Báo cáo thí nghiệm: Lọc khung bản và cô đặc trong công nghệ hóa học môn Quá trình và thiết bị | Đại học Công nghiệp Thực phẩm Thành phố Hồ Chí Minh

MỤC LỤC
BÀI 1: LỌC KHUNG BẢN ........................................................................................ 3
I. CÂU HỎI CHUẨN BỊ ........................................................................................... 3
II. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM .................................................................................... 6
III. BÀN LUẬN ...................................................................................................... 10
BÀI 2: CÔ ĐẶC ......................................................................................................... 12
I. CÂU HỎI CHUẨN BỊ ......................................................................................... 12
II. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM ................................................................................... 16
III. BÀN LUẬN ....................................................................................................... 20
BÀI 3: CHƯNG CẤT ................................................................................................ 22
I. CÂU HỎI CHUẨN BỊ ......................................................................................... 22
II. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM ................................................................................... 27
III. BÀN LUẬN ....................................................................................................... 29
BÀI 4: TRUYỀN NHIỆT .......................................................................................... 31
I. CÂU HỎI CHUẨN BỊ ......................................................................................... 31
II. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM ................................................................................... 35
III. BÀN LUẬN ....................................................................................................... 51
BÀI 5: SẤY ĐỐI LƯU .............................................................................................. 52
I. CÂU HỎI CHUẨN BỊ ......................................................................................... 52
II. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM ................................................................................... 56
III. BÀN LUẬN ....................................................................................................... 65
BÀI 6: CỘT CHÊM .................................................................................................. 67
I. CÂU HỎI CHUẨN BỊ ......................................................................................... 67
II. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM ................................................................................... 72
III. BÀN LUẬN ....................................................................................................... 79
BÀI 7: MẠCH LƯU CHẤT...................................................................................... 81
I. CÂU HỎI CHUẨN BỊ ......................................................................................... 81
II. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM ................................................................................... 83
III. BÀN LUẬN ....................................................................................................... 90
BÀI 8: ĐẶC TUYẾN BƠM LY TÂM ...................................................................... 91
I. CÂU HỎI CHUẨN BỊ ......................................................................................... 91
II. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM ................................................................................... 95
III. BÀN LUẬN ..................................................................................................... 100
BÀI 9: THÍ NGHIỆM REYNOLD ........................................................................ 101
I. CÂU HỎI CHUẨN BỊ ....................................................................................... 101
II. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM ................................................................................. 104
III. BÀN LUẬN ..................................................................................................... 105
BÀI 1: LỌC KHUNG BẢN
I. CÂU HỎI CHUẨN BỊ
1. Nêu mục tiêu của bài thí nghiệm
Trình bày được cấu tạo, nguyên lý làm việc và ưu nhược điểm của thiết bị lọc khung bản.
Vận hành được hệ thống thiết bị lọc khung bản
Tính toán được các hệ số lọc dựa trên số liệu thực nghiệm và đưa ra phương
trình lọc tương ứng.
2. Lọc sử dụng để làm gì? Cho ví dụ?
Lọc là quá trình loại bỏ các tạp chất không mong muốn, các chất cặn bẩn ra khỏi dung
dịch chất lỏng hoặc không khí. Mục đích là thu được dung dịch tinh khiết hơn, sạch
hơn nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng trong sản xuất và sinh hoạt.
Ví dụ: lọc nước sạch, lọc bã cà phê, lọc dầu, lọc khí.
3. Nêu các phương pháp tạo chênh lệch áp suất khi lọc.
Các phương pháp tạo chênh lệch áp suất khi lọc:
Làm dày hoặc làm mỏng vách lọc bằng lớp bã lọc.
Thay đổi vận tốc chảy của lưu chất.
Tạo áp lực bên lọc hay đặt máy hút bên sản phẩm.
4. Lọc có mấy chế độ, được đặc trưng bằng đại lượng nào?
Lọc có 2 chế độ lọc: lọc chân không và lọc ép được đặc trưng bằng bề mặt lọc.
Lọc chân không thì bề mặt lọc được đổi mới liên tục (cạo bã, làm sạch bề mặt liên tục).
Lọc ép thì phải tạo lớp bã đủ dày để tạo thành áo lọc.
5. Lọc ổn định và lọc không ổn định là gì? Ưu nhược điểm?
6. Viết phương trình vi phân lọc và nghiệm của nó.
Phương trình vi phân lọc: Đặt
: lượng nước lọc riêng
Phương trình được viết gọn như sau:
Vậy nghiệm của phương trình là q
7. Nêu sơ đồ thí nghiệm lọc khung bản. 4 1.
Thùng khuấy huyền phù 3. Thiết bị lọc khung bản 2. Bơm huyền phù 4. Áp kế
8. Nêu cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng của
lọc khung bản. ❑ Cấu tạo:
Máy lọc khung bản gồm một dãy các khung và bản có cùng kích thước, xếp liền nhau.
Khung và bản có tay tựa trên hai thanh nằm ngang, giữa khung và bản có vải lọc. Giới
hạn hai đầu gồm tấm cố định, còn đầu kia là tấm di động di chuyển được nhờ tay
quay. Ép chặt khung bản với lực bằng cơ cấu vít đai ốc được thực hiện bởi tay quay.
Toàn bộ thiết bị lọc khung bản được đặt trên bệ đỡ. Lỗ dẫn huyền phù nhập liệu của
khung và bản nối liền tạo thành ống dẫn nhô ra để ghép với hệ thống cấp liệu. Nước
lọc chảy từ bản chảy xuống để lấy ra theo van. ❑ Nguyên lí hoạt động
Huyền phù dưới tác động của áp suất được đưa vào rãnh rồi vào khoảng trống của
khung, chất lỏng chui qua vải lọc sang các rãnh của bản rồi theo van ra ngoài, còn bã
bị giữ lại trong khung. Để rửa bã người ta ngừng cho huyền phù và cho nước vào.
Nước rửa chui qua lớp vải lọc, qua toàn bộ bề dày lớp bã kéo theo chất lỏng còn lại
trong bã qua lớp vải lọc thứ hai sang bản bên cạnh rồi theo ống ra ngoài. ❑ Ưu, nhược điểm: Ưu điểm: Bề mặt lọc lớn.
• Dịch lọc trong và loại bỏ được nấm men.
• Tấm đỡ có thể thay thế dễ dàng.
• Lọc được cặn bẩn.
Không cần người có chuyên môn cao điều khiển. Nhược điểm:
Cần nhiều thời gian vệ sinh
Thay thế tấm đỡ theo chu kỳ. Giá thành tấm đỡ cao.
Dung dịch bị chảy nhiều, phân bố không đồng đều.
Phải tháo khung bản khi cần giảm áp suất.
9. Nêu trình tự tiến hành thí nghiệm.
Pha 500g bột CaCO3 vào 20 lít nước để có dung dịch huyền phù lọc. Đóng van V1 và van V2
Cho dung dịch đã pha vào bồn chứa.
Bật công tắc máy khuấy, khuấy đều hỗn hợp dung dịch CaCO3. Mở van V3, V4, V5, V6.
Mở bơm, điều chỉnh áp suất bằng V4 khi đồng hồ áp suất chỉ mức mong muốn.
Đong dung dịch lọc ở đầu C1 và ghi nhận thể tích trong mỗi thời gian 30 giây.
Làm thí nghiệm với chế độ áp suất khác nhau.
10. Trình bày phương pháp xử lí số liệu thí nghiệm.
11. Nêu các đại lượng cần đo trong bài.
Đại lượng cần đo trong bài thí nghiệm: áp suất P, Thể tích dung dịch đong được V,
thời gian đạt được thể tích nước đong .
12. Hãy kể tên một vài loại thiết bị lọc ngoài lọc khung bản.
Thiết bị lọc ép sử dụng cột lọc.
Thiết bị lọc chân không dạng thùng quay.
Thiết bị lọc ly tâm. Thiết bị lọc ép,...
13. Nêu các phương pháp để tăng năng suất lọc. Tăng áp lực lọc. Tăng áp suất lọc.
Gia nhiệt trong quá trình lọc để giảm độ nhớt.
14. Nêu các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình lọc.
Vận tốc lưu chất lọc. Áp suất lọc.
Lớp bã lọc, tính chất của vách ngăn. Lớp vải lọc.
Hệ thống lọc hay thiết bị lọc.
Trạng thái của chất lọc, tính chất của huyền phù. Nhiệt độ lọc.
15. Trình bày các phương trình lọc khi áp suất không đổi và ý nghĩa của các đại lượng.
Phương trình lọc khi áp suất không đổi:
Trong đó: q = V/F – Lượng nước lọc riêng.
– Tỉ số giữa thể tích bã ẩm thu được và lượng nước lọc : độ nhớt (kg/ms) V: thể tích nước lọc (
: thời gian lọc được ấn định trước (s)
: Trở lực riêng theo thể tích của bã lọc (1/
16. Nêu phương trình lọc khi tốc độ không đổi và ý nghĩa của các đại lượng.
Phương trình lọc khi tốc độ không đổi, W = const
II. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 1. Số liệu thô a = b = 22 cm a) Cấp 1; n = 6 khung bản P = 0,3 18,52 32,54 46,20 60,38 74,23 V (l) 3 6 9 12 15 P = 0,65 13,88 24,44 34,75 45,51 55,56 V (l) 3 6 9 12 15 P = 1,05 10,10 19,18 26,57 33,73 41,38 V (l) 3 6 9 12 15 b) Cấp 2; n = 5 P = 0,35 30,33 51,75 72,45 92,75 111,58 V (l) 3 6 9 12 15 P = 1,1 13,08 24,57 35,22 46,93 57,39 V (l) 3 6 9 12 15 2. Tính toán Cấp 1:
a. Diện tích bề mặt lọc
S = 2.n.a.b = 2.6.0,22.0,22 = 0,5808 (m2)
Với : n – số lượng khung bản lọc a, b –
kích thước bề mặt lọc (cm)
b. Năng suất của quá trình lọc
c. Lượng nước lọc riêng P = 0,3 V 3 6 9 12 15 18,52 32,54 46,20 60,38 74,23 18,52 14,02 13,66 14,18 13,85 Q 0,162 0,184 0,195 0,199 0,202 5,17 10,33 15,50 20,66 25,83 P = 0,65 V 3 6 9 12 15 13,88 24,44 34,75 45,51 55,56 13,88 10,56 10,31 10,76 10,05 Q 0,216 0,245 0,259 0,264 0,270 5,17 10,33 15,50 20,66 25,83 P = 1,05 V 3 6 9 12 15 10,10 19,18 26,57 33,73 41,38 10,1 9,08 7,39 7,16 7,65 Q 0,297 0,313 0,339 0,356 0,362 5,17 10,33 15,50 20,66 25,83
d. Tính giá trị C, K theo phương trình lọc:
Ta có: phương trình lọc khi áp suất không đổi, : Ví dụ:
Ở P = 0,3: Thay q1 = 5,17, 1 = 18,52 q2 = 10,33, 2 = 14,02 Suy ra: Vậy: C K 0,3 6,74 2,32 0,65 6,75 3,1 1,05 7,28 4,8 e. Vẽ đồ thị: Cấp 2:
a. Diện tích bề mặt lọc
S = 2.n.a.b = 2.5.0,22.0,22 = 0,484 (m2)
Với : n – số lượng khung bản lọc a,
b – kích thước bề mặt lọc (m)
b. Năng suất của quá trình lọc
c. Lượng nước lọc riêng P = 0,35 V 3 6 9 12 15 30,33 51,75 72,45 92,75 111,58 30,33 21,42 20,7 20,3 18,83 Q 0,099 0,116 0,124 0,129 0,134 6,20 12,40 18,60 24,79 30,99 P = 1,1 V 3 6 9 12 15 13,08 24,57 35,22 46,93 57,39 13,08 11,49 10,65 11,71 10,46 Q 0,229 0,244 0,256 0,256 0,261 6,20 12,40 18,60 24,79 30,99
d. Tính giá trị C, K theo phương trình lọc:
Tính toán tương tự như cấp 1: C K 0,35 7,89 1,96 1,1 8,63 5,24
III. BÀN LUẬN  Khi tăng áp suất:
Thời gian để thu được lượng nước cần thiết rút ngắn lại
Lớp nước lọc cần thu được để có lớp bã để có trở lực bằng trở lực lớp vải lọc cũng tăng.
Lưu lượng dòng chảy đi qua tấm lọc tăng làm cho độ bám dính của bã trên lớp vải lọc
càng nhiều. Càng về sau thì quá trình lọc diễn ra chậm hơn do lớp bã bám trên khung và vải lọc càng nhiều
 Sai số trong quá trình lọc
Khăn lọc xếp không đúng lỗ trên khung, gây cản trở dòng chảy thay đổi áp suất khi lọc
Vải lọc nằm giữa khung và bản không phẳng nên trong quá trình ép sát không chặt
làm nước rò rỉ trong quá trình làm , làm giảm áp suất trong quá trình lọc
Trong khi lọc độ huyền phù có thể bị thay đổi nên kết quả đo thiếu chính xác .
Hệ thống lọc trong phòng thí nghiệm chưa thật kín. Do đó trong quá trình thí nghiệm
lọc, việc điều chỉnh đúng, chính xác áp suất làm việc là rất khó. Khi điều chỉnh các
tấm lọc chưa thật sát, áp suất dễ bị thay đổi, làm nước lọc được bơm vào thiết bị lọc
tràn ra ngoài. Dẫn đến thất thoát, kết quả đo không đúng.
Quá trình thu thể tích nước lọc và đọc thể tích bằng dụng cụ thủ công, nước bị thất
thoát nhiều do thao tác chưa nhanh
Quá trình canh thời gian cũng không thật chính xác do thiết bị đo và đọc thủ công BÀI 2: CÔ ĐẶC
I. CÂU HỎI CHUẨN BỊ
1. Mục tiêu của bài thí nghiệm?
Trình bày được cấu tạo, nguyên lý làm việc và ưu nhược điểm thiết bị cô đặc
gián đoạn một nồi, hoạt động trong điều kiện chân không.
Vận hành được hệ thống cô đặc.
Tính toán được cân bằng vật chất, cân bằng năng lượng và các đại lượng đặc
trưng cho quá trình cô đặc.
2. Khái niệm của quá trình cô đặc? Phân loại, ứng dụng quá trình cô đặc. Khái niệm:
Cô đặc là quá trình làm tăng nồng độ của dung dịch bằng cách tác một phần dung môi
ở nhiệt độ sôi, dung môi tác ra khỏi dung dịch bay lên gọi là hơi thứ.
Phân loại, ứng dụng quá trình cô đặc:
Cô đặc ở áp suất khí quyển: là phương pháp đơn giản nhưng không kinh tế.
Cô đặc ở áp suất chân không: áp dụng cho các dung dịch có nhiệt độ sôi
cao và dung dịch dễ bị phân hủy bởi nhiệt, ngoài ra còn làm tăng hiệu số nhiệt
độ của hơi đốt và nhiệt độ sôi của dung dịch (gọi là hiệu số nhiệt độ hữu ích).
Cô đặc ở áp suất dư (cao hơn áp suất khí quyển) thường dùng cho các dung
dịch không bị phân hủy ở nhiệt độ cao để sử dụng hơi thứ cho cô đặc hoặc cho
các quá trình đun nóng khác.
3. Trình bày mục đích quá trình cô đặc.
Làm tăng nồng độ của chất hòa tan trong dung dịch.
Tách chất rắn hòa tan ở dạng rắn (kết tinh).
Tách dung môi ở dạng nguyên chất (cất nước).
4. Nêu các bước chuẩn bị tiến hành thí nghiệm.
Tìm hiểu hệ thống thiết bị, 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 để đo nhiệt độ.
Tìm hiểu thiết bị đo nồng độ chất khô (Brix kế)
Xác định các đại lượng cần đo.
Chuẩn bị dung dịch đường đem cô đặc.
Chuẩn bị bảng số liệu thí nghiệm.
5. Độ Brix là gì? Các phương pháp đo nồng độ của dung dịch đường? Độ
brix là thang đo biểu thị phần trăm tổng hàm lượng các chất rắn hòa tan trong
các loại dung dịch. Mỗi độ brix (1°) tương đương với nồng độ đường 1% khi đo
ở 20°C. Nếu bên trong một loại dung dịch có độ brix bằng 10%, nghĩa là cứ 100g
dung dịch chứa 10g chất rắn hòa tan và 90g nước.
Các phương pháp đo nồng độ của dung dịch đường:
• Sử dụng thang đo Brix: Đây là thang đo phổ biến xuất phát từ chỉ số khúc xạ
của dung dịch ở 20 C (68 F).
• Sử dụng Brix kế: Khúc xạ kế cầm tay là loại máy đo độ ngọt được sử dụng phổ
biến nhất. Giúp xác định chính xác nồng độ brix của nhiều loại chất lỏng khác
nhau với độ chính xác cao (phụ thuộc vào nhiệt độ).
• Sử dụng tỉ trọng kế: Thiết bị sử dụng ống thủy tinh nổi có trọng số được đặt
bên trong ống nghiệm đã hiệu chuẩn có chứa chất lỏng mẫu. Ống nghiệm được
hiệu chuẩn để đo lượng chất lỏng bị dịch chuyển, từ đó xác định được lượng
đường có mặt trong chất lỏng đó.
6. Nêu các bước tiến hành thí nghiệm. 
Bước 1: Kiểm tra mức nước an toàn
Kiểm tra nước an toàn trong vỏ áo trên ống thủy ngay vạch màu đỏ.
Kiểm tra nước đạt 2/3 bồn chứa C.I.P và bồn chứa bơm chân không. 
Bước 2: Súc rửa thiết bị.
Kiểm tra các van: đảm bảo nước thông từ bồn C.I.P tới nồi cô đặc.
Mở bơm C.I.P, đèn báo hú nhấp nháy cảnh báo quá trình cần kiểm soát, hết
nước trong bồn C.I.P thì tắt bơm.
Mở van V4 xả nước rửa. 
Bước 3: Nhập liệu vào nồi Chuẩn bị dung dịch cô đặc. Kiểm tra van
Mở bơm chân không, bơm chân không chạy tự động khi đạt áp suất quy
định tự động tắt máy, người vận hành không tự ý cài đặt áp suất, sai lập
trình hệ thống bị lỗi.
Mở van 1 hút hết dung dịch vào nồi; hết dung dịch, đóng van 1.
Duy trì áp suất chân không. 
Bước 4: Khởi động nhiệt
Cài đặt nhiệt trong vỏ áo. Mở công tắc nhiệt.
Mở công tắc máy khuấy, máy khuấy chạy tự động đã được cài đặt mặc
định theo chế độ: khuấy 60s, dừng 3 phút.
Mở van cấp nước giải nhiệt vào thiết bị ngưng tụ.
Quan sát nhiệt kế dung dịch, kính quan sát khi dung dịch sôi tiến hành lấy
mẫu đo Bx và lấy nước ngưng tụ để đo thể tích. 
Bước 5: Phương pháp lấy mẫu
Từ lúc dung dịch nồi sôi, cứ 10 phút tiến hành lấy mẫu đo Brix.
Lấy 5 mẫu tuần hoàn lại nồi.
Mẫu thứ 6 lấy vào ống nghiệm đem đo Bx bằng chiết quang kế, đo xong
tập hợp lại mẫu tuần hoàn lại nồi để tránh sai số. 
Bước 6: Phương pháp lấy nước ngưng tụ
Sau khi lấy mẫu tiến hành lấy nước ngưng tự.
Tắt bơm chân không, khóa V8, mở V10 thu nước ngưng tụ vào cốc 1000ml.
Khi hết nước ngưng tụ, khóa V10, mở V8 và mở bơm chân không đo nước
ngưng tụ bằng ống đong 1000ml. 
Bước 7: Thu nhận sản phẩm
Tiến hành cô đặc dung dịch đến khoảng 65 độ Brix thì dừng quá trình.
Tắt bơm chân không, điện trở, máy khuấy.
Khoá V12, mở V1 thông áp.
Mở V4 xả sản phẩm, đo thể tích, đo Brix, cân bằng xác định khối lượng. 
Bước 8: Vệ sinh thiết bị Kiểm tra các van.
Mở bơm C.I.P, hết nước trong bồn thì tắt bơm. Mở V4 xả nước rửa. 
Bước 9: Tắt điện, nước.
Khóa V12 cấp nước giải nhiệt vào thiết bị ngưng tụ.
Tắt CB nguồn thiết bị. 7.
Tính áp suất tuyệt đối dựa vào chỉ số của áp kế.
Trong đó: – áp suất tuyệt đối
– áp suất tương đối hay áp suất dư: áp suất tại một thời điểm mà chất
lỏng và chất khí lấy mốc là áp suất khí quyển lân cận xung quanh. –
áp suất khí quyển 8.
Mô tả cấu tạo hệ thống thiết bị cô đặc dùng trong thí nghiệm. 9.
Nêu các dạng cấu tạo thiết bị cô đặc khác nhau. Thiết bị cô đặc có
ống tuần hoàn trung tâm.
Thiết bị cô đặc có buồng đốt ngoài kiểu đứng/ nằm ngang Thiết bị cô đặc
tuần hoàn cưỡng bức.
Thiết bị cô đặc loại màng.
10. Nêu các các thông số cần đo trong bài.
Nồng độ dd đường (độ Brix)
Lượng nước ngưng V(ml)
Nhiệt độ nước vào, nước ra, vỏ áo, dung dịch, hơi thứ.
11. Viết cân bằng năng lượng cho quá trình cô đặc.
Theo định luật bảo toàn nhiệt: Qv = Qr Qv = Q1 + Q2 Qr = Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + Q7 Trong đó:
Q1 = Gđ.cđ.tđ: nhiệt lượng do dung dịch mang vào.
Q2 = D.i: nhiệt lượng do hơi đốt mang vào.
Q3 = Gc.cc.tc: nhiệt lượng do dung dịch sau cô đặc mang ra
Q4 = W.i’: nhiệt lượng do hơi thứ mang ra. Q5 =
D.cn.tn: nhiệt lượng do nước ngưng mang ra Q6
= Qcđ: nhiệt lượng do quá trình cô đặc.
Q7 = Qmt: nhiệt lượng tổn thất ra môi trường
Với: tđ, tc, tn: nhiệt độ nguyên liệu, sản phẩm, nước ngưng ( C)
cđ, cc, cn: nhiệt dung riêng nguyên liệu, sản phẩm, nước ngưng (J/kg. C)
i, i’: hàm nhiệt trong hơi đốt, hơi thứ (J/kg)
12. Viết cân bằng vật chất cho quá trình cô đặc Phương
trình cân bằng vật chất ta có: Gđ = Gc + W
Gđ.xđ = Gc.xc (theo hàm lượng chất khô trong dung dịch) Trong đó:
Gđ – khối lượng nguyên liệu (kg; kg/s)
Gc – khối lượng sản phẩm (kg; kg/s)
W – lượng hơi thứ (kg; kg/s) xđ – nồng độ chất khô trong
nguyên liệu (phần khối lượng) xc – nồng độ chất khô
trong sản phẩm (phần khối lượng)
13. Ưu, nhược điểm của phương pháp cô đặc gián đoạn là gì? Ưu điểm:
Giữ được chất lượng, tính chất sản phẩm, hay các cấu tử dễ bay hơi.
Nhập liệu và tháo sản phẩm đơn giản, không cần ổn định lưu lượng. Thao tác dễ dàng.
Có thể cô đặc đến các nồng độ khác nhau.
Không cần gia nhiệt ban đầu cho dung dịch.
Cấu tạo đơn giản, giá thành thấp. Nhược điểm:
Quá trình không ổn định, tính chất hóa lý của dung dịch thay đổi liên tục theo
nồng độ, thời gian.
Nhiệt độ hơi thứ thấp, không dùng cho mục đích khác.
Khó giữ được độ chân không trong thiết bị.
14. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ cô đặc?
Tốc độ bay hơi nước của quá trình cô đặc phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:
Diện tích tiếp xúc giữa sản phẩm và tác nhân gia nhiệt
Nhiệt độ của quá trình cô đặc trong thiết bị.
Tính chất của sản phẩm
II. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
1. Số liệu thực nghiệm Lượng Nhiệt Nhiệt độ Nhiệt độ Thời Nồng độ Nhiệt độ Nhiệt độ nước độ nước nước hơi thứ gian τ dd đường nước vào dung dịch ngưng ra tv ngoài vỏ (phút) t (Brix) ht ( C) V (ml) tr ( C) ( C) t t dd ( C) ng ( C) 0 – 10 30,1 152 24 24 78 58 51 10 – 20 31,7 1081 49 51 163 120 119 20 – 30 36,5 2206 75 78 248 184 189 30 – 40 42,9 3541 101 106 331 244 252 40 – 50 52,2 4911 127 134 414 305 314 50 – 60 67 5899 154 161 497 369 381
2. Xử lí số liệu a.
Tính khối lượng dung dịch đường nhập liệu:
Ta có thể tích dung dịch đường nhập liệu là 10 lít Vđ= 0,01 m3
Tra bảng khối lượng riêng của dung dịch đường ở 15,2 độ Brix, ta được đ = 1062,2 kg/m3
Gđ = Vđ. đ = 0,01. 1062,2 = 10,62 kg b.
Tính khối lượng dung dịch đường thu được:
Ta có thể tích dung dịch sau cô đặc thu được Vc = 3780 ml = 3,87.10-3(m3)
Tra bảng khối lượng riêng dung dịch đường 38 độ Brix ρc = 1169,2 kg/m3
Gc = Vc. c =3,87.10-3. 1169,2 = 4,52 kg c.
Tính lượng nước ngưng thực tế
Wngưng = Vngưng. ngưng (kg)
Tra bảng, khối lượng riêng của nước ngưng ở t = 30 C: ngưng = 995,68 (kg/m3) d.
Dựa vào phương trình cân bằng vật chất: Gđ = Gc + W Gđ.xđ = Gc.xc STT Gđ (kg) Gc (kg) xđ ( ) xc (%) 1 10,62 5,36 15,2 30,1 2 10,62 5,09 15,2 31,7 3 10,62 4,42 15,2 36,5 4 10,62 3,76 15,2 42,9 5 10,62 3,09 15,2 52,2 6 10,62 2,41 15,2 67 e.
Tính sai số giữa lý thuyết và thực nghiệm
Nồng độ cuối của quá trình %SSxc Trong đó:
xc: nồng độ chất khô trong sản phẩm sau cô đặc theo lý thuyết
xc* - nồng độ chất khô trong sản phẩm cô đặc theo thực tế đo bằng Bx kế xC %SSxc xC %SSxc xC %SSxc xC %SSxc xC %SSxc xC %SSxc
Lượng nước ngưng thu được trong quá trình cô đặc %SSW 100% Trong đó:
W: lượng hơi thứ (lượng nước bốc hơi) • W = Gđ ) = 5,26 (kg) %SSW .100% = .100 = 97,15% • W = Gđ ) = 10,62.(1 ) = 5,52 (kg) %SSW .100% = .100 = 80,43% • W = Gđ ) = 10,62.(1 (kg) %SSW .100% = .100 = 64,46% • W = Gđ ) = 10,62.(1 (kg) %SSW .100% = % • W = Gđ ) = 10,62.(1 (kg) %SSW .100% = .100 = 35,06% • W = Gđ ) = 10,62.(1 (kg) %SSW .100% = .100 = 28,5% STT W (kg)
W* (kg) SSW (%) xC xC* SSxC (%) 1 5,26 0,15 97,15 30,12 30,1 0,07 2 5,52 1,08 80,43 31,65 31,7 0,16 3 6,19 2,20 64,46 36,44 36,5 0,16 4 6,86 3,53 48,65 42,93 42,9 0,07 5 7,53 4,89 35,06 52,24 52,2 0,08 6 8,21 5,87 28,5 66,98 67 0,03 f.
Tính tổng sản phẩm thu được là
V = Vngưng + Vsau cô đặc + Vmẫu = 5899 + 3780 + 280 = 9959 ml = 9,959 l
So với thể tích dung dịch đường nhập liệu ban đầu là 10 (lít), thiếu hụt:
10 – 9,959 = 0,041 (lít) = 41 mL g. Đồ thị.
Biểu diễn quan hệ giữa chỉ số Bx và thời gian cô đặc