báo cáo thí nghiệm chuyên ngành công nghệ sản xuất dược phẩm bài: cô đặc dung dịch đường

10 530 0
báo cáo thí nghiệm chuyên ngành công nghệ sản xuất dược phẩm bài: cô đặc dung dịch đường

Đang tải... (xem toàn văn)

Thông tin tài liệu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC ☼☼☼☼☼☼☼ BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DƯỢC PHẨM BÀI: CÔ ĐẶC DUNG DỊCH ĐƯỜNG GVHD: Lê Thị Thùy Trang Sinh viên: Võ Như Sinh MSSV: 61002738 TPHCM, 5/2014 0 I. Giôùi thieäu chung veà coâ ñaëc mía ñöôøng Ngaønh coâng nghieäp mía ñöôøng laø moät ngaønh coâng nghieäp laâu ñôøi ôû nöôùc ta. Do nhu caàu thò tröôøng nöôùc ta hieän nay maø caùc loø ñöôøng vôùi quy moâ nhoû ôû nhieàu ñòa phöông ñaõ ñöôïc thieát laäp nhaèm ñaùp nhu caàu naøy. Tuy nhieân, ñoù chæ laø caùc hoaït ñoäng saûn xuaát moät caùch ñôn leû, naêng suaát thaáp, caùc ngaønh coâng nghieäp coù lieân quan khoâng gaén keát vôùi nhau ñaõ gaây khoù khaên cho vieäc phaùt trieån coäng nghieäp ñöôøng mía. Trong nhöõng naêm qua, ôû moät soá tænh thaønh cuûa nöôùc ta, ngaønh coâng nghieäp mía ñöôøng ñaõ coù böôùc nhaûy voït raát lôùn. Dieän tích mía ñaõ taêng leân moät caùch nhanh choùng, mía ñöôøng hieän nay khoâng phaûi laø moät ngaønh ñôn leû maø ñaõ trôû thaønh moät heä thoáng lieân hieäp caùc ngaønh coù quan heä chaët cheõ vôùi nhau. Mía ñöôøng vöøa taïo ra saûn phaåm ñöôøng laøm nguyeân lieäu cho caùc ngaønh coâng nghieäp nhö baùnh, keïo, söõa… ñoàng thôøi taïo ra pheá lieäu laø nguyeân lieäu quyù vôùi giaù reû cho caùc ngaønh saûn xuaát nhö röôïu… Trong töông lai, khaû naêng naøy coøn coù theå phaùt trieån hôn nöõa neáu coù söï quan taâm ñaàu tö toát cho caây mía cuøng vôùi naâng cao khaû naêng cheá bieán vaø tieâu thuï saûn phaåm. Xuaát phaùt töø tính töï nhieân cuûa caây mía, ñoä ñöôøng seõ giaûm nhieàu vaø nhanh choùng neáu thu hoaïch treã vaøkhoâng cheá bieán kòp thôøi. Vì tính quan troïng ñoù cuûa vieäc cheá bieán, vaán ñeà quan troïng ñöôïc ñaët ra laø hieäu quaû saûn xuaát nhaèm ñaûm baûo thu hoài ñöôøng vôùi hieäu suaát cao. Hieän nay, nöôùc ta ñaõ coù raát nhieàu nhaø maùy ñöôøng nhö Bình Döông, Quaõng Ngaõi, Bieân hoaø, … nhöng vôùi söï phaùt trieån oà aït cuûa dieän tích mía, khaû naêng ñaùp öùng laø raát khoù. Beân caïnh ñoù, vieäc cung caáp mía khoù khaên, söï caïnh tranh cuûa caùc nhaø maùy ñöôøng, coäng vôùi coâng ngheä laïc haäu, thieát bò cuõ kyõ ñaõ aûnh höôûng maïnh ñeán quaù trình saûn xuaát. Vì taát caû nhöõng lyù do treân, vieäc caûi tieán saûn xuaát, naâng cao, môû roäng nhaø maùy, ñoåi môùi daây chuyeàn thieát bò coâng ngheä, taêng hieäu quaû caùc quaù trình laø heát söùc caàn thieát vaø caáp baùch, ñoøi hoûi phaûi chuaån bò töø ngay baây giôø. Trong ñoù, caûi tieán thieát bò coâ ñaëc laø moät yeáu toá quan troïng khoâng keùm trong heä thoáng saûn xuaát vì ñaây laø moät thaønh phaàn khoâng theå xem thöôøng. 1. Nguyeân lieäu vaø saûn phaåm cuûa quaù trình coâ ñaëc mía ñöôøng: 1) Ñaëc ñieåm nguyeân lieäu: Nguyeân lieäu coâ ñaëc ôû daïng dung dòch, goàm: Dung moâi: nöôùc. Caùc chaát hoaø tan: goàm nhieàu caáu töû vôùi haøm löôïng raát thaáp (xem nhö khoâng coù) vaø chieám chuû yeáu laø ñöôøng saccaroze. Caùc caáu töû naøy xem nhö khoâng bay hôi trong quaù trình coâ ñaëc. 1 Tuøy theo ñoä ñöôøng maø haøm löôïng ñöôøng laø nhieàu hay ít. Tuy nhieân, tröôùc khi coâ ñaëc, noàng ñoä ñöôøng thaáp, khoaûng 11 % khoái löôïng. 2) Ñaëc ñieåm saûn phaåm: Saûn phaåm ôû daïng dung dòch, goàm: Dung moâi: nöôùc. Caùc chaát hoaø tan: coù noàng ñoä cao. 3) Bieán ñoåi cuûa nguyeân lieäu vaø saûn phaåm trong quaù trình coâ ñaëc: Trong quaù trình coâ ñaëc, tính chaát cô baûn cuûa nguyeân lieäu vaø saûn phaåm bieán ñoåi khoâng ngöøng. a. Bieán ñoåi tính chaát vaät lyù: Thôøi gian coâ ñaëc taêng laøm cho noàng ñoä dung dòch taêng daãn ñeán tính chaát dung dòch thay ñoåi: Caùc ñaïi löôïng giaûm: heä soá daãn nhieät, nhieät dung, heä soá caáp nhieät, heä soá truyeàn nhieät. Caùc ñaïi löôïng taêng: khoái löôïng rieâng dung dòch, ñoä nhôùt, toån thaát nhieät do noàng ñoä, nhieät ñoä soâi. b. Bieán ñoåi tính chaát hoaù hoïc: Thay ñoåi pH moâi tröôøng: thöôøng laø giaûm pH do caùc phaûn öùng phaân huûy amit (Vd: asparagin) cuûa caùc caáu töû taïo thaønh caùc acid. Ñoùng caën dô: do trong dung dòch chöùa moät soá muoái Ca2+ ít hoaø tan ôû noàng ñoä cao, phaân huûy muoái höõu cô taïo keát tuûa. Phaân huûy chaát coâ ñaëc. Taêng maøu do caramen hoaù ñöôøng, phaân huûy ñöôøng khöû, taùc duïng töông hoã giöõa caùc saûn phaåm phaân huûy vaø caùc amino acid. Phaân huûy moät soá vitamin. c. Bieán ñoåi sinh hoïc: Tieâu dieät vi sinh vaät (ôû nhieät ñoä cao). Haïn cheá khaû naêng hoaït ñoäng cuûa caùc vi sinh vaät ôû noàng ñoä cao. 4) Yeâu caàu chaát löôïng saûn phaåm vaø giaù trò sinh hoùa: Thöïc hieän moät cheá ñoä heát söùc nghieâm ngaët ñeå: Ñaûm baûo caùc caáu töû quyù trong saûn phaåm coù muøi, vò ñaëc tröng ñöôïc giöõ nguyeân. Ñaït noàng ñoä vaø ñoä tinh khieát yeâu caàu. Thaønh phaàn hoaù hoïc chuû yeáu khoâng thay ñoåi. II. Coâ ñaëc vaø quaù trình coâ ñaëc: 1. Ñònh nghóa: Coâ ñaëc laø phöông phaùp duøng ñeå naâng cao noàng ñoä caùc chaát hoaø tan trong dung dòch hai hay nhieàu caáu töû. Quaù trình coâ ñaëc cuûa dung dòch loûng - raén hay loûng- 2 loûng coù cheânh leäch nhieät soâi raát cao thöôøng ñöôïc tieán haønh baèng caùch taùch moät phaàn dung moâi (caáu töû deå bay hôi hôn). Ñoù laø caùc quaù trình vaät lyù - hoùa lyù. 2. Quaù trình coâ ñaëc: a. Chuaån bò maãu: hoøa tan 2Kg ñöôøng vaøo 18Kg nöôùc, khaáy ñeàu cho ñöôøng tan b. Quy trình vaän haønh Gồm các bước:  Bước 1: Bật công tắc tổng, kiểm tra đèn báo trên tủ điện, hiển thị đầy đủ các thông số về nhiệt độ, áp suất,… của hệ thống  Bước 2: Bật công tắc nồi hơi, để gia nhiệt nước.  Bước 3: Nhập liệu vào buồng bốc.  Bước 4: Kiểm tra hệ thống van, để đảm bảo hệ thống hoàn toàn kín.  Bước 5: Bật công tắc bơm chân không, tạo áp suất chân không trong hệ thống, đạt được 0,2 at  Bước 6: Bật công tắc bơm nước giải nhiệt cho thiết bị ngưng tụ  Bước 7: Ghi nhận các thông số ban đầu của hệ thống  Bước 8: Mở van đưa hơi đốt vào thiết bị gia nhiệt vỏ áo.  Bước 9: Ghi nhận các thông số trong giai đoạn gia nhiệt dung dịch đến nhiệt độ sôi.  Bước 10: Khi dung dịch sôi, mỗi 30 phút, ghi nhận thông số hệ thống, đem dung dịch cô được đi đo nồng độ, tháo lượng nước ngưng đi đo khối lượng. Khóa van ngay sau khi lấy sản phẩm, đảm bảo hệ thống kín, liên tục.  Bước 11: Kết thúc quá trình thí nghiệm trong 75 phút. Khóa van cấp hới đốt. Tắt công tắc gia nhiệt nồi hơi.  Bước 12: Tắt bơm chân không. Xả khí trong hệ thống trở về áp suất khí quyển.  Bước 13: Tháo sản phẩm cô đặc bằng van tháo liệu.  Bước 14: Tắt công tắc tổng. Löu yù: Ño noàng ñoä dung dòch coâ ñaëc sau nhöõng khoaûng thôøi gian laø 15 phuùt. Ño noàng ñoä cuoái cuøng coâ ñaëc III. BAÛNG SOÁ LIEÄU KEÁT QUAÛ THU ÑÖÔÏC phut) 0 T 0C 30,7 Vnươc nguoäi T0 nươc vao 31,5 C% 11 3 T0 nươc ra 31,8 15 30 45 60 1h15 IV. 43,6 67,6 66,3 70,5 73,1 11,4 13,5 17,8 22,5 30,4 1250 2190 3400 2900 1900 31,2 31,2 31,2 31,2 CAÂN BAÈNG VAÄT CHAÁT VAØ NAÊNG LÖÔÏNG 1. Döõ kieän ban ñaàu: Dung dòch ñöôøng mía Noàng ñoä ñaàu xñ = 11 %, nhieät ñoä ñaàu cuûa nguyeân lieäu laø tñ = 30oC. Noàng ñoä cuoái xc = 30,4%. Naêng suaát Gc = 20 kg. Gia nhieät baèng hôi nöôùc baõo hoaø aùp suaát hôi ñoát laø 4.5 bar Aùp suaát ôû thieát bò ngöng tuï: P = 0,2 at. 2. Caân baèng vaät chaát: a. Suaát löôïng nhaäp lieäu (Gñ): Theo coâng thöùc 5.16, QT vaø TBTN T5, tr184: Gñ*xñ = Gc*xc  xd   Gc = Gñ*   xc   Giai ñoaïn 1: 0-30 phuùt  11   = 16,3 kg GC= 20*   13,5   Giai ñoaïn 2: 30-60 phuùt  13,5   = 9,78 kg GC= 16,3*   22,5   Giai ñoaïn 3: 60-75 phuùt  22,5   = 7,23 kg GC= 9,78*   30,4  b. Toång löôïng hôi thöù boác leân (W): Theo coâng thöùc 5.17, QT vaø TBTN T5, tr184: W = Gñ – Gc  Giai ñoaïn 1: W= 20 – 16,33 = 3,7 kg. 4 58,3 58,3 58,3 58,3 So saùnh vôùi keát quaû ño cheânh leäch laø: H= .100 = 7,02%  Giai ñoaïn 2: W= 16,3 – 9,78 = 6,52 kg. So saùnh vôùi keát quaû ño cheânh leäch laø: H= .100 = 3,49%  Giai ñoaïn 3: W= 9,78 – 7,23 = 2,55 kg. So saùnh vôùi keát quaû ño cheânh leäch laø: H= .100 = 25,5% 3. Caân baèng naêng löôïng: a. Caân baèng nhieät löôïng: Nhieät vaøo: - Do dung dòch ñaàu: Gñcñt’1 - Do hôi ñoát: Di’’D Nhieät ra: - Hôi thöù mang ra: Wi’’W - Nöôùc ngöng tuï: Dc - Saûn phaåm mang ra: Gccct’’1 - Nhieät coâ ñaëc: Qcñ - Nhieät toån thaát: Qtt Thaønh laäp phöông trình caân baèng nhieät: Gñcñt’1 + Di’’D = Wi’’W + Dc + Gccct’’1 ± Qcñ + Qtt Töø phöông trình ta ruùt ra: W(i '' w  c c t '' 1 ) G ñ c ñ (t ''1  t '1 )  Q cñ Q D   '' tt '' '' i D  c i D  c i D  c ’ ’ i W – cct 1=2355,6 KJ/Kg laø aån nhieät hoaù hôi cuûa hôi thöù vôùi aùp suaát 0,2 at. Tra baûng 57, VD vaø BT T10, trang 443. I’’D   c =2749 KJ/Kg laø aån nhieät ngöng tuï cuûa hôi ñoát ôû aùp suaát 4,5 at. Tra baûng 57, VD vaø BT T10, trang 443 Quaù trình coâ ñaëc mía ñöôøng coù Qcñ=0. Ñaây laø quaù trình coâ ñaëc lieân tuïc neân t’1=t’’1. Choïn toån thaát nhieät laø 5% ta tính ñöôïc löôïng hôi ñoát D 12,77.2355,6  0,05D 2749 5 hay D=11,52 Kg Löôïng hôi ñoát tieâu toán rieâng: Theo coâng thöùc 4.5a, VD vaø BT T10, trang 182: D 11,52 m   0,902 ( kg hôi ñoát / kg hôi thöù ). W 12,77 Trong ñoù: D - löôïng hôi ñoát duøng coâ ñaëc, D = 11,52 kg. - löôïng hôi thöù thoaùt ra khi coâ ñaëc, W = 12,77 kg. b. Cheá ñoä nhieät ñoä: AÙp suaát buoàng ñoát laø aùp suaát hôi baõo hoaø 4,5 at.Tra baûng 57, VD vaø BT T10, trang 443: nhieät ñoä hôi ñoát laø 132,9oC. Goïi  ’’’ laø toån thaát nhieät ñoä hôi thöù treân ñöôøng oáng daãn töø buoàng boác ñeán TBNT, theo QT vaø TBTN T5, tr184, choïn ’’’ = 1 oK. Nhieät ñoä hôi thöù trong buoàng boác tsdm(Po): Tsdm(Po) - Tc = ’’’ = 1K  Tsdm(Po) = Tc +1 = 59,7 +1 = 60,7 oC Aùp suaát hôi thöù trong buoàng boác: Tra baûng 57, VD vaø BT T10, trang 443: ôû nhieät ñoä hôi thöù laø 60,7oC laø 0, 2 at. c. Xaùc ñònh nhieät ñoä toån thaát :  Toån thaát nhieät do noàng ñoä taêng (’): Theo coâng thöùc 5.3, QT vaø TBTN T5, tr174: ’ = ’o . f ÔÛ ñaây : o’ - toån thaát nhieät ñoä ôû aùp suaát khí quyeån. Tra töø ñoà thò. f - heä soá hieäu chænh do khaùc aùp suaát khí quyeån, ñöôïc tính: (273  t' i ) 2 f  16.2 ri t’i : nhieät ñoä hôi thöù cuûa noài thöù I ri : aån nhieät hoaù hôi cuûa hôi ôû nhieät ñoä t’i .  Toån thaát nhieät do aùp suaát thuyû tónh (’’ ): Goïi cheânh leäch aùp suaát töø beà maët dung dòch ñeán giöõa oáng laø P (N/m2), ta coù: P = 1 S.g.Hop 2 N/m2 Trong ñoù: s : khoái löôïng rieâng cuûa dung dòch khi soâi , kg/m3 s =0.5 dd 6 dd : Khoái löôïng rieâng cuûa dung dòch ,kg/m3 Hop: Chieàu cao thích hôïp tính theo kính quann saùt möïc chaát loûng ,m Hop = [0.26+0.0014(dd-dm)].Ho Tra soå tay ta coù ñöôïc baûng sau: ’o (0C ) xC (%k.l) 11 t’ ( 0C ) 0.25 r.10-3 (j/kg ) 60.7 ’ (0 C ) 2355.6 Coi dd trong moãi noài thay ñoåi khoâng ñaùng keå trong khoaûng nhieät ñoä töø beà maët ñeán ñoä saâu trung bình cuûa chaát loûng. Choïn chieàu cao oáng truyeàn nhieät laø Ho= 2 m. Hop = [0.26+0.0014(dd-dm)].Ho=[0.26+0.0014(1061-983)]*1.5=0.554 ,m AÙp suaát trung bình: Ptb= P’+P=0.21+0,5.0,5.1061.10-4.0.554=0.225 at Tra soå tay taïi Ptb=0.225 (at) ta coù t”1=61.92 0C. Suy ra : ”=61.92– 60.7 =1.22 0C Hieäu soá nhieät ñoä höõu ích ti1=TD – (Tc+) =132.9 – (59.7+0.19+1.22+1)=70.79 0C Nhieät löôïng lyù theo lyù thuyeát : Wi’’W + Dc + Gccct’’1 ± Qcñ + Qtt = 12,77.2402,3+11,52.30,4.(58,3-31,2)+8,36.58,3=51581,88J Nhieät löôïng thöïc teá nöôùc mang ra laø 2355,6.(58,3-31,2)=63836,76J DH%= .100=19,19% Vaäy H%=80,81% V. MAY ĐO NỒNG ĐỘ ĐƯỜNG BRIX Maùy đo độ Brix ( đo độ ngọt) ứng dụng đo độ Brix được duøng trong coâng nghiệp thực phẩm: dầu mỡ động thực vật, sữa lỏng, rượu bia, dược phẩm,… Đặc tính của maùy ñöôïc cho pheùp đo được caùc loại mẫu ôû nhiệt độ cao vaø khoảng đo rộng. Độ Brix (Bx) laø tỷ phần trăm giữa khối lượng đường saccharose veà khối lượng dung dịch nước đường, tính bằng gam, kí hiệu %mas hay độ Brix. Độ Bx quan saùt độ Bx đo ở nhiệt độ bất kỳ bằng khuùc xạ kế (maùy đo độ Brix). Độ Bx hiệu chỉnh l độ Bx đo ở nhiệt độ tieâu chuẩn 20 độ C hoặc được hiệu chỉnh về nhiệt độ tieâu chuẩn. 7 0.19 Caùc duøng: Bước 1: Bạn để nước cất tinh khiết lên bề mặt lăng kính. Sau đó thông qua thị kính, quan sát hệ thống vạch. Nếu nền xanh chỉ về mức 0 thì không cần hiệu chỉnh lại, nếu nền xanh chưa ở mức 0 thì bạn dùng vít hiệu chỉnh chỉnh về mức 0. Thông thường, máy đo độ đường brix đã được hiệu chỉnh sẵn tại nơi sản xuất nên kết quả đo rất chính xác,nhưng vẫn nên thường xuyên thực hiện bước này để kiểm tra hoạt động của máy. Bước 2: Để mẫu thử lên lăng kính của máy đo độ đường brix. Mẫu thử ở thể lỏng và có nhiệt độ nằm trong giới hạn bù nhiệt của máy để có kết quả đo chính xác nhất. Lưu ý là phải để mẫu thử phân bố đều trên cả bề mặt lăng kính, tránh việc dung dịch chỉ nằm ở một phần lăng kính. Vì vậy, sau khi đậy nắp lăng kính, cần di chuyển nhẹ nhàng máy để dung dịch trãi đều lên lăng kính. Bước 3: Đọc độ đường của dung dịch. Thông qua thị kính,sẽ nhìn thấy hệ thống vạch theo độ brix. Có thể chỉnh tiêu cự để quan sát rõ hơn. Phần màu trắng biểu thị độ brix của dung dịch. Bước 4: Vệ sinh máy đo độ đường brix. Dùng khăn lau nhẹ bề mặt lăng kính. Không được dùng nước vệ sinh toàn bộ máy, hãy đảm bảo máy luôn được khô ráo. VI. VII. BAØN LUAÄN: Keát quaû thí nghieäm coù ñoä leach 19,19% so vôùi lyù thuyeát laø do nhieàu nguyeân nhaân: -Thieát laäp thoâng soá cuûa noài coâ ñaëc khoâng ñöôïc chuaån xaùc - khi lay maãu thì coù söï thay ñoåi lôùn veà aùp suaát, daãn ñeán thay ñoåi nhieàu veà nhieät ñoä coâ ñaëc, aûnh höôûng ñeán quaù trình trao ñoåi nhieät cuûa noài coâ ñaëc. -Söï cheânh leach thôøi gian trong quaù trình ño maãu - Thao taùc thöïc haønh ñoâ ñoä Rick cuõng bò aûnh höôûng nhieàu. Tài liệu tham khảo [1] Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông ,Hồ Lê Viên, 2005. Sổ tay quá trình và thiết bị Công nghệ Hoá chất tập 1. NXB Khoa học và Kỹ Thuật, Hà Nội, 632 trang. 8 [2] Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông, Phạm Xuân Toản, 2006. Sổ tay quá trình và thiết bị Công nghệ Hoá chất tập 2. NXB Khoa học và Kỹ Thuật, Hà Nội,448 trang. [3] Phạm Văn Bôn – Nguyễn Đình Thọ, 2006. Quá trình & thiết bị công nghệ hóa chất & thực phẩm – tập 5, quyển 1: Truyền nhiệt ổn định. NXB Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh, 460 trang. [4] Bộ môn Máy & Thiết bị, 2011.Bảng tra cứu quá trình cơ học – truyền nhiệt – truyền khối. NXB Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh, 68 trang. 9 ... thiết bò cô đặc yếu tố quan trọng không hệ thống sản xuất thành phần xem thường Nguyên liệu sản phẩm trình cô đặc mía đường: 1) Đặc điểm nguyên liệu: Nguyên liệu cô đặc dạng dung dòch, gồm: Dung. .. sản phẩm: Sản phẩm dạng dung dòch, gồm: Dung môi: nước Các chất hoà tan: có nồng độ cao 3) Biến đổi nguyên liệu sản phẩm trình cô đặc: Trong trình cô đặc, tính chất nguyên liệu sản phẩm biến...I Giới thiệu chung cô đặc mía đường Ngành công nghiệp mía đường ngành công nghiệp lâu đời nước ta Do nhu cầu thò trường nước ta mà lò đường với quy mô nhỏ nhiều đòa phương

Ngày đăng: 08/10/2015, 19:46

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan