C 12H22O11 +H 2 O 6H12O6 + 6H12O6 sacaroza glucoza fructoza
2. 2 Lượng nhiệt dùng bốc hơ
Lượng nhiệt dùng để đưa nước mía đến trạng thái sôi: Q1 = G(t2 - t1) C , W
Trong đó :
G: Trọng lượng nước mía trong so với mía, % t2: Nhiệt độ sôi của nước mía trong, 0C. t1: nhiệt độ nước mía trong vào bốc hơi, 0C. C: Nhiệt dung riêng của nước mía trong, J/Kg.độ.
Lượng nhiệt cần để bốc hơi Q2 = W.r, W Trong đó:
W:Lượng nước bốc hơi so với nước % r: Nhiệt lượng riêng của hơi, J/Kg. Tổng lượng nhiệt cần dùng Q = Q1 + Q2 = G(t2 - t1)C + W2 = G(t2 - t1)C + G(1 - 2 C 1 C ).r = G(t2 - t1)C + Gfr (f =(1 - 2 C 1 C ) ) =[ G(t2 - t1)C +fr]. Trong đó: f =(1 - 2 C 1 C ) gọi là hệ số bốc hơi.
Nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh phụ thuộc chất lượng chất cách nhiệt thường lấy từ 3 - 10% so với lượng hơi dùng.
* Trường hợp bốc hơi 1 nồi
Để bốc hơi nước mía từ 15 đến 60 Bx, tức bốc 75% nước so mía, tiêu hao một lượng hơi 75% so mía, nghĩa là cứ bốc hơi 1kg nước thì tiêu hao 1kg hơi.
* Trường hợp bốc hơi nhiều nồi
Hơi thứ hiệu trước được dùng làm hơi đốt hiệu sau. Hơi thứ hiệu cuối dùng đun nóng nước mía hoặc trực tiếp vào thiết bị ngưng tụ. Nồng độ nước mía tăng dần lên. Hệ này mang lại hiệu quả kinh tế cao trong việc sử dụng hơi thứ.
Khi cô đặc một nồi, cứ bốc hơi 1kg nước tiêu hao1kg hơi. Với hệ 4 nồi lượng hơi tiêu hao là 75%:4 = 18,75% so mía, hệ 4 nồi 75%:5 = 15%, nhưng từ hiệu I sang hiệu II lượng hơi tiết kiệm nhiều nhất khoảng 50%, từ hiệu II sang hiệu III lượng hơi chỉ giảm hơn 10%. Như vậy thêm 1 nồi cô đặc lượng hơi tiết kiệm không nhiều nhưng tăng vốn đầu tư, thao tác, quản lý phức tạp. Vì vậy thường sử dụng 3 - 5 hiệu và hệ 4 hiệu là thích hợp.
* Sử dụng hơi:
Việc dùng hơi trong nhà máy đường khá phong phú. Ngoài việc dùng hơi cho hệ cô đặc còn dùng hơi cho các bộ phận khác: đun nóng, nấu đường, phân mật, sấy ... Để tiết kiệm, thường sử dụng hơi thứ của hệ cô đặc.
Sơ đồ sử dụng hơi thứ của 1 hệ cô đặc
W1 E1 E1 E2 W2 E3 W3 E4 E5 W'3 W4
56 Trong đó:
D:hơi sống
E1, E2, E3, E4: hơi thứ dùng cho đun nóng và nấu đường E5: Hơi thứ hiệu 4 đi vào thiết bị ngưng tụ baromet
W1', W'2, W3': hơi thứ hiệu 1, 2, 3 làm hơi đốt cho hiệu 2, 3, 4
2.3 - Tổn thất nhiêt trong quá trình bốc hơi
N guyên nhân: Do nồng độ tăng cao Do áp suất thủy tỉnh Do trở lực đường ống
2.3.1 - Tổn thất nhiệt do độ tăng nhiệt độ sôi (')
Trong cùng điều kiện áp lực nhiệt độ sôi của dung dịch đường cao hơn nhiệt độ sôi của nước. Nhiệt độ cao hơn đó gọi là độ tăng nhiệt độ sôi
Độ tăng nhiệt độ sôi tỷ lệ thuận với nồng độ chất khô trong dung dịch và từ biểu đồ cho sẵn, ta có thể tra nhiệt độ tăng độ sôi ' theo Bx tương ứng
Khi áp lực của dung dịch khác áp lực thường, độ tăng nhiệt độ sôi có sai khác một ít và có thể tính theo công thức gần đúng của Tisenco:
' = af
Trong đó : ': độ tăng nhiệt độ sôi ở áp lực bất kỳ a: độ tăng nhiệt độ sôi ở áp lực thường f: hệ số hiệu chỉnh
2.3.2 - Tổn thất tỉnh áp (")
Tổn thất tỉnh áp là do áp suất cột dung dịch trong thiết bị gây nên. Tức là nhiệt độ sôi của dung dịch cũng phụ thuộc độ sâu, trên mặt thoáng nhiệt độ sôi thấp nhất, càng xuống sâu nhiệt độ sôi càng tăng. Hiệu số giữa nhiệt độ sôi trên mặt thoáng và ở lớp dưới goi là tổn thất nhiệt độ do áp suất thủy tỉnh
p= p'gh [N/m2]
p: Hiệu số áp suất thủy tỉnh.
’: khối lượng r iêng của dung dịch ở dạng bọt, kg/m3. gần đúng lấy ’ = /2
: khối lượng riêng của dung dịch , kg/m3. g: gia tốc trọng trường, m/s2.
h: độ sâu kể từ mặt thoáng đến giữa ống truyền nhiệt , m
2.3.3 - Tổn thất đường ống "’.
Hơi thứ từ hiệu trước qua hiệu sau, qua đường ống giữa hai hiệu, chịu ảnh hưởng của trở lực đường ống làm giảm nhiệt độ.
Dựa vào thực tế tổn thất nhiệt độ đường ống giữa hai hiệu thông thường lấy từ 1 - 1,50 C. Tổng tổn thất nhiệt độ:
57
tổng = '+ " + "'