BÀI báo cáo học PHẦN THỰC HÀNH kỹ THUẬT THỰC PHẨM

Tiến hành thí nghiệm  Bước 1 Chuẩn bị thí nghiệm  Xác định khối lượng vật liệu khô ban đầu G 0 của vật liệu:  Mở cửa buồng sấy ra, đặt cẩn thận  Lặp lại cửa buồng sấy  Châm đầy nướ

BÀI BÁO CÁO

HỌC PHẦN: THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM

GVHD: Trần Chí Hải Nhóm thực hiện: Nhóm 6

Danh sách các thành viên

Phan Phạm Quốc Phong MSSV 2005190503 Lớp 10DHTP7

Trương Thanh Thịnh MSSV 20051906114 Lớp 10DHTP2

Tp Hồ Chí Minh, 4/2022

1.1.2 Đặc trưng của quá trình sấy

Quá trình sấy diễn ra rất phức tạp, đặc trưng cho tính không thuận nghịch và không ổn định Nó diễn ra đồng thời 4 quá trình:

 Truyền nhiệt cho vật liệu

 Dẫn ẩm trong lòng vật liệu

 Chuyển pha vào môi trường xung quanh

 Tách ẩm vào môi trường xung quanh

1.2 CÁCH TIẾN HÀNH

1.2.1 Nội dung thí nghiệm

Tiến hành thực hiện sấy tấm vải bố ở 2 chế độ của Caloriphe: 45 o C, 55 o C Đặt vật liệu vào buồng sấy, ghi nhận khối lượng vật liệu sau khi làm ẩm (G1) Sau đó cứ 3 phút ghi nhận giá trị cân và giá trị bầu khô bầu ướt Tiếp tục đến khi giá trị khối lượng vật liệu không đổi trong vòng 16 phút thì dừng chế độ thí nghiệm này và chuyển sang chế độ thí nghiệm khác.

1.2.2 Bố trí thí nghiệm

1.2.2.1 Tiến hành thí nghiệm

 Bước 1 Chuẩn bị thí nghiệm

 Xác định khối lượng vật liệu khô ban đầu (G 0 ) của vật liệu:

 Mở cửa buồng sấy ra, đặt cẩn thận

 Lặp lại cửa buồng sấy

 Châm đầy nước vào bầu ướt (phía sau hệ thống)

 Lặp bảng số liệu thí nghiệm

 Bước 2 Khởi động hệ thống

 Khởi động quạt: bật công tắc của quạt để hút dòng tác nhân vào và thổi qua caloriphe gia nhiệt dòng tác nhân

 Khời động caloriphe: Bật công tắc Caloriphe.

 Cài đặt nhiệt độ cho Caloriphe ở nhiệt độ đang chuẩn bị khảo sát

 Bước 3: Tiến hành thí nghiệm

 Cách đọc:

Khối lượng (g): khi đặt vật liệu vào giá đỡ, đọc số hiển thị trên cân đồng hồ Nhiệt độ ( o C): Nhấn nút tương ứng các vị trí cần đo và đọc số trên đồng hồ hiện số.

 Chuyển chế độ thí nghiệm:

 Mở cửa buồng sấy, lấy vật liệu ra làm ẩm tiếp (lặp lại như ban đầu)

 Cài nhiệt độ Caloriphe ở giá trị tiếp theo cho chế độ sấy mới

 Chờ hệ thống hoạt động ổn định

 Lặp lại trình tự như chế độ đầu

 Bước 4 Kết thúc thí nghiệm

 Tắt công tắc của điện trở Caloriphe

 Sau khi tắt Caloriphe được 5 phút, tắt quạt cho Caloriphe nguội

1.2.2.2 Khảo sát nhiệt độ sấy

 Ở nhiệt độ 45 o C lần 1

1.3 KẾT QUẢ

VÀ BÀN LUẬN

G 0 = 0,082 (khối lượng này là nguyên liệu đang ở trạng thái chưa khô hoàn toàn nghĩa là trong tấm vải bố vẫn còn giữ một lượng ít

độ ẩm nhất định nên khi tính sấy tới hạn khô hoàn toàn thì ta sẽ thấy tấm vải

bố nhỏ hơn khối lượng ban đầu vì thế đôi lúc ta tính W ra âm nên có thể chấp nhận được).

1.3.2.3 Độ ẩm tới hạn

W th = W 1 1,8 +W c = 82,92

1,8 +3=49,06

W1 : Độ ẩm ban đầu trước khi sấy (%)

Wc : Độ ẩm cân bằng (3%)

1.3.2.4 Thời gian sấy

 Thời gian sấy đẳng tốc:

ĐƯỜNG CONG SẤY (W-T)

ĐƯỜNG CONG SẤY (W-T)

0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 -10

0 10 20 30 40 50 60 70

ĐƯỜNG CONG SẤY (W-T)

ĐƯỜNG CONG SẤY (W-T)

-10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 50

100 150 200 250 300

ĐƯỜNG CONG TỐC ĐỘ SẤY (N-W)

ĐƯỜNG CONG TỐC ĐỘ SẤY (N-W)

-10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 50

100 150 200 250 300

ĐƯỜNG CONG TỐC ĐỘ SẤY (N-W)

ĐƯỜNG CONG TỐC ĐỘ SẤY (N-W)

BÀI 2 LỌC KHUNG BẢN 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1.1 Nguyên tắc làm việc

Mục đích của quá trình lọc là phân riêng pha liên tục và pha phân tán cùng tồn tại trong một hổn hợp Hai pha có thể là lỏng – khí; rắn – khí; rắn – lỏng hoặc hai pha lỏng không tan lẫn cùng tồn tại trong hổn hợp

Khái niệm: Lọc là quá trình được thực hiện để phân riêng các hỗn hợp nhờ một vật ngăn xốp Một pha đi qua vật ngăn xốp còn pha kia được giữ lại Vật ngăn có thể là dạng hạt: cát, đá, than; dạng sợi như tơ nhân tạo, sợi bông, đay, gai; dạng tấm lưới kim loại; dạng vật ngăn như sứ xốp, thủy tinh xốp v.v

Chênh lệch áp suất hai bên vách ngăn lọc được gọi là động lực của quá trình lọc nghĩa là:

P = P 1 –P 2 Động lực của quá trình lọc có thể tạo ra bằng cách sau:

 Tăng áp suất P 1 : Dùng cột áp thủy tĩnh máy bơm hay máy nén

 Giảm áp suất P 2 : Dùng bơm chân không (lọc chân không) Cân bằng vật chất trong quá trình lọc

V h = V 0 + V 1 = V a + V

G h = G 0 + G 1 = G a + G

V h , G h là thể tích và khối lượng huyền phù đem lọc

V 0 , G 0 là thể tích và khối lượng chất rắn khô

V 1 , G 1 là thể tích và khối lượng nước lọc nguyên chất

2.1.2.1 Tốc độ lọc và các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian lọc

Lượng nước lọc thu được trên một đơn vị diện tích bề mặt vách ngăn lọc trên một đơn vị thời gian gọi là tốc độ lọc.

W a = Fdτ dV ,m/s Trong đó:

V – Thể tích nước lọc thu được, m 3

F – Diện tích bề mặt vách lọc, m 2

 - thời gian lọc, s Quá trình lọc huyền phù phụ thuộc vào các yếu tố sau: Tính chất huyền phù: độ nhớt, kích thước và hình dạng pha phân tán; động lực quá trình lọc; trở lực bã và vách ngăn; diện tích bề mặt vách lọc

Theo DAKSI, tốc độ lọc có thể biểu diễn dưới dạng phương trình sau:

W = Fdτ dV = μ(Rb+Rv) ∆ P

Trong đó:

𝛍 - độ nhớt của pha liên tục, Ns/m 2

R b = 1/ ∆ Pb – trở lực của bã lọc (tổn thất áp suất qua lớp bã), 1/m

R v = 1/ ∆ P v – trở lực của vách lọc (tổn thất áp suất qua vách lọc), 1/m Lọc với áp suất khong đổi, ΔP= const

Phương trình lọc có dạng:

q 2 + 2.C.Q = K τ

q = V/F – lượng nước lọc riêng

C = r 0 X 0 Rv ; K = μ.r 0 X 0 2 ΔP

X 0 = Va V – tỉ số giữ thể tích bã ẩm thu được và lượng nươc lọc

R 0 – trở lực riêng theo thể tích của bã lọc (1/m 2 )

 Cho nước vào bồn chứa

 Bật công tắc máy khuấy

 Mở van V3, V4, V5, V6

 Mở bơm, điều chỉnh áp suất bằng V4 khi đồng hồ áp suất chỉ mức mong muốn

 Đong dung dịch lọc ở đầu C1, và ghi nhận thể tích trong mỗi thời gian đo

 Làm thí nghiệm với các chế độ áp suất khác nhau.

Δτ Δτ

Δq .

Δ P 2 =0,5

V Q

Δτ Δτ

Δq .

Δ P 3 =1

V Q

Δτ Δτ

Δq .

 Tính C, K, r o theo ΔP với r o = μK X 2 ΔP

o

2.3.2 Vẽ đồ thị

BÀI 3 THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT 3.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Quá trình truyền nhiệt trong thiết bị dạng ống lồng ống là một ví dụ của sự truyền nhiệt phức tạp Ở đây diễn ra sự trao đổi nhiệt giữa hai lưu chất được ngăn cách bởi vách ngăn kim loại, bao gồm truyền nhiệt đối lưu từ dòng nóng đến vách, dẫn nhiệt qua thành ống kim loại và đối lưu nhiệt giữa dịng lạnh với ống.

3.2 PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG CHO HAI DÒNG LƯU CHẤT

Q = G 1 C 1 (t v1 – t v2 ) = G 2 C 2 (t R2 – t v2 ), W

G 1 , G 2 – lưu lượng dòng nóng và dòng lạnh, kg/s

C 1 , C 2 – nhiệt dung riêng trung bình của dòng nóng và dòng lạnh, J/kg.K

t v1 ,t R1 - nhiệt độ vào và ra của dòng nóng, o C

t v2 , t R2 – nhiệt độ vào và ra của dòng lạnh, o C

3.3 PHƯƠNG TRÌNH BIỂU DIỄN QUÁ TRÍNH TRUYỀN NHIỆT

 Nhiệt lượng Q truyền qua tường phẳng trong một đơn vị thời gian

Q = K F Δt, W

Trong đó:

K - hệ số truyền nhiệt, W/m 2 K F- diện tích bề mặt truyền nhiệt, m 2

Δt - hiệu số nhiệt độ trung bình, K

Hệ số truyền nhiệt cho tường phẳng nhiều lớp được tính theo công thức sau

K =

1 1

λ i - hệ số dẫn nhiệt tương ứng với lớp tường thứ i, (W/m.K).

 Phương trình truyền nhiệt qua tường hình trụ nhiều lớp

Q = K L Δt L, (W) Trong đó:

K L – hệ số truyền nhiệt của 1m chièu dài ống , (W/m 2 K)

L – chiều dài ống, m

Hệ số truyền nhiệt K đối với tường hình trụ có n lớp được tính theo công thức

K L =

3,14 1

α 1 , α 2 - hệ số cấp nhiệt (ở hai phía ống, giữa lưu thể và bề mặt ống), (W/m 2 k)

r 1 ,r 2 - nhiệt trở của cặn bẩn ở hai phía trong và ngoài ống, (W.m 2 K)

d 1 và d n+1 – đương kính trong và ngoài của ống (m)

d i và d i+1 - đường kính trong và ngoài của lớp thứ i(m)

λ i - hệ số dẫn nhiệt tương ứng với lớp thứ i, (W/m.K).

Ở bài thí nghiệm này ta tiến hành thí nghiệm với ống truyền nhiệt, do vậy ta xem như là truyền nhiệt ở tường hình trụ 1 lớp nên công thức trở thành:

Q = K* L Δt log L

Với:

L - chiều dài ống, m K* L - hệ số truyền nhiệt dài , W/m.K

Δt log - chênh lệch nhiệt độ trung bình logarit, K.

 Độ chênh lệch nhiệt độ trung bình logarit

 Hệ số cấp nhiệt α 1 , α 2 giữa vách ngăn và dòng lưu chất được tính theo chuẩn

số Nusselt như sau

Nu = α l λ

Trong đó Nu = A Re m Pr n ( Pr

Pr t ) 0,25 𝜀 l 𝜀 R Các hệ số A, n, m, 𝜀 l , 𝜀 R là các hệ số thực nghiệm, tùy thuộc vào các yếu tố sau:

 Chế độ chảy của các dòng lưu chất

 Sự tương quan giữa dòng chảy và bề mặt truyền nhiệt

 Đặc điểm bề mặt truyền nhiệt (độ nhám, hình dạng, )

3.4 CÁCH TIẾN HÀNH

3.4.1 Nội dung thí nghiệm 3.4.2 Bố trí thí nghiệm

3.4.2.1 Tiến hành thí nghiệm

 Bước 1: Chuẩn bị thí nghiệm

 Kiểm tra mực nước bên trong nồi đun

 Kiểm tra nước dòng lạnh trong các ống

 Mở công tác tổng

 Mở công tắc gia nhiệt nồi đun.

 Bước 2: Khảo sát quá trình truyền nhiệt trong ông chảy vuông góc

 Đo lưu lượng dòng nóng

 Mở van 4, van 5

 Đóng van 6

 Mở công tắc bơm nước nóng

 Chỉnh lưu lượng dòng nóng bằng van 10

 Đo lưu lượng dòng lạnh

 Nhấn nút N3 để đo nhiệt độ đòng nóng vào và ghi nhận t nv

 Nhấn nút N4 để đo nhiệt độ dòng nóng ra và ghi nhận t nr

 Nhấn nút L1 để đo nhiệt độ dòng lạnh vào và ghi nhận t LV

 Nhấn nút L2 để đo nhiệt độ dòng lạnh ra và ghi nhận t Lr

 Bước 3: Khảo sát quá trình truyền nhietj trong ống chảy dọc.

 Đo lưu lượng dòng nóng

 Mở van 4, van 5

 Đóng van 6

 Mở công tắc bơm nước nóng

 Chỉnh lưu lượng dòng nóng bằng van 10.

 Đo lưu lượng dòng lạnh

 Nhấn nút N5 để đo nhiệt độ dòng nóng vào và ghi nhận t nv

 Nhấn nút N4 để đo nhiệt độ dòng nóng ra và ghi nhận t nr

 Nhấn nút L1 để đo nhiệt độ dòng lạnh vào và ghi nhận t lv

 Nhấn nút L2 để đo nhiệt độ dòng lạnh ra và ghi nhận t lr

Lưu lượng dòng lạnh (lít/ph) t 1v t 1R t 2v t 2R t 1v t 1R t 2v t 2R t 1v t 1R t 2v t 2R

 Ống lồng ống lần 2 Lưu lượng dòng

Lưu lượng dòng lạnh (lít/ph) t 1v t 1R t 2v t 2R t 1v t 1R t 2v t 2R t 1v t 1R t 2v t 2R

 Ống lồng ống lần 3 Lưu lượng dòng

Lưu lượng dòng lạnh (lít/ph) t 1v t 1R t 2v t 2R t 1v t 1R t 2v t 2R t 1v t 1R t 2v t 2R

 Ống chùm lần 1 Lưu lượng dòng

Lưu lượng dòng lạnh (lít/ph) t 1v t 1R t 2v t 2R t 1v t 1R t 2v t 2R t 1v t 1R t 2v t 2R

 Ống chùm lần 2

Lưu lượng dòng

Lưu lượng dòng lạnh (lít/ph) t 1v t 1R t 2v t 2R t 1v t 1R t 2v t 2R t 1v t 1R t 2v t 2R

 Ống chùm lần 3 Lưu lượng dòng

Lưu lượng dòng lạnh (lít/ph) t 1v t 1R t 2v t 2R t 1v t 1R t 2v t 2R t 1v t 1R t 2v t 2R

 Ống xoắn lần 1 Lưu lượng dòng

Lưu lượng dòng lạnh (lít/ph) t 1v t 1R t 2v t 2R t 1v t 1R t 2v t 2R t 1v t 1R t 2v t 2R

 Ống xoắn lần 2 Lưu lượng dòng

Lưu lượng dòng lạnh (lít/ph) t 1v t 1R t 2v t 2R t 1v t 1R t 2v t 2R t 1v t 1R t 2v t 2R

 Ống xoắn lần 3 Lưu lượng dòng

Lưu lượng dòng lạnh (lít/ph) t 1v t 1R t 2v t 2R t 1v t 1R t 2v t 2R t 1v t 1R t 2v t 2R

3.5 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

BÀI 4 THIẾT BỊ CHƯNG CẤT 4.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT

4.1.1 Mô hình mâm lý thuyết

Mô hình mâm lý thuyết là mô hình toán đơn giản nhất dựa trên các cơ sở sau:

 Cân bằng giữa hai pha lỏng – hơi cho hỗn hợp hai cấu tử

 Điều kiện động lực học lưu chất lý tưởng trên mâm lý tưởng cho hai pha lỏng – hơi là:

 Pha lỏng phải hòa trộn hoàn toàn trên mâm

 Pha hơi không lôi cuốn các giọt lỏng từ mâm dưới lên mâm trên và đồng thời có nồng độ đồng nhất tại mọi ví trí trên tiết diện

 Trên mỗi mâm luôn đạt sự cân bằng giữa hai pha

4.1.2 Hiệu suất

Để chuyển từ số mâm lý thuyết sang số mâm thực ta cần phải biết hiệu suất mâm.

Có ba loại hiệu suất mâm được dung là: Hiệu suất tổng quát, liên quan đến toàn tháp; hiệu suất mâm Murphee, liên quan đến một mâm; hiệu suất cục bộ, liên quan đến một ví trí cụ thể trên một mâm.

 Hiệu suất tổng quát E o : là hiệu suất đơn giản khi sử dụng nhưng kém chính xác nhất, được định nghĩa là tỷ số giữa mâm lý tưởng và số mâm thực cho toàn tháp.

E 0 = Số m âml ýt ưở ng

Số m âmthự c

 Hiệu suất mâm Murphree: là tỷ số giữa sự biến đổi nồng độ pha hơi qua một mâm với sự biến đổi nồng độ cực đại có thể đạt được khi pha hơi rời mâm cân bằng với pha lỏng rời mâm thứ n

E M = y n− yn+1

y n ¿ − yn+1

Trong đó:

y n : nồng độ thực của pha hơi rời mâm thứ n

y n+1 : nồng độ thực của pha hơi vào mâm thứ n

y * : nồng độ pha hơi cân bằng với pha lỏng rời ống chảy chuyền mâm thứ n Nói chung, pha lỏng rời mâm có nồng độ không bằng với nồng độ trung bình của pha lỏng trên mâm nên dẫn đến khái niệm hiệu suất cục bộ.

 Hiệu suất cục bộ được định nghĩa như sau:

4.1.3 Mối quan hệ giữa hiệu suất mâm Murphree và hiệu suất mâm tổng quát

Hiệu suất tổng quát của tháp không bằng với hiệu suất trung bình của từng mâm Mối quan hệ giữa hai hiệu suất này tùy thuộc trên độ dốc tương đối của đường cân bằng

và đường làm việc Khi mG/L >1 hiệu suất tổng quát có giá trị lớn hơn và mG/L<1 hiệu suất tổng quát có giá trị nhỏ hơn Như vậy, với quá trình trong đó có cả 2 vùng như trên (chưng cất) thì hiệu suất tổng quát E o có thể gần bằng hiệu suất mâm E M Tuy nhiên khi phân tích hoạt động của một tháp hay một phần của tháp thực tế Trong đó đo được sự biến thiên nồng độ qua một hoặc một vài mâm sẽ xác định được giá trị đúng của E M hơn

 Cho nhập liệu từ 20-60 lít bì chứa nhập liệu A

 Để đưa nhập liệu vào khoảng 1/3 nồi đun, mở van nhập liệu và bật bơm nhập liệu.

 Bật điện trở nồi đun và chờ nồi đun sôi sẽ khởi động bơm nhập liệu Quan sát nhiệt độ trong nồi qua nhiệt kế.

 Quan sát mức chất lỏng trong nồi thông qua ống đo mức bên trái nồi đun trong suốt thời gian làm thí nghiệm Nếu mực chất lỏng giảm dưới mức 1/3 phải cấp thêm nhập liệu, nếu nồi đun quá đầy phải tháo bớt chất lỏng trong nồi.

 Trong khi hệ thống đang đun nóng mở van thông áp của sản phẩm đỉnh,

để thông hơi với bình chứa, các van sau sẽ đóng.

 Van xả sản phẩm đỉnh

 Van hoàn lưu sản phẩm đỉnh lại cột

 Mở van cho nước hoặc dòng làm lạnh đủ để hóa lỏng tất cả các hơi qua

 Đun nóng dòng nhập liệu và dòng hoàn lưu

 Khi phải thay đổi vị trí mâm, ta mở van tương ứng của mâm đó

 Theo dõi thường xuyên mức chất lỏng trong nồi Nếu vì một lý do nào mức chất lỏng trong nồi xuống dưới điện trở, dòng điện tự ngắt, khi nhiệt

độ trong nồi giảm bớt cho điện trở hoạt động trở lại.

 Bước 2: Ngừng máy

 Tắt điện trở nồi đun

 Tắt điện trở nung nóng nhập liệu và hoàn lưu và tắt các bơm

 Tháo sản phẩm đỉnh

 Đóng van nước cấp ngưng tụ sản phẩm đỉnh

 Ngắt điện vào hệ thống chưng cất

4.2.2.2 Khảo sát vị trí mâm, lưu lượng dòng, độ chỉ phù kế, nhiệt độ đo

BÀI 5 CỘT CHIÊM 5.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT

5.1.1 Độ giảm áp của dòng khí

Độ giảm áp ∆ P ck của dòng khí qua cột phụ thuộc vào vận tốc khối lượng G của dòng khí qua cột khô (không có dòng chảy ngược chiều) Khi dòng khí chuyển dộng trong các khoảng trống giữa các vật chêm tăng dần vận tốc thì độ giảm áp cũng tăng theo Sự gia tăng này theo lũy thừa từ 1,8 đến 2,0 của vật tốc dòng khí.

∆ P ck = α G n với n= 1,8-2,0 (1) Khi có dòng lỏng chảy ngược chiều, các khoảng trống giữa những vật chêm

bị thu hẹp lại Dòng khí do đó di chuyển khó khăn hơn vì 1 phần thể tích tự do giữa các vật chêm bị lượng chất lỏng chiếm cứ Khi tăng vận tốc dòng khí lên, ảnh hưởng cản trở của dòng lỏng tăng đều đặn cho đến 1 trị số tới hạn của vận tốc khí, lúc đó độ giảm áp của dòng khí tăng vọt lên Điểm ứng với trị số tới hạn của vận tốc khí này được gọi là điểm gia trọng Nếu tiếp tục tăng vận khí quá trị số tới hạn này, ảnh hưởng cản trở hỗ tương giữa dòng lỏng và dòng khí rất lớn, ∆ P c

tăng mau chóng không theo phương trình (1) nữa Dòng lỏng lúc này chảy xuống cũng khó khăn, cột ở điểm lụt.

Đường biểu diễn log(P c /Z) (độ giảm áp suất của dòng khí qua một dơn vị chiều cao của phần chêm trong cột) dự kiến như trình bày trên hình 1.

log(  P C /Z)

L=0

A B

Hình 9 Ảnh hưởng của G và L đối với độ giảm áp của cột ΔP c

5.1.2 Hệ số ma sát f ck theo Re c khi cột khô