Xem mẫu
- CHƯƠNG 7 : CÁC THI T B NHI T
1. THI T B ðUN NÓNG -CH N - H P - LÀM HÉO :
1.1. Khái ni m:
1.1.1. Công d ng và ph m vi ng d ng:
1. Công d ng:
Quá trình ñun nóng, ch n, h p, làm héo ñư c s d ng trong công nghi p th c
ph m có th v i m c ñích sau:
- M c ñích chu n b :
+ ðun nóng xirô trư c khi cô ñ c ñ tăng cư ng quá trình b c hơi .
+ ðun nóng s n ph m trư c khi vào h p ghép n p.
+ Ch n các lo i qu ñ d bóc v .
- T o ñi u ki n cho các quá trình ph n ng, quá trình sinh h c, lý h c, th c hi n
thu n l i ...
- M c ñích khai thác:
+ Làm tăng kh năng th y phân tinh b t cao.
+ Làm tăng kh năng trích ly
+ Làm tăng hi u su t ép ...
- M c ñích ch bi n:
+ Làm chín s n ph m, tăng giá tr dinh dư ng và kh năng h p th .
+ Làm bay hơi nh ng thành ph n gây mùi, v l , có m c ñích t y mùi,
- M c ñích b o qu n.
- M c ñích hoàn thi n s n ph m.
2. Ph m vi ng d ng: Khá ph bi n.
- Trong công nghi p s n xu t ñ h p rau qu .
- Trong công nghi p s n xu t ñư ng.
- Trong công nghi p ch bi n cây nhi t ñ i.
- Trong công nghi p l nh ñông, s y rau qu .
- Trong công nghi p lên men.
- Trong công nghi p s n xu t d u, tinh d u ...
1.1.2. Phân lo i:
Các thi t b ñun nóng, ch n, h p và làm héo có th phân lo i theo các cách sau:
91
- 1. Theo phương th c làm vi c:
- Thi t b làm vi c gián ño n.
- Thi t b làm vi c liên t c.
2. Theo phương th c ñun nóng
- Thi t b ñun nóng gián ti p.
- Thi t b ñun nóng k t h p.
3. Theo áp su t làm vi c:
- Thi t b làm vi c áp su t thư ng
- Thi t b làm vi c áp su t chân không.
4. Theo c u t o thi t b :
- Thi t b truy n nhi t hai v .
- Thi t b d ng khung b n, d ng ng chùm, ng b c ng ...
- Thi t b ki u thùng quay, ki u băng t i, ki u tr c xo n...
1.2. Thi t b ñun nóng:
1.2.1. Thi t b ñun nóng hai v làm vi c gián ño n:
ðây là lo i thi t b làm vi c áp su t thư ng.Thư ng dùng ñ ñun nóng nư c,
các lo i dung d ch dùng ñ ch n (dung d ch mu i, dung d ch axit nitric ..), các dung
d ch ñ rót vào h p (dung d ch ñư ng, nư c pha...), trong s n xu t bia... ch t t i nhi t
là hơi nư c bão hòa, truy n nhi t gián ti p.
* Phân lo i:
- Thi t b h có ho c không có cánh khu y
- Thi t b kín có ho c không có cánh khu y
* Ưu ñi m c a thi t b :
- C u t o ñơn gi n, v n hành d dàng.
- S d ng ñư c cho nhi u lo i s n ph m.
* Như c ñi m:
- Áp su t hơi th p, s phân b nhi t không ñ u.
- B m t truy n nhi t không l n, nên th i gian ñun lâu .
- Làm vi c gián ño n.
*C u t o và nguyên t c làm vi c:
92
- Hình 7.1: Thi t b ñun nóng hai v không có cánh khu y
.
a) Sơ ñ nguyên t c thi t b ñun nóng 2 v
b) c u t o bình ngưng t
- C u t o:
Hình 7.1a Hình 7.1b
1. Phòng hơi 1 C c.
2. Van x khí không ngưng 2.Phao
3. S n ph m 3. Thân bình ngưng
4. b m t trao ñ i nhi t 4.Van thoát
5. Bình ngưng .
Thi t b có v bên trong ti p xúc v i th c ph m nên ñư c ch t o b ng thép
không r , ho c thép có l p men ch ng ăn mòn, còn v ngoài ñư c làm b ng thép hay
gang, và thư ng ñư c b c ngoài m t l p cách nhi t.
- Nguyên t c làm vi c:
Hơi nư c theo van vào phòng hơi (1) truy n nhi t cho s n ph m qua b m t
trao ñ i nhi t (4), khí không ngưng ñư c x ñ nh kỳ theo van (2), còn nư c ngưng
ñư c tháo qua van x nư c ngưng ho c qua bình ngưng 5.
Bình ngưng t (5) làm vi c như sau: Khi thân (3) (hình 7.1b) t p trung ñư c
m t lư ng nư c ngưng nào ñó thì phao 2 n i li n v i van thoát 4 ñư c nâng lên theo
hư ng vào c c 1 và các l thoát m ra ñ tháo nư c ngưng. Khi tháo ñư c m t ph n
nư c ngưng ra ngoài thì phao s h xu ng và ñ y kín l tháo nhưng không cho hơi
thoát ra kh i ng tháo.
93
- ð tăng cư ng kh năng truy n nhi t và ñun nóng ñ u, có th s d ng thi t b
ñun nóng 2 v có cánh khu y như hình 7.2, các d ng cánh khu y có c u t o khác nhau
ph thu c lo i s n ph m c n ñun nóng trong thi t b
Hình 7.2: N i n u hai v có cánh khu y .
V i c u t o và nguyên t c làm
vi c tương t , trong nhà máy bia ngư i
ta dùng n i ñun hoa houblon ñ ñun sôi
dung d ch ñư ng v i hoa houblon nh m
trích ly ch t c a hoa (hình 7.3).
Thi t b có thân hình tr , ñáy l i
ho c lõm. N p d ng hình bán c u có
g n ng thoát hơi và c a quan sát.
Hình 7.3. N i ñun hoa
1.Áo hơi 2. van tháo d ch
3. cánh khu y 4. H p gi m t c
5. ng thoát hơi 6. C a quan sát
7. Áp k hơi 8. ng d n d ch vào n i
9. ng d n hơi 10. Hơi ngưng
94
- 1.2.2. Thi t b ñun nóng hai v làm vi c liên t c ( áp su t thư ng) .
Thư ng s d ng ñ ñun nóng các dung d ch có ñ nh t l n. ðây là lo i thi t b
làm vi c liên t c, có năng su t l n.
1. C u t o : (hình 7.4)
1. V bên trong 6. Khoang không
2. V bên ngoài. 7. C a nguyên li u vào
3. N p thi t b 8. C a s n ph m ra
4. Tr r ng 9. Van c p hơi
5. Cánh xo n 10. Van tháo nư c ngưng.
Hình 7.4. Thi t b ñun nóng 2 v làm vi c liên t c
2. Nguyên t c làm vi c:
Thi t b có c u t o d ng hình tr n m, g m hai v (1) và (2) h n p (3) có th
tháo m ñư c. Hơi ñư c c p vào qua van (9) vào kho ng không (6) và tr r ng (4) ñ
ñun nóng, nư c ngưng ñư c tháo qua van tháo nư c ngưng (10). Dung d ch ñi vào c a
n p (7) nh cánh xo n (5) chuy n d n vào trong thi t b , sau khi ñun nóng s n ph m
ñư c tháo ra theo c a (8)
1.2.3. Thi t b ñun nóng ki u ng:
M c ñích: ñ ñun nóng các lo i nư c qu và các lo i rau qu ñã nghi n nh .
Thi t b làm vi c liên t c.
a. Thi t b ñun nóng ki u ng chùm (Hình 7.5)
-Ưu ñi m: Cơ c u g n, ch c ch n, b m t truy n nhi t l n
-C ut o:
1. C a s n ph m vào 6. ng truy n nhi t.
2. C a s n ph m ra 7. Kho ng không
3. ðư ng hơi vào 8. L p b c cách nhi t
4. Van x nư c ngưng 9. Chân ñ
95
- 5. X khí không ngưng 10. N p thi t b .
3
3
1 5
1 5
10
10
6 7 8
6 7 8
9
9 4
2 4
2
Hình 7.5. thi t b ñun nóng ki u ng chùm
- Nguyên t c:
S n ph m vào c a (1) ñư c ñi dích d c trong các ng (6) và sau khi ñun nóng
ñư c ra c a (2).
Hơi ñư c c p vào theo ñư ng ng (3) và phân b vào kho ng không (7) truy n
nhi t cho các ng (6), nư c ngưng ñư c x theo van (4), còn khí không ngưng x ñ nh
kỳ theo van (5) .
Thi t b ñư c b c cách nhi t (8), và t a trên giá ñ (9) .
N p thi t b (10) có th tháo l p ñ v sinh ng khi c n.
Thư ng chi u dài ng L = 2m, Φ ng = 32/34mm, v n t c vs n = 0,2 ÷
ph m
3m/s
Cách chia ngăn trong thi t b ng chùm: Khi c n tăng t c ñ c a ch t t i nhi t
ñ tăng hi u qu truy n nhi t, ngư i ta chia thi t b làm nhi u ngăn ( Hình 8.6)
b. Thi t b ñun nóng ki u ng b c ng: (hình 7.7)
Ưu ñi m: h s truy n nhi t l n vì có th t o ra t c ñ l n c hai ch t t i nhi t.
ch t o ñơn gi n.
Như c ñi m : C ng k nh.
Giá thành cao vì t n nhi u kim lo i.
Khó làm s ch kho ng không gi a hai ng
C ut o:
1. C a s n ph m vào 4. C a hơi vào
2. C a s n ph m ra 5. Kho ng không
3. ng truy n nhi t 6. X nư c ngưng .
96
- 4
5
3
2
1
1
6
Hình 7.7. Thi t b ñun nóng ki u ng b c ng
* Nguyên t c làm vi c:
ðây là lo i thi t b làm vi c liên t c, hơi và s n ph m ñi ngư c chi u. S n ph m
ñư c bơm vào c a (1) ñi trong ng truy n nhi t (3), sau khi ñun nóng ñư c ra c a (2)
Hơi ñư c vào theo ng (4) và ñư c phân b vào kho ng không (5) b c quanh
các ng truy n nhi t (5). Nư c ngưng ñư c x theo van x nư c ngưng (6).
1.3. Thi t b ch n - h p:
1.3.1. Thi t b ch n - h p tr c xo n:
1. C u t o: (Hình 7.8).
1. C a nguyên li u vào 4. ðư ng ng c p hơi
2. C a nguyên li u ra 5. ðư ng ng c p nư c, dung d ch
3. Tr c xo n r ng 6. B ph n truy n ñ ng.
2. Nguyên t c làm vi c:
Nguyên li u c n ch n vào ph u nh n (1) nh tr c xo n (3) chuy n d n ñ n c a
tháo (2). Tr c xo n (3) r ng và có ñ c l , chuy n ñ ng nh h truy n ñ ng (6). Nư c
ho c dung d ch ch n ñư c c p vào theo ñư ng ng (5). Hơi c p vào theo ñư ng ng
(4) vào tr c xo n (3) thoát qua các l trên tr c và ñun nóng tr c ti p dung d ch ch n.
Thi t b làm vi c liên t c, áp su t thư ng.
97
- 1
5
4
2
6
3
Hình 7.8. Thi t b ch n h p ki u tr c xo n
1.3.2. Thi t b ch n băng t i:
- C u t o:
1. C a nguyên li u vào 5. Vòi nư c r a
2. Băng t i 6. C a nguyên li u ra
3. Thùng ch n 7. ðư ng nư c c p
4. ng hơi 8. ðư ng nư c x .
2 4
3 5
1
7
6
8
.
Hình 7.9. Thi t b ch n băng t i
- Nguyên t c làm vi c:
Nguyên li u vào c a n p (1) và ñư c v n chuy n trên băng t i (2) trong thùng
ch n (3) có ch a nư c nóng ho c dung d ch ch n nóng. Băng t i (2) ñư c c u t o b ng
dây xích truy n ñ ng trên có g n các lá kim lo i ghép có g ngang ñ gi s n ph m,
ho c lư i s t hay gàu ch a v t li u.
98
- Thùng ch n (1) làm b ng kim lo i và có n p m ñư c khi c n thi t. Dung d ch
ho c nư c ch n ñư c ñun nóng nh các ng phun hơi (4) ñ t gi a hai nhánh băng
t i.
V t li u sau khi ch n có th ñư c làm ngu i ho c r a s ch nh h th ng vòi r a
(5). S n ph m sau khi ch n ñư c ra máng (6), thư ng máng có ñ nghiêng 400.
Nư c vào thi t b theo ñư ng c p (7), khi c n m x nư c ho c dung d ch kh i
thi t b theo ñư ng (8).
1.3.3. Thi t b ch n ki u thùng quay:
Dùng ñ ch n các lo i nguyên li u có kích thư c nh và th i gian ch n tương
ñ i lâu như : ð u côve ...
1. C u t o : Hình 7.10
1. Thùng quay 4. Tr c quay ph
2. Lá kim lo i 5. Thùng ch n
3. Bánh xe ñ 6. ng phun hơi.
5
4
3
1
3
2
3
6
Hình 7.10. Thi t b ch n ki u thùng quay
2. Nguyên t c làm vi c:
V t li u ñư c vào thùng quay (1) làm b ng thép lá, trên b m t có ñ c l
φ = 3 ÷ 4mm, bên trong thùng có g n các lá kim lo i (2) theo hình xo n c t ñ u ñ n
cu i thùng ñ chuy n v t li u t ñ u ñ n cu i thi t b , thùng quay ñư c ñ t trên các
bánh xe ñ (3) và quay ñư c nh các tr c quay ph (4). Thùng quay ñư c ñ t trong
thùng ch n (5) b c ngoài, ch a nư c ho c dung d ch ch n và ñư c ñun nóng nh h
th ng ng phun hơi (6) ñ t phía dư i.
1.3.4. Thi t b h p băng t i:
1. C u t o: Hình 7.11 : Sơ ñ máy h p băng t i dùng ñ h p chè .
1. B ph n g t chè 6. Bu ng làm l nh
99
- 2. H th ng ng hơi 7. Băng chuy n làm ngu i
3. Bu ng h p 8. Máng ch a chè
4. ng thoát hơi 9. Giá ñ
5. ng th i không khí l nh 10. Băng chuy n h p chè
Hình 7.11. Sơ ñ máy h p nguyên li u chè
2. Nguyên t c làm vi c:
V t li u nh b ph n g t (1) ñ phân b ñ u băng chuy n h p chè (10) ñư c
ñ t trong bu ng h p (3). Hơi nư c ñư c phun vào phòng qua h th ng ng phun hơi
(2) và hơi m ñư c thoát ra ng (4) .
Sau khi ra kh i phòng h p chè ñư c rơi xu ng băng chuy n (7) ñi vào phòng
làm ngu i (6), t i ñây không khí l nh ñư c th i vào qua h th ng ng (5) nh qu t ly
tâm, sau ñó vào máng ch a (8).
Thư ng v n t c băng chuy n 2m/ phút, th i gian h p kho ng 2 phút.
1.4. Thi t b làm héo:
1.4.1. Khái ni m:
- Công ño n làm héo ñư c s d ng trong s n xu t chè ñen, chè xanh, trư c khi
qua các công ño n ti p (vò, s y, lên men...)
- Thi t b làm vi c liên t c, s d ng không khí nóng ñ làm héo chè nguyên
li u.
+ s n xu t chè ñen, làm héo nh m m c ñích gi m hàm lư ng m trong
nguyên li u t 75 - 80% xu ng còn 60 ÷ 65% ñ chè tr nên m m, t o ñi u ki n cho
100
- quá trình vò, lên men ti p theo. Công ño n này s d ng không khí nóng 42 ÷ 470C. v i
ñ m 20 ÷ 30%, th i gian làm héo 1 ÷ 4 gi .
+ s n xu t chè xanh, làm héo nh m m c ñích di t men v n có trong nguyên
li u nh m ñình ch quá trình oxy hoá các ch t nh t là tanin, gi cho s n ph m có màu
xanh và v chát ñ c trưng. Công ño n này s d ng không khí nóng 170 ÷ 1900C, th i
gian di t men 3 ÷ 6 phút.
1.4.2. C u t o và nguyên t c làm vi c:
1. C u t o: (Hình 7.12) Thi t b di t men:
1. Máng ch a nguyên li u 6. Qu t không khí nóng
2. Băng t i nâng 7. ng thoát hơi m
3. B ph n g t ñ u 8. Máng h ng s n ph m.
4. Băng chuy n di t men 9. Bu ng di t men
5. Băng chuy n làm ngu i. 10. Bu ng làm ngu i.
Thi t b áp d ng trong nhà máy s n xu t chè xanh .
Lò t o không khí nóng
Máy di t men
Hình 7.12. Thi t b di t men Axian- Lominatgie
2. Nguyên t c làm vi c:
Nguyên li u ñư c ñưa vào máng ch a (4) nh băng t i nâng (2) có g n b ph n
g t ñ u (3) ñưa nguyên li u vào thi t b .
ð u tiên nguyên li u vào bu ng di t men (9) c u t o chính g m có b n băng
chuy n (4). T i bu ng (9) không khí nóng ñư c th i qua các l p nguyên li u nh qu t
101
- (6) hút không khí nóng t lò t o không khí nóng. Sau ñó hơi m ñư c thoát ra theo h
th ng ng thoát (7) và ñư c thu h i v lò t o không khí nóng. Sau khi di t men,
nguyên li u ñ n khu v c làm ngu i (10) g m ba băng chuy n (5) và rơi vào máng
h ng s n ph m (8).
3. Ưu ñi m:
- Dây chuy n s n xu t g n, thu n l i cho vi c cơ khí hoá, t ñ ng hoá.
- S n ph m có ch t lư ng cao, t l ph ph m ít.
- Chi phí nhân công, nhiên li u, ñi n gi m 2,5 ÷ 3 l n.
1.4.3. Thi t b làm béo chè:
Thi t b làm vi c d ng liên t c, s d ng cho s n xu t chè ñen ( hình 7.13)
.
Hình 7.13. Thi t b làm héo chè ki u Marơñalâysvili
Thi t b là m t hòm kim lo i kín, bên trong có 5 băng chuy n ph ng theo
phương n m ngang ñ t trong 5 t ng. Các t ng ñ u ñư c b c trong lư i b ng ñ ng thau
ñ chè héo kh i bay, băng chuy n ch làm vi c m t trên.
V t li u ñi t băng chuy n trên cùng chuy n d n xu ng các băng chuy n ti p
theo và ra kh i thi t b .
Không khí nóng ñư c d n vào t t ng 1 qua ng d n khí nóng, có ñ c l ñ t
kho ng gi a vòng ñai truy n c a băng chuy n 1, chui qua các l p nguyên li u, sau ñó
nh t m hư ng mà không khí nóng theo ñư ng ng d n d n xu ng ng d n không khí
nóng c a t ng 2, và ti p t c không khí nóng l n lư t lu n qua m t trên c a 5 t ng băng
chuy n trư c khi ñư c d n th i ra kh i máy.
Ngoài ra, thi t b còn có các c a ñi u ch nh ñ m b sung không khí nóng,
l nh vào dư i các t ng băng chuy n khi c n thi t.
102
- H n h p không khí nóng là không khí nóng ñư c ñun nóng trong caloriphe tr n
v i không khí hút t b ngoài vào phòng h n h p cho có ñ m và nhi t ñ theo yêu
c u.
2. THI T B CÔ ð C (b c hơi) .
2.1. Khái ni m:
2.1.1. ð nh nghĩa:
" Quá trình cô ñ c là quá trình hoá hơi dung d ch ñ l y ch t r n b hoà tan còn
l i trong dung d ch n ng ñ cao hơn " .
- Dung d ch là h n h p gi a dung môi và ch t r n b hòa tan trong dung môi.
Dung môi thư ng g p là nư c.
- Trong quá trình cô ñ c, hơi c a dung môi t o ra g i là hơi th c p.
Quá trình hoá hơi dung môi có th là quá trình bay hơi trên b m t dung d ch
(t c ñ t o hơi c a quá trình này ch m), ho c là quá trình sôi (b c hơi) x y ra trong
toàn b dung d ch (t c ñ t o hơi c a quá trình l n). Trong công nghi p thư ng g p
quá trình b c hơi.
Quá trình b c hơi có th x y ra ñi u ki n áp su t thư ng, áp su t dư ho c
chân không.
2.1.2. M c ñích và ph m vi s d ng:
1. M c ñích:
Cô ñ c nh m m c ñích chu n b , ho c hoàn thi n s n ph m, ho c nh m m c
ñích ch bi n ho c m c ñích tăng th i gian b o qu n cho s n ph m.
2. Ph m vi s d ng:
- Trong s n xu t ñư ng, mì chính .
- Trong s n xu t ñ h p rau qu : như cô ñ c cà chua, purê...
- Trong công nghi p ch bi n s a.
2.1.3. Phân lo i thi t b :
1. Theo nguyên lý làm vi c:
- Thi t b làm vi c gián ño n.
- Thi t b làm vi c liên t c.
Thi t b làm vi c gián ño n ñư c dùng cho lo i có công su t nh ho c v i dung
d ch ñ c có ñ nh t cao mà không th dùng bơm ñ l y dung d ch ra, ho c trong
trư ng h p khi c n b c hơi toàn b dung môi. Như c ñi m là t n th t nhi t l n.
Thi t b làm vi c liên t c thư ng g m nhi u c p (nhi u n i), ñư c s d ng v i
thi t b có công su t l n . Ưu ñi m t n th t nhi t nh .
103
- 2. Theo áp su t c a dung d ch bên trong thi t b :
- Thi t b làm vi c áp su t dư
- Thi t b làm vi c áp su t khí quy n
- Thi t b làm vi c ñi u ki n chân không.
Thư ng s d ng thi t b cô ñ c làm vi c chân không trong các trư ng h p
sau:
+ N u áp su t khí quy n (Pkq) mà nhi t ñ sôi c a dung d ch l n làm phân
hu và thay ñ i ch t lư ng (màu s c, mùi v ...) c a s n ph m. Ví d : ðư ng, s a, d ch
rau qu ...
+N u Pkq mà nhi t ñ sôi c a dung d ch l n d n ñ n ñòi h i nhi t ñ c a hơi
ñ t l n. Ví d : dung d ch KCl ...
+ V i thi t b nhi u t ng, các c p sau ho c cu i cùng thư ng ph i ñi u ki n
chân không.
3. Theo phương pháp c p nhi t:
- Thi t b dùng hơi nư c
- Thi t b dùng nư c nóng, d u nóng...
- Thi t b dùng ñi n
- Thi t b dùng khói c a ph n ng cháy nhiên li u (lo i cũ)
4. Theo c u t o thi t b :
- Thi t b giàn ng ñ ng.
- Thi t b có giàn ng n m ngang, n m nghiêng
- Thi t b có bu ng ñ t treo
- Thi t b ng chùm, d ng hai v , d ng ru t gà ...
5. Theo s chuy n ñ ng c a dung d ch trong thi t b :
- Thi t b cô ñ c dung d ch tu n hoàn t nhiên
- Thi t b cô ñ c dung d ch tu n hoàn cư ng b c
- Thi t b cô ñ c ki u màng ch t l ng.
2.1.4. Yêu c u v thi t b cô ñ c:
1. C u t o chung:
V c u t o thi t b cô ñ c có nhi u lo i, nhưng nhìn chung các thi t b ñ u có 3
b ph n chính sau:
- B ph n nh n nhi t
- Không gian ñ phân ly.
104
- - B ph n phân ly: Nh m ñ tách các gi t dung d ch còn l i trong hơi.
2. Yêu c u:
Thi t b cô ñ c c n ñ m b o các yêu c u sau ñây:
- Thích ng ñư c v i tính ch t ñ c bi t c a dung d ch như : ñ nh t, tính d b
trào, tính ăn mòn kim lo i ....
- Kh năng truy n nhi t l n, phân b nhi t ñ u.
- Tách ly hơi th c p t t, b o ñ m hơi th c p s ch ñ có th cho ngưng t
(không bám b n b m t ngưng), ho c dùng cho c p cô ñ c ti p theo.
- B o ñ m tách các khí không ng ng con l i sau khi ngưng t hơi ñ t.
- D dàng làm s ch b m t bên trong các ng.
2.2. Thi t b cô ñ c ñ t nóng b ng hơi nư c:
ðây là lo i thi t b thông d ng, trong ñó ng v l n hình tr có th ñ t ñ ng,
nghiêng ho c n m ngang, thông d ng nh t là ki u ng v hình tr ñ ng, vì d l p ñ t
và chi m ít di n tích.
Tuỳ theo chuy n ñ ng c a dung d ch trong thi t b , ta phân thành ba lo i sau:
- Thi t b dung d ch tu n hoàn t nhiên
- Thi t b dung d ch tu n hoàn cư ng b c
- Thi t b màng m ng ch t l ng: dung d ch không tu n hoàn.
2.2.1. Thi t b cô ñ c dung d ch tu n hoàn t nhiên:
1. Khái ni m:
* L c t o ra s chuy n ñ ng tu n hoàn t nhiên c a dung d ch trong thi t b gây
nên là do ñ chênh kh i lư ng riêng c a dung d ch ñưa vào (chưa ñ t nóng) và c a
dung d ch ñư c ñ t nóng (h n h p hơi và l ng), t ñó t o nên ñ chênh áp su t ∆P.
ω2
∆P = H ( ρl - ρ ) = Σ ∆Pms + Σ ∆Pcb + ρ.
2
Trong ñó:
∆P : ð chênh áp su t .
H : Chi u cao c t ch t l ng .
ρl : Kh i lư ng riêng c a dung d ch ñưa vào.
ρ : Kh i lư ng riêng c a h n h p hơi và dung d ch,
∆Pms : T n th t áp su t do ma sát.
∆Pcb : T n th t áp su t c c b .
ω : T c ñ c a dung d ch tu n hoàn.
105
- G
* B i s tu n hoàn K : K =
W
Trong ñó:
G : Kh i lư ng dung d ch tu n hoàn , (kg/ s)
W : Lư ng hơi th c p t o thành, (kg/ s)
V i : G = 0,785 nd2ω ρ, (kg/ s)
Trong ñó :
n:S ng
d : ðư ng kính trong c a ng , (m)
ω : T c ñ tu n hoàn ; (m/s)
ρ : Kh i lư ng riêng c a dung d ch, (kg/m3)
ρ = ρr - b + ςn (1 - b)
ρr : Kh i lư ng riêng c a ch t r n hòa tan.
ρl : Kh i lư ng riêng c a dung môi.
B : N ng ñ dung d ch.
Thư ng trong các thi t b thì K = 20 ÷ 30 .
* Phân lo i :
Tùy theo v trí giàn ng mà ta có:
- Thi t b v i giàn ng ñ ng.
- Thi t b v i giàn ng n m ngang .
- Thi t b v i giàn ng n m nghiêng.
2. Thi t b :
a. Thi t b cô ñ c tu n hoàn t nhiên giàn ng ñ ng:
(Hình 8.13) : Thi t b có ng xu ng ñưa dung d ch vào là m t ho c vài ng có
ñư ng l n và ñ t gi a giàn ng truy n nhi t.
(Hình 8.14, hình 8.15) : Thi t b có ng xu ng ñưa dung d ch vào ñ t ngoài
giàn ng.
* C u t o: (Hình 8.13, 8.14,8.15)
1. Giàn ng truy n nhi t 6. ðư ng s n ph m ra
2. Không gian phân ly 7. ðư ng c p hơi ñ t
3. ng xu ng ñưa dung d ch 8. ðư ng tháo nư c ngưng
4. B phân ly 9. ðư ng hơi th ra
106
- 5. ðư ng dung d ch vào . 10. X khí không ngưng
Hình 7.14
Hình 7.13:
Hình 7.15:
* Nguyên t c ho t ñ ng:
Dung d ch ñưa vào thi t b theo c a (5) r i theo ng xu ng (3) ch y xu ng
dư i, vì ng có ñư ng kính l n nên ít b ñ t nóng hơn (Hình 8.13), ho c n u ñ t
ngoài (hình 8.14, hình 8.15) thì hoàn toàn không b ñ t nóng nên dung d ch có kh i
lư ng riêng l n, sau ñó dung d ch ñi vào các ng nh c a giàn ng truy n nhi t (1),
nh n nhi t t o ra hơi bão hòa m (h n h p l ng và hơi) nên có kh i lư ng riêng nh và
chuy n ñ ng lên phía trên. Sau ñó hơi thoát qua không gian phân ly (2) và qua b phân
ly (4) thoát ra theo ñư ng ng (9).
Dung d ch l n trong hơi b c n l i và quay v giàn ng, dung d ch c tu n hoàn
như v y ñ n khi ñ t n ng ñ yêu c u ñư c tháo ra c a dư i (6).
Hơi ñ t ñư c c p vào và theo ñư ng ng (7), sau khi truy n nhi t, nư c ngưng
t ñư c tháo qua ñư ng ng (8), còn khí không ngưng ñư c x ñ nh kỳ theo ñư ng
ng (10) .
Thi t b có ng xu ng ñ t ngoài thì t o l c tu n hoàn l n hơn. Th c t cho
th y lo i này khi hi u nhi t ñ gi a hơi ñ t và dung d ch ∆t = 200C và chi u dài ng
truy n nhi t l = 5m thì t c ñ tu n hoàn c a dung d ch ñ t t i ω = 2 ÷ 3 m/s.
b. Thi t b cô ñ c tu n hoàn t nhiên v i 2 giàn ng ñ ng:
107
- - Thi t b này thư ng dùng ñ cô ñ c dung d ch d k t tinh ho c s i b t.
- Ưu ñi m: Có th tháo r i và v sinh s a ch a m t trong hai giàn ng, còn giàn
ng kia v n ho t ñ ng bình thư ng.
* C u t o: Hình 7.16
Hình 7.16:Thi t b cô ñ c tu n hoàn t nhiên v i 2 giàn ng ñ ng
I. Thân thi t b .
II. Giàn ng truy n nhi t (hai giàn)
Thi t b có cùng chung không gian phân ly và b phân ly
1. ng n i 6. ðư ng tháo nư c ngưng .
2. B phân ly 7. ðư ng hơi th
3. B phân tách tinh th 8. ðư ng dung d ch vào
4. ng xu ng 9. ðư ng s n ph m ra .
5. Van hơi .
c. Thi t b cô ñ c tu n hoàn t nhiên có giàn ng ñ ng ñ t th p hơn so v i
mi ng ra c a hơi :
Thi t b này thư ng dùng ñ cô ñ c dung d ch d k t tinh:
* C u t o: (Hình 7.17)
108
- 1. Giàn ng truy n nhi t 6. ðư ng hơi th ra
2. Không gian phân ly 7. ðư ng dung d ch vào
3. ng xu ng 8. ðư ng s n ph m ra .
4. Lá ch n 9. ðư ng c p hơi
5. B n ñ nh dòng 10. ðư ng tháo nư c ngưng.
Hình 7.17: Thi t b cô ñ c tu n hoàn t nhiên có giàn ng ñ ng
ñ t th p hơn so v i mi ng ra c a hơi
* Nguyên lý ho t ñ ng:
Vì giàn ng truy n nhi t ñ t th p, nên áp su t P trong giàn ng (1) l n hơn áp
su t t i mi ng ra ρs b phân ly (2), nên dung d ch ñư c quá nhi t (có nhi t ñ l n
hơn nhi t ñ sôi ng ρs) và chưa sôi. Do ñó t i b m t giàn ng không x y ra k t tinh
(làm gi m quá trình truy n nhi t) .
Quá trình t sôi x y ra t i mi ng ng ra không gian phân ly và k t tinh cũng
x y ra. Các tinh th rơi xu ng và l y ra t i m t sàn dư i và ñưa ñ n b ph n tách tinh
th riêng.
ð thi t b làm vi c n ñ nh, mi ng ng ra c a hơi ñ t thêm b ph n n ñ nh
dòng (5) là c m ng trơn.
109
- d. Thi t b cô ñ c tu n hoàn t nhiên có dàn ng n m ngang :
* C u t o: (Hình 7.18):
1
2
4
3
5 1
5
Hình 7.18
1. Thân thi t b 6. ðư ng hơi th ra
2. Giàn ng truy n nhi t 7. ðư ng c p hơi ñ t
3. B ph n k t tinh 8. ðư ng tháo nư c ngưng
4. ðư ng dung d ch vào 9. ðư ng tháo không khí ngưng
5. ð n b ph n tách tinh th 10. ðư ng s n ph m ra.
Hình
* Nguyên lý ho t ñ ng:
S tu n hoàn dung d ch ñư c nh ñ chênh áp su t c a dung d ch ñ u vào và
ñ u ra c a giàn ng.
- Ưu ñi m: Vì giàn ng hình ch U ñư c ñ t trong phòng có bánh xe nên d dàng
tách giàn ng kh i thi t b ñ s a ch a ho c v sinh.
- Như c ñi m: Do ñ chênh áp su t nh nên t c ñ tu n hoàn nh và h s
truy n nhi t kém .
e. Thi t b cô ñ c tu n hoàn t nhiên có giàn ng n m nghiêng:
110
nguon tai.lieu . vn
