Thiết kế hệ thống chưng cất mâm chóp hệ ethanol – nước với suất nhập liệu 2000 L/h, nồng độ nhập liệu độ cồn, nồng độ sản phẩm đỉnh 90 độ cồn

rong công ngày đổi phát triển Ta ngày tiến sâu vào q trình cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước khơng ngừng Áp dụng thành tựu khoa học, kỹ thuật mới, tiên tiến Trên giới, ngành công nghiệp phát triển đổi không ngừng nhằm phục vụ cho nhu cầu người Mỗi ngành có thành tựu to lớn người ghi nhận cách khách quan Cùng với phát triển đó, đất nước ta ln ln học hỏi, tìm tịi cải tiến để áp dụng ngành công nghiệp nước nhà Mỗi ngành cơng nghiệp có đóng góp to lớn ngành cơng nghiệp hóa học, sinh học, khí, kỹ thuật… Trong đó, ngành cơng nghiệp thực phẩm ngành có đóng góp vơ to lớn nước ta nói riêng giới nói chung Hiện nay, nhiều ngành sản xuất hóa học sử dụng sản phẩm hóa học, nhu cầu sử dụng nguyên liệu sản phẩm hóa học có độ tinh khiết cao phải phù hợp với quy trình sản xuất nhu cầu sử dụng Ngày nay, có nhiều phương pháp để nâng cao độ tinh khiết sản phẩm như: trích ly, chưng cất, đặc, hấp thu… Tùy theo đặc tính yêu cầu sản phẩm mà ta lựa chọn phương pháp phù hợp Đối với hệ ethanol – nước cấu tử tan hoàn toàn vào có chênh lệch nhiệt độ sơi (ethanol có nhiệt độ sôi nhỏ nước), ta nên dùng phương pháp chưng cất để thu rượu tinh khiết cách triệt để Đồ án mơn học Q trình thiết bị môn học quan trọng Môn học tổng hợp hầu hết kiến thức mà sinh viên ngành Cơng nghệ hóa – Thực phẩm phải có từ truyền nhiệt, kỹ thuật, truyền khối đến trình học, sở thiết kế máy móc,… giúp sinh viên có đầy đủ kiến thức kinh nghiệm để thiết kế thiết bị hóa học hồn chỉnh, đáp ứng đầy đủ u cầu trình phản ứng, chất lượng sản phẩm, tuổi thọ cao, giá thành phù hợp, an toàn với người môi trường phục vụ tốt yêu cầu xã hội người Nhiệm vụ nhóm: Thiết kế hệ thống chưng cất mâm chóp hệ ethanol – nước với suất nhập liệu 2000 L/h, nồng độ nhập liệu độ cồn, nồng độ sản phẩm đỉnh 90 độ cồn, nhập liệu trạng thái lỏng sôi trao đổi nhiệt với sản phẩm đáy

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM  BÁO CÁO ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM Đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHƯNG CẤT MÂM CHÓP HỆ ETANOL – NƯỚC NĂNG SUẤT NHẬP LIỆU 2000 L/H SVTH (Nhóm 8): Trần Đăng Quân 2005160188 Nguyễn Thị Bích Nhi 2005160155 Lớp: 07DHTP2 Giảng viên hướng dẫn: Thầy Trần Chí Hải TP HCM – 12/2019 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM  BÁO CÁO ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM Đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHƯNG CẤT MÂM CHÓP HỆ ETANOL – NƯỚC NĂNG SUẤT NHẬP LIỆU 2000 L/H SVTH (Nhóm 8): Trần Đăng Quân 2005160188 Nguyễn Thị Bích Nhi 2005160155 Lớp: 07DHTP2 Giảng viên hướng dẫn: Thầy Trần Chí Hải TP HCM – 12/2019 LỜI MỞ ĐẦU Trong công ngày đổi phát triển Ta ngày tiến sâu vào q trình cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước khơng ngừng Áp dụng thành tựu khoa học, kỹ thuật mới, tiên tiến Trên giới, ngành công nghiệp phát triển đổi không ngừng nhằm phục vụ cho nhu cầu người Mỗi ngành có thành tựu to lớn người ghi nhận cách khách quan Cùng với phát triển đó, đất nước ta ln ln học hỏi, tìm tịi cải tiến để áp dụng ngành công nghiệp nước nhà Mỗi ngành cơng nghiệp có đóng góp to lớn ngành cơng nghiệp hóa học, sinh học, khí, kỹ thuật… Trong đó, ngành cơng nghiệp thực phẩm ngành có đóng góp vơ to lớn nước ta nói riêng giới nói chung Hiện nay, nhiều ngành sản xuất hóa học sử dụng sản phẩm hóa học, nhu cầu sử dụng nguyên liệu sản phẩm hóa học có độ tinh khiết cao phải phù hợp với quy trình sản xuất nhu cầu sử dụng Ngày nay, có nhiều phương pháp để nâng cao độ tinh khiết sản phẩm như: trích ly, chưng cất, đặc, hấp thu… Tùy theo đặc tính yêu cầu sản phẩm mà ta lựa chọn phương pháp phù hợp Đối với hệ ethanol – nước cấu tử tan hoàn toàn vào có chênh lệch nhiệt độ sơi (ethanol có nhiệt độ sôi nhỏ nước), ta nên dùng phương pháp chưng cất để thu rượu tinh khiết cách triệt để Đồ án mơn học Q trình thiết bị môn học quan trọng Môn học tổng hợp hầu hết kiến thức mà sinh viên ngành Cơng nghệ hóa – Thực phẩm phải có từ truyền nhiệt, kỹ thuật, truyền khối đến trình học, sở thiết kế máy móc,… giúp sinh viên có đầy đủ kiến thức kinh nghiệm để thiết kế thiết bị hóa học hồn chỉnh, đáp ứng đầy đủ u cầu trình phản ứng, chất lượng sản phẩm, tuổi thọ cao, giá thành phù hợp, an toàn với người môi trường phục vụ tốt yêu cầu xã hội người Nhiệm vụ nhóm: Thiết kế hệ thống chưng cất mâm chóp hệ ethanol – nước với suất nhập liệu 2000 L/h, nồng độ nhập liệu độ cồn, nồng độ sản phẩm đỉnh 90 độ cồn, nhập liệu trạng thái lỏng sôi trao đổi nhiệt với sản phẩm đáy Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Chí Hải hướng dẫn giúp đỡ chúng em suốt trình xây dựng đồ án Trong q trình hồn thành đồ án khơng tránh khỏi sai sót, mong q thầy góp ý dẫn thêm Chúng em xin chân thành cảm ơn! NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nhận xét: Điểm đánh giá: TP HCM, ngày tháng GV ký tên năm 2019 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Nhận xét: Điểm đánh giá: TP HCM, ngày tháng GV ký tên năm 2019 MỤC LỤC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Lý thuyết chưng cất .1 1.1.1 Khái niệm .1 1.1.2 Phương pháp chưng cất 1.1.3 Thiết bị chưng cất 1.2 Giới thiệu .4 1.2.1 Hệ thống chưng cất mâm chóp .4 1.2.2 Nguyên liệu CHƯƠNG II: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 10 2.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ chưng cất hệ Ethanol – Nước 10 2.2 Thuyết minh quy trình cơng nghệ 11 CHƯƠNG III: CÂN BẰNG VẬT CHẤT 12 3.1 Các thông số ban đầu 12 3.2 Xác định suất lượng sản phẩm đỉnh đáy 12 3.3 Xác định số hoàn lưu làm việc 14 3.3.1 Chỉ số hoàn lưu tối thiểu .14 3.3.2 Chỉ số hoàn lưu làm việc 15 3.4 Phương trình đường làm việc – số mâm lý thuyết 15 3.4.1 Phương trình đường làm việc .15 3.4.2 Xác định số mâm lý thuyết 16 3.5 Xác định số mâm thực tế 16 CHƯƠNG IV: CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG 20 4.1 Cân nhiệt lượng thiết bị đun nóng hỗn hợp ban đầu .20 4.2 Cân nhiệt cho toàn tháp 22 4.3 Cân nhiệt lượng thiết bị ngưng tụ 24 4.4 Cân nhiệt lượng thiết bị làm nguội sản phẩm đỉnh 26 4.5 Thiết bị trao đổi nhiệt nhập liệu sản phẩm đáy 27 4.6 Thiết bị gia nhiệt nhập liệu .28 CHƯƠNG V: TÍNH TỐN THIẾT BỊ CHÍNH 29 5.1 Tính đường kính tháp (Dt) .29 5.1.1 Đường kính đoạn cất 29 5.1.2 Đường kính đoạn chưng .32 i 5.2 Tính chiều cao tháp 36 5.3 Tính tốn chóp - ống chảy chuyền 36 5.3.1 Tính tốn chóp 36 5.3.1.1 Tính cho phần cất 38 5.3.1.2 Tính cho phần chưng 39 5.3.2 Tính tốn ống chảy chuyền 40 5.4 Tính trở lực tháp .48 5.4.1 Tính trở lực phần cất .48 5.4.1.1 Trở lực đĩa khô ∆ P k 48 5.4.1.2 Trở lực sức căng bề mặt 49 5.4.1.3 Trở lực lớp chất lỏng đĩa (trở lực thủy tĩnh ∆ P t) .49 5.4.2 Tính trở lực phần chưng .51 5.4.2.1 Trở lực đĩa khô ∆ P k 51 5.4.2.2 Trở lực sức căng bề mặt 51 5.4.2.3 Trở lực lớp chất lỏng đĩa (trở lực thủy tĩnh ∆ P t) .52 5.4.3 Tổng trở lực tháp 54 CHƯƠNG VI: TÍNH TỐN CƠ KHÍ 55 6.1 Tính bề dày thân trụ tháp 55 6.2 Tính, chọn bề dày đáy nắp thiết bị .58 6.3 Chọn bích vịng đệm 60 6.4 Chân đỡ tai treo thiết bị 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO .68 DANH MỤC HÌNH ẢNH ii Hình 1.1 CTCT Ethanol .4 Hình 1.2 Giản đồ x-y (% mol) hệ Etanol – Nước Hình 3.1 Giản đồ số mâm lý thuyết 16 Hình 6.1 CTCT Ethanol .58 Hình 6.2 Bích liền khơng cổ (kiểu I) 61 Hình 6.3 Chân đỡ tháp 65 Hình 6.4 Tai treo thiết bị 66 DANH MỤC BẢNG BIỂU iii Bảng 6.1 Bích liền thép để nối thiết bị .61 Bảng 6.2 Kích thước chiều dài đoạn ống nối 63 Bảng 6.3 Kích thước bề mặt đệm bít kín 63 Bảng 6.4 Thông số chân tháp 65 Bảng 6.5 Thông số tai treo thiết bị 66 iv Đồ án kỹ thuật thực phẩm  ΔPt = 473,445.9,81.( 0,06609−0,01 ) = 130,255 (N/m2) Tổng trở lực qua đĩa: ΔPđ chưng = ΔPk + ΔPs + ΔPt = 43,032 + 6,667 + 130,255 = 179,954 (N/m2) Tổng trở lực phần chưng: ΔPchưng = Ntt chưng ΔPđ chưng = 13.179,954 = 2339,402 (N/m2) 5.4.3 Tổng trở lực tháp Tổng trở lực tháp ΔP: ΔP = ΔPcất + ΔPchưng = 1766,28 + 2339,402 = 4105,682 (N/m2) = 0,042 (at) Kiểm tra lại khoảng cách mâm h = 0,25 (m) đảm bảo điều kiện hoạt động bình thường tháp: h > 1,8 ΔPđ chưng ρx g Vì ΔPđ cất < ΔPđ chưng nên ta lấy ΔPđ chưng để kiểm tra: 1,8 179,954 = 0,0349 (m) < 0,25 (m) (thỏa) 946,89.9,81 Vậy chọn h = 0,25 (m) hợp lý GVHD: Trần Chí Hải 53 Đồ án kỹ thuật thực phẩm CHƯƠNG VI: TÍNH TỐN CƠ KHÍ 6.1 Tính bề dày thân trụ tháp Vì tháp chưng cất hoạt động áp suất thường nên ta thiết kế thân hình trụ phương pháp hàn giáp mối (hàn dọc, phương pháp hồ quang), kiểu hàn giáp mối bên có lót khắp chu vi làm việc với áp suất Thân tháp ghép với mối ghép bích Thân khơng có lỗ, thiết bị thuộc nhóm loại II Để đảm bảo chất lượng sản phẩm khả ăn mòn etylic thiết bị, ta chọn vật liệu chế tạo thân tháp thép không gỉ mã X18H10T Tốc độ ăn mòn thép ≤ 0,1 mm/năm Dựa vào bảng XII.4 bảng XII.7 trang 310 313, [2] (Tính chất vật lý kim loại đen hợp kim chúng), thông số đặc trưng X18H10T (với chiều dày thép ÷ 25 mm): + Giới hạn bền kéo: k = 550.106 (N/m2) + Giới hạn bền chảy: ch = 220.106 (N/m2) + Hệ số dãn kéo nhiệt độ 20-100oC 16,6.10-6 (1/oC) + Khối lượng riêng ρ = 7,9.103 ( kg/m3) Tra bảng XIII.3 trang 356, [2] ta được: + Hệ số an toàn bền kéo: nk = 2,6 GVHD: Trần Chí Hải 54 Đồ án kỹ thuật thực phẩm + Hệ số an toàn bền chảy: nch = 1,5 Ðiều kiện làm việc tháp chưng cất: + Áp suất bên tháp (tính đáy tháp => P h = 0) với môi trường làm việc lỏng - khí: P = Ph + PL + ∆ P + Áp suất thủy tĩnh cột chất lỏng: PL = ρ L.g.H (XIII.10, trang 360, [2]) H = 6,7 (m) ρ L = ´ρ xtb (kg/m3) P L= ρL × g × H = ' ρ'xtb + ρ'xtb 810,68+946,89 N N ×g×H= × 9,81× 6,7=57759,9017 =0,0578( ) 2 m mm2 ( ) Tổng trở lực tháp: P = 8664 (N/m2) P=P L + ∆ P=57759,9017+8664=66423,9017 N N =0,0664( ) m mm2 ( ) Ta có Dt = 400mm => Theo bảng XIII.8 trang 362, [2] hệ số bền mối hàn φ h = 0,9 Theo bảng XIII.2 trang 356, thiết bị khơng đốt nóng trực tiếp thuộc loại II  Hệ số hiệu chỉnh: η=1,0 Ứng suất cho phép: [ σ k ]= [ σ k ]= δk 550× 106 N η= × 1=211,5385 ×10 ( ) (XIII.1, trang 355, [2]) nk 2,6 m δ ch 220 ×106 N η= ×1=146,6667 ×10 ( ) (XIII.2, trang 355, [2]) nch 1,5 m Theo bảng XIII.4, trang 357, [2] => chọn giá trị bé => [ σ ]=146,6667 × 10 GVHD: Trần Chí Hải ( mN )=146,6667( mmN ) 2 55 Đồ án kỹ thuật thực phẩm Xét tỷ số: [σ ] 146,6667 φ= × 0,9=1987,952≥ 50 P h 0,0664  Do bỏ qua đại lượng P mẫu số Bề dày tháp tính theo cơng thức: S= P × Dt 0,0664 × 400 +C= +C=0,1006+C 2[σ ]φ h 2× 146,6667 ×0,9 Trong đó: C hệ số bổ sung bề dày C=C 1+C +C3 (XIII.17, trang 363 [2]) Với: + C1: hệ số bổ sung ăn mòn, xuất phát từ điều kiện ăn mịn vật liệu mơi trường thời gian làm việc thiết bị Chọn tốc độ ăn mòn 0,1 mm/năm, thiết bị hoạt động 20 năm => C1 = mm + C2: hệ số bổ sung bào mòn học => C2 = + C3: hệ số bổ sung dung sai chiều dày phụ thuộc vào chiều dày vật liệu cho bảng XIII.9 => C3 = 0,4 mm Khi đó: C=2+0+ 0,4=2,4 mm  S=0,1006+2,4=2,5006 mm => lấy S = mm Vì P=0,0664 N Theo bảng XIII.5, trang 358 [2], ta có: mm2 ( ) pth =( p+0,1 ) ×106 =( 0,0664+0,1 ) ×106 =0,1664 ×10 ( mN )=0,1664( mmN ) 2 Áp suất thử tính tốn p0 xác định theo cơng thức: (XIII.27, trang 366, [2]) p0= p th + p L=0,1664+0,0578=0,2242( GVHD: Trần Chí Hải N ) mm2 56 Đồ án kỹ thuật thực phẩm Kiểm tra ứng suất theo áp suất thử công thức: (XIII.26, trang 365, [2]) σ= [ D t + ( S−C ) ] p [ 400+ ( 4−2,4 ) ] × 0,2242 ( S−C ) φ ¿ 31,2634( = ( 4−2,4 ) × 0,9 σc N N )≤ =122,2223( ) 1,2 mm mm2 Kiểm tra bề dày thân: S−C a 4−2 = =0,005 P=0,0664 → D t +( S−C a) 400+(4−2) mm ( ) Vậy bề dày thực tháp S = (mm) 6.2 Tính, chọn bề dày đáy nắp thiết bị Chọn đáy nắp có dạng ellipise tiêu chuẩn, có gờ thép X18H10T Bề dày đáy nắp Dt h ht Hình 6.4 CTCT Ethanol Ta có Dt = 400 mm, theo bảng XIII.10, trang 382, [2]: ht = 100 mm Diện tích bề mặt trong: Sđáy = 0,2 m2 Chọn chiều cao gờ: hgờ = 25 mm GVHD: Trần Chí Hải 57 Đồ án kỹ thuật thực phẩm Chiều dày S xác định theo công thức sau: S= Dt × P 3,8 [ σ ] ×k × φh−P × Dt +C ht Trong đó: + ht: chiều cao phần lồi đáy (m) + φ h: hệ số bền mối hàn hướng tâm + k: hệ số khơng thứ ngun Chọn đường kính lớn lỗ nắp không tăng cứng d = 0,15 m k =1− d 0,15 =1− =0,625 Dt 0,4 Xét tỷ số: [σ ] 146,6667 ×k × φh= × 0,625 ×0,9=1242,4702≥ 30 P 0,0664  Bỏ qua đại lượng p mẫu số S= Dt × P 3,8 [ σ ] ×k × φh × Dt 400 ×0,0664 400 +C= × +C=0,169+C ht 3,8× 146,6667× 0,625 ×0,9 2×100 Có tăng thêm đáy, nắp dập tùy theo chiều dày: S−C=0,169 C1 = mm + C2: hệ số bổ sung bào mòn học => C2 = + C3: hệ số bổ sung dung sai chiều dày phụ thuộc vào chiều dày vật liệu cho bảng XIII.9 => C3 = 0,4 mm C=2+0+ 0,4+2=4,4  S=0,169+4,4=4,569 mm Chọn bề dày nắp đáy thiết bị mm Kiểm tra ứng suất thành áp suất thử thủy lực theo công thức: (XIII.49, trang 386, [2]) D 2t + 2h t ( S−C ) ] p0 [ 4002 +2 ×100 ( 6−4,4 ) ] 0,2242 [ σ= = 7,6 k φ h h t ( S−C ) ¿ 52,5493 7,6 ×0,625 ×0,9 × 100× ( 6−4,4 ) σ N N ≤ c =122,2223 → hợp lý 1,2 mm mm2 ( ) ( ) Vậy bề dày đáy nắp thiết bị mm 6.3 Chọn bích vịng đệm Mặt bích phận quan trọng dùng để nối phần thiết bị nối phận khác thiết bị Các loại mặt bích thường sử dụng: - Bích liền: phận nối liền với thiết bị (hàn, đúc, rèn) Loại bích chủ yếu dùng với áp suất thấp áp suất trung bình - Bích tự do: chủ yếu dùng để nối ống thép làm việc nhiệt độ cao, để nối phận kim loại màu hợp kim chúng, đặc biệt cần làm mặt bích vật liệu bền thiết bị - Bích ren: chủ yếu dùng cho áp suất cao GVHD: Trần Chí Hải 59 Đồ án kỹ thuật thực phẩm Chọn bích ghép thân, đáy nắp làm thép X18H10T, cấu tạo bích bích liền khơng cổ (kiểu I) Hình 6.5 Bích liền khơng cổ (kiểu I)  Bích đệm để nối bít kín thiết bị Bích làm thép CT3, cấu tạo bích bích liền khơng cổ (kiểu 1) Theo bảng XIII.27, trang 417 [2], ứng với Dt = 400mm áp suất tính tốn P = 0,0664 (N/mm2), ta có: Bảng 6.1 Bích liền thép để nối thiết bị Kích thước nối Dt 400 D 515 Db Dl 475 mm 450 Do 411 h Bu-lông db M16 Z 20 mm 20 Trong đó: + Dn = 408 mm: đường kính ngồi thiết bị + Dt: đường kính thiết bị + D: đường kính bích + Db: đường kính tâm bu-lơng + Dl: đường kính mép vát GVHD: Trần Chí Hải 60 Đồ án kỹ thuật thực phẩm + h: chiều cao bích + db: đường kính bu-lơng + Z: số bu-lơng Tra bảng IX.5 trang 170, [2], chọn số mâm hai mặt bích mâm, ứng với đường kính tháp Dt = 400 (mm) khoảng cách hai đĩa Hđ = 250 (mm)  Số mặt bích dùng để ghép thân-đáy-nắp là: 23 +2=7,75 ≈ bích Theo bảng XIII.31 trang 433, [2] tương ứng với bảng XIII.27 trang 417, [2]: kích thước bề mặt đệm bít kín: + Dt = 400 (mm) + H = h = 20 (mm) + D2 = 447 (mm) + D4 = 427 (mm) Và Dt < 1000 (mm) nên D3 = D2 + = 448 (mm) D5 = D4 – = 426 (mm)  Bích để nối ống dẫn Chọn vật liệu thép CT3, chọn kiểu 1, theo bảng XIII.26 trang 409, [2] tra bảng XIII.32 trang 434, [2] Ta có bảng sau: GVHD: Trần Chí Hải 61 Đồ án kỹ thuật thực phẩm Bảng 6.2 Kích thước chiều dài đoạn ống nối STT Loại ống dẫn Nhập liệu Hồn lưu Dẫn Dịng sp đáy Hơi vào đáy Kích thước nối Dy (mm) Dδ Dn D D1 (mm) (mm) (mm) (mm) h (mm) l (mm) Bu-lông db z (mm) (cái) 20 25 90 65 50 M10 12 80 32 38 120 90 70 M12 12 90 40 45 130 100 80 M12 12 100 25 32 100 75 60 M10 12 90 40 45 130 100 80 M12 12 100 Theo bảng XIII.30 trang 432, [2] tương ứng với bảng XIII.26 trang 409, [2]: kích thước bề mặt đệm bít kín: Ta có bảng sau: Bảng 6.3 Kích thước bề mặt đệm bít kín D D1 D2 D3 D4 D5 b b1 STT (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) 20 32 40 25 40 50 70 80 60 80 43 59 69 51 69 44 60 70 52 70 33 49 55 41 55 32 48 54 40 54 4 4 1 1 z (rãnh ) 2 3 f (mm) 4 4 6.4 Chân đỡ tai treo thiết bị Tra bảng XII.7 trang 313, [2] ta có khối lượng riêng thép CT3 là: ρ CT3 = 7850 (kg/m3) ρ X18H10T = 7900 (kg/m3)  Khối lượng bích ghép thân: GVHD: Trần Chí Hải 62 Đồ án kỹ thuật thực phẩm Chọn khoảng cách mặt nối bích 900 – 1100 (mm) số đĩa mặt bích (nđ = 3) Số mặt bích cần dùng để ghép là: m 1= 23 +2=7,75 ≈ 8bích π π D −D 2t ) × h × ρ X 18 H 10T = ( 0,5152−0,42 ) ×0,02 ×7900=13,0577(kg) ( 4  Khối lượng mâm: Chọn bề dày mâm mm vật liệu thép X18H10T π π m 2= × D 2t ×δ mâm × 0,7 × ρ X 18 H 10T = ×0,4 × 0,002× 0,7 ×7900=1,3898(kg) 4  Khối lượng thân tháp: π m 3= ׿ ¿  Khối lượng đáy (nắp) tháp: m4 =S bề mặt ×❑đáy × ρ X 18 H 10T =0,2 ×0,006 × 7900=9,48 kg  Khối lượng dung dịch tháp: π π m dd=V dd × ρdd = × D 2t × H thiết bị × ρ dd= ×0,4 × 7× 878,785=773,02 kg 4  Khối lượng toàn tháp: m=8 m +22 m2 +m +2 m +m dd=8× 13,0577+22 ×1,3898+268,716+2 × 9,48+ 773,02=1195,7332 kg Trọng lượng tồn tháp: P=m× g=1195,7332 ×9,81=11730,1427 kg  Tính chân đỡ tháp GVHD: Trần Chí Hải 63 Đồ án kỹ thuật thực phẩm Chọn chân đỡ: Tháp đỡ bốn chân Hình 6.6 Chân đỡ tháp Vật liệu làm chân đỡ tháp thép CT3 P Tải trọng cho phép chân: Gc = = 11730,1427 =2932,536 N Để đảm bảo độ an toàn cho thiết bị, ta chọn: Gc = 5000 (N) Tra bảng XIII.35, trang 437, [2] ta chọn chân đỡ có thông số sau: Bảng 6.4 Thông số chân tháp L B B1 B2 160 110 135 195 H (mm) 240 h S l d 145 10 55 23  Tính tai treo thiết bị Chọn tai treo: Tai treo gắn thân tháp để giữ cho tháp khỏi bị dao động điều kiện ngoại cảnh Chọn vật liệu tai treo thép CT3 GVHD: Trần Chí Hải 64 Đồ án kỹ thuật thực phẩm Ta chọn bốn tai treo, tải trọng cho phép tai treo: Gt = Gc = 5000 (N) Hình 6.7 Tai treo thiết bị Tra bảng XIII.36, trang 438, [2], ta chọn tai treo có thơng số sau: Bảng 6.5 Thơng số tai treo thiết bị L B B1 100 75 85 GVHD: Trần Chí Hải H S (mm) 155 L a d 40 15 18 65 LỜI KẾT Chưng luyện trình tiến hành đa số tháp có dịng chuyển động ngược chiều Trong phải có chi tiết để tiến hành đảm bảo tiếp xúc pha tốt (các loại đĩa…) Phương pháp tính tốn thiết kế hệ thống chưng luyện liên tục hấp thụ có nhiều điểm giống Tuy nhiên, đặc điểm trình chưng luyện hệ số phân bố thay đổi theo chiều cao tháp, đồng thời trình truyền nhiệt diễn song song với trình truyền khối, làm cho q trình tính tốn thiết kế trở nên phức tạp Một khó khăn mà tính tốn thiết kế tháp chưng luyện ln gặp phải khơng có cơng thức chung cho việc tính tốn hệ số động học q trình chưng luyện cơng thức tính tốn chưa phản ánh đầy đủ tác dụng động học hiệu ứng hóa học, lý học… mà chủ yếu cơng thức thực nghiệm cơng thức tính tốn phần lớn phải tính theo giá trị trung bình, thơng số vật lý chủ yếu nội suy, nên khó khăn tính tốn xác Trong phạm vi khuôn khổ đồ án môn học, thời gian không cho phép đồng thời lần tiếp xúc với cách làm đồ án khơng tránh khỏi bỡ ngỡ, sai sót Mặt khác, q trình tính tốn thiết kế tính tốn lý thuyết, kết tìm phải quy chuẩn Do vậy, áp dụng vào thực tế cần phải có tính tốn cụ thể rõ ràng để phù hợp với thực tế sản xuất Là sinh viên, chúng em chưa tiếp xúc nhiều với công nghệ, với thực tế sản xuất, việc tính tốn khí tính bền chi tiết không tránh khỏi sai sót Trong thời gian làm đồ án vừa qua, chúng em nhận quan tâm giúp đỡ nhiệt tình thầy Trần Chí Hải, thầy giúp chúng em hiểu rõ môn học, phương pháp thực tính tốn thiết kế, cách tra cứu số liệu, xử lý số liệu để chúng em hồn thành tốt đồ án Chúng em xin chân thành cám ơn thầy! 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] GS, TSKH Nguyễn Bin – PGS, TS Đỗ Văn Đài – KS Long Thanh Hùng – TS Đinh Văn Huỳnh – PGS, TS Nguyễn Trọng Khuông – TS Phan Văn Thơm – TS Phạm Xuân Toản – TS Trần Xoa, Sổ tay trình thiết bị Cơng nghệ Hóa chất tập 1, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội [2] GS, TSKH Nguyễn Bin – PGS, TS Đỗ Văn Đài – KS Long Thanh Hùng – TS Đinh Văn Huỳnh – PGS, TS Nguyễn Trọng Khuông – TS Phan Văn Thơm – TS Phạm Xuân Toản – TS Trần Xoa, Sổ tay trình thiết bị Cơng nghệ Hóa chất tập 2, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội [3] Phạm Văn Bơn – Vũ Bá Minh – Hồng Minh Nam, Q trình thiết bị cơng nghệ hóa học tập 10 – Ví dụ tập, Trường ĐH Bách Khoa TP HCM [4] Bảng tra cứu trình thiết bị cơng nghệ hóa học thực phẩm, (2012), NXB Đại học Quốc gia TP HCM [5] Quá trình thiết bị cơng nghệ hóa chất tập 2, (2006), NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội [6] Các tài liệu tham khảo khác 67 ... người Nhiệm vụ nhóm: Thiết kế hệ thống chưng cất mâm chóp hệ ethanol – nước với suất nhập liệu 2000 L/h, nồng độ nhập liệu độ cồn, nồng độ sản phẩm đỉnh 90 độ cồn, nhập liệu trạng thái lỏng sôi... THỰC PHẨM TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM  BÁO CÁO ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM Đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHƯNG CẤT MÂM CHÓP HỆ ETANOL – NƯỚC NĂNG SUẤT NHẬP LIỆU 2000 L/H SVTH (Nhóm 8): Trần... thuyết chưng cất .1 1.1.1 Khái niệm .1 1.1.2 Phương pháp chưng cất 1.1.3 Thiết bị chưng cất 1.2 Giới thiệu .4 1.2.1 Hệ thống chưng cất mâm chóp