Hoàn chỉnh thiết kế và chế tạo thiết bị cung cấp nước cho hệ thống sản xuất chitin

Vỏ tôm cua dùng làm nguyên liệu sản xuất Chitosan, ngoài thành phần Chitin ra còn có protid, chất béo, carbonat calci, sắc tố… Bảng 1.1: Thành phần hoá học trong vỏ cua biển kết quả như

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Họ, tên SV: Phạm An Trực Lớp : 47CT

Tên đề tài : Hoàn chỉnh thiết kế và chế tạo thiết bị cung cấp nước cho hệ

thống sản xuất chitin

Số trang : 76 Số chương: 5 Số tài liệu tham khảo: 7

Hiện vật : 2 quyển đồ án và 1 đĩa CD

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Kết luận:

Nha Trang, tháng 12 năm 2009 Cán bộ hướng dẫn:

K.s Lê Ngọc Sơn ĐIỂM CHUNG

Bằng số Bằng chữ

PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG LVTN

Họ, tên SV: Phạm An Trực Lớp : 47CT

Tên đề tài : Hoàn chỉnh thiết kế và chế tạo thiết bị cung cấp nước cho hệ

thống sản xuất chitin

Số trang : 76 Số chương: 5 Số tài liệu tham khảo: 7

Hiện vật : 2 quyển đồ án và 1 đĩa CD

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN

Điểm phản biện

Nha Trang, tháng 12 năm 2009 Cán bộ phản biện

Nha Trang, tháng 12 năm 2009 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG ĐIỂM CHUNG Bằng số Bằng chữ

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian thực hiện đề tài với sự cố vấn giúp đỡ Tôi xin chân thành cảm ơn Th.s Trần An Xuân, K.s Lê Ngọc Sơn, K.s Nguyễn Minh Quân, người đã trực tiếp hướng dẫn tôi hoàn thành đề tài này Thầy đã truyền đạt cho tôi những kiến thức từ lý thuyết cũng như thực tế, những kinh nghiệm từ những người đi trước Giúp tôi cũng cố những kiến thức còn thiếu sót để có thể giải quyết khó khăn trong quá trình thực hiện đề tài

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy, cô trong nhà trường và đặc biệt là các thầy trong Bộ Môn Chế Tạo Máy đã giúp đỡ cho tôi trong suốt thời gian học tập và trong quá trình thực hiện đề tài

Bên cạnh đó tôi xin chân thành cảm ơn Bố, mẹ, anh chị em và những người thân trong gia đình đã nuôi dạy, tạo mọi điều kiện tốt cho tôi và động viên tôi trong suốt thời gian học tập

Và cuối cùng, Tôi xin gởi lời cảm ơn đến tất cả các bạn bè, những người đã luôn

hỗ trợ tôi trong quá trình học và thực hiện đề tài này

Nha Trang, tháng 12 năm 2009 Sinh viên

Phạm An Trực

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN iii

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG ITỔNG QUAN VỀ QUI TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẢN XUẤT CHITIN TỪ PHẾ LIỆU CHẾ BIẾN THỦY SẢN 3

1.1 TỔNG QUAN VỀ QUI TRÌNH SẢN XUẤT CHITIN-CHITOSAN TỪ PHẾ LIỆU CHẾ BIẾN THUỶ SẢN .3

1.1.1 Sự tồn tại của chitin-Chitosan trong tự nhiên 3

1.1.2 Cấu trúc và tính chất của chitin 3

1.1.3 Cấu trúc và tính chất của chitosan 4

1.1.4 Cơ sở kỹ thuật sản xuất chitosan 5

1.1.5 Một số quy trình sản xuất chitin-chitosan hiện nay 10

1.1.5.1 Quy trình sản xuất chitin- chitosan trên thế giới 10

1.1.5.2 Tổng quan về quy trình sản xuất chitin- chitosan ở Việt Nam 14

1.1.6 Một số ứng dụng của chitin và chitosan 18

1.1.7 Khả năng nguồn nguyên liệu sản xuất chitin – chitosan ở Việt Nam 19

1.2 TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ SẢN XUẤT CHITIN – CHITOSAN TỪ PHẾ LIỆU CHẾ BIẾN THUỶ SẢN 24

1.2.1 Tổng quan về thiết bị sản xuất trên thế giới 24

1.2.2 Tổng quan về thiết bị sản xuất ở Việt Nam 24

1.3 NHU CẦU SỬ DỤNG NƯỚC NÓNG TRONG QUI TRÌNH SẢN XUẤT 25 CHƯƠNG IIHOÀN CHỈNH THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ LẮP RÁP THIẾT BỊ 26

2.1 XÁC ĐỊNH CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA THIẾT BỊ 26

2.2.HOÀN CHỈNH THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ 27

2.2.1 Phân tích các phương án hiện hành 27

2.2.2 Xây dựng phương án thiết kế 31

2.3 TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN 32

2.3.1.Tính toán chọn thiết bị cung cấp nước nóng bằng năng lượng mặt

trời 32

2.3.1.1 Khi ngâm nguyên liệu (vỏ tôm) vào dung dịch axít HCl35% 32

2.3.1.2 Khi ngâm nguyên liệu (vỏ tôm) vào bazơ NaOH96% 34

2.3.2.Xác định lưu lượng dòng chảy 38

2.3.2.1 Khi ngâm nguyên liệu (vỏ tôm) vào dung dịch axit HCl35% và nước nóng ở nhiệt độ 710C 38

2.3.2.2 Khi ngâm nguyên liệu (vỏ tôm) vào tinh thể NaOH 96% và nước nóng ở nhiệt độ 500C 44

2.3.3.Xác định tiết diện của thùng chứa nước, axít và kiềm 50

2.3.4 Đối với hệ thống ống dẫn 51

2.3.5 Đối với van 52

2.3.6 Đối với bộ hòa trộn 56

2.3.7.Đối với đồng hồ đo nhiệt độ của nước 58

3.QUI TRÌNH LẮP RÁP, SỬ DỤNG VÀ SỬA CHỮA THIẾT BỊ 61

3.1 KHÁI NIỆM VỀ CÔNG NGHỆ LẮP RÁP 61

3.2 XÂY DỰNG QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ LẮP RÁP 62

3.3 QUI TRÌNH SỬ DỤNG THIẾT BỊ 67

3.3.1 Khi ngâm nguyên liệu ( vỏ tôm ) vào bazơ NaOH96% 67

3.3.2 Khi ngâm nguyên liệu ( vỏ tôm ) vào dung dịch axit HCl35% 68

3.4 SỬA CHỮA THIẾT BỊ 69

CHƯƠNG IIIKHẢO NGHIỆM VÀ HOÀN CHỈNH 70

I KHẢO NGHIỆM 70

II QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CUNG CẤP NƯỚC CHO QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT CHITIN VỚI KHỐI LƯỢNG 75Kg NGUYÊN LIỆU( VỎ TÔM) 72

1 Nấu bazo 72

2 Rửa bazo 72

3 Nấu Axit 73

4 Rửa axit 73

III HOÀN THIỆN 73

CHƯƠNG IVHẠCH TOÁN GIÁ THÀNH THIẾT BỊ 74

4.1 Giá thành thiết bị 74

4.2 GIÁ THÀNH SẢN PHẨM 74

CHƯƠNG VKẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 75

5.1 Kết luận 75

5.2 Đề xuất ý kiến 75

TÀI LIỆU THAM KHẢO 76

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây, sản lượng hàng hoá xuất khẩu của nước ta không ngừng tăng lên Trong đó mặt hàng thuỷ sản chiếm một vị trí quan trọng trong kim ngạch xuất khẩu và thu được nhiều ngoại tệ cho đất nước Các mặt hàng thuỷ sản xuất khẩu chủ yếu là tôm và cá, vì vậy lượng phế liệu của các mặt hàng này là khá lớn, nhưng hiện nay nó chưa được sử dụng hoặc sử dụng với hiệu quả kinh tế thấp Trong thực trạng đó phế liệu của tôm, cua, ghẹ… nếu được sử dụng để sản xuất ra chitin - chitozan thì hiệu quả kinh tế sẽ cao hơn

Xuất phát từ những điều kiện thực tế ở nước ta trong việc sản xuất chitin

chitozan còn chưa nhiều và chưa hoàn thiện Được sự hướng dẫn của thầy Lê Ngọc Sơn và ks Nguyễn Minh Quân, em dã thực hiện đề tài: “Hoàn chỉnh thiết kế và chế tạo thiết bị cung cấp nước cho hệ thống sản xuất chitin”

Hiện nay nhu cầu về năng lượng của con người trong thời đại khoa học kỹ thuật phát triển ngày càng tăng Trong khi đó các nguồn nhiên liệu dự trữ như than

đá, dầu mỏ, khí thiên nhiên và ngay cả thủy điện đều có hạn, khiến cho nhân loại đứng trước nguy cơ thiếu hụt năng lượng Việc tìm kiếm và khai thác các nguồn năng lượng mới như năng lượng hạt nhân, năng lượng địa nhiệt, năng lượng gió và năng lượng mặt trời… là hướng quan trọng trong kế hoạch phát triển năng lượng Việc nghiên cứu sử dụng năng lượng mặt trời ngày càng được quan tâm, nhất

là trong tình trạng thiếu hụt năng lượng và vấn đề cấp bách về môi trường hiện nay Năng lượng mặt trời được xem như là dạng năng lượng ưu việt trong tương lai, đó

là nguồn năng lượng sẵn có, siêu sạch và miễn phí Do vậy năng lượng mặt trời ngày càng được sử dụng rộng rãi ở các nước trên thế giới

Trong Đồ án tốt nghiệp này em xin giới thiệu một ứng dụng của năng lượng mặt trời trong việc cung cấp nước cho hệ thống sản xuất chitin

Nội dung của đồ án bao gồm:

Chương I: Tổng quan về qui trình và thiết bị sản xuất chitin từ phế liệu

chế biến thủy sản

Chương II: Hoàn chỉnh thiết kế, chế tạo và lắp ráp thiết bị

Chương III: Khảo nghiệm và hoàn chỉnh

Chương IV: Hoạch toán giá thành

Chương V: Kết luận và đề xuất

Do trình độ của bản thân và điều kiện nghiên cứu còn hạn chế nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót Em rất mong được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô giáo và các bạn đọc để đồ án này được hoàn thiện hơn

Sinh viên thực hiện:

Phạm An Trực

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ QUI TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẢN XUẤT CHITIN TỪ PHẾ LIỆU CHẾ BIẾN THỦY SẢN

1.1 TỔNG QUAN VỀ QUI TRÌNH SẢN XUẤT CHITIN-CHITOSAN TỪ PHẾ LIỆU CHẾ BIẾN THUỶ SẢN

1.1.1 Sự tồn tại của chitin-Chitosan trong tự nhiên

Chitin-chitosan là polymer hữu cơ phổ biến trong tự nhiên sau cellulose và chúng được tạo ra trung bình 20g trong một năm/m2 bề mặt trái đất Trong tự nhiên chitin tồn tại ở trong cả thực vật và động vật

Trong giới động vật, chitin là một thành phần cấu trúc quan trọng của các vỏ một số động vật không xương sống Ở thực vật chitin có ở thành tế bào của nấm và một số tảo chlorophiceoe Chitosan chính là sản phẩm biến tính của chitin khi xử lý chitin với kiềm đặc nóng

Chitin-chitosan là polysaccharide có đạm không độc hại, có khối lượng phân

tử lớn Cấu trúc của chitin là một tập hợp các phân tử liên kết với nhau bởi các cầu nối glucozit và hình thành một mạng các sợi có tổ chức

Trong động vật thuỷ sản, đặc biệt trong vỏ tôm, cua, ghẹ hàm lượng chitosan khá cao từ 14÷35% so với trọng lượng khô Vì vậy, vỏ tôm, cua, ghẹ là nguồn nguyên liệu chính để sản xuất chitin-chitosan phục vụ cho sản xuất xã hội

chitin-1.1.2 Cấu trúc và tính chất của chitin

Từ những nghiên cứu về sự thuỷ phân chitin bằng enzim hay HCl đậm đặc, người ta thấy rằng chitin có cấu trúc là một polymer được tạo thành từ các đơn vị N- Acetyl--D-Glucosamin liên kết với nhau bởi liên kết -1-4glucozit

Công thức cấu tạo:

n

HH

H

HN-COOCH3

H

OHH

CH 2OH

H

HOHHN-COOCH 3

H

CH 2OH

Chitin có màu trắng, không tan trong nước, trong môi trường kiềm, axít loãng

và các dung môi hữu cơ ete, rượu… Nhưng nó lại hoà tan trong dung dịch đặc nóng của muối thioxianatliti(LiSCN) và thioxianat can xi [Ca(SCN)2] tạo thành dung dịch keo

Chitin ổn định với các chất oxy hoá khử như thuốc tím KMnO4; oxy già H2O2; nước Javen NaClO hay clorua vôi [CaClO]…Chitin khó hoà tan trong thuốc thử Schweizei Sapranora Điều này có thể do nhóm axetamin (-NHCOCH3) ngăn cản sự tạo thành các phức hợp cần thiết

Khi đun nóng trong axít HCl đậm đặc thì chitin bị thuỷ phân hoàn toàn thành 85,5% D-Glucosamin và 12,5% axít axetic Quá trình thuỷ phân bắt đầu xảy ra ở mối nối glucozit, tiếp theo là là sự loại bỏ nhóm acetyl

Khi đun nóng chitin trong dung dịch NaOH đậm đặc chitin sẽ bị mất gốc acetyl tạo thành chitosan

Chitin có khả năng hấp thụ tia hồng ngoại có bước sóng 884÷890 m

1.1.3 Cấu trúc và tính chất của chitosan

Chitosan có cấu trúc tuyến tính như đơn vị -D-Glucosamin liên kết với nhau bằng liên kết -1-4Glucozit

Công thức cấu tạo của chitosan:

H

H

OHH

CH 2OH

H

HOHH

CH 2OH

nó không bị kết tủa khi có mặt của một số ion kim loại nặng như Pb, Hg…

Chitosan kết hợp với anđehyde trong điều kiện thích hợp tạo thành gel

Chitosan phản ứng với axít đậm đặc tạo muối khó tan, Chitosan tác dụng với iốt trong môi trường H2SO4 cho phản ứng lên màu tím

1.1.4 Cơ sở kỹ thuật sản xuất chitosan

Vỏ tôm cua dùng làm nguyên liệu sản xuất Chitosan, ngoài thành phần Chitin

ra còn có protid, chất béo, carbonat calci, sắc tố…

Bảng 1.1: Thành phần hoá học trong vỏ cua biển kết quả như sau:

Nước Tro

H3PO4

NH4OH Protid Chitin Chất béo Cao Muối

11,0 35,5 6,1 0,03 25,2 22,1 1,8 21,3 0,5

Quá trình sản xuất Chitin- chitosan chủ yếu là căn cứ vào tính chất thành phần phi Chitin trong nguyên liệu, dùng phương pháp hoá học phá huỷ những thành phần đó để thu được Chitin thuần thiết Cuối cùng dùng kiềm đậm đặc xử lý ta thu được Chitosan

Quy trình công nghệ chung sản xuất Chitin - chitosan như sau:

Vỏ tôm ( cua)

Ngâm axít HCl

Nấu xút NaOH

Oxy hoá tẩy màu KMnO4

Khử Na2S2O3

Chitin Xút đặc Khử gốc axetyl

Làm khô Chitosan

Xử lý nguyên liệu: Vỏ tôm cua dùng để sản xuất chitin phải tươi, thực nghiệm chứng minh rằng nguyên liệu đã thối rữa thì sản lương và chất lượng của chitin sẽ kém Đối với nguyên liệu tươi trước lúc ngâm axít cần thiết phải loại bỏ tạp chất, dùng nước rửa sạch Nếu nguyên liệu không thể tiến hành chế biến ngay thì cần phải rửa sạch phơi để bảo quản

Ngâm axít:

Ngâm axít là để khử bỏ carbonat canxi, photphat canxi trong nguyên liệu, vì những thành phần đó có tương đối nhiều trong vỏ tôm cua Ngâm axít có thể dùng HCl công nghiệp, nồng độ tuỳ theo loại nguyên liệu Thông thường với vỏ tôm dùng 5%, vỏ cua đồng dùng 10%, vỏ cua biển dùng 10-15% Trong quá trình ngâm nên thường xuyên khuấy, phát hiện thấy nguyên liệu chưa mềm mà không thấy bọt

nổi lên thì chứng tỏ lượng axít không đủ, cần bổ sung thêm Lúc nguyên liệu đã mềm bọt không nổi lên nữa thì quá trình ngâm axít có thể kết thúc, thời gian thường tuỳ nguyên liệu mà quyết định

Nấu xút:

Sau khi ngâm axít, vỏ tôm có màu đỏ, thành phần chủ yếu là protid và chitin

và một ít chất béo Để loại bỏ protid và chất béo thì phải nấu nóng với xút nồng độ 8-10% Trong quá trình nấu protid bị xút phân giải, chất béo bị xà phòng hoá và hoà tan trong dung dịch xút, ngoài ra một phần sắc tố cũng bị phá hoại Thời gian dài ngắn tuỳ theo nguyên liệu, thường trong khoảng 1-2 giờ

Nguyên liệu sau nấu nóng với xút thì mềm lại và màu sắc nhạt hơn, vớt ra dùng nước rửa sạch xút, để rút ngắn thời gian rửa và tiết kiệm nước nên cho vào một ít axít loãng để trung hoà bớt xút

Oxy hoá tẩy màu:

Sắc tố chủ yếu trong vỏ tôm & cua là astacin Loại sắc tố này sau khi tôm cua chết và nấu nóng thì biến thành màu đỏ, màu đỏ này trong quá trình ngâm axít và nấu xút không mất đi nên cần thiết phải oxy hoá tẩy màu Trong sản xuất phổ biến dùng KMnO4 để tẩy màu, khuyết điểm lớn nhất của nó là thành phần vẫn có màu vàng nhạt, ứng dụng trong ngành dệt có ảnh hưởng không tốt Nguyên nhân có thể

là Mn4+ tồn dư trong quá trình oxy hoá khử, KMnO4 khử không hết đuợc hoặc Mn2+

bị không khí oxy hoá, đặc biệt là trong điều kiện axít không đủ Do đó sự tồn tại của aicd và bước rửa sau lúc oxy hoá có một ý nghĩa quan trọng trong vấn đề đảm bảo chất lượng sản phẩm

Trong quá trình ngâm aicd và nấu xút, một số tạp chất vẫn chưa bị khử đi thì ở bước này do tác dụng của KMnO4 một số tạp chất đó cũng sẽ bị khử đi Quá trình làm: vỏ tôm & cua sau khi nấu xút đem rửa sạch, ép khô, rồi cho vào dung dịch axít 3-5%, có nồng độ 1% KMnO4, ngâm từ 1-2 giờ Sau đó vớt ra dùng nước rửa sạch KMnO4 Nếu yêu cầu về màu sắc không cao thì có thể giảm bước này Thực nghiệm chứng minh rằng: sản phẩm như thế thì màu sắc tương đối đậm, nhưng những tính năng khác thì không có thay đổi gì

Khử:

Nguyên liệu sau khi xử lý bằng KMnO4 thì phải tiến hành khử mới có thể loại

bỏ được hết màu tím của KMnO4 Chất khử có thể dùng aicd oxalic,

Na2SO3,Na2S2O3, thường dùng Na2S2O3 nồng độ 1-1,5% Trong quá trình khử phải luôn luôn khuấy để màu bay đều Khử cho đến lúc màu tím của KMnO4 mất hết thì thôi, thời gian 5-10 phút, vớt ra làm khô ta được bán thành phẩm chitin

Tẩy gốc axetyl:

Như trên đã nói, chitin qua bước xử lý bằng xút đậm đặc (40%), tẩy gốc axetyl

ta được chitosan Nhiệt độ lúc xử lý với xút có ảnh hưởng rất lớn đến màu sắc của thành phẩm Kết quả thí nghiệm ở bảng dưới cho thấy rõ điều đó:

Bảng 1 2 Mối quan hệ nhiệt độ và màu sắc thành phẩm

Nhiệt độ

Nấu (0C)

Thời gian (giờ)

Màu của thành Phẩm

Hoà tan trong axít axetic nồng độ 8%

Hoà tan Hoà tan Hoà tan Hoà tan Hoà tan Hoà tan

Từ kết quả của bảng trên cho thấy rằng nhiệt độ nấu dưới 300C màu sắc đẹp, nhưng thời gian gia công quá dài, nhiệt độ nấu tăng lên 1000C chỉ cần 3 giờ, nhưng cho màu sắc kém Do đó, trong sản xuất, nếu muốn có màu sắc đẹp nên nấu ở nhiệt

độ thấp, nếu yêu cầu về màu sắc không cao có thể nấu ở nhiệt độ cao hơn Nói chung trong sản xuất nấu ở nhiệt độ 60-800C thời gian 20-24 giờ

Bảng1.3 Thành phần hoá học của các nguyên liệu chính sản xuất

chitin- chitosan( Muzzarelli, 1997)

1.1.5 Một số quy trình sản xuất chitin-chitosan hiện nay

1.1.5.1 Quy trình sản xuất chitin- chitosan trên thế giới

a) Quy trình sản xuất chitin từ tôm sông nước ngọt của Mayer và Lee, Đại học Louisiana, Hoa Kỳ (1989)

b) Quy trình sản xuất của nhóm nghiên cứu ở TháiLan và NhậtBản (1996)

Quy trình sản xuất:

Nguyên liệu

Rửa, sấy khô( 600C, 10h) Nghiền nhỏ đến 2mm Ngâm trong NaOH 1N(95-1000C, 1-3 h)

Rửa trung tính Sấy khô ở 600C, 10h Ngâm trong HCl 1N ( 1-2h, t0 phòng)

Rửa trung tính Sấy khô ở 600C, 10h Nấu trong NaOH 50%, 1200, 1-2h

Rửa trung tính Sấy khô ở 600C, 10h Chitosan

Nhận xét:

Sản phẩm chitosan sản xuất theo quy trình này có màu sắc đẹp, hàm lượng protein và khoáng chất còn lại trong chitin thấp, chitosan thu được có tính đa dạng cao Tuy nhiên, do quá trình tách protitd và khử acetyl đều thực hiện ở nhiệt độ cao nên phân tử lượng và độ nhớt của chitosan thu được thấp

c) Quy trình sản xuất của Robert, Đại học Nottingham Trent, Vương Quốc Anh(1998)

Quy trình sản xuất:

Nguyên liệu Ngâm trong Na2CO3 0,1M hoặc NaOH 5%(4h, 1000C) Rửa trung tính

Ngâm trong HCl

Thời gian xử lý phụ thuộc vào nồng độ axít dùng(0.275 M, 1.6h, nhiệt độ phòng;

11M, 4h, -200C) Rửa trung tính Ngâm trong HCl( 24h, nhiệt độ phòng)

Rửa Tẩy màu bằng NaOCl hoặc H2O2

Rửa Chitin

Nấu trong NaOH, nồng độ(35-50%), nhiệt độ (80-1400C),

Nhận xét:

Đây là quy trình tổng hợp từ các quy trình sản xuất trước đó Sản phẩm chitosan sản xuất theo quy trình này có màu trắng đẹp, các chất màu được loại bỏ sạch trong quá trình tẩy màu Hàm lượng protitd và khoáng chất còn lại trong chitin thấp, chitosan thu được có tính đa dạng cao, tuỳ theo từng ứng dụng mà sử dụng cho phù hợp

Quá trình tách protitd được thực hiện bằng ngâm trong Na2CO3 hoặc NaOH

Sử dụng Na2CO3 cho ta chế độ xử lý nhẹ hơn nên dẫn tới chitosan có phân tử lượng lớn hơn

Chế độ của quá trình tách khoáng khác nhau, chỉ ra sự liên quan giữa nồng độ

và nhiệt độ của quá trình xử lý, đồng thời nó ảnh hưởng mạnh đến chuỗi chitin và chitosan thu được

Trong quy trình sản xuất này có dùng chất tẩy màu nên màu sắc của chitin và chitosan thu được trắng đều đẹp, tuy nhiên phải xét tới ảnh hưởng của quá trình tẩy màu đến chất lượng chitosan như phân tử lượng và độ nhớt

Quá trình khử acetyl đựơc tiến hành với các điều kiện xử lý khác nhau nên cho

ra các sản phẩm chitosan cuối cùng với tính chất rất đa dạng, khác nhau về độ khử axetyl, phân tử lượng và độ nhớt

1.1.5.2 Tổng quan về quy trình sản xuất chitin- chitosan ở Việt Nam

a) Quy trình sản xuất của PGS.TS Trần Thị Luyến ( Đại học Nha Trang)

Phơi hoặc sấy khô

Chitosan với nhiều mức deacetyl và độ nhớt Nguyên liệu sử dụng là vỏ tôm, vỏ cua và phế liệu của các nhà máy chế biến thuỷ sản Quá trình deacetyl được thực hiện ở nhiều mức nồng độ NaOH, thời gian

và nhiệt độ Nếu dùng nồng độ NaOH thấp thì phải tăng thời gian xử lý thì chitosan thành phẩm mới đạt độ dêactyl cao, ngoài ra vai trò của nhiệt độ cũng được thể hiện

rõ trong việc tách nhóm acetyl khi sản xuất chitosan

Nhận xét:

Đây là một quy trình được nghiên cứu đầy đủ về ảnh hưởng của chế độ xử lý deacetyl (nồng độ, nhiệt độ, thời gian) đến chất lượng chitosan (độ nhớt, độ deacetyl) Quy trình này có ý nghĩa cao vì nó đáp ứng được yêu cầu thực tế sử dụng chitosan rất đa dạng, tuỳ vào mục đích ứng dụng mà cần có độ nhớt và độ deacetyl khác nhau

b) Quy trình của KS Đỗ Minh Phụng ( Đại học Thủy Sản )

Chitin

Ngâm NaOH 40% (1w/1v; 24h, 800C)

Rửa trung tính

Chitosan

Nhận xét:

Sản phẩm có chất lượng khá tốt, Chitin có màu trắng đẹp xong thời gian chế biến còn khá dài, sử dụng nhiều chất oxy hoá dễ làm ảnh hưởng đến độ nhớt của sản phẩm

c) Quy trình sản xuất chitosan theo phương pháp bán thuỷ nhiệt (ĐH Dược TPHCM)

Nguyên liệu (vỏ tôm)

Rửa sạch, sấy khô, xay nhỏ

Ngâm HCl 12% (nhiệt độ phòng, 6h)

Rửa sạch & sấy khô

Loại protein và deacetyl hoá bằng dung dịch NaOH 15%(t0=1500C;1h)

Rửa trung tính bằng nước thường

Rửa lại bằng nước cất

cao nhiệt độ, gộp chung các công đoạn vào một máy…nhưng chất lượng chitosan phải đạt yêu cầu chung

Thiết kế thiết bị sản xuất chitin - chitosan cần phải đưa ra các quy trình hợp lý

Từ các quy trình trên, Tác giả chọn quy trình sản xuất chung sau để làm cở sở cho việc thiết kế thiết bị

Quy trình sản xuất:

Nguyên liệu (vỏ tôm)

Rửa sạch, cắt và ép

Ngâm HCl 12% (nhiệt độ phòng, 6h) hoặc HCl 4% (tỷ lệ 1w/3v; 3h; 60-850C)

Rửa sạch sấy khô

Loại protein và deacetyl hoá bằng dung dịch NaOH15%(t0=950C;1h)

hoặc NaOH 3,5% (tỷ lệ 1w/10v; 2h; 850C)

Rửa trung tính bằng nước thường

Rửa lại bằng nước cất

Sấy khô ở 800C

Chitosan

Trong quá trình thực nghiệm sẽ điều chỉnh cấu trúc và qui trình vận hành thiết bị

để có thể thực hiện tốt nhiều qui trình công nghệ hiện có nhằm sản xuất được Chitin -

chitosan có chất lượng cao đáp ứng tốt nhu cầu đa dạng của thực tế sản xuất

1.1.6 Một số ứng dụng của chitin và chitosan

a) Trong công nghiệp thực phẩm

Chitin, chitosan và các dẫn xuất của nó được ứng dụng nhiều trong phụ gia thực phẩm, trong tác nhân bao gói và chế biến nước uống

Chitin và chitosan có thể cung cấp chất xơ trong khẩu phần ăn rất an toàn Các nghiên cứu gần đây cho biết: Các loài động vật sẽ phát triển bình thường khi tiêu thụ 10% chitin có trong khẩu phần thức ăn hàng ngày

b) Trong mỹ phẩm

Chitosan dùng làm chất phụ gia, làm kem bôi mặt chống khô da, thuốc làm mềm da, làm tăng khả năng hoà hợp sinh học giữa kem thuốc và da Do bản chất của chitosan cố định dễ dàng trên biểu bì da bởi nhóm NH4

+

liên kết với nhóm axít trong cấu tạo lớp tế bào sừng hoá của da, sau khi cố định chitosan còn có nhiều nhóm NH4+ thừa được gắn với những chất giữ nước hoặc những chất lọc tia cực tím, vì vậy chitosan là gạch nối giữa hoạt chất của kem và da

d) Trong nông nghiệp

Chitosan được dùng một thành phần chính trong thuốc phòng trừ nấm dùng làm thuốc kích thích sinh trưởng cho lúa, cây công nghiệp, cây ăn quả và các lọai cây cảnh

Chitosan có tách dụng khá lâu dài trên lá và cây, làm tăng độ nảy mầm hạt, tăng việc tạo diệp lục tố trong lá, tăng khả năng đâm rễ, thúc đẩy quá trình ra hoa kết quả, làm tăng năng suất cây trồng

e) Xử lý chất thải và nước thải

Chitosan có khả năng tạo phức với kim loại vào nhóm amin, nó có thể giữ được nhiều kim loại chuyển tiếp và những kim loại đứng sau kim loại chuyển tiếp

do tạo thành phức chất vòng nên được sử dụng làm chất keo tụ trong xử lý nước thải công nghiệp

f) Trong công nghiệp nhẹ

Chitosan là chất phụ gia rất tốt trong xử lý bề mặt giấy, đặc biệt giấy cao cấp như giấy ảnh Do công thức hoá học của chitosan và cellulose gần giống nhau, chỉ cần thay thế nhóm –NH2 của Chitosan bằng nhóm –OH của cellulose là có thể từ vỏ tôm& cua có thể trở thành cây, giúp các nhà công nghiệp giấy có thêm một loại nguyên liệu mới để sản xuất bột giấy

Chitin - chitosan là nguồn nguyên liệu rất quí để sản xuất các sản phẩm rất đa dạng phục vụ sản xuất và đời sống xã hội, vì vậy nghiên cứu thiết kế thành công cụm thiết bị kỹ thuật sản xuất chúng ở qui mô công nghiệp là một nhu cầu cấp thiết trong quá trình công nghiệp hóa - hiện đại hóa nền kinh tế nước ta nói chung và công nghiệp chế biến thủy sản nói riêng Đó cũng chính là luận cứ để Tác giả đề xuất và đảm nhiệm nhiệm vụ nghiên cứu khó khăn này

1.1.7 Khả năng nguồn nguyên liệu sản xuất chitin – chitosan ở Việt Nam

Việt Nam hiện là những quốc gia hàng đầu ở châu Á về chế biến và xuất khẩu thủy sản, đặc biệt là về tôm – cua – ghẹ, do vậy lượng phế liệu từ quá trình chế biến trên là nguồn nguyên liệu to lớn và cơ bản để sản xuất Chitin – Chitosan phục vụ nhu cầu sản xuất trong nước và xuất khẩu Số liệu điều tra 2003, 2004 và 2005 về nguồn phế liệu từ vỏ tôm – cua – ghẹ của các nhà máy chế biến lớn trên toàn quốc thể hiện trên bảng 1.4 sau:

Bảng 1.4 Nguồn phế liệu chế biến tôm – cua – ghẹ của các cơ sở chế biến thuỷ

sản qua các năm sản xuất (tấn nguyên liệu)

Sản lượng

Phế liệu

Hình thức chế biến tận dụng

7 Đông lạnh

Không chế biến tận dụng (bán tự do)

10 Đông lạnh

Không chế biến tận dụng (bán tự do)

11 Đông lạnh

Không chế biến tận dụng (bán tự do)

Theo số liệu điều tra trên cho thấy nguồn phế liệu vỏ tôm –cua ghẹ từ chế biến thủy sản của nước ta hiện rất lớn (ước tính trên 25000 tấn) nhưng phần lớn (rên 90%) đã không được chế biến thành Chitin-Chitosan phục vụ nhu cầu sản xuất nội địa và xuất khẩu mà cơ bản được bán cho tư nhân phơi khô sơ chế để xuất khẩu qua Trung Quốc Hàng năm chúng ta đã phải chi lượng ngoại tệ khá lớn để nhập khẩu Chitin-Chitosan đáp ứng nhu cầu sử dụng trong nước Nguyên nhân của thực trạng này có nhiểu, tuy nhiên thiếu thiết bị sản xuất chuyên dụng là một nguyên nhân quan trọng Vấn đề chế tạo được thiết bị sản xuất Chitin-Chitosan từ phế liệu chế biến thủy sản trong nước sẽ có tác dụng kép: vừa tăng hiệu quả quá trình chế biến, giảm thiểu ô nhiễm môi trường do chế biến thủy sản từ gốc và góp phần công nghiệp hóa- hiện đại hóa nền kinh tế theo chương trình phát triển kinh tế do Đảng Cộng Sản Việt Nam phát động

Từ kết quả phân tích các số liệu trên và kết hợp với khả năng gia công trong nước, tôi đề nghị nên chọn năng suất thiết bị 500kg/mẻ sẽ giải quyết tốt các nguồn nguyên liệu tồn đọng và thuận lợi hơn trong gia công chế tạo thiết bị

1.2 TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ SẢN XUẤT CHITIN – CHITOSAN TỪ PHẾ LIỆU CHẾ BIẾN THUỶ SẢN

1.2.1 Tổng quan về thiết bị sản xuất trên thế giới

Trong quá trình sản xuất Chitin- Chitosan thì chưa sử dụng đồng nhất trên một loại thiết bị, mà ở mỗi khâu (công đoạn) được thực hiện trên một loại thiết bị khác nhau như: đối với khâu ngâm đảo thì được thực hiện ở máy ngâm đảo (loại máy này chỉ có một chức năng duy nhất là khuấy trộn để thực hiện các phản ứng được nhanh hơn, đồng đều hơn), khi kết thúc công đoạn này thì phải đưa nguyên liệu ra và đưa vào một thiết bị khác để li tâm, sấy Các thiết bị này làm việc độc lập nhau, chế độ làm việc, kết cấu của thiết bị phụ thuộc yêu cầu của mỗi khâu Mặc dù quá trình sản xuất Chitin- Chitosan đã được cơ giới hoá, nhưng do trong một quy trình sản xuất còn có sự riêng biệt của các công đoạn (nguyên lý sản xuất dựa trên dây chuyền của các thiết bị), chắc chắn sẽ ảnh hưởng tới năng suất và chất lượng của sản phẩm Việc chế tạo các thiết bị sản xuất theo các khâu riêng biệt thì thiết bị sẽ có kết cấu đơn giản, vật liệu chế tạo chỉ cần thoả mãn chống acid hoặc kiềm

1.2.2 Tổng quan về thiết bị sản xuất ở Việt Nam

Quá trình sản xuất Chitin- Chitosan ở Việt Nam còn rất thủ công, các khâu chủ yếu được thực hiện bằng tay là chính Ở một số nơi khâu ngâm đảo được thực hiện ở trong bể và dùng cánh dạng mái chèo khuấy bằng tay, sau quá trình ngâm đảo thì sử dụng ánh nắng mặt trời để phơi khô mà không cần li tâm và sấy Như vậy, sản xuất phụ thuộc rất lớn vào điều kiện thời tiết

Thiết bị chiết xuất Chitin- Chitosan ra đời đã góp phần tạo điều kiện phát triển một nghành nghề mới không tác động xấu đến môi trường, cải thiện điều kiện làm

việc của người lao động Mang lại lợi ích to lớn về mặt kinh tế và xã hội

1.3 NHU CẦU SỬ DỤNG NƯỚC NÓNG TRONG QUI TRÌNH SẢN XUẤT.

Trong quy trình sản xuất Chitin – Chitosan nước nóng có vai trò tối quan trọng trong các khâu của quy trình như rửa sạch nguyên liệu trước khi ngâm acid, ngâm acid sau đó rửa sạch và sấy khô, rồi loại protein và deacetyl hóa bằng dung dịch NaOH Nhưng nếu ta sử dụng nước nóng cho tất cả các khâu đó thì sẽ rất tốn kém Vì vậy ta chỉ sử dụng nước nóng ở hai khâu chính đó là quá trình ngâm acid HCl và quá trình loại protein và deacetyl hóa bằng dung dịch NaOH Các khâu còn lại như rửa sạch, cắt và ép, rửa trung tính…ta dùng nước thường để rửa sạch

CHƯƠNG II HOÀN CHỈNH THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ LẮP RÁP

THIẾT BỊ

2.1 XÁC ĐỊNH CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA THIẾT BỊ

Trong quá trình làm việc thiết bị phải thực nhiều chức năng khác nhau trong những điều kiện khác nhau Do đó yêu cầu kỹ thuật chung của thiết bị là phải thích hợp với mỗi điều kiện nhất định thì mới đạt được năng suất cao và an toàn khi thực hiện Khi thiết kế sơ đồ thiết bị cần phải chú ý đến các yêu cầu chung của thiết bị là:

- Năng suất thiết bị cần đạt là 250 kg nguyên liệu /mẻ để phù với nguồn phế liệu của các nhà máy chế biến thủy sản hiện nay và các năm sau

- Vật liệu chế tạo thiết bị phải chịu nhiệt tốt, chịu được nhiệt độ cao của nước nóng ở 850C và phải chịu được acid HCl 35% và NaOH 40% ở các nhiệt độ

<800C phù hợp với các quy trình công nghệ hiện hành

- Ống nối giữa thiết bị năng lượng mặt trời và bình chứa: các ống nối cần càng ngắn càng tốt để tiết kiệm vật liệu và giảm tổn thất nhiệt

- Đường kính ống nối phải chọn sao cho đảm bảo tốc độ nước tuần hoàn trong hệ thống nhằm giảm tổn thất nhiệt và tăng hiệu suất của hệ thống

- Vật liệu ống nối cần chọn sao cho đảm bảo về tính kinh tế và độ bền lâu

- Bình chứa cần phải được cách nhiệt để tránh tổn thất nhiệt ra môi trường xung quanh

- Vị trí đặt bình chứa so với thiết bị năng lượng mặt trời cần phải thích hợp

để tránh tổn thất nhiệt trong nhữnh lúc không có bức xạ mặt trời

- Lắp đặt hệ thống: khi lắp đặt thiết bị cung cấp nước nóng bằng năng lượng mặt trời phải nhận được nhiều ánh nắng mặt trời nhất, tốt nhất là lắp đặt trên mái nhà Và ở một góc độ thích hợp cho thiết bị năng lượng mặt trời để có thể cung cấp

đủ lượng nước nóng cho quá trình sản xuất

- Thiết bị có kết cấu và công nghệ chế tạo phù hợp với khả năng gia công trong nước và sử dụng tối đa các chi tiết và thiết bị tiêu chuẩn có bán trên thị trường trong nước

- Độ kín trong các mối ghép của thiết bị phải đảm bảo an toàn với sự di chuyển hợp lý và dễ dàng của dòng chất lỏng chảy trong ống

2.2.HOÀN CHỈNH THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ

2.2.1 Phân tích các phương án hiện hành

Hiện tại, để sản xuất nước nóng thì có hai phương án chủ yếu đó là:

+ Sản xuất nước nóng bằng điện

+ Sản xuất nước nóng bằng thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời

a Sản xuất nước nóng bằng điện

Hình 1 Sơ đồ hệ thống thiết bị cung cấp nước nóng bằng điện

Nguyên lý làm việc của hệ thống thiết bị:

Để có được lượng nước nóng (700C) cần thiết, từ bể chứa nước lạnh (250C), nước qua van gạt tới bộ gia nhiệt hỗ trợ bằng điện.Tại đây nước được bộ gia nhiệt đun nóng tới nhiệt độ yêu cầu là (700C) và nhờ hệ thống ống dẫn nước được dẫn tới

bộ hoà trộn với các dung dịch axít HCl và dung dịch NaOH để thực hiện quá trình ngâm đảo nguyên liệu

Nhận xét:

Thiết bị sản xuất nước nóng bằng điện cung cấp được lượng nước cần thiết và

nhiệt độ của nước đặt ra cho qúa trình sản xuất

Hình 1b Thiết bị sản xuất chitin nhìn từ trước

Hình 2 Máy nước nóng

Nhưng với sự tăng trưởng kinh tế mạnh mẽ của Việt Nam trong hơn thập kỷ qua đã khiến cho nhu cầu về điện năng tăng thêm khoảng 15% mỗi năm Tuy nhiên, nguồn điện năng đang chủ yếu dựa vào nhiệt điện và thuỷ điện.Tình trạng thiếu điện của Việt Nam là khá trầm trọng đặc biệt là vào mùa khơ do phụ thuộc quá lớn vào

thuỷ điện

Chi phí giá thành để sản xuất nước nĩng bằng điện là khá tốn kém, chi phí

nhiên liệu hàng năm cao và độ an tồn khơng cao

b Sản xuất nước nĩng bằng thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời

Bể chứa dd NaOH96%

Bể chứa nước nóng (85 C) 0

Nước cấp từ hệ

thống thành phố

6 8

11 12

Thiết bị ngâm đảo

Đồng hồ nhiệt

1 1

3 3

Hình 3 Sơ đồ thiết bị cung cấp nước nĩng bằng năng lượng mặt trời

Nguyên lý làm việc của hệ thống thiết bị:

Từ bể chứa nước thường, nước được dẫn qua van một chiều 12 tới thiết bị làm nóng nước bằng năng lượng mặt trời.Tại đây nước được chuyển động tuần hoàn trong hệ thống nhờ hiệu syphon nhiệt, nước nhận nhiệt thì nóng lên và chuyển động lên phía trên và cuối cùng đến bình chứa, còn nước có nhiệt độ thấp hơn sẽ chuyển động xuống dưới và tiếp tục chu kỳ tuần hoàn.Vì nước nóng có khối lượng riêng nhỏ hơn nước lạnh nên nước nóng đi lên phía trên, còn nước lạnh đi tạo dòng chảy liên tục trong bình và các tấm thu năng lượng mặt trời

Để có được lượng nước nóng ở nhiệt độ yêu cầu trong quá trình sản xuất, nước từ thiết bị năng lượng mặt trời và từ bế chứa nước thường được dẫn tới bộ hòa trộn qua hệ thống đường ống dẫn và trên hệ thống ống dẫn đó có lắp các van đã được điều chỉnh theo một tỷ lệ nhất định thực hiện qúa trình hòa trộn Khi đó nhiệt

độ của nước được đo bằng đồng hồ đo nhiệt độ Nếu nhiệt độ của nước chưa đạt yêu cầu của quy trình sản xuất thì nước qua bộ gia nhiệt hỗ trợ bằng điện sẽ làm tăng nhiệt độ của nước đến nhiệt độ yêu cầu rồi dẫn tới bộ hoà trộn với dụng dịch axít HCl35% và tinh thể NaOH có độ tinh khiết là 96% Dung dịch hoá chất sau hoà trộn được dẫn tới thiết bị ngâm đảo nguyên liệu Nếu nước đã được hòa trộn đạt nhiệt độ yêu cầu của quy trình sản xuất thì được dẫn tới bộ hoà trộn với dung dịch axít HCl và tinh thể NaOH 96% để thực hiên quá trình ngâm đảo nguyên liệu

Nhận xét:

Trong điều khí hậu nhiệt đới như Việt Nam, nguồn năng lượng mặt trời sử

dụng hầu như quanh năm Khánh Hoà thuộc khu vực miền Trung Nam bộ nên có nguồn năng lượng mặt trời là rất lớn và phân bố tương đối điều hoà quanh năm, trừ những ngày có mưa rào có thể nói hơn 90% số ngày trong năm có thể sử dụng năng lượng mặt trời để đun nước nóng Số giờ nắng trung bình cả năm trong khoảng

2000 đến 2600 giờ Vì vậy có thể nói Khánh Hoà là khu vực ứng dụng năng lượng

mặt trời rất hiệu quả

Máy nước nóng sử dụng năng lượng mặt trời không gây nguy hiểm, không

gây ô nhiễm môi trường do không sử dụng điện

Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng sạch, khơng gây ơ nhiễm mơi trường và

cĩ tính trữ lượng rất cao do tính tái tạo cao và hồn tồn khơng tiêu thụ điện

Độ an tồn khi sử dụng thiết sản xuất nước nĩng bằng năng lượng mặt trời là

rất cao

Khơng tốn kém chi phí nhiên liệu và dễ sử dụng

Như vậy qua phân tích hai phương án trên ta thấy:

Đối với máy sản xuất nước nĩng bằng điện thì chi phí giá thành và chi phí nhiên liệu là khá tốn kém Vì vậy ta chọn phương án sản xuất nước nĩng bằng năng lượng mặt trời là phương án tối ưu nhất

2.2.2 Xây dựng phương án thiết kế

Bể chứa dd NaOH96%

Bể chứa nước nóng (85 C) 0

Nước cấp từ hệ

thống thành phố

6 8

11 12

Thiết bị ngâm đảo

Đồng hồ nhiệt

Thùng chứa nước lạnh

1 1

3 3

4 4

Hình 4 Sơ đồ thiết bị cung cấp nước nĩng bằng năng lượng mặt trời

Nguyên lý làm việc của hệ thống thiết bị:

Từ bể chứa nước thường, nước được dẫn qua van một chiều12 tới thiết bị làm nóng nước bằng năng lượng mặt trời.Tại đây nước được chuyển động tuần hoàn trong hệ thống nhờ hiệu syphon nhiệt, nước nhận nhiệt thì nóng lên và chuyển động lên phía trên và cuối cùng đến bình chứa, còn nước có nhiệt độ thấp hơn sẽ chuyển động xuống dưới và tiếp tục chu kỳ tuần hoàn.Vì nước nóng có khối lượng riêng nhỏ hơn nước lạnh nên nước nóng đi lên phía trên, còn nước lạnh đi tạo dòng chảy liên tục trong bình và các tấm thu năng lượng mặt trời

Để có được lượng nước nóng ở nhiệt độ yêu cầu trong quá trình sản xuất, nước từ thiết bị năng lượng mặt trời và từ bế chứa nước thường được dẫn tới bộ hòa trộn qua hệ thống đường ống dẫn và trên hệ thống ống dẫn đó có lắp các van đã được điều chỉnh theo một tỷ lệ nhất định thực hiện qúa trình hòa trộn Khi đó nhiệt

độ của nước được đo bằng đồng hồ đo nhiệt độ Nếu nhiệt độ của nước chưa đạt yêu cầu của quy trình sản xuất thì nước qua bộ gia nhiệt hỗ trợ bằng điện sẽ làm tăng nhiệt độ của nước đến nhiệt độ yêu cầu rồi dẫn tới bộ hoà trộn với dụng dịch axít HCl35% và tinh thể NaOH có độ tinh khiết là 96% Dung dịch hoá chất sau hoà trộn được dẫn tới thiết bị ngâm đảo nguyên liệu Nếu nước đã được hòa trộn đạt nhiệt độ yêu cầu của quy trình sản xuất thì được dẫn tới bộ hoà trộn với dung dịch axít HCl và tinh thể NaOH 96% để thực hiên quá trình ngâm đảo nguyên liệu

2.3 TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN

2.3.1.Tính toán chọn thiết bị cung cấp nước nóng bằng năng lượng mặt trời 2.3.1.1 Khi ngâm nguyên liệu (vỏ tôm) vào dung dịch axít HCl35%

Vì mỗi mẻ nguyên liệu vỏ tôm có khối lượng là 250kg, tỷ lệ ngâm đảo là:

lít

kg V

Gọi x (kg) là lượng nước cần thiết để thêm vào

35 ) 5 , 512 (

Tính toán nhiệt độ của nước

Theo phương trình cân bằng nhiệt (bỏ qua tổn thất nhiệt ra môi trường xung quanh) ta có nhiệt lượng do chất lỏng nóng tỏa ra bằng nhiệt lượng do chất lỏng

lạnh thu vào:

Qtỏa = Qthu

Với Qtỏa = m H O

2 x H O P

C 2 x ∆t = m H O

2 x H O P

50087,76



Suy ra: Qtỏa = m H O

2 x H O P

C 2 x ∆t = m H O

2 x H O

P

C 2 x (t – 70) =2438,61545 292,86 x 4,186 ( t – 70) = 2438,61545

 t = 710C

Theo phương trình cân bằng nhiệt ta có:

QQ1Q2

Hay:

) 71 ( 0

2O C H

) 25 ( 0

2O C H

) 85 ( 0

2O C H

2O C H

P

C x ∆t1 +

) 85 ( 0

2O C H

m x 4,1785 x 25 +

) 85 ( 0

2O C H

m x 4,195 x 85

↔ 87039,749 = 104,4625

) 25 ( 0

2O C H

) 85 ( 0

2O C H

Theo phương trình cân bằng vật chất ta có:

) 25

2O C H

) 71 ( 0

2O C H

m = 292,86 (2)

Từ phương trình (1) và (2) 

) 25 ( 0

2O C H

m = 68,96 kg ;

) 85 ( 0

2O C H

m = 223,89 kg



) 25 ( 0

2O C H

V = 68,96 lít ;

) 85 ( 0

2O C H

V = 223,89 lít



) 85

2O C H

P

C x ∆t2 = 223,89 x 4,195 x 85 = 79833,577KJ

2.3.1.2 Khi ngâm nguyên liệu (vỏ tôm) vào bazơ NaOH96%

Vì mỗi mẻ nguyên liệu vỏ tôm có khối lượng là 250kg, tỷ lệ ngâm đảo là:

lít

kg V

x m

100 78 , 286 96