Duy MỤC LỤC HÌNH ẢNH Trang Hình 1: Sơ đồ hệ thống đặc nồi xuôi chiều 12 Hình 2: Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất cà chua cô đặc 14 SVTH: Bùi Thị Minh Ngọc - 2005180491 SVTH: Võ Thiên Ngọc - 2005180257 Đồ án Kỹ thuật thực phẩm – Trường ĐHCNTP – Khoa Công nghệ thực phẩm GVHD: Phan Thế Duy MỤC LỤC BẢNG Trang Bảng 1: Hàm lượng chất khoáng 100g cà chua Bảng 2: Số lượng solanin theo độ chín cà chua .3 Bảng 3: Các sắc tố cà chua theo độ chín .3 Hình 1: Sơ đồ hệ thống đặc nồi xuôi chiều 12 Hình 2: Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất cà chua cô đặc 14 Bảng 4: Thống kê Áp suất Nhiệt độ 23 Bảng 5: Tổn thất nhiệt 24 Bảng Áp suất nồi 25 Bảng 7: Hiệu số nhiệt độ hữu ích nồi 26 Bảng 8: Lượng nhiệt trao đổi nồi 31 Bảng 9: Hệ số cấp nhiệt ngưng tụ nồi 32 Bảng 10: Tổng nhiệt trở vạch chênh lệch nhiệt độ tường 33 Bảng 11: Hệ số cấp nhiệt từ bề mặt đốt đến dịng chất lỏng sơi 34 Bảng 12: Nhiệt dung riêng 35 Bảng 13: Nhiệt tải riêng phía dung dịch .35 Bảng 14: Nhiệt tải riêng trung bình 35 Bảng 15: Hệ số truyền nhiệt nồi 36 Bảng 16: Hiệu số nhiệt độ hữu ích thực nồi 36 Bảng 17: Diện tích bề mặt truyền nhiệt 37 Bảng 18: Bích nối nắp với buồng bốc: .55 Bảng 19: Bích nối buồng đốt với đáy 56 Bảng 20: Bích nối buồng bốc buồng đốt .56 Bảng 21: Số liệu tai treo .61 Bảng 22: Tổng kết thiết bị 61 Bảng 23: Kích thước thiết bị ngưng tụ baromet chọn theo bảng VI.8/88 [2] 65 Bảng 24: Chuẩn số Prandlt tính theo nhiệt độ thành tiếp xúc với lưu chất 73 Bảng 25 Các hệ số trở lực cục 77 SVTH: Bùi Thị Minh Ngọc - 2005180491 SVTH: Võ Thiên Ngọc - 2005180257 Re = = 196635 104 (chế độ chảy rối) Hệ số trở lực ma sát nước chảy ống: (II 65/380 [1]) Trong đó: : độ nhám tương đối, xác định theo công thức II 66/380 [1]: 7,69 10-3 Với ε: Độ nhám tuyệt đối, ε = 0,2 mm dba: Đường kính ống Baromet, m (W/m.độ) Chọn hệ số trở lực vào ống ξ1 = 0,5 khỏi ống ξ2 = Σξ = 1,5 (trang 87 [2]) h2 = (1 + 0,188 +1,5 ), m (*) Hba’ = 9,35 (m) Chọn chiều cao ống barmmet Hba’ = 10 m XVI TÍNH THIẾT BỊ GIA NHIỆT NHẬP LIỆU Năng suất nhập liệu: 950 kg/h Nhiệt độ dung dich vào: 300C Nhiệt độ dung dịch ra: 63,750C Chọn loại thiết bị ống chùm thẳng đứng, dung dịch ống, đốt ống để gia nhiệt nguyên liệu từ 300C đến 63,750C Tính lượng đốt cần dùng Dòng nhập liệu (dòng lạnh): tđ = 300C, tc = 63,750C Nhiệt độ trung bình: ttb” = = 46,8750C Dịng đốt (dịng nóng): tD = 1050C Hiệu nhiệt độ đầu ra: tra = 105 – 46,875= 58,1250C Hiệu nhiệt độ đầu vào: tvào = 105 – 30 = 750C Hiệu số nhiệt độ trung bình: ttb = = = 66,20C Phương trình cân lượng: D rh (1 – ) = Gđ (CC tC – Cđ tđ) + Qtt Trong đó: : Độ ẩm đốt, = 5% Giả sử Qtt = 0,05 D rh (1 – ) D rh (1 –5%) = Gđ (CC tC – Cđ tđ) + 0,05 D rh (1 –5%) 0,9025 D rh = Gđ (CC tC – Cđ tđ) Lượng đốt cần dùng: D = , kg/s D = , kg/s Trong Cnt: Nhiệt dung riêng trung bình dung dịch, J/kg.độ Cnt = 4178 (J/kg.độ) rh: Ẩn nhiệt ngưng tụ đốt, J/kg rh = 2252,53 103 J/kg (tra bảng I.251/314 [1]) D = = 517,74 (kg/h) = 0,14 (kg/s) 32 Tính hệ số truyền nhiệt 2.1 Tính nhiệt tải trung bình: Giả thiết q trình liên tục ổn định Hệ số cấp nhiệt phía ngưng tụ ’ = 2,04 A’ , W/m2.độ (V.101/28 [2]) Trong đó: ’ – hệ số cấp nhiệt phía ngưng; W/(m2.K) ∆t1’ = tD – tV1’: hiệu số nhiệt độ ngưng tụ thành thiết bị, 0C r’: Ẩn nhiệt ngưng tụ bão hòa, J/kg (tra bảng I.250/ 312 [1]) H: Chiều cao ống truyền nhiệt, chọn H = 2m A’: Phụ thuộc nhiệt độ màng nước ngưng tm Với tD, tV1’: Nhiệt độ đốt nhiệt độ bề mặt ống đốt phía ngưng tụ, 0C A’: Tra Sổ tay Q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất tập 2, trang 29 Chọn ∆t1’ = 2,20C tV1’ = tD - ∆t1’ = 105 – 2,2 = 103,90C = 103,90C A’ = 180,76 (tra bảng trang 29 [2]) tD = 1050C r’ = 2248000 kJ/kg (tra bảng I.250/ 312 [1]) ’ = 2,04 180,76 = 9858,4 (W/m2.độ) Nhiệt tải riêng đốt cấp cho thành thiết bị: q1’ = 1’ ∆t1’, W/m2 q1’ = 9858,4 2,2 = 21688,48 W/m2 Nhiệt tải riêng thành thiết bị: Theo Bài tập Ví dụ tập 10, trang 104: Trong đó: tv: chênh lệch nhiệt độ tường, 0C q1: Nhiệt tải riêng phía ngưng, W/m2 ∑rv : Tổng trở vách, m2.độ/W Với: rC1: nhiệt trở trung bình nước (có lẫn dầu nhờn), m2.độ/W rC2: nhiệt trở trung bình lớp cặn bẩn, m2.độ/W δ: bề dày ống, m λ : hệ số dẫn nhiệt vật liệu làm ống đốt, W/m.độ Giả sử ống làm thép không gỉ X18H10T λ = 16,3 W/(m.K) (tra bảng XII.7/313 [2]) Giả sử bề dày thành ống = 2,0 mm Ta có: rC1 = 0,232.10-3 m2.độ/W (tra bảng V.1/4 [2]) rC2 = 0,387.10-3 m2.độ/W (tra bảng V.1/4 [2]) = 102,7 - 0,742 10-3 22420,94 = 86,060C t2’ = ’ – ttb” = 86,06 – 46,875 = 39,20C Hệ số cấp nhiệt phía dung dịch Có: Re = (V.36/13 [2]) Với : độ nhớt động lực nước, N.s/m : Vận tốc dòng chảy, m/s d: Đường kính ống truyền nhiệt, m d = 0,034 mm : khối lượng riêng nước, kg/m3 Chọn = 0,01 m/s ttb” = 46,8750C = 989,45 kg/m3 (tra bảng I.5/11 [1]) = 0,58 10-3 N.s/m2 (tra bảng I.102/94 [1]) Re = = 580,022 Re < 2300 nên tính theo cơng thức: Cấp nhiệt dòng chảy cưỡng theo chế độ chảy dòng: Nu = 0,15 Re0,33 Pr0,43 Gr0,1 (V.45/17 [2]) Trong Prt: Chuẩn số Prandlt tính theo nhiệt độ thành tiếp xúc với lưu chất Nu = ’= = Re = ; Pr = ; Gr = Với : Hệ số dẫn nhiệt chất lỏng (W/m.độ) (tra bảng I.249/310) : độ nhớt động lực nước, N.s/m (tra bảng I.102/94 [1]) : Vận tốc dòng chảy, m/s d: Đường kính ống truyền nhiệt, m d=0,034 : khối lượng riêng nước, kg/m3 (tra bảng I.5/11 [1]) : Hệ số dãn nở thể tích, l/độ (tra bảng I.235/285) : Hệ số hiệu chỉnh C: Nhiệt dung riêng dung dịch, J/kg.độ (tra bảng I.249/310 [1]) g: gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2 Bảng 24: Chuẩn số Prandlt tính theo nhiệt độ thành tiếp xúc với lưu chất ttb” = 46,875 C 86,060C (kg/m3) 989,45 967,94 C (J/kg.độ) 4178 4216,78 (N.s/m2) 0,58 10-3 0,33 10-3 (W/m2.độ) 0,64 0,68 Pr 3,79 2,05 Pr tính theo nhiệt độ mặt tường tiếp xúc với dòng , chuẩn số khác tính theo nhiệt độ trung bình ttb” Ống đặt thẳng đứng, vách đặt thẳng đứng kích thước hình học chiều cao (l =H) = (V.2/15 [2]) ttb” = 46,8750C = 43,8125 10-5 (0C-1) (tra bảng I.235/285 [1]) Gr = Gr = = 3,32 1010 Nu = 0,15 Re0,33 Pr0,43 Gr0,1 Nu = 0,15 580,0220,33 3,790,43 (3,32 1010)0,1 = 28,55 ’= ’ = = 537,41 W/m2.độ Nhiệt tải riêng phía dung dịch sơi: q2’ = 2’ ∆t2’, W/m2 q2’ = 537,41 39,2 = 21066,472 W/m2 Kiểm tra sai số: ∆q’ = = = 2,87 % < 5% Nhiệt tải trung bình: qtb’ = = = 21377,476 W/m2 2.2 Hệ số truyền nhiệt: K = = = 322,92 W/m2.độ 33 Bề mặt truyền nhiệt: F = = = = 12,61 m2 Trong đó: : Hệ số hiệu chỉnh : Độ ẩm đốt, = 5% D: Lượng đốt sử dụng, kg/s rh: Ẩn nhiệt ngưng tụ đốt, J/kg K: Hệ số truyền nhiệt, W/m2.độ ttb: Hiệu số nhiệt độ trung bình Chọn bề mặt truyền nhiệt là: F = 13 m2 34 Số ống truyền nhiệt: n = = = 60,85 ống Trong đó: d: Đường kính ngồi ống truyền nhiệt, m H: Chiều cao ống truyền nhiệt: 2m Chọn theo bảng V.II/48 [2] có 61 ống 35 Đường kính thiết bị gia nhiệt: Đường kính thiết bị gia nhiệt tính theo cơng thức sau: Dt = t (b-1) + 4dn, m (III-29/122 [5]) Trong đó: dn: Đường kính ngồi ống truyền nhiệt dn = 0,038 m t: Bước ống, m t = 1,4 dn = 1.4 0,038 = 0.0532 mm b: Số ống đường chéo hình lục giác đều, ống b = = = ống Dt = 0,0532 (9 - 1) + 0,038 = 0,578 m Chọn đường kính chuẩn cho thiết bị gia nhiệt là: Dt = 600 (mm) XVII TÍNH BỒN CAO VỊ Để ổn định lưu lượng q trình đặc, bồn cao vị đặt độ cao cho thắng trở lực đường ống để dung dich tự chảy vào nồi Phương trình Bernoulli cho mặt cắt 1-1 (mặt thoáng bồn cao vị) mặt cắt 2-2 (mặt thoáng chất lỏng buồng bốc) Z1 + + = Z2 + + + h1-2 Z1 = Z2 + Trong đó: v1 = v2 = (m/s) : áp suất khí lúc hút, P1 = at : Áp suất bên buồng bốc nồi 1, P2 = 0,5891 at : Khối lượng riêng dung dịch nhập liệu xđ = 7%, kg/m3 = 1027,7 kg/m3 (tra bảng I.86/58 [1]) : Độ nhớt dung dịch 300C, N.s/m2  = 1,504 10-3 N.s/m2 (I.101/91 [5]) h1-2: Tổng tổn thất áp suất, m Z1: Chiều cao từ bồn cao vị xuống đất, m Z2: Chiều cao từ mặt thoáng dung dịch nồi cô đặc đến mặt đất, m Z2 =z’ + Hđ + Hbđ + Hgc + Hc= + 0,715 + + 0,04 + 0,3 = (m) Với : z’= 1(m) : khoảng cách từ phần nối ống tháo liệu đáy nón đến mặt đất Hđ = 0,675 + 0,04= 0,715 (m): chiều cao đáy nón Hbđ = 2(m): chiều cao buồng đốt Hgc =0,04 (m): chiều cao gờ nón cụt Hc = 0,3 (m): chiều cao phần hình nón cụt Đường kính ống nhập liệu vào nồi : d = 720 mm Vận tốc dòng chảy ống: V = , m/s Với Q = = = 10-3 m3/s Trong Gđ: Lượng dung dịch đầu, kg/h : Khối lượng riêng dung dịch nhập liệu xđ = 7%, kg/m3 V = = 0,49 m/s Chuẩn số Reynolds: Re == = 24107 > 4000 (chế độ chảy rối) Chọn ống thép CT.3 nên độ nhám  = 0,2 mm (Trang 381, STQTTB Tập I) Regh tính theo cơng thức II.60, trang 378 [I]: Regh=6=6= 5007 Ren = 220 = 220 = 121039 Regh< Re< Ren (khu vực độ) Hệ số ma sát λ tính theo cơng thức II.64, trang 380 [I] λ = 0,1(0,25 = 0,1(0,25 = 0,03 Các hệ số trở lực cục bộ: Bảng 25 Các hệ số trở lực cục Yếu tố gây trở lực cục Ký hiệu Đầu vào Đầu Khuỷu 90o Van cửa ξ vào ξ ξ khuỷu 90 ξ van Hệ số trở lực cục 0,5 1,2 0,5 Số lượng 1 8,5 Chọn chiều dài đường ống từ bồn cao vị đến cửa nhập liệu nồi 1: L = 20 m Tổng tổn thất đường ống h1-2 = Chiều cao từ cửa nhập liệu nồi đến mặt thoáng bồn cao vị: Z1 = + = 0,29 m Dung dịch cà chua 7% tự chảy từ bồn cao vị vào buồng bốc nồi đặc có độ cao từ 290 mm trở lên XVIII BƠM Bơm chân không Công suất bơm chân khơng là: Trong đó: : hệ số hiệu chỉnh m : số đa biến có giá trị từ 1,2 đến 1,62 Chọn m=1,62 : áp suất khí lúc hút, at : áp suất khí quyển, N/m2 = 1(at) = 9,81104 (N/m2) Vkk: thể tích khí khơng ngưng, khơng khí hút khỏi thiết bị, m3/s Vkk = 0,086, m3/s : áp suất khơng khí thiết bị ngưng tụ, N/m2 P1 = Pnt = 0,1605 – 0,061 = 0,0995 (N/m2) Trong đó: Pnt: áp suất chung hỗn hợp khí thiết bị ngưng tụ (N/m2), Pnt = 0,1605 at Ph: áp suất riêng phần nước hỗn hợp (N/m 2) (lấy áp suất bão hòa nhiệt độ khơng khí tkk) Ph = 0,061 at (tra bảng I.250/312 [1]) = 15745,05 - 5984,1 = 9760,95 (N/m2) 36 Bơm nước vào thiết bị ngưng tụ Công suất bơm chân khơng là: N = (kW) Trong đó: H: cột áp bơm ( m) : hiệu suất bơm , chọn  = 0.75 : khối lượng riêng nước 300C ,  = 996 kg/m3 Q : lưu lượng nước lạnh tưới vào Baromet: Gn= 25,17 kg/s Q = = = 0,025 m3/s Trong Gn: Lượng dung dịch đầu, kg/h : Khối lượng riêng nước 300C, kg/m3 = 996 kg/m3 Phương trình bernoulli cho hai mặt cắt –1 (mặt thoáng bể nước) –2 (mặt thoáng thiết bị baromet ) Z1 + + = Z2 + + + h1-2 Với : v1 = v2 = m/s : áp suất khí lúc hút, P1 = at : Áp suất thiết bị ngưng tụ, P2 = 0,1605 at : Độ nhớt nước 300C  = 0,804 10-3 N.s/m2 (Tra bảng I.102/94 [1]) Chiều cao từ mặt thoáng bể nước xuống đất : Z1 = m Chiều cao từ mặt thoáng thiết bị baromet xuống đất Z2 = 10 m Chọn dhút = dđẩy = đường kính cửa vào thiết bị nước d = 200 mm Vận tốc dòng chảy ống: V = , m/s V = = 0,8 m/s Chuẩn số Reynolds: Re == = 198208 > 4000 (chế độ chảy rối) Chọn ống thép CT.3 nên độ nhám  = 0,2 mm (Trang 381, STQTTB Tập I) Regh tính theo cơng thức II.60, trang 378 [I]: Regh=6=6= 16096 Ren = 220 = 220 = 590193 Regh< Re< Ren (khu vực độ) Hệ số ma sát λ tính theo cơng thức II.64, trang 380 [I] λ = 0,1(0,25 = 0,1(0,25 = 0,02 Các hệ số trở lực cục bộ:  = vào + 2.khuỷu 90 + van + ra = 0,5 + 1,2 + 0,5 + = 4,9 Chiều dài ống từ bể nước đến thiết bị baromet : l = 15 m Tổng tổn thất đường ống h1-2 = Cột áp bơm: H = z1 - z2 + Công suất bơm: N = = 0,33 (KW) 37 Bơm nhập liệu Bơm dung dich tới bể chưa lên bồn cao vị Cơng suất bơm: N = (Kw) Trong đó: H: cột áp bơm (m)  = 0,75: hiệu suất bơm g: gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2 : Khối lượng riêng dung dịch nhập liệu xđ = 7%, kg/m3 = 1048,31 kg/m3 (tra bảng I.86/58 [1]) Q = = = 10-3 m3/s Phương trình Bernoulli cho hai mặt cắt 1-1 2-2: Z1 + + = Z2 + + + h1-2 Với : v1 = v2 = m/s P1 = P2 = at : Độ nhớt dung dịch x = 7%, N.s/m2  = 1,504 10-3 N.s/m2 (I.101/91 [5]) Chiều cao từ mặt thoáng bể chứa nguyên liệu xuống đất : Z1 = m Chiều cao từ mặt thoáng bồn cao vị xuống đất Z2 = 11 m Chọn dhút = dđẩy = đường kính ống nhập liệu d = 100 mm Vận tốc dòng chảy ống: V = , m/s V = = 0,25 m/s Chuẩn số Reynolds: Re == = 17425 > 4000 (chế độ chảy rối) Chọn ống thép CT.3 nên độ nhám  = 0,2 mm (Trang 381, STQTTB Tập I) Regh tính theo cơng thức II.60, trang 378 [I]: Regh=6=6= 7289 Ren = 220 = 220 = 267276 Regh< Re< Ren (khu vực độ) Hệ số ma sát λ tính theo cơng thức II.64, trang 380 [I] λ = 0,1(0,25 = 0,1(0,25 = 0,03 Các hệ số trở lực cục bộ:  = vào + 2.khuỷu 90 + van + ra = 0,5 + 1,2 + 0,5 + = 4,9 Chiều dài ống từ bể nước đến thiết bị baromet : l = 15 m Tổng tổn thất đường ống h1-2 = Cột áp bơm: H = z1 - z2 + Công suất bơm: N = = 0,055 (KW) 38 Bơm tháo liệu (ở nồi 2): Bơm dung dich tới bể chưa lên bồn cao vị Cơng suất bơm: N = (Kw) Trong đó: H: cột áp bơm (m)  = 0,75: hiệu suất bơm g: gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2 : Khối lượng riêng dung dịch tháo liệu xđ = 55%, kg/m3 = 1259,76 kg/m3 (tra bảng I.86/58 [1]) Q = = = 2,1 10-4 m3/s Phương trình Bernoulli cho hai mặt cắt 1-1 2-2: Z1 + + = Z2 + + + h1-2 Với : v1 = v v2 = m/s P1 = 0,52 + 0,232 9,81 = 0,53 at : Áp suất buồng bốc : Áp suất bên buồng đốt P2 = at : Độ nhớt dung dịch x = 55%, N.s/m2  = 4,7 10-3 N.s/m2 (I.101/91 [5]) Chiều cao từ mặt thoáng bể chứa nguyên liệu xuống đất : Z1 = 0,5 m Chiều cao từ mặt thoáng bồn cao vị xuống đất Z2 = m Chọn dhút = dđẩy = đường kính ống nhập liệu d = 50 mm Vận tốc dòng chảy ống: v = = = 0,12 m/s Chuẩn số Reynolds: Re == = 1608 Hệ số ma sát λ tính theo cơng thức II.64, trang 380 [I]  = = = 0.04 Các hệ số trở lực cục bộ:  = vào + 3.khuỷu 90 + van + ra = 0,5 + 1,2 + 0,5 + = 6,1 Chiều dài ống từ bể nước đến thiết bị baromet : l = 10 m Tổng tổn thất đường ống h1-2 = Cột áp bơm: H = z1 - z2 + = (2 – 0,5) + Công suất bơm: N = = 0,007 (KW) XIX BỀ DÀY LỚP CÁCH NHIỆT (Theo trang 41, STQTTB Tập ) Bề dày lớp cách nhiệt buồng đốt nồi I: = Đường kính ngồi buồng đốt: d2 =1472,5 mm Chọn lớp cách nhiệt amiang, hệ số cấp nhiệt  = 0,151 W/m.K Nhiệt độ thành buồng đốt, tt2 = 137.9 0CoC Diện tích buồng đốt: S = .d2.H = 3.14*1,472 *2 = 9,3 m2 Nhiệt tổn thất: q1 = 449 W/m (Bảng V.7 trang 41 STQTTB Tập 2) Để thuận tiện chế tạo chọn chiều dày lớp cách nhiệt cho buồng bốc nồi I nồi II 46 mm TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nhiều tác giả, “Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất tập I”, NXB Khoa học Kỹ thuật, 10/2005, 632 tr [2] Nhiều tác giả, “Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất tập II”, NXB Khoa học Kỹ thuật, 10/2005, 448 tr [3] Phạm Văn Bơn, Nguyễn Đình Thọ, “Q trình thiết bị Cơng nghệ Hố học & Thực phẩm, tập 5, Quá trình thiết bị truyền nhiệt, Quyển 1: Truyền nhiệt ổn định”, NXB ĐHQG TPHCM, 2006 [4] Nguyễn Văn May, “Thiết bị truyền nhiệt chuyển khối”, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2006 [5] Phạm Văn Thơm, “Sổ tay thiết kế thiết bị hóa chất chế biến thực phẩm đa dụng”, Bộ Giáo dục Đào tạo, 1992, 275 tr [6] Nhiều tác giả, “Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất tập 10 - Ví dụ tập”, Trường đại học Bách Khoa TP.HCM, 468 tr [7] Hồ Lê Viên, “Tính tốn, Thiết kế chi tiết thiết bị hóa chất dầu khí”, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2006 ... Lạt, Lâm Đồng Một số giống cà chua chất lượng xuất thị trường giới – Thời vụ :một năm trồng vụ cà chua: + Vụ sớm, gieo hạt vào cuối tháng đầu tháng 8; + Vụ gieo cuối tháng đến đầu tháng 10 +... 2005180257 Đồ án Kỹ thuật thực phẩm – Trường ĐHCNTP – Khoa Công nghệ thực phẩm GVHD: Phan Thế Duy MỤC LỤC HÌNH ẢNH Trang Hình 1: Sơ đồ hệ thống đặc nồi xuôi chiều 12 Hình 2: Sơ đồ quy trình... trình bảo ơn Trong thời gian bảo ơn, thành phần đồ hộp tiếp tục ổn định mặt phẩm chất phát đồ hộp hỏng Thời gian ổn định đồ hộp tối thiểu 15 ngày Đồ hộp không xuất xưởng trước thời gian CHƯƠNG