BÁO cáo THỰC HÀNH kỹ THUẬT THỰC PHẨM 1 bài 1 QUÁ TRÌNH TRỘN vật LIỆU rời và các yếu tố ẢNH HƯỞNG

-Sau khi học xong, sinh viên có thể triển khai vận hàng một số hệ thống thiết bị phối trộn trong chế biến lương thực thực phẩm và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình, xử lý các yếu tố thư

Môn: THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM 1 BÁO CÁO THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM 1

Giảng viên hướng dẫn: Th.S Trần Văn Dũng

Th.S Tạ Lê Quốc An Th.S Ngô Trịnh Tắc Đạt

Sinh viên thực hiện:

1 Nguyễn Lê Bảo Ngọc DH62000011 D20_TP01 0938676524

2 Huỳnh Thị Lê DH62003316 D20_TP01 0387906226

3 Nguyễn Quan Minh

tác dụng của lực cơ học.

-Hỗn hợp đồng nhất có thể là:

+ Hỗn hợp vật liệu rắn do trộn hai hay nhiều chất rắn với nhau.

+ Hỗn hợp bột nhão, dẻo do trộn chất rắn với chất lỏng.

-Sau khi học xong, sinh viên có thể triển khai vận hàng một số hệ thống thiết bị phối trộn trong chế biến lương thực thực phẩm và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình, xử

lý các yếu tố thường xảy ra trong quá trình vận hành thiết bị

1 Phương pháp trộn và cách đánh giá mức độ trộn:

1.1 Phương pháp trộn:

Khi trộn vật liệu, các hạt chịu tác dụng của lực cơ học có hướng khác nhau và dẫn tới chuyển động của các hạt trong thể tích khối hạt Quá trình chuyển động của các hạt phụ thuộc và cấu tạo máy trộn, phương pháp trộn Trong máy trộn có 5 quá trình

cơ bản xảy ra như sau:

- Tạo ra các lớp trượt với nhau theo các mặt phẳng trộn cắt.

- Chuyển dịch một nhóm hạt từ vị trí này đến vị trí khác.

- Thay đổi vị trí từng hạt riêng lẻ.

- Phân tán từng phân tử do va đập vào thành thiết bị.

S B

i=1

N (CB−CtB) 2

I s = √ CA × CB×(N−1)

α ∑

N −1

N (CA−CtA) 2

Cách 2: xác định “ chỉ số trộn” dựa vào độ sai lệch bình phương trung bình S B :

I s = √ CA × CB×(N−1)

α ∑

N−1

N (CB−CtB) 2

Cách 3: xác định “chỉ số trộn” dựa vào độ sai lệch bình phương trung bình:

I s = σc S = SA +SB 2σc

Trong đó:

C A , C B : Thành phần của chất A và chất B trong hỗn hợp lý tưởng.

C tA , C tB : Thành phần của chất A và chất B trong hỗn hợp thực.

a và b: khối lượng của chất A và chất B trong hỗn hợp lý tưởng; g hoặc kg.

a t và b t : khối lượng của chất A và chất B trong hỗn hợp thực; g hoặc kg.

S A , S B : độ sai lệch bình phương trung bình của chất A và chất B trong hỗn hợp N: số mẫu (số lần lấy mẫu để xác định S A và S B ).

α : Số hạt trong 1 mẫu (cả A và B) hỗn hợp lý tưởng

2 Tính toán quá trình trộn trên máy trộn thùng quay:

t 1 : thời gian trộn vật liệu, phút.

k = 200 – 300 : hằng số thực nghiệm đối với máy trộn thùng quay.

2.2 Năng suất của máy trộn thùng quay (Q), kg/h:

Q = 60× V × ρ ×φ t 1+t 2

Q: năng suất máy trộn thùng quay, kg/h.

V: thể tích thùng quay, m 3

ρ : KLR của vật liệu (hỗn hợp), kg/m 3 .

φ : hệ số chứa vật liệu trong thùng, φ = 0,35 – 0,5.

t 1 : thời gian trộn vật liệu, phút.

t 2 : thời gian nhập và tháo liệu, phút.

3 Nguyên lý hoạt động của thiết bị:

Bước 1: Cấp nguồn: máy trộn được cấp nguồn điện 220v.

Trước khi cấp nguồn kiểm tra máy xem có chạm mạch hay không, kiểm tra bảo đảm trong máy không có vật lạ rơi vào.

Bước 2: Bật máy: cho máy hoạt động theo yêu cầu.

Khi máy sẵn sàng làm việc, ta điều chỉnh thời gian hoạt dộng theo yêu cầu, sau đó bật công tắc.

Bước 3: Kết thúc quá trình trộn.

Bật công tắc về vị trí “tắt máy” để dừng máy, đồng thời đảm bảo an toàn cho máy.

Bước 4: Vệ sinh máy.

Lấy hết tất cả vật liệu, mẫu và vệ sinh máy đóng nắp và để lại vị trí ban đầu, thường xuyên kiểm tra lau chùi để đảm bảo máy hoạt động tốt.

4 Trình tự tiến hành:

Kiểm tra máy

Đóng cầu dao motor điện, khoảng 5 - 10 giây để trục trộn đạt vận tốc max

Nạp liệu vào, bắt đầu bấm đồng hồ tính giờ (t = giây)

Ngắt cầu dao Lấy mẫu

Tháo liệu

Vệ sinh máy

Chiều rộng 3.75 4.42 3,68 4.37 4.39 4.2325

4.68925 Đậu đỏ

5.887 Đậu đen

Chiều dài 9.44 4.25 8.77 9.28 8.72 8.092 Chiều

7.165 Đậu phộng

Chiều dài 20.2 17 18.64 17.24 16.96 18.008 Chiều

13.675

- Thí nghiệm 1: 2kg gạo (A) + 2kg đậu đen (B) thời gian trộn (3 phút)

a và b: khối lượng của hạt gạo và hạt đậu đen trong hỗn hợp lý tưởng (g)

Kết quả qua 3 cân khối lượng của hạt gạo và đậu đen trong hỗn hợp thực:

Hạt gạo (a t ) Đậu đen (b t )

Is = √ CA × CB×(N−1)

N: số mẫu (số lần lấy mẫu để xác định S A và S B ) (N=3: do lấy mẫu 3 lần).

S A , S B : độ sai lệch bình phương trung bình của gạo và đậu đen trong hỗn hợp.

- Thí nghiệm 2: 2kg Đậu phộng (A) + 2kg Đậu đen (B) (3 phút)

a và b: khối lượng của đậu phộng và đậu đen trong hỗn hợp thực (g) Kết quả qua 3 cân khối lượng của hạt gạo và đậu đen trong hỗn hợp thực:

Đậu phộng (a t ) Đậu đen (b t )

S A , S B : độ sai lệch bình phương trung bình của đậu phộng và đậu đen trong hỗn hợp.

Lưu ý: lấy a=b=2kg (tỷ lệ 1:1) và thời gian trộn 3 phút ở cả 2 thí nghiệm ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG KÍCH THƯỚC ĐẾN ĐỘ SAI LỆCH BÌNH

PHƯƠNG TRUNG BÌNH CỦA 2 TN TRÊN

Đánh giá (So sánh)

Ta nhận thấy I 2 > I 1

b Khảo sát ảnh hưởng của thời gian trộn đến mức độ trộn

- Thí nghiệm 3: 3kg Đậu phộng (A) + 3 kg Đậu xanh (B) +Thời gian trộn 0,5 phút

Kết quả qua 3 lần cân khối lượng của đậu phộng và đậu xanh tron hỗn hợp thực (g).

Số lần lấy mẫu Đậu phộng (a t ) Đậu xanh (b t )

1

0,5 phút 0,5 0,5

Ta nhận thấy : Is 1 =Is 2 >Is 3 =Is 6 >Is 5 >Is 4

c Khảo sát ảnh hưởng của hình dạng nguyên liệu đến mức độ trộn

- Thí nghiệm 4: 3kg Đậu phộng (A) + 3 kg Đậu Đỏ (B)

Số lần lấy mẫu Đậu phộng (a t ) Đậu đỏ (b t )

2 28.56 (g) 46.04 (g)

- Thí nghiệm 5: 3kg Đậu phộng (A) + 3 kg Đậu Đen (B)

Số lần lấy mẫu Đậu phộng (a t ) Đậu đỏ (b t )

T.gian trộn

4 3 phút 0,5 0,5 0,46 0,53 0,131 0,131 0,02 0,13

0,38 0,61 0,44 0,55

5 3 phút 0,5 0,5 0,54 0,45 0,109 0,109 0,03 0,106

0,59 0,41 0,55 0,44

0,13 0.106

Ta nhận thấy I 1 > I 2

d Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng riêng xốp đến mức độ trộn

- Thí nghiệm 6: 3kg Đậu phộng (A) + 3 kg Đậu Đen (B)

Số lần lấy mẫu Hạt gạo (a t ) Đậu đen (b t )

- Thí nghiệm 7: 3kg Đậu phộng (A) + 3kg Đậu Xanh

Số lần lấy mẫu Đậu phộng (a t ) Đậu xanh (b t )

T.gian trộn

6 3 phút 0,5 0,5 0,61 0,38 0,317 0,317 0,009 0,31

0,77 0,22 0,64 0,35

7 3 phút 0,5 0,5 0,63 0,36 0,084 0,084 0,02 0,03

0,51 0,48 0,52 0,47

e Xác định năng xuất trộn của quá trình trộn

- Thí nghiệm 8: 4kg Đậu phộng (A) + 4kg Đậu Xanh

Số lần lấy mẫu Đậu phộng (a t ) Hạt Gạo (b t )

T.gian trộn

6 3 phút 0,5 0,5 0,59 0,40 0,14 0,14 0,010 0,13

0,63 0,36 0,51 0,48

Nhận xét:

+Các tính chất của vật liệu:

- Sự phân bố cỡ hạt quá rộng sẽ ảnh hưởng đến quá trình trộn

- Khối lượng riêng của vật liệu càng khác nhau càng khó trộn.

- Hình dạng càng khác biệt nhau về kích thước càng khó trộn

+ Ảnh hưởng của thao tác khi làm thí nghiệm:

- Do cân hoặc do cân khối lượng không chính xác

- Thao tác lấy mẫu không chính xác không đảm bảo một cách đều đặn trong thùng trộn

- Không đếm chính xác số hạt sau khi trộn

+ IS càng lớn thì hỗn hợp ta thu được càng đều và càng dần tiến về lý tưởng

BÀI 2 MẠCH LƯU CHẤT

Mục đích:

- Khảo sát sự lưu chuyển của chất lỏng ở nhiệt độ phòng thí nghiệm trong hệ thống thiết bị với nhiều đường ống có nhiều đường kính khác nhau, trên đường ống có lắp bơm, ống đo cột áp, van, co nối và các dụng cụ đo áp suất, lưu lượng.

- Khả năng vận hành được hệ thống máy bơm và xác định được các thông số của bơm đồng thời tính toán được các trở lực bơm và hệ số ma sát và cục bộ của bơm

I Tiến hành thí nghiệm Thí nghiệm 1:

LƯU Ý: Lặp lại thí nghiệm trên 3 lần, ta lấy giá trị của các thông số lưu lượng, áp

suất hút, áp suất đẩy, hiệu điện thế U và Ampe kế I ghi vào bảng

Kiểm tra các van và dụng cụ đo ở trạng thái sẵn sàng làm việc

Mở van 2 (van hồi lưu)

và van 3 (van điều chỉnh

lưu lượng)

Đóng các van 4, van 5, van 7, van 9 và van 11 Đóng cầu dao điện của bơm E, khi bơm đạt vận

tốc dần đều (khoảng 5 – 10 giây)

Quan sát các dụng cụ đo trên đường ống và ghi nhận các

thông số -Lưu lượng (trên đồng hồ Q)

- Áp suất ở đầu hút (trên đồng hồ chân không kế)

- Áp suất ở đầu đẩy (trên đồng hồ áp kế)

- Chiều cao nâng hình học Z

- Hiệu điện thế ở nguồn điện vào (dùng đồng hồ đo điện

đa năng)

- Cường độ dòng điện (dùng đồng hồ đo điện đa năng)

Khóa van hồi lưu và đồng thời mở van điều chỉnh lưu lượng Ngắt nguồn điện bơm E

Kết quả thí nghiệm 1:

TN Số

lần thực hiện

Độ

mở van 3

%

Kết quả Lưu

lượng

m 3 /s

Z (m) Áp

suất hút (Pa)

Áp suất đẩy (Pa)

Hiệu điện thế U (V)

Amp

e kế I (A)

Công suất bơm (N)

Trung bình 4,17.10 -4 1,03 10 5 1,051.10 5 210 1,16 244,3 0.213714

Thí nghiệm 2: Xác định trở lực của bơm do ma sát

a Các bước tiến hành:

 Xác định trở lực trên ống dẫn có đường kính trong d = 21 mm

+ Bước 1: Kiểm tra các van và dụng cụ đo ở trạng thái sẵn sàng làm việc, Mở các van nước điều chỉnh dòng nước đi qua đường ống có d = 21 mm.

+ Bước 2: Đóng cầu dao điện của bơm E, khóa van hồi lưu, sau 5-10 giây, ta ghi nhận giá trị áp suất trên đường ống có đường kính trong ống dẫn d = 21 mm,(Cả

áp kế giữa và cuối đoạn ống).

+ Bước 3: Ngắt nguồn điện bơm E

LƯU Ý : Lập lại thí nghiệm 3 lần, xác định giá trị áp suất trung bình.

 Xác định trở lực trên ống dẫn có đường kính trong d = 27 mm

- Bước 1: Kiểm tra các van và dụng cụ đo ở trạng thái sẵn sàng làm việc, Mở các van nước điều chỉnh dòng nước đi qua đường ống có d = 27 mm.

- Bước 2: Đóng cầu dao điện của bơm E, khóa van hồi lưu, sau 5-10 giây, ta ghi nhận giá trị áp suất trên đường ống có đường kính trong ống dẫn d = 27 mm,(Cả

áp kế giữa và cuối đoạn ống).

- Bước 3: Ngắt nguồn điện bơm E

 LƯU Ý : Lập lại thí nghiệm 3 lần, xác định giá trị áp suất trung bình.

 Xác định trở lực trên ống dẫn có đường kính trong d = 34 mm

+ Bước 1: Kiểm tra các van và dụng cụ đo ở trạng thái sẵn sàng làm việc, Mở các van nước điều chỉnh dòng nước đi qua đường ống có d = 34 mm.

+ Bước 2: Đóng cầu dao điện của bơm E, khóa van hồi lưu, sau 5-10 giây, ta ghi nhận giá trị áp suất trên đường ống có đường kính trong ống dẫn d = 34 mm.

(Cả áp kế giữa và cuối đoạn ống).

+ Bước 3: Ngắt nguồn điện bơm E

 LƯU Ý : Lập lại thí nghiệm 3 lần, xác định giá trị áp suất trung bình.

Kết quả thí nghiệm số 2:

Số TN Số

lầ n T N

Z P đầu ống

(Pa)

P cuối ống (Pa)

h d =∆P/ ρg

(mH 2 0)

ω=4Q/

πd 2 (m/s)

λ=2gdh d /

lω 2

2 d=21m m

1 1,0 1 1,12.10 5 1,1.10 5 0,2 1.2739 0.05098

2 1,0 1 1,13.10 5 1,11.10 5 0,3 1.2739 0.07647

3 1,0 1 1,13.10 5 1,11.10 5 0,3 1.2739 0.07647

Trung bình cộng

1,0 1 1,126.10 5 1,11.10 5 0,26 1.2739 0.06798

2 d=27m m

1 1,0 0 1,04.10 5 1,08.10 5 0,4 0,73 0,29

2 1,0 0 1,04.10 5 1,06.10 5 0,2 0,73 0,15

3 1,0 0

1,04.10 5 1,085.10

5

Trung bình cộng

1,0 0

1,04.10 5 1,082.10

5

2 d=34m m

1 1,0 3 1,05.10 5 1,02.10 5 0,3 0,46 0,44

2 1,0 3 1,06.10 5 1,03.10 5 0,27 0,46 0,40

3 1,0 3

1,05.10 5 1,025.10

5

Trung bình cộng

1,0 3

1,0523.10 5

1,0 25.10 5

 So sánh kết quả thực nghiệm với các loại trở lực khác nhau:

Ta thấy khi cùng một loại vật liệu ở cùng một lưu lượng ống nào có đường kính lớn thì tổn thất dọc đường kính dọc đường càng nhỏ và khi lưu lượng tăng thì tổn thất

dọc đường tăng Khi chuyển động trong ống lưu chất tiếp xúc với tiết diện mặt trong dọc đường ống sẽ làm cản tốc độ dòng chảy của lưu chất.Từ công thức: ω = 4Q/πd2 ta thấy vận tốc dòng lưu chất trong ống dẫn tỉ lệ thuận với lưu lượng dòng

chảy và tỉ lệ nghịch với đường kính trong ống dẫn Vậy đường kính ống càng nhỏ

thì vận tốc dòng lưu chất càng lớn Như: d= 21mm có ω = 1,2 > d= 27mm có ω= 0,73 > d= 34mm có ω= 0,46

Thí nghiệm 3: Xác định trở lực cục bộ của bơm:

a Các bước tiến hành:

 Xác định trở lực trên ống dẫn có đột thu:

+ Bước 1: Kiểm tra các van và dụng cụ đo ở trạng thái sẵn sàng làm việc + Bước 2: Đóng cầu dao điện của bơm E, sau 5-10 giây, ta ghi nhận giá trị áp suất chất lỏng trong ống,(Cả áp kế giữa và cuối đoạn ống).

+ Bước 3: Ngắt nguồn điện bơm E.

 LƯU Ý : Lập lại thí nghiệm 3 lần, xác định giá trị áp suất trung bình.

 Xác định trở lực trên ống dẫn có các co 90 0 :

+ Bước 1: Kiểm tra các van và dụng cụ đo ở trạng thái sẵn sàng làm việc + Bước 2: Đóng cầu dao điện của bơm E, sau 5-10 giây, ta ghi nhận giá trị áp suất trên đường ống có các co 90 0 trong ống,(Cả áp kế đầu, giữa và cuối đoạn ống) + Bước 3: Ngắt nguồn điện bơm E.

 LƯU Ý : Lập lại thí nghiệm 3 lần, xác định giá trị áp suất trung bình.

 Xác định trở lực trên ống dẫn có các co 60 0 :

+ Bước 1: Kiểm tra các van và dụng cụ đo ở trạng thái sẵn sàng làm việc + Bước 2: Đóng cầu dao điện của bơm E, sau 5-10 giây, ta ghi nhận giá trị áp suất trên đường ống có co 60 0 trong ống,(Cả áp kế đầu và cuối đoạn ống).

+ Bước 3: Ngắt nguồn điện bơm E.

 LƯU Ý : Lập lại thí nghiệm 3 lần, xác định giá trị áp suất trung bình

Kết quả thí nghiệm 3:

Số TN

Số lần TN

P đầu ống (Pa)

P cuối ống (Pa)

h d =∆P/ρg (mH 2 0)

ω=4Q/πd 2 (m/s)

ξ=2gh cb /ω 2

3

TT

do đột thu

1 1,08.10 5 1,05.10 5 0,3 0,46 28,35

2 1,08.10 5 1,05.10 5 0,3 0,46 28,35

3 1,98.10 5 1,05.10 5 0,3 0,46 28,35

Trung bình cộng

1 1,02.10 5 1,01.10 5 0,1 0,46 9,45

2 1,02.10 5 1,01.10 5 0,1 0,46 9,45

3 1,02.10 5 1,01.10 5 0,1 0,46 9,45

Trung bình cộng

1 1,175.10 5 1,19.10 5 0,1 0,46 9,45

2 1,18.10 5 1,19.10 5 0,1 0,46 9,45

3 1,19.10 5 1,12.10 5 0,1 0,46 9,45

Trung bình cộng

1,18.10 5 1,19.10 5 0,1 0,46 9,45

So sánh kết quả thực nghiệm với các loại trở lực khác nhau:

 Ta thấy tại co 90° gây ra tổn thất cục bộ nhiều hơn co 60° và tại đột thu tổn thất cục bộ là lớn nhất.

 Lưu lượng tăng thì tổn thất tăng và tổn thất phụ thuộc nhiều vào dạng trở lực của ống.

 P( đầu ống co 60° ) > P(đầu ống đột thu)>P(đầu ống co 90°)

 P (cuối ống co 60 ) >P( cuối ống đột thu)>P(cuối ống co 90°) ⁰

 ζ(TT đột thu) > ζ(TT co 60 ) > ζ (TT co 90°) ⁰

 w (TT co 90°) = w(TT đột thu) = w(TT co 60 ) ⁰

 hcb ((TT đột thu) > hcb (TT co 60°) >hcb (TT co 90 ) ⁰

Bài 3

TRUYỀN NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNG

I 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 dòng lạnh với thành ống.

II Sơ đồ nguyên lý thiết bị thực hành:

7 Thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống chảy song song

8 Thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống chảy giao nhau (vuông gốc)

9 Đèn điện nguồn (CP tổng thiếtkế bên trong hộp)

10 Công tắc điện trở

11 Công tắc bơm nước nóng

12 Công tắc bơm nước lạnh

13 Đèn công tắc bơm nước lạnh

14 Đèn công tắc bơm nước nóng

15 Đèn công tắc điện trở

III Cách tiến hành:

1 Kiếm tra hệ thống thí nghiệm

- Tìm hiểu hệ thống thiết bị, tìm hiểu các van và tác dụng của nó.

- Tìm hiểu các thiết bị đo nhiệt độ, các vị trí đo và cách điều chỉnh công tắc đo nhiệt độ

- Tìm hiểu các thiết bị đo lưu lượng và cách điều chỉnh lưu lượng.

- Xác định các đại lượng cần đo.

- Kiểm tra mực nước bên trong nồi đun

- Kiểm tra nước dòng lạnh trong các ống

- Mở công tắc tổng

- Mở công tắc gia nhiệt nồi đun

2 Các bước thí nghiệm:

B1: Chuẩn bị thí nghiệm:

- Đo lưu lượng dòng nóng, lạnh

- Đo nhiệt độ những vị trí cần thiết

- Ghi kết quả đo vào bảng

B2: Khảo sát quá trình truyền nhiệt trong ống chảy dọc

 Đo lưu lượng dòng nóng

- Mở các van 10, van 5 và van 3; đóng các van 11, van 6, van 1 van 2 và van 4.

- Mở công tắc bơm nước nóng

- Chỉnh lưu lượng dòng nóng bằng van 10 (lấy 4 mức giá trị Q: 2 lít/p, 4 lít/p, 6lít/p và 8lít/p).

 Đo lưu lượng dòng lạnh

- Mở các van 8, van 6 và van 2; đóng các van 9, van 1, van 3, van 4 và van 5

Mở công tắc bơm nước lạnh

- Chỉnh lưu lượng dòng lạnh bằng Van 8 (lấy 4 mức giá trị Q: 2 lít/p, 4 lít/p, 6lít/p và 8lít/p).