THIẾT BỊ CHƯNG CẤT TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Quá trình chưng cất liên tục hệ hai cấu tử

KHÁI NIỆM- Chưng cất là dùng để tách các cấu tử của hỗn hợp lỏng, lỏng – hơi thành các cấu tử riêng biệt.. - Dựa vào độ bay hơi khác nhau của các cấu tử trong hỗn hợp... Chưng bằng hơi n

BỘ CÔNG THƯƠNGTRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM

BỘ MÔN: KỸ THUẬT THỰC PHẨM 3

THIẾT BỊ CHƯNG CẤT TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

SVTH: NHÓM 5

GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN

NHÓM 5

NGUYỄN THỊ TUYẾT PHỤNG 2005200925 NGUYỄN VÕ MINH THÚY 2005200335

I Tổng quan chưng cất

II Quá trình chưng cất liên tục

hệ hai cấu tử

MỤC LỤC

III Cân bằng nhiệt lượng

IV Các thiết bị chưng cất

KHÁI NIỆM

- Chưng cất là dùng để tách các cấu tử của hỗn hợp lỏng, lỏng – hơi thành các cấu tử riêng biệt

- Dựa vào độ bay hơi khác nhau của các cấu tử trong hỗn hợp.

- Sản phẩm:

+ Đỉnh: cấu tử có độ bay hơi lớn – thấp

+ Đáy: cấu tử có độ bay hơi kém – cao

Chưng bằng hơi nước trực tiếp: tách các hỗn hợp các chất

khó bay hơi và tạp chất không bay hơi

Chưng chân không: trường hợp cần hạ thấp nhiệt độ sôi của cấu tử (với các cấu tử dễ bị phân huỷ ở nhiệt độ cao hay có nhiệt độ sôi quá cao).

Chưng luyện: tách hoàn toàn hỗn hợp các cấu tử dễ bay hơi

hòa tan một phần hoặc hòa tan hoàn toàn vào nhau.

CÂN BẰNG PHA QUÁ TRÌNH CHƯNG CẤT

Đồ thị cân bằng pha lỏng – hơi

- Ở áp suất không đổi P

= const, trong sự phụ thuộc của thành phần các cấu tử trong pha lỏng và pha hơi

có đường cong sôi và đường ngưng tụ

- Phân thành ba khu vực

là pha lỏng, pha hơi và pha cân bằng lỏng – hơi.

QUÁ TRÌNH CHƯNG CẤT LIÊN TỤC

II NGUYÊN TẮC VÀ SƠ ĐỒ HỆ THỐNG

CÂN BẰNG VẬT CHẤT

NGUYÊN TẮC, SƠ ĐỒ HÊ THỐNG

1 Bồn nguyên liệu 2 Bơm

3 Bồn cao vị 4 Van

5 Thiết bị đun dòng nhập liệu

6 Lưu lượng kế 7 Nhiệt kế

8 Áp kế 9 Tháp

10 Thiết bị ngưng tụ

11 Bồn chứa tạm thời

12 Bồn chứa SP đỉnh

13 Thiết bị đun sôi đáy tháp

14 Thiết bị làm nguội SP đáy

15 Bồn chứa sản phẩm đáy

16 Thiết bị làm nguội SP đỉnh

 Phương trình cân bằng cho toàn tháp

F – suất lượng nhập liệu, kmol/h

W – lượng sản phẩm đáy, kmol/h

P – lượng sản phẩm đỉnh, kmol/h

F : phần mol của cấu tử trong nhập liệu mol/mol

W : phần mol của cấu tử trong sản phẩm đáy

mol/mol

P: phần mol của cấu tử trong sản phẩm đỉnh

mol/mol

y = +

 Phương trình đường nồng độ của đoạn cất

Với R = : chỉ số hồi lưu của tháp

Lo, D0 : lượng lỏng và hơi hồi lưu đoạn cất kmol/h Sơ đồ đoạn cất của tháp

12

 Phương trình đường nồng độ của đoạn chưng

Cân bằng vật liệu đoạn

chưng: 

= - = -.

Từ hai phương trình trên

“ y = W

Thay: , với là lượng hỗn hợp nhập liệu so với sản phẩm đỉnh, ta được:

Phương trình đường nồng độ làm việc của đoạn chưng:

XÁC ĐỊNH SỐ MÂM LÝ THUYẾT

- Xác định chỉ số hồi lưu

- Vẽ đường cân bằng pha lỏng – hơi

- Xác định điểm dựa vào nồng độ nhập liệu

HIỆU SUẤT QUÁ TRÌNH CHƯNG CẤT

- Áp dụng công thức Fenske-Underwood để tìm số đĩa lý thuyết nhỏ nhất: =

- Biết số đĩa thực tế sẽ tính được hiệu suất  của tháp ở chế độ hồi lưu hoàn toàn.



Với là số đĩa lý thuyết; là số đĩa thực tế

- nhiệt độ đầu của hỗn hợp, 0C ;

- nhiệt dung riêng của hỗn hợp đầu, J/kg.độ;

- ẩn nhiệt hóa hơi của hơi đốt, J/kg;

CÂN BẰNG NHIỆT CỦA THÁP

, kg/s

Qn - nhiệt do hơi mang ra, W;

Qw – nhiệt do sản phẩm đáy mang ra, W;

Qm - nhiệt mất ra môi trường, lấy bằng 5% QD2 , W;

- nhiệt hh mang ra thiết bị & đi vào tháp, W;

Qx – nhiệt lượng do môi trường bên ngoài mang vào, W;

CÂN BẰNG NHIỆT THIẾT BỊ NGƯNG TỤ

Nếu chỉ ngưng tụ hồi

lưu:

, kg/s

r - ẩn nhiệt hoa hơi, J/kg;

t1 , t2 – nhiệt độ vào và ra của nước, 0 C

C1 – nhiệt dung riêng của nước ở nhiệt độ trung bình; ), J/kg.độ;

Nếu ngưng tụ hoàn toàn

, kg/s.

CÂN BẰNG NHIỆT THIẾT BỊ LÀM LẠNH

Trường hợp ngưng tụ hồi lưu:

Trường hợp ngưng tụ và làm lạnh hoàn toàn:

Cp – nhiệt dung riêng của sp đỉnh ở nhiệt độ trung bình; J/kg.độ;

- nhiệt độ đầu vào và đầu ra của sản phẩm đỉnh, 0C;

G3 ,G4 - lượng nước lạnh tiêu tốn cho hai trường hợp,

kg/s

CÁC THIẾT BỊ CHƯNG CẤT

THIẾT BỊ CHƯNG CẤT LIÊN TỤC

THIẾT BỊ CHƯNG CẤT ĐƠN GIẢN

Gồm các bộ phận chính:

+ Thiết bị đun nóng + Bình cất

+ Thiết bị ngưng tụ

Sơ đồ chưng cất đơn giản

- Ứng dụng để chưng cất các sản phẩm không đòi hỏi sự tinh khiết cao.

Thiết bị chưng cất rượu bằng điện Cấu tạo máy chưng cất rượu bằng điện

Nấu rượu truyền thống Chưng tách hỗn hợp muối – nước

Chưng cất tinh dầu

- Có nhiều loại vật liệu đệm như: than hoạt tính,

silicagel, zeolit,… Người ta thường chọn các loại vật liệu đệm rỗng và tròn, còn tùy thuộc mục đích quá trình.

 THIẾT BỊ CHƯNG CẤT DẠNG THÁP MÂM

Thiết bị chưng cất mâm xuyên lỗ

Không có ống chảy chuyền Có ống chảy chuyền

sinh, trở lực tương đối lớn Hiệu suất khá cao

cầu lắp đặt cao Không làm việc với chất lỏng bẩn

- Tháp mâm thân hình trụ, thẳng đứng

- Trên mâm có nhiều lỗ hay rãnh

Thiết bị chưng cất mâm chóp

- Trên mâm bố trí có tháp dạng tròn, xupap, chữ S,…

lượng hơn → số mâm ít hơn.

CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN

ĐÃ LẮNG NGHE!