Cô đặc nhiều nồi

CHƯƠNG 7 : QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT

7.3. Quá trình và thiết bị cô đặc

7.3.3. Cô đặc nhiều nồi

Đặc điểm của quá trình cô đặc nhiều nồi là hơi đốt được đưa vào nới đầu tiên, cịn hơi thứ bay lên ở nồi trước được sử dụng làm hơi đớt cho nời sau được do đó nó có hiệu quả kinh tế rất cao về sử dụng nhiệt.

7.3.3.1.Sơ đồ hệ thống cô đặc nhiều nồi xuôi chiều

Sơ đồ cấu tạo: các thiết bị cơ đặc đều là loại có ớng t̀n hoàn trung tâm được ghép nối tiếp với nhau (hình 7.7)

Hình 7.7: Hệ thống cô đặc nhiều nồi xuôi chiều

Nguyên tắc của cô đặc ba nồi xuôi chiều: Dung dịch được đưa vào nồi 1 tiếp tục chuyển sang nồi 2 rồi sang nồi 3 nhờ chênh lệch áp śt trong các nời. Cịn hơi đớt từ nời hơi có nhiệt đợ cao đi vào phịng đớt của nời 1 để đun sôi dung dịch. Hơi thứ bay lên ở nời 1 có nhiệt đợ cao. Để tiếp kiệm năng lượng ta sử dụng hơi thứ bay lên ở nồi 1 được đưa vào làm hơi đốt cho nồi 2, hơi thứ bay lên ở nời 2 được đưa vào phịng đốt của nồi 3 và hơi thứ bay lên của nồi 3 được đưa sang thiết bị ngưng tụ barômét, điều này thực hiện được vì nhiệt độ sôi của dung dịch giảm dần từ nồi đầu tới nồi cuối do áp suất trong các nồi giảm

GIÁO TRÌNH QTTB TRONG CƠNG NGHỆ SINH HỌC

Biên soạn: TS. Bùi Xuân Đông Trang 116

dần từ nồi đầu tới nồi cuối, do nồi đầu dung dịch được đun sôi với áp śt lớn, cịn ở nời cuối làm việc ở áp suất chân không nhờ thiết bị ngưng tụ bazơmét. Do đó dung dịch tự chảy dần từ nời đầu tới nồi cuối, dung dịch ở nời ći cùng được đưa ra ngoài có nờng đợ đậm đặc theo u cầu gọi là sản phẩm.

- Ưu điểm: cô đặc nhiều nồi xuôi chiều là dung dịch tự chảy từ nồi đầu tới nồi cuối không cần bơm vận chuyển.

- Nhược điểm: Do nhiệt độ của dung dịch các nồi giảm dần, nhưng nồng độ dung dịch lại tăng dần từ nồi đầu tới nồi cuối, làm độ nhớt của dung dịch tăng, kết quả làm hệ số truyền nhiệt giảm dần từ nồi đầu đến nồi cuối, và lượng nước sử dụng cho thiết bị ngưng tụ lớn.

7.3.3.2. Sơ đồ cô đặc nhiều nồi ngược chiều

Sơ đồ hệ thống 3 nồi cô đặc ngược chiều (hình 7.8): gồm nhiều nời cơ đặc loại có ớng t̀n hoàn trung tâm ghép nới tiếp nhau.

Hình 7.8: Hệ thống cô đặc nhiều nồi ngược chiều

- Nguyên tắc làm việc: Dung dịch được đưa vào nồi cuối và được bơm vận chuyển dung dịch về các nời trước. Cịn hơi đớt từ nời hơi có nhiệt đợ cao được đưa vào nời đầu

GIÁO TRÌNH QTTB TRONG CƠNG NGHỆ SINH HỌC

Biên soạn: TS. Bùi Xuân Đông Trang 117

tiên để đun sôi dung dịch. Để tiếp kiệm năng lượng ta cũng lấy hơi thứ bay lên ở nồi 1 làm làm hơi đốt cho nồi 2 và hơi thứ bay lên ở nồi 2 đưa sang làm hơi đốt cho nồi 3 và hơi thứ bay lên ở nồi cuối cùng được đưa sang thiết bị ngưng tụ bazômét. Vì áp śt nời trước lớn hơn nời sau, do đó dung dịch khơng tự chảy từ nời cuối đến nồi đầu được mà ta phải dùng bơm đưa dung dịch từ nồi cuối về nồi đầu. Nồng độ dung dịch tăng dần từ nồi cuối về nồi đầu, và dung dịch được lấy ra ở nời đầu có nờng đợ cao nhất làm sản phẩm. Với hệ thống cô đặc ngược chiều thì nhiệt độ dung dịch trong các nồi giảm dần từ nồi đầu tới nồi cuối, cịn nờng đợ dung dịch lại tăng dần từ nời ći đến nời đầu, do đó đợ nhớt dung dịch thay đởi khơng đáng kể, kết quả hệ số truyền nhiệt trong các nồi hầu như không đổi.

- Ưu điểm: Cơ đặc được dung dịch có đợ nhớt lớn tới nờng đợ cuối cao, và nồi cuối lượng nước bay hơi nhỏ do đó lượng nước sử dụng cho thiết bị ngưng tụ barômét nhỏ hơn.

- Nhược điểm:Tốn nhiều năng lượng để vận chuyển chất lỏng đi từ nồi cuối đến nồi đầu.

7.3.3.3. Sơ đồ hệ thống cô đặc nhiều nồi song song

Sơ đồ cấu tạo hệ thống cô đặc nhiều nồi song song trên (hình 7.9) gồm nhiều nồi cô đặc loại tuần hoàn trung tâm ghép nối tiếp nhau.

GIÁO TRÌNH QTTB TRONG CƠNG NGHỆ SINH HỌC

Biên soạn: TS. Bùi Xuân Đông Trang 118

Nguyên tắc làm việc; dung dịch đầu được đưa vào ở tất cả các nồi, cịn hơi đớt từ nời hơi có nhiệt đợ cao được vào nời đầu tiên để đun sôi dung dịch, để tiếp kiệm năng lượng ta cũng lấy hơi thứ bay lên ở nồi trước làm hơi đốt cho nồi sau, và hơi thứ bay lên ở nồi cuối cùng được đưa sang thiết bị ngưng tụ bazơmét, cịn dung dịch cũng được lấy ra đồng thời ở tất cả các nồi làm sản phẩm. Hệ thống cô đặc nhiều nồi song song chỉ dùng khi chênh lệch nồng độ của dung dịch trước và sau khi cô đặc không cao lắm, hoặc khi dung dịch cô đặc kết tinh, vì khi dung dịch cơ đặc có kết tinh thì dung dịch di chuyển từ từ nồi này sang nồi kia dễ bị tắc ống.

Khái niệm chuyển khối

Khái niệm trích ly