Các thiết bị phụ

THỰC VẬT

2.4 Các thiết bị phụ

2.4.2Thiết bị thu hồi nhiệt

Thiết bị thu hồi nhiệt là một thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm có dòng nóng là sản phẩm dầu đa hydro hoá và dòng lạnh là dòng dầu nguyên liệu, dòng dầu nguyên liệu sẽ thu nhiệt độ của dòng dầu hydro hoá.

Hình 2.15: Thiết bị thu hồi nhiệt thải

2.4.3Thiết bị ổn định

Thiết bị ổn định sản phẩm là một bồn chứa có hình trụ được trang bị hệ thống motor cánh khuấy, ở đây không xảy ra quá trình phản ứng mà xảy ra quá trình khuấy trộn nhằm giúp sản phẩm dầu sau quá trình phản ứng được đồng đều, mục đích tách các bọt khí lẫn trong dầu chủ yếu là khí H2.

2.4.4Bồn đo lưu lượng

Trong công nghệ lưu lượng dòng vật chất là một đại lượng rất cần thiết trong công nghệ sản xuất, đặc biệt là công nghệ hoá chất và thực phẩm rất cần được biết, được đo và được điều khiển phù hợp và chính vì thế trong trong dây chuyền sản xuất này cũng đa trang bị một bồn đo lưu lượng.

Bồn đo lưu lượng nguyên liệu có dạng hình trụ ngang dung tích 3, bồn được trang bị đồng hồ đo lưu lượng, đo lưu lượng bằng cảm biến áp suất.

Lưu lượng kế loại này hoạt động dựa vào nguyên lý Bernoulli. Tức là sự chênh lệch áp suất xảy ra tại chỗ thắt ngẫu nhiên nào đó trên đường chảy, dựa vào sự chênh áp suất này để tính toán ra vận tốc dòng chảy. Cảm biến lưu lượng loại này thường có dạng lỗ orifice, ống pitot và ống venture. Hình 1 thể hiện loại cảm biến tâm lỗ orifice, lỗ này tạo ra nút thắt trên dòng chảy. Khi chất

lỏng chảy qua lỗ này, theo định luật bảo toàn khối lượng, vận tốc của chất lỏng ra khỏi lỗ tròn lớn hơn vận tốc

của chất lỏng đến lỗ đó. Theo nguyên lý Bernoulli, điều này có nghi là áp suất ở phía mặt vào cao hơn áp suất mặt ra. Tiến hành đo sự chênh lệch áp suất này cho phép xác định trực tiếp vận tốc dòng chảy. Dựa vào vận tốc dòng chảy sẽ tính được lưu lượng thể tích dòng chảy.

Khi chọn lựa, lắp đặt thiết bị đo lưu lượng loại này

trong ứng dụng công nghiệp cần lưu ý các điểm sau:

Cảm biến được chế tạo dựa trên công nghệ cổ điển, hoạt động ổn định- bền vững, dễ bảo trì-bảo dưỡng;

Phù hợp cho dòng chảy hỗn hợp;

Độ chính xác thấp ở dải lưu lượng nhỏ;

Sử dụng kỹ thuật đo lưu lượng chiết tách trong một đoạn ống dẫn, vì vậy đỏi hỏi phải tiêu hao thêm năng lượng khi chạy bơm;

Yêu cầu chính xác vị trí lắp đặt tấm lỗ orifice, điểm trích lỗ đo áp suất đầu nguồn và điểm trích lỗ đo áp suất phía hạ nguồn dòng chảy.

2.4.5Thiết bị làm mát

Vì quá trình phản ứng hydro hoá dầu thực vật là quá trình toả nhiệt nên nhiệt độ của lò phản ứng sẽ tăng cao khi phản ứng xảy ra, để cho sản phẩm đạt

Hình 2.16: Cảm biến lưu lượng chênh lệch áp suất kiểu lỗ tròn (orifice): chênh lệch áp suất trước và sau lỗ tròn Δp=p1-p2; lưu lượng thể tích Q được xác định từ biểu thức Q2=KΔp, p1 - áp suất trước tấm lỗ, p2 - áp suất sau tấm lỗ, K - hệ số, phụ thuộc vào tỷ trọng chất lỏng, đường kính ống và lỗ orifice.

đúng yêu cầu về chất lượng như hàm lượng Iod- mức độ no hoá của dầu, đặc biệt là chỉ số đồng phân trans phải thấp nên vấn đề được đặt ra là cần phải hạ nhiệt độ phản ứng xuống mức thích hợp nhất. Để giải quyết vấn đề này trong dây chuyền sản xuất đa sử dụng thiết bị làm mát ngoài, đây là thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm, sử dụng dòng lạnh làm mát là nước nguội. Nước được bơm bơm lên máng phân phối nước ở trên cùng và chảy vào bên trong các ống trao đổi nhiệt với vận tốc từ 0,5-3(m/s), dòng dầu được lấy ra từ thiết bị phản ứng đưa vào không gian giữa các ống dẫn nước, tại đây xảy ra quá trình trao đổi nhiệt giữa dòng dầu nóng và nước nguội, dầu được làm lạnh chảy ra bình chứa cao áp được bơm trở lại thiết bị phản ứng, dòng nước nóng đi ra được đưa trở lại hệ thống lò hơi.

Bình ngưng có trang bị van an toàn, đồng hồ áp suất, van xả khí, kính quan sát mức lỏng.

Hình 2.17: Thiết bị trao đổi nhiệt ống đứng

• Ưu điểm :

Hiệu quả trao đổi nhiệt khá lớn, phụ tải nhiệt của bình đạt 4500 W/m2 ở độ chênh nhiệt độ 4÷5K, tương ứng hệ số truyền nhiệt k = 800÷1000 W/m2.K

- Thích hợp cho hệ thống công suất trung bình và lớn, không gian lắp đặt chật hẹp, phải bố trí bình ngưng ở ngoài trời.

- Do các ống trao đổi nhiệt đặt thẳng đứng nên khả năng bám bẩn ít hơn so với bình ngưng ống chùm nằm ngang, do đó không yêu cầu chất lượng nguồn nước cao lắm.

- Do kết cấu thẳng đứng nên lỏng môi chất và dầu chảy ra ngoài khá thuận lợi , việc thu hồi dầu cũng dễ dàng. Vì vậy bề mặt trao đổi nhiệt nhanh chóng được giải phóng để cho môi chất làm mát.

• Nhược điểm:

- Vận chuyển, lắp đặt, chế tạo, vận hành tương đối phức tạp.

- Lượng nước tiêu thụ khá lớn nên chỉ thích hợp những nơi có nguồn nước dồi dào và rẻ tiền.

- Đối với hệ thống rất lớn sử dụng bình ngưng kiểu này không thích hợp, do kích thước

2.4.6Thiết bị lọc khung bản

Nhằm loại bỏ các tạp chất và xúc tác bị lẫn trong dung dịch trong quá trình hydro hoá nhà máy đa sử dụng thiết bị ép lọc khung bản.

Cấu tạo:

Hệ thống ép lọc gồm 2 phần chính, phần thứ nhất là bộ phận lọc và phần thứ 2 là bộ phận bơm để hút và nén dung dịch lọc qua vật liệu lọc. Phần thứ nhất của thiết bị lọc bao gồm các khung và các tấm lọc được ép lại với nhau nhờ một đia tay quay. Phần thứ hai là bộ phận hút và nén dung dịch lọc gồm bơm nén áp suất cao và hai bồn chứa bằng thép không rỉ.

Thiết bị ép lọc khung bản cấu tạo chủ yếu là khung và bản. Khung giữ vai trò chứa ba lọc và là nơi nhập huyền phù vào. Bản tạo ra bề mặt lọc với các ranh dẫn nước lọc hoặc là các lỗ lọc.

Khung và bản thường được chế tạo dạng hình vuông và phải có sự bịt kín tốt khi ghép khung và bản.

Khung và bản được xếp liên tiếp nhau trên giá đỡ. Giữa khung và bản là vách ngăn lọc. Ép chặt khung và bản nhờ cơ cấu đai vít xoắn nhờ tay quay. Lỗ

dẫn huyền phù nhập liệu của khung và bản được nối liền tạo thành ống dẫn nhô ra để ghép với hệ thống cấp liệu.

Hình 2.18: Thiết bị ép lọc khung bản

Nguyên lý hoạt động:

Đây là thiết bị lọc áp lực làm việc lien tục, dầu nguyên liệu ở dạng dung dịch huyền phù được đưa vào liên tục, dầu đa lọc bỏ xúc tác được tháo ra liên tục nhưng ba lọc ( xúc tác) được tháo ra chu kì.

Trong quá trình lọc, chất xúc tác trong huyền phù dầu hydro hoá được giữ lại nhờ một lớp vật liệu lọc (giấy lọc hoặc màng bán thấm). Chiều cao lớp chất xúc tác này tăng theo thời gian và tạo thành một lớp bánh lọc có tác dụng như một lớp màng lọc mới làm tăng chất lượng của quá trình lọc. Độ lọc hiệu dụng phụ thuộc vào kích cỡ hạt xúc tác và chiều cao của lớp bánh lọc. Vật liệu lọc ban đầu có tác dụng giữ và tạo thành bánh lọc. Bên trong vật liệu lọc không xảy ra quá trình tách giữ, có nghia là các tiểu phân nhỏ hoặc được lưu trên lớp bánh lọc hoặc được chui qua. Chỉ khi nào các hạt chất rắn( xúc tác niken) kết tụ lại thành các lỗ rất nhỏ trên vật liệu lọc thì chất lượng lọc mới tốt được. Song ở đây các hạt giữ lại cũng tạo ra một sự cản trở của dòng chảy khi lọc. Độ cản trở tăng theo chiều cao của lớp bánh lọc. Dầu đa lọc chảy ra từ bản qua hệ thống đường ống và lấy ra ngoài. Ba được giữ lại trên bề mặt vách ngăn lọc và được chứa trong khung. Muốn đảm bảo tốc độ lọc nhanh, người ta phải tăng sự

chênh lệch về áp suất qua màng và đến một chiều cao bánh lọc nhất định nào đó phải ngừng quá trình lọc lại để lấy chất xúc tác ra.

Bảng 2.1: Bảng lựa chọn kích cỡ máy ép

Kích cỡ máy Công suất máy(m3) Số tấm lọc Bề mặt lọc (m2) Độ dài lắp ráp(m)

400x400 0,02 6 1,0 0,36 0,03 9 1,5 0,54 0,10 28 5,5 1,68 0,15 42 8,0 2,52 470x470 0,06 12 3,5 0,72 0,10 20 6,0 1,20 0,15 30 9,0 1,80 0,30 60 18,0 3,60 630x630 0,10 13 6,0 0,78 0,15 19 8,0 1,14 0,30 38 18,0 2,28

0,50 64 30,0 3,84 800x800 0,15 11 8,5 0,66 0,30 22 17,5 1,32 0,50 37 30,5 2,22 0,70 51 42,0 3,06 1000x1000 0,30 14 20,3 0,87 0,50 23 33,4 1,43 0,70 32 46,4 1,98 1,00 46 66,7 2,85 1200x1200 1,50 49 102,9 3,04 2,00 65 136,0 4,10 2,50 81 170,0 5,03 3,00 97 203,0 6,02 1500x1500 5,00 99 350,0 6,14

7,00 139 490,0 8,62 8,00 159 570,0 9,86 11,0 210 750,0 13,00 1500x2000 7,00 110 535,0 7,40 8,00 128 616,0 8,60 11,0 174 845,0 11,70 15,0 200 1070,0 13,40

Sau khi qua công đoạn ép lọc tách xúc tác, dầu hydro hoá sẽ tiếp tục đưa vào công đoạn tẩy trắng, đồng thời tại công đoạn này sẽ tiếp tục loại bỏ những hạt xúc tác cực nhỏ còn lẫn trong dầu hydro hoá bằng cách pha thêm phụ gia là acid citric, đây là chất chống oxi hoá, là phụ gia bảo quản thực phẩm an toàn cho sức khoẻ.

2.4.7Hệ thống sản xuất khí H2

Để đáp ứng nhu cầu sử dụng khí hydro tinh khiết cho quá trình hydro hoá, phân xưởng hydro hoá được thiết kế hệ thống sản xuất khí H2 bằng phương pháp điện phân nước.

Quá trình điện phân sản xuất khí H2 sử dụng nguyên liệu là nước cất tinh khiết được sản xuất bởi thiết bị chưng cất bằng thuỷ tinh, nước cất sau khi bay hơi được ngưng và hứng ngay tại đầu ra bằng bồn chứa inox, nên chất lượng nước cất luôn đảm bảo về độ tinh khiết.

Thiết bị điện phân sử dụng dòng diện 380 VAC ± 15% 50/60HZ, công suất tiêu thụ điện là 4,8 KW/ H2.

Nguyên lý:

Nước chưng cất được pha trộn chất phụ gia (chất điện phân KOH) giúp giải phóng khí hydro và oxy ra khỏi nước, sau khi pha trộn, nước được đưa vào bình chứa chay qua van điều chỉnh vào buồng điện phân, các ion điện hoá giải phóng khí hydro và oxy. Hydro và oxy là khí đồng hành có độ chập lửa nhanh, nhiệt độ cháy cao vì vậy, tuỳ vào nhu cầu sử dụng, dẫn khí thu được qua bình giảm nhiệt và bình khí ra nhằm làm giảm nhiệt độ của khí phục vụ cho các ứng dụng khác nhau. Hydro đạt chất lượng 99,8% được lấy từ thiết bị điện phân được đưa qua công đoạn làm sạch, lọc khí, làm khô khí sẽ đạt chất lượng 99.999%, áp suất H2 sẽ tăng lên đến 15 bar, được đưa vào máy nén và được chiếc vào các bình chứa dự trữ, sẵn sàng cung cấp cho quá trình hydro hoá dầu.

Hình 2.19: Hệ thống sản xuất khí H2 bằng phương pháp điện phân nước

An toàn vệ sinh thực phẩm