- Thiết bị truyền nhiệt loại đường ống sử dụng trong bài thí nghiệm này có thể sử dụng
3. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
Gia đoạn Thông số
Đun sôi dung dịch
Bốc hơi dung môi Kết thúc
Nhiệt độ của nước giải nhiệt vào (˚C)
BÁO CÁO THỰC HÀNH KĨ THUẬT THỰC PHẨM 49
Nhiệt độ của nước giải nhiệt ra (˚C)
29.8 39 39.9
Nhiệt độ của bình đun (˚C) 36.8 95 99.9
Pdung dịch (g/l) 1025,5 1035.5 Am 2.585 3.87 C (g/l) 35 54.4 Công suất (w) 2000 2000 1600 Ngưng tụ (l) 0 0 2 Thời gian (phút) 0->13,2 13,2->15.3 15.3-> 44.42 Áp dụng tính cân bằng vật chất:
Vì đây là q trình cơ đặc đối với hỗn hợp nên ta áp dụng công thức: MEb = MSb + Mvap
Giai đoạn đun sơi dung dịch:
Chưa có hơi thứ nên chỉ có MEb = 7 . 1025,5 =7178,5 (g)= 7,1785 (kg)
Giai đoạn kết thúc (dung môi ngưng tụ được 2 lít):
7,1785 = (1035,5 . 5)/1000+ Mvap
Mvap = 2,001 (kg) Cơng thức và áp dụng tính cân bằng năng lượng:
Phương trình cân bằng năng lượng tổng quát:
Năng lượng mang vào = năng lượng mang ra + Năng lượng thất thốt
Để đơn giản trong tính tốn chúng ta coi như khơng thất thốt năng lượng.
Đối với giai đoạn đung sôi dung dịch: Qk1 = W1 . t1
Năng lượng dung dịch nhận được: Q1 = MEb . Cp . (Tssd – TEb)
BÁO CÁO THỰC HÀNH KĨ THUẬT THỰC PHẨM 50CH2O = 997,18 + 3,1439. 10-3T – 3,7574. 10-3 T2 CH2O = 997,18 + 3,1439. 10-3T – 3,7574. 10-3 T2 CH2O = 961,77 (J/kg.˚C) Q1 =7,1785. 961,77 . (1 – 6,64. 10-3). (95 – 36,8 ) Q1 = 399,245(kJ) Mà Q1 = Qk1
Đối với giai đoạn bốc hơi dung dịch
Năng lượng do nồi đun cung cấp cho quá trình Qk2 = W2 . t2 Năng lượng nước nhận được để bốc hơi
Q2 = Mvap . ivap
Năng lượng do nồi đun cung cấp cho quá trình Qk2 đặc trưng cho năng lượng mang vào, năng lượng nước nhận được để bốc hơi Q2
Cân bằng năng lượng tại thiết bị ngưng tụ
Qngưng tụ = Mvap . rvap =GH2O.pH2O. (Ts – TE). t2 Ngưng tụ được 2 lít:
Qngưng tụ = Mvap . rvap =GH2O.pH2O. (Ts – TE). t2 Qngưng tụ = 2,001 . 2013,6 = 4029,2136 (KJ) Với
Qk1 Nhiệt lượng cung cấp cho q trình đun nóng (kJ)
Qk2 Nhiệt lượng của nồi đun cung cấp cho quá trình hóa hơi dung mơi (kJ) Qngưng tụ Nhiệt lượng nước giải nhiệt nhận được ở thiết bị ngưng tụ ( kJ) rvap Ẩn nhiệt hóa hơi của nước ở áp suất thường (kJ/kg)
Cp Nhiệt dung riêng của dung dịch (J/kg.˚C)
So sánh kết quả giữa lý thuyết và thực nghiệm:
Quá trình cân bằng năng lượng
BÁO CÁO THỰC HÀNH KĨ THUẬT THỰC PHẨM 51
Thực tế: năng lượng vào = Năng lượng nhận + năng lượng bị thất thoát
Nhận xét: tính theo lý thuyết thì kết quả tính so với thực tế sẽ có sai số vì nếu bỏ qua năng lượng thất thốt thì sẽ dẫn tới sai số cho quá trình nạp năng lượng đúng mức cho nồi đun.
Quá trình ngưng tụ
Lý thuyết: Khối lượng chất ban đầu = Khối lượng của chất sau + Khối lượng dung môi bay hơi
Thực tế: Khối lượng chất ban đầu = Khối lượng của chất sau + Khối lượng dung môi bay hơi +khối lượng thất thốt
Nhận xét: Có sự chênh lệnh về khối lượng do q trình thực hiện có một lượng hơi thất thốt.
Nồng độ [C] (kg/kg) khơng chuẩn do nhiệt độ phịng thí nghiệm khơng đúng 30˚C
do đó q trình đo quang không chuẩn xác dẫn đến C (g/l) không chuẩn xác và gây sai số cho [C].
Nhận xét về sự biến đổi nhiệt độ trong nồi đun khi thực hiện giai đoạn hóa hơi dung mơi:
Với cơng suất ổn định trong q trình hóa hơi 1600W thì nhiệt độ của nồi đun tăng dần.
Ngun nhân:
- Do cơng suất lớn 1600W hóa hơi trong thời gian dài - Năng lượng do nồi đun cung cấp cho quá trình:
Qk2 = W2 . t2
+ Năng lượng nước nhận được để bốc hơi
Q2 = Mvap . ivap
+ Năng lượng do nồi đun cung cấp cho quá trình Qk2 đặc trưng cho năng lượng mang vào, năng lượng nước nhận được để bốc hơi Q2
BÁO CÁO THỰC HÀNH KĨ THUẬT THỰC PHẨM 52
+ Khối lượng ngung tụ càng nhiều thì thể tích trong nồi đun giảm, mực nước càng gần với thiết bị đun mà với thể tích ít nên nhiệt độ tăng cao.
+ Giai đoạn hóa hơi trật tự của các phân tử trong dung dịch di chuyển hỗn loạn, va chạm vào nhau sinh ra nhiệt.
BÁO CÁO THỰC HÀNH KĨ THUẬT THỰC PHẨM 53
BÀI 4. CHƯNG CẤT1. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM 1. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
Khảo sát ảnh hưởng của lưu lượng hồn lưu và vị trí mâm nhập liệu lên sản phẩm, trạng thái nhiệt động của nhập liệu liệu trên số mâm thực, hiệu suất của một cột chưng cất và độ tinh khiết cảu sản phẩm