niên luận thiết kế hệ thống cô đặc 2 nồi dung dịch đường sucrose - luận văn, đồ án, đề tài tốt nghiệp

Hius nhỉ tả h uích tụ và nhỉ tỉ sôi dung d ch..... Do dung dchđ ng sucrose không chu cnhitđ cao ch ttand b bi n tính nên đòi h iphicôđc nhitđ đ thp ngv iáp su tcânb ng m tthoáng th phayt

Theoch ng trình đào t o ngành công ngh th c ph m, sinh viên s th c

hi n niên lunk thu tth cph m Vi cth chi n niên lu nnh m giúp sinh viên làm quen v ¡ vi c th tk mtthitb ch binval achnvtliu thichh p

D ng th i, nién lu n này còn giúp sinh viênt ngh pd ckinth cdihc các mone s

DB cs h ngdnc aco Tr n Thanh Truc, em da th chi n nién lu nk

thut thc phmvid tai“Thitk h thng cédc2ni dung dchd ng sucrose”

Tuy đã có nhi uc g ng trong vi cth chi nniên lu n,nh ngv ikin

th ccònh nch , quy n niên lu n này v n có nh ng thi u sót không mong mu n,

r tmong nhnđ cs đóng gópc a quý Th y,Côc ngnh các b n trong ngành Công ngh th c ph m đ bn thân rút ra kinh nghi m và thành công h n trong

nh ngd tai ti p theo

Cu ¡ cùng, xin chân thành cám n các Th y cô trong b môn Công ngh

th cph m đã t o đi u ki n cho em th c hi n niên lu n này Em xin cám ns giúp đ t n tình c a Cô Tr n Thanh Trúc và Th y Nguy nVănM_ ¡trong su t

th igianth chi n niên lu n cùng các anh ch trong ngành c ngnh các b n cùng

1 p

Xin chân thànhc m n!

Sinh viên th c hi n

Tr ng Thanh Tùng (Email: thanhtung_cntp34lt@ yahoo.com)

M CLC

DANH SACHB NG “ " «eeeeseeesee VỈ

2.11 L ngn cbchicac h thng(h ¡th ) 5 2.1.2 L nghith phânb trong t ng ï -ce- 6 2.13 Tínhn ng c a dung d ch trong † ng n ï 6

2.2.1 Xác đnh áp su tvà nhỉ tỉ MGM i 7 2.2.2 Xác đnht ngt nth tnhỉ tả 8

2.2.3 Hius nhỉ tả h uích tụ và nhỉ tỉ sôi dung d ch

2.2.4 Xác änh nhỉ t dung riêng dung d ch << <<+<es+ 12 2.2.5 L ngh id tval ngh ¡th m ỉn i 13 2.26 Ki mtraligi thi tphdnb h ith

Trang iii

32 TH TÍCH KHÔNG KHÍ VÀ KHÍ KHONG NG NG C N HUT RA

KH IBAROMET “ ¬ “ se sesccseasseeee 27

3.3 KICHTH CCH Y UC ATHI TB NG NGT 28

3.3.1 ĐÐ ng kính trong -.eceecccececeerereree 29

3.3.2 Kíchth c1 mngăM ec5Ă5c<c<ccce+ 29 3.3.3 Chi ucao thi tb ng ngt

442 Ð nicácb ph nc Athi fÐ .eecceeccx 54

PH Nã S§ Ð QUY TRÌNH CÔ Đ C -52 cceessceeec SỐ 5.1 H TH NG COD C2N IXUÔICHI U SŠ

52 THUY TMINH QUY TRÌNH

TÀILI UTHAMKH O se se “ sone „57

Trang iv

DANH SÁCH HÌNH

Hình 1 Công th cc ut OC 4 SâCATOZa - ¿5° + Set Tnhh 1 Hình2.S thay đ inhi tđ trong quá trình cô d C ¿+ + +5 <s£szeexeeeexeee 9 Hình 3.S đ kh ¡h th ng cô đ €2ñ ¡ - S55 He St 13 Hình 4.S truy nnhi tt h iđ tquathành ng đ n dung d ch - 16 Hình 5.S đ thi tb ng ngt Baromet 2-6-5525 rerkrkerrk 28 Hình 6.S đ h th ngcô đ c2n ¡ xuôi chỉ u - ©5552 5++sccexeeerersee 55

ng 4.T nth tchung trong h th ng CÔ Ở C - 5 + ++‡E+E+veExexeteterekekeseeeee 11

ng 5: Nhi t dung riéngc adungdchd_ ng sucrose

ng 6 Cac thongs v nang] 1g oe ssesesesesesesessesesesessssesssseseseseseesesesseseeseees 14

ng 7.L ng nhi tdoh icunge Peocsecsesesesesescsessesesssessssesesesesesesessesessesesseess 16

ng 8 Nhi tt iriêng q¡ phía h ing Qo eceseseeseeesseseseeseeseseseeseeseeeseeseeseseenesees 18

ng9.H s c pnhi ttheo nhỉ tổ sôi - -555555S+csxeesersrsrkerere 19

ng 10 Nhi tt ¡ riêng q; phía dung d ch sÔi 2 + 5+ £+++x+xeexzxersrxexre 20

NG LL Hi us nhi tđ h uích 6-55 Ss xxx SE xkekekrkekrkrkrkreree 21 ng12.B m ttruy n nhỉ ( 6G xxx ng nen 21

ng 13 Kích th cu ng C 5< St TT HH tr re 25

ng 14.Kíchth ccác ngdn

ng 15.B ng tóm t tthi tb chính .- - + - + + +k£x£EeEk£keEerkrkekrkersrkrkrrerkrk 26

ng 16.Kíchth cc bnc athi tb ng ngt Baromet - 31 ng17.T ngh pchi udày bu ng đ t,bu ng b C - +5 =s+++ceeereex 48

ng 18 Th tích thép ¿- - ¿+ +2 ©E ke tk T11 g1 T1 1101011010100 50 ng19.Th tích đáy và n p thi ( Ð - 6+ 5+ Street rkekrkrkrrerxek 5 ng20.Th tíchn c 2-6-6525 về HH key 52

ng 21 Chân thép đ ¡v ¡thi tb th ng ở ng - 2 ++c+cscereersrreee 53 ng22.M ¡ghép bíchn icácb ph nc athi tb và ngdn 54

ng23.M ¡ ghép bích gi a thân v ¡ đấy vàn p

Trang vi

QUY CKÝHI U

Ð đ ngi ntrong vi c chú thích tàili uquy ckýhi unh sau:

- [AI-x]-S_ tay quá trình và thi tb Công ngh hóa ch t,t p 1 Nha xu t

b nKhoah cvaK thu t

- [AII-x]-S_ tay quá trình và thi tb Công ngh hóa ch t,t p 2 Nhà xu t

b nKhoah cvaK thu t

-[B-x]-S§ tay thi tk thi tb hóach tvàch bi nth cph m đa d ng, T.S Phan Van Th m

- [C - x] - Các quá trình và thi tb trong Công ngh hóa ch t va th c ph m, tp3- Các quá trình và thi tb truy nnhi t,tác gi Ph m Xuân To n

Vi: x:s trang

S ch céng th c,b ng, hay dach trang webd c ghitrongd u()

PH NI GI ITHI U 11.T7 NGQUANV Ð NGSUCROSE

Surose là thành ph n quan tr ng nh tc a mía, làs nph mc acông nghi psn

xutd ng, là m t disacarit có công th c C¡;H;;O¡¡ Trngl ng phânt ca sacaroza là 342,30 Sucroseđ ccutot haid ngdn laa, D-glucose va B, D-fructose

CHzOH

CHzOH

HH yO ⁄ HO\ O

d who , cloroform, benzen, ancol Ð nh tc adungdchđ ng tăng theo chi u

tăngn ngớđ và gi m theo chi u tăng nhi tđ

Do dung dchđ ng sucrose không chu cnhitđ cao (ch ttand b

bi n tính) nên đòi h iphicôđc nhitđ đ thp ngv iáp su tcânb ng

m tthoáng th phayth ngg ¡ là áp su tchân không

Nh vy,s dngh thngcôđc2n ¡xuôi chỉ uởđ cô đở c dung dch dng sucrose

1.2 GI ITHI US L CV LY THUY TCOD CVATHI TB CO

ĐC

1.2.1 Gi ¡thi uchungv cô đ c

Cô đ c là quá trình làm tăngn ngd m tc ut nào đó trong dung d ch hay nhi uc ut ,b ng cách táchm tph n dung môi ra kh idungdch dngh ¡,còn dung ch t hòa tan trong dung d ch không bay h 1, do đón ng c adung ch ts tăng d n lên

SVTH: Tr ng Thanh Tùng — LT08210—L p CNTP34LT Trang I

Quá trình cô đcth ngd ctinhanh tr ng thái sôi ngh a là áp su th ¡i riêng ph nc a dung môi trênb m tdung d chb ng áp su t làm vi cc athi tb Quá trình cô đcth ngởđ c ngd ngr ng rãi trong công nghi p hóa ch t

th cph mnh cô đ cmu lở ng,s a

Hic adung môiđ c tách ra trong quá trình cô đcđ cpgilàhith, hith nhitđ caocóth dùng đ đun nóng chom tthi tb khác,n udùngh ¡

th đ đunnóng m tthi tb ngoàih th ng cô đ cg ilàh iph

Truy nnhi ttrong quá trình cô đ ccóth th chi ntr cti pho c gián ti p, khi truy n nhi ttr ctipth ng dùng khói lò cho ti p xúc v ¡ dung dch, còn truy nnhi tgiánti pth ngdùngh ibão hòa đ đ tnóng

Quá trình cô đ c cóth th chin các áp su t khác nhau, khi làm vic áp sutth ngthìcóth dùng th tb h, khi làm vic áp su t khác (chân không

ho cáp su td ) thì dùng thi tb kín

Quá trình cô đ c có th ti n hành liên t c hay gián đo n trong thi tb m t

n iho cnhi un i

Khic6dcmtni,numuns dnghith d dtn6ng1l ithi ph inén

h ith dndapsu te ah id t(g ilathi tb céb mnhi t)

Khi cô đ cnhi un ithidungdchdit nin sangnikia,h ith c ani

tr clamh id tchon isau

1.2.2 Phan lo i

Có nhi u cách phân lo ¡ khác nhau nh ngt ng quát I ¡ cách phân lo ¡ theo đ c

đi mcutocó6loiđ cchia làm banhómch y u sau đây:

+TLo ¡3: Có bu ng đ ttrong, có ng tu n hoàn ngoài

+TLo ¡4: Có bu ng đ tngoài, có ng tu n hoàn ngoài

Dungdch phòng đ tđitrong ngcònh id tdi vao kho ng tr ng phía ngoài

ng Khi làm vi c,dungdch trong ng truy nnhi tsôit othànhh nhph ¡ - Ingcó khil ngriêng gi mđivàb đyt d ¡ lên trên mi ng ng, còn trong

ng tu nhoànth tíchc a dung dch tên m tđ nv b mttruy nnhitÌnhn sov i ngtruy nnhit,dod6l ngh itoratrong ngíth n,vìv y,khil ng riêngc ahnhphi- lng đây lnhntrong ng truy nnhit,s b đy xungd i.K tqu là trong thi tb có chuy nđ ngtu nhoànt nhiént d i lên trong ng truy nnhi tvàt trên xu ngtrong ngu n hoàn

T cđ tu nhoàn càng I nthìt cđ c pnhi tc a dung d ch càng tăng và làm gims đóngc ntrênb m ttruy nhnhỉ t

Quá trình tu n hoànt nhiên c a thi tb đ cti n hành liên t c cho đ n khi

n ngđ dung dchđở tyêuc uthìm van đáy đ tháo s nph mra

1.2.3.3 uvành cải m

- udim:

+ Thi tb cutod ngin,d s ach a và làm s ch

+H s truy nnhi tK khái n

+ Khó b đóng c ntrênb m t gia nhi t nên cóth dùng đ cô đc dung

dchd b bntt

+Dungdchtu nhoant nhién gitptitkimd cnangl ng -Nh cdim:Tcd tu nhoan gi md n theo th i gian vi ng tu n hoàn trung tâm c ngb đun nóng

2.1.2 L ngh ith phanb trongt ngn i

GiW;,W2lnl tlal nghith bclém nilvani2,kgh

Ta có: W¡ + W¿ = 2400 kg/h

Gis 1 nghith c at ngn i 71 =1, sau khi tính toán th ct tas tim

2

đ cW/; và W; và so sánh v ¡ W¡, W; theo gi thuy tbanđu.Nusais gia

I nghith thct vài nghith lýthuyt<5%làđd c

+Ch náp su th id t Pha =2,134 at ngv inhitd hid t Thar = 122°C

+ Ap su ttrong thi tb ng ngt Pyg = 0,134 atm ngv inhi td T,=53,34 °C Hius ápsu tc ac h th ng:

P= Phat — Pag = APi + AP¿ = 2,134— 0,134Z2atm (1)

AP;: Hi us 4psu tgi ah id tdivaon il va I: AP, = Pyar - Phạa

AP;:Hi us 4psu tgi ah id tdivaon ill vathdpng ngt :

B ng1.Nhi tđ và áp su thic amin i

Nhitd hidtnisaubngnhitd hith nitr ctr dil°C(otn

th tnhi ttrénd ng ng), còn nh tđ hith c an ¡cu icùngb ngnhi tổ thi tb ng ngt c ng thém 1°C

2.2.2 Xác đ nh t ngt n(th tnhi tđ

2.2.2.1.T nth tnhỉ tdon ng nâng cao( `)

°đ cxác đnh theo công th cg n đúng c a Tisencô:

T7

"= yf, °C -V i: f=16,2.— [AI - 59] - (VI.10)

r

Trong đó:

°:‡ nth tnhỉ tả ápsutth ng( o cóth đ ctrat [AII- 60], do

cô đ c có tu n hoàn dung d ch nên tra theon ngđ cu ivà ngv inhitđ hi

th )

f:h s hiuchnhvithitb cOdcth nglamvic áp su tkhác v láp sutth ng

r: nnhi thoah ic adungméi 4psu tlamvi c, (J/kg), [B-39]

Tm: nhi td c adungméinguyéncht áp su tlàm vi c(=nhi tđ hi th), K

D avào cácd ki n trên vàs tay quá trình và thi tb Công ngh hóa ch t, tp2taxacdnhd ct nth tdonhi tđ nâng cao

B ng2.T n th tnhi tđ don ngd tăng cao

A’, trat (http://www.sugartech.co.za)

2.2.2.2.T nth tnhi td dodpsu tth ytnhtdng cao, ”’

1-2: Nhi tử h lđt

3: Nhi td sdic adungdch đấy ng truy nhhỉ t

4: Nhi tđ sôi trung bình c a dung d ch

5—6: Nhi tđ sôic adung dchvàc ah ¡th ngay trên m t thoáng 7: Nh tả hith thitb ng ngt

Ap su th ith dungdch thay d ¡ theo chỉ usâuc adungdch: trênb

m t dung d ch thì b ng áp su th itrong bu ngbc,còn đáy thì b ng 4p su t trênb m tc ngv iáp su tth ytnhc ac tdungdchk t đấy ng Trong tính toán tath ng tính theo áp su t trung bình c a dung d ch

Ta có công th c tính áp su ttrung bình c a dung dchnh sau:

P,=P'+ P,N/m

P=(h, ) „.ø, N/m” [AII — 60] — (VI.12)

Ps 3

s=—, kg/m 7” Ke

Vi: P':ápsu th itrênb m tdung dch(= áp su th ith ), N/mẺ

P:áp su tth ytnhk t m tdung dch đ ngi a ng, N/m

hị : chỉ ucaoc al p dung dch sôik t( mi ngtrên ng truy nnhitđn

m tthoángc a dung dch,m

hạ: chỉ ucaoc a dung dchch atrong ng truy nhnhi t,m

„:kh i¡l ngriêngc a dung d ch khi sôi, kg/m?

Nhi tả tnthtdoáp su tthytnh cécnibnghius gi anhitd

trung bình (Tụ,) và nhi tđ c a dung d ch trên m t thoáng (Tạ)

-Nil: v= Tot — Tn

-Nil: 2? = Tyo — Tn

-C 2ni: A=A +A

Ch nchi ucaoc al pdungdchséik t mi ngtrén ngtruy nnhitdn

m tthoángc adungdch n i¡lvàn ¡2b ngnhau: h¡= 0,5m

Chi ucaoc a dung dchch atrong ng truy nnhi t: hạ= 1,2 m

Khil ngriêngđ cữad avàon ng trung bình và ng v inhi tổ

2.2.2.3.T nth tnhi td dos cc nth yl ctrong cdc ngdn,

Th ngchpnh ntnth tnhi t trên các đồn ngdnh ¡th t ninày

sang n ikia,t n icu iđ nthi tb ng ngt là: 1 21,5°C [AII — 67]

V yt ngt nth tchung là:

=( pe tC? + PEC 77 + 9”) = 11,04 °C

2.2.3.Hius nhitd h uich t, vanhitd sdidungd ch

Hius nhitd huichlahius gi anhitd c ahidtvanhitd sôi trung bình c a dung d ch

2.2.3.2 Hius nhitd h uíchc am in ỉ

tụ = Tha — Ts CC) [ATI — 67] - (VI.17)

Thai nhitd hid tmini

V yt ngs nhitd h ufch: DAts = 27,75 + 30,87 = 58,62 °C

2.2.4 Xác đ nh nhỉ t dung riêng dung d ch

Giá tr nhi tdung riêngc adungdchởđở ngsucrosed ctrad avàon ng

đ dung dch ng vi nhit d ca dung dch tng thi dim t (hfip:/www.rpaulsingh.com/teaching/Properties.him)

Ta có :

Ta, Tại ,Ts¿ : nhì tđ dung d ch ban đ u,ra kh in iI,rakhin 12,(°C)

Xá Xøi, Xua:n ngđ dung dch ban đu,n ng c adung dch ra kh ¡ nilvani2,(%)

B ngõ: Nhi t dung riêng c adungdchd_ ng sucrose

Dung d ch x(%) T; ÓC) Nhi t dung riêng (J/kg.đ )

+ Khong] yh iph (toamb h ith nillamh id tchon i2)

+ Không cót nth tnhi tramôitr ng

+ B quanhi tcô đ c (hay nhi tkh n c)

Ph ngữrìnhcânb ngnăng| ng:

-NÑ i1:D(1a— Cại ¡)= G¡C¡Tạ¡ — GạCzTa + Wiii (a)

-N i2: WiC it — Cyr 2) = GoCoT 2 — GiCi Ty + Wair (b)

Trong do:

D:khil nghidtchoh th ng trong 1 gi , kg/h

Wi, W2:khil nghith nil,n i2trong1 gi , kg/h

Gg, Gi, G2: kh il ng dung dch band u, rakh in il, rakh in i 2 trong

1 gi , kg/h

Ca, Ci, C2 : nhi t dung riéng dung d ch band u, rakh in il, rakh in i2,

J/kg.đ

Ta, Tsu, To: nhi td dung d ch ban đ u,rakh in il,rakh in i2,°C

ig, ij, ig: enthalpyh id tvaonil,h ith nil,hith n i2,Jhkg

Cu, Cy2: nhi tdung riéngn cng ngnil,n cng ngn i2,J/kg.d

» 2:nhitd n cng ngnil,ni2(=nhitd hidtcanilva2,

nhitd hidtni2lanhitd hith nil),°C

-i¡=rdoh iäđtlàh in c bão hòa và trat [B - 39] - (I-7) theo nhỉ t

d dungdcht ng ng

- Tạn là nhỉ tã c adungdcht ng ng, °C

Thay các s li u trong b ng 6 vao2 ph_ ng trình cân b ng nang! _ ng (a)

va (b) trén Gi ih ph ng trình (a),(b) và(c)tađ c:

=>L nghith belén nilla: W, = 1208 kg/h

=>L nghith belén ni2la: W¿= 1192 kg/h

=>L _ ngh ith tiéut nchung 1a: D= 1260 kg/h

2.2.6 Ki mtraligi thi tphânb hith caécni

Công th c so sánh: "_ <5% thì ch pnh n

L Trong đó:

W.:1 ngh ith gi thi thay tính toán có giá trl n

W,:1 ngh ith gi thi thay tính toán có giá tr nh

_ 1208-1200

N il: 100% = 0,66 % < 5%

1208 12: 1200-1192 100%= 0,67 % < 5%