TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

BỘ MÔN MÁY- THIẾT BỊ

…o0o…

BÁO CÁO THỰC HÀNH

MÔN: TH KĨ THUẬT THỰC PHẨM

GVHD: LÊ NHẤT THỐNG

SVTH:

MSSV:

LỚP: DHTP9B

NHÓM: TỔ:

HỌC KÌ: 1 NĂM HỌC: 2015-2016

Tháng 10năm 2015

BÀI 6: CHƯNG CẤT.

6.1.Mụcđíchthínghiệm:

Khảosátvàđánhgiásựảnhhưởngcủacácthôngsố: chỉsốhồilưu, nhiệtđộ (trạngthái) vàvịtrímâmnhậpliệuđếnsốmâmlíthuyết, hiệusuấtquátrìnhchưngcấtvànhiệtlượngcầnsửdụng.

6.2. Cơ sở lí thuyết:

Nhậpliệu F được qua thiếtbịđunnóngđếnnhiệtđộsôi. Sauđó, đivàothápchưngcất. Hơi bay rakhỏiđỉnhthápđượcngưngtụlạimộtphầntrởlạitháp, phầncònlạilàsảnphẩmđỉnh D. Dướiđáylấysảnphẩmđáy W đemlàmnguộichovàobìnhchứa.

Phươngtrìnhcânbằngchotoàntháp:

F=W+D

F xF=W xW+D xD

Trongđó:

F, W, D: suấtlượngnhậpliệu, sảnphẩmđáyvàđỉnh (kmol/h)

xF, xW, xD: phầnmolcủacấutửdễ bay hơitrongnhậpliệu, sảnphẩmđáyvàđỉnh.

6.2.1.Phươngtrìnhđườngnồngđộlàmviệccủađoạnluyện:Đểđơngiản, ta thừanhận:

Sốmolcủaphahơiđitừdướilênbằngnhautrongtấtcảtiếtdiệncủatháp.

Hỗnhợpđầuvàotháp ở nhiệtđộsôi.

Chấtlỏngtrongthiếtbịngưngcóthànhphầnbằngthànhphầnhơirakhỏiđỉnhtháp.

6.2.2.Cânbằngvậtliệutrongthápchưngcất;Đunsôi ở đáythápbằnghơiđốtgiántiếp.

Sốmolchấtlỏngkhôngđổitheochiềucaocủađoạncấtvàchưng.

y= RR+1

x+xDR+1

Với R= Gx/D làchỉsốhồilưucủatháp.

Gx: làlượnglỏngđượchồilưu (kmol/h)-

Gy= Gx+ D= D(R+1): làlượnghơiđivàothiếtbịngưngtụhoànlưu (kmol/h)

Phươngtrìnhđườngnồngđộlàmviệccủađoạnchưng:

y= L+RR+1

x+ L−1R+1

xW

Với L= F/D :làlượnghỗnhợpnhậpliệu so vớisảnphẩmđỉnh.

6.2.3.Xácđịnhsốđĩalíthuyếtcủathápchưngcất:Thứtựtiếnhànhnhưsau;

Xácđịnhchỉsốhồilưuthíchhợp.

Vẽđườngcânbằngvàcácđườnglàmviệc.

Xácđịnhchỉsốhồilưuthíchhợpcủatháp: chỉsốhồilưulàmộtđạilượng ở trongcácphươngtrìnhđườnglàmviệccủatháp. Vìthế, muốnxácđịnhchỉsốhồilưuthíchhợpthìtrướchết ta phảiphântíchcáchvẽcácđườngnồngđộlàmviệccủađoạnchưngvàcất.

Trênđồthịhìnhvuông, ta vẽđườngthẳng y=f(x) theocácsốliệuđãbiếtvàđườngchéogóc y=x.

Đườngnồngđộlàmviệccủacácđoạncấtcódạngchung: y=Ax+B. Nóđúngvớimọitiếtdiệncủađoạncất. Theo giảthiết, thànhphầncủacấutửdễ bay hơitrongchấtlỏngngưngtụ ở thiếtbịngưngtụđivàothápbằngthànhphầncấutửdễ bay hơitừđỉnhthápđira. Do đó, đĩatrêncùngthì y=x vàphươngtrìnhđườnglàmviệccủađĩatrêncùnglà y=Ax+B.

x=D∗xD+W∗xW

L∗D=F∗xFF

=xF

R xmin=xD− yF

¿

y F−xF

R x=b∗R xmin

y=GX−GX

'

GY−GY' x+

FGY−GY

' xF

6.2.4. Cân bằng năng lượng của tháp chưng cất:Cân bằng nhiệt lượng của thiết bị gia nhiệt nhập liệu:

Qnl=F∗CP F∗( tFR− tFV )+Qm

Qnl: nhiệt lương cần cung cấp (kW)

F: lưu lượng khối lượng hỗn hợp nhập liệu (kg/s)

CPF: nhiệt lượng riêng hỗn hợp nhập liệu (kJ/kg.0C)

tFR, tF

V: nhiệt dộ nhập liệu vào và ra khỏi thiết bị (0C)

Cân bằng nhiệt lượng của thiết bị ngưng tụ:

Q=GC (t r−t v)+Qm

G: lưu lượng dòng giải nhiệt (kg/s)

C: nhiệt dung riêng của dòng giải nhiệt (J/kg.0C)

tv, tr: nhiệt độ vào và ra của nước (0C)

Cân bằng nhiệt lượng của thiết bị làm lạnh:

Làm lạnh sản phẩm đỉnh:

Q¿D=G1∗C1 (tr−t v )+Qm

Làm lạnh sản phẩm đáy:

Q¿w=G 2∗C2 (t r−t v )+Qm

C1, C2: nhiệt dung riêng của sản phẩm đỉnh và đáy (kJ/kg.0C)

tv, tr; nhiệt độ vào và ra của sản phẩm đỉnh và sản phẩm đáy (0C)

Cân bằng nhiệt lượng của toàn tháp:

QK=QD+QW+Qm+Q ng−QF−QL

QK: nhiệt lượng cung cấp cho nồi đun (kW)

Qm: nhiệt lượng mất mát ra môi trường xung quanh (kW)

QF: nhiệt lượng do dòng nhập liệu mang vào (kW)

QD: nhiệt lượng do dòng sản phẩm đỉnh mang ra (kW)

QW: nhiệt lượng do dòng sản phẩm đáy mang ra (kW)

Qng: nhiệt lượng trao đổi trong thiết bị ngưng tụ (kW)

QL: nhiệt lượng do dòng hoàn lưu mang vào (kW)

6.3. Phương pháp tiến hành:

Càiđặtchếđộlàmviệc “Auto” vàgiátrịnhiệtđộsôicủanhậpliệutrênbộđiềukhiểncủathiếtbịgianhiệtnhậpliệu.

Khinhiệtđộnhậpliệugầnbằngnhiệtđộsôicủamâmnhậpliệu, tiếnhànhmở van nhậpliệuvàđiềuchỉnhbơmnhậpliệuvớitốcđộ 18L/giờ.

Càiđặtđộgiảmápcủathápchưngcất ở vịtrí 30mBar trênbộđiềukhiểnđộchênháp.

Mở van thusảnphẩmđỉnhvàthusảnphẩmđáy.

Điềuchỉnhcôngtắc chia dòng ở vịtrí “Cycle” (hồilưumộtphần).

Càiđặtgiátrịtỉsốhồilưugiátrịthấpnhấtbằng 1.5 lầngiátrịtỉsốhồilưutốithiểubằngcáchcàiđặtchếđộlàmviệc “Manu”, chukìlấymẫuvàgiátrịphầntrămhồilưu. (Vídụ: càiđặtchukìlấymẫulà 10s, phầntrămhồilưu 60% thìtrongchukì 10s sẽcó 6s van mởđểhồilưu, 4s tháosảnphẩm, tỉsốhồilưu R=6/4=1.5).

Sau 10 phút, tháohết dung dịchcótrongbìnhchứasảnphẩmđỉnh.

Đolưulượngsảnphẩmđỉnhbằngphươngphápthểtíchvànồngđộsảnphẩmđỉnh.

Ghicácthôngsốnồngđộ, nhiệtđộvàotrongbảngsốliệu.

Lầnlượttiếnhànhvớicácgiátrịtỉsốhồilưu, vịtrímâmnhậpliệuvànhiệtđộnhậpliệukhácnhau.Saumỗilầnđiềuchỉnhchếđộlàmviệcphảiđợi 10 phútđểhệthốngổnđịnhmớitháohết dung dịchtrongbìnhchứasảnphẩmđỉnhvàxácđịnhcácthôngsố.

6.4. Số liệu và xử lí số liệu:

6.4.1.Sốliệu:

CÁC THÔNG SỐ R=0 R=1

Lưu lượng nước ngưng tụ (L/h) 22

Lưu lượng nhập liệu (L/h) 0.667

Nhiệt độ sôi dung dịch (0C) 90

Nhiệt độ ở đỉnh (0C) 79.7 77.5

Nhiệt độ nước vào (0C) 29.8

Nhiệt độ nước ra (0C) 30.9 30.3

Nồng độ cồn vào (%V) 19

Nồng độ cồn vào (%V) 91 93

Nhiệt độ nồi đun (0C) 91.2 92.2

6.4.2.Xửlísốliệu:

6.5.Nhậnxétvàbànluận:

6.6.Tàiliệuthamkhảo:

1. Nguyễn Bin, Cácquátrìnhthiếtbịtrongcôngnghệhóachấtvàthựcphẩm, Tập 4: Phânriêngdướitácdụngnhiệt, NhàxuấtbảnKhoahọckĩthuật, 2008.

2.NguyễnKính- NguyễnThạch Minh, Kĩthuậtthựcphẩm 3, Nhàxuấtbản Lao động, 2008.

3. PIGNAT S.A, Continuous Distillation REF DVI/3000- Technical file, France, 2008.

4. TrầnXoa- NguyễnTrọngKhuông- HồLêLiên, Sổtayquátrìnhvàthiếtbịcôngnghệhóachất, tập 1-2, NhàxuấtbảnKhoahọckĩthuật, 2013.

5. VũVăn Bang- VũBá Minh, Quátrìnhvàthiếtbịtrongcôngnghệhóahọc-thựcphẩm, Tập3. Truyềnkhối, NhàxuấtbảnĐạihọcQuốcgiaTp.HCM, 2010.

6.7.Phụlục: